Upload
zaadittaqwa
View
295
Download
16
Embed Size (px)
DESCRIPTION
a
Citation preview
Gaya A
ntar M
olekul
Mata K
uliah K
imia Da
sar
1/11/20101 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia
Keadaan Fisik dan Perubahan Fasa
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia2
Keadaan fisik dan perubahan fasaAspek kuantitatif perubahan fasaJenis-jenis gaya antar molekul
Gaya ion-dipolGaya dipo-dipolIkatan hidogenGaya dispersi london
Sifat dari cairan
Keadaan Fisik dan Perubahan Fasa
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia3
Mengapa Jarum mengambang di atas air?Mengapa air pada kondisi normal berwujud cair bukan gas? Mengapa air sebagai molekulkecil memiliki titik didih padatemperatur tinggi?Mengapa es mengambang dalamair?Mengapa kristal salju memiliki 6 sisi?mengapa I2 padat sedang Cl2gas?
Keadaan Fisik dan Perubahan Fasa
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia
mengapa I2 padat sedang F2 dan Cl2 gas?
4
Keadaan Fisik dan Perubahan Fasa
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia5
Apa yang menentukansuatu zat berwujud cair,
padat atau gas???
Keadaan Fisik dan Perubahan Fasa
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia6
Perbedaan fundamental dari wujud materiadalah jarak antar partikel
Gas
Energi tarik-menarik relatiflebih rendah dari energigerakan partikelnya shg jarakantar partikelnya berjarakjauh
Cairan
Energi tarik menarik lebihkuat; partikel tetap dalamkontak dan tetap bebasshg bentuk cairan sesuaidengan kontainernya.
Padatan kristal
Energi tarik menarik antarpartikel lebih dominansehingga partikel tertatasangat rapi; pada posisiyang fix; saling berdekatan.
Pendinginan/Tekanan turun
Pemanasan/Tekanan naik
Pemanasan
Pendinginan
Keadaan Fisik dan Perubahan Fasa
Perbedaan tingkat molekular pada keadaan materi menunjukkan perbedaan mikroskopik dalam bentuk, kemampuan terkompres, kemampuan mengalir
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia7
Tipe perubahan fasaKondensasi >< PenguapanMembeku >< MencairSublimasi >< Deposisi
Keseimbangan Perubahan Fasa
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia8
S
u
b
l
i
m
a
s
i
P
e
n
g
u
a
p
a
n
M
e
n
c
a
i
r
D e p o s i s i
Beku
K o n d e n s a s iHsubl
Hvap
Hfus
Hvap
Hfus
Hsubl
padat
cair
gas
E
n
t
h
a
l
p
y
,
H
Aspek kuantitatif perubahan fasaPada Perubahan fasa Ek rata rata konstan tetapi Ep berubahPada sistem tertutup, kesetimbangan dicapai antara fasa cair dangas2,5 mol uap air pada kontainer tertutup dijaga tekanan 1 atm danperubahan temperatur dari 130 C 40 C
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia9
Energi
T
e
m
p
e
r
a
t
u
r
Diagram perubahan fasa
Stage 1Stage 2
Stage 3
Stage 4Stage 5
Aspek kuantitatif perubahan fasa
Tahap 1 (pendinginan uap air)Perubahan H2O(g) [130C] H2O(g) [100C]q = n x Cair(g) x T = 2,5 mol x (33,1 j/mol C) x (100 130)C
= -2482 J = - 2,48 kJ
Tahap 2 (kondensasi uap air)Perubahan H2O(g) [100C] H2O(l) [100C]q = n (-Hvap) = 2,5 mol x (-40,7 kJ/mol) = -102 kJ
Tahap 3 (pendinginan air)Perubahan H2O(l) [100C] H2O(l) [0C]q = n x Cair(l) x T = 2,5 mol x (75,4 j/mol C) x (0 100)C
= -18850 J = - 18,8 kJ
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia10
Aspek kuantitatif perubahan fasa
Tahap 4 (pembekuan air)Perubahan H2O(l) [0C] H2O(s) [0C]q = n (-Hfus) = 2,5 mol x (-6,02 kJ/mol) = -15 kJ
Tahap 5 (pendinginan es)Perubahan H2O(s) [0C] H2O(l) [- 40C]q = n x Cair(s) x T = 2,5 mol x (37,6 j/mol C) x (-40 0)C
= -3760 J = - 3,76 kJ
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia11
Gaya Antar Molekul
Gaya Intermolekul selalu lemah lemah dibanding gaya intramolekul
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia12
Ikatan Kovalen(kuat) +-
Tarik menarikantarmolekul(lemah)
16 kJ/mol untukMemisahkan molekul
431 kJ/mol untukMemutus ikatan
Jenis Jenis Gaya Antar Molekul
Dipole-dipole, Ikatan hidrogenGaya dispersi London
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia13
Gaya Ion - Dipol
Terjadi antara ion ion dan molekul polarMeningkat dengan kenaikan muatan ion atau kepolaran pelarut. Menentukan kelarutan.
