Tekanan uap dan titik didih pasangan cairan

PAGE 17

1.2. Tekanan uap dan titik didih pasangan cairan

Apabila dua zat cair dicampurkan maka akan terbentuk dua macam kemungkinan campuran:

1. Pasangan cairan yang bercampur sempurna

2. Pasangan cairan yang bercampur sebagian

1.2.1 Pasangan cairan yang bercampur sempurna

Pasangan cairan yang bercampur sempurna disebut larutan Ideal, Larutan ideal didefenisikan sebagai larutan yang daya tarik antara molekul-molekulnya sama. Artinya daya tolak dan daya tarik antar molekul pelarut dan zat yang terlarut adalah sama.

Larutan ideal mempunyai sifat :

1. Pada pengenceran komponennya tidak mengalami perubahan.

2. Tidak terjadi perubahan panas pada pembuatan dan pengenceran.

3. Volume total adalah jumlah volumenya komponennya.

4. Mengikuti hukum Raoult mengenai tekanan uap.

5. Sifat fisikanya dalah sifat fisika rata-rata penyusunnya.

Apabila kita mendidihkan larutan ideal, maka pada saat mendidih diatas permukaan cairan tersebut akan terbentuk uap dalam fase gas. Uap cairan tersebut akan berpindah dari fase cair ke fase gas dan sebagian ada yang berpindah dari fase gas ke fase cair. Pada tekanan uap tertentu akan terjadi kesetimbangan dinamis antara molekul-molekul yang meninggalkan cairan ataupun yang kembali lagi ke cairan. Tekanan ini dinamakan tekanan uap jenuh (po ) yang tergantung pada Sifat cairan itu sendiri dan Temperaturnya.

Apabila didalam bejana tersebut terdapat lebih dari satu komponen zat, maka masing-masing zat cair tersebut untuk meninggalkan ataupun kembali ke fase cair sehingga menimbulkan penurunan tekanan uap jenuh. Pada kondisi ini berlaku hukum Raoult.Hukum Raoult menyatakan

Tekana parsial uap komponen yag mudah menguap dari larutan sama dengan tekanan uap murni kali fraksi molnya.

Persamaan diatas dapat digambarkan sbb :

PBo

Ptotal

PAo

PA

PB

0

XB 1

1

XA 0

Gambar.1. 4. Hubungan tekanan uap pasangan cairan ideal

Keterangan :

1. PAo, Tekanan uap jenuh komponen A

2. PBo, Tekanan uap jenuh komponen B

3. PA, Tekanan uap komponen A

4. PB, Tekanan uap komponen B

5. XA, Fraksi mol komponen A

6. XB, Fraksi mol komponen B

7. Ptotal, Tekanan total = Tekanan uap komponen A + Tekanan uap komponen B

Untuk menghitung berapa banyak fraksi mol zat B dalam keadaan uap, maka dihitung dengan rumus :

Campuran zat cair biner (dua cairan) yang memenuhi hukum Raoult tidak banyak. Beberapa yang dikenal :

Etilen dibromida Propilena dibromida

Benzena Etilena diklorida

CCl4 SnCl4

Kloro Benzena Bromo Benzena

Penyimpangan dari hukum Raoult ada 2 bentuk yakni :

1. Penyimpangan positif

2. Penyimpangan negatif

Kedua penyimpangan ini digambarkan pada Gambar .1.5

PBo

Ptotal

PAo

PA

PB

0

XB 1

1

XA 0

Penyimpangan Positif

PBo

PAo

Ptotal

PA

PB

0

XB 1

1

XA 0

Penyimpangan negatif

Gambar.1.5. Penyimpangan dari hukum Raoult

Sistem yang lain dibagi 3 jenis :

1. Sistem dengan tekanan total antara komponen komponen murninya seperti :

CCl4 Siklo Heksana

CCl4 Benzena

Benzena Toluena

Air Metil Alkohol

Pada Tekanan tetap

TbA V

L

TbB

0 XB YB 1

Gambar.1.6. Sistem campuran dengan tekanan total antara komponen-komponen murninya

