Lompat ke konten

Cari di ARSTEMA

Ketik nama bab, istilah, gejala, atau alat.

    Kembali ke atlas
    Kimia · Bab 5Dasar

    Gaya antarmolekul dan sifat zat: gaya dispersi, dipol, ikatan hidrogen, titik didih, dan kelarutan

    Pelarut penghilang noda menguap dalam beberapa menit, sedangkan air di linen memerlukan pengering yang besar. Minyak tidak mau bercampur dengan air, gula larut dengan mudah, dan es mengapung lalu memecahkan pipa ketika membeku. Semua sifat itu ditentukan oleh gaya tarik di antara molekul, bukan oleh ikatan di dalam molekul. Bab ini membahas perbedaan ikatan dan gaya antarmolekul, gaya dispersi, gaya dipol-dipol, ikatan hidrogen, gaya ion-dipol, hubungan gaya antarmolekul dengan titik didih, kalor penguapan, tegangan permukaan, dan kelarutan, serta pengaruh suhu pada kelarutan padatan dan gas. Delapan contoh kerja dan enam latihan dengan kunci beralasan menutup bab.

    23 menit

    Bagian yang sedang dibaca: Pembuka bab

    Seorang petugas laundry membersihkan noda minyak dengan pelarut penghilang noda. Beberapa menit kemudian bekas basah pelarut itu sudah hilang, dan tangannya terasa dingin. Linen yang baru keluar dari mesin cuci, sebaliknya, tetap basah berjam-jam di udara dan memerlukan pengering yang memakai listrik atau gas dalam jumlah besar. Petugas itu bertanya kepada teknisi: mengapa air begitu sulit menguap, padahal molekul air lebih kecil daripada molekul pelarut?

    Jawabannya tidak terletak pada ikatan di dalam molekul air, tetapi pada gaya tarik di antara molekul-molekulnya. Molekul air saling menarik jauh lebih kuat daripada molekul pelarut itu. Gaya yang sama menjelaskan mengapa minyak tidak larut dalam air, mengapa gula dan garam larut, mengapa es mengapung, dan mengapa deterjen membuat air membasahi kain. Bab ini menjelaskan gaya antarmolekul dan cara memakainya untuk memperkirakan sifat zat.

    Batas pembahasan

    Bab ini membahas perbedaan ikatan kimia dan gaya antarmolekul, gaya dispersi, gaya dipol-dipol, ikatan hidrogen, gaya ion-dipol, serta hubungan gaya-gaya itu dengan titik didih, kalor penguapan, tegangan permukaan, kelarutan, dan pengaruh suhu pada kelarutan. Sumber pemilik adalah narasi disiplin Kimia, yang memuat gaya antarmolekul dan ikatan hidrogen dari buku Kimia Dasar berbahasa Indonesia, diktat Kimia Dasar, buku kimia umum, buku elektrokimia, dan buku kimia tingkat lanjut sekolah menengah.

    Ikatan ion, ikatan kovalen, dan kepolaran molekul dibahas di bab ikatan kimia, dan bab ini memakai hasilnya. Kalor laten dan perubahan fase dari sisi fisika dibahas di bab pemuaian termal dan perubahan fase, dan energi pengeringan linen di Bab 15 · Laundry. Cara surfaktan mengangkat minyak dibahas di Bab 6 · Laundry. Nilai titik didih, kalor penguapan, tegangan permukaan, dan kelarutan oksigen dalam bab ini adalah nilai baku dari literatur umum dan ditandai di peta sumber.

    Ikatan di dalam molekul dan gaya di antara molekul

    Ikatan kovalen mengikat atom-atom di dalam satu molekul. Gaya antarmolekul adalah tarikan antara satu molekul dan molekul di sebelahnya. Keduanya berasal dari tarikan listrik antara muatan, tetapi kekuatannya sangat berbeda. Diktat Kimia Dasar dalam sumber menegaskan bahwa ikatan hidrogen, gaya antarmolekul yang paling kuat di antara yang umum, jauh lebih lemah daripada ikatan kovalen.