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia14
Gaya Ion - Dipol
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia
Air Air sangatsangat polar polar dandan dapatdapatberinteraksiberinteraksi dengandengan ion ion positifpositif menghasilkanmenghasilkan ion ion terhidratterhidrat dalamdalam air.air.
15
Air dikelilingi kation
Air dikelilingi anion
Tarik menarik antara ion-ion dandipol permanenTarikTarik menarikmenarik antaraantara ionion--ion ion dandandipoldipol permanenpermanen
Gaya Ion - Dipol
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia16
BanyakBanyak ionion--ion ion logamlogam terhidratterhidrat. . InilahInilahalasanalasan mengapamengapa garamgaram--garamgaram logamlogamlarutlarut dalamdalam air.air.
Tarik menarik antara ion-ion dandipol permanenTarikTarik menarikmenarik antaraantara ionion--ion ion dandandipoldipol permanenpermanen
Gaya Ion - Dipol
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia17
Tarik menarik antara ion-ion dandipol permanenTarikTarik menarikmenarik antaraantara ionion--ion ion dandandipoldipol permanenpermanen
TarikTarik menarikmenarik antaraantara ionion--ion ion dandan dipoldipol tergantungtergantung padapadamuatanmuatan ion ion dandan jarakjarak ionion--dipoledipole..
PengukuranPengukuran dengandengan H H untukuntuk MMn+n+ + H+ H22O O [M(H[M(H22O)O)xx]]n+n+
Gaya Ion - Dipol
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia18
Terjadi antara kutub muatan yang berbeda dari molekul polarTerjadi antara kutub muatan yang berbeda dari molekul polar
Lebih lemah dari gaya sebelumnya. Apa pengaruhnya gaya tarik-menarik dipol ini terhadap titik didih?
S
O O- -
+
S
O O- -
+
Tarik menarik dipol-dipol
Gaya Dipol - dipol
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia19
PengaruhPengaruh gayagaya dipoldipol--dipoldipol terlihatterlihat padapada titiktitikdidihdidih molekulmolekul sederhanasederhana..
SenyawaSenyawa BeratBerat Mol.Mol. Td . Td . NN22 2828 --196 196 ooCCCOCO 2828 --192 192 ooCCBrBr22 160160 59 59 ooCCIClICl 162162 97 97 ooCC
Ikatan Hidrogen
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia20
BentukBentuk ikatanikatan yang paling yang paling kuatkuat daridari gayagaya dipoldipol--dipoldipol yang yang adaada..
