wujud zat - umy,uwh

39
WUJUD ZAT Cair Padatan & Kristal Gas Padatan Cairan Gas (Kondensas i) Gas (E) T naik (E) TTT (Sublimas i)

Upload: nilam-eka-putri

Post on 22-Dec-2015

37 views

Category:

Documents


6 download

DESCRIPTION

wujud zat

TRANSCRIPT

Page 1: Wujud Zat - Umy,Uwh

WUJUD ZAT

Cair Padatan & Kristal

Gas

Padatan Cairan Gas(Kondensasi)

Gas

(E)

T naik

(E) TTT

(Sublimasi)

Page 2: Wujud Zat - Umy,Uwh

: Mol bergerak cepat, kuat, bebasGas

Menabrak dinding wadah

Hukum Gas Ideal :

2

22

1

11

T

VP

T

VP

P.V.T berubahT

VP Konstan

T

VP= R

PV = RT

PV = n RT

Hukum gas ideal umum (pers. Keadaan gas ideal)

Page 3: Wujud Zat - Umy,Uwh

(Tetapan Gas Molar)

R

1 atm = 1,0133 x 106 erg1 joule = 107 erg1 kal = 4,184 joule

= 1 atm/mol derajat= erg/mol derajat

= joule/mol derajat= kal/mol derajat

Berat Mol (M)

PV

RTgMRTmgPV

mgnRTnPV

/

/

Page 4: Wujud Zat - Umy,Uwh

Teori Kinetik Molekular 1. Gas terdiri dari partikel yang disebut

mol, vol total kecil, mol gas berjauhan (tek.rendah, temp.tinggi

2. Partikel gas tidak tarik menarik, bergerak bebas

3. Partikel bergerak tidak beraturan & terus menerus (mempunyai energi kinetik)

4. Mol memperlihatkan elastisitas sempurna (tidak ada kecepatan yang hilang setelah mol bertabrakan

RTE2

3

Page 5: Wujud Zat - Umy,Uwh

Gas nyata - Vol. Tertentu

- Mol yang saling tarik menarik

Gas ideal

Persamaan Van Der Waals untuk gas nyata :

RTnnbVv

anP

2

2

= Tekanan dalam

= Jumlah mol= Vol.mol= Vol.excluded (+ 4 X V)= Tetapan gas molar= Temp.absolut

2/ vanv

bR

T

Page 6: Wujud Zat - Umy,Uwh

T turun/dinginkan

Cairan

Gas Kecepatan mol

Panas (E)

Mol interaksi dengan gaya Van Der Waals

Cairan

Page 7: Wujud Zat - Umy,Uwh

Temperatur Kritik :T dimana diatas temperatur ini gas tidak cair

Tekanan Kritik :P yang dibutuhkan untuk mencairkan gas pada T kritik

AirT kritik = 3740C (6470K)P kritik = 218 atm

T kritik = 5,20

P kritik = 2,26 atmHelium

Page 8: Wujud Zat - Umy,Uwh

Metoda mencapai pancairan

Ekspansi adiabatis

Efek JouleThomson

Harga kritik air tinggi karena :Gaya dipolar/ikatan hidrogen yang

kuatHarga kritik helium rendah karena :

Gaya london yang lemah

Page 9: Wujud Zat - Umy,Uwh

Pers. CLAUSIUS CLAPEYRON

Titik Didih

T dimana tekanan uap cairan = tekanan luar/tekanan ATM

21

12

1

2

303,2 TRT

TTHv

P

PLog

MolarPenguapanPanasHv

lurusgaristakonsT

xR

HvPLog tan

1

303.2

Page 10: Wujud Zat - Umy,Uwh

Titik Didih zat non polar rendah karena mol terikat dengan gaya London juga panas penguapannya rendah >< zat polar (etil alk & air) Ikatan Hidrogen

Panas Penguapan LatenPanas yang diabsorpsi ketika cairan menguap pada titik didih normal

Air 1000C Benzen 80,20C

539 kal/g91,4 kal/g

Page 11: Wujud Zat - Umy,Uwh

PadatanPADATAN KRISTAL

(Es, NaCl, Mentol)

PADATAN AMORF

PADATAN KRISTAL :

- Bentuk TTT

- Susunan Rapi

- Pola Geometris/Kisi-kisi

- Tidak dapat dikompresikan

- Mempunyai titik leleh TTT

NaCl

Ion ClIon Na

Page 12: Wujud Zat - Umy,Uwh

Titik beku/titik leleh : (Pada padatan kristal)Temp. Dimana cairan murni dan padatan

berada dalam kesetimbangan.

Panas peleburan :Panas yang diabsorpsi ketika 1 gram padatan meleleh atau panas yang dilepas ketika cairan membeku.

Pers. Clapeyron: Perub. Titik beku/leleh terhadap tek.

Hf

VVT

P

T

21

Page 13: Wujud Zat - Umy,Uwh

V1 : Vol. Molar Cairan

V2 : Vol. Molar Padatan

ΔHf : Panas Peleburan Molar

ΔT : Perub. Ttk. Leleh

Δ P : Perub. Tek.

