BAB I
PENDAHULUAN
A.
BIOGRAFI
Van Der Waals lahir di Leiden, Belanda, sebagai putera
Jacobus Van Der Waals dan Elisabeth Van Den Burg. Ia menjadi guru sekolah, dan
kemuian diizinkan belajar di universitas, karena kurangnya pendidikan dalam
bahasa-bahasa klasik. Ia belajar dari 1862 hingga 1865, mendapat gelar dalam
matematika dan fisika. Ia menikah dengan Anna Magdalena Smit dan memiliki 3
putri dan 1 putra.
Pada 1866, ia menjadi direktur sekolah dasar di den Haag.
Pada 1873, ia mendapatkan gelar doktor di bawah Pieter Rijke atas tesisnya yang
berjudul “Over de Continuïteit van den Gas- en Vloeistoftoestand” (Pada
Kontinuitas Keadaan Gas dan Cair). Pada 1876, ia diangkat sebagai profesor
pertama di Universitas Amsterdam. Van Der Waals meninggal di Amsterdam pada
1923
B.
LATAR BELAKANG
Johannes Diderik van der Waals (23 November 1837 – 8 Maret
1923) ialah ilmuwan Belanda yang terkenal “atas karyanya pada persamaan gas
cairan”, sehingga ia memenangkan Penghargaan Nobel dalam Fisika pada 1910. van
der Waals adalah yang pertama menyadari perlunya mengingat akan volume molekul
dan gaya antarmolekul (kini disebut “gaya van der Waals”) dalam mendirikan
hubungan antara tekanan, volume, dan suhu gas dan cairan.
Gaya van der Waals dalam ilmu
kimia merujuk pada jenis tertentu gaya antar molekul. Istilah ini pada awalnya
merujuk pada semua jenis gaya antar molekul, dan hingga saat ini masih kadang
digunakan dalam pengertian tersebut, tetapi saat ini lebih umum merujuk pada
gaya-gaya yang timbul dari polarisasi molekul menjadi dipol.
Hal ini mencakup gaya yang timbul dari dipol tetap (gaya Keesom), dipol rotasi atau bebas (gaya Debye) serta pergeseran distribusi awan elektron (gaya London).
Nama gaya ini diambil dari nama kimiawan Belanda Johannes van der Waals, yang pertama kali mencatat jenis gaya ini. Potensial Lennard-Jones sering digunakan sebagai model hampiran untuk gaya van der Waals sebagai fungsi dari waktu.
Interaksi van der Waals teramati pada gas mulia, yang amat stabil dan cenderung tak berinteraksi. Hal ini menjelaskan sulitnya gas mulia untuk mengembun. Tetapi, makin besar ukuran atom gas mulia (makin banyak elektronnya) makin mudah gas tersebut berubah menjadi cairan.
BAB II
PEMBAHASAN
IKATAN VAN DER WALLS
Gaya van der Waals dalam ilmu kimia merujuk pada
salah satu jenis gaya antara molekul. Istilah
ini pada awalnya merujuk pada semua jenis gaya antar molekul, dan hingga saat
ini masih kadang digunakan dalam pengertian tersebut, tetapi saat ini lebih
umum merujuk pada gaya-gaya yang timbul dari polarisasi molekul
menjadi dipol.
Hal ini mencakup gaya yang timbul dari dipol tetap
(gaya Keesom), dipol rotasi atau bebas (gaya Debye) serta pergeseran distribusi awan elektron (gaya London).Nama gaya ini diambil dari nama kimiawan
Belanda Johannes van der
Waals, yang pertama kali
mencatat jenis gaya ini. Potensial Lennard-Jones sering digunakan sebagai model hampiran untuk gaya van der Waals sebagai
fungsi dari waktu.
Interaksi van der Waals teramati pada gas mulia, yang amat stabil
dan cenderung tak berinteraksi. Hal ini menjelaskan sulitnya gas mulia untuk
mengembun. Tetapi, makin besar ukuran atom gas mulia (makin banyak elektronnya)
makin mudah gas tersebut berubah menjadi cairan.
