Kesetimbangan Fasa & Diagram Fasa2

IV. SISTEM BINERIV. SISTEM BINER

19 November 200819 November 2008

Untuk sistem biner A - B yang saling larut sempurna baik Untuk sistem biner A - B yang saling larut sempurna baik

dalam keadaan cair maupun padat.dalam keadaan cair maupun padat.

• Sebelum Sebelum TT11 tercapai, hanya larutan tercapai, hanya larutan

padat yang stabilpadat yang stabil

• Pada Pada TT11, larutan padat mulai , larutan padat mulai

mencair. Komposisi dari larutan mencair. Komposisi dari larutan

padat dan larutan cair masing-padat dan larutan cair masing-

masing ditunjukkan oleh titik masing ditunjukkan oleh titik aa dan dan

bb

• Pada saat pemanasan lebih lanjut, Pada saat pemanasan lebih lanjut,

komposisi dari larutan padat dan komposisi dari larutan padat dan

larutan cair berubah: Komposisi larutan cair berubah: Komposisi

larutan padat berubah dari larutan padat berubah dari aa ke ke cc

mengikuti solidus, dan komposisi mengikuti solidus, dan komposisi

dari cairan berubah dari dari cairan berubah dari bb ke ke dd

mengikuti liquidusmengikuti liquidus

Liquid

Solid

Untuk sistem biner A - B yang saling larut sempurna baik Untuk sistem biner A - B yang saling larut sempurna baik

dalam keadaan cair maupun padat.dalam keadaan cair maupun padat.

• Pada Pada TT22 larutan padat larutan padat c c

berkesetimbangan dengan larutan berkesetimbangan dengan larutan

cair cair dd. Proporsi dari masing-masing . Proporsi dari masing-masing

fasa ditentukan dengan fasa ditentukan dengan Lever ruleLever rule

• Pada Pada TT33 komposisi larutan cair komposisi larutan cair

menjadi sama dengan komposisi menjadi sama dengan komposisi

awal larutan padatan. Ini berarti awal larutan padatan. Ini berarti

larutan padatan hampir meleleh larutan padatan hampir meleleh

seluruhnya sehingga larutan padat seluruhnya sehingga larutan padat

dengan komposisi dengan komposisi ee hanya hadir hanya hadir

dalam jumlah yang sangat sedikitdalam jumlah yang sangat sedikit

• Pada temperature Pada temperature TT33 hanya larutan hanya larutan

cair yang stabilcair yang stabil

Liquid

Solid

Untuk sistem biner A - B tanpa larutan padat.Untuk sistem biner A - B tanpa larutan padat.

Sistem EutecticSistem Eutectic

• Ketika larutan cair Ketika larutan cair oo didinginkan, didinginkan,

fasa tersebut akan tetap berupa fasa tersebut akan tetap berupa

cairan sampai temperatur cairan sampai temperatur

mencapai titik mencapai titik mm

• Pada titik Pada titik mm, padatan murni A , padatan murni A

mulai membekumulai membeku

• Pada pendinginan selanjutnya Pada pendinginan selanjutnya

sistem memasuki daerah dua fasa, sistem memasuki daerah dua fasa,

dan pada dan pada pp sistem terdiri dari sistem terdiri dari

padatan murni A dan larutan cair padatan murni A dan larutan cair

dengan komposisi dengan komposisi rr. Perhatikan . Perhatikan

bahwa komposisi larutan cair telah bahwa komposisi larutan cair telah

berubah dari berubah dari m m ke ke rr mengikuti mengikuti

liquidusliquidus


Sistem EutecticSistem Eutectic • Pada titik sedikit diatas temperatur Pada titik sedikit diatas temperatur

eutectic, komposisi larutan cair eutectic, komposisi larutan cair

yang berkesetimbangan dengan yang berkesetimbangan dengan

padatan A terletak di titik padatan A terletak di titik ee. .

Fraksi/proporsi larutan cair = Fraksi/proporsi larutan cair = fs/fefs/fe

• Pada pendinginan selanjutnya Pada pendinginan selanjutnya

dibawah titik eutectic, sisa larutan dibawah titik eutectic, sisa larutan

cair membeku mengikuti reaksi cair membeku mengikuti reaksi

eutectic:eutectic:

L = A(s) + B(s)L = A(s) + B(s)

Strukture padatan akan berupa Strukture padatan akan berupa

campuran fasa primer A dan campuran fasa primer A dan

struktur eutectic berupa campuran struktur eutectic berupa campuran

halus A dan B. Ratio proporsi halus A dan B. Ratio proporsi

padatan A/ padatan B = padatan A/ padatan B = sg/fssg/fs


Sistem Peritectic, komposisi awal pada Sistem Peritectic, komposisi awal pada tt

• Sebelum temperatur mendingin Sebelum temperatur mendingin

sampai liquidus, seluruhnya berupa sampai liquidus, seluruhnya berupa

cairancairan

• Ketika liquidus terlewati, kristal Ketika liquidus terlewati, kristal

primer A terbentukprimer A terbentuk

• Pada temperatur sedikit diatas Pada temperatur sedikit diatas TTpp, ,

fasa yang berkesetimbangan ialah fasa yang berkesetimbangan ialah

padatan murni A dan cairan padatan murni A dan cairan

dengan komposisi dengan komposisi pp. Proporsi . Proporsi

masing-masing fasa ditentukan masing-masing fasa ditentukan

dengan lever rule:dengan lever rule:

