Sifat-Sifat Cairan Dan Padatan

Kimia Fisika 1 (Topik 4) Oleh Harjito

Fase Terkondensasi 





Fase cair dan fase padat secara bersama-sama dinyatakan sebagai fase terkondensasi. Kesamaan fase cair-padat : Kerapatan  jauh lebih besar dibanding fase gas Perbedaan fase cair-padat : derajat kebebasan cair > padat

Koefisien Ekspansi Thermal 

Koefisien ekspansi thermal merupakan bentuk ketergantungan volum pada temperatur  V=Vo(1+at) rentang t sempit V=Vo(1+at+bt2+…) rentang t lebar  V : volum pada t tertentu Vo : volum pada 0 C t : temperatur dalam C a : koefisien ekspansi thermal

Koefisien Ekspansi Thermal Berbagai Fase 

Fase gas : a selalu positif 



Fase padat :

a



Fase cair :

biasanya positif 

a

selalu positif 

Untu beberapa cairan a bertanda negatif  pada rentang temperatur yang sempit, contohnya air pada rentang 0-4 oC a bertanda negatif (anomali air)

Koefisien Kompresibilitas 

Koefisien kompresibilitas merupakan bentuk ketergantungan volum pada tekanan Vo=Voo[1-k(P-1)], Voo : volum pada 0 C, 1 atm P : tekanan dalam atm Vo : Volum pada 0 C k

: koefisien kompresibilitas

Koefisien Kompresibilitas Berbagai Fase 

Fase gas : kurva V-P tak linier 



Fase cair : kurva V-P linear 



Fase padat : kurva V-P linear 

Definisi Umum Koefisien Ekspansi Thermal

1   =       0  =     = 0

Pada rentang t yang sempit, Jadi V=Vo(1+at)

at

e

= 1 + at

Definisi Umum Koefisien Kompressibilitas

1   =          =    = 0 −

Pada rentang P yang sempit, k(P-1)

k(P-1)

e

=1+

Jadi V=Vo[1-k(P-1)],maka Vo=Voo[1-k(P-1)]

Kebergantungan Volum Pada Temperatur dan Tekanan 

V=Voo[1-k(P-1)] (1+at)

Bebera Nilai a dan k

Kalor Peleburan, Penguapan dan penyubliman 

Kalor Peleburan ( DHfus): kalor yang diserap dalam transformasi padat-cair 



Kalor Penguapan ( DHvap): kalor yang diserap dalam transformasi cair-gas



Kalor Penyubliman (DHsub): kalor yang diserap dalam transformasi padat-gas DHsub=DHfus+DHvap (Hukum

Hess)

Tekanan Uap 

Tekanan uap : tekanan zat dalam fase uap ketika berada dalam keadaan kesetimbangan cair-uap. Uap

Cair 

Kesetimbangan fase cair-gas pada t tertentu

Distribusi Tekanan (Maxwell-Boltzmann) −∆ /  ∞

=  Pada tekanan 1 atm, 1  = ∞−∆/ Jadi ∞ =  +∆ /

Penentuan P∞

 = ∆∞−∆/ 1  ln =   ∞ ln∞

Ln P∞ merupakan intercept dari grafik ln P  – 1/T

Kurva ln P vs 1/T Benzena

Sifat Padatan dan Cairan Ditinjau dari Struktur  

Berbeda dari gas yang jarak antar partikel sangat renggang, cairan dan padatan elatif  tidak terpengaruh oleh tekanan



Jarak antar partikel cair-padat relatif sama dengan diameter partikel maka valom cairan-padatan sama dengan volum partikel



Partikel padatan relatif terkunci pada pola yang teratur berbeda dengan cairan

Perbandingan Energi Gas-cairpadat 

Cairan memiliki jarak yang jauh lebih rapat dari gas-> energi fase cairan lebih rendah dari fase gas. Perubahan cairgas : butuh energi



Padatan lebih teratur dari cairan -> energi fase padat lebih rendah dari fase cair. Perubahan padat-cair : butuh energi.

Karakterisasi Enegi Fase 





Fase gas : Energi gas dikarakterisasi oleh energi kinetik (E k), Ek=Etrans+Erot+Evib, sementara pada cair dan padat oleh E k dan Ep. Fase cair : Energi gerak partikel cairan dikarakterisasi oleh energi vibrasi (E vib), translasi partikel hanya terjadi pada sebagian kecil molekul pada jarak yang terbatas. Fase padat : Energi gerak partkel padat dikarakterisasi oleh energi vibrasi (E vib)

Sekian Sumber : 

Gilbert W Castellan, Physical Chemistry, Ed 3, p 85-91