kesetimbangan fasa UR

04/21/23 104/21/23 1

KESETIMBANGAN KESETIMBANGAN FASA & DIAGRAM FASA & DIAGRAM

FASAFASA

Disusun oleh : YELMIDA A.

04/21/23 204/21/23 2

Bahan kuliah ini disunting dan dipedomani dari file materi kuliah yang disusun oleh : Almh.Ibu Dra Em Yarti Syarbaini MSi

Kesetimbangan Fasa & Diagram Fasa; ukuran kesetimbangan menggunakan besaran-besaran intensif, aturan (kaidah) fasa, persamaan Clapeyron, persamaan Clausius-Clapeyron, diagram fasa untuk sistim satu komponen, sistim dua komponen (diagram fasa; cair-cair, keseimbangan padat cair, cair uap), sistim tiga komponen.

04/21/23 304/21/23 3

• Sistem : suatu zat atau campuran yang diisolasikan dari zat-zat lain dalam suatu wadah yang inert, untuk diselidiki pengaruh perubahan T,P dan konsentrasi terhadap zat tersebut

• Fasa; bagian dari sistem, yang fisiknya berbeda dan dapat dipisahkan secara mekanik, misal secara filtrasi, dekantasi atau sedimentasi

• Misal : sistem air, air dan garam, gas, dsb.

KESETIMBANGAN FASA& KESETIMBANGAN FASA& DIAGRAM FASADIAGRAM FASA

04/21/23 404/21/23 4

• Pada kesetimbangan, potensial kimia tiap konstituen pada setiap sistem harus sama.

• Dalam sistem air terdapat fase padat (es), fase cair (air), dan fase gas (uap air).

μ(es) = μH2O(l) = μH2O(uap)

μ

T

Tm Tb

Gas

Padat

Cair

Gambar 1.Plot μ terhadap T pada P konstan

(G)

KESETIMBANGAN FASA& DIAGRAM FASAKESETIMBANGAN FASA& DIAGRAM FASA

04/21/23 504/21/23 5

• Pada tekanan yang lebih rendah, ketergantungan energi bebas Gibbs (potensial kimia) terhadap temperatur digambarkan dengan garis putus-putus

μ

T

Tm Tb

Gas

Padat

Cair

(G)


Gambar 2.Plot μ terhadap T

04/21/23 604/21/23 6


Ukuran kesetimbangan menggunakan besaran-besaran Intensif. Besaran-besaran intensif tersebut adalah ; T, P dan µ

Bila dua fasa berada dalam kesetimbangan (misalnya es dan air) keduanya harus mempunyai suhu dan tekanan yang sama

04/21/23 704/21/23 7

Aturan Fasa

a. Fasa yaitu, bagian sistem yang seragam atau homogen diantara keadaan submakroskopisnya, tetapi benar-benar terpisah dari bagian sistem yang lain oleh batasan yang jelas dan baik.

Campuran padatan atau 2 cairan yang tidak dapat bercampur, dapat membentuk fasa terpisah, sedangkan campuran gas-gas adalah satu fasa karena sistemnya yang homogen. Simbol umum untuk jumlah fasa = P.


04/21/23 804/21/23 8


b. Komponen (C)Jumlah komponen dalam suatu sistem adalah jumlah minimum dari “variabel bebas pilihan” yang dibutuhkan untuk menggambarkan komposisi tiap fase dari suatu sistem

c. Derajat Kebebasan (F = varian)

Derajat kebebasan suatu sistem ialah, jumlah terkecil variabel bebas (tekanan, suhu, konsentrasi berbagai fasa) yang harus dipilih agar variabel intensif dapat ditetapkan.