Proporsi A = Proporsi A = vp/qpvp/qp

Proporsi cairan = Proporsi cairan = qv/qpqv/qp


Sistem Peritectic, komposisi awal pada Sistem Peritectic, komposisi awal pada tt

• Pada temperature Pada temperature TTpp A yang A yang

terbentuk bereaksi dengan cairan terbentuk bereaksi dengan cairan

membentuk senyawa Amembentuk senyawa AmmBBnn sesuai sesuai

dengan reaksi peritektik berikutdengan reaksi peritektik berikut

L (at L (at pp) + A (at ) + A (at qq) = A) = AmmBBnn (at (at rr))

• Pada temperatur sedikit dibawah Pada temperatur sedikit dibawah

TTpp, fasa yang berkesetimbangan , fasa yang berkesetimbangan

ialah Senyawa Aialah Senyawa AmmBBnn dan cairan dan cairan

dengan komposisi dengan komposisi pp. Proporsi . Proporsi

masing-masing fasa ditentukan masing-masing fasa ditentukan

dengan lever rule:dengan lever rule:

Proporsi AProporsi AmmBBnn = = vp/rpvp/rp

Proporsi cairan = Proporsi cairan = rv/rprv/rp


Sistem MonotecticSistem Monotectic

• Pada titik Pada titik p p cairan mulai berpisah cairan mulai berpisah

menjadi dua cairan Lmenjadi dua cairan L11 dengan dengan

komposisi komposisi pp dan cairan L dan cairan L22 dengan dengan

komposisi komposisi qq

• Saat temperature terus Saat temperature terus

didinginkan, komposisi cairan terus didinginkan, komposisi cairan terus

berubah mengikuti liquidus berubah mengikuti liquidus p-mp-m

dan dan q-nq-n

• Pada Pada TTmm fasa cair L fasa cair L11 terdekomposisi terdekomposisi

menjadi padatan murni A dan menjadi padatan murni A dan

cairan Lcairan L22 dengan komposisi dengan komposisi nn

sesuai dengan reaksi monotectic sesuai dengan reaksi monotectic

berikut:berikut:

LL11 (at (at mm) = A (at ) = A (at oo) + L) + L22 (at (at nn))

Untuk sistem biner A - B dengan larutan padat terbatas.Untuk sistem biner A - B dengan larutan padat terbatas.


• Pada titik Pada titik qq pembekuan mulai pembekuan mulai

berlangsung. Selama pembekuan berlangsung. Selama pembekuan

komposisi larutan padatan berubah komposisi larutan padatan berubah

mengikuti garis solidus mengikuti garis solidus p-cp-c

sementara komposisi cairan sementara komposisi cairan

berubah mengikuti liquidus berubah mengikuti liquidus a-ea-e

• Ketika temperatur sampai pada Ketika temperatur sampai pada

temeperatur eutectic, cairan yang temeperatur eutectic, cairan yang

tersisa membeku sesuai dengan tersisa membeku sesuai dengan

reaksi eutectic berikut:reaksi eutectic berikut:

LL11 (at (at ee) = ) = αα (at (at cc) + ) + ββ (at (at dd))



• Saat seluruhnya telah membeku, Saat seluruhnya telah membeku,

struktur yang terbentuk adalah struktur yang terbentuk adalah

campuran fasa primer campuran fasa primer αα dan dan

struktur eutectic yang merupakan struktur eutectic yang merupakan

campuran fasa campuran fasa αα dan dan ββ


Sistem Peritectic, dengan komposisi awal Sistem Peritectic, dengan komposisi awal dd

d d k k : Larutan cair homogen: Larutan cair homogen

Pada Pada kk : Pembekuan : Pembekuan ββ dengan dengan

komposisi komposisi ll

k k m m : Fasa padat : Fasa padat ββ meningkat. meningkat.

Komposisi Komposisi ββ berubah sepanjang berubah sepanjang l-sl-s

sementara komposisi cairan sementara komposisi cairan

berubah sepanjang berubah sepanjang k-pk-p

Pada Pada mm : Reaksi peritektik, Cairan : Reaksi peritektik, Cairan

bereaksi dengan padatan bereaksi dengan padatan ββ

membentuk padatan membentuk padatan αα

L (at L (at pp) + ) + ββ (at (at ss)) = = αα (at (at rr))

Setelah reaksi peritectic selesai, Setelah reaksi peritectic selesai,

sistem hanya terdiri dari cairan dan sistem hanya terdiri dari cairan dan

fasa fasa αα


Sistem Peritectic, dengan komposisi awal Sistem Peritectic, dengan komposisi awal dd

m m z z : Peningkatan proporsi fasa : Peningkatan proporsi fasa αα. .

Komposisi cairan berubah Komposisi cairan berubah

mengikuti mengikuti p-y p-y sementara komposisi sementara komposisi

fasa fasa αα berubah mengikuti berubah mengikuti r-zr-z

Pada Pada zz : Pembekuan sempurna : Pembekuan sempurna

Dibawah Dibawah z z : Pendinginan: Pendinginan fasa fasa

homogen homogen αα

Kesetimbangan Fasa & Diagram Fasa2

Documents

Transcript of Kesetimbangan Fasa & Diagram Fasa2