Kelompok 6�Termodinamika II

DANIATUS SYAHR HAJJ 08.2017.1.90214

DINDA APRILIA REZEKI R 08.2017.1.90215

VONINDYA KHOIRUN NISA 08.2017.1.90217

Molekuler terhadap Properti Termokimia

• Gaya antarmolekul adalah kekuatan antara molekul dalam gerakan acak. Energi yang dihasilkan dari gerak acak ini disebut energi internal.
• Gas ideal adalah contoh pertama yang diperkenalkan saat energi internal antara molekul dipelajari. Gas ideal ditandai dengan tidak adanya interaksi molekular. Namun, gas ideal juga memiliki energi internal. Di sisi lain, gas nyata terdiri dari molekul yang tidak hanya energi dari molekul individu, tetapi juga energi dibagi antara molekul karena interaksi mereka. Energi potensial intermolekul dikaitkan dengan kumpulan molekul, dan kekuatan antarmolekul dapat dilihat dari adanya energi dalam bentuk ini.

Intermolecular Forces

Molekuler terhadap Properti Termokimia

• Dua molekul saling menarik satu sama lain saat mereka berjauhan dan saling menolak saat mereka berdekatan. Fakta ini juga ditetapkan melalui studi termodinamika molekuler. Sketsa energi potensial intermolekul dapat mengungkapkan bahwa energi potensial untuk sepasang molekul netral simetris sferis yang terisolasi bergantung sepenuhnya pada jarak yang memisahkannya.
• Jika U menunjukkan energi potensial intermolekuler, F menunjukkan gaya antarmolekul, dan r menunjukkan jarak yang memisahkan dua molekul netral simetris sferis, gaya antarmolekul dapat dinyatakan sebagai fungsi energi potensial antarmolekul dan jarak yang memisahkan dua molekul netral simetris sferis seperti :
• F (r) = - dU (r) / dr
• Tanda negatif yang ditunjukkan pada persamaan di atas menandakan daya tarik antarmolekul, sedangkan tanda positif mengindikasikan adanya toleransi intermolekuler.
• Persamaan diferensial di atas juga disebut sebagai fungsi potensial. Nilai khusus U dan r dalam bentuk ini dapat muncul sebagai parameter yang bergantung pada spesies dalam fungsi potensial.

Potential Function

Molekuler terhadap Properti Termokimia

• Teori kinetik dan mekanika statistik adalah dua teori yang menghubungkan perilaku molekul dari tingkat mikroskopis sampai tingkat makroskopik. Banyak sifat termodinamika, seperti energi internal, entalpi, dan entropi dapat dijelaskan setelah pengembangan dua teori tersebut di atas. Bersama-sama kedua teori ini mewakili hampir semua pengetahuan tentang termodinamika molekuler.
• Sebelum mengeksplorasi termodinamika molekuler dari tingkat molekuler, sangat penting untuk memahami bagaimana energi yang terkait dengan masing-masing molekul gas ideal berkaitan dengan energi internal makroskopik dari sistem yang didefinisikan.

​

Internal Energy

Perhitungan SLE

kesetimbangan padat-cair dapat dihitung dengan berbagai cara. Minimisasi Energi bebas Gibbs dipilih sebagai titik awal untuk menghitung. Teknik ini digunakan untuk menemukan titik ekuilibrium.

Ideal solutions - solid-liquid

In general for a two component system

Furthermore, assuming that F ≈ G, molar F is:

For ideal solutions

Ideal solutions - solid-liquid

With X_A = 1-X_B

F as function of composition

T > T_mA T_mB < T < T_mA

L

S

X_B

F

L

S

X_B

F

Ideal solutions - phase diagram calculations

With

Where

Heat and entropy change of fusion can be taken form experiment or from statistical mechanics formulas

Ideal solutions - Phase Diagram

L

α

X_B

T

L+α

Non-ideal systems - solid-solid phase separation

Two solid phases in equilibrium

From Eqs 1 and 2, noticing that there is a symmetry about X = 0.5 and that

From the Bragg-Williams approximation

(1)

(2)

X_B

T

α

β

α + β

Non - ideal case: Solid-liquid equilibrium

Liquid ideal, solid not

From equality of chemical potentials

Same for A component

Solving for X_B of solid and liquid gives the phase diagram

Ideal liquid - non-ideal solid phase diagram

L

α

X_B

T

L+α

β

α + β

L+ β

Perhitungan SVE

Kelarutan padatan dalam gas.

Pertimbangan equilibria fase disini relatif mudah karena kelarutan gas dalam padatan biasanya diabaikan. Dengan demikian, fasa padat dapat dianggap murni; Semua non-idealitas dalam sistem demikian, berasal dari fase gas. Jadi, dalam analisis berikut, kita mempertimbangkan bahwa suatu fasa padat murni (1) ada dalam ekuilibrium dengan campuran fase uap dari gas (atau pelarut, 2) dan zat terlarutnya (yaitu, 1). Oleh karena itu, hubungan ekuilibrium fase untuk komponen 1 dapat ditulis sebagai:

Persamaan berikut digunakan untuk perhitungan fugacity fasa cair murni dapat digunakan untuk menghitung kepenuhan padatan murni pada suhu T dan tekanan P dari sistem.

Untuk padatan murni, persamaan yang sesuai adalah:

Contoh Soal

Padatan tertentu (A) memiliki tekanan uap 0,01 bar pada 300⁰K. Hitung kelarutannya pada suhu yang sama dengan gas B pada tekanan 1.0bar. Volume molar dari padatan adalah 125cc / mol.

Penyelesaian: