Capaian Pembelajaran

By : Rahmah Elfiyani

Capaian Pembelajaran

 CPL

 Menunjukkan sikap bertanggung jawab atas pekerjaan di bidang keahliannya secara mandiri

 Menguasai teori, metode, aplikasi ilmu, dan teknologi farmasi

(farmasetika, kimia farmasi, farmakognosi, farmakologi) konsep dan

aplikasi ilmu biomedik (biologi, anatomi manusia, mikrobiologi, fisiologi, patofisiologi, etik biomedik, biostatistik), konsep farmakoterapi,

pharmaceutical care, pharmacy practice serta prinsip pharmaceutical calculation, epidemiologi, pengobatan berbasis bukti dan

farmakoekonomi.

 CPMK

 Mampu menyebutkan dan menjelaskan sifat fisikokimia dari suatu senyawa/zat

 Sub-CPMK

 Mahasiswa mampu menerangkan sifat fisikokimia senyawa berwujud gas

(C2, A3) (CPMK1)

Tujuan

 Mahasiswa dapat menjelaskan sifat fisikokimia

senyawa berwujud gas dan mampu menghitung berat

molekul (BM) senyawa

Integrasi aik: mentafakuri Surat Fussilat:

11

 Artinya: Kemudian Dia menuju ke langit dan (langit) itu masih berupa asap, lalu Dia berfirman kepadanya dan kepada bumi,

"Datanglah kamu berdua menurut perintah-Ku dengan patuh atau terpaksa." Keduanya menjawab, "Kami datang dengan patuh.“

 Ayat di atas menggambarkan mengenai permulaan alam semesta,

serta menggambarkan terjadinya kosmos bahwa alam ini berawal

dari gas yang berserakan secara teratur di ruang angkasa, kabut

atau kumpulan kosmos itu tercipta dari gas-gas yang memadat.

Gas

• Gas terdiri dari molelul-molekul yg bergerak (kuat) menurut jalan yg lurus ke segala arah (tdk beraturan) dgn kecepatan yg sangat tinggi : mudah bercampur dgn gas lain tapi tidak bereaksi

• Selalu bertumbukan satu sama lain & dgn dinding wadah dimana gas ditempatkan, sehingga menyebabkan adanya tekanan

• Volume gas sangat kecil dibandingkan dgn volume yg

ditempatinya, hingga banyak ruang kosong antara molekul-

molekulnya : menyebabkan gas bersifat kompresibel (mudah

ditekan)

Jenis gas

• Gas ideal

– Mengikuti secara sempurna hukum-hukum gas :

• Boyle: T konstan, P ∞ 1/V atau PV = k

• Charles dan Gay Lussac: P konstan, V ∞ T atau V = kT

• Boyle dan Gay Lussac : perubahan volume gas terhadap T dan P (penggabungan antara Boyle dengan Charles – Gay Lussac), (PV)/T = k

• Prinsip avogadro : pd T & P konstan, V gas berbanding lurus dgn jml mol gas

• Persamaan gas ideal : (PV)/T = k ⇒ PV = kT

k = nR ⇒ PV = nRT

• Nilai k merupakan tetapan yg besarny tergantung suhu, berat gas, jenis gas, dan satuan P dan V

• Nilai R u/ hk gas = 0,082 L.atm/mol ⁰ K; u/ termodinamika =

1.987kal/mol ⁰ K = 8,314 joule/mol ⁰ K

– Sebenarnya tdk ada & dianggap sbg gas hipotetis:

molekul-molekunya tdk tarik menarik & volume molekulnya dpt diabaikan terhadap volume gas itu sendiri / ruang yg ditempati

– Sifat ideal hanya didekati oleh gas beratom satu pada P rendah & T relatif tinggi

 Contoh soal

Calculate the volume occupied by 23.6 g of a

propellant, trifluorochloroethane (MW 136 g/mol),

at 55°C and 720 mmHg pressure. Assume the gas

follows the ideal gas law

• Gas nyata (non ideal)

– Apabila tekanan gas ditingkatkan atau suhunya

diturunkan tdk mengikuti hukum gas ideal karena volume gas tidak dpt diabaikan serta adanya gaya intermolekular (gaya tarik-menarik)

– Semua gas sebenarnya gas nyata

– Van der Waals memasukkan 2 item tambahan k hk gas ideal untuk memperhitungkan penyimpangan dr sifat ideal

–

– a adalah gaya kohesif antar molekul gas, yg dpt

menyebabkan tekanan gas menjadi kurang dr gas ideal

– a/V ² disebut tekanan internal/mol, digunakan untuk menggambarkan kelarutan molekul dlm cairan

– b adalah inkompresibilitas molekul gas, dikenal sbg excluded volume yg ditempati oleh molekul gas

– V – b merupakan vol efektif molekul gas yg memuai scr bebas

– Jika volume gas besar dan tekanan rendah ⇒ gas nyata menjadi gas ideal

– Contoh: hitunglah tekanan dari 0,5 mol gas CO2 yang

terdapat dalam tabung APAR berkapasitas 1L pada suhu

30 °C dengan menggunakan persamaan Van der Waals jika

diketahui nilai a = 3,6 L ² atm/mol ² dan nilai b = 0,05 L/mol

Berat molekul gas

 Dgn menganggap rumus gas ideal diikuti o/ gas nyata pd tekanan rendahBM gas dpt dicari menggunakan rumus gas ideal : PV = nRT = (m/BM)RT  BM = (mRT)/(PV)

 Menimbang volume tertentu gas pd P & T tertentu dgn memakai rumus tsb dapat ditentukan BM

 Metode penentuan BM gas

 Metode Regnault : u zat pd suhu kamar berbentuk gas

 Metode Victor Meyer : u zat cair yg mudah menguap

 Contoh : Jika 6,07 g gas mempunyai vol 2 L dgn tekanan 1,17 atm dan suhu 28 ⁰ C, berapakah berat molekul gas tsb?

senyawa dianggap gas ideal.

Tugas

1. Jika 0,3 g etil alkohol dlm bentuk uap mempunyai vol 200ml dgn

tekanan 1 atm dan suhu 100 ⁰ C, berapakah berat molekul etil alkohol?

2. Dlm penentuan 0,2 mol senyawa eter dgn vol 7.4 L pd suhu 295 ⁰ K dan tekanan 0,6 atm. Berapakah tekanan dalam yang dimiliki oleh

senyawa jika diketahui nilai b = 0,14 L/mol? Senyawa merupakan gas nyata

3. Dalam keadaan uap, 0,5g senyawa obat menempati wadah 100cc pd tekanan 1atm. Jika BM senyawa obat tersebut 161 g/mol, berapakah suhu ( ⁰ C) yg diperlukan u menguapkan senyawa tsb?

4. Sebanyak 1,75g gas mempunyai volume 318 cm ³ pd 74,23 cmHg pd suhu 25,3 ⁰ C. Analisa senyawa memperlihatkan komposisi 17,5% C;

25% Cl, & 57,5% H; berdasarkan massa. Bagaimanakah rumus molekul senyawa gas tersebut?

5. Sebanyak 0,2g Freon 113 pd tekanan 721,9 mmHg & suhunya 296,48˚K menghasilkan berat molekul sebesar 47,45 g/mol. Berapa densitas

dari Freon 113?

Teori kinetik molekular

 Gas tdd molekul2 dgn vol total yg sgt kecil sehingga

diabaikan thdp vol ruangan dimana molekul itu berada, berlaku u/ gas nyata pd P rendah & T tinggi (molekul gas saling berjauhan)

 Molekul gas tdk saling tarik menarik satu sama lain melainkan bergerak bebas,

 Molekul memperlihatkan gerakan tdk beraturan yg terus menerus karena mempunyai energi kinetik (E), E = 3/2 RT

 Molekul memperlihatkan elastisitas sempurna (tdk ada

kecepatan yg hilang setelah molekul2 tsb burtumbukan

satu sama lain & bertumbukan dgn dinding wadah

Pencairan gas

• Jika gas didinginkan, gas akan kehilangan sebagian energi kinetiknya dalam bentuk panas, dan kecepatan molekul pun turun

