6. Misal : Dalam campuran VA dan VB dari zat A dan zat B
Amolperubahan:dn
campuranvolumeperubahan:dV
Aparsialmolarvolume:V,V:ket
A
BA
Bila terjadi perubahan komposisi : Vcamp = 0, nAVA = -nBVB
Artinya : bila VA bertambah maka VB akan berkurang
Menunjukkan nilai molar parsial masing-masing
komponen dalam sampel terhadap campuran totalnya
a. Voluma molar parsial (VA , VB)
)
dn
dV
(V
BnT,p,A
A
AnT,p,B
B )
dn
dV
(V
(1)
BBAAcampuran
BBAA
VnVnV
dnVdnVdV
:campuranUntuk
(3)
(2)
7. Contoh : Gbr 7.1,
dicampurkan 1 mol
H2O = 18 cm3, VH2O =
18 cm3 dengan 1 mol
etanol = 58 cm3 ,
Vetanol = 58 cm3
V molar air akan
berkurang bila ditambah
etanol karena untuk
campuran 1 mol
molekul2 air sangat
sedikit bila dibandingkan
dengan etanol
Kurva 7.1 : Hubungan mol fraksi
dengan volume molar
komponen air dan ethanol
VA : volume molar parsial air
VB : volume molar parsial
etanol
X : mol raksi
0,8 0,6 0,4 0,2
Fraksi mol H2O→
18;0,88
53,6;0,12
8. 1. 70 cm3 air dicampur dengan 30 cm3 etanol, kerapatan
masing-masing 0.999 gcm-3 dan 0.785 gcm-3. Bila Mr air
18 g/mol dan etanol 46.1 g/mol. Tentukan volume molar
masing-masing komponen dan V campuran dari kurva 7.1
0.12=0.881=dan x0.88=
0.51+3.88
3.88
=x
0.51mol=
46.1g/mol
.30cmg/cm0.785
=n;3.88mol=
g/mol18
.70cmg.cm0.999
=n
Mr
ρ.V
=nsehingga
V
g
=ρ,
Mr
g
=n:jawab
etanolair
33
etanol
33
air
Dari kurva 7.1 :
Untuk xair : 0.88 Vair = 18 cm3mol-1 ; Xet : 0.12 Vet = 53.6
cm3mol-1
Vcamp : nair Vair + net Vet
: 3.88 mol x 18 cm/mol + 0.51mol x 53.6 cm3/mol
: 97.3 cm3
9. 2. Campuran larutan A (Mr = 58,08 g/mol) dan B (Mr =119,4
g/mol) fraksi mol B = 0,4693, Valume molar parsial A dan B
adalah 74,166 cm3 mol -1 dan 80,235 cm3 mol -1 , hitung
volume larutan yang massanya 1000 g
Jawab : nA MrA + nB MrB = 1000 g
5307,0X4693,0Xn
X
X
n
nXnX-n
nnXnXn)nn(X
nn
n
=X
ABB
B
A
A
BAAAA
ABAAAABAA
BA
A
A
B
B
A
n
X
X
MrA + nB MrB = 1000 g
nB = 5,40 mol nA = 6,11 mol
Vcamp = nA VA + nB VB
Vcamp = 6,11 mol x 74,166 + 5,40 x 80,235 =
886,42 cm3
10. 3. Suatu ruang volume 5 L berisi 4 g gas nitrogen pada suhu 27°C.
Bila ruangan juga berisi gas O2 sehingga tekanan total 1.5 atm.
Hitung tekanan parsial masing-masing gas dan berapa g gas O2
dalam campuran ini (semua gas dianggap gas ideal)
Jawab : untuk gas N2 G = 4 g = 4/28 mol =1/7 mol
p v = n R T
atm0.7
L5
300K xmolatmL0.082x7/1 -1-1
2
Kmol
pN
untuk gas O2 :
Ptot = pN2 + pO2
1.5 atm = 0.7 atm + pO2
pO2 = 0.8 atm
g5,332,9x0.16mol0.16
K300Kmolatml0.082
l5xatm0.8
RT
pv
n 11
……….Contoh soal
11. 3. Suatu ruang volume 5 L berisi 4 g gas nitrogen pada suhu 27°C.
Bila ruangan juga berisi gas O2 sehingga tekanan total 1.5 atm.
Hitung tekanan parsial masing-masing gas dan berapa g gas O2
dalam campuran ini (semua gas dianggap gas ideal)
Jawab : untuk gas N2 G = 4g = 4/28 mol =1/7 mol
p v = n R T
atm0.7
L5
300K xmolatmL0.082x7/1 -1-1
2
Kmol
pN
untuk gas O2 :
Ptot = pN2 + pO2
1.5 atm = 0.7 atm + pO2
pO2 = 0.8 atm g5,332,9x0.16mol0.16
K300Kmolatml0.082
l5xatm0.8
RT
pv
n 11
……….Contoh soal
12. Kuantitas molar yang lain adalah Fungsi Gibbs
molar parsial dengan nama lain : potensial kimia (μ)
Gm = μ = G/n
G = Gm n = n μ (4)
Pada campuran biner : mis : komponen A dan B
Bila terjadi perubahan komposisi
0dμn
0μnμn
jj
BBAA
=∑→
=+
Pers Gibbs Duhem (6)
b. Fungsi Gibbs molar parsial (Gm)
(5)μμ BBAA nnG
nA, nB = mol A dan B pada komposisi campuran
μA, μB = pot. kimia A dan B pada komposisi campuran
Fungsi Gibbs total campuran :
13. Akibatnya :
Untuk volume molar parsial Vj dalam campuran biner juga
berlaku
∑njdVj = 0
Karena nAdVA = -nBdVB
(bila vol molar parsial A bertambah, B akan berkurang,
perhatikan kurva 7.1)
13
…….Kuantitas molar parsial
nAdμA = - nBdμB
Artinya :
Dalam larutan biner perubahan kimia tidak bisa bebas ,
kuantitas molar parsial suatu komponen sangat
tergantung pada komposisinya saat itu yaitu bila salah
satu komponen bertambah yang lain berkurang.
14. Vm dan Sm selalu positif
tetapi : kuantitas molar
parsialnya tidak selalu
positif.
Contoh :
Vol molar parsial MgSO4
dalam air = -1.4 cm3/mol
Artinya :
Penambahan 1 mol
MgSO4 kedalam suatu
volume air akan
mengurangi volume air
sebesar 1.4 cm3 (terjadi
penyusutan)
15. Parameter termodinamika yang berhubungan dengan perubahan
komposisi dalam pencampuran adalah :
∆Gcamp ∆Scamp ∆Hcamp ∆Vcamp ∆Ucamp
Perubahan dalam
campuran menuju kepada
perubahan komposisi
spontan
16. Misal :Gas ideal A dan B dicampur pada p,T = konstan
A(p,T, nA) B(p,T, nB)
Mula-mula :
o
o
BBo
o
AAtoti
p
p
RTlnμn
p
p
RTlnμnGG
]
p
p
lnRTμ[n
μnG
oAA
AAA
]
p
p
lnRTμ[n
μnG
oBB
BBB
18. ∆Gcamp = (3+1)mol x 0.082 l.atm.mol-1K-1 x (25+ 273K)(3/4 ln3/4 + 1/4
ln1/4)
= 97.74 (-0.216 -0.347)
= 97.74 x -0.56
= -54.98 l.atm
7. a. Diket : Pada 25°C
∆Gcamp = nRT [XA ln XA + XB ln XB]
Catatan :
Rumus (7a) dipakai untuk camp gas tekanan sama
Rumus (7) dipakai untuk tekanan berbeda , pakai hkm
Raoult untuk mencari pA dan pB
19. 7. b. Diket : Pada 25°C, p gas A dan B berbeda
Gas A
n = 3 mol
p = 1 atm
Gas B
n = 1 mol
p = 3 atm
19
p
p
lnRTn
p
p
lnRTnG B
B
A
Acamp
3
RTatmmol10
3
RT1
1
RT3
p
RT
n
p
RT
n
VnVnV
1-
BA
BBAAcamp
kJ6,5-
3
0.3
lnRT
1
0.9
lnRTxmol3Gcamp
xmol1
atm1.2
RTmol10
atm3
xRTmol4
V
RTn
p
camp
camp
atm0.3atm1.2x0.25atm0,9atm1.2x0.75
p.xpp.xp campBBcampAA
20. Artinya : Bila ΔS > 0 → gas tersebar kedalam gas lain
T
ΔG
-ΔS
camp
camp (7b)
S
dT
dG
:amikaThermodinHukum
np,
Untuk contoh 7.b :
1-
JK22
K298
kJ6,5
T
ΔG
-ΔS
camp
camp
BBAAcamp lnxxlnxxnRΔS (8)
21. c. Entalpi (∆H), ∆V dan ∆U campuran.
