Makala Kimia Fisiiiiikk

56
MAKALAH KIMIA FISIK II KESETIMBANGAN FASA” DISUSUN OLEH : NAMA : Sri febriani NIM: F1C111021 Nama dosen pengampu : Lince Muis ST.MT Mata kuliah : KIMIA FISIK II Fakultas : Sains dan Teknologi Prodi : Kimia S 1 Semester : 4 (empat)

Transcript of Makala Kimia Fisiiiiikk

Page 1: Makala Kimia Fisiiiiikk

MAKALAH KIMIA FISIK II

“KESETIMBANGAN FASA”

DISUSUN OLEH :

NAMA : Sri febriani

NIM: F1C111021Nama dosen pengampu : Lince Muis ST.MTMata kuliah : KIMIA FISIK II

Fakultas : Sains dan TeknologiProdi : Kimia S 1Semester : 4 (empat)

Page 2: Makala Kimia Fisiiiiikk

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI .................................................................................... KATA PENGANTAR ......................................................................

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ............................................................. 1.2 Tujuan ...........................................................................

BAB II PEMBAHASAN 2.1 Diagram Fasa .............................................. 2.2diagran fasa 1 komponen............................................. 2.2.1 aturan fasa gibbs.......................................... 2.2.2 keberadaan fasa-fasa dalam sistem............................................. 2.2.3 pers. clayperon.................................... 2.2.4 pers. Clausius clapeyron................................. 2.3 kesetimbangan 3 komponen.................................................. 2.31 kesetimbangan uap cair.... 192.3.2 tekanan uap campuran ideal2.3.3 Hukum Raoult ………………………………………..2.3.4 sifat koligatif larutan……………………...2.3.5 peluruhan tekanan uap……………………………………..2.3.6 definisi dan konsep dasar diagram fasa …………………………………………2.3.7 kaidah tuas……………………………………………..2.3.8contoh sistem 2 fasa……………………………………2.4 kesetimbangan 3 komponen…………………………

BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan ................................................................... 3.2 Saran ............................................................................. 3.3 Daftar Pustaka ..............................................................

Page 3: Makala Kimia Fisiiiiikk

Kata pengantar

Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Allah swt atas limpahan rahmat dan

karunia-Nya kepada kami, sehingga kami dapat menyelesaikan makalah yang

berjudul “diagram biner dan diagram terner” ini dengan lancar. Penulisan makalah

ini bertujuan untuk memenuhi salah satu tugas yang diberikan oleh dosen

pembimbing mata kuliah Kimia Fisik.

Kami berharap dengan membaca makalah ini dapat memberi manfaat, dan juga

dapat menambah wawasan. Setelah membaca dan mempelajari tugas yang kami

buat ini yang tentunya jauh dari sempurna, tapi setidaknya kami telah berusaha

semampu kami. Untuk itulah kami membutuhkan kritik dan saran yang bersifat

membangun demi perbaikan makalah kami.

Penulis

Page 4: Makala Kimia Fisiiiiikk

BAB I PENDAHULUAN

I.I LATAR BELAKANG

Fasa adalah bagian sistem dengan komposisi kimia dan sifat – sifat fisik

seragam, yang terpisah dari bagian sistem lain oleh suatu bidang batas.

Pemahaman perilaku fasa mulai berkembang dengan adanya aturan fasa Gibbs.

Untuk sistem satu komponen, persamaan Clausius dan Clausisus – Clapeyron

menghubungkan perubahan tekanan kesetimbangan dengan perubahan suhu.

Bagian sesuatu yang menjadi pusat perhatian dan dipelajari disebut sebagaisistem. Suatu sistem heterogen terdiri dari berbagai bagian yang homogeny yang salingbersentuhan dengan batas yang jelas. Bagian homogeny ini disebut sebagai fasa dapatdipisahkan secara mekanik.Tekanan dan temperatur menentukan keadaan suatu materi kesetimbangan fasaDari materi yang sama. Kesetimbangan fasa dari suatu system harus memenuhi syaratberikut :a. Sistem mempunyai lebih dari satu fasa meskipun materinya samab. Terjadi perpindahan reversible spesi kimia dari satu fasa ke fasa lainc. Seluruh bagian sistem mempunyai tekanan dan temperature samaKesetimbangan fasa dikelompokan menurut jumlah komponen penyusunnyaYaitu sistem satu komponen, dua komponen dan tiga komponen Pemahaman mengenaiperilaku fasa berkembang dengan adanya aturan fasa Gibbs. Sedangkan persamaanClausius dan persamaan Clausius Clayperon menghubungkan perubahan tekananKesetimbangan dan perubahan suhu pada sistem satu komponen. Adanya penyimpangandari sistem dua komponen cair- cair ideal konsep sifat koligatif larutan dapat dijelaskan.

