Upload
stephanie-figueroa
View
59
Download
5
Embed Size (px)
DESCRIPTION
11
Citation preview
3/29/2014
1
Bentuk dan Gaya Tarik Menarik
antar molekul
Gaya tarik menarik antar partikel dalam fase
terkondensasi disebut sebagai gaya
intermolekuler. Besaran gaya intermolekuler
tersebut yang akan menentukan apakah
partikel yang terbentuk akan berupa gas, cair
atau padatan
Chapter 11: States of Matter and
Intermolecular Forces4
Gaya Intermolekular
Gaya Intramolecular
menentukan sifat molekul
seperti bentuk geometri
dan momen dipole
EOS
Gaya Intermolecular
menentukan sifat fisik
makroskopik benda cair dan
padat
Chapter 11: States of Matter and
Intermolecular Forces5
Gaya Intermolecular
Gases – fill container, random rapid motion,
never coming to rest or clumping together
Motion is mainly translational
Liquids – fixed volume, flow and assume shape of
container, only slightly compressible, stronger
forces hold molecules together
Motion is mainly translational
EOS
Solids – fixed volume, definite shape, generally
less compressible than liquids, forces hold
particles in a fixed shapeMotion is mainly vibrational
Gas
• chaos- bahasa Yunani yang berarti tidak ada
keteraturan , untuk menggambarkan sesuatu
yang bersifat no fixed shape or volume
• kinetic – yang berarti “to move”
3/29/2014
2
Asumsi Teori Kinetika Molekular
pada Gas
1. Ukuran partikel
– berukuran kecil, terpisah satu sama lain oleh
adanya ruang kosong
– Volume partikel kecil dibanding dengan
volume ruang kosong antar partikelnya
– Tidak ada gaya tarik menarik atau tolak
menolak yang berarti
Asumsi Teori Kinetika Molekular
pada Gas
2. Pergerakan Partikel
– Partikel bergerak konstan dalam
gerakan acak.
– Bergerak dalam garis lurus
hingga saling bertabrakan satu
sama lain atau dengan dinding
wadah gas tersebut
– berlaku tumbukan elastik, tidak
ada energi kinetik yang hilang
Asumsi Teori Kinetika Molekular
pada Gas
3. Energi partikel– Tergantung massa dan
percepatannya(kecepatan)
– Tidak semua partikelmempunyai energi kinetikyang sama
– Suhu- merupakan ukuranenergi kinetik rata-rata partikel gas
Menjelaskan sifat Gas
• Low Density
– (Ingat Densitas = Massa dibagi volume)
– Gas relatif memiliki massa yang rendah dibanding
dengan unsur lain dalam tabel periodik
– Terdapat ruang kosong antar partikel yang besar
diantara partikel gas, sehingga hanya terdapat
sedikit partikel gas, dibandingkan bentuk cair dan
padat dalam volume yang sama
Kompresi dan Ekspansi Gas
• Densitas (Kerapatan) gas meningkat jika wadah gas dikompres (volume dikurangi)
• Sebaliknya, kerapatan gas akan menurun, jika wadah dibiarkan berekspansi (volume bertambah)
Difusi
• Menggambarkan pergerakan materi
– Partikel berdifusi dari daerah konsentrasi tinggi ke daerah konsentrasi rendah
– Kecepatan difusi tergantung hanya pada massa partikel yang terlibat
• partikel berbobot ringan terdifusi lebih cepat drpd yg berbobot besar
3/29/2014
3
Efusi
• Hampir mirip dengan difusi-
• Perbedaannya - gas bisa keluar dari wadahnya
melalui lubang yang sangat kecil .
Tekanan Gas
• Tekanan didefinisikan sebagai gaya per unit
luas area
– Partikel memberikan tekanan saat mereka
bertabrakan dengan dinding kontainernya.
– Tekanan tergantung suhu, volume dan jumlah
partikel
– Tekanan atmosfer : gaya yang disebabkan oleh
selubung udara yang melingkupi permukaan
bumi
• What would happen to the height of
the column in the mountains?
• What would happen to the height of
the column 100ft under water?
satuan Tekanan
• Umumnya: mm of Hg
• SI Unit- Pascal
• Tekanan atmosfer pada permukaan laut dan suhu 0oC adalah 760 mm Hg
• Satuan tekanan lainnya seperti : Atmospheres (atm) dan Pascal (Pa)
3/29/2014
4
Konversi
• 760 mm Hg=
– = 760 torr
– = 1 atm
– = 29.92 in Hg
– = 14.7 psi
– = 101325 Pa
– = 101.325 kPa
Gaya Tarik menarik
• Gaya tarik menarik yang menahan partikel-
partikel tetap berada dalam ikatan ion,
kovalen dan logam disebut sebagai gaya
intramolekular
– Intra-”within” : antara
Gaya Dispersi
• Gaya yang bersifat lemah
yang merupakan hasil
pergeseran sementara
densitas dari awan
elektron
– dikenal sebagai London
forces
– merupakan gaya
intermolekular yang
paling lemah
Gaya Dipole-Dipole
• Molekul polar memiliki dipole permanen, sebagian dipole tsb selalu bersifat negatif dan yang lainnya selalu bersifat positif
• Ada gaya tarik menarik antara area yang bermuatan saling berlawanan dari molekul polar
• Sifat lebih kuat daripada gaya dispersi
Ikatan Hidrogen
• Suatu gaya tarik menarikantar dipole yang terjadiantara molekul yang mengandung atom hydrogen dengan salahsatu dari atom berikutyaitu atom fluor, nitrogen atau oxygen .
