Jawaban:

Komposisi vapor benzene (A)-toluene (B) dalam kesetimbangan pada suhu 92 ºC adalah 0,76 mol benzene untuk setiap mol vapor dan 0,16 mol toluene untuk setiap mol vapor. Sementara itu, komposisi liquid benzene (A)-toluene (B) adalah 1 - 0,76 = 0,24 mol benzene untuk setiap mol liquid dan 1 - 0,16 = 0,84 mol toluene untuk setiap mol liquid.

Penjelasan:

Untuk menentukan komposisi vapor dan liquid benzene (A) - toluene (B) dalam kesetimbangan pada suhu 92 ºC (P = 243 Pa), pertama-tama kita perlu menggunakan hukum Dalton untuk menghitung tekanan parcial masing-masing komponen. Hukum Dalton menyatakan bahwa tekanan parcial suatu zat adalah sama dengan tekanan uap zat tersebut pada suhu yang sama dikalikan dengan fraksi mol zat tersebut dalam campuran uap. Dengan menggunakan notasi yA untuk fraksi mol benzene dalam campuran uap, yB untuk fraksi mol toluene dalam campuran uap, dan P A dan P B untuk tekanan parcial masing-masing komponen, kita dapat menuliskan hukum Dalton sebagai berikut:

P A = y A * P

P B = y B * P

Kemudian, kita dapat menggunakan hukum Raoult untuk menghitung tekanan parcial masing-masing komponen. Hukum Raoult menyatakan bahwa tekanan parcial suatu zat adalah sama dengan tekanan uap zat tersebut pada suhu yang sama dikalikan dengan fraksi mol zat tersebut dalam campuran liquid. Dengan menggunakan notasi xA untuk fraksi mol benzene dalam campuran liquid, xB untuk fraksi mol toluene dalam campuran liquid, dan PA dan PB untuk tekanan uap masing-masing komponen pada suhu yang sama, kita dapat menuliskan hukum Raoult sebagai berikut:

P A = x A * PA

P B = x B * PB

Kemudian, kita dapat menyatukan kedua persamaan tersebut untuk mendapatkan persamaan yang menghubungkan fraksi mol masing-masing komponen dalam campuran uap dan liquid.

y A = x A * PA / P

y B = x B * PB / P

Dengan menggunakan nilai-nilai yang diberikan, kita dapat menyelesaikan sistem persamaan tersebut untuk menentukan fraksi mol benzene dan toluene dalam campuran uap dan liquid.

y A = x A * 320 Pa / 243 Pa = (4/7) x A

y B = x B * 38 Pa / 243 Pa = (1/7) x B

Dengan menyatukan kedua persamaan tersebut, kita dapat menyelesaikan sistem persamaan tersebut untuk menentukan fraksi mol benzene dan toluene dalam campuran uap dan liquid.

(4/7) x A + (1/7) x B = 1

x A + x B = 1

Untuk menentukan komposisi vapor dan liquid benzene (A) dan toluene (B) dalam kesetimbangan pada suhu tertentu, Anda dapat menggunakan persamaan Raoult. Persamaan Raoult menyatakan bahwa tekanan parcial suatu zat pada suhu tertentu adalah sama dengan produk dari tekanan uap zat tersebut pada suhu yang sama dan fraksi mol zat tersebut dalam fase uap.

Matematis, persamaan Raoult dapat dituliskan sebagai berikut:

P_A = P_A^* x_A

P_B = P_B^* x_B

Di mana:

P_A = tekanan parcial benzene

P_B = tekanan parcial toluene

P_A^* = tekanan uap benzene pada suhu tertentu

P_B^* = tekanan uap toluene pada suhu tertentu

x_A = fraksi mol benzene dalam fase uap

x_B = fraksi mol toluene dalam fase uap

Dengan menggunakan persamaan Raoult di atas, Anda dapat menghitung fraksi mol benzene dan toluene dalam fase uap pada suhu 92 ºC.

Sebagai contoh, mari kita hitung fraksi mol benzene dalam fase uap.

P_A = P_A^* x_A

= 320 Pa x_A

Karena tekanan total sistem adalah 243 Pa, maka fraksi mol benzene dalam fase uap adalah:

x_A = P_A / P = 243 Pa / 320 Pa = 0,76

Sekarang mari kita hitung fraksi mol toluene dalam fase uap dengan menggunakan persamaan yang sama:

P_B = P_B^* x_B

= 38 Pa x_B

Karena tekanan total sistem adalah 243 Pa, maka fraksi mol toluene dalam fase uap adalah:

x_B = P_B / P = 38 Pa / 243 Pa = 0,16

Jadi, komposisi vapor benzene (A)-toluene (B) dalam kesetimbangan pada suhu 92 ºC adalah 0,76 mol benzene untuk setiap mol vapor dan 0,16 mol toluene untuk setiap mol vapor. Sementara itu, komposisi liquid benzene (A)-toluene (B) adalah 1 - 0,76 = 0,24 mol benzene untuk setiap mol liquid dan 1 - 0,16 = 0,84 mol toluene untuk setiap mol liquid.