    Perbedaan itu punya akibat langsung. Ketika air mendidih, molekul air tidak terurai menjadi hidrogen dan oksigen. Yang terputus hanya tarikan antarmolekul, sehingga uap air tetap tersusun dari molekul H₂O yang utuh. Untuk menguraikan molekul air diperlukan energi jauh lebih besar, misalnya dengan elektrolisis. Jadi titik leleh, titik didih, kekentalan, dan kelarutan zat molekuler ditentukan terutama oleh gaya antarmolekul, sedangkan reaksi kimia memutus atau membentuk ikatan di dalam molekul.

    Buku Kimia Dasar dalam sumber memperlihatkan pengaruh gaya antarmolekul pada tekanan yang diberikan oleh gas. Pada gas nyata, molekul yang saling menarik menumbuk dinding sedikit lebih lemah daripada yang diramalkan model gas ideal. Pada cairan dan padatan, gaya itu jauh lebih menentukan, karena molekul-molekulnya berdekatan.

    Gaya dispersi

    Semua molekul, polar maupun tidak, saling menarik melalui gaya dispersi, yang juga disebut gaya London. Elektron dalam molekul selalu bergerak, sehingga pada satu saat sebaran muatannya tidak merata dan molekul menjadi dipol sesaat. Dipol sesaat itu menginduksi dipol pada molekul tetangga, dan kedua dipol saling menarik. Buku kimia tingkat lanjut sekolah menengah dalam sumber menyebut gaya ini sebagai gaya van der Waals atau gaya dipol terinduksi, satu-satunya gaya yang bekerja di antara molekul nonpolar.

    Buku elektrokimia dalam sumber menanyakan sifat molekul apa yang menentukan kekuatan gaya dispersi. Jawabannya: jumlah elektron dan ukuran molekul. Molekul yang besar dengan banyak elektron mudah dideformasi awan elektronnya, sehingga dipol sesaatnya besar dan gaya dispersinya kuat. Bentuk molekul juga berpengaruh. Molekul panjang dan lurus bersentuhan pada permukaan yang lebih luas daripada molekul bulat dengan jumlah atom yang sama, sehingga gaya dispersinya lebih kuat.

    Itulah sebabnya deret hidrokarbon berubah dari gas menjadi cairan, lalu padatan, seiring bertambahnya panjang rantai. Metana dan propana berupa gas pada suhu ruang, oktana dalam bensin berupa cairan, dan rantai yang sangat panjang dalam lilin parafin berupa padatan. Buku kursus kimia tingkat menengah dalam sumber meminta pembaca menurunkan titik didih propana dari grafik deret itu.

    Gaya dipol-dipol

    Molekul polar punya ujung bermuatan parsial positif dan ujung bermuatan parsial negatif yang tetap. Buku kimia umum dalam sumber mendefinisikan interaksi dipol-dipol sebagai gaya tarik yang bekerja di antara molekul-molekul polar. Ujung positif satu molekul menarik ujung negatif molekul di sebelahnya. Buku Kimia Dasar 1 dalam sumber mencatat bahwa suatu molekul hanya bersifat polar bila ia membentuk dipol, dan buku Kimia Dasar lain dalam sumber menyajikan tabel momen dipol beberapa senyawa sebagai ukuran kepolaran itu.

    Untuk molekul yang ukurannya mirip, molekul polar biasanya punya titik didih lebih tinggi daripada molekul nonpolar, karena gaya dipol-dipol bekerja di atas gaya dispersi. Namun gaya dispersi molekul yang besar dapat melampaui gaya dipol-dipol molekul kecil. Karena itu perbandingan titik didih paling bermakna untuk molekul dengan jumlah elektron yang mirip.

    Ikatan hidrogen

    Ikatan hidrogen adalah gaya dipol-dipol yang sangat kuat. Ikatan ini terbentuk bila atom hidrogen terikat pada atom kecil yang sangat elektronegatif, yaitu nitrogen, oksigen, atau fluor, lalu tertarik pada pasangan elektron bebas atom N, O, atau F di molekul lain. Atom hidrogen yang terikat pada atom seperti itu hampir tidak punya elektron di sisi luarnya, sehingga muatan parsial positifnya terpusat pada titik yang kecil. Buku Kimia Dasar dalam sumber memberi enam contoh ikatan semacam itu dan menamainya ikatan hidrogen.