Page 5: Makala Kimia Fisiiiiikk

1.2 Tujuan

Tujuan penulisan makalah ini adalah :

1.    Mengetahui gambaran umum dan spesifikasi diagram fasa2.    Mengetahui kegunaan dari diagram fase tersebut3.    Memahami pembacaan pada diagram fasa

Page 6: Makala Kimia Fisiiiiikk

BAB 2 PEMBAHASAN

2.1 DIAGRAM FASA

Diagram Fasa adalah diagram yang menampilkan hubungan antara temperatur dimana terjadi perubahan fasa selama proses pendinginan dan pemanasan yang lambat dengan kadar karbon. Tidak seperti struktur logam murni yang hanya dipengaruhi oleh suhu, sedangkan struktur paduan dipengaruhi oleh suhu dan komposisi. Pada kesetimbangan, struktur paduan ini dapat digambarkan dalam suatu diagram yang disebut diagram fasa (diagram kesetimbangan) dengan parameter suhu (T) versus komposisi (mol atau fraksi mol). (Fase dapat didefinisikan sebagai bagian dari bahan yang memiliki struktur atau komposisi yang berbeda dari bagian lainnya). Diagram fasa khususnya untuk ilmu logam merupakan suatu pemetaan dari kondisi logam atau paduan dengan dua variabel utama umumnya ( Konsentrasi dan temperatur). Diagram fasa secara umum dipakai ada 3 jenis :

1. Diagram fasa tunggal/Uner ( 1 komponen/Komposisi sama dengan Paduan )

2. Diagram fasa Biner ( 2 komponen unsur dan temperatur)

3. Diagram fasa Terner ( 3 komponen unsur dan temperatur)

Diagram fasa tunggal memiliki komposisi yang sama dengan paduan, misalnya timbale dan timah. Diagram fasa biner misalnya paduan kuningan ( Cu-Zn), (Cu-Ni) dll. Diagram fasa terner misalnya paduan stainless steel (Fe-Cr-Ni) dll. Diagram pendinginan merupakan diagram yang memetakan kondisi struktur mikro apa yang anda akan dapatkan melalui dua variabel utama yaitu ( Temperatur dan waktu) disebut juga diagram TTT atau juga dua variabel utama yaitu (temperatur dan cooling rater) disebut juga diagram CCT. Diagram ini berguna untuk mendapatkan sifat mekanik tertentu dan mikrostruktur tertentu, Fasa bainit misalnya pada baja hanya terdapat pada diagram TTT bukan diagram isothermal Fe-Fe3C. Kegunaan Diagram Fasa adalah dapat memberikan informasi tentang struktur dan komposisi fase-fase dalam kesetimbangan. Diagram fasa digunakan oleh ahli geologi, ahli kimia, ceramists, metallurgists dan ilmuwan lain untuk mengatur dan meringkas eksperimental dan data pengamatan serta dapat digunakan untuk membuat prediksi tentang proses-proses yang melibatkan reaksi kimia antara fase.

Page 7: Makala Kimia Fisiiiiikk

2.2 Sistem Satu Komponen

2.2.1 Aturan Fasa Gibbs

Pada tahun 1876, Gibbs menurunkan hubungan sederhana antara jumlah fasa setimbang,

jumlah komponen, dan jumlah besaran intensif bebas yang dapat melukiskan keadaan sistem

secara lengkap. Menurut Gibbs,

ν=c−p+γ .......................................... (3.1)

dimana υ = derajat kebebasan

c = jumlah komponen

p = jumlah fasa

γ = jumlah besaran intensif yang mempengaruhi sistem (P, T)

Derajat kebebasan suatu sistem adalah bilangan terkecil yang menunjukkan jumlah variabel

bebas (suhu, tekanan, konsentrasi komponen – komponen) yang harus diketahui untuk

menggambarkan keadaan sistem. Untuk zat murni, diperlukan hanya dua variabel untuk

menyatakan keadaan, yaitu P dan T, atau P dan V, atau T dan V. Variabel ketiga dapat

ditentukan dengan menggunakan persamaan gas ideal. Sehingga, sistem yang terdiri dari satu gas

atau cairan ideal mempunyai derajat kebebasan dua (υ = 2).

