www.wikidata.id-id.nina.az

Larutan ideal Dalam kimia suatu larutan ideal atau campuran ideal adalah suatu larutan dengan sifat termodinamika yang s

Larutan ideal

Dalam kimia, suatu larutan ideal atau campuran ideal adalah suatu larutan dengan sifat termodinamika yang serupa dengan campuran gas ideal. Entalpi pencampuran dari larutan ini adalah nol seperti halnya perubahan volume pada pencampuran menurut definisi; semakin mendekati nol entalpi pencampurannya, semakin "ideal" perilaku larutan tersebut. Tekanan uap larutan mematuhi hukum Raoult, dan koefisien aktivitas masing-masing komponen (yang mengukur penyimpangan dari idealitasnya) sama dengan satu.

Diagram tekanan uap (p, x) dari campuran benzena/toluena (suatu campuran ideal) pada 20 °C

Konsep larutan ideal sangat penting dalam termodinamika kimia dan aplikasinya, seperti penggunaan sifat koligatif.

Tinjauan Sunting

Idealnya suatu larutan serupa dengan idealnya gas, dengan perbedaan penting bahwa interaksi intermolekuler pada cairan bagitu kuat dan tidak bisa diabaikan begitu saja layaknya gas ideal. Sebagai gantinya diasumsikan bahwa kekuatan rata-rata dari interaksi sama antara semua molekul larutan.

Secara lebih formal, untuk campuran molekul A dan B, interaksi antara atom tetangga yang tidak sejenis (UAB) dan yang sejenis UAA serta UBB harus memiliki rerata kekuatan yang sama, yaitu, 2 UAB = UAA + UBB dan interaksi jarak jauh harus nol (atau setidaknya tidak dapat dibedakan). Jika kekuatan molekulnya sama antara AA, AB dan BB, yaitu, UAB = UAA = UBB, maka larutannya secara otomatis ideal.

Jika molekulnya hampir identik secara kimiawi, misalnya, 1-butanol dan 2-butanol, maka larutannya akan hampir ideal. Karena energi interaksi antara A dan B hampir sama, maka terjadi perubahan energi (entalpi) yang sangat kecil bila zatnya bercampur. Semakin berbeda sifat A dan B, semakin kuat larutannya diharapkan menyimpang dari keidealannya.

Definisi Sunting

Contoh sederhana dari campuran non-ideal antara dua cairan A dan B. Dalam contoh ini, daya tarik antara molekul A dan B mirip dengan antara B dan B, namun interaksi AA (panah merah) sangat tidak disukai (repulsif) berdasarkan perbandingan. Pada konsentrasi A yang lebih tinggi, interaksi A-A menjadi lebih sering terjadi, sehingga koefisien aktivitas A (energi bebas per molekul A) meningkat.

Definisi yang berbeda dari larutan ideal telah diusulkan. Definisi yang paling sederhana adalah bahwa larutan ideal adalah larutan yang setiap komponennya (i) mematuhi hukum Raoult untuk seluruh komponen. Disini adalah tekanan uap komponen i di atas larutan, adalah fraksi molnya dan Gagal mengurai (SVG (MathML dapat diaktifkan melalui plugin peramban): Respons tak sah ("Math extension cannot connect to Restbase.") dari peladen "http://localhost:6011/id.wikipedia.org/v1/":): {\displaystyle p_i^*} adalah tekanan uap dari zat murni i pada suhu yang sama.

Definisi ini bergantung pada tekanan uap yang merupakan properti terukur secara langsung, setidaknya untuk komponen yang mudah menguap. Sifat termodinamika kemudian dapat diperoleh dari potensial kimia μ (atau energi bebas Gibbs parsial molar g) dari setiap komponen, yang diasumsikan diberikan oleh rumus gas ideal

Tekanan rujukan dapat ditulis sebagai = 1 bar, atau sebagai tekanan campuran untuk memudahkan operasi.

Dalam mensubstitusi nilai dari Hukum Raoult,

Persamaan ini untuk potensial kimia dapat digunakan sebagai definisi alternatif untuk larutan ideal.

