PENGANTAR ILMU KIMIA FISIK · Penyaringan (Filtrasi) ... Contoh pemisahan secara kromatografi adalah rembesan air pada dinding yang menghasilkan garis-garis dengan jarak tertentu.

PENGANTAR ILMU KIMIA FISIK

Subtitle

PENGERTIAN ZAT DAN SIFAT-SIFAT FISIK ZAT

Add your first bullet point hereAdd your second bullet point hereAdd your third bullet point here

PENGERTIAN ZAT

• Zat adalah materi

• Zat menempati ruang dan memiliki massa

• Zat menunjukkan sifat inersia dan kekenyalan

• Dua zat tidak dapat menempai ruang yang sama pada saat yang bersamaan

• Sifat fisika adalah perubahan yang dialami suatu benda tanpa membentuk

zat baru.

• Sifat ini dapat diamati tanpa mengubah zat-zat penyusun materi tersebut.

SIFAT FISIK ZAT

•WUJUD ZAT

WARNA

BAU

TITIK LELEH

TITIK DIDIH

MASSA JENIS

KEKERASAN

KELARUTAN

KEKERUHAN

DAYA HANTAR LISTRIK

KEMAGNETAN

KEKENTALAN

WUJUD ZAT

PADAT

CAIR

GAS

WUJUD ZAT

• Zat dapat berubah dari satu wujud ke wujud lain.

• Beberapa peristiwa perubahan fisik : menguap, mengembun, mencair,

membeku, meyublim, menghablur, mengkristal.

GAS

• Letak molekulnya sangat berjauhan

• Jarak antar molekul sangat jauh bila

dibandingkan dengan molekul itu

sendiri

• Bergerak sangat bebas

• Gaya tarik menarik-menarik antar

molekul hamper tidak ada

• Baik volum maupun bentuknya

mudah berubah

• Zat gas dapat mengisi seluruh ruang

yang ada.

ZAT CAIR

• Letak molekulnya relative berdekatan

dibanding gas, tetap lebih jauh dari

pada zat padat.

• Gerakan molekul cukup bebas

• Molekul zat cair berpindah tempat,

tetapi tidak mudah meninggalkan

kelompoknya karena masih terdapat

gaya tarik menarik

• Bentuknya mudah berubah, tetapi

volumnya tetap.

ZAT PADAT

• Letak molekulnya sangat berdekatan

dan teratur

• Gaya tarik menarik antarmolekul

sangat kuat sehingga gerakan

molekul tidak bebas

• Gerakan molekul zat padat hanya

terbatas, bergetar dan berputar di

tempat saja

• Molekul-molekulnya tidak mudah

dipisahkan sehingga bentuknya selalu

tetap, tidak berubah.

• Kelarutan adalah kemampuan suatu zat kimia tertentu, zat terlarut (solute),

untuk larut dalam suatu pelarut (solvent).

• Kelarutan dinyatakan dalam jumlah maksimum zat terlarut yang larut dalam

suatu pelarut pada kesetimbangan.

• Larutan hasil disebut larutan jenuh.

• Zat-zat tertentu dapat larut dengan perbandingan apapun terhadap suatu

pelarut. Contohnya adalah etanol di dalam air. Sifat ini lebih dalam bahasa

Inggris lebih tepatnya disebut miscible.

KELARUTAN (SOLUBLITY)

• Pelarut umumnya merupakan suatu cairan yang dapat berupa zat murni

ataupun campuran.

• Zat yang terlarut, dapat berupa gas, cairan lain, atau padat.

• Kelarutan bervariasi dari selalu larut seperti etanol dalam air, hingga sulit

terlarut, seperti perak klorida dalam air.

• Istilah "tak larut" (insoluble) sering diterapkan pada senyawa yang sulit larut,

walaupun sebenarnya hanya ada sangat sedikit kasus yang benar-benar

tidak ada bahan yang terlarut.

• Dalam beberapa kondisi, titik kesetimbangan kelarutan dapat dilampaui

untuk menghasilkan suatu larutan yang disebut lewat jenuh (supersaturated)

yang metastabil.

PEMISAHAN ZAT

1. Penyaringan (Filtrasi)

Pemisahan dengan cara filtrasi bertujuan untuk memisahkan zat padat dari zat cair

dalam suatu campuran berdasarkan perbandingan wujudnya. Alat yang kita

gunakan untuk menyaring disebut penyaring. Ukuran penyaring disesuaikan dengan

ukuran zat yang akan disaring.

2. Destilasi

Destilasi atau penyulingan adalah suatu cara pemisahan campuran yang didasarkan

pada perbedaan titik didih komponen-komponen penyusun campuran. Destilasi

digunakan untuk memisahkan campuran dari dua atau lebih cairan yang mempunyai

titik didih berbeda.

3. Pengkristalan (Kristalisasi)

Kristalisasi adalah proses pembentukan bahan padat dari pengendapan larutan,

melt (campuran leleh), atau lebih jarang pengendapan langsung dari gas. Kristalisasi

juga merupakan teknik pemisahan kimia antara bahan padat-cair, di mana

terjadi perpindahan massa (mass transfer) dari suat zat terlarut (solute) dari cairan

larutan ke fase kristal padat.

4. Sublimisasi

Sublimisasi adalah perubahan zat dari wujud padat ke gas atau sebaliknya.

Pemisahan campuran dengan sublimisasi dilakukan bila zat yang dapat

menyublim (misalnya kapur barus/ kamfer) tercampur dengan zat lain yang tidak

dapat menyublim (misalnya arang).

5. Kromatografi

Pemisahan campuran dengan cara kromatografi didasarkan pada perbedaan

kecepatan merambat antara partikel-partikel zat yang bercampur pada medium

tertentu. Contoh pemisahan secara kromatografi adalah rembesan air pada dinding

yang menghasilkan garis-garis dengan jarak tertentu. Penerapan kromatografi antara

lain untuk memisahkan dan mengidentifikasi zat-zat yang kompleks dari zat warna,

minuman beralkohol, dan pestisida.

TITIK DIDIH

• Titik didih adalah suhu ketika

tekanan uap sebuah zat cair sama

dengan tekanan eksternal yang

dialami oleh cairan.

• Sebuah cairan di dalam vacuum akan

memiliki titik didih yang rendah

dibandingkan jika cairan itu berada di

dalam tekanan atmosfer.

• Cairan yang berada di dalam tekanan

tinggi akan memiliki titik didih lebih

tinggi jika dibandingkan dari titik

didihnya di dalam tekanan atmosfer.

TITIK DIDIH

• Titik didih normal (juga disebut titik didih atmospheris) dari sebuah cairan

merupakan kasus istimewa ketika tekanan uap cairan sama dengan tekanan

atmosfer di permukaan laut (1 atmosphere).

• Pada suhu ini, tekanan uap cairan bisa mengatasi tekanan atmosfer dan

membentuk gelembung di dalam massa cair.

• Pada saat ini (per 1982) Standar Titik Didih yang ditetapkan oleh IUPAC

adalah suhu ketika pendidihan terjadi pada tekanan 1 bar.

• Pada tekanan dan temperatur udara standar (76 cmHg, 25 °C) titik didih air

sebesar 100 °C.

TITIK LEBUR

• Titik lebur dari sebuah benda padat adalah suhu di mana benda tersebut akan

berubah wujud menjadi benda cair. Titik beku adalah dari sisi yang berlawanan (dari

cair menjadi padat) disebut .

• Pada sebagian besar benda, titik lebur dan titik beku biasanya sama. Contoh, titik

lebur dan titik beku dari "raksa" adalah 234,32 kelvin (-38,83 °C atau -37,89 °F)

Namun, beberapa subtansi lainnya memiliki temperatur beku <--> cair yang berbeda.

contohnya "agar-agar", mencair pada suhu 85 °C (185 °F) dan membeku dari suhu

32-40 °C (89,6 - 104 °F); fenomena ini dikenal sebagai hysteresis.