Gas mempunyal
sifat bentuk dan volumenya dapat berubah sesuai tempatnya. Jarak antara
molekul-molekul gas relatif jauh dan gaya tarik menariknya sangat lemah. Pada
penurunan suhu, fasa gas dapat berubah menjadi fasa cair atau padat. Pada
keadaan ini jarak antara molekul-molekulnya menjadi lebih dekat dan gaya tarik
menariknya relatif lebih kuat. Gaya tarik menarik antara molekul-molekul yang
berdekatan inidisebut gaya Van der walls.
Gaya van der waals : gaya tarik di antara
atom atau molekul, gaya ini jauh lebih lemah dibandingkan gaya yang timbul
karena ikatan valensi dan besarnya ialah 10-7 kali jarak antara
atom-atom atau molekul-molekul. Gaya ini menyebabkan sifat tak ideal pada gas
dan menimbulkan energi kisi pada kristal molekular.
Ada tiga hal yang menyebabkan gaya ini :
- Interaksi dikutub - kutub, yaitu tarikan elektrostatistik di antara dua molekul dengan moment dikutub permanen.
- Interaksi dikutub imbasan, artinya dikutub timbul karena adanya polarisasi oleh molekul tetangga.
- Gaya dispersi yang timbul karena dikutub kecil dan bersifat sekejap dalam atom.
BUKTI GAYA VAN DER WAALS
Banyak bukti menunjukkan bahwa ada gaya tarik
antara molekul,contohnya Cl2.
Cl Cl . .
. . . . . . Cl Cl
Gaya van der waals
Gaya ini disebut gaya van der waals dan
sangat lemah dibandingkan ikatan ion dan kovalen.Dalam molekul Cl2 terdapat
ikatn kovalen dengan energi ikatan 240 kj/mol,dan antara molekul Cl2 terdapat gaya van der waals sebesar 21
kj/mol.
Gaya van der waals dapat terjadi antara
partikel yang sama atau berbeda .sama halnya dengan gaya kohesi (gaya antara
partikel – partikel zat yang sama ) yang di pelajari disekolah lanjutan.gaya
ini terjadi karena adanya sifat kepolaran partikel tersebut.makin kecil
kepolaran makin kecil pila gaya van der waals-nya.
Antaraksi ion – dipol
Partikel yang berbeda dapat saling berikatan atau tarik menarik bila yang
pertama adalah ion dan yang lain molekul polar ( dipol ).gaya tarik listrik ini
disebut antaraksi ion – dipol,contohnya :
H+ + H2O H3O+
Ag+ + 2NH3 Ag(NH3
)2+
Al+ + 6
H2O Al(H2O)63+
Na+ + n
H2O Na(OH2)n+
F- + m
H2O F
(H2O )m-
Gaya ini cukup kuat dan sangat penting dalam
proses pelarutan zat dalam pelarut,ion positif atau negatif dapat pelarut
polar,contohnya :
·
NaCl ( senyawa ion ) dapat larut dalam air ( pelarut polar )
·
AgBr ( senyawa ion )larut dalam NH3 ( pelarut polar )
Antaraksi dipol – dipol
Antaraksi antara molekul polar
(dipol)terjadi antara ekor dan kepala.Artinya,kutub positif molekul yang satu
tarik menarik dengan kutub negatif yang lain.jika kutub yang sama berdekatan
akan terjadi tolak – menolak .contohnya molekul HF (gambar 6.37 ).ikatan
hidrogen termasuk antaraksi jemis ini.
Gambar 6.37 Gaya Tarik Dan Gaya Tolak Antar Molekul HF
Antaraksi dipol – dipol antara molekul yang
berbeda merupakan faktor yang menentukan kelarutan zat dalam pelarut.dengan
adnya antaraksi ini ,senyawa polar dapat larut dalam pelarut polar,contohnya
alkohol dalam air,atau air dalam alkohol.alkohol dan air adalah polar dan dapat
saling melarutkan ,karena kutub –kutubnya saling berinteraksi (gambar 3.38.)