Rumus dasar : ∆G = ∆H - T ∆S
21
Untuk campuran gas :
∆Hcamp = ∆Gcamp + T .
∆Hcamp = 0
T
G
∆Hcamp = ∆Ucamp + p ∆Vcamp = ∆Ucamp + p.0 = 0
∆Ucamp = 0
Pada p,T → ∆Hcamp , ∆Ucamp dan ∆Vcamp = 0
m
T
V
dp
dG
Gas ideal dG tidak
tergantung pada tekanan
∆Vcamp = 0
23. K
E
S
I
M
P
U
L
A
N
II
Keterkaitan potensial kimia terhadap
komposisi campuran gas biner (ideal)
Untuk campuran komponen A
& B berlaku :
dano
A
A
0
A
p
p
lnRTμμ o
B0
BB
p
p
lnRTμμ
Untuk menentukan pA dan pB,
berlaku hukum Dalton dan Roult
Hukum Dalton : Pcamp = pA + pB
Hukum Raoult : pA = xA.pcamp
pB = xB.pcamp
24. 24
Sama dengan gas, potensial kimia dari
larutan sangat tergantung pada komposisinya
• Pada larutan, saat kesetimbangan potensial kimia
uapnya = potensial kimia cairannya.
Saat kesetimbangan :
Keterangan :
µg = potensial kimia uap cairan
µc = potensial kimia cairan
p = tekanan uap cairan murni
po = tekanan uap standar
op
p
lnRT
o
μ
(c)(g) μμ
Larutan = pelarut + zat terlarut
(komponen A) (komponen B)
Komposisi
Larutan
25. Pelarut A, tanpa B
pA* = tekanan uap zat murni
pada temp T
po = tekanan uap murni pada
1 atm
pA*
uap
A
cair
μA(g)
μA(l)
Ketentuan :
1. Belum berlaku hukum Raoult
2. op
*
A
p
RTln
o
A
μ
*
A(l)(g)
*
A μμ
• LARUTAN IDEAL
Larutan ideal adalah gambaran standar suatu larutan yang tidak
ada interaksi kimia antar komposisinya ( gaya intermolekuler sama).
Kesetimbangan larutan ideal :
26. Kedalam larutan(A) ditambahkan zat terlarut (B) :
1.
2. Berlaku Hukum Raoult : pA = xA.p*
A
pB = xB. p*
B
Hukum Dalton : Pcamp = pA + pB
op
A
p
RTln
o
A
μ
A(l)(g)A μμ
Ketentuan :
Zat B dapat berupa zat terlarut
pA = tekanan uap parsial A
dalam campuran
po = tekanan uap murni pada
1 atm
pA
uap
A + B
(Larutan)
μA(g)
μA(l)
Pelarut A + zat lain (B)
27. Potensial kimia larutan pada lar. ideal:
…..Kedua komponen larutan…..
27
Menurut Raoult: pada p,T konstant
op
*
A
p
RTln
o
A
μ
*
A(l)(g)
*
A μμ
op
A
p
RTln
o
A
μ
A(l)(g)A μμ
A
xlnRT
*
AA
konstanTp,*
A
A
A
*
AAA
μμ
p
p
xpxp
)(l
Dalam
campuran
Sebelum
dicampur
(10)
(11)
*
A
p
A
p
lnRT
*
A
μ
A(g)(l)A μμ
(9)
28. Larutan ideal
Untuk pelarut (komponen A) dan zat terlarut (komponen B) :
1. Kedua komponen memenuhi hkm Raoult
pA= xA.pA* →
Artinya terdapat kelinearan kurva tekanan uap parsial
komponen vs fraksi molnya). ini dijadikan identifikasi
larutan ideal/ larutan murni.
*
A
A
A
p
p
x
2. Potensial kimia kedua komponen memenuhi pers :
μA = μA
* + RT ln xA
Rumus diatas juga berlaku untuk larutan dengan kepolaran
rendah tapi struktur hampir sama, misal : C6H6 dengan
C6H5CH3
Juga untuk larutan dengan kepolaran hampir sama tapi
struktur berbeda. Misal : benzena dengan CCl4
29. Campuran etil bromida (1) dan etil iodida (2), komposisi masing
masing fraksi mol pada 16.5oC 0.5
a. Hitung komposisi masing-masing uap dalam campuran
b. Jika uap tersebut dikondensasi, hitung komposisi uap yang baru
diketahui : tekanan uap murni (1) 45.16 mmHg,
(2) 16.20 mmHg
29
a. Komposisi uap dlm camp b. Jika uap dikondensasi
0.264
30.68
8.10
p
p
x
0.736
30.68
22.58
p
p
x
mmHg30.68
8.10mmHg22.58mmHgp
mmHg8.10p
mmHg16.20x0.5.pxp
mmHg22.58p
mmHg45.16x0.5.pxp
camp
2
2
camp
1
1
camp
2
*
222
1
*
111
0.146
38,94
5,70
p
p
x
0.854
38.94
33,24
p
p
x
mmHg38.94
mmHg5.70mmHg33.24p
mmHg5.70p
mmHg16.20x0.264.pxp
mmHg33.24p
mmHg45.16x0.736.pxp
camp
2
2
camp
1
1
camp
2
*
222
1
*
111
30. Campuran biner ideal
Campuran CS2 dan
aseton
Campuran benzen dan
toluen
Gambar hubungan tek uap Vs mol fraksi untuk sistem biner
a dan b untuk larutan ideal (memenuhi Hukum Raoult)
C tidak memenuhi hukum Raoult
31. Model-model Penyimpangan Hukum Raoult
Terjadi bila :
• Tekanan uap total yang sesung-
guhnya melebihi tekana uap total
yang diramalkan hkm Raoult.
• Pada proses pencampuran dise -
rap kalor sehingga energinya lebih
tinggi daripada sebelumnya
b. Penyimpangan positifa. Penyimpangan negatif
Terjadi bila :
• Tekanan uap total <tekanan uap
yang diramalkan hkm Raoult
• Pada proses pelarutan panas
dilepaskan berarti larutan
berada dalam energi yg lebih
rendah dari sebelum bercampur
32. o Larutan nyata encer yang bersifat ideal setelah zat terlarutnya
dikoreksi dengan hukum Hendry disebut Larutan encer ideal.
o Larutan yang memenuhi hukum Hendry bersifat ideal dalam arti
yang berbeda dengan larutan yang memenuhi hkm Raoult (
sama-sama linear tapi posisinya berbeda).
Larutan Nyata
Encer
Pelarut
Memenuhi Hkm Raoult
Zat Terlarut
Kurang linear dan akan
memenuhi hkm Raoult bila telah
dikoreksi dengan hukum Henry
• LARUTAN ENCER IDEAL
Lar.ideal memenuhi hukum Raoult
Lar.encer ideal memenuhi hukum Henry
33. Adalah hukum yang mengkoreksi zat terlarut dari larutan nyata
encer sehingga linear dan bersifat ideal melalui pers :
pB = xB KB (12)
Keterangan :
pB = tekanan uap parsial zat terlarut
xB = fraksi mol zat terlarut
KB = konstanta Hendry (dengan dimensi tekanan)
Kurva terkoreksi ini disebut kurva untuk larutan encer ideal
memenuhi hukum Henry. Kurvanya linear tapi tidak persis sama
dengan larutan murninya (ideal).
