Tekanan uap adalah tekanan kesetimbangan dari pelarut ketika laju penguapan sama dengan laju kondensasinya. Namun, penambahan zat pelarut ke dalam pelarut tersebut menyebabkan ketidakseimbangan.
Definisi Tekanan Uap
Tekanan uap senyawa murni adalah karakteristik tekanan pada suhu tertentu dari uap yang berada dalam kesetimbangan dengan bentuk cair atau padatnya. Tekanan uap adalah ukuran kapasitas suatu senyawa untuk berikatan dengan dirinya sendiri; molekul-molekul senyawa yang berikatan dengan baik satu sama lain akan memiliki tekanan uap yang rendah (lebih sedikit kecenderungan untuk keluar ke fase uap) sedangkan senyawa yang berikatan buruk akan memiliki tekanan uap yang tinggi.
Apa itu Penurunan Tekanan Uap?
Tekanan uap adalah tekanan yang ditimbulkan oleh uap yang berbanding lurus dengan konsentrasi zat cair namun berbanding terbalik dengan suhu zat cair. Hal ini dapat diamati ketika cairan dipanaskan dan tekanan uapnya berkurang saat molekul cairan menguap.
Penurunan tekanan uap penting untuk dipahami karena memengaruhi banyak sifat fisik seperti titik didih, entalpi penguapan, dan tegangan permukaan. Ini juga memiliki implikasi untuk proses industri seperti destilasi dan penguapan. Penurunan tekanan uap merupakan konsep penting dalam termodinamika, karena dapat digunakan untuk menghitung titik didih suatu zat dan kelarutannya. Penurunan tekanan uap juga dapat digunakan untuk menentukan laju penguapan suatu zat.
Faktor yang memengaruhi penurunan tekanan uap utamanya dalam penurunan tekanan uap tentu saja adalah suhu, namun ditambah juga dengan molekul zat, jumlah molekul, dan jenis zat itu sendiri.
Baca Juga: Definisi, Arti, dan Perhitungan Viskositas
Hukum Penurunan Tekanan Uap
Hukum penurunan tekanan uap adalah konsep dasar dalam termodinamika yang menyatakan bahwa laju penurunan tekanan uap dengan kenaikan suhu sebanding dengan tekanan uap itu sendiri.
Hukum ini ditemukan oleh fisikawan dan kimiawan Prancis Jean-Baptiste Perrin pada tahun 1887 dan telah digunakan dalam banyak aplikasi sejak saat itu. Ini menjelaskan bagaimana suhu memengaruhi tekanan gas atau cairan, dan bagaimana hal ini memengaruhi titik didihnya.
Hukum ini penting untuk memahami perilaku gas dan cairan dalam kondisi yang berbeda, seperti saat dipanaskan atau didinginkan. Ini juga dapat digunakan untuk menghitung titik didih suatu zat pada suhu yang berbeda. Tekanan uap suatu zat adalah gaya yang diberikan oleh molekul-molekul dalam gas atau cairan pada permukaan gas atau cairan tersebut, menyebabkannya bertindak sebagai uap. Tekanan uap juga disebut volatilitas.
Baca Juga: Definisi, Pengukuran, dan Satuan Suhu
Ini terkait dengan konsentrasi, tekanan parsial dan suhu. Itu dinyatakan dalam satuan mbar (tekanan atmosfer normal) atau mmHg (kilopascal). Dalam istilah sehari-hari, tekanan yang lebih tinggi dikaitkan dengan zat yang lebih mudah menguap seperti bensin dan uap air, sedangkan tekanan yang lebih rendah dapat ditemukan pada zat seperti cat dan susu.
Tekanan uap rendah terjadi ketika cairan didinginkan di bawah titik didihnya saat tinggi. Tekanan uap yang lebih tinggi menyiratkan titik didih yang lebih rendah. Hukum pengurangan tekanan uap adalah kasus khusus dari Hukum Gas Ideal.
Selain kedua hukum di atas, Hukum Raoult lebih banyak dipakai untuk menemukan keteraturan tekanan uap larutan. Adapun bunyi Hukum Raoult yang berkaitan dengan penurunan tekanan uap adalah sebagai berikut :
- Penurunan tekanan uap jenuh tergantung pada jumlah partikel zat terlarut.
