TUGAS KELOMPOK KIMIA FISIK
KELOMPOK 1
Evaluasilah
berbagai
memberikan penyelesaiannya.
latihan
komentar Adakah
soal
berikut,
terutama
dengan
prinsip-prinsip
kesalahan/kekurangan
dlm
perhitungan yang anda dapatkan?
Lengkapilah/berikan
teori
dasar
sebagai
landasannya,
khususnya ttg prinsip dasar kesetimbangan. Lengkapi dgn penejelsaan rumus-rumus dari materi kuliah yang telah anda kuasai....... 14.55 Data berikut ini didapat untuk kesetimbangan cair-uap dalam sistem benzena dan CS2 (Karbon disulfida) pada 25 oC. a. Buatlah diagram fase cair-uap terhadap x terhadap xCS2 serta y serta yCS2 sebagai sumbu x-nya b. Hitunglah komposisi dan tekanan azeotropis c. Plotkan pCS2 terhadap X CS2 CS2 dan pbenz terhadap Xbenz. Hitung konstanta Henry untuk tiap zat terlarut dalam pelarut d. Hitunglah jumlah relatif fasa cair dan fasa uap pada PT = 200 mm Hg dan X dan X CS2 CS2=0,8. xCS2
x benzene
p CS2, mm
p Benzene
1
0
361.1
0
0.9789
0.0211
352.7
3.5
0.9532
0.0468
344.1
7.1
0.8847
0.1153
321.4
16
0.8176
0.1824
299.1
24
0.6998
0.3002
263.6
35.1
0.5014
0.4986
197.4
53.7
0.3698
0.6302
156.6
63.5
0.2337
0.7663
102.5
75.3
0.1286
0.8714
60.2
83.8
0.0551
0.9449
27.9
89.5
0
1
0
94.9
17.8 Tekanan Uap dari aseton murni 55,1°C adalah 632,8 mm, dan tekanan uap CHCl3 murni pada 55,1°C adalah 741,8 mm. Dengan menganggap bahwa keduanya membentuk larutan ideal pada semua kisaran perbandingan (komposisi), plot P T , P CS2, P aseton sebagai fungsi dari X CS2. Data pengamatan sebenarnya untuk komposisi campuran yang berbeda adalah: 100 x 0
11,8
23,4
36
50,8
58,2
64,5
72,1
xaseton Paseton
0
54,9
110,1
202,4
322,7
405,9
454,1
521,1
PCS2
632,8
548,1
469,4
359,7
257,7
193,6
161,2
120,7
Plotkan pada kertas grafik yang sama. Tunjukkan apakah plot tersebut mempunyai penyimpangan positif atau negative dari larutan ideal tersebut. Carilah P T bila X CS2 = 0.5 dalam kedua hal tersebut. P°aseton pada 55,1°C adalah 741 mm.
JAWAB:
PT = x1.P1 + (1-x1).P2 100
x
0
11,8
23,4
36
50,8
58,2
64,5
72,1
0
54,9
110,1
202,4
322,7
405,9
454,1
521,1
PCS2
632,8
548,1
469,4
359,7
257,7
193,6
161,2
120,7
PT
632,8
489,9024
385,3238
303,072
290,72
317,1586
350,1205
409,388
xaseton Paseton
700 600 500 e l t i T s i x A
Series1
400
Series2
300
Series3 Linear (Series1)
200
Linear (Series2) 100
Linear (Series3)
0 -100
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
Axis Title
a) PT’ = Paseton + PCS2 = 322,7 + 257,7 = 580,6 mm b) PT = x.PCS2 + x.Paseton = (0,5 x 632,8) + (0,5 x 741,8) = 686 mm
14. 1 Tekanan uap yang dikeluarkan suatu cairan A, yaitu 5x106 dyne.cm-2. Hitunglah perubahan titik didih bila panas penguapan adalah 100 kJ.mol-1 dan kerapatan uap serta cairan pada titik didihnya adalah 3,5x10-4 kg.dm-3 dan 1,25 kg.dm-3. Bobot molekul didihnya adalah 100 g.mol-1 dan titik didihnya 150°C.