34. • KURVA KELINEARAN DARI LARUTAN ENCER IDEAL
Keterangan :
•, garis lengkung, data
percobaan lar. nyata encer p
vs xB. Titik potong p di xB = 1
adalah nilai pB*
•Komponen B sebagai pelarut,
akan memenuhi Hukum
Roult, melalui pers
pB = xB.pB*
•Bila Komponen B sebagai zat
terlarut, tek.uap akan
sebanding dengan fraksi mol
bila dikoreksi dengan Hkm
Hendry kemiringannya titik
potong di KB,
pB = xB . KB
Gbr 7.3 Kurva pB vs xB zat terlarut untuk
larutan murni(ideal), larutan encer ideal
dan larutan encer ideal terkoreksi
35. Untuk pelarut (komponen A) :
1. Komponen A (pelarut) memenuhi hkm Raoult
pA= xA . pA* → *
A
A
A
p
p
x
2. Potensial kimia komponen A memenuhi pers :
μA = μA
* + RT ln xA
Untuk zat terlarut (komponen B) :
1. Komponen B (zat terlarut) memenuhi hkm Henry
pB= xB . KB
2. Potensial kimia komponen B memenuhi pers :
Larutan encer ideal
B
BB
X
Xμ
lnRT
lnRT
*
B
p
B
K
lnRT
*
B
μ
*
B
p
B
p
lnRT
*
B
μ
μτ
36. Campuran aseton (A) dan kloroform (B) tekanannya diukur pada t = 35°C
dengan data2 percobaan dibawah. Buktikan campuran memenuhi hkm
Raoult untuk komponen pelarut dan memenuhi hkm Henry untuk
komponen zat terlarut. Carilah K dari A dan B
36
xB 0 0.20 0.40 0.60 0.80 1
pB 0 35 82 142 200 273
pA 347 250 175 92 37 0
KA = 175 torr, KB = 165 torr
Ketika mol fraksi A atau B 1, Hukum
Raoult diprediksi untuk menentukan pj
Ketika masing-masing komponen x 0,
Hukum Hendry diprediksi untuk
menentukan K. Kedua kasus ini
mempunyai penyimpangan dari keadaan
sebenarnya
Buatlah kurva p vs xA dan xB :
37. Penggunaan Hukum Hendry untuk gas sebagai zat terlarut
Dugalah kelarutan O2 dalam air pada t =25°C, pO2 = 190 torr.
Diketahui KO2
= 3.30 107 torr. Hitunglah jumlah O2 yang larut
dalam 1000 g air.
Jawab :
Jadi hukum Hendry dapat dipakai untuk kelarutan gas dalam
air dengan asumsi air = pelarut = A dan gas = zat terlarut = B
K
p
xnn
ol?
n
n
nn
n
x
K
p
x.Kxp
mol
4
10x3.2
7
10x3,30
torr190xmol55,6
m55,6
airg18
airmol1
xairg1000airmol
2
2
22
2
2
22
2
2
2
2
2
O
O
O)(H)(O
O)(H
)(O
O)(H)(O
)(O
)(O
O
O
OO2OO
-
torr
22
38. • Larutan nyata /non ideal baik pelarut maupun zat terlarut tidak
memenuhi Hukum Roult, supaya berlaku ideal dilakukan koreksi
terhadap pelarut dan zat terlarutnya dengan mengganti xj dalam
nilai nilai aktivitas.
• LARUTAN NYATA
• Aktivitas (lambang a) adalah konsentrasi efektif dari
larutan.
• Hubungan kuantitatif antara aktivitas dengan konsentrasi :
a = γ x
Penyimpangan dari
keadaan ideal
aktifitas konsentrasi
• Untuk larutan ideal : γ = 1 ; a = x
39. • Larutan nyata /non ideal baik pelarut maupun zat terlarut tidak
memenuhi Hukum Roult, supaya berlaku ideal dilakukan koreksi
terhadap pelarut dan zat terlarutnya dengan mengganti xj dalam
nilai nilai aktivitas.
• LARUTAN NYATA
• Aktivitas (lambang a) adalah konsentrasi efektif dari
larutan.