    Air adalah contoh terpenting. Setiap molekul air dapat membentuk sampai empat ikatan hidrogen: dua melalui atom hidrogennya dan dua melalui pasangan elektron bebas oksigennya. Jaringan ikatan hidrogen itulah yang memberi air titik didih 100 °C, jauh di atas molekul lain yang ukurannya mirip. Diktat Kimia Dasar dalam sumber menjelaskan bahwa bila suhu air naik, ikatan hidrogen putus dan terbentuk lagi dengan cepat. Pada air cair, jaringan itu terus berubah. Pada es, jaringan itu tetap.

    Buku kimia umum dalam sumber menyatakan bahwa ikatan hidrogen antarmolekul terutama yang mempertahankan kisi tiga dimensi es. Kisi itu terbuka dan berongga, sehingga es punya massa jenis lebih kecil daripada air cair, sekitar 917 kg/m³ dibanding 1.000 kg/m³ (nilai baku). Karena itu es mengapung, dan air yang membeku di dalam pipa atau wadah tertutup memuai dan dapat memecahkannya. Bab pemuaian termal membahas anomali air antara 0 dan 4 °C yang berasal dari jaringan yang sama.

    Ikatan hidrogen juga bekerja di antara molekul yang berbeda. Alkohol, gula, dan urea membentuk ikatan hidrogen dengan air, dan itulah sebabnya zat-zat itu mudah larut dalam air. Serat kapas tersusun dari selulosa yang punya banyak gugus OH, sehingga kapas menyerap dan menahan banyak air melalui ikatan hidrogen. Air yang terikat itu harus dilepas di pengering, dan energinya dihitung di Bab 15 · Laundry.

    Gaya ion-dipol

    Ketika garam dilarutkan dalam air, ion-ionnya dikelilingi molekul air. Ujung negatif molekul air, yaitu oksigen, menghadap ion positif, dan ujung positifnya, yaitu hidrogen, menghadap ion negatif. Buku elektrokimia dalam sumber menjelaskan bahwa ion cenderung mengarahkan dipol-dipol pelarut di sekitarnya. Tarikan antara ion dan dipol pelarut itu disebut gaya ion-dipol, dan biasanya lebih kuat daripada ikatan hidrogen.

    Gaya ion-dipol menjelaskan mengapa banyak senyawa ion larut dalam air, walaupun kisi kristalnya kuat seperti dibahas di bab ikatan kimia. Air dapat melarutkan garam bila energi yang dilepas ketika ion-ion dikelilingi air cukup untuk mengimbangi energi untuk memecah kisi. Bila tidak cukup, garam itu sukar larut, dan bab jenis reaksi dalam air memakai sifat ini untuk menjelaskan pengendapan dan kerak.

    Titik didih dan tekanan uap

    Molekul di permukaan cairan yang energinya cukup besar dapat lolos ke udara. Makin lemah gaya antarmolekul, makin banyak molekul yang lolos pada suhu tertentu, sehingga tekanan uap cairan itu makin tinggi. Cairan mendidih ketika tekanan uapnya sama dengan tekanan di atasnya. Karena itu zat dengan gaya antarmolekul lemah punya tekanan uap tinggi dan titik didih rendah, dan zat dengan gaya antarmolekul kuat sebaliknya.

    Perbandingan titik didih pada tekanan atmosfer (nilai baku) memperlihatkan pola itu:

    ZatMassa molar (g/mol)Gaya antarmolekul terkuatTitik didih (°C)
    Metana, CH₄16dispersi−161-161
    Amonia, NH₃17ikatan hidrogen−33-33
    Air, H₂O18ikatan hidrogen (jaringan)100
    Hidrogen sulfida, H₂S34dipol-dipol−60-60
    Propana, C₃H₈44dispersi−42-42
    Etanol, C₂H₅OH46ikatan hidrogen78
    Oktana, C₈H₁₈114dispersi126

    Hidrogen sulfida punya massa molar hampir dua kali air, tetapi mendidih 160 derajat lebih rendah, karena belerang tidak cukup elektronegatif untuk membentuk ikatan hidrogen yang berarti. Buku Kimia Dasar 1 dalam sumber memakai perbandingan semacam ini sebagai soal latihan. Oktana mendidih di atas air walaupun tidak punya ikatan hidrogen, karena molekulnya jauh lebih besar dan gaya dispersinya kuat.