Bila suatu zat berada dalam kesetimbangan, jumlah komponen yang diperlukan untuk

menggambarkan sistem akan berkurang satu karena dapat dihitung dari konstanta

kesetimbangan. Misalnya pada reaksi penguraian H2O.

H2O(g) D H2(g) + ½ O2(g)

K P=( PH 2) (PO

2)1 /2

( PH2O) ............................................. (3.2)

Dengan menggunakan perbandingan pada persamaan 3.2, salah satu konsentrasi zat akan dapat

ditentukan bila nilai konstanta kesetimbangan dan konsentrasi kedua zat lainnya diketahui.

Kondisi fasa – fasa dalam sistem satu komponen digambarkan dalam diagram fasa yang

merupakan plot kurva tekanan terhadap suhu.

Page 8: Makala Kimia Fisiiiiikk

Gambar 3.1. Diagram fasa air pada tekanan rendah

Titik A pada kurva menunjukkan adanya kesetimbangan antara fasa – fasa padat, cair dan

gas. Titik ini disebut sebagai titik tripel. Untuk menyatakan keadaan titik tripel hanya

dibutuhkan satu variabel saja yaitu suhu atau tekanan. Sehingga derajat kebebasan untuk titik

tripel adalah nol. Sistem demikian disebut sebagai sistem invarian.

2.2.2 Keberadaan Fasa – Fasa dalam Sistem Satu Komponen

Perubahan fasa dari padat ke cair dan selanjutnya menjadi gas (pada tekanan tetap) dapat

dipahami dengan melihat kurva energi bebas Gibbs terhadap suhu atau potensial kimia terhadap

suhu.

Page 9: Makala Kimia Fisiiiiikk

Gambar 3.2. Kebergantungan energi Gibbs pada fasa – fasa padat, cair dan gas terhadap suhu pada tekanan tetap

Lereng garis energi Gibbs ketiga fasa pada gambar 3.2. mengikuti persamaan

(∂G )(∂T )P

=−S ............................................ (3.3)

Nilai entropi (S) adalah positif. Tanda negatif muncul karena arah lereng yang turun. Sehingga,

dapat disimpulkan bahwa Sg > Sl > Ss.

2.2.3 Persamaan Clapeyron

Bila dua fasa dalam sistem satu komponen berada dalam kesetimbangan, kedua fasa

tersebut mempunyai energi Gibbs molar yang sama. Pada sistem yang memiliki fasa α dan β,

Gα = Gβ .................................................. (3.4)

Jika tekanan dan suhu diubah dengan tetap menjaga kesetimbangan, maka

dGα = dGβ ................................................ (3.5)

(∂Gα

∂ P )T

dP+(∂Gα

∂T )P

dT=(∂Gβ

∂ P )T

dP+(∂ Gβ

∂ T )P

dT ............... (3.6)

Dengan menggunakan hubungan Maxwell, didapat

V α dP−Sα dT=V β dP−Sβ dT .............................. (3.7)

dPdT

=Sβ−Sα

V β−V α

= ΔSΔV ........................................... (3.8)

Karena ΔS= ΔH

T ................................................. (3.9)

maka

dPdT

= ΔSTΔV ............................................. (3.10)

Persamaan 3.10 disebut sebagai Persamaan Clapeyron, yang dapat digunakan untuk

menentukan entalpi penguapan, sublimasi, peleburan, maupun transisi antara dua padat. Entalpi

sublimasi, peleburan dan penguapan pada suhu tertntu dihubungkan dengan persamaan

ΔH sub lim asi=ΔH peleburan+ΔH penguapan .............................. (3.11)

Page 10: Makala Kimia Fisiiiiikk

2.2.4 Persamaan Clausius – Clapeyron

Untuk peristiwa penguapan dan sublimasi, Clausius menunjukkan bahwa persamaan

Clapeyron dapat disederhanakan dengan mengandaikan uapnya mengikuti hukum gas ideal dan

mengabaikan volume cairan (Vl) yang jauh lebih kecil dari volume uap (Vg).