F = 0 invarian, F = 1 univarian, F = 2 bivarian dan seterusnya

04/21/23 904/21/23 9


d. Aturan Fasa Gibbs

F = C + 2– P

J.Willard Gibbs mendapatkan hubungan antara– Jumlah derajat kebebasan (F)– Jumlah komponen (C)– Jumlah fasa (P)

Aturan ini menyatakan bahwa untuk kesetimbangan apapun dalam sistem tertutup, jumlah variabel bebas-disebut derajat kebebasan F- sama dengan jumlah komponen C ditambah 2 dikurangi jumlah fasa P

Hubungan ketiganya disebut dengan Aturan fasa GIBBS

04/21/23 1004/21/23 10


Contoh 1.Berapa fasa yang ada pada kesetimbangan berikut;CaCO3(s) <===> CaO(s) + CO2(g)

Jawab; Dalam persamaan, dua padatan (CaCO3 dan CaO) mempunyai struktur yang berbeda dan terpisah oleh batasan yang jelas, maka seluruhnya ada 3 fasa (dua padat, satu gas)

04/21/23 1104/21/23 11


Jawab:Gunung es adalah bentuk padat dari air, danau adalah larutan air dan atmosfer terdiri dari uap air dan gas-gas lainnya, maka ada tiga fasa (padat, cair, gas)

Contoh 2.Sebuah gunung es mengapung di danau. Bila dianggap, danau, gunung es dan atmosfer sebagai suatu sistem, berapa jumlah fasa yang ada.

04/21/23 1204/21/23 12


Contoh 3.Dari persamaan reaksi contoh 1, CaCO3(s) <===> CaO(s) + CO2(g)

carilah jumlah komponennya.

Jawab;

Untuk komponen ada aturannya : komponen -1 atau C – 1. Dari pers. ada 3 zat yang berbeda secara kimia, CaCO3, CaO dan CO2. Tapi sistem berada dalam kesetimbangan hingga jumlah komponen adalah dua

04/21/23 1304/21/23 13


Contoh 5. Tentukan derajat kebebasan dalam sistem pada contoh 1,F = C – P + 2F =2–3+2 = 1, sistem merupakan univarian

Contoh 4.Hitunglah jumlah komponen pada contoh 2, jika atmosfer hanya mengandung uap air

Jawab;

karena secara kimia, danau, gunung es dan atmosfer hanya terdiri dari satu macam zat(H2O) maka hanya ada satu komponen yaitu H2O.

04/21/23 1404/21/23 14

• Dari gambar 3 dibawah, hitunglah jumlah derajat kebebasan pada titik yang berlabel 1,2,3


s

L

v

1

1

1

TbTm

T

2

22

3

a

b c

1 atm

P

0

Gambar 3. Diagram fasa sistim satu komponen

04/21/23 1504/21/23 15

Persamaan Clapeyron menggambarkan variasi tekanan dengan temperatur pada keadaan setimbang


Persamaan Clapeyron

Bila dua fasa suatu zat berada dalam kesetimbangan, keduanya (pada P dan T tertentu) mempunyai energi Gibbs molar yang sama Bila suhu diubah pada tekanan tetap, atau sebaliknya, salah satu fasa akan menghilang, namun bila suhu dan tekanan diubah sedemikian rupa, hingga potensial kimia kedua fasa sama, kedua fasa tersebut akan tetap berada bersama.

04/21/23 1604/21/23 16


Bila dua fasa dari suatu zat murni berada dalam kesetimbangan, potensial kimia ataupun energi Gibbs molarnya sama,

dGdG

Bila suhu dan tekanan diubah sedangkan kesetimbangan dijaga,

GG

04/21/23 1704/21/23 17


Karena G bergantung pada P dan T saja, persamaan dapat ditulis;

dTT

GdP

P

G

PT

dTT

GdP

P

G

PT

Dari persamaan dasar sistim tertutup:

dTSdPV dTSdPV

maka; VP

GS

T

G

TP

sedangkan ,

atau

04/21/23 1804/21/23 18


Persamaan Clapeyron dapat digunakan untuk penguapan, sublimasi, peleburan ataupun transisi antara dua fase padat. Entalpi sublimasi, peleburan dan penguapan pada suhu tertentu berhubungan, sbb:

uapleburasisub HHH lim

VT

H

V

S

VV

SS

dT

dP

…..pers. Clapeyron

04/21/23 1904/21/23 19


Contoh

Hitunglah perubahan tekanan per derajat pada kesetimbangan padat-cair dari air pada titik bekunya jika diketahui :

Penyelesaian:

