Tugas Mata Kuliah Pilihan.docx

Nama/NIM

: Rahma Eti Jayanti/03031181621011 Chelsi/03031181621114 Nike Putri Angelina /03031281621050

TUGAS MATA KULIAH PILIHAN TEKNOLOGI KRISTALISASI 1.

Ionization and Disociation of Surface Groups Ionisasi adalah proses fisik mengubah atom atau molekul menjadi ion

dengan menambahkan atau mengurangi partikel bermuatan seperti elektron atau lainnya. Disosiasi adalah suatu proses ketika senyawa ionik (kompleks atau garam) terpisah menjadi partikel, ion, atau radikal yang lebih kecil, dan biasanya dapat dikembalikan seperti semula. Gaya elektrostatis adalah gaya yang timbul pada dua benda yang memiliki muatan listrik statik. Jika muatannya sama atau sejenis maka akan saling menolak sementara jika muatannya berlawanan jenis maka akan saling menarik. Gaya tolak menolak atau gaya tarik menarik antara dua buah benda bermuatan listrik ini biasa kita sebut dengan gaya Coulomb. Hal ini sesuai dengan bunyi hukum coloumb ”Gaya listrik (tarik-menarik atau tolak-menolak) antara dua muatan listrik sebanding dengan besar muatan listrik masing-masing dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak pisah antara kedua muatan listrik.” (Hk. Coulomb). Hukum coloumb dapa ditulis :

Hukum coulomb dimana: F = Gaya …………………….. Newton (N) q = Muatan Listrik …………….Coulomb (C) r = Jarak……………………….Meter (m)

Gaya Coulomb, juga disebut gaya elektrostatik atau interaksi Coulomb, gaya tarik atau tolakan partikel atau benda karena muatan listriknya. Salah satu kekuatan fisik dasar, gaya listrik ini dinamai untuk fisikawan Prancis, CharlesAugustin de Coulomb, yang pada 1785 menerbitkan hasil penyelidikan eksperimental ke dalam deskripsi kuantitatif yang benar dari gaya ini. Dua muatan listrik sejenis, baik positif atau negatif, saling tolak sepanjang garis lurus di antara pusatnya. Dua tuduhan yang berbeda, satu positif, satu negatif, saling menarik sepanjang garis lurus. Gaya listrik beroperasi antara muatan ke jarak setidaknya 1016 meter, atau sekitar sepersepuluh dari diameter inti atom. Karena muatan positifnya, proton-proton di dalam nukleus saling tolak, tetapi nukleus bersatu karena gaya fisik dasar lain, interaksi yang kuat, atau gaya nuklir, yang lebih kuat daripada gaya listrik. Benda-benda astronomi besar-besaran, tetapi netral secara listrik, seperti planet dan bintang terikat bersama dalam sistem tata surya dan galaksi oleh kekuatan fisik dasar lainnya, gravitasi, yang meskipun jauh lebih lemah daripada gaya listrik, selalu menarik dan merupakan kekuatan dominan pada jarak yang jauh. . Pada jarak antara ekstrem ini, termasuk jarak kehidupan sehari-hari, satu-satunya kekuatan fisik yang signifikan adalah kekuatan listrik dalam banyak varietasnya bersama dengan gaya magnet terkait. Besarnya gaya listrik F berbanding lurus dengan jumlah satu muatan listrik, q1, dikalikan dengan yang lain, q2, dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak r antara pusat-pusatnya. Disajikan dalam bentuk persamaan, hubungan ini, yang disebut hukum Coulomb, dapat ditulis dengan memasukkan faktor proporsionalitas k sebagai F = kq1q2 / r2. Dalam sistem satuan sentimeter-gram-detik, faktor proporsionalitas k dalam ruang hampa ditetapkan sama dengan 1 dan muatan unit listrik ditentukan oleh hukum Coulomb. Jika gaya listrik satu unit (satu dyne) muncul antara dua muatan listrik yang sama satu sentimeter terpisah dalam ruang hampa, jumlah masing-masing muatan adalah satu unit elektrostatik. Dalam meter – kilogram – detik dan sistem SI, satuan gaya (newton), satuan muatan (coulomb), dan satuan jarak (meter), semuanya didefinisikan secara terpisah dari hukum Coulomb, sehingga faktor proporsionalitas k dibatasi untuk mengambil nilai yang konsisten dengan definisi ini, yaitu, k dalam ruang hampa sama dengan 8,98 × 109

newton meter persegi per coulomb persegi. Pilihan nilai untuk k ini memungkinkan unit listrik praktis, seperti ampere dan volt, untuk disertakan dengan unit mekanis metrik umum, seperti meter dan kilogram, dalam sistem yang sama. 2.

