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 :