    Kalor penguapan

    Kalor penguapan adalah energi untuk mengubah cairan menjadi uap tanpa menaikkan suhunya. Energi itu dipakai untuk memutus gaya antarmolekul, sehingga kalor penguapan adalah ukuran langsung kekuatan gaya itu. Nilai baku pada titik didih normal: air sekitar 40,7 kJ/mol, etanol sekitar 38,6 kJ/mol, aseton sekitar 29 kJ/mol.

    Dihitung per mol, air dan etanol tidak terlalu berbeda. Dihitung per kilogram, air jauh di atas, karena molekul air ringan sehingga satu kilogram air berisi jauh lebih banyak molekul. Kalor penguapan air sekitar 2,26 MJ/kg, angka yang dipakai di bab pemuaian termal dan Bab 15 · Laundry, sedangkan etanol sekitar 0,84 MJ/kg. Itulah jawaban untuk kasus pembuka: setiap kilogram air memerlukan hampir tiga kali energi etanol untuk menguap, dan pelarut yang menguap cepat mengambil energi dari kulit sehingga tangan terasa dingin.

    Tegangan permukaan dan kekentalan

    Molekul di dalam cairan ditarik ke segala arah oleh tetangganya, sedangkan molekul di permukaan hanya ditarik ke dalam dan ke samping. Akibatnya permukaan cairan berperilaku seperti selaput yang menegang. Ukuran gejala itu adalah tegangan permukaan. Air punya tegangan permukaan tinggi, sekitar 72 mN/m pada 25 °C (nilai baku), karena jaringan ikatan hidrogennya.

    Tegangan permukaan yang tinggi membuat air membentuk butiran di atas kain berlemak dan sulit masuk ke celah-celah serat. Surfaktan dalam deterjen berkumpul di permukaan air dan menurunkan tegangan permukaan sampai sekitar 30 mN/m (angka kisaran umum), sehingga air dapat membasahi dan masuk ke kain. Bab 6 · Laundry membahas cara surfaktan bekerja.

    Kekentalan, atau viskositas, adalah ukuran hambatan cairan untuk mengalir. Gaya antarmolekul yang kuat dan molekul yang panjang menaikkan kekentalan. Gliserol, dengan tiga gugus OH per molekul, jauh lebih kental daripada air. Bahan kimia pekat yang kental, seperti sebagian deterjen cair, mengalir lebih lambat melalui selang dispenser, dan kekentalan itu turun ketika suhu naik karena molekul punya energi lebih besar untuk saling melewati.

    Kelarutan: sejenis melarutkan sejenis

    Pegangan praktis untuk kelarutan adalah "sejenis melarutkan sejenis". Zat polar dan zat ion cenderung larut dalam pelarut polar seperti air. Zat nonpolar cenderung larut dalam pelarut nonpolar seperti minyak atau pelarut hidrokarbon. Alasannya adalah keseimbangan gaya. Agar zat larut, molekul pelarut harus memisahkan diri satu sama lain untuk memberi tempat, dan molekul zat terlarut juga harus terpisah. Hal itu mudah terjadi bila gaya baru antara pelarut dan zat terlarut sebanding dengan gaya lama yang diputus.

    Buku Kimia Dasar dalam sumber mencatat bahwa gula dan garam sama-sama larut dalam air. Garam larut melalui gaya ion-dipol, dan gula melalui ikatan hidrogen antara gugus OH-nya dan air. Minyak tidak larut dalam air, bukan karena air menolak minyak, tetapi karena molekul air lebih tertarik satu sama lain melalui ikatan hidrogen daripada kepada molekul minyak yang hanya punya gaya dispersi. Panduan ujian kimia dalam sumber meminta pembaca menentukan apakah suatu vitamin lebih larut dalam air atau dalam lemak dari struktur molekulnya; penalaran yang sama dipakai untuk menentukan apakah suatu noda dapat dilepas dengan air atau memerlukan pelarut atau surfaktan.

