WUJUD ZAT DAN KESETIMBANGAN FASE Reference : Martin, et all., Physical Pharmacy

Wujud Zat MENGEMBUN GAS CAIR PADAT PADAT MESOFASE CAIR MENGUAP

GAS HUKUM BOYLE P ∞ I PV=K V GAY-LUSSAC AND CHARLES V ∞ T V=kT P1V1 P2V2 PnVn K PV = nRT T1 T2 Tn

R = konstanta gas ideal Volum 1 mol gas pada STP (0oC, 1 atm) 22,4L R = (PV) : (nT) = 0,08205 L Atm mol-1deg-1 ingat 1 atm = 76 cm Hg dan massa jenis air raksa 13,595 g cm-3 P dalam dyne cm-2, V dalam cm3 R = 8,314 x 107 erg mol-1deg-1 = 8,314 J mol-1deg-1 = 8,314 J mol-1deg-1/4,184 J kal-1 = 1,987 kal mol-1deg-1

Penentuan BM dengan persamaan gas ideal Metode Regnault dan Victor Meyer Contoh: 0,30 g cairan mudah menguap ditempatkan dalam ruangan 200 ml. Pada suhu 100 oC semua cairan menguap dan memberikan tekanan 1 atm. Berapa BM senyawa tersebut? (46 g/mol)

Penentuan BM Hasil akan lebih bagus jika dibuat kurva hubungan p vs m/vp pada T konstan. Harga m/vp pada harga p limit 0 adalah kondisi yang ideal PV = nRT PV = (m/BM)RT m/PV = BM/RT m VP P

TEORI KINETIKA MOLEKULER PV=nRT perlu beberapa asumsi Volume molekul gas diabaikan terhadap volume ruang (tekanan rendah, suhu tinggi) Molekul gas tidak saling beratraksi (tekanan rendah) Gerakan partikel gas random, energi kinetik, E = 3/2 RT Tumbukan lenting sempurna

TEORI KINETIK MOLEKULER (Equation) PV = 1/3nm c2 PV = 1/3nmµ 3PV n = jumlah partikel µ = ------ m = masa 1 partikel nm 3RT 3P µ = ------ µ = ----- M d

PERSAMAAN VAN DER WALLS UNTUK GAS NYATA P + ------- (V – b) = RT V2 an2 P + ------ (V – nb) = nRT a/V2 adalah internal pressure menunjukkan atraksi antar molekul. B adalah excluded volume menunjukkan voleme gas yang sudah tidak bisa ditekan

WUJUD CAIR Gas liquid Binding force between molecules: Van der wals force: dipole-dipole interaction (Keesom force), dipole-induced dipole force (Debyee force), induce dipole-induce dipole force (London force) Ion-dipole force, ion-induce dipole force Hidrogen bonding Molekul interaction

METODE PENCAIRAN GAS Gas, t ↓ ----→ kecepatan dan energi kinetik molekul ↓ ----→ interaksi ↑ ---→ cair Gas ditekan ----→ interaksi ↑ ----→ cair Penurunan suhu: Disimpan pada suhu dingin Ekspansi Adiabatis untuk gas ideal Efek Joule thomson untuk gas yang non ideal

Aerosol Sedian dispersi dalam gas, suatu aplikasi metode pencairan Menggunakan pembawa propelan yang berujud gas dalam suhu dan tekanan normal, cair pada suhu rendah atau tekanan tinggi Produksi pada suhu rendah tekanan normal Produksi pada suhu normal tekanan tinggi Jika digunakan terjadi perubahan wujud propelan menjadi gas

SIFAT KHAS CAIRAN Suhu kritik dan tekanan kritik Tekanan uap kesetimbangan/tekanan uap jenuh/tekanan uap (P), dipengaruhi oleh suhu Panas penguapan molar (∆Hv), bervariasi tergantung suhu, tetapi dianggap sama pada rentang suhu yang sempit Titik didih, dipengaruhi oleh tekanan atm

Suhu dan Tekanan Uap Persamaan Clausius – Clapeyron: p2 ∆Hv (T2 – T1) Log---- = ----------------- atau p1 2,303RT2T1 - ∆Hv 1 Ln p = ------- ---- + konstanta R T

Contoh Soal Data pengaruh suhu terhadap tekanan uap Aceton: Suhu (oC) 20 30 40 50 Tekanan uap (cm Hg) 19 29,5 41 62 Panas Peleburan Molar Titik didihnya pada ruang bertekanan 1 atm Tekanan uap pada suhu 45oC

WUJUD PADAT Padatan Amorf (Kristal Amorf), 1. tidak mempunyai bentuk kristal tertentu 2. Titik leleh tidak tentu 3. Energi ikat/kisi rendah →solubility tinggi Padatan Kristal (Kristal Kristalin) bagian terkecilnya disebut unit sel. Beberapa bentuk unit sel: Kubik (NaCl), tetragonal (Urea), heksagonal (iodoform), rombik/ortorombic (iodine), monoklin (sukrosa), triklin (asam borak),

Klasifikasi padatan kristal Nama Molekuler Ionik Kovalen Logam Unit yang menempati titik kisi Molekul Ion + Ion - Atom Ion positif Gaya ikat Van der wals, kutub Atraksi elektrostatik Psangan elektron Atraksi listrik ion + dg elektron Sifat Amat lunak, ttk lebur rendah, volatil, isolator Amat keras dan rapuh, tl tinggi, isolator Amat keras, tl amat tinggi, isolator Keras/lunak, tl cukup tinggi, konduktor Contoh H2O, H2, CO2 NaCL, KNO3, Na2SO4 Intan, SiC, SiO2 Na, Cu, Fe, Al

Sifat Khas Padatan Energi kristal/kisi→1 mol padat mjd gas terssn dari zarah yang menempati titik kisi Panas peleburan Molar (∆Hf) Titik lebur (To), dipengaruhi oleh tekanan atm Persamaan Clapeyron ∆T Vl – Vs --- = T ------------- ∆P ∆Hf

Mencari ∆Hf - ∆Hf 1 Ln X2i = -------- --- + konstanta atau R T ∆Hf (To –T) - Log X2i = ------------------------- 2,303RToT Contoh Soal: Berapakah titik beku air pada tekanan 2 atm jk ttk beku pada 1 atm = 273,16 K, ∆Hf = 1440 kal/mol, spesific grafity air 0,9988 g/ml, es 0,9168 g/ml

MESOPHASE/KRISTAL CAIR Antara padatan dan cairan Cair : gerakan molekul bebas dan dapat berputar pada 3 sumbunya Padat : molekul tidak bergerak Mesofase : bergerak dan berputar tapi terbatas 1. SMEKTIK, gerakan molekul dua arah, berputar pada satu sumbu 2. NEMATIK, garakan molekul tiga ara, berputar pada 1 sumbu.

Bagaimana bisa terbentuk? Kristal cair thermotropik, pemanasan padatan, ex: pemanasan kholesterol benzoat pd 145oC, menjadi cair pada 179oC Kristal cair liotropik, penambahan solven dalam padatan tertentu, ex: campuran trietanolamin dan asam oleat. Alami dalam tubuh: Jaringan otak, pembuluh darah, usus, syaraf.