JAWAB:
Dik:
P1 = 1atm P2 = 5x106 dyne.cm-2 ΔH = 100 kJ.mol-1 duap = 3,5x10-4 kg.dm-3 duap = 1,25 kg.dm-3 BM = 100 g.mol-1 Td = 150°C = 423K
Dit: ΔT..? Jaw:
− . = = 0,08 VL = ,
− . Vv = = = ,−4
ΔV = VL-Vv = (285,71 dm3/mol) – (0,08 dm3/mol) = 285,63 dm3/mol
P2 = 4,93 atm
P2 – P1 =
285,71
∆ . ∆ ∆ ∆ (4,93-1)atm = , . 4 ΔT = 481261905
18.1 Kerapatan campuran air-metanol dari komposisi yang berbeda adalah sebagai ditabelkan berikut. Hitung volume molal parsial dari metanol d an air pada larutan molal dengan metode grafik. % Berat CH3OH 0 10 20 30 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
densitas kgdm-3 0.9982 0.9815 0.9666 0.9515 0.9345 0.9245 0.9156 0.9052 0.8946 0.8834 0.8715 0.8592 0.8469 0.834 0.8202 0.8062 0.7917
n2
n1
n2/n1
W
vx 103dm3
0 0.3125 0.625 0.9375 1.25 1.40625 1.5625 1.71875 1.875 2.03125 2.1875 2.34375 2.5 2.65625 2.8125 2.96875 3.125
5.555556 5 4.444444 3.888889 3.333333 3.055556 2.777778 2.5 2.222222 1.944444 1.666667 1.388889 1.111111 0.833333 0.555556 0.277778 0
0 0.0625 0.140625 0.241071 0.375 0.460227 0.5625 0.6875 0.84375 1.044643 1.3125 1.6875 2.25 3.1875 5.0625 10.6875
18 28 38 48 58 63 68 73 78 83 88 93 98 103 108 113 118
18.0324584 28.5277636 39.3130561 50.4466632 62.0652755 68.1449432 74.2682394 80.6451613 87.1898055 93.9551732 100.97533 108.240223 115.716141 123.501199 131.675201 140.163731 149.046356
X (n2) 0 0.3125 0.625 0.9375 1.25 1.40625 1.5625 1.71875 1.875 2.03125 2.1875 2.34375 2.5 2.65625 2.8125 2.96875
Y (v x 10dm^3) 18.03245843 28.52776363 39.31305607 50.44666316 62.06527555 68.14494321 74.26823941 80.64516129 87.1898055 93.95517319 100.9753299 108.2402235 115.7161412 123.501199 131.6752012 140.1637311
160 140
y = 40.956x + 13.086 R² = 0.9941
120 100
Series1
80
Linear (Series1) 60
Linear (Series1)
40 20 0 0
1
2
3
4
17.46 Diket : Massa Campuran = 2 g BM A = 150 g/mol BM B = 120 g/mol Tb = - 0.27oC = 272.73 K Kb = 1.86 K/molal Dit :
a. komposisi senyawa tidak murni b. Δ H lebur senyawa A
Penyelesaian : a. Perbandingan berat molekul. A : B 150 : 120 5 : 4 Mol A = (5/9*2g)/(150g/mol) =0.0074 mol Mol B = (4/9*2g)/(120g/mol)=0.0074 mol Fraksi mol A = 0.0074/0.0148 =0.5 Fraksi mol B = 0.0074/0.0148 =0.5 Jadi komposisi senyawa tak murninya 1g senyawa A dan 1 g senyawa B. b. Δ H lebur =( MA R T) / (g x Kb x 1000) = (150 g/mol x 8.314 J/k.mol x (272.73 K)2 )/(2g x 1.86 K/molal x 1000) = 24.94 KJ/molal
14.37 Diket:
Tf (Mg) = 651oC Tf (Zn) = 419.5oC Tf (MgaZnb)= 590oC
Komposisi = 15% w/w Mg , 85%w/w Zn
Mol Mg = 15/24 = 0.625 mol Mol Zn = 85/6504 = 1.3 mol
X Mg = 0.625/1.925 = 0.33 X Zn = 1.3/1.925 = 0.67 Diperoleh :
Mg
:
Zn
0.33
:
0.67
1
:
2
Sehingga Rumus Senyawa Campurannya : MgZn2 Dari hasil pengamatan diperoleh:
ToC X Mg X Zn
347 0.26 0.74
368 0.09 0.91
419.5 1
590 0.33 0.67
651 1 -
700
600 e r u t a r e 500 p m e T
Zn Mg Linear (Zn)
400
Linear (Mg)
300 0
0.2
0.4
0.6 Fraksi mol
0.8
1
1.2
14.18. Tekanan uap cairan A adalah 60 mm pada temperatur 35oC, dan tekanan uap padat 1 mm kurang dari cairan pada temperatur yang sama. Perbedaan antara tekanan uap padat dan cair (yaitu p1-ps) adalah 2 mm ketika temperatur 33oC. Bila ΔHuap 40 kJ, hitunglah
(a) ΔHlebur, (b) ΔHsub.
Diketahui: cairan A P=60 mm,T=35oC (p1-ps) =2 mm,T=33oC ΔHuap 40 kJ Ditanyakan: (a) ΔHlebur, (b) ΔHsub. Penyelesaian: (a)
ln = ln + ΔH [ ] ln ln = ΔH [ ] ΔH ln1 ln2 = ,4 [ ] ΔH 1,1813 = ,4 (1,731610 −) ΔHlebur = 5,6718 kJ
(b) ΔHsub = ΔHuap + ΔHlebur = 40 kJ +5,6718 kJ = 45,6718 kJ
17.39. Suatu senyawa dengan bobot molekul 80 g/mol membentuk polimer bila dilarutkan dalam benzene. Jika titik beku benzene 5,1 oC bila 4 g senyawa A dilarutkan dalam 100 g benzene, hitung bobot molekul nyata dan derajat disasosiasinya. Titik beku benzene 5,45 oC dan konstanta titik beku molal 5,1 K/mol. Diketahui: senyawa x,Mr=80 g/mol Tf benzene=5,1 oC Senyawa A,4 gr 100 gr benzene, Tf benzene=5,45 oC Kf=5,1 K/mol Ditanyakan: Mr Penyelesaian: ΔTf=5,45 oC-5,1 oC = 0,35 oC ΔTf= Kf.m2 m2= 0,35/5,1=0,0686 Mr=
=
4 ,
= 582,85 gr/mol