Antaraksi ion – dipol terinduksi
Antaraksi ion – dipol terinduksi adalah
molekul netral menjadi dipol akibat induksi partikel bermuatan yang berada
didekatanya .partikel penginduksi itu mungkin ion atau dipol lain.induksi oleh
ion lebih besar dibandingkan oleh dipol ,karena muatan ion lebih besar ,jika
induksi disebabkan oleh ion ,maka terjadi antaraksi antara ion tersebut dengan
molekul dipol yang terinduksi sehingga disebut antaraksi ion – dipol terinduksi
(gambar 3,39),contohnya.
I- + I2 I3-
Hg2+ + Hg Hg22+
Ikatan ini relatif
lemah karena kepolaran molekul terinduksi relatif kecil dari dipol permanen.
Gambar 6.38 Cara Bercampurnya Air Dengan Alkohol.
Gambar 6.39 Antaraksi Antara Ion Dengan Dipol Terinduksi
Antaraksi dipol –dipol tereduksi
Molekul dipol dapat membuat molekul netral lain
bersifat dipol terinduksi ,sehingga terjadi antaraksi dipol – dipol
terinduksi.ikatan ini cukup lemah ,sehingga prosesnya berlangsung
lambat.contohnya metana dan kripton dalam air.
n H2O + CH4 CH4(H2O)n
n H2O + Kr Kr(H2O)n
Antaraksi
dipol terinduksi – dipol tereduksi
Pasangan elektron suatu molekul,baik yang
bebas maupun yang terikat ,selalu bergerak menegelilingi inti.elektron yang
bergerak itu dapat mengimbas atau menginduksi sasaat pada molekul tetangganya
,karena elektron bermuatan listrik.akibatnya ,molekul tetangga menjadi polar
terinduksi sesaat.molekul ini kemudian dapat pula menginduksi molekul tetangga
lainnya ,sehingga terbentuk molekul – molekul dipol sesaat.akhirnya,terjadi
antaraksi dipol terinduksi- dipol terinduksi yang disebut juga gaya london (
gambar 6.40).
Gaya london menonjol pada molekul – molekul
non polar dalam wujud cair dan padat ,sseperi N2 padat atau
cair.dalam keadaan padat , molekulnya rapat dan gaya london kuat sehingga
molekul berkumpul bersama.jadi,gaya ini akan berpengaruh bial jarak molekul
sangat dekat.Bila kita ingin mengubah
wujud zat dari padat ke cair,atau dari cair ke gas,diperlukan sejumlah energi
untuk memutuskan gaya london sehingga
molekul melepaskan diri dari yang lain (6.41).gaya london bergantung pada Mr
molekul .makin besar Mr semakin banyak elektronnya dan semakin mudah membentuk
dipol terinduksi.akibatnya ,titik didih dan titik beku unsur atau senyawa yang
sejenis bergantung pada Mr-nya (tabel 6.18)
Gambar 6. 40 Pembentukan
Antaraksi Dipol Terinduksi Dengan Dipol Terinduksi (Gaya London)
Gambar 6. 41 Pemutusan
Ikatan Antar
Molekul Pada Perubahan Br2 Dari Cair Menjadi Gas
Tabel 6.18 Titik didih senyawa sejenis
senyawa
|
Tb (° C )
|
Unsur
|
Tb (° C )
|
unsur
|
Tb (° C )
|
CH4
|
−161
|
F2
|
−188
|
He
|
−269
|
C2H6
|
−89
|
Cl2
|
−34,6
|
Ne
|
−246
|
C3H6
|
−30G
|
Br2
|
58,8
|
Ar
|
−185
|
C4H6
|
0
|
I2
|
184,4
|
Kr
|
−152
|
Gaya
london dapat pula terjadi antara molekul yang berbeda seperti CH4,C2H6,C3H6,
dan C4H10.keempat senyawa ini dapat bercampur bila
di cairkan.minyak bumi mengandung senyawa hidrokarbon dengan jumlah atom C yang
beragam dan dapat bercampur dalam keadaan
cair,karena adanya gaya london satu sama lain.campuran ini dapat
dipisahkan menurut fraksinya berdasarkan perbedaan titik didih atau berdasarkan
Mr- nya.udara jika diembunkan akan diperoleh campuran N2 dan O2
cair.campuran gas ini dapat mengembunkarena ada gaya london antara molekul yang
berbeda ,dan dapat dipisahkan dengan destilasi,karena titik didihnya berbeda.