• Beberapa benda lainnya, seperti kaca, dapat mengeras tanpa mengkristal terlebih

dulu; ini disebut amorphous solid

• Tidak seperti titik didih, titik lebur tidak begitu terpengaruh oleh tekanan.

HUBUNGAN SIFAT DAN FAKTOR FISIKA ZAT DENGAN REAKSI KIMIA

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI REAKSI KIMIA

•Ukuran partikel zat/luas permukaan

Tekanan

Suhu

Pengadukan

Sifat dan kadar zat

ADSORPSI

PENGERTIAN

• Adsorpsi adalah suatu proses

yang terjadi ketika suatu fluida

(cairan maupun gas) terikat

kepada suatu padatan dan

akhirnya membentuk suatu film

(lapisan tipis) pada permukaan

padatan tersebut.

• Berbeda dengan absorpsi,

dimana fluida terserap oleh

fuida lainnya dengan

membentuk suatu larutan.

desorp

adsorp

JENIS ADSORPSI

• Proses adsorpsi atau penyerapan adalah fenomena fisik yang terjadi saat

molekul-molekul gas atau cair dikontakan dengan suatu padatan dan

sebagian dari molekul-molekul tadi mengembun pada permukaan padatan

tersebut.

• Apabila interaksi antara padatan dan molekul yang mengembun tadi relatif

lemah, maka proses ini disebut adsorpsi fisik yang terjadi hanya karena gaya

van der Waals.

• Berdasarkan interaksi molekular antara permukaan adsorben dengan

adsorbat, adsorpsi dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu penyerapan secara

fisika (adsorpsi) dan penyerapan secara kimia (absorpsi).

ADSORPSI SECARA FISIKA

• Tidak ada reaksi antara molekul-molekul adsorbat dengan permukaan

adsorben.

• Molekul-molekul adsorbat terikat secara lemah karena adanya gaya

van der Waals.

• Berlangsung cepat dan bersifat reversibel.

• Dapat berlangsung di bawah temperatur kritis adsorbat yang relatif

rendah, sehingga panas adsorpsi yang dilepaskan juga rendah.

• Adsorbat yang terikat secara lemah pada permukaan adsorben, dapat

bergerak dari suatu bagian permukaan ke bagian permukaan lain.

ADSORPSI SECARA FISIKA

• Peristiwa adsorpsi fisika menyebabkan molekul-molekul gas yang

teradsorpsi mengalami kondensasi. Besarnya panas yang dilepaskan

dalam proses adsorpsi fisika adalah kalor kondensasinya.

• Proses adsorpsi fisik terjadi tanpa memerlukan energi aktivasi,

sehingga proses tersebut membentuk lapisan jamak (multilayers) pada

permukaan adsorben.

• Ikatan yang terbentuk dalam adsorpsi fisika dapat diputuskan dengan

mudah, yaitu dengan cara degassing atau pemanasan pada

temperatur 150-200 0C selama 2-3 jam

ADSORPSI SECARA KIMIA

• Adsorpsi terjadi karena adanya reaksi kimia antara molekul- molekul

adsorbat dengan permukaan adsorben.

• Adsorpsi jenis ini diberi istilah sebagai “absorption” dan bersifat tidak

reversibel hanya membentuk satu lapisan tunggal (monolayer).

• Umumnya terjadi pada temperatur diatas temperatur kritis adsorbat,

sehingga kalor adsorpsi yang dibebaskan tinggi.

• Adsorben yang mengadsorpsi secara kimia pada umumnya sulit

diregenerasi

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI ADSORPSI

JENIS ADSORBAT

1. Ukuran molekul adsorbat

Ukuran molekul yang sesuai merupakan hal penting agar proses adsorpsi dapat

terjadi, karena molekul-molekul yang dapat diadsorpsi adalah molekul-molekul yang

diameternya lebih kecil atau sama dengan diameter pori adsorben.