• Merupakan gaya ikatanintermolekular yang paling kuat
Bahan Cair dan Padat
• Partikel dalam cairan secara konstan selalu bergerak.
• Partikel cairan lebih teratur drpd gas, krn gaya
intermolekular antar partikelnya lebih kuat, dan juga
mobilitasnya yang lebih rendah drpd bahan gas
• Pada tekanan atmosfer normal, kebanyakan materi
akan beribu kali lebih rapat dalam bentuk cairan
daripada dalam bentuk gas, karena susunan partikel
cair yang lebih rapat.
3/29/2014
5
Kemampuan berdifusi dari Bahan cair
• Difusi pada bahan
cair terjadi karena
pergerakan partikel
yang konstan dan
acak.
• Pada bahan cair lbih
lambat daripada gas
Viscositas
• Pengukuran tahanan alir
suatu cairan
– Tergantung jenis gaya
intermolekular yang terlibat,
bentuk partikel dan suhu
– Menurun jika suhu turun
Tegangan Permukaan
• Merupakan gaya tarik ke dalam oleh partikel-partikel.
• Secara umum, makin besar gaya tarik menarik antar partikel makin besar tegangan permukaannya
• Detergen bekerja menurunkan tegangan permukaan air dengan cara mengganggu ikatan hidrogen dari air
Tegangan Permukaan
Gaya Kapiler
• Jika air diletakkan pada wadah
pipa berukuran diameter yang
kecil, permukaan airnya tidak rata
– Cohesion- force of attraction
between identical molecules
– Adhesion- force of attraction
between molecules that are
different
3/29/2014
6
Bahan padat
• Particles bergerak konstan
• ada ikatan kuat antar partikel bahan padat
(tidak diklasifikasikan sebagai fluid)
• Umumnya kerapatan partikelnya lebih padat
daripada cairan
Kristal Padat
• Bahan padat yang atom, ion atau molekulnya tersusun dalam struktur yang teratur, geometrik, 3D
• Kristal Padat diklasifikasikan menjadi lima
katagori :
1. atomic solids (noble gases)
2. molecular solids
3. covalent network solids
4. ionic solids
5. metallic solids
Bahan Padat Amorf
• Partikel-partikel tidak tersusun dalam pola
yang teratur, dan berulang
– Terbentuk saat bahan yang melebur, mendingin
terlalu cepat, sehingga tidak cukup waktu untuk
pembentukan kristal
– Contoh : gelas, karet dan plastik
Perubahan Fase
• Kebanyakan bahan dapat berbentuk tiga fase
(solid, liquid and gas) tergantung temperature
dan pressure
• Bentuk materi dimasukkan sebagai fase jika
mereka berada dalam bentuk fisik yang
berbeda dari campurannya
• Jika energi ditambahkan atau dilepaskan
kedalam sistem, satu fase dapat berubah
menjadi bentuk fase lainnya
3/29/2014
7
Phase Changes that REQUIRE Energy
• Melting-
– change between solid and liquid phases
• When molecules absorb enough energy break the bonds
holding the atoms together, they move apart and enter the
liquid phase
• Melting Point- the temperature at which the forces holding its
crystal lattice together are broken and it becomes a liquid
Phase Changes that REQUIRE Energy
• Vaporization- the process by which a liquid
changes to a gas or vapor
– When vaporization occurs only at the surface of a
liquid, the process is called evaporation
• Vapor Pressure- the pressure
exerted by a vapor over a
liquid
• Boiling Point- the temperature
at which the vapor pressure of
a liquid equals the external or
atmospheric pressure
Phase Changes that REQUIRE Energy
• Sublimation- the process by which a solid
changes directly to a gas without first
becoming a liquid
– Ex: solid iodine, dry ice (carbon dioxide), moth
balls, solid air fresheners
Phase Changes that RELEASE Energy
• Condensation- the process
by which a gas or a vapor
becomes a liquid
– Reverse of vaporization
– Because liquids are more
dense than vapors
Phase Changes that RELEASE Energy
• Deposition- the process by which a substance changes from a
gas or vapor to a solid without becoming a liquid first
• Freezing
– Heat is removed from the liquid- the molecules lose kinetic
energy and their velocity decreases. When enough has
been removed, the bonds set into positions.