- Penurunan tekanan uap jenuh berbanding lurus dengan fraksi mol zat terlarut sehingga semakin besar nilai fraksi mol zat terlarut maka tekanan uap larutan akan semakin rendah.
Baca Juga: Faktor yang mempengaruhi tekanan
Karakteristik Tekanan Uap
Tekanan uap hanya bergantung pada suhu dan tidak ada yang lain. Tekanan uap cairan tidak dipengaruhi oleh jumlah cairan dalam wadah, baik itu satu liter atau tiga puluh liter; pada suhu yang sama, kedua sampel akan memiliki tekanan uap yang sama. Tekanan uap mempunyai hubungan eksponensial dengan suhu dan selalu meningkat seiring dengan meningkatnya suhu (Gambar 2: Kurva Tekanan Uap).
Penting untuk dicatat juga bahwa ketika cairan mendidih, tekanan uapnya sama dengan tekanan eksternal. Sebagai contoh, ketika air mendidih di permukaan laut, tekanan uapnya adalah 1 atmosfer karena tekanan eksternal juga 1 atmosfer.
Distilasi
Distilasi, proses yang melibatkan konversi cairan menjadi uap yang kemudian dikondensasi kembali ke bentuk cair. Hal ini dicontohkan secara paling sederhana ketika uap dari ketel disimpan sebagai tetesan air suling pada permukaan yang dingin. Distilasi digunakan untuk memisahkan cairan dari padatan yang tidak mudah menguap, seperti dalam pemisahan minuman beralkohol dari bahan yang difermentasi, atau dalam pemisahan dua atau lebih cairan yang memiliki titik didih yang berbeda, seperti dalam pemisahan bensin, minyak tanah, dan minyak pelumas dari minyak mentah. Aplikasi industri lainnya termasuk pengolahan produk kimia seperti formaldehida dan fenol dan desalinasi air laut.
Proses distilasi tampaknya telah digunakan oleh para eksperimentalis paling awal. Aristoteles (384-322 SM) menyebutkan bahwa air murni dibuat dari penguapan air laut. Pliny the Elder (23-79 M) menggambarkan metode kondensasi primitif di mana minyak yang diperoleh dengan memanaskan damar dikumpulkan pada wol yang ditempatkan di bagian atas alat yang dikenal sebagai penyulingan.
Baca Juga: Definisi, Perhitungan, dan Contoh Volume Spesifik
Sebagian besar metode penyulingan yang digunakan oleh industri dan dalam penelitian laboratorium adalah variasi dari penyulingan sederhana. Operasi dasar ini membutuhkan penggunaan penyulingan atau retort di mana cairan dipanaskan, kondensor untuk mendinginkan uap, dan penampung untuk mengumpulkan hasil penyulingan.
Dalam memanaskan campuran zat, zat yang paling mudah menguap atau paling rendah titik didihnya disuling terlebih dahulu, dan yang lainnya kemudian atau tidak sama sekali. Alat sederhana ini sepenuhnya memuaskan untuk memurnikan cairan yang mengandung bahan yang tidak mudah menguap dan cukup memadai untuk memisahkan cairan dengan titik didih yang sangat berbeda. Untuk penggunaan di laboratorium, alat ini pada umumnya terbuat dari kaca dan dihubungkan dengan gabus, karet, atau sambungan kaca tanah. Untuk aplikasi industri, peralatan yang lebih besar dari logam atau keramik digunakan.
Baca Juga: Definisi, Satuan Pengukuran, dan Perbedaan Berat Spesifik
Titik Didih Normal
Titik didih normal suatu zat adalah suhu di mana zat tersebut berubah dari wujud cair ke wujud gas di bawah suatu tekanan atmosfer tertentu. Hal ini biasanya diukur di bawah tekanan atmosfer standar, yang didefinisikan sebagai 1 atmosfer atau 101,3 kilopascal. Pada tekanan ini, titik didih air adalah 100 derajat Celcius atau 212 derajat Fahrenheit. Setiap zat memiliki titik didih normal yang berbeda-beda karena gaya antarmolekul yang unik dalam zat tersebut.
Baca Juga: Definisi, Pehitungan, dan Aplikasi Gravitasi Spesifik
Tekanan Uap Kesetimbangan
Tekanan uap kesetimbangan adalah karakteristik zat tertentu yang menggambarkan tekanan yang diberikan oleh uapnya ketika zat tersebut berada dalam sistem tertutup pada kesetimbangan, yang berarti laju evaporasi sama dengan laju kondensasi. Tekanan uap ini sama dengan keadaan di mana jumlah zat dalam fase cair konstan dari waktu ke waktu.
Tekanan uap kesetimbangan suatu zat bergantung pada suhu. Ketika suhu meningkat, lebih banyak molekul yang memiliki energi yang diperlukan untuk keluar dari permukaan cairan dan berpindah ke fase gas, yang akan meningkatkan tekanan uap cairan.
Zat yang berbeda memiliki tekanan uap kesetimbangan yang berbeda karena perbedaan gaya antarmolekul. Zat dengan gaya antar molekul yang kuat memiliki tekanan uap kesetimbangan yang lebih rendah karena lebih banyak energi yang dibutuhkan untuk mengubahnya dari cairan menjadi gas, sedangkan zat dengan gaya antar molekul yang lebih lemah memiliki tekanan uap kesetimbangan yang lebih tinggi.
Sebagai contoh, air memiliki tekanan uap keseimbangan yang relatif rendah karena molekul-molekulnya disatukan oleh ikatan hidrogen yang kuat. Sebaliknya, etanol, yang memiliki gaya antarmolekul yang lebih lemah, memiliki tekanan uap keseimbangan yang lebih tinggi. Konsep tekanan uap kesetimbangan sangat penting dalam pemahaman konsep seperti titik didih dan volatilitas.
Baca Juga: Denifisi, Perhitungan, dan Contoh dari tegangan permukaan
Kesimpulan
dari artikel yang telah kami paparkan diatas, yaitu tentang “Definisi dan Karakteristik Tekanan Uap” terdapat beberapa pertanyaan umum yang telah kami rangkum seperti dibawah ini :
P1: Bagaimana Tekanan Uap Diukur?
J1: Tekanan uap dapat diukur dengan menggunakan berbagai teknik, seperti metode statis, metode dinamis, dan metode efusi. Setiap metode memiliki kelebihan dan keterbatasan, tergantung pada zat yang diukur dan akurasi yang diinginkan.
P2: Bagaimana Suhu Mempengaruhi Tekanan Uap?
J2: Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, suhu memiliki dampak langsung pada tekanan uap. Dengan meningkatnya suhu, semakin banyak molekul yang mendapatkan energi yang cukup untuk keluar dari fase cair, sehingga menghasilkan tekanan uap yang lebih tinggi. Hubungan dengan tekanan parsial ini dijelaskan oleh persamaan Clausius-Clapeyron, yang membantu kita menghitung tekanan uap suatu zat pada suhu yang berbeda.
P3: Apakah Ada Perkembangan atau Tren Baru yang Terkait dengan Tekanan Uap?
J3: Dengan kemajuan teknologi, para peneliti terus menyempurnakan metode untuk mengukur dan memprediksi tekanan uap. Misalnya, metode komputasi, seperti pemodelan molekuler, digunakan untuk mempelajari tekanan uap zat dan campuran kompleks dengan lebih akurat.
P4: Apa Itu Tekanan Uap Secara Sederhana?
J4: Tekanan uap adalah gaya yang diberikan oleh fase gas suatu zat ketika berada dalam kesetimbangan dengan fase cairnya. Ini adalah tekanan yang dihasilkan oleh molekul-molekul yang menguap dari fase uap cairan pada suhu tertentu.
P5: Apa yang Dimaksud dengan Tekanan Uap Tinggi?
J5: Tekanan uap yang tinggi berarti suatu zat mudah menguap dan mudah menguap, karena lebih banyak molekul yang memiliki energi yang cukup untuk keluar dari fase cair dan masuk ke fase gas.
P6: Apa Itu Tekanan Uap Dan Mengapa Itu Penting?
J6: Tekanan uap adalah tekanan yang diberikan oleh fase gas suatu zat dalam kesetimbangan dengan fase cairnya. Hal ini penting karena membantu memprediksi titik didih, membuat diagram fase, dan menentukan stabilitas kimia.
Referensi: cncontrolvalve.com | www.britannica.com | chem.libretexts.org | www.sciencedirect.com