ΔV =V g−V l≈V g ............................................. (3.12)

Bila

RTP

=V g ................................................. (3.13)

maka persamaan 3.10 menjadi

dPdT

=PΔH v

RT 2 .......................................... (3.14)

dPP

=ΔH v

RT 2dT

........................................ (3.15)

∫P1

P 21P

dP=ΔH v

R∫T1

T21

T 2 dT ....................................... (3.16)

lnP2

P1

=ΔH v

R [− 1T 2

−(− 1T1

)] ........................................ (3.17)

lnP2

P1

=ΔH v (T 2−T 1)

RT 1T 2 ........................................ (3.18)

Persamaan 3.18 disebut Persamaan Clausius – Clapeyron. Dengan menggunakan persamaan di

atas, kalor penguapan atau sublimasi dapat dihitung dengan dua tekanan pada dua suhu yang

berbeda.

Bila entalpi penguapan suatu cairan tidak diketahui, harga pendekatannya dapat

diperkirakan dengan menggunakan Aturan Trouton, yaitu

ΔS penguapan=ΔH penguapan

T didih

≃88 J /K . mol .......................... (3.19)

2.3 Sistem Dua Komponen

Sistem 2 komponen dapat berupa campuran dari fasa cair- gas, cair- cair, fasa

padat- cair, ataupun padat- padat. Karakteristik setiap campuran sangat khas, misalnya

Page 11: Makala Kimia Fisiiiiikk

ada sistem cair- cair yang membentuk campuran yang homogen atau 1 fasa pada segala

P,T dan komposisi, tetapi ada pula yang hanya membentuk 1 fasa pada P,T atau

komposisi tertentu.

Diagram fasa untuk sistem dua komponen digambarkan sebagai fungsi komposisi

terhadap tekanan atau komposisi terhadap suhu. Oleh sebab itu aturan fasa berubah

menjadi F = C –P+1 karena salah satu variabel (P atau T) dalam keadaan konstan.

Derajad kebebasan (F) menjadi = 2-P.

Banyak informasi tentang pengontrolan struktur mikro pada paduan logam

tertentu lebih memudahkan jika digambar dalam bentuk diagram yaitu diagram fase atau

diagram kesetimbangan. Banyak perubahan struktur mikro terjadi pada saat

transformasi fase yaitu perubahan yang terjadi diantara dua fase atau lebih karena

temperatur berubah. Gejalanya bisa berupa transisi dari satu fase ke fase lain atau

terbentuk fase baru atau hilangnya sebuah fase. Diagram kesetimbangan fase

menggambarkan hubungan antara temperatur dan komposisi dan kuantitas fase-fase pada

kesetimbangan.

2.3.1 Kesetimbangan Uap – Cair dari Campuran Ideal Dua Komponen

Jika campuran dua cairan nyata (real) berada dalam kesetimbangan dengan

uapnya pada suhu tetap, potensial kimia dari masing – masing komponen adalah sama

dalam fasa gas dan cairnya.

μi(g )=μi( l) ............................................. (3.20)

Jika uap dianggap sebagai gas ideal, maka

μi(g )=μi( g)o +RT ln

Pi

Po ..................................... (3.21)

dimana Po adalah tekanan standar (1 bar). Untuk fasa cair,

μi( l)=μ i(l)o + RT ln ai ......................................... (3.22)

Persamaan 3.20 dapat ditulis menjadi

μi(g )o +RT ln

Pi

Po=μ i( l)

o +RT ln ai .................................. (3.23)

Page 12: Makala Kimia Fisiiiiikk

Dari persamaan 3.23 dapat disimpulkan bahwa

RT lnPi

P io=RT ln ai

........................................... (3.24)

a i=Pi

Pio

.................................................. (3.25)

Persamaan 3.25 menyatakan bahwa bila uap merupakan gas ideal, maka aktifitas dari

komponen i pada larutan adalah perbandingan tekanan parsial zat i di atas larutan (Pi )

dan tekanan uap murni dari zat i (Pio).

Pada tahun 1884, Raoult mengemukakan hubungan sederhana yang dapat

digunakan untuk memperkirakan tekanan parsial zat i di atas larutan (Pi ) dari suatu

komponen dalam larutan. Menurut Raoult,

Pi=xi Pio ................................................ (3.26)

Pernyataan ini disebut sebagai Hukum Raoult, yang akan dipenuhi bila komponen –

komponen dalam larutan mempunyai sifat yang mirip atau antaraksi antar larutan

besarnya sama dengan interaksi di dalam larutan (A – B = A – A = B – B). Campuran

yang demikian disebut sebagai campuran ideal, contohnya campuran benzena dan

toluena. Campuran ideal memiliki sifat – sifat

ΔHmix = 0

ΔVmix = 0

ΔSmix = - R Σni ln xi

Tekanan uap total di atas campuran adalah

P=P1+P2

=x1 P1o+x2 P2

o .................................... (3.27)

Karena x2 = 1 – x1, maka

P=P2o+( P1

o−P2o ) x1 ......................................... (3.28)

Persamaan di atas digunakan untuk membuat garis titik gelembung (bubble point line).