2. Kepolaran zat

Apabila berdiameter sama, molekul-molekul polar lebih kuat diadsorpsi daripada

molekul-molekul tidak polar. Molekul-molekul yang lebih polar dapat menggantikan

molekul-molekul yang kurang polar yang terlebih dahulu teradsorpsi.

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI ADSORPSI

KARAKTERISTIK ADSORBEN

1. Kemurnian adsorben

Sebagai zat untuk mengadsorpsi, maka adsorben yang lebih murni lebih diinginkan

karena kemampuan adsorpsi lebih baik.

2. Luas permukaan dan volume pori adsorben

Jumlah molekul adsorbat yang teradsorp meningkat dengan bertambahnya luas

permukaan dan volume pori adsorben.

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI ADSORPSI

TEKANAN ADSORBAT (P), Kenaikan tekanan adsorbat dapat menaikan jumlah yang

diadsopsi.

TEMPERATUR ABSOLUT ADSORBAT(T), Pada saat molekul-molekul gas atau

adsorbat melekat pada permukaan adsorben akan terjadi pembebasan sejumlah energi

yang dinamakan pristiwa exothermic. Berkurangnya temperatur akan menambah

jumlah adsorbat yang teradsopsi demikian juga untuk pristiwa sebaliknya.

INTERAKSI POTENSIAL (E), interaksi potensial antara adsorbat dengan dinding

adsorben sangat berfariasi, tergantung dari sifat adsorbat-adsorben.

MACAM-MACAM ADSORBEN

•SILIKA GEL

KARBON AKTIF

ZEOLIT

SILICA GEL

• Terbuat dari silika dengan ikatan kimia mengandung air 5%.

• Cenderung mengikat adsorbat dengan energi yang relatif lebih kecil dan

membutuhkan temperatur yang rendah untuk proses desorpsinya,

dibandingkan jika menggunakan adsorben lain seperti karbon atau zeolit.

• Kemampuan desorpsi meningkat dengan meningkatnya temperatur.

• Pada umumnya temperatur kerja silika gel sampai pada 200°C, jika

dioperasikan lebih dari batas temperatur kerjanya maka kandungan air dalam

silika gel akan hilang dan menyebabkan kemampuan adsorpsinya hilang.

KARBON AKTIF

• Karbon aktif dapat dibuat dari batu bara, kayu, dan tempurung kelapa melalui

proses pyrolizing dan carburizing pada temperatur 700 sampai 800 °C.

• Hampir semua adsorbat dapat diserap oleh karbon aktif kecuali air.

• Dapat ditemukan dalam bentuk bubuk dan granular.

• Umumnya karbon aktif dapat mengadsorpsi metanol atau amonia sampai

dengan 30%, bahkan karbon aktif super dapat mengadsorpsi sampai dua

kalinya.

ZEOLITH

• Zeolit mengandung kristal zeolit yaitu mineral aluminosilicate yang disebutsebagai penyaring molekul. Mineral aluminosilicate ini terbentuk secaraalami.

• Zeolit buatan dibuat dan dikembangkan untuk tujuan khusus, diantaranya 4A, 5A, 10X, dan 13X yang memiliki volume rongga antara 0.05 sampai 0.30 cm3/gram dan dapat dipanaskan sampai 500 °C tanpa harus kehilanganmampu adsorpsi dan regenerasinya.

• Zeolit 4A (NaA) digunakan untuk mengeringkan dan memisahkan campuranhydrocarbon. Zeolit 5A (CaA) digunakan untuk memisahakan paraffins danbeberapa Cyclic hydrocarbon.

• Zeolit 10X (CaX) dan 13X (NaX) memiliki diameter pori yang lebih besarsehingga dapat mengadsorpsi adsorbat pada umumnya.

TUGAS

CARI JURNAL TENTANG APLIKASI ADSORPSI

DALAM KESEHATAN LINGKUNGAN

BUAT RINGKASAN (INTISARI) DARI JURNAL

TERSEBUT

• https://zulfikarkesling.wordpress.com/