1333

131

)(

1333

131

)(

10004,189998,0

1018

10634,199168,0

1018

moldmxkgdm

kgggrmolV

moldmxkgdm

kgggrmolV

air

es

V

S

dT

dP

11)(

3)(

3)(

22

.9998,0dan ,9168,0

molJKS

kgdmdkgdmd

lebur

aires

04/21/23 2004/21/23 20


Untuk perubahan volume es menjadi volume air, perubahan tekanan dp dapat ditulis menjadi,

TVV

SP

esair

lebur

)()(

)(

133

11

10634,19004,18

122

moldmx

KmolJK

atm

NmxJdmx

133

10494,1310494,13 2633

maka didapatkan

04/21/23 2104/21/23 21

Integrasi Persamaan Clapeyron

• Integrasi terhadap pers. Clapeyron pada kesetimbangan bermacam fase dapat dilakukan.

• Pada kesetimbangan padat-cair dapat ditulis sebagai :


leburm

lebur

VT

H

dT

dp

04/21/23 2204/21/23 22

m

m

lebur

lebur

T

T

V

Hpp

'

12 ln

Hasil integrasinya :


Dengan asumsi ΔH lebur dan ΔV lebur tidak tergantung pada perubahan suhu, maka

mlebur

lebur

T

T

V

Hpp

12

ΔT adalah perubahan titik leleh, dan relatif kecil dibandingkan terhadap besarnya titik leleh.

04/21/23 2304/21/23 23

Persamaan Clausius-ClapeyronPersamaan Clausius-Clapeyron

• Pers. Clausius-Clapeyron menghubungkan variasi tekanan pada fase terkondensasi dengan kesetimbangan uap dengan Suhu


Clausius menunjukkan bahwa untuk penguapan dan sublimasi, persamaan Clapeyron dapat disederhanakan

Clausius mengandaikan :uap mengikuti hukum gas idealvolume cairan diabaikan(dianggap Vl <<<< dari VVv)Ganti Vv dengan RT/P diperoleh:

04/21/23 2404/21/23 24


2

)()(

RT

HP

TV

H

dT

dP uap

v

uap

dTRT

H

P

Pd

P

dP uap

2

)(ln

Persamaan ini dimodifikasi menghasilkan:

P+ = tekanan yang digunakan. Persamaan terakhir diintegrasi dengan anggapan bahwa ΔHuap tak bergantung pada suhu dan tekanan, akan dihasilkan:

CRT

H

P

P

dTTR

H

P

Pd

uap

uap

)(

2)(

ln

ln

04/21/23 2504/21/23 25


Jika persamaan dialurkan antara ln P/P+ versus 1/T, didapatkan grafik berupa garis lurus dengan kemiringan -ΔH(uap)/R dan titik potong dengan sumbu = CBila integrasi dilakukan antara dua batas, P1 pada T1 dan P2 pada T2 sbb :

PP

PP P

Pd

/2

/1ln

R

H uap)( dTTT

T2

1

2

21

12)(

1

2

12

)(

1

2

ln

11ln

TRT

TTH

P

P

TTR

H

P

P

uap

uap

21

12)(

1

2

12

)(

1

2

ln

11ln

TRT

TTH

P

P

TTR

H

P

P

uap

uap

maka

04/21/23 2604/21/23 26


Dengan menggunakan persamaan diatas, kalor penguapan atau sublimasi dapat dihitung dengan dua tekanan uap pada dua suhu yang berbeda

Bila entalpi penguapan suatu cairan tidak diketahui, harga pendekatannya dapat diperkirakan dengan menggunakan aturan Trouton yaitu: Entropi penguapan molar pada titik didih standar (mendidih pada tekanan 1 atm) adalah tetap dan besarnya lebih kurang 88 J K-1 mol-1

04/21/23 2704/21/23 27


11)()( 88

molJK

T

HS

b

uapuap

11)()( 88

molJK

T

HS

b

uapuap

Berbagai cairan mempunyai entropi penguapan yang sama pada titik didihnya, asalkan tidak terjadi asosiasi maupun disosiasi selama penguapan

……..Aturan Trouton

04/21/23 2804/21/23 28


Contoh 1.Contoh 1.

Hitung panas sublimasi CO2 padat dari data berikut:

P(mmHg) 10 40 100 400 760

t(oC) -119,5 -108,6 -102,2 -85,7 -78,2

04/21/23 2904/21/23 29


Penyelesaian:Gunakan hubungan

21

12

1

2lnTRT

TTH

P

P

21

12

1

2lnTRT

TTH

P

P

11

11

1

2

12

21

018,1344,13018

10

40log

5,1534,174

4,1745,153316,8303,2

log303,2

kJmolJmol

mmHg

mmHg

K

KKmolJK

P

P

TT

TRTH sub

11

11

1

2

12

21

018,1344,13018

10

40log

5,1534,174

4,1745,153316,8303,2

log303,2

kJmolJmol

mmHg

mmHg

K

KKmolJK

P

P

TT

TRTH sub

Atau dapat juga dihitung dari kemiringan garis , jika ln P diplot terhadap 1/T

04/21/23 3004/21/23 30


Contoh 2.Contoh 2.

Hitunglah tekanan uap toluen pada 100 oC bila toluen dianggap mengikuti hukum Trouton dan titik didih normalnya adalah 110,62 oC

Gunakan persamaan: b

uapuap T

HS )(

)(

untuk menghitung panas penguapan molar

dan persamaan 21

12

1

2lnTRT

TTH

P

P

untuk menghitung tekanan uap pada 100 oC

04/21/23 3104/21/23 31


atmeP

KmolJK

Jmol

atm

P

Jmol

KmolJKxTSH buapuap

74,0

1306,0

37362,383316,8303,2

2,1085,33704

373

1

62,383

1

316,8303,2

85,33704

1log

85,33704

62,38386,87

1306,02

111

12

1

11)()(

atmeP

KmolJK

Jmol

atm

P

Jmol

KmolJKxTSH buapuap

74,0

1306,0

37362,383316,8303,2

2,1085,33704

373

1

62,383

1

316,8303,2

85,33704

1log

85,33704

62,38386,87

1306,02

111

12

1

11)()(

Penyelesaian:Penyelesaian:

04/21/23 3204/21/23

Diagram Fasa• Diagram fasa merupakan cara mudah untuk

menampilkan wujud zat sebagai fungsi suhu dan tekanan

• Dalam diagram fasa, diasumsikan bahwa zat tersebut diisolasi dengan baik dan tidak ada zat lain yang masuk atau keluar sistem.

• Pemahaman tentang diagram fasa akan terbantu dengan pemahaman hukum fasa Gibbs, hubungan yang diturunkan oleh fisikawan-matematik Amerika Josiah Willard Gibbs (1839-1903) di tahun 1876.


04/21/23 3304/21/23 33Sebagai contoh khas, diberikan diagram fasa air pada gambar 4.

Gambar 4. Diagram fasa air KESETIMBANGAN FASA& DIAGRAM FASAKESETIMBANGAN FASA& DIAGRAM FASA

04/21/23 3404/21/23 34

• Dalam titik tertentu di diagram fasa, jumlah derajat kebebasan adalah 2 - yakni suhu dan tekanan;

• Bila dua fasa berada dalam kesetimbangan-sebagaimana ditunjukkan dengan garis yang membatasi daerah dua fasa- hanya ada satu derajat kebebasan,bisa suhu atau tekanan.

• Pada titik tripel, ketika terdapat tiga fasa tidak ada derajat kebebasan lagi.

• Kemiringan yang negatif pada batas padatan-cairan memiliki implikasi penting. Bila tekanan diberikan pada es, es akan meleleh dan membentuk air.


04/21/23 3504/21/23 35

• Sebaliknya, air pada tekanan 0,0060 atm berada sebagai cairan pada suhu rendah, sementara pada suhu 0,0098 °C, tiga wujud air akan ada bersama. Titik ini disebut titik tripel air. Tidak ada titik lain di mana tiga wujud air ada bersama.

• Pada titik kritis (untuk air, 218 atm, 374°C), bila cairan berubah menjadi fasa gas, muncul keadaan antara (intermediate state), yakni keadaan antara cair dan gas.


04/21/23 3604/21/23 36

Diagram Fasa Untuk Sistem Air


04/21/23 3704/21/23 37

Diagram fasa untuk CO2


COCO22

04/21/23 38

Diagram Fasa Untuk Sistem Satu Komponen (Permukaan P–V–T Air)

Contoh perilaku suhu, Contoh perilaku suhu, tekanan dan volumetekanan dan volume pada suatu zat murni,pada suatu zat murni,

Tiap-tiap titik pada permukaan menggambarkan suatu keadaan setimbang.

04/21/23 39

Diperlihatkan proyeksi permukaan tersebut pada bidang P – T dan bidang P – V. Pada permukaan terdapat tiga bidang berfasa dua: cair-uap, es-uap dan air-es.

Ketiga bidang itu berpotongan pada titik triple A. Jadi pada titik triple, uap, cairan dan padatan berada dalam keadaan setimbang

Proyeksi permukaan tiga dimensi pada bidang P–T ditunjukkan di sebelah kiri

04/21/23 40

Kurva tekanan uap bermula dari titik triple A sampai titik kritik B pada 374 oC dan 218 atm. Kurva tekanan sublimasi bermula dari titik triple A sampai titik nol absolut. Kurva peleburan mulai dari titik triple, naik dengan dP/dT negatif bagi air karena air memuai bila membeku

Kebanyakan zat menyusut kalau membeku, dan karenanya dP/dT positif. Harga dP/dT diberikan oleh persamaan Clapeyron yaitu :

dP/dT = ∆H/T∆V

04/21/23 41

Untuk sistem satu komponen, aturan fasa menghasilkan, F = 1 – P + 2 = 3 – P

Jadi pada bidang berfasa satu (dalam gambar ditandai dengan es, cair dan uap) variannya dua, dan dua variabel harus diberi harga untuk menggambarkan sistemnya.

04/21/23 42

Bila sistem terdiri dari uap yang setimbang dengan air (cair), hanya diperlukan harga satu variabel saja untuk menggambarkan sistem, yaitu suhu atau tekananSebab pada suhu tertentu hanya terdapat satu tekanan kesetimbangan dan sebaliknya pada tekanan tertentu hanya ada satu suhu kesetimbanganBila tiga fasa bersama dalam kesetimbangan, F = 0, dengan demikian untuk sistem satu komponen, ketiga fasa hanya dapat berada bersama pada suhu dan tekanan yang khas, sistem seperti ini disebut invarian

04/21/23 43

Untuk memahami perubahan dari padat ke cair dan selanjutnya ke gas bila suatu zat padat dipanaskan pada tekanan tetap, dapat ditinjau aluran energi bebas Gibbs molar terhadap suhu pada tekanan tetap untuk berbagai fasa, seperti tampak pada gambar dibawah ini.

04/21/23 44

Fasa yang stabil adalah yang mempunyai potensial kimia paling rendah

Pada sistem satu komponen, energi Gibbs molar sama dengan potensial kimianya (∆G = μ).

Bila dua atau tiga fasa suatu zat mempunyai potensial kimia yang sama, fasa-fasa itu akan berada bersama dalam suatu kesetimbangan pada titik lebur (Tm), atau titik didih (Tb), atau titik triple

04/21/23 45

Dibawah titik lebur (Tm), fasa padat mempunyai energi bebas Gibbs terendah dan karenanya mempunyai fasa yang stabil.

Diantara Tm dan Tb, fasa cair adalah yang stabil

Dari gambar terlihat bahwa perubahan fasa itu mendadak dan selama suhu berubah menuju titik transisi tidak ada tanda-tanda akan adanya perubahan menyolok tersebut

04/21/23 46

Diagram Fasa untuk Sistem Dua Komponen

• Dalam sistem dua komponen, persamaan aturan fasa menjadi :

F = 4 – P• Karena paling tidak terdapat satu fasa, maka

derajat kebebasan minimum adalah tiga. Dalam diagram fasa sistem dua komponen ada terdapat daerah dua fase , misal cairan-uap .

• Komposisi seluruh sistem dapat dihitung dengan bantuan ATURAN LEVER.

04/21/23 47

Aturan Lever Prosedurnya sebagai berikut: ambil sembarang titik misalnya “a” dalam daerah dua fasa, gambar garis horizontal hingga memotong kurva kesetimbangan cair-uap di l dan v.

n(cair) a(uap)

---------- = ------------n(uap) a(cair)

n(cair) a(uap)

---------- = ------------n(uap) a(cair)

V

L

. av l

0 1xi

T

T20

T10

Perbandingan jumlah fase cair terhadap fase uap adalah sebagai :

04/21/23 48

Cairan dapat membentuk bermacam-macam jenis campuran dengan cairan lain. Jadi diagram fasa yang di dapat berbeda

Gambar; a, b, c adalah diagram fasa cairan-cairan yang tercampur sebagian (pada tekanan konstan)

Diagram fasa cair-cair

04/21/23 49

Bila suatu zat yang terlarut ditambahkan ke dalam pelarut pada temperatur konstan T1, pada permulaan hanya membentuk satu fasa

Sesudah titik “a”, zat terlarut tidak larut, tetapi membentuk lapisan lain sehingga terbentuk dua fasa, sampai komposisi titik “b” dicapai dan diperoleh satu fasa lagi

Dalam daerah antara a dan b ada dua fasa (yang disebut larutan konyugat ) pada waktu yang bersamaan

Bila temperatur meningkat, kelarutan berubah. Diatas temperatur Tc (temperatur terlarut bagian atas ), cairan-cairan larut sempurna, diperoleh satu fasa.

T1

04/21/23 50

Setiap titik dalam kurva lengkung tadi, adalah suatu titik keadaan dalam sistem yang terdiri dari dua fasa dan massa relatif dari dua lapisan diberikan oleh aturan Lever Contohnya, pada titik keadaan c akan terdapat dua lapisan L1 dari komposisi l1 dan L2 dari komposisi l2. Komposisi relatif dari dua lapisan menurut aturan Lever yaitu:

Apabila temperatur meningkat, perbandingan bc/ac meningkat,

mol dari mol dari ll11 bc bc

-------------- = ------------------ = ----mol dari mol dari ll22 ac ac

04/21/23 51

Pada sembarang titik diluar kurva, hanya ada satu fasa, dibutuhkan dua derajat kebebasan ( yaitu temperatur dan komposisi) untuk menggambarkan sistem secara sempurnaDi dalam kurva ada dua fasa, derajat kebebasan hanya satu yaitu bila temperatur ditetapkan Dengan menggambarkan suatu garis pengikat, dapat digambarkan komposisi sistem secara sempurna dengan bantuan aturan Lever

Menurut aturan fasa, persamaan: F = C – P +2 menjadi F = 3 - P dibawah sistem yang sekarang ini (C =1)

04/21/23 52

Diagram fasa cair-uap dari dua cairan yang saling bercampur

Diagram fasa cair-uap

04/21/23 53

Diagram fasa pada (b) adalah dua cairan yang larut secara sempurna dan membentuk larutan nyata (larutan non ideal)

Daerah diatas dan di bawah

kurva adalah daerah satu fasa yang mempunyai komponen C1 dan C2 untuk uap dan larutan cairan dua komponenDaerah diantara kurva menggambarkan dua fasa, cairan dan uap pada kesetimbangan dengan yang lainnya

04/21/23 54

Diagram fasa memperlihatkan variasi titik didih campuran cairan dengan perubahan komposisinyaT0

1 dan T02 adalah titik didih normal komponen

murni-1 dan komponen murni-2, yaitu titik didih maksimum dari larutan dan titik ini disebut azeotrop

Sistem di atas dan di bawah kurva dapat digambarkan jika temperatur dan komposisi ditentukan, karena hanya ada satu fasaSedangkan pada daerah di dalam kurva dan pada garis terdapat dua fasaJadi hanya perlu menentukan satu derajat kebebasan saja untuk menggambarkan sistem secara sempurna.

04/21/23 55

Diagram fasa cair-uap dari dua cairan larut sebagian

Diagram fasa cair-uap

04/21/23 56

Kesetimbangan padat-cair

Jadi derajat kebebasan F = 3 – P Untuk P = 1, F =2

P = 2, F = 1 P = 3, F = 0

Diagram fasa kesetimbangan padat-cair dinyatakan secara umum pada tekanan konstan

Diagram fasa padat-cair pada tekanan konstan diberikan oleh gambar (a,b, c, d dan e) dibawah ini

04/21/23 57Diagram fasa kesetimbangan padat-cair

04/21/23 58

Gambar a) adalah diagram fasa ketika dua komponen larut secara sempurna dalam fasa padat dan cairGambar (b) adalah diagram fasa dua komponen yang tidak larut secara sempurna dalam fasa padat, tetapi larut dalam fasa cairGambar c) adalah diagram fasa yang menunjukkan suatu pembentukan senyawa stabil antara kedua komponen dan fasa padat tidak larut satu dengan yang lainnya, dikenal sebagai pembentukan senyawa yang mempunyai titik didih kongkruenGambar d), diagram fasa yang menunjukkan dua komponen membentuk senyawa tidak stabil yang disebut pembentukan senyawa yang mempunyai titik didih inkongkruenGambar e) diagram fasa yang menunjukkan dua komponen yang memperlihatkan kelarutan parsial satu dengan yang lainnya dalam fasa padat

04/21/23 59

Kurva ini dibentuk dengan:Pengambilan suatu padatan dari komposisi tertentuDilelehkan secara sempurna dalam fasa cairKemudian dicatat temperatur pada berbagai waktu sampai sistem memadat sempurna Jadi kurva pendinginan adalah plot antara temperatur dan waktu.

Diagram untuk kesetimbangan padat-cair ditentukan dengan metoda kurva pendinginan

04/21/23 60

Pada sistem tiga komponen, aturan fasa menghasilkan F = 5 – P. Bila suhu dan tekanan tetap, maka : F = 3 – PUntuk sistem satu fase maka diperlukan dua derajat kebebasan untuk menggambarkan sistem.

Diagram Fasa Untuk Sistem Tiga komponen

B

A

C

0

0

0

a

bc

100

100100

Cara menggambarkan sistem tiga komponen adalah dengan grafik segitiga

04/21/23 61

• Konsentrasi dinyatakan dalam % berat atau fraksi mol.

• Puncak-puncak dihubungkan ketitik tengah dari sisi yang berlawanan, yaitu Aa, Bb,Cc.

• Titik nol mulai dari a,b dan c serta titik A,B dan C menyatakan komposisi 100% atau satu.

• Jadi garis-garis Aa,Bb,Cc merupakan konsentrasi komponen A,B dan C.

• Komposisi suatu sistem tiga komponen dapat dialurkan dalam coordinat Cartes

04/21/23 62

• Diagram fase paling sederhana untuk tiga komponen ini yaitu pencampuran komponen A,B dan C. Dianggap A dan B, B and C dapat bercampur, sedang A dan C bercampur sebahagian.

• Misal : Tempatkan titik dibawah ini pada diagram Cartes sederhana :

xa = 0,2 xb = 0,3 xc = 0,5

04/21/23 63

Diagram fasa tiga komponen air, asam asetat,vinyl asetat, komposisi dialurkan pada suatu segitiga sama sisi dengan tiap-tiap sudutnya menggambarkan suatu komponen murni

04/21/23 64

Gambar adalah diagram fasa dua pasang cairan yang dapat bercampur (air-asam asetat dan asam asetat-vinil asetat) dan satu pasang lagi sama sekali tidak dapat bercampur (air-vinil asetat) yang dinyatakan sebagai sistem air-asam asetat-vinil asetat pada 25 oC dan tekanan 1 atm.

Setiap titik diatas kurva menyatakan suatu campuran terner yang homogen, sedangkan dibawahnya menyatakan suatu campuran terner yang terpisah menjadi dua buah fasa cair

kesetimbangan fasa UR

Documents

Transcript of kesetimbangan fasa UR