DIAGRAM TEKANAN UAP UNTUK CAMPURAN CAIRAN MUDAH MENGUAP (VOLATILE)

Salah satu pembahasan dalam materi Campuran Cairan Atsiri (mudah menguap) adalah tentang diagram tekanan uap. Dalam larutan ideal dua cairan, komponen-komponen tekanan berhubungan dengan komposisinya. Hal tersebut berdasarkan hukum Raoult, yaitu : (Persamaan 1)

Yang mana PA*menyatakan tekanan uap A murni dan PB*menyatakan tekanan uap B murni. Oleh karena itu, tekanan uap campuran total P dituliskan dalam persamaan : (Persamaan 2)

           

Persamaan di atas menunjukkan bahwa tekanan uap total (pada beberapa temperatur campuran) berubah secara linier dengan komposisi dari PB*ke PA*sebagaimana χAberubah dari 0 ke 1. (Gambar 1)

           

Gambar di atas menunjukkan variasi tekanan uap total pada campuran biner dengan fraksi mol A pada cairan yang mematuhi hukum Raoult.

Dua asumsi utama yang diperlukan untuk mereduksi perhitungan kesetimbangan uap-cair terhadap Hukum Raoult adalah :

·         Fasa uap adalah gas ideal

·         Fasa cair adalah larutan ideal

Asumsi pertama berarti bahwa hukum Raoult dapat diterapkan untuk tekanan rendah sampai menengah. Penerapan kedua bahwa ini memiliki perkiraan validitas hanya ketika komponen yang menyusun sistemnya sama secara kimia. Hanya saja sebagai gas ideal yang menjalani perilaku gas nyata pada keadaan standar yang dapat diperbandingkan, larutan ideal merepresentasikan prilaku menuju prilaku larutan nyata yang dapat diperbandingkan. Prilaku larutan ideal sering diperkirakan dengan fasa cair dimana spesies/komponen molekular tidak terlalu berbeda dalam ukuran dan sifat kimianya sama. Oleh karena itu campuan isomer, seperti orto-, meta-, dan para-xylena, sangat memenuhi terhadap prilaku larutan ideal. Begitu juga campuran anggota deret homolog seperti, n-heksan/n-heptan, etanol/propanol, dan benzen/toluen. Contoh lain adalah aseton/asetonitril dan asetonitril/nitrometan.

            Batasan hukum Raoult adalah bahwa ini dapat diterapkan hanya terhadap spesies untuk yang tekanan uapnya diketahui dan ini memerlukan spesies subkritikal, yaitu aplikasi temperatur di bawah spesies temperatur kritis.

            Komposisi cairan dan uap tidak harus sama dalam kesetimbangannya. Logika pasti mengatakan bahwa uap lebih banyak ditemukan dalam komponen yang mudah menguap. Hal tersebut dapat dipastikan oleh tekanan parsial komponen dengan menggunakan hukum Raoult di atas. Kemudian Y_Adan Y_B, adalah : (Persamaan 3)

           

            Tekanan parsial dan tekanan total dapat dinyatakan dalam fraksi mol cairan dengan persamaan 1, yang menghasilkan : (Persamaan 4)

           

            Sekarang kita harus memperlihatkan bahwa jika A adalah komponen yang lebih mudah menguap maka fraksi mol dalam uap adalah Y_Alebih besar daripada fraksi mol dalam cairan X_A. (Gambar 2)

           

Gambar di atas menunjukkan bahwa fraksi mol A dalam uap larutan ideal biner dinyatakan dalam fraksi molnya sebagai cairan; dihitung menggunakan persamaan 3 dan 4 untuk berbagai nilai PA*/PB*, dengan A lebih volatile daripada B. Pada semua kasus, dalam A lebih banyak mengandung uap daripada cairan. Perhatikanlah jika B tidak menguap pada temperature yang diinginkan PB*= 0, sehingga B tidak memberikan kepada uapnya (Y_A= 0).

            Persamaan 3 dan 4 memperlihatkan kebergantungan tekanan uap total terhadap komposisi cairan. Karena dapat menghubungkan komposisi cairan dengan komposisi uap melalui persamaan 3 dan 4, kita juga dapat menghubungkan tekanan uap dengan komposisi uap itu sendiri, dengan menggunakan hukum Dalton. Hasilnya : (Persamaan 5)

           

Hal tersebut tergambar pada (Gambar 3)

           

Kebergantungan tekanan uap sistem yang sama seperti dalam Gambar 4, tetapi dinyatakan dalam fraksi mol A dalam uap, dengan menggunakan persamaan 5.

Nama : Qumil Lailatu Nabilah

NIM : 15630087