SOAL-SOAL LATIHAN INTERAKSI, CAIRAN & PADATAN 1.
Jelaskan jenis gaya antar molekul yang harus diatasi pada proses (a) Mencairkan logam Kr. (b) Propana untuk melepaskan C dan H 2. (a) London forces between Kr atoms must be overcome for krypton to melt. (b) ( b) The C-H covalent bonds in propane must be broken to form C and H atoms; the H atoms covalently bond to form H 2.
2.
Apa jenis gaya antar molekul, molekul, selain gaya London, yang mengatasi perubahan perubahan ini? (a) penguapan etanol cair, CH3CH2OH (b) dekomposisi amonia, NH 3, menjadi N2 dan H2 (c) sublimasi yodium, I2(s), (d) mendidihkan NH 3 cair. (a) Hydrogen bonding and dipole forces, (b) Covalent bonds between N -H, (c) London forces between I 2 molecules, (d) Hydrogen bonding and dipole forces Tentukan apa jenis gaya gaya antarmolekul yag terlibat dalam tarik menarik antara molekul (a) N2 dan N2, (b) CO2 dan H2O, dan (c) CH3OH dan NH3. (a) London forces occur between N 2 molecules. (b) CO2 is nonpolar, and London forces occur between it and polar water molecules. CO2 can also hydrogen bond to water (H from water and lone pair on the O of CO2). (c) London forces occur between the two molecules, but the principal intermolecular forces are the hydrogen bonds between the H on NH 3 with the lone pairs on the OH oxygen, and the hydrogen bonds between the H on the oxygen in CH 3OH and lone pair on nitrogen in NH 3. Gaya antar molekul apakah yang harus diatasi untuk (a) Menguapkan bensin, yang merupakan campuran hidrokarbon? (b) Konversi karbon dioksida padat (es kering) menjadi uap? (c) Menguraikan amonium nitrat, NH 4NO3, menjadi N2 dan H2O? (d) Mendidihkan ClF? (e) Mengubah P 4 menjadi P2? (a) and (b) London forces (c) Covalent bonds between N and H atoms, and O and N atoms; ionic attractions between NH 4+ and NO3- ions. (d) London forces and dipole-dipole forces (e) Covalent bonds between phosphorus atoms Apakah senyawa di bawah ini mempunya ikatan hidrogen? hidrogen? Buat struktur dan bentuk molekulnya.
3.
4.
5.
(a) CH3COOH
6.
(b) CH3CH2OH
(c)
Apakah senyawa di bawah bawah ini mempunyai ikatan hidrogen? hidrogen? Gambarkan struktur dan bentuk molekulnya.
(a) H2C=O
7.
8.
9.
(b) H2NOH
(c) O=CHCH2OH
Di masing-masing pasangan di bawah ini, identifikasi gaya antarmolekul apakah yang terdapat untuk setiap senyawanya, dan memprediksi senyawa yang memiliki titik didih lebih tinggi: (a) CH3Br atau CH3F (b) CH3CH2CH2OH atau CH3CH2OCH3 (c) C2H6 atau C3H8 (a) dipol-dipol, dispersi; CH3Br (b) ikatan H dalam alkohol, dipol-dipol dan dispersi: alkohol (c) dispersi; C3H8 Di masing-masing pasangan di bawah ini, identifikasi gaya antarmolekul apakah yang terdapat untuk setiap senyawanya, dan memprediksi senyawa yang memiliki titik didih lebih rendah: (a) CH3CHO atau CH3CH2OH (b) CHCl3 atau CHI3
(a) dispersi & dipol-dipol keduanya, ikatan H dalam CH3CH2OH; CH3CHO (b) dispersi, dipol-dipol; CHCl3 (c) dispersi, dipol-dipol, ikatan H dalam H2N-C=O; kedua Gambar di bawah mewakili perubahan fasa air. Melihat data dari pembahasan sebelumnya untuk menentukan kalor (dalam kJ) yang dilepaskan atau diserap ketika 2,25 mol H2O mengalami perubahan seperti di bawah ini
Tiga tahap: q = nxCxdT + n(dHfus) + nxCxdT = 0,592 kJ + 13,5 kJ + 2,71 kJ = 16,8 kJ 10. Dengan menggunakan diagram fasauntuk CO2 (lihat gambar) untuk menjawab pertanyaan di bawah ini. (a) Berapakah temperatur dan tekanan pada titik t riple? (b) Dimulai pada titik triple, apakah fasa yang terjadi jika tekanan dibuat tetap dan temperatur dinaikkan menjadi 65 °C? (c) Dimulai pada
T
= ‒70 °C dan P = 4 atm, perubahan fasa apakah yang terjadi jika
tekanan dibuat konstan dan temperatur dinaikkan menjadi ‒30 °C? (d) Di mulai pada T = ‒30 °C dan P = 5 atm, perubahan fasa apakah yang terjadi jika temperatur dibuat tetap dan tekanan dinaikkan menjadi 10 atm? (a) T = -57 °C, P = 5.2 atm (b) Gas (c) Solid to gas (sublimation) (d) Gas to liquid (condensation) 11. Pada diagram fasa untuk CO2 (lihat Gambar), titik yang sesuai dengan temperatur ‒ 13 ° C dan tekanan 7,5 atm adalah pada kurva tekanan uap di mana fasa c air dan
fase gas berada dalam kesetimbangan. Apakah fasa CO 2 yang terjadi ketika tekanan dibuat tetap dan temperatur dinaikkan beberapa derajat? The gas phase. 12. Jelaskan perubahan fasa dari sampel karbon yang dialaminya ketika dipanaskan 2 pada tekanan 3x10 bar dari temperatur 2000 K menjadi 6000 K.
13. Jelaskan perubahan fase yang dialami sampel karbon ketika dikompresi pada 4600 K 4 dari 10 bar menjadi 106 bar.
14. Gambar di bawah mewakili perubahan fasa bromin, Br2. Gunakan data berikut untuk menentukan kalor (dalam kJ) yang dilepaskan atau diserap, ketika 47,94 g brom o
o
o
mengalami perubahan ini: Cliquid = 75,7 J/mol. C; Cgas = 36,0 J/mol. C; ΔH kJ/mol;
o ΔH vap =
o
fus =
10,6
o
29,6 kJ/mol; mp = 27.25 C; bp = 59.5 C.
Tiga tahap = (-0,151 kJ) + (-8,88 kJ) + (-0,811 kJ) = -9,84 kJ o
o
15. Pada 34,1 C, tekanan uap air 40,1 torr. Berapakah tekanan uap pada 85,5 C? ΔHvap air adalah 40,7 kJ/mol.
16. Aseton sangat penting sebagai pelarut industri dan reaktan awal dalam pembuatan produk yang tak terhitung jumlahnya, dari film ke serat sintetis. Pada 20,2 oC, tekanan uap aseton adalah 24,50 kPa. Jika ΔHvap adalah 30,99 kJ/mol, berapa o temperatur (dalam C) ketika tekanan uapnya adalah 10,00 kPa?
17. Etanol memiliki tekanan uap 44,22 mm Hg pada 20,0 ° C dan 350,8 mm Hg pada 60,0 ° C. Tentukan ΔHvap untuk etanol. 42.04 kJ/mol 18. Pada 30.0 °C tekanan uap dari karbon tetrakhlorida adalah 143,0 mm Hg. Tentukantekanan uapnya pada 60.0 °C. ΔHvap dari karbon tetrakhlorida adalah 32,1 kJ/mol. ln[p2/143.0 torr] = 3.21 x 10 4 J/mol 8.31 J mol-1 K-1 [ 1/303.15 K – 1/333.15 K] = 1,1473 ln p2 = -1,1473 – ln(143,0) p2 = 450 torr 19. Untuk menguapkan 50,0 g karbon tetrakhlorid, CCl4 (l), diperlukan 9,69 kJ pada titik didih normalnya 76,7 °C dan tekanan 1 bar. Hitung entalpi molar penguapan dari CCl4 dibawah kondisi ini. H °vap
= 29.8 kJ/mol 20. Dengan menggunakan Tabel, hitung energi termal yang ditransfer untuk menguapkan 0,500 mol Br2 pada titik didih normalnya. From Table, H vap(Br2) is 29.54 kJ/mol at its normal boiling point. So 29.54 kJ/mol x 0.500 mol = 14.77 kJ. 21. Berapakah energi termal yang diperlukan untuk menguapkan air sebanyak 1 L pada 100 °C dan 1 bar, dimana kerapatan cairan air pada 100 °C adalah 0,958 g/mL. 2.16 x 103 kJ 22. Berapa gram etanol, CH3CH2OH, dapat diuapkan pada titik didihnya pada 78.4 °C dengan energi termal sebesar 500. kJ? The ΔH°vap dari etanol adalah 38,6 kJ/mol pada temperatur ini. The molar mass of ethanol is 46.05 g/mol. 500 kJ x (1 mol/38.6 kJ) x (46.05 g/1 mol) = 597 g ethanol 23. Entalpi molar pembekuan dari NaCl adalah 30,21 kJ/mol pada titik lelehnya. Berapa banyak energi yang di transfer ke dalam sistem ketika 10,00 g NaCl meleleh? 5.169 kJ 24. Hitung energi termal yang ditransfer untuk melelehkan 0,500 mol NaI pada titik leleh normalnya. (21.95)/2 = 10.98 kJ 25. Untuk setiap padatan kristal berikut, tentukan jumlah atom (atau ion) per sel satuan dan bilangan koordinasinya:
26. Untuk setiap padatan kristal berikut, tentukan jumlah atom (atau ion) per sel satuan dan bilangan koordinasinya:
(a) K : atm/sel satuan = (8 x 1/8) + 1 = 2, bil koordinasi = 8 (b) Pt : atom/sel satuan = (8 x 1/8) + (6 x ½) = 4, bil koordinasi = 12 (c) CsCl: Cs+ ion/sel satuan = (8 x 1/8) = 1; Cl - ion/satuan sel = 1; bi koordinasi = 8 27. Cobalt memiliki sel satuan kubus berpusat muka dan jari-jari atomnya 125 pm. Hitung kerapatan logam kobalt.
28. Besi mengkristal dalam struktur kubus berpusat badan. Volume satu atom Fe adalah 24
3
3
8,38x10‒ cm , dan kerapatan Fe adalah 7,874 g/cm . Hitung nilai perkiraan untuk bilangan Avogadro.
29. Besi mengkristal dalam struktur kubus berpusat badan. Jika jari-jari atom Fe adalah 126 pm, menemukan panjang tepi (dalam nm) dari sel satuan.
30. Aluminium mengkristal dalam bentuk struktur kubus terjejal. Jika panjang tepi sel satuan adalah 0,405 nm, tentukan jari-jari atomnya (dalam satuan pm).
A = 8r r = A/ 8 = 0,405 nm/ 8 = 0,143 nm = 143 pm 31. Apakah jenis padatannya dari senyawa berikut?
(a) Sukrosa, C12H22O11 (gula pasir), yang mempunyai titik leleh sekitar 185 °C. Senyawa ini mempunyai sifat hantar listrik yang lemah baik padatan maupun cairannya. (b) Padatan Na2SO4 mempunyai titik leleh 884 °C dan daya hantar listrik yang lemah, tetapi naik secara drastis bila dalam bentuk lelehannya. (a) Molecular solid (b) Ionic solid 32. Apakah jenis padatan dari senyawa berikut? (a) Hidrokarbon dekana, C 10H22, yang mempunyai titik leleh ‒31 °C dan tidak mempunyai daya hantar listrik. (b) Padatan MgCl2 mempunyai titik leleh 780 °C dan sebagai penghantar listrik hanya dalam bentuk lelehannya. (a) Solid decane is a molecular solid. (b) Solid MgCl 2 is composed of Mg 2+ and Clions and is an ionic solid. 3 33. Platina mempunyai struktur kristal fcc, dengan densitas 21,45 g/cm . Platina mempunyai massa molar 195,08 g/mol, dan jar i-jari atomnya 139-pm. Berapakah panjang rusuk sel satuannya? Apakah ini konsisten dengan struktur fcc dari Pt? 392 pm. Yes, it is consistent with fcc 34. Kristal emas mepunyai struktur bcc. Jari-jari atom emas adalah 144 pm, dan massa atom emas adalah 196,97 sma. Hitung densitas emas. There are two atoms per bcc unit cell. The diagonal of the bcc unit c ell is four times the radius of the atoms in the unit cell, so, solving for the edge= 4 x 144
pm/ 3 = 333 pm Density =
= 17.7 g/cm
3 +
35. Sel satuan fcc dari NaCl adalah shown in Figure 11.23. Jari-jari ion Na dan Cl‒ masing-masing 116 pm dan 167 pm. Hitung densitas dari NaCl. 3 2,14 g/cm 36. KCl mempunyai struktur kristal yang sama seperti NaCl. Hitung volume sel satuan +
untuk KCl, diketahui jari-jari ion K = 152 pm dan Cl‒ = 167 pm. Hitung densitas dari KCl. Mana yang lebih besar sel satuanl, NaCl atau K Cl? The edge of the KCl unit cell would be 2 x 152 pm + 2 x167 pm = 638 pm. The unit cell of KCl is larger than that of NaCl. 3 18 3 -10 3 -22 Volume of the unit cell = (638 pm) = 2,60 10 pm x (10 cm/pm) = 2,60 x 10 3 cm 23 d = m/V = [(4 satuan rumus KCl) x 74,55 g KCl/6,022 x 10 satuan rumus ]/2,60 x -22 3 3 10 cm = 1,91 g/cm