Namun, uap di atas larutan mungkin tidak benar-benar berperilaku sebagai campuran gas ideal. Oleh karena itu beberapa penulis mendefinisikan larutan ideal sebagai salah satu komponen yang mematuhi analogitas hukum Raoult ,

Disini adalah fugasitas komponen dalam larutan dan adalah fugasitas sebagai zat murni. Karena fugasitas didefinisikan dalam persamaan

definisi ini mengarah pada nilai ideal dari potensial kimia dan sifat termodinamika lainnya bahkan ketika komponen di atas larutan bukanlah gas ideal. Pernyataan yang setara menggunakan aktivitas termodinamika, dan bukan fugasitas.

Contoh Sunting

Diagram kesetimbangan uap-cair dari campuran azeotropik etanol/air.

Menurut Teori Gibbs campuran gas yang sempurna adalah larutan ideal; hal ini termasuk dalam definisi gas sempurna: memang, dalam gas yang sempurna, interaksi antara molekul semuanya identik, karena nilainya nol. Campuran gas nyata yang berperilaku rendah karena gas sempurna merupakan larutan ideal, misalnya udara.

Campuran larutan nyata dari molekul dengan struktur dan ukuran yang serupa memiliki perilaku yang mendekati larutan ideal:

Sebaliknya, jika pencampuran 1 liter air dengan 1 liter etanol memberi volume total sekitar 1,92 liter. Volume idealnya menjadi 2 liter, karenanya terdapat kontraksi pada campuran: molekul air dan etanol menarik lebih kuat daripada molekul cairan murninya. Oleh karena itu, campuran etanol-air bukanlah larutan ideal, ia merupakan larutan azeotropik yang hukum Raoult tidak mampu menggambarkannya.

Non-idealitas Sunting

Penyimpangan dari idealitas dapat digambarkan dengan penggunaan fungsi Margules atau koefisien aktivitas. Parameter Margules tunggal mungkin cukup untuk menggambarkan sifat larutan jika penyimpangan dari idealitas sedikit; larutan seperti itu disebut biasa.

Berbeda dengan larutan ideal, di mana volume benar-benar aditif dan pencampuran selalu lengkap, volume larutan non-ideal tidak, secara umum, jumlah sederhana dari volume komponen cairan murni dan kelarutan tidak dijamin selama rentang komposisi keseluruhan. Dengan pengukuran kerapatan aktivitas termodinamika komponen dapat ditentukan.