Di atas garis ini, sistem berada dalam fasa cair. Komposisi uap pada kesetimbangan

ditentukan dengan cara

x i'=

Pi

P ................................................... (3.29)

Page 13: Makala Kimia Fisiiiiikk

Keadaan campuran ideal yang terdiri dari dua komponen dapat digambarkan dengan

kurva tekanan tehadap fraksi mol berikut.

Gambar 3.3. Tekanan total dan parsial untuk campuran benzena – toluena pada 60oC

Gambar 3.4. Fasa cair dan uap untuk campuran benzena – toluena pada 60oC

Garis titik embun (dew point line) dibuat dengan menggunakan persamaan

P=P1

o P2o

P1o+(P2

o+P1o) x1

o

....................................... (3.30)

Di bawah garis ini, sistem setimbang dalam keadaan uap.

Pada tekanan yang sama, titik – titik pada garis titik gelembung dan garis titik embun

dihubungkan dengan garis horisontal yang disebut tie line (lihat gambar 3.4). Jika

diandaikan fraksi mol toluena adalah x, maka jumlah zat yang berada dalam fasa cair

adalah

Page 14: Makala Kimia Fisiiiiikk

C cair=x−vl−v .......................................... (3.31)

Sedangkan jumlah zat yang berada dalam fas uap adalah

Cuap=l−xl−v .......................................... (3.32)

Penentuan jumlah zat pada kedua fasa dengan menggunakan persamaan 3.31 dan 3.32

disebut sebagai Lever Rule.

2.3.2 Tekanan Uap Campuran Non Ideal

Tidak semua campuran bersifat ideal. Campuran – campuran non ideal ini

mengalami penyimpangan / deviasi dari hukum Raoult. Terdapat dua macam

penyimpangan hukum Raoult, yaitu :

Penyimpangan Positif

Penyimpangan positif hukum Raoult terjadi apabila interaksi dalam masing –

masing zat lebih kuat daripada antaraksi dalam campuran zat ( A – A, B – B > A – B).

Penyimpangan ini menghasilkan entalpi campuran (ΔHmix) positif (bersifat endotermik)

dan mengakibatkan terjadinya penambahan volume campuran (ΔVmix > 0). Contoh

penyimpangan positif terjadi pada campuran etanol dan n – hekasana.

Gambar 3.5. Penyimpangan positif hukum Raoult

Page 15: Makala Kimia Fisiiiiikk

Penyimpangan Negatif

Penyimpangan negatif hukum Raoult terjadi apabila antaraksi dalam campuran

zat lebih kuat daripada interaksi dalam masing – masing zat ( A – B > A – A, B – B).

Penyimpangan ini menghasilkan entalpi campuran (ΔHmix) negatif (bersifat eksotermik)

mengakibatkan terjadinya pengurangan volume campuran (ΔVmix < 0).. Contoh

penyimpangan negatif terjadi pada campuran aseton dan air.

Gambar 3.6. Penyimpangan negatif hukum Raoult

Pada gambar 3.5 dan 3.6 terlihat bahwa masing – masing kurva memiliki tekanan uap

maksimum dan minimum. Sistem yang memiliki nilai maksimum atau minimum disebut

sistem azeotrop. Campuran azeotrop tidak dapat dipisahkan dengan menggunakan

destilasi biasa. Pemisahan komponen 2 dan azotrop dapat dilakukan dengan destilasi

bertingkat. Tetapi, komponen 1 tidak dapat diambil dari azeotrop. Komposisi azeotrop

dapat dipecahkan dengan cara destilasi pada tekanan dimana campuran tidak membentuk

sistem tersebut atau dengan menambahkan komponen ketiga.

2.3.3. Hukum Henry

Hukum Raoult berlaku bila fraksi mol suatu komponen mendekati satu. Pada saat

fraksi mol zat mendekati nilai nol, tekanan parsial dinyatakan dengan

Pi=xi K i ................................................ (3.33)

yang disebut sebagai Hukum Henry, yang umumnya berlaku untuk zat terlarut. Dalam

suatu larutