GAYA-GAYA INTERMOLEKULER, LIQUID DAN SOLID Tujuan : Mempelajari sifat-sifat zat cair, padat, dan perbedaan antara keduanya Mempelajari gaya-gaya intermolekul serta akibat yang ditimbulkan oleh gaya tersebut Mempelajari diagram fasa dan perubahan fasa Mengetahui pengaruh dari berbagai gaya intermolekul pada transisi fasa Sebutkan jenis-jenis gaya intermolekuler yang anda ketahui! Urutkan 3 bentuk zat berdasarkan: a. kenaikan ketidakteraturan molekul b. kenaikan gaya tarik-menarik antarmolekul Suatu zat nyaris tidak kental dan sangat terkompresi, dan ia memiliki koefisien ekspansi termal yang besar. Apakah zat ini cenderung padat, cair, atau gas? Gaya intermolekul: gaya-gaya yang terjadi antara molekul yag satu dg yang lain, berpengaruh pada sifat fisik Sifat-Sifat materi pada Berbagai Keadaan Gas Volume dan bentuk diasumsikan sama dengan wadahnya. Dapat ditekan Difusi berlangsung dengan cepat Dapat mengalir Liquid Bentuk diasumsikan sama dg sebagian wadah yang ditempati Tidak berekspansi memenuhi wadahnya Tidak dapat ditekan Difusi berlangsung dengan lambat Dapat mengalir Solid Mempunyai volume dan bentuknya sendiri Tidak dapat ditekan Difusi berlangsung dengan sangat lambat Tidak mengalir Gaya-gaya Intermolekul Gaya intermolekul : gaya yang terjadi antar 2 molekul yang akan mempengaruhi sifat-sifat fisika dari suatu zat. Jenis-jenis gaya intermolekul : - Ion-dipole forces - Dipole-dipole forces - London dispersion forces - Hydrogen bonding Ion-dipole forces => terjadi antara ion dan muatan parsial di salah satu sisi molekul polar, contoh: HCl Figure 11. 3. Illustration of the preferred orientation of polar molecules toward ions. The negative end of the polar molecule is oriented toward a cation (a), the positive end toward an anion (b). Dipole-dipole forces => terjadi antara molekul polar yang netral, contoh: London dispersion forces => terjadi antara molekul nonpolar yang berdekatan dan akan saling menginduksi membentuk dipol sementara, contoh: CCl4 Gaya dispersi London terdapat pada semua molekul tanpa memperhatikan polaritasnya. Figure 11. 5. Two schematic representations of the instantaneous dipoles on two adjacent helium atoms, showing the electrostatic attraction between them. Hydrogen bonding => terbentuk ketika atom H dari suatu molekul berinteraksi dengan atom yang sangat elektronegatif (N, O, F) dari molekul lain, contoh: HF Figure 11.7. Boiling points of the group 4A (bottom) and group 6A (top) hydrides as a function of molecular weight. Figure 11. 10. (a) Hydrogen bonding between two water molecules. The distances shown are those found in ice. (b) The arrangement of H2O molecules in ice. Each hydrogen atom in one H2O molecule is oriented toward a nonbonding pair of electrons on an adjacent H2O molecule. As a result, ice has an open, hexagonal arrangement . of H2O molecules Gabungan gaya dispersi London, gaya dipol-dipol, dan ikatan hidrogen juga dikenal dengan nama gaya Van der Waals. Beberapa Sifat Zat Cair Viskositas : resistansi zat cair untuk mengalir. Semakin besar viskositas suatu cairan, alirannya akan semakin kecil.Secara umum, meningkatnya termperatur akan menyebabkan viskositas zat air semakin kecil. (Mengapa?) Tegangan permukaan : terjadi karena resultan gaya yang tidak seimbang pada permukaan suatu zat cair (lihat gambar di samping) Gaya kohesi : gaya intermolekul yang mengikat molekulmolekul yang sama. Gaya adhesi : gaya intermolekul yang mengikat molekul zat ke suatu permukaan. Meniskus cembung => kohesi > adhesi Meniskus cekung => kohesi < adhesi Perubahan Fasa Temperatur kritis (critical temperature): temperatur tertinggi dimana gas dapat dicairkan dengan menggunakan tekanan. Tekanan kritis (critical pressure): tekanan yang diperlukan untuk mencairkan gas pada temperatur kritis. Pada temperatur di atas temperatur kritis, gas tidak dapat dicairkan, tak peduli besarnya tekanan yang diberikan. Supercritical fluid : zat yang berada di atas temperatur dan tekanan kritisnya. Tekanan Uap Tekanan uap suatu cairan adalah tekanan yang dihasilkan oleh uap cairan tersebut ketika cairan dan uap berada dalam kesetimbangan dinamis. Kesetimbangan dinamis : kondisi dimana suatu proses yang berlawanan terjadi secara terusmenerus dengan laju yang sama. Kesetimbangan dinamis pada cairan dan uap terjadi ketika penguapan dan kondensasi berlangsung pada laju yang sama. Titik Didih Cairan mendidih ketika tekanan uap cairan tersebut sama dengan tekanan luar yang berkerja pada permukaan cairan tersebut. Titik didih suatu cairan yang terjadi pada tekanan 1 atm disebut titik didih normal (normal boiling point). Diagram Fasa Phase diagram of (a) H2O and (b) CO2 Padatan (Solid) Struktur kristal padatan (solid) merupakan susunan yang sangat teratur dari unit cell. Unit cell: bagian terkecil dari kristal yang menampilkan struktur dan simetri kristal tersebut. Model Kristal Ikatan pada Padatan Molecular solids: terdiri atas atom dan molekul yang ditahan oleh gaya-gaya intermolekuler (dipol-dipol, dispersi London, ikatan hidrogen), sebagian besar berupa gas atau cairan pada suhu kamar. Contoh: Ar, H2O, CO2 Covalent-network solids: terdiri atas atom-atom yang ditahan oleh ikatan kovalen. Contoh: intan dan grafit sebagai alotrop karbon. Ionic solids: terdiri atas ion-ion yang ditahan oleh gaya elektrostatik, contoh: Metallic solids: terdiri atas atom-atom logam secara keseluruhan. Ikatan yang terjadi dikarenakan elektron valensi yang terdelokalisasi di seluruh padatan. A cross section of a metal. Each sphere represents the nucleus and inner-core electrons of a metal atom. The surrounding colored "fog" represents the mobile sea of electrons that binds the atoms together.