• Hubungan kuantitatif antara aktivitas dengan konsentrasi :
a = γ x
Penyimpangan dari
keadaan ideal
aktifitas konsentrasi
• Untuk larutan ideal : γ = 1 ; a = x
40. Koreksi terhadap larutan nyata :
Koreksi terhadap pelarut Koreksi terhadap zat terlarut
BB xγa
0.9864
Toor760
Torr749.7
p
p
a *
air
air
air
41. 2. Kloroforom dalam aseton
Perlakukanlah kloroform sebagai pelarut dan zat terlarut terkoreksi
Diketahui : p* =293 torr, K = 165 torr. Hitung a dan γ
x 0 0.20 0.40
p 0 35 82
Kloroform sebagai pelarut → berlaku hkm Raoult
Kloroforom sebagai z.terlarut → berlaku hkm Hendry
Hukum Raoult : pA= xA . pA* Hukum Hendry : pB = xB KB
x 0 0.20 0.40
p 0 35 82
Raoult : a 0
γ -
Hendry: a 0
γ -
0.12
293
35
0.28
293
82
0.6
0.20
0.12
0.7
0.40
0.28
0.21
165
35
0.50
165
82
1.05
0.20
0.21
1
x
a
γγ.xa,
K
p
aHendryHukum
1
x
a
γ1γkarena
p
p
xaRaoultHukum:Jawab *
j
j
j
≠
→→
Hkm Raoult
:
γ → 1 ketika
x → 1
Hkm Hendry
γ → 1 ketika
x → 0
1.25
0.40
0.50
42. Untuk pelarut (komponen terbesar) :
Hukum Raoult : μA = μA
* + RT ln a
Ketentuan :
1. dan a = γ x γ → 1 saat x → 1
2. pers berlaku untuk pelarut & zat terlarut
lar.murni/lar.ideal dan pelarut lar. Encer ideal
*
A
p
A
p
A
a
Untuk zat terlarut (komponen kecil) :
Hukum Hendry : μ = μ + RT ln a
Ketentuan :
1. dan a = γ x γ → 1 saat x → 0
2. pers berlaku untuk zat terlarut lar. Encer ideal dan
lar.nyata
K
p
a
Untuk aktivitas dalam nilai molalitas :
μ = μ o + RT ln a
Ketentuan :
1. a = γ m/mo ; mo = 1 mol kg-1 γ → 1 saat m → 0
Aktivitas pelarut dan zat terlarut
43. Termodinamika campuran
cairan ideal
Termodinamika campuran gas
ideal
=
Akibat : besaran T.D untuk campuran cairan ideal = besaran
T.D untuk campuran gas
∆Hcamp
∆Scamp/nR
∆Gcamp/nRT
xA
0ΔU
0ΔV
0ΔH
lnxxlnxxnRΔS
lnxxlnxxnRTΔG
(l)camp
(l)camp
camp
BBAAcamp
BBAAcamp
S menaik, karena saat pencampuran
partikel mencari penyesuaian
G menurun, karena proses spontan
nilai -
43
(13)
Fungsi T.D Ideal :
44. Fungsi T.D berlebihan :
Larutan Nyata
Terjadi pada
Interaksi A - A ≠ B - B ≠ A –B → saat pencampuran terjadi
penyimpangan besaran T.D dari keadaan ideal
Akibatnya : Saat pencampuran
∆ Hcamp besar dan +, endoterem
∆ Scamp < dan – (pemadatan)
∆ Gcamp +, ∆Vcamp > atau < dari 0
Campuran mengalami pemi
sahan: tdk bercampur
atau bercampur sebagian
VE= +
VE= -
penyusutan
pemuaian
HE = +
45. Besaran T.D kelebihan lar nyata :
∆SE, ∆HE, ∆GE
Dihitung dari
∆SE = ∆Scamp lar nyata - ∆Scamp lar ideal
∆SE = ∆Scamp + nR(xAlnxA + xB ln xB) (14)
Keterangan :
∆SE = entropi kelebihan = menunjukan penyimpangan
larutan dari keadaan ideal
BESARAN
TERMODI-
NAMIKA
KELEBIHAN
LAR.NYATA