Sublimasi; persamaan Kirchhoff Latihan soal :

71

8.3. Sublimasi; persamaan Kirchhoff

Persamaan Clapeyron untuk sublimasi :   v v T l dT dP S   8.18 Sublimasi biasanya terjadi pada tekanan rendah, uapnya bisa dipandang sebagai gas ideal, maka : P RT v  8.19 Karena P kecil, v’’’ menjadi besar, benar-benar jauh leih besar dari pada volume molar padatan v’, sehingga v’ bisa diabaikan, maka : v v v   8.20 Persamaan Clapeyron 8.18 menjadi : R l T dT P dP P RT T l dT dP S S    2                  T d P d R T d P d R T dT P dP R l S 1 log 30 , 2 1 ln 2 8.21 Sehingga dapat dilihat bahwa l S sama dengan – 2,30R kali kemiringan kurva yang diperoleh bila log P dirajah terhadap 1T. Tekanan uap padatan biasanya diukur untuk selang suhu kecil. Dalam selang ini grafik log P terhadap 1T praktis merupakan gars lurus, diperoleh : tetapan T tetapan P    log 8.22 Misalnya, dalam selang suhu dari 700 K hingga 739 K, tekanan uap magnesium Mg memenuhi persamaan : 589 , 8 7527 log    T P 8.23 Sedangkan dalam selang suhu dari 575 K hingga 630 K, tekanan uap seng Zn memenuhi persamaan : 972 , 8 6787 log    T P 8.24 Jadi dari suhu dari 700 K hingga 739 K, kalor sublimasi l S Mg sebesar 2,30 R x 7527 = 144 kJmol, sedangkan dari suhu dari 575 K hingga 630 K, kalor sublimasi l S Zn sebesar 2,30 R x 76787 =130 kJmol. 72 Selanjutnya kita menurunkan persamaan Kirchhoff untuk kalor sublimasi l S pada suhu sekehendak kita. Dari bab 7, suatu perubahan infinitesimal eltalpi molar anatara dua keadaan kesetimbangan suatu sistem kimia diberikan : vdP Tds dh   8.25 Masukkan persamaan T ds kedua, diperoleh : dP T v T v dT c dh P P                    dP T v dT c dh P     1 Perubahan entalpi yang berhingga antara dua keadaan P i T i dan P f T f , diperoleh :   dP T v dT c h h f i P f i i f        1 8.26 Karena h h l S   8.27 Maka : l dT c dT c l P T P T S      8.28 l adalah kalor sublimasi pada nol mutlak. Persamaan 8.28 dikenal dengan persamaan Kirchhoff. 73

8.4. Latihan soal :

01. Dalam persamaan Clayperon, proses perubahan fase orde satu, suhu titik lebur zat timbal hitam Pb = 600 K dan kalor laten peleburannya = 300 kJmol. Jika dalam proses tersebut selisih volume spesifik fase cair dengan volume spesifik fase padatnya = 25 litermol, berapa PaK-kah rasio perubahan tekanan dan perubahan suhu       dT dP ? Jawab : Berdasarkan persamaan Clapeyron :   v v T l dT dP lebur         , maka     K Pa x x x x x v v T l dT dP lebur 10 2 10 50 1 10 25 600 10 300 4 6 3 3            

8.5. Pekerjaan Rumah :