Air : V2 > V1 P

T

Negatif

Titik Leleh Dg Nya P

Dimanfaatkan untuk main ski

Page 14: Wujud Zat - Umy,Uwh

Polimorfi : karbon, sulfur, zat organik rantai panjang (As. Lemak)

- Bentuk kristal lebih dari satu- Secara kimiawi sama- Titik leleh berbeda- Gambaran difraksi sinar X berbeda - Kelarutan berbeda

Mis :

- Teobroma, mentega kakao Suppositoria - Kloramfenikol palmitat suspensi

(Zat organik rantai panjang)

- Kortison asetat (5 polimorfi 1 stabil)

Page 15: Wujud Zat - Umy,Uwh

PADATAN AMORF = Cairan lewat dingin (gelas, ter, plastik sintetis)

- Jika diberi P selama waktu TTT mengalir

- Tidak mempunyai titik leleh TTT

Kristal kubus amorf isotropik (bentuk kubus)

Kristal kubus amorf anisotropik (tidak kubus)

Mempunyai sifat sama disegala arah

Page 16: Wujud Zat - Umy,Uwh

Aktivitas terapi

Antibiotik asam novobiocin

Pengaruh Kristal- Kurang diabsorpsi- Tidak aktif

Amorf- Mudah diabsorpsi- Aktif

KRISTAL CAIR = Mesofase

Merupakan peralihan antara cair dan padat

Sifat cair dan sifat padat

Kristal & Amorf

Page 17: Wujud Zat - Umy,Uwh

Type

Smektik Nematik Peka terhadap medan listrik

untuk peragaan (MIPA)

Smektik: digun farmasi Terdiri dari air, minyak,zat amfifilik

Farmasi : zat yang tidak larut dalam air

Page 18: Wujud Zat - Umy,Uwh

ATURAN FASE DAN DIAGRAM FASE

Aturan Fase Gibbs: F=C-P+2

F=Jumlah variabel, C= komponen, P= fase

Air:

Sistem air & uapnya : Dua fase : P = 2

KTB. Air, es, uap air : Tiga fase : P = 3Ktb. Air, es, uap air : C = 1 (H2O)

Sistem 3 fase CaCO3 (= CaO + CO2) : C = 2

F = variabel (Derajat kebebasan) : (Temp, kons, kerap, indeks bias, visikositas, dll

F = Jumlah terkecil variabel intensive yang harus ada untuk menentukan sistem yang sempurna.

Page 19: Wujud Zat - Umy,Uwh

SISTEM SATU KOMPONEN

Page 20: Wujud Zat - Umy,Uwh

SISTEM DUA KOMPONEN

Sistem TerkondensasiSistem dimana hanya ada dua variabel yang ditentukan (Temp. Konsentr), karena dikerjakan di bawah kondisi normal (P = 1 atm) Pada pengamatan = fase uap air diabaikan.

Sebetulnya sistem dua komp dengan 3 variabelSistem dua komp. yang berisi fase cairEtil Alkohol + air bercampur camp 1 fase.Air raksa+air tidak campur td 2 fase bercampur sebag. (Fenol + air)

Page 21: Wujud Zat - Umy,Uwh

Gambar 4.11. Diagram komposisi temperatur untuk sistem yang terdiri dari air dan fenol (A.N. Campbell dan A.J.R. Campbell, J.Am. Chem. Soc. 59, 2481, 1937)

Page 22: Wujud Zat - Umy,Uwh

Temperatur larutan kritik =

Temperatur konsolut maksimum =

Temp. maks. dimana terdapat dua fase dalam kesetimbangan (Fenol – air = 66,8oC)

Fase Konjugat :

Fase yang terpisah dalam sistem kesetimbangan dengan komposisi yang tetap.

Contoh :

Fase A mempunyai komposisi 11% fenol dalam air (lapisan atas) kaya air

Fase B mempunyai komposisi 63% fenol dalam air (lapisan bawah) kaya fenol

Page 23: Wujud Zat - Umy,Uwh

Temp.lar.kritik/temp.konsolut maksimum :

T maksimum dimana terdapat dua fase dalam kesetimbangan

Garis bc = Tie Line

bdPanjang

dcPanjang

BfaseBerat

AfaseBerat (cm.inci)/% berat

Sistem dua komp dengan temp. konsolut minimum

Trietilamin – air

Sistem dua komp dengan temp. kon.maks & min

Nikotin - air

Page 24: Wujud Zat - Umy,Uwh

Jika sistem TD 50% berat fenol (titik F) :

3

1

39

13

1150

5063

BfaseBerat

AfaseBerat

10 gram sistem campuran kesetimbangan dari : 2,50 fase A dan 7,50 fase B

Jika sistem TD 37 % berat fenol (titik E) :

1

1

26

26

1150

3763

BfaseBerat

AfaseBerat

10 gram sistem 5 gram fase A

5 gram fase B

Page 25: Wujud Zat - Umy,Uwh

Gambar 4-12. Diagram fase untuk sistem trietilamin- air yang memperlihatkan temperatur konsolut minimum

Page 26: Wujud Zat - Umy,Uwh

Gambar 4-13. Sistem nikotin-air yang memperlihatkan temperatur konsolut maksimum dan minimum.

Page 27: Wujud Zat - Umy,Uwh

Sistem dua komp dengan fase padat & fase cair

Salol – Timol

Salol - Kamfor

Titik Eutektik : Cair

(13oC) Padat salol

Padat Timol

F = 2 – 3 + 2 = 1

Setimbang

Page 28: Wujud Zat - Umy,Uwh

TIMOLSALOL

X

III

III

IV

Page 29: Wujud Zat - Umy,Uwh

Sistem Terkondensasi :

1 Komponen : F = 1 – 1 + 2 = 2

2 Komponen : F = 2 – 1 + 2 = 3 (T, Tek, Kons)

3 Komponen : F = 3 – 1 + 2 = 4 (T, Tek, 2Kons)

Harus ada variabel yang dikendalikan

Kesetimbangan fase

Diagram segitiga

Page 30: Wujud Zat - Umy,Uwh

Dalam praktek :

- Hanya memperlihatkan Fase cair dan padat

- Mengabaikan fase gas, shg percob dilakukan pada kondisi normal (P = 1 atm)

dalam sistem 2 komponen F= 2 (krn dikurangi 1) T & konsentrasi dapat digambarkan dalam satu bidang.

Sistem Terkondensasi

Page 31: Wujud Zat - Umy,Uwh

Dispersi padat : campuran kristal larutan padatCampuran Satu Komponen Dalam Komponen Lain Campuran KristalSuatu Fase Padat yang berisi dua komponen yaituZat telarut padat dilarutkan dalam pelarut padat larutan padat Bagi obat yang sukarlarut dalam pembawayang larut

Untuk memudahkan pelarutanUntuk memudahkan Bioavailabillias

Sistem 3 komponen :Kesetimbangan Fase Dalam Sistem 3 KomponenF = C – P + 2 = 3 – 1 + 2 = 4 ( T, P, 2 Konsentrasi) Untuk sistem tidak

Terkondensasi Untuk sistem terkondensasi (T & P Konstan) F = 2 (konsentrasi)

Dapat dipakai diagram satu bidang dengan kertas grafik koordinat segitiga

Page 32: Wujud Zat - Umy,Uwh

Gambar 4.15 Diagram Segitiga untuk sistem tiga komponen.Pembuatan dan penafsiran gambar

Page 33: Wujud Zat - Umy,Uwh

BenzeneAirGb. 4-16 Sistem tiga cairan,satu pasang diantaranyabercampur sebagianDidalam kurva Binodal = F = 1Diluar kurva Binodal = F = 2Alkohol bertindak seperti T pd sistem Fenol – Air Alk bercampur sempurna Fenol - AirT Benzene – Air

Alkohol

Page 34: Wujud Zat - Umy,Uwh

Pengaruh Temperatur T berpengaruh pada luas BinodalT luas Binodal mengecil karena terjadi percampuranPercampuran sempurna terjadi suatu titik

kurva Binodal hilang

Sistem Terner dengan dua / tiga pasang cairanyang bercampur sebagian

T berpengaruh pada kurva Binodal 2 ps : Gb. 4-18 a T rendah kurva Binodal bergabung

Gb. 4-18 a & b T naik kurva Binodal naik

3 ps : Daerah D Ketiga Fase konjugat dalam KSTB F = 0

Komposisi ketiga fase ditunjukkan oleh X, Y, Z

Page 35: Wujud Zat - Umy,Uwh

Gambar 4-19 Pengaruh temperatur pada sistem yang terdiridari tiga pasang cairan yang bercampur sebagian

Page 36: Wujud Zat - Umy,Uwh

Gambar 4-17 Perubahan kurva Binodal dengan perubahanTemperatur. Kurva diagram segitiga pada temperatur t1,t2, dan t3 dan (a). Dalam (b) adalah perubahan diagrm tiga dimensi dengan naiknya temperatur.Gambar (c) menunjukkan seseorang dapat melihat digam dari atas gambar (b)

Page 37: Wujud Zat - Umy,Uwh

Gambar 4-18 Pengaruh perubahan temperatur pada kurvaBinodal yang memperlihatkan suatu sistem dengan duapasang cairan bercampur sebagian

Page 38: Wujud Zat - Umy,Uwh

Gambar 4-19 Pengaruh temperatur pada sistem yang terdiridari tiga pasang cairan yang bercampur sebagian

Page 39: Wujud Zat - Umy,Uwh

Guna Diagram Fase :Untuk memformulasikan sistem yang mengandung lebih dari satu komponen untuk mencapai satu fase cair tunggal

Fenol Padat NekrosisLebih baik dibuat larutan Fenol & Air

Mulley :Formulasi untuk larutan fase cair tunggal paling sesuai : 80% b/v 76% b/b Fenol dalam Air

Sistem Biner Cair :- Fenol – Air- Analin – Air- Karbondisulfida – Fenol - Metil Alkohol – Sikloheksana- Isobutil Alkohol – Air