Gaya tarikan yang relatif lemah yang
muncul antar- molekul non polar disebut dengan gaya van der waals,atau gaya
dispersi london.gaya dispersi antar molekul jauh lebih lemah dibanding ikatan
kovalen dalam molekul.elekton –elektron bergerak secara terus- menerus dalam
ikatan dan molekul.dengan demikian pada satu waktu,salah satu molekul dapat
memiliki kerapatan elektron yang lebih banyak dibanding sisi yang lain ,yang
kan memberikan peningkatan dipol sesaat.karena dipol –dipol dalam suatu
molekuldi induksi ,maka interaksi –interaksi antar molekul juga disebut dengan
interaksi dipol –dipolterinduksi.
Gaya
van der waals merupakan interaksi antar molekul terlemah .alkana merupakan
molekul non polar,karena elektrinegativitas karbon dan hidrogen hampir sama
sebagai akibatanya,tidak ada muatan sebagian yang signifikan pada atom apa pun
dalam alkana.karenanya, ukuran gaya van der waals yang terdapat pada alkana
tergantung pada luas persinggungan antar molekul .semakin besar bagian yang
bersinggungan ,maka semakin kuat gaya van der waals dan semakin besar banyaknya
energi yang dibutuhkan untuk mengatasi gaya – gaya ini.sebagai contoh isobutana
(titik didih 10,2° C)dan butana ( titik didih – 0,6° C),keduanya dengan rumus
molekul C4H10,mempunyai titik didih yang berbeda,isobutana
merupakan molekul yang lebih rapat dibanding butana.dengan demikian, molekul –
molekul butana memiliki luas permukaan persinggungan untuk interaksi satu
dengan yang lainnya yang lebih besar dibanding isobutana.interaksi – interaksi
yang lebih kuat yang mungkin terjadi pada n – butana digunakan dengan titik
didihnya ,yang lebih besar dibanding titik didih isobutana
Isobutana butana
(titik didih 10,2° C) (titik didih – 0,6° C)
B.
KESIMPULAN
A.
Kesimpulan
1. Dayatarik antarmolekul adalah dayatarik yang terjadi antara suatu
molekul dan molekul tetangganya. Gaya tarik yang mengikat molekul secara
tersendiri (sebagai contoh, ikatan kovalen) dikenal dengan dayatarik
intramolekul
2. Gaya
tarik menarik antara molekul-molekul yang berdekatan inidisebut gaya Van der
walls.
Ada tiga hal yang menyebabkan gaya ini :
- Interaksi dikutub - kutub, yaitu tarikan elektrostatistik di antara dua molekul dengan moment dikutub permanen.
- Interaksi dikutub imbasan, artinya dikutub timbul karena adanya polarisasi oleh molekul tetangga.
- Gaya dispersi yang timbul karena dikutub kecil dan bersifat sekejap dalam atom.
DAFTAR
PUSTAKA
1.
Michelle Lee. (1999). van der Waals Forces: [Online].
Tersedia: http://educhem.com. [13 Januari 2008].
2.
Syukri
S,1999,KIMIA DASAR JILID 1,Bandung :ITB,hal.240- 243
3.
D.Sarker
Satyajid, Lutfun Nahar.2009,BAHAN KIMIA ORGANIK,ALAM DAN UMUM.Yogyakarta :
Pustaka pelajar,hal. 38-39
Tidak ada komentar:
Posting Komentar