• Jika ditambahkan P pada gas, molekul masuk dalam

lingkungan gaya van der Waals (gaya tarik menarik inter molekular) dan menjadi bentuk cairan (cairan diperkirakan lbh rapat dr gas & menempati vol tertentu)

• Perubahan dr cair ke gas atau sebaliknya tdk hanya bergantung pd T tetapi jg pd P zat

• Jika T dinaikkan secukupnya, akan dicapai suatu harga diatas harga dimana gas tidak bisa dicairkan, tanpa

memperhatikan P yang dibutuhkan

Pencairan gas

• T dimana di atas T tersebut tidak terdapat lagi wujud cair, disebut T kritis

• P yang dibutuhkan untuk mencairkan gas pada T kritis disebut : P kritis, yang juga merupakan tekanan uap tertinggi yang dapat dipunyai cairan

• Semakin lanjut gas didinginkan dibawah T kritisnya, semakin rendah P yang dibutuhkan untuk mencairkan gas tersebut. Berdasarkan prinsip ini, semua gas

telah dapat dicairkan

Diagram fase air pada P sedang

• Batas tertinggi adalah T kritis = 374’C dan P kritisnya 218 atm

• OA : kurva tekanan uap

• OC : kurva sublimasi

• OB : kurva titik leleh

• Jika T konstan pada t1, air berada dalam wujud gas di atas T kristis, tidak peduli berapa kenaikan P

• Pada t2 dibawah T kritis, uap air menjadi cair dengan naiknya P, karena penekanan menyebabkan molekul masuk dalam jarak gaya vd Waals

P

(mmHg)

T (‘C) cair

uap padat

(0,0098’; 4,58 mm )

A B

C

O

t1

t2

Metode pencairan gas dgn suhu kritis rendah

• Menyimpan gas dengan menggunakan campuran pendingin atau menyimpan dlm keadaan dingin

• Gas berekspansi (memuai) dengan cepat dalam wadah vakum/wadah Dewar sehingga tidak ada panas

memasuki sistem (disebut ekspansi adiabatis).

– Kerja yang diberikan untuk ekspansi harus datang dari gas itu sendiri yaitu dari energi panasnya, sehingga akibatnya T gas turun.

– Proses diulang secukupnya sampai penurunan T total

cukup untuk menyebabkan pencairan gas

Metode pencairan gas

 Gas nonideal, ditekan berekspansi ke dalam daerah P rendah.

 Turunnya T adalah akibat dari pelepasan energi dalam menanggulangi daya kohesi dari atraksi antar molekul (efek pendinginan Joule Thomson).

 Dibutuhkan kerja luar  berbeda dgn adiabatis

 Disini, diperlukan dulu pendinginan gas sebelum

dibiarkan berekspansi

Aerosol

 Gas  cair dgn cara P & di bawah T kritik, jk P  molekul akan berekspansi sehingga cairan berubah menjadi gas

 Perubahan wujud bolak-balik tsb merupakan prinsip dasar dlm penyiapan sed farmasi aerosol

 Obat dilarutkan/disuspensikan dlm propellant (zat yg cair d bawah keadaan tekanan yg trdpt dlm wadah tetapi

membentuk gas d bawah kondisi atmosfer normal)

 Dgn menekan katub pd wadahpengusiran camp obat- propellant k luar karna kelebihan tekanan dlm wadah

 Jk obat tdk mudah menguapsemprotan halus ketika obat meninggalkan lobang katup, pd saat yg sama propelan

menguap

 Wadah dpt diisi dgn mendinginkan propelan & obat bersama2 pd suhu rendah, kemudian ditutup dgn katup

 Cara lain : obat dimasukkan dlm wadah kemudian ditutup, pd suhu kamar sejml propelan didorong k dlm wadah dgn tekanan  sebagian propelan dlm

wujud gas (menggunakan P gas u mengeluarkan obat)

& sisany dlm bentuk cair (digunakan sbg pembawa lar

atau suspensi obat)