Keterangan :

TbA = Titik didih komponen A

TbB = Titik didih komponen B

XB = Fraksi mol komponen B dalam fase cair

YB = Fraksi mol komponen B dalam fase uap

V = kurva komponen B dalam fase uap

L = kurva komponen B dalam fase cair

2. Sistem dengan tekanan total membentuk maksimum seperti :

CS2 Metil Alkohol

CC2 Aseton

Benzena Siklo Heksana

Kloroform Etil Alkohol

Air Etil atau n- Propil alcohol

Pada Tekanan tetap

TbA V V

TbB

L

L

0 XB 1

Gambar.1.7. Sistem campuran dengan tekanan total membentuk maksimumKeterangan :

TbA = Titik didih komponen A

TbB = Titik didih komponen B

XB = Fraksi mol komponen B dalam fase cair

V = kurva komponen B dalam fase uap

L = kurva komponen B dalam fase cair

X = Titik azeotrop

3. Sistem dengan tekanan total membentuk minimum seperti :

CHCl3 Aseton

Metil Eter HCl

Piridin Asam asetat

Air Asam Formiat, HNO3, HCl, HBr

Pada Tekanan tetap

V V

L TbB TbA L

0 XB 1

Gambar .1.8. Sistem campuran dengan tekanan total membentuk minimum

Keterangan :

TbA = Titik didih komponen A

TbB = Titik didih komponen B

XB = Fraksi mol komponen B dalam fase cair

V = kurva komponen B dalam fase uap

L = kurva komponen B dalam fase cair

X = Titik azeotrop

Titik Azeotrop adalah titik maksimum atau minimum dari campuran biner yang didestilasi. Pada titik ini zat yang didestilasi tercampur antara fase cair dan fase uap. Pada titik ini pula kedua komponen tidak dapat dipisahkan.

1.2.2. Pasangan cairan yang bercampur sebagian

Pasangan cairan yang bercampur sebagian dapat dibagi menjadi 4 jenis:

1. Campuran dengan temperatur pelarut kritis maksimum

2. Campuran dengan temperatur pelarut kritis minimum

3. Campuran dengan temperatur pelarut kritis maksimum dan minimum

4. Campuran yang tidak mempunyai temperatur pelarut kritis

Campuran dengan temperatur pelarut kritis maksimum, terdapat pada campuran Anilin dan air

Bila air ditambahkan sedikit maka diperoleh campuran air dan Anilin

Bila ditambahkan terus maka diperoleh dua lapisan yang terpisah : Air dalam Anilin dan Anilin dalam air

Bila ditambah terus maka diperoleh larutan Anilin dan air

B 200

T(oC)

A

100 A

0

1

air

Anilin

Gambar.1.9. Sistem campuran dengan temperatur pelarut kritis maksimumKeterangan :

Pada pemanasan campuran pada titik (B) dalam grafik kedalaman lapisan hilang dan membentuk campuran yang homogen. B disebut temperatur pelarut kritis (temperature Consolute ).

Campuran dengan temperatur pelarut kritis minimum,terdapat pada campuran air Trietil Amin dengan temperatur pelarut kritis - 8,50C

B 20

T(oC)

A

10 A 0

1

air

Tri Etil Amin

Gambar .1.10. Sistem campuran dengan temperatur pelarut kritis minimum

Campuran dengan temperatur pelarut kritis maksimum dan minimum, terdapat pada campuran air Nikotin. Temperatur kritis maksimum 2080C dan minimum 60,80C.

C

200

B

T(oC)

100 A

0

1

air

Nikotin

Gambar .1.11. Sistem campuran dengan temperatur pelarut kritis maksimum dan minimum

Keterangan :

C = 34 % Nikotin

A = 94 95 %

B = 121 130oC

Campuran yang tidak mempunyai temperatur pelarut kritis, Air dan Eter bercampur pada semua perbandingan sehingga tidak ada temperatur pelarutan kritis baik maksimum dan minimum

PAGE Kimia Dasar II / Kimia larutan 11/27/03

_1103792206.unknown

_1103797098.unknown