IkatanIkatan--H H terkuatterkuat jikajika X X dandan Y Y adalahadalah N, O, N, O, atauatau FF
Jenis ikatan hidrogen [XY- - - -:Y]
Ikatan Hidrogen
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia21
Methanol and WaterMethanol and WaterMethanol and Water
--++
--
Ikatan-HIkatanIkatan--HH
Ikatan Hidrogen
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia22
Antar MetanolAntarAntar MetanolMetanol
Ikatan-HIkatanIkatan--HH
--++
--
Ikatan Hidrogen
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia23
Antara air dan amoniakAntaraAntara air air dandan amoniakamoniak
Ikatan-HIkatanIkatan--HH
--
++ --
IkatanIkatan--H H iniini menyebabkanmenyebabkan pembentukanpembentukan ion ion NHNH44++ dandan OHOH--
Ikatan Hidrogen
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia24
Ikatan Hidrogen
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia25
KonsekwensiKonsekwensi daridari ikatanikatan hidrogenhidrogen
Bukti Ikatan Hidrogen
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia26
Berat molekulmeningkat, gaya van der wals meningkat
Mengapa?
Kok Td H2O > HF > NH3
Ikatan Hidrogen pada biologi
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia27
Ikatan Hidrogen pada biologi
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia28
Gaya Dispersi London
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia29
BagaimanaBagaimana molekulmolekul nonnon--polar polar sepertiseperti OO2 2 dandan II22terlarutterlarut dalamdalam air?air?
DipolDipol air air MENGINDUKSIMENGINDUKSI dipoldipol padapada OO22dengandengan mengganggumengganggu awanawan elektronelektron OO22
Dipol- Dipolterinduksi
DipolDipol-- DipolDipolterinduksiterinduksi
Gaya Dispersi London
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia30
Gaya antara molekul non polar adalah gaya terlemah dari seluruhgaya antar molekul. Dipol sesaat" dibentuk olehpergerakkan awan elektron padamolekul. Dipol sesaat ini yangakan tarik mnarik atau tolakmenolak antara molekul nonpolartetangganya.Kekuatan gaya dipol terinduksitergantung pada seberapa mudahawan elektron terdistribusi.Semakin besar ukuran atom ataumolekul (dengan elektron lebihbanyak) semakin mudahdistribusi elektronnya.
Gaya Dispersi London
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia31
Dipol terinduksi Interaksi Ion Dipol terinduksi
Interaksi Dipol Dipol terinduksi
Gaya Dispersi London
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia32
KelarutanKelarutan gas gas dalamdalam air air meningkatmeningkat sebandingsebandingmassamassa gasgas
ProsesProses menginduksimenginduksi dipoldipoldisebutdisebut polarisasipolarisasiDerajatDerajat dimanadimana awanawanelektronelektron suatusuatu atom atom atauataumolekulmolekul bisabisa diinduksidiinduksidisebutdisebut polarisabilitaspolarisabilitas..
Gaya Dispersi London
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia33
contohcontoh II22 terlarutterlarutdalamdalam ethanol, ethanol, CHCH33CHCH22OH.OH.
OH
-
+I-I
R-
+
OH
+-
I-I
R
AlkoholAlkoholsementarasementara
MENGINDUKSIMENGINDUKSIdipole dipole padapada II22..
Gaya Dispersi London
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia34
KonsekwensiKonsekwensi daridari gayagaya dispersidispersi londonlondon
II22 mudahmudah tersublimasitersublimasikarenakarena gayagaya induksiinduksiyang yang lemahlemah
Gaya Dispersi London
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia35
KonsekwensiKonsekwensi daridari gayagaya dispersidispersi londonlondon
II22 mudahmudah tersublimasitersublimasikarenakarena gayagaya induksiinduksiyang yang lemahlemahSemakinSemakin besarbesar beratberatmolekulmolekul semakinsemakinmudahmudah terinduksiterinduksisehinggasehingga Td Td meningkatmeningkat..
CHCH44
CC22HH66
CC33HH88CC44HH1010
Ringkasan Gaya Antar molekul
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia36
GayaGaya ionion--dipoledipoleGayaGaya dipoledipole--dipoledipole
GayaGaya dipoledipole--dipole dipole khususkhusus: : ikatanikatan hidrogenhidrogen
GayaGaya yang yang melibatkanmelibatkan molekulmolekulnonpolarnonpolar: : gayagaya dipoldipol terinduksiterinduksi
Ringkasan Gaya Antar molekul
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia37
Jenis interaksi Faktor penentu interaksi Perkiraanenergy(kJ/mol)
Contoh
Ion dipol Perubahan ion, besarnya dipol 40 600 Na+ -----H2O
Dipol dipol Moment dipol (tergantung padakeelektronegatifan atom danstruktur molekul)
20 30 H2O -----CH3OH
Ikatan hidrogenXH ------ Y
Ikatan X-H yang sangat polar (X = F, N, O) dan atom Y denganpasangan elektron bebas.
5 30 H2O ------- H2O
Dipol dipolterinduksi
Momen dipol molekul polar denganpolarisabilitas molekul nonpolar
2 10 H2O -------- I2
Dipol terinduksi dipol terinduksi
Polarisabilitas 0,005 40 I2 ------I2
Ringkasan Gaya Antar molekul
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia38
Interaksi molekul atau ion
Apakah ionTerlibat?
Apakah molekulDan ion polar
hadir ?
Apakah molekulPolar terlibat ?
Apakah atom HTerikat pada atom
N, O atau F
Hanya Gaya London(dipol terinduksi)
Contoh Ar(l), I2(s)
Gaya dipol-dipol
Contoh H2S, CHCl3
Ikatan Hidrogen
Contoh H2O, NH3, HF
Gaya ion-dipol
Contoh Na+ dan H2O,
Ikatan ionik
Contoh NaCl, NH4NO3
YESNO
NO NO
NO YES
YES
YES
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia39
Ionik Kovalen Logam Antar molekul
KEKUATAN IKATAN
Kuat Sangat kuat bervariasi,umumnya sedang(moderate)
Lemah
Kekerasan Sedang ke tinggi Rendah sangatkeras
Rendah ke moderat;ductile, malleable
Kristal lunakdan beberapabersifat plastik
Daya hantarlistrik
Koduktor sebagaitranspot ion, tetapihanya ketika sbgcairan atauterionisasi.
Insulator padapadatan dan cairan
Konduktor yangbaik; menghantardengantransferelectron
Insulator padapadatan dan cairan
Titik didih Sedang ke tinggi Sangat tinggi Umumnya tinggi rendah
Kelarutan Larut dalam pelarutpolar
Sangat rendah Tak terlarut kecualipd asam atau basadengan rx kimia
Larut dalampelarut organik
Contoh Hampir semuamineral
intan, silikat, oxigen, molekulorganic.
Cu, Ag, Au, danlogam lain
Organiccompounds
Perbandingan sifat zat terhadap ikatanionik, kovalen, logam dan antar molekul
1/11/2010 Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia40
Perbandingan sifat zat terhadap ikatanionik, kovalen, logam dan antar molekul
Gaya Antar MolekulKeadaan Fisik dan Perubahan FasaKeadaan Fisik dan Perubahan FasaKeadaan Fisik dan Perubahan FasaKeadaan Fisik dan Perubahan FasaKeadaan Fisik dan Perubahan FasaKeadaan Fisik dan Perubahan FasaKeseimbangan Perubahan FasaAspek kuantitatif perubahan fasaAspek kuantitatif perubahan fasaAspek kuantitatif perubahan fasaGaya Antar MolekulJenis Jenis Gaya Antar MolekulGaya Ion - DipolGaya Ion - DipolGaya Ion - DipolGaya Ion - DipolGaya Ion - DipolGaya Dipol - dipolIkatan HidrogenIkatan HidrogenIkatan HidrogenIkatan HidrogenIkatan HidrogenIkatan HidrogenBukti Ikatan HidrogenIkatan Hidrogen pada biologiIkatan Hidrogen pada biologiGaya Dispersi LondonGaya Dispersi LondonGaya Dispersi LondonGaya Dispersi LondonGaya Dispersi LondonGaya Dispersi LondonGaya Dispersi LondonRingkasan Gaya Antar molekulRingkasan Gaya Antar molekulRingkasan Gaya Antar molekulPerbandingan sifat zat terhadap ikatan ionik, kovalen, logam dan antar molekulPerbandingan sifat zat terhadap ikatan ionik, kovalen, logam dan antar molekul