KONSTANTA ANTOINE: RUMUS, PERSAMAAN, CONTOH - FISIK - 2025

The konstanta Antoine tiga parameter yang muncul pada hubungan empiris antara tekanan uap jenuh dan temperatur untuk zat murni. Mereka bergantung pada masing-masing zat dan dianggap konstan dalam kisaran suhu tertentu.

Di luar rentang itu, konstanta Antoine mengubah nilainya. Konstanta dikaitkan dengan persamaan yang dibuat pada tahun 1888 oleh insinyur Prancis Louis Charles Antoine (1825–1897).

Gambar 1. Tekanan uap sebagai fungsi suhu. Sumber: wikimedia commons

Rumus dan persamaan

Cara paling umum untuk mengekspresikan fungsi Antoine adalah:

Dalam rumus ini P mewakili tekanan uap saturasi yang dinyatakan dalam milimeter merkuri (mmHg), T adalah suhu yang telah menjadi variabel bebas dan dinyatakan dalam ℃.

A, B dan C adalah konstanta atau parameter rumus Antoine.

Pentingnya rumus ini, yang meskipun bersifat empiris, memberikan ekspresi analitik sederhana yang dapat dengan mudah digunakan dalam perhitungan termodinamika.

Rumus Antoine tidak unik, ada ekspresi yang lebih tepat yang merupakan perluasan dari rumus ini, tetapi dengan kerugian bahwa mereka memiliki enam parameter atau lebih dan ekspresi matematisnya lebih kompleks, yang membuatnya tidak praktis untuk digunakan dalam perhitungan termodinamika.

Uap saturasi

Karena rumus Antoine mengukur tekanan uap saturasi, maka perlu dijelaskan terdiri dari apa.

Cairan ditempatkan dalam ampul kaca atau wadah lainnya. Semua udara dikeluarkan dari blister. Rakitan ditempatkan dalam penangas termal sampai kesetimbangan tercapai.

Awalnya semuanya cair, tetapi karena ada ruang hampa, semakin cepat molekul mulai meninggalkan cairan membentuk gas dengan zat yang sama dengan zat cair.

Proses sebelumnya adalah penguapan dan saat terjadi tekanan uap meningkat.

Beberapa molekul uap kehilangan energi dan bergabung kembali dengan fase cair zat, ini adalah proses kondensasi.

Kemudian dua proses terjadi secara bersamaan, penguapan dan kondensasi. Ketika jumlah molekul yang sama meninggalkan cairan tempat mereka dimasukkan ke dalamnya, kesetimbangan dinamis tercapai dan pada saat ini tekanan uap maksimum yang dikenal sebagai tekanan saturasi terjadi.

Tekanan saturasi uap inilah yang diprediksi oleh rumus Antoine untuk setiap zat dan suhu.

Pada beberapa padatan fenomena serupa terjadi ketika berpindah dari fase padat ke fase gas secara langsung tanpa melalui fase cair, dalam hal ini tekanan uap saturasi juga dapat diukur.

Tidaklah mudah untuk menetapkan model teoritis yang dimulai dari prinsip pertama karena perubahan energi kinetik molekul terlibat, yang dapat berupa translasi, rotasi, dan getaran, dengan energi internal ikatan molekul. Karena alasan inilah dalam praktiknya rumus empiris digunakan.

Bagaimana konstanta Antoine dihitung?

Tidak ada metode teoritis untuk mendapatkan konstanta Antoine, karena ini adalah hubungan empiris.

Mereka diperoleh dari data eksperimen masing-masing zat dan menyesuaikan tiga parameter A, B dan C, sehingga meminimalkan perbedaan kuadrat (metode kuadrat terkecil) prediksi dengan data eksperimen.

Untuk pengguna akhir, yang umumnya adalah insinyur kimia, terdapat tabel dalam manual kimia di mana konstanta ini diberikan untuk setiap zat yang menunjukkan kisaran suhu maksimum dan minimum yang dapat diterapkan.

Tersedia juga layanan online yang memberikan nilai konstanta A, B, dan C seperti dalam kasus DDBST GmbH Onlines Services.

Untuk zat yang sama mungkin ada lebih dari satu kisaran suhu yang valid. Kemudian tergantung pada rentang kerja, satu atau beberapa kelompok konstanta dipilih.

Kesulitan dapat muncul jika rentang kerja suhu berada di antara dua rentang validitas konstanta, karena fakta bahwa prediksi tekanan rumus tidak sesuai di zona batas.

Contoh

Contoh 1

Temukan tekanan uap air pada 25 ℃.

Larutan

Mari kita hitung eksponen terlebih dahulu: 1,374499

P = 10 ^ 1,374499 = 23,686 mmHg = 0,031166 atm

Analisis hasil

Hasil ini diinterpretasikan seperti ini:

Misalkan air murni ditempatkan dalam wadah kedap udara yang udaranya telah dikeluarkan oleh pompa vakum.

Wadah yang berisi air tersebut ditempatkan dalam penangas termal dengan suhu 25 ℃ hingga mencapai kesetimbangan termal.

Air dalam wadah kedap udara menguap sebagian hingga mencapai tekanan uap saturasi, yang tidak lain adalah tekanan di mana kesetimbangan dinamis antara fase cair air dan fase uap tercapai.

Tekanan itu dalam kasus ini ternyata 0,031166 atm pada 25 ℃.

Contoh 2

Temukan tekanan uap air pada 100 ℃.

Larutan

Kami berkonsultasi dengan tabel untuk menentukan konstanta Antoine. Ada dua jenis air:

Antara 1 ℃ dan 100 ℃ dan antara 99 ℃ sampai 374 ℃.

Dalam hal ini, suhu yang diinginkan berada di kedua rentang.

Kami menggunakan rentang pertama

A = 8.07131

B = 1730,63

C = 233,426

P = 10 ^ (8.07131 - 1730.63 / (100 + 233.426))

Perhitungan eksponen

Mari kita hitung eksponen terlebih dahulu: 2.8808

P = 10 ^ 1,374499 = 760,09 mmHg = 1.0001 atm

Selanjutnya kami menggunakan rentang kedua

Dalam hal ini konstanta adalah

A = 8.14019

B = 1810,94

C = 244,485

P = 10 ^ (8.14019 - 1810.94 / (100 + 244.485))

Mari kita hitung eksponen terlebih dahulu: 2,88324

P = 10 ^ 2.88324 = 764.2602 mmHg = 1.0056 atm

Ada perbedaan persentase antara kedua hasil sebesar 0,55%.

Referensi

1. Penerapan hukum Raoult dan Dalton dan persamaan Antoine. Diperoleh dari: misapuntesyantación.wordpress.com
2. Kalkulator online rumus Antoine. Diperoleh dari: ddbonline.ddbst.de/AntoineCalculation/AntoineCalculationCGI.exe
3. Gecousb. Termodinamika dan tabel uap / konstanta Antoine. Dipulihkan dari: gecousb.com.ve
4. Sifat termal materi. Dipulihkan dari: webserver.dmt.upm.es
5. Frambusia dan Yang. Tabel konstanta Antoine untuk lebih dari 700 senyawa organik. Dipulihkan dari: user.eng.umd.edu
6. Wikipedia. Persamaan Antoine. Dipulihkan dari wikipedia.com
7. Wikipedia. Persamaan Clausius-Clapeyron. Dipulihkan dari wikipedia.com
8. Wisniak J. Sejarah perkembangan persamaan tekanan uap dari dalton ke antoine. Dipulihkan dari: link.springer.com