TITIK DIDIH: KONSEP, PERHITUNGAN DAN CONTOH - KIMIA

Titik didih adalah suhu di mana tekanan uap zat cair sama dengan tekanan atmosfer di ruangan atau kompartemen. Cairan berubah menjadi uap. Selama fase ini, gelembung muncul yang naik ke permukaan cairan dan lepas ke udara.

Di sisi lain, titik didih normal atau standar adalah suhu saat cairan mendidih di permukaan laut; yaitu, pada satu atmosfer tekanan (101,325 kPa). Sedangkan IUPAC (1982) mendefinisikan titik didih sebagai suhu di mana suatu zat cair mendidih pada tekanan 100.000 kPa.

Semua cairan akan mulai mendidih karena tekanan uapnya sama dengan tekanan eksternal. Sumber: Ervins Strauhmanis via Flickr (https://www.flickr.com/photos/ervins_strauhmanis/18775075796)

Titik didih normal air adalah 99,97ºC. Namun di puncak Gunung Everest pada ketinggian di atas permukaan laut 8.848 m dan tekanan atmosfer 34 kPa bersuhu 71ºC. Titik didih standar yang direkomendasikan IUPAC adalah 99,61ºC pada tekanan 100,00 kPa (1 bar).

Dari penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa tekanan atmosfir merupakan faktor penentu dalam nilai titik didih, karena tekanan yang harus dicapai zat cair untuk mendidih. Semakin tinggi tekanan atmosfir cairan terkena, semakin tinggi titik didihnya. Kebalikannya juga benar.

Bagaimana cara menghitung titik didih?

Mengambil air sebagai contoh, cara sederhana untuk menghitung nilai titik didih adalah dengan menggunakan salah satu sifat koligatifnya; artinya, peningkatan titik didihnya karena adanya zat terlarut dalam larutan air.

Titik didih air meningkat dengan penambahan zat terlarut, karena interaksi antara molekul air dan molekul zat terlarut.

Kenaikan titik didih air diberikan oleh persamaan matematika berikut:

ΔT _e = K _e m

ΔT _e = variasi titik didih

K _e = konstanta didih

Langkah pertama

Perhitungan mol NaCl:

mol NaCl = 30 g / (58,5 g / mol)

= 0,513 mol

Tahap kedua

Perhitungan molalitas larutan:

0,513 mol NaCl dilarutkan dalam 300 g air. Untuk mendapatkan molalitas larutan, mol NaCl diubah menjadi 1.000 g (kg).

Mol zat terlarut / kg air (molalitas) = (0,513 mol / 300 g air) · (1000 g air / kg air)

= 1,71 mol / kg air

Langkah ketiga

Perhitungan kenaikan titik didih akibat penambahan NaCl:

ΔT _e = mK _e

ΔT _e = 1,71 (mol / kg air) · 0,52 ºC · (kg air / mol)

= 0,889 ºC

Langkah keempat

Perhitungan titik didih larutan NaCl:

T _e NaCl = T _e H ₂ O + ΔTe

= 100 ºC + 0,889 ºC

= 100,889 ºC

Contoh titik didih

air

Titik didih normal air adalah 99,97ºC. Nilai ini relatif tinggi mengingat ukuran molekulnya yang kecil. Namun, ini dijelaskan oleh polaritasnya yang tidak biasa dan kemampuannya untuk membentuk ikatan hidrogen dengan molekul tetangga atau molekul terkait.

Atom oksigen memiliki afinitas yang lebih tinggi terhadap elektron daripada atom hidrogen. Oleh karena itu, elektron dari ikatan kovalen OH bergerak menuju oksigen, meninggalkannya bermuatan negatif; sedangkan atom hidrogen, bermuatan positif.

Sebagai akibatnya, molekul air merupakan dipol yang dapat berinteraksi dengan molekul air lainnya, membentuk gaya antarmolekul yang berkontribusi terhadap peningkatan titik didih. Selain itu, air menggunakan atom oksigen untuk membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air lainnya (H ₂ O-HOH).