– Freezing Point- the temperature at which a liquid is
converted into a crystalline solid
3/29/2014
8
Diagram fase
• Grafik tekanan vs suhu yang menggambarkan
fase mana dari suatu materi pada suhu dan
tekanan yang berbeda-beda
Chapter 11: States of Matter and
Intermolecular Forces44
A phase diagram is a graphical representation of the
temperature and pressure conditions under which a
substance exists as a solid, liquid, gas, or some
combination of these in equilibrium
Phase Diagrams
fusion curve
triple point
EOS
critical point
vapor pressure curve
sublimation curve
Copyright © Houghton Mifflin Company.All rights reserved. Presentation of Lecture Outlines, 11–45
Phase Diagrams
• A phase diagram is a graphical way to
summarize the conditions under which the different states of a substance are
stable.
– The diagram is divided into three areas representing each state of the substance.
– The curves separating each area represent the boundaries of phase changes.
Copyright © Houghton Mifflin Company.All rights reserved. Presentation of Lecture Outlines, 11–46
Phase Diagrams
• Below is a typical phase diagram. It consists of three curves that divide the diagram into
regions labeled “solid, liquid, and gas”.
B
temperature
pre
ssu
re
A
C
D
solid liquid
gas
.
.
Copyright © Houghton Mifflin Company.All rights reserved. Presentation of Lecture Outlines, 11–47
Phase Diagrams
• Curve AB, dividing the solid region from the liquid region, represents the conditions under
which the solid and liquid are in equilibrium.
B
temperature
pre
ssu
re
A
C
D
solid liquid
gas
.
.
Copyright © Houghton Mifflin Company.All rights reserved. Presentation of Lecture Outlines, 11–48
Phase Diagrams
• Usually, the melting point is only slightly affected by pressure. For this reason, the
melting point curve, AB, is nearly vertical.
B
temperature
pre
ssu
re
A
C
D
solid liquid
gas
.
.
3/29/2014
9
Copyright © Houghton Mifflin Company.All rights reserved. Presentation of Lecture Outlines, 11–49
Phase Diagrams
• If a liquid is more dense than its solid, the curve leans slightly to the left, causing the
melting point to decrease with pressure.
B
temperature
pre
ssu
re
A
C
D
solid liquid
gas
.
.
Copyright © Houghton Mifflin Company.All rights reserved. Presentation of Lecture Outlines, 11–50
Phase Diagrams
• If a liquid is less dense than its solid, the curve leans slightly to the right, causing the
melting point to increase with pressure.
B
temperature
pre
ssu
re
A
C
D
solid liquid
gas
.
.
Copyright © Houghton Mifflin Company.All rights reserved. Presentation of Lecture Outlines, 11–51
Phase Diagrams
• Curve AC, which divides the liquid region from the gaseous region, represents the
boiling points of the liquid for various pressures.
B
temperature
pre
ssu
re
A
C
D
solid liquid
gas
.
.
Copyright © Houghton Mifflin Company.All rights reserved. Presentation of Lecture Outlines, 11–52
Phase Diagrams
• Curve AD, which divides the solid region from the gaseous region, represents the vapor
pressures of the solid at various temperatures.
B
temperature
pre
ssu
re
A
C
D
solid liquid
gas
.
.
Copyright © Houghton Mifflin Company.All rights reserved. Presentation of Lecture Outlines, 11–53
Phase Diagrams
• The curves intersect at A, the triple point, which is the temperature and pressure where
three phases of a substance exist in equilibrium.
B
temperature
pre
ssu
re
A
C
D
solid liquid
gas
.
.
Copyright © Houghton Mifflin Company.All rights reserved. Presentation of Lecture Outlines, 11–54
Phase Diagrams
• The curves intersect at A, the triple point, which is the temperature and pressure where
three phases of a substance exist in equilibrium.
B
temperature
pre
ssu
re
A
C
D
solid liquid
gas
.
.
(see Figures
11.11 and 11.12)
3/29/2014
10
• Triple Point-
point on a phase diagram that represents the temperature and pressure at which all three phases can coexist
Copyright © Houghton Mifflin Company.All rights reserved. Presentation of Lecture Outlines, 11–56
Phase Diagrams
• The temperature above which the liquid state of a substance no longer exists regardless of
pressure is called the critical temperature.
B
temperature
pre
ssu
re
A
C
D
solid liquid
gas
.
.Tcrit
Copyright © Houghton Mifflin Company.All rights reserved. Presentation of Lecture Outlines, 11–57
Phase Diagrams
• The vapor pressure at the critical temperature is called the critical pressure. Note that
curve AC ends at the critical point, C.
B
temperature
pre
ssu
re
A
C
D
solid liquid
gas
.
.Tcrit
Pcrit
(see Figure 11.13)
Chapter 11: States of Matter and
Intermolecular Forces58
Critical Point
The critical temperature, Tc, is the highest
temperature at which a liquid and vapor can coexist
in equilibrium as physically distinct states of matter
The critical pressure, Pc, is the vapor pressure at
the critical temperature
The condition corresponding
to a temperature of Tc and a
pressure of Pc is called the
critical point
EOS
Chapter 11: States of Matter and
Intermolecular Forces59
Phase Diagram for HgI2
EOS
Copyright © Houghton Mifflin Company.All rights reserved. Presentation of Lecture Outlines, 11–60
Figure 11.11: Phase diagram for water (not to scale).
Return to Slide 24