14.21 Tekanan Uap air pada 0oC adalah 4,58 mm dan kerapatan 1 kg/dm3. Hitunglah tekanan yang

digunakan sedemikian rupa hingga tekanan uap pada temperature ini naik menjadi 6,6 mm?

Dik: Puap H2O = 4,58 mm Dit: P?

T = 0oC = 273 K

d = 1 Kg/dm3

Jawaban :

Pada contoh soal ini kita dapat melihat bahwa pemberian tekanan pada fase embun

mengakibatkan adanya kenaikan tekanan uap.Hal itu dikarenakan molekul-molekul pada fase

embun terperas keluar dan berubah menjadi gas.Untuk dapat menghitung tekanan uap cairan

tertekan dapat menggunakan prinsip bahwa potensial kimia pada liquid =potensial kimia pada

gas.sehingga perubahan potensial kimia liquid juga sama perubahan potensial kimia pada

gas.Sehingga jika tekanan pada cairan kimia dinaikan potensial kimia cairan menjadi

dµ(l)= V M d P maka potensial kimia gas juga berubah

Jika kenaikan tekanan uap nya sudah diketahui,dan uap diperlakukan sebagai gas sempurna

maka kita dapat mencari tekanan yang diberikan dengan persamaan

RT lnpp∗¿

¿=Vm ΔP

Keterangan :

p = tekanan uap yang mengalami kenaikan

p* =tekanan uap normal

Vm= Volume Molar

Dengan persamaan diatas maka besarnya tekanan untuk menaikan tekanan uap pada soal diatas

dapat kita cari

Langkah awal yang perlu dilakukan adalah menyamakan satuan ya ng digunakan ,untuk

itu perlu dilakukan konversi satuan

p* = 4,58mm760mm

x1atm=0,00603atm

p = 6,6mm760mm

1atm=0,00868atm

0°C = 273 K

Karena pada soal belum diketahui volume molarnya maka terlebih dahulu dapat kita cari

dengan menggunakan densitas serta Ar dan massa dari air.

Vm= Arm

xmV

Vm= 18g /mol

1kg x

1kg1dm 3

= 18 g dm3/mol

Karena Vm masih dalam satuan gram maka akan dikonversi menjadi kg

Vm = 18gr dm 3/mol

1kg x

1kg1000gr

= 0,018 dm3/mol

Setelah semua data yang diperlukan satuan nya sudah sama maka tinggal kita masukan ke

dalam persamaan :

RT lnpp∗¿

¿=Vm . P

ΔP = RT lnpp∗¿

¿ /Vm

ΔP = 0,0821atmdm3K−1mol−1 x 273K ln 0,00868atm0,00603atm

0,018 dm3/mol

ΔP = 453,58

Karena pada soal tidak terdapat tekanan tambahan maka ΔP = P

Maka jawaban yang terdapat pada contoh soal salah tetapi secara umum konsep yang dipakai

sudah sama sehingga kesalahan yang terjadi mungkin kesalahan pada perhitungan saja

14.56 Benzen dan toluen membentuk larutan ideal. (a) Hitunglah tekanan uap total untuk komposisi

benzen dan toluen yang berbeda. (b) Hitung juga komposisi fase uap pada setiap tekanan total

dan tekanan yang dihitung diatas. (c)n Plot PT terhadap xben dan PT terhadap yben , p0 (ben) dan p0

(tol) pada 400C masing-masing adalah 186 mm dn 64 mm. (d) Berikut ini data percobaan pada

400C. Bandingkan tekanan uap teoritis terhadap percobaan.

X ben 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,8 1,0

PT (mm) 64 78 94 109 122 136 148 158 168 178 186

Jawaban :

Untuk menjawab soal diatas kita harus terlebih dahulu tahu mengenai hukum Roult.Hukum

Roult sendiri berbunyi “tekanan uap larutan ideal dipengaruhi oleh tekanan uap pelarut dan

fraksi mol zat terlarut yang terkandung dalam larutan tersebut”. Secara matematis ditulis sebagai:

Plarutan= Xterlarut . Ppelarut

Dimana

Plarutan = tekanan uap larutan

Xterlarut = fraksi mol zat terlarut

Ppelarut = tekanan uap pelarut murni

Hukum Raolut secara umum didefinisikan sebagai fugasitas dari tiap komponen dalam larutan

yang sama dengan hasil kali fugasitasnya dam keadaan murni pada temperatur dan tekanan yang

sama serta fraksi molnya dalam larutan tersebut.Hukum Roult sendiri hanya bekerja untuk

larutan yang bersifat ideal. Larutan ideal adalah larutan yang gaya tarik menarik molekul-

molekul komponennya sama dengan gaya tarik menarik anatara molekul dari masing-masing

komponennya. Jadi, bila larutan zat A dan B bersifat ideal, maka gaya tarik antara molekul A

dan B, sama dengan gaya tarik antara molekul A dan A atau antara B dan B.Dari teori diatas

maka contoh soal diatas dapat dijawab.

a. Karena benzene dan toluene dianggap sebagai larutan ideal maka:

R=0,082dm3atmmol K

T=250C=298K

V=22,4dm3

PV=nRT

P=n RTV

Untuk memudahkan, maka perhitungan fraksi mol toluene dan benzene dibuat dalam

tabel

P=n RTV

n ben 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

n tol 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0

P ben 0

0,10

9

0,21

8

0,32

7

0,43

6

0,54

5

0,65

5

0,76

4

0,87

3 0,98

1,0

9

P tol 1,09 0,98

0,87

3

0,76

4

0,65

4

0,54

5

0,43

6

0,32

7

0,21

8

0,10

9 0

P tot 1,09 1,09 1,09 1,09 1,09 1,09 1,09 1,09 1,09 1,09

1,0

9

Perlu diingat bahwa total dari fraksi mol sebuah campuran adalah 1

Karena larutan dianggap sebagai sebuah larutan ideal maka tekanan total nya bernilai sama

meskipun komposisinya berbeda.

b. Komposisi benzene digambarkan sebagai y ben dengan persamaan :

yben=Pben X ben

Ptol (1−Xben )+Pben X benUntuk memudahkan maka perhitungan ybenzena dibuat dalam bentuk table :

n ben 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

n tol 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0

P ben 0 0,109 0,218 0,327 0,436 0,545 0,655 0,764 0,873 0,982 1,09

P tol 1,09 0,982 0,873 0,764 0,655 0,545 0,436 0,327 0,218 0,109 0

Yben 0 0,012 0,059 0,155 0,308 0,5 0,692 0,845 0,941 0,988 1

c. Dari table diatas maka dapat dibuat grafik antara fraksi mol benzene vs Ptotal dan

komposisi benzene dengan Ptotal

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10

50

100

150

200

Grafik hubungan antara xbenzene dan P total

PTO

TAL

Xben P°Ben Xtol P°TOL Pben Ptol Ptotal Yben0 186 1 40 0 40 40 0

0.1 186 0.9 40 18.6 36 54.6 0.0120.2 186 0.8 40 37.2 32 69.2 0.0590.3 186 0.7 40 55.8 28 83.8 0.1550.4 186 0.6 40 74.4 24 98.4 0.3080.5 186 0.5 40 93 20 113 0.50.6 186 0.4 40 111.6 16 127.6 0.6920.7 186 0.3 40 130.2 12 142.2 0.8450.8 186 0.2 40 148.8 8 156.8 0.9410.9 186 0.1 40 167.4 4 171.4 0.9881 186 0 40 186 0 186 1

0 0.012 0.059 0.155 0.308 0.5 0.692 0.845 0.941 0.988 10

50

100

150

200

Grafik Hubungan antara Y benzene dengan Ptotal

d. Dari data yang didapat dari hasil percobaan didapat P total yang berbeda hal itu

dikarenakan pada percobaan larutan yang terbentuk bukan merupakan larutan ideal

sehingga,hal itu dapat dilihat dari suhu nya yang sekitar 40°C=313K.Sehingga dari data

data percobaan tidak dapat memenuhi hukum Roult dan juga hukum Dalton.Hukum

Dalton sendiri berbunyi P = PA + PB.Berbeda dengan data teoritis yang memenuhi

hukum Roult dan Dalton ,hal it karena larutan dibuat dalam keaadan ideal.

Secara Konsep serta keseleruhan pembahasan yang ada pada contoh soal ini sudah benar

hanya perlu dibuat dan ditambahkan sedikit penjelasan serta teori yang terkait.