Lihat pula Sunting

Referensi Sunting

  1. Perrot, Pierre (1998). A to Z of Thermodynamics. Oxford: Oxford University Press. ISBN 0-19-856556-9. 
  2. IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, edisi ke-2 ("Buku Emas") (1997). Versi koreksi daring:  (2006–) "ideal mixture".
  3. Atkins, P.; J. de Paula (2006). Atkins’ Physical Chemistry (edisi ke-8th). New York: W. H. Freeman & Co. hlm. 144. ISBN 0716787598. 
  4. Engel, T.; Reid, P. (2006). Physical Chemistry (edisi ke-6th). San Francisco: Pearson Benjamin Cummings. hlm. 194. ISBN 080533842X. 
  5. Laidler,K.J.; Meiser, J.H. (1982). Physical Chemistry. San Francisco: Pearson Benjamin Cummings. hlm. 180. ISBN 9780805356823. 
  6. Berry, R. S.; Rice, S. A.; Ross, J. (1980). Physical Chemistry. Hoboken: Wiley. hlm. 750. ISBN 0195105893. 
  7. Klotz, I. M.; Rosenberg, R. M. (2008). Chemical Thermodynamics: Basic Concepts and Methods (edisi ke-7th). Hoboken: Wiley. hlm. 322. ISBN 9780470285220. 
  8. P.A. Rock, Chemical Thermodynamics: Principles and Applications (Macmillan 1969), p.261
  9. Fiche INRS de l'éthanol
  10. National Institute of Standards and Technology. (PDF). Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 2011-06-08. Diakses tanggal 2017-08-07. 
wikipedia, wiki, buku, buku, perpustakaan, artikel, baca, unduh, gratis, unduh gratis, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, gambar, musik, lagu, film, buku, permainan, permainan.
Tanggal penerbitan:
Dalam kimia suatu larutan ideal atau campuran ideal adalah suatu larutan dengan sifat termodinamika yang serupa dengan campuran gas ideal Entalpi pencampuran dari larutan ini adalah nol 1 seperti halnya perubahan volume pada pencampuran menurut definisi semakin mendekati nol entalpi pencampurannya semakin ideal perilaku larutan tersebut Tekanan uap larutan mematuhi hukum Raoult dan koefisien aktivitas masing masing komponen yang mengukur penyimpangan dari idealitasnya sama dengan satu 2 Diagram tekanan uap p x dari campuran benzena toluena suatu campuran ideal pada 20 CKonsep larutan ideal sangat penting dalam termodinamika kimia dan aplikasinya seperti penggunaan sifat koligatif Daftar isi 1 Tinjauan 2 Definisi 2 1 Contoh 3 Non idealitas 4 Lihat pula 5 ReferensiTinjauan SuntingIdealnya suatu larutan serupa dengan idealnya gas dengan perbedaan penting bahwa interaksi intermolekuler pada cairan bagitu kuat dan tidak bisa diabaikan begitu saja layaknya gas ideal Sebagai gantinya diasumsikan bahwa kekuatan rata rata dari interaksi sama antara semua molekul larutan Secara lebih formal untuk campuran molekul A dan B interaksi antara atom tetangga yang tidak sejenis UAB dan yang sejenis UAA serta UBB harus memiliki rerata kekuatan yang sama yaitu 2 UAB UAA UBB dan interaksi jarak jauh harus nol atau setidaknya tidak dapat dibedakan Jika kekuatan molekulnya sama antara AA AB dan BB yaitu UAB UAA UBB maka larutannya secara otomatis ideal Jika molekulnya hampir identik secara kimiawi misalnya 1 butanol dan 2 butanol maka larutannya akan hampir ideal Karena energi interaksi antara A dan B hampir sama maka terjadi perubahan energi entalpi yang sangat kecil bila zatnya bercampur Semakin berbeda sifat A dan B semakin kuat larutannya diharapkan menyimpang dari keidealannya Definisi Sunting nbsp Contoh sederhana dari campuran non ideal antara dua cairan A dan B Dalam contoh ini daya tarik antara molekul A dan B mirip dengan antara B dan B namun interaksi AA panah merah sangat tidak disukai repulsif berdasarkan perbandingan Pada konsentrasi A yang lebih tinggi interaksi A A menjadi lebih sering terjadi sehingga koefisien aktivitas A energi bebas per molekul A meningkat Definisi yang berbeda dari larutan ideal telah diusulkan Definisi yang paling sederhana adalah bahwa larutan ideal adalah larutan yang setiap komponennya i mematuhi hukum Raoult p i x i p i displaystyle p i x i p i nbsp untuk seluruh komponen Disini p i displaystyle p i nbsp adalah tekanan uap komponen i di atas larutan x i displaystyle x i nbsp adalah fraksi molnya dan Gagal mengurai SVG MathML dapat diaktifkan melalui plugin peramban Respons tak sah Math extension cannot connect to Restbase dari peladen http localhost 6011 id wikipedia org v1 displaystyle p i adalah tekanan uap dari zat murni i pada suhu yang sama 3 4 5 Definisi ini bergantung pada tekanan uap yang merupakan properti terukur secara langsung setidaknya untuk komponen yang mudah menguap Sifat termodinamika kemudian dapat diperoleh dari potensial kimia m atau energi bebas Gibbs parsial molar g dari setiap komponen yang diasumsikan diberikan oleh rumus gas ideal