Ion adsorption from solution Proses adsorpsi dapat berlangsung jika padatan atau molekul gas atau cair

dikontakkan dengan molekul-molekul adsorbat, sehingga didalamnya terjadi gaya kohesif atau gaya hidrostatik dan gaya ikatan hidrogen yang bekerja diantara molekul seluruh material. Gaya-gaya yang tidak seimbang menyebabkan perubahan-perubahan konsentrasi molekul pada interface solid/fluida. Molekul fluida yang diserap tetapi tidak terakumulasi/melekat ke permukaan adsorben disebut adsorptif sedangkan yang terakumulasi/melekat disebut adsorbat. Proses adsorpsi menunjukan dimana molekul akan meninggalkan larutan dan menempel pada permukaan zat adsorben akibat rekasi kimia dan fisika. Pertukaran ion dan adsorpsi adalah proses kimia pada permukaan atau kompleksasi permukaan yang mengarah pada pertukaran spesies kimia antara larutan dan permukaan mineral yang ada dalam formasi yang berpori. Model pertukaran ion memperlakukan pertukaran kation atau anion pada permukaan muatan konstan dan model adsorpsi mensimulasikan proses pertukaran pada permukaan di mana muatan permukaan dikembangkan karena ionisasi situs permukaan pada antarmuka solusi-permukaan. Oleh karena itu, adsorpsi adalah konsep yang lebih umum dan pertukaran ion adalah kasus khusus adsorpsi. Di antara berbagai model kompleksitas permukaan. Mekanisme adsorpsi terhadap ion zat terlarut terbagi menjadi 4 tahap diantaranya: 1. Transfer molekul-molekul zat terlarut yang teradsorpsi menuju lapisan film yang mengelilingi adsorben. 2. Difusi zat terlarut yang teradsorpsi melalui lapisan film yang mengelilingi adsorben (film diffusion process). 3. Difusi zat terlarut yang teradsorpsi melalui kapiler atau pori dalam adsorben (pore diffusion process).

4. Adsorpsi zat terlarut yang teradsoprsi pada dinding pori atau permukaan adsorben. 3.

Crystal lative defects Kristal yang sempurna adalah kristal yang susunan atomnya seluruhnya

teratur mengikuti susunan atom dalam krista pola tertentu. Crystal lative defects adalah cacat/ ketidaksempurnaan sususnan atom dalam kristal (lattice). Cacat dapat terjadi karena adanya solidifikasi (pendinginan) ataupun akibat dari luar. Dalam kenyataan, kristal tidaklah selalu merupakan susunan atom-atom identik yang tersusun secara berulang di seluruh volumenya. Kristal biasanya mengandung ketidaksempurnaan, yang kebanyakan terjadi pada kisi-kisi kristalnya. Terdapat tiga jenis ketidaksempurnaan yang diklasifikasikan secara geometris yaitu ketidaksempurnaan berdimensi

nol

(ketidaksempurnaan

titik),

ketidaksempurnaan

berdimensi satu (ketidaksempurnaan garis), ketidaksempurnaan berdimensi dua (ketidaksempurnaan bidang). Selain itu terjadi pula ketidaksempurnaan volume. 1)

Cacat titik (Point Defect) Ketidaksempurnaan titik terjadi karena beberapa sebab, seperti ketiadaan

atom matriks (yaitu atom yang seharusnya ada pada suatu posisi dalam kristal yang sempurna), hadirnya atom asing, atau atom matriks yang berada pada posisi yang tidak semestinya 2)

Cacat garis (line defect) Dislokasi merupakan ketidak-sempurnaan kristal karena penempatan atom

yang tidak pada tempat yang semestinya. Dislokasi dinyatakan dengan vektor Burger yang menggambarkan baik besar maupun arah dislokasi. Suatu untaian atom ke atom mengelilingi sumbu dislokasi akan terputus oleh vektor Burger. Cacat yang menimbulkan distorsi pada lattice yang berpusat pada suatu garis. Sering pula disebut dengan dislokasi. Secara umum ada 3 jenis dislokasi, yakni : dislokasi ulir, dislokasi sisi/pinggir, dan dislokasi campuran. 3)

Cacat bidang (interfacial defect) Pada bahan polikristal, zat padat tersusun oleh kristal-kristal kecil yang

disebut butir (grain). Setiap butir dapat berukuran mulai dari nanometer hingga mikrometer. Pada setiap butir atom-atom tersusun pada arah tertentu, dan arah

keteraturan atom ini bervariasi dari satu butir ke butir lain. Cacat permukaan akan memisahkan material tersebut atas beberapa bagian yang mana tiap-tiap bagian akan memiliki struktur kristal yang sama tetapi berbeda arah kristalnya. Jenis dari cacat interfacial adalah grain boundaries yaitu batas yang memisahkan dua grain kecil atau Kristal yang memiliki struktur

Kristal

yang

berbeda

dalam

bahan

polikristalin.

Twin

boundaries atau batas kembar merupakan jenis khusus dari grain boundaries dimana terdapat cermin kisi yang simetri. Atom dalam satu sisi batas dijadikan sebagai cermin atom pada sisi yang lainnya. Daerah diantara dua sisi tersebut terbentuk bidang twin. Bidang kembar ini dihasilkan dari perpindahan atom yang diproduksi oleh gaya mekanik yang dikerjakan pada bahan (mechanic twin) dan juga terbentuk selama proses annealing panas yang mengikuti deformasi ( annealing twins). 4)

Cacat ruang (Bulk defect) Cacat ruang adalah ketidaksempurnaan kristal pada seruang atom

yaitu timbulnya rongga antara batas butir karena orientasi butir dan dapat dilihat secara langsung. Kehadiran volume defect di dalam material biasanya memberikan suatu implikasi (misalnya terhadap sifat material) yang akan menyebabkan perubahan densitas material (terutama dengan adanya pori-pori ataupun fasa kedua pada material). Cacat ruang pada material dapat berupa: crack (retak)/pori-pori, inklusi, presipitat, fasa kedua, porositas , retak dan rongga