    Pegangan itu bukan hukum. Banyak senyawa ion sukar larut dalam air. Buku kimia tingkat lanjut sekolah menengah dalam sumber mencatat bahwa magnesium oksida hampir tidak larut dalam air, dan kalsium karbonat, bahan utama kerak, juga sukar larut. Bab jenis reaksi dalam air membahas aturan kelarutan garam secara lebih rinci.

    Suhu dan kelarutan

    Kelarutan sebagian besar padatan dalam air naik ketika suhu naik. Buku kimia Access to Chemistry dalam sumber memberi contoh timbal klorida yang tidak larut dalam air dingin tetapi larut dalam air panas. Itulah sebabnya bubuk deterjen larut lebih cepat dan lebih banyak dalam air hangat. Ada pengecualian penting: beberapa garam kalsium, termasuk kalsium karbonat dan kalsium sulfat, justru kurang larut pada suhu tinggi. Sifat itu ikut menjelaskan mengapa kerak paling banyak terbentuk di pemanas dan permukaan panas, seperti dibahas di Bab 9 · Dishwashing.

    Gas berperilaku sebaliknya. Kelarutan gas dalam air turun ketika suhu naik, karena molekul gas yang energinya lebih besar lebih mudah lolos. Air yang jenuh udara pada 20 °C mengandung oksigen terlarut sekitar 9,1 mg/L, dan pada 40 °C sekitar 6,4 mg/L (nilai baku). Ketika air dipanaskan, sebagian udara terlarut keluar sebagai gelembung. Gelembung itu terkumpul di titik tertinggi pipa air panas dan pemanas, dan itulah sebabnya sistem air panas memerlukan katup pembuang udara.

    Contoh kerja

    Contoh 1. Tiga zat dengan massa molar yang mirip. Metana (16 g/mol), amonia (17 g/mol), dan air (18 g/mol) punya jumlah elektron yang sama, sepuluh per molekul, sehingga gaya dispersinya mirip. Metana nonpolar dan mendidih pada −161-161 °C. Amonia membentuk ikatan hidrogen dan mendidih pada −33-33 °C. Air membentuk jaringan ikatan hidrogen yang lebih lengkap, dua hidrogen dan dua pasangan elektron bebas per molekul, dan mendidih pada 100 °C. Perbedaan titik didih lebih dari 250 derajat itu sepenuhnya berasal dari gaya antarmolekul.

    Contoh 2. Deret hidrokarbon. Titik didih metana, etana, propana, dan butana (nilai baku) adalah −161-161, −89-89, −42-42, dan sekitar −1-1 °C. Setiap tambahan satu atom karbon menambah elektron dan panjang molekul, sehingga gaya dispersi naik dan titik didih naik. Butana, yang mendidih sedikit di bawah 0 °C, dapat disimpan sebagai cairan dalam tabung bertekanan, tetapi langsung menguap ketika dilepas.

    Contoh 3. Energi menguapkan air dan etanol. Kalor penguapan air 40,740{,}7 kJ/mol dengan massa molar 18,0218{,}02 g/mol memberi 40,7/18,02=2,2640{,}7/18{,}02 = 2{,}26 kJ/g, atau 2,26 MJ/kg. Etanol 38,638{,}6 kJ/mol dengan massa molar 46,0746{,}07 g/mol memberi 38,6/46,07=0,8438{,}6/46{,}07 = 0{,}84 MJ/kg. Per kilogram, air memerlukan sekitar 2,7 kali energi etanol.

    Contoh 4. Dua zat dengan rumus yang sama. Etanol dan dimetil eter sama-sama berumus C₂H₆O. Etanol punya gugus OH dan membentuk ikatan hidrogen, sehingga mendidih pada 78 °C. Dimetil eter punya atom oksigen di tengah tanpa hidrogen yang terikat padanya, sehingga tidak membentuk ikatan hidrogen di antara molekulnya sendiri dan mendidih pada sekitar −24-24 °C (nilai baku). Atom yang sama, susunan berbeda, sifat sangat berbeda.