m T p i g T p i g u T p u R T ln p i p u displaystyle mu T p i g T p i g mathrm u T p u RT ln frac p i p u nbsp Tekanan rujukan p u displaystyle p u nbsp dapat ditulis sebagai P 0 displaystyle P 0 nbsp 1 bar atau sebagai tekanan campuran untuk memudahkan operasi Dalam mensubstitusi nilai p i displaystyle p i nbsp dari Hukum Raoult m T p i g u T p u R T ln p i p u R T ln x i m i R T ln x i displaystyle mu T p i g mathrm u T p u RT ln frac p i p u RT ln x i mu i RT ln x i nbsp Persamaan ini untuk potensial kimia dapat digunakan sebagai definisi alternatif untuk larutan ideal Namun uap di atas larutan mungkin tidak benar benar berperilaku sebagai campuran gas ideal Oleh karena itu beberapa penulis mendefinisikan larutan ideal sebagai salah satu komponen yang mematuhi analogitas hukum Raoult f i x i f i displaystyle f i x i f i nbsp Disini f i displaystyle f i nbsp adalah fugasitas komponen i displaystyle i nbsp dalam larutan dan f i displaystyle f i nbsp adalah fugasitas i displaystyle i nbsp sebagai zat murni 6 7 Karena fugasitas didefinisikan dalam persamaan m T P g T P g u T p u R T ln f i p u displaystyle mu T P g T P g mathrm u T p u RT ln frac f i p u nbsp definisi ini mengarah pada nilai ideal dari potensial kimia dan sifat termodinamika lainnya bahkan ketika komponen di atas larutan bukanlah gas ideal Pernyataan yang setara menggunakan aktivitas termodinamika dan bukan fugasitas 8 Contoh Sunting nbsp Diagram kesetimbangan uap cair dari campuran azeotropik etanol air Menurut Teori Gibbs campuran gas yang sempurna adalah larutan ideal hal ini termasuk dalam definisi gas sempurna memang dalam gas yang sempurna interaksi antara molekul semuanya identik karena nilainya nol Campuran gas nyata yang berperilaku rendah karena gas sempurna merupakan larutan ideal misalnya udara Campuran larutan nyata dari molekul dengan struktur dan ukuran yang serupa memiliki perilaku yang mendekati larutan ideal campuran parafin linear C5 sampai C8 campuran benzena toluena xilena campuran alkohol sebagai contoh etanol dengan propanol Sebaliknya jika pencampuran 1 liter air dengan 1 liter etanol memberi volume total sekitar 1 92 liter 9 Volume idealnya V i d displaystyle V id nbsp menjadi 2 liter karenanya terdapat kontraksi pada campuran molekul air dan etanol menarik lebih kuat daripada molekul cairan murninya Oleh karena itu campuran etanol air bukanlah larutan ideal ia merupakan larutan azeotropik yang hukum Raoult tidak mampu menggambarkannya 10 Non idealitas SuntingPenyimpangan dari idealitas dapat digambarkan dengan penggunaan fungsi Margules atau koefisien aktivitas Parameter Margules tunggal mungkin cukup untuk menggambarkan sifat larutan jika penyimpangan dari idealitas sedikit larutan seperti itu disebut biasa Berbeda dengan larutan ideal di mana volume benar benar aditif dan pencampuran selalu lengkap volume larutan non ideal tidak secara umum jumlah sederhana dari volume komponen cairan murni dan kelarutan tidak dijamin selama rentang komposisi keseluruhan Dengan pengukuran kerapatan aktivitas termodinamika komponen dapat ditentukan Lihat pula Sunting nbsp Portal Kimia Koefisien aktivitas Hukum Raoult Fungsi Margules Fugasitas Koefisien virialReferensi Sunting Perrot Pierre 1998 A to Z of Thermodynamics Oxford Oxford University Press ISBN 0 19 856556 9 IUPAC Compendium of Chemical Terminology edisi ke 2 Buku Emas 1997 Versi koreksi daring 2006 ideal mixture Atkins P J de Paula 2006 Atkins Physical Chemistry edisi ke 8th New York W H Freeman amp Co hlm 144 ISBN 0716787598 Pemeliharaan CS1 Banyak nama authors list link Engel T Reid P 2006 Physical Chemistry edisi ke 6th San Francisco Pearson Benjamin Cummings hlm 194 ISBN 080533842X Pemeliharaan CS1 Banyak nama authors list link Laidler K J Meiser J H 1982 Physical Chemistry San Francisco Pearson Benjamin Cummings hlm 180 ISBN 9780805356823 Pemeliharaan CS1 Banyak nama authors list link Berry R S Rice S A Ross J 1980 Physical Chemistry Hoboken Wiley hlm 750 ISBN 0195105893 Pemeliharaan CS1 Banyak nama authors list link Klotz I M Rosenberg R M 2008 Chemical Thermodynamics Basic Concepts and Methods edisi ke 7th Hoboken Wiley hlm 322 ISBN 9780470285220 Pemeliharaan CS1 Banyak nama authors list link P A Rock Chemical Thermodynamics Principles and Applications Macmillan 1969 p 261 Fiche INRS de l ethanol National Institute of Standards and Technology Standard Reference Material 1828 Ethanol Water Solutions PDF Diarsipkan dari versi asli PDF tanggal 2011 06 08 Diakses tanggal 2017 08 07 Diperoleh dari https id wikipedia org w index php title Larutan ideal amp oldid 18922350