Alkohol

Alkohol memiliki gugus OH dalam strukturnya. Kelompok-kelompok ini bersifat polar, yang menghasilkan interaksi dipol-dipol antara molekul serupa. Alkohol juga dapat membentuk ikatan hidrogen. Kedua interaksi ini mewakili kontribusi utama gaya antarmolekul.

Gaya ini menjelaskan mengapa titik didih alkohol lebih tinggi dari hidrokarbon yang sesuai. Faktor utama yang menentukan titik didih dalam alkohol adalah massa molekul dan strukturnya.

Titik didih meningkat dengan bertambahnya jumlah atom karbon dan berkurang dengan percabangan. Contoh: etanol memiliki titik didih 78,37ºC, sedangkan metanol memiliki titik didih 66ºC, dan isopropil alkohol memiliki titik didih 80,3ºC.

Minyak

Minyak terurai dengan pemanasan sebelum mencapai titik didih atau titik didih, sehingga perkiraan titik didihnya masih langka dan tidak tepat. Perkiraan titik didih minyak kedelai adalah 300ºC.

Alih-alih titik didih, asap atau titik bakar dilaporkan. Hal ini dicapai dengan memanaskan minyak hingga suhu tertentu, di mana asap kebiruan muncul, yang menandakan dimulainya dekomposisi minyak.

Berikut ini adalah contoh titik asap beberapa minyak: minyak almond 221ºC; minyak canola 220 ° C; minyak kelapa 232 ° C; dan minyak zaitun (virgin) 210 ºC.

Emas

Emas adalah logam mulia dengan kerapatan 19,32 g / cm ³ . Ini memiliki titik didih yang tinggi, karena adanya ikatan logam. Namun, ada perbedaan antara nilai yang dilaporkan untuk titik didihnya, yang mungkin mencerminkan perbedaan dalam tingkat kemurnian sampel emas yang diteliti.

susu

Susu adalah larutan encer yang menghadirkan zat terlarut dengan sifat dan komposisi berbeda; garam, gula, protein, lipid, asam amino, dll. Titik didih susu sedikit lebih tinggi dari pada air, karena kemiripan senyawa ini dengan air sehingga lebih sulit untuk menguapkannya.

Gula

Glukosa memiliki titik leleh 146ºC, yang bertepatan dengan titik dekomposisi glukosa. Oleh karena itu, Anda tidak bisa mendapatkan titik didihnya. Hal yang sama terjadi pada sukrosa, gula meja, yang memiliki titik leleh 186ºC dan titik dekomposisi 186ºC.

Titik leleh adalah suhu di mana suatu unsur atau senyawa kimia berubah dari keadaan padat ke keadaan cair. Oleh karena itu, saat gula terurai, tidak ada cairan yang stabil untuk menentukan titik didihnya.

Besi

Titik didih besi adalah 2.861 ºC. Nilai tinggi ini dijelaskan oleh besarnya energi yang dibutuhkan untuk mengatasi gaya tarik antar atom logam. Selain itu, banyak gaya elektrostatis perlu diatasi karena struktur mirip jaring logam.

Referensi

Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia (Edisi ke-8). CENGAGE Learning.
Wikipedia. (2020). Titik didih. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (11 Februari 2020). Definisi Titik Didih Kimia. Diperoleh dari: thinkco.com
Cedrón J.; Landa V. & Robles J. (2011). Gaya antarmolekul. Kimia umum. Diperoleh dari: corinto.pucp.edu.pe
Samuel Belcher. (sf). Emas. Diperoleh dari: chemistry.pomona.edu
Don Ulin. (17 Desember 2010). Apa Titik Didih Permen? Diperoleh dari: indianapublicmedia.org
Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (11 Februari 2020). Apa Titik Didih Susu? Diperoleh dari: thinkco.com

TITIK DIDIH: KONSEP, PERHITUNGAN DAN CONTOH - KIMIA - 2025