    Contoh 5. Memperkirakan kelarutan. Natrium klorida (ion) dan sukrosa (banyak gugus OH) larut dalam air. Minyak goreng dan lilin parafin (nonpolar) tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut hidrokarbon. Etanol larut dalam air dan juga bercampur dengan banyak pelarut organik, karena molekulnya punya bagian polar (OH) dan bagian nonpolar (C₂H₅). Molekul yang punya dua bagian semacam itu adalah dasar cara kerja surfaktan di Bab 6 · Laundry.

    Contoh 6. Udara yang keluar dari air panas. Tangki 2 m³ berisi air jenuh udara dipanaskan dari 20 °C ke 40 °C. Oksigen terlarut turun dari 9,1 ke 6,4 mg/L, sehingga sekitar (9,1−6,4)×2.000=5.400(9{,}1 - 6{,}4) \times 2.000 = 5.400 mg, yaitu 5,4 g oksigen, keluar dari larutan bersama nitrogen yang juga terlarut. Gas itu terkumpul sebagai kantong udara bila tidak dibuang melalui katup pembuang udara.

    Contoh 7. Naiknya air di pori sempit. Kenaikan kapiler di pori berjari-jari rr untuk cairan yang membasahi sempurna adalah h=2γ/(ρgr)h = 2\gamma/(\rho g r). Untuk air (γ=0,072\gamma = 0{,}072 N/m) di pori berjari-jari 0,5 mm, h=2×0,072/(1.000×9,81×0,0005)=0,029h = 2 \times 0{,}072/(1.000 \times 9{,}81 \times 0{,}0005) = 0{,}029 m, sekitar 29 mm. Rumus ini mengandaikan air membasahi permukaan pori dengan sempurna. Pada serat berlemak yang tidak dibasahi air, air tidak naik sama sekali sampai surfaktan membuat permukaan itu dapat dibasahi. Rumus ini adalah fisika baku dan dipakai di sini untuk memperlihatkan pengaruh tegangan permukaan.

    Contoh 8. Air yang membeku memuai. Satu liter air pada 0 °C bermassa sekitar 1 kg. Setelah membeku dengan massa jenis es 917 kg/m³, volumenya menjadi 1/0,917=1,091/0{,}917 = 1{,}09 L, bertambah 9 persen. Pipa air di ruang pendingin atau di mesin es yang membeku tidak punya tempat untuk tambahan volume itu, dan pipa dapat pecah.

    Kondisi berhenti

    Hentikan pekerjaan bila:

    1. Pelarut yang mudah menguap dipakai di ruang tertutup atau di dekat sumber api atau percikan listrik. Gaya antarmolekul yang lemah membuat pelarut cepat menguap dan membentuk uap yang dapat terbakar; ikuti lembar data keselamatan produk dan Bab 10.
    2. Wadah tertutup berisi cairan dengan titik didih rendah dipanaskan atau dijemur. Tekanan uap naik cepat seiring suhu.
    3. Pipa air di ruang pendingin atau mesin es akan dibiarkan berisi air dalam keadaan membeku. Kosongkan pipa lebih dulu.

    Salah tafsir yang sering terjadi

    "Air mendidih berarti molekul air terurai." Yang putus hanya tarikan antarmolekul. Uap air tetap tersusun dari molekul H₂O yang utuh.

    "Ikatan hidrogen adalah ikatan kovalen dengan hidrogen." Ikatan hidrogen adalah gaya tarik antarmolekul yang jauh lebih lemah daripada ikatan kovalen O-H di dalam molekul.

    "Molekul yang lebih berat selalu mendidih lebih tinggi." Air (18 g/mol) mendidih jauh di atas hidrogen sulfida (34 g/mol). Jenis gaya antarmolekul sering lebih menentukan daripada massa.

    "Minyak tidak larut karena air menolak minyak." Air tidak menolak minyak. Air lebih tertarik pada sesama molekul air daripada kepada minyak.

    "Air panas selalu melarutkan lebih banyak." Benar untuk banyak padatan, tetapi tidak untuk gas dan beberapa garam kalsium yang membentuk kerak.

    "Pelarut yang terasa dingin itu tidak berbahaya." Rasa dingin justru tanda penguapan cepat, yang berarti uapnya cepat terkumpul di udara.

    Hubungan dengan bab lain

    Bab ikatan kimia memberi dasar kepolaran molekul. Bab pemuaian termal dan perubahan fase membahas kalor laten dan anomali air dari sisi fisika, dan Bab 15 · Laundry memakai kalor penguapan air untuk menghitung energi pengeringan. Bab 6 · Laundry memakai gagasan bagian polar dan nonpolar untuk menjelaskan surfaktan. Bab 9 · Dishwashing membahas kerak yang terbentuk karena kelarutan garam kalsium turun pada suhu tinggi, dan Bab 10 membahas lembar data keselamatan untuk pelarut. Bab berikutnya dalam rak ini membahas rumus dan persamaan reaksi.

    Latihan dan pembahasan

    Untuk setiap soal, sebutkan jenis gaya antarmolekul yang menentukan jawaban. Nilai yang diperlukan ada di bab ini.

    1. Mana yang titik didihnya lebih tinggi, H₂S atau H₂O? Jelaskan.
    2. Urutkan propana, butana, dan pentana dari titik didih terendah ke tertinggi, dan jelaskan alasannya.
    3. Berapa energi untuk menguapkan 3 kg air pada 100 °C, dan berapa untuk 3 kg etanol pada titik didihnya?
    4. Apakah garam dapur larut dalam minyak? Jelaskan dengan gaya antarmolekul.
    5. Air jenuh udara sebanyak 2 m³ dipanaskan dari 20 °C ke 40 °C. Berapa gram oksigen yang keluar dari larutan?
    6. Mengapa pelarut penghilang noda menguap lebih cepat daripada air pada suhu ruang?

    Kunci jawaban beralasan

    1. H₂O lebih tinggi (100 °C dibanding sekitar −60-60 °C). Air membentuk jaringan ikatan hidrogen, sedangkan H₂S hanya punya gaya dipol-dipol dan dispersi karena belerang kurang elektronegatif.
    2. Propana, butana, pentana. Rantai yang lebih panjang punya lebih banyak elektron dan permukaan kontak lebih luas, sehingga gaya dispersinya lebih kuat dan titik didihnya lebih tinggi.
    3. Air: 3×2,26=6,783 \times 2{,}26 = 6{,}78 MJ. Etanol: 3×0,84=2,523 \times 0{,}84 = 2{,}52 MJ. Air memerlukan sekitar 2,7 kali lebih banyak karena jaringan ikatan hidrogennya dan massa molarnya yang kecil.
    4. Tidak. Ion-ion garam terikat kuat dalam kisi, dan minyak yang nonpolar tidak dapat membentuk gaya ion-dipol untuk mengimbangi energi pemecahan kisi. Garam larut dalam air karena air polar.
    5. (9,1−6,4)×2.000(9{,}1 - 6{,}4) \times 2.000 L =5.400= 5.400 mg, yaitu sekitar 5,4 g oksigen.
    6. Molekul pelarut itu saling menarik terutama dengan gaya dispersi yang lebih lemah daripada ikatan hidrogen antarmolekul air. Lebih banyak molekul pelarut yang punya energi cukup untuk lolos, sehingga tekanan uapnya lebih tinggi dan kalor penguapan per kilogramnya lebih kecil.

    Referensi

    Uji diri · 3 soal

    Cek pemahaman sebelum berpindah bab

    Tulis jawaban dengan kata-kata Anda sendiri, lalu bandingkan dengan pembahasan dari latihan asli bab ini. Sistem tidak menebak benar-salah jawaban terbuka; Anda yang menilai bagian mana yang sudah dipahami.

    0/3dinilai
    1

    Mana yang titik didihnya lebih tinggi, H₂S atau H₂O? Jelaskan.

    2

    Urutkan propana, butana, dan pentana dari titik didih terendah ke tertinggi, dan jelaskan alasannya.

    3

    Berapa energi untuk menguapkan 3 kg air pada 100 °C, dan berapa untuk 3 kg etanol pada titik didihnya?

    Progres penilaian mandiri0%

    Bab terdekat

    SebelumnyaIkatan kimia: ion, kovalen, logam, dan kepolaran

    Urutan baca menurut rak: Kimia · Bab 4.

    Satu disiplinLarutan, konsentrasi, pH, dan pengukuran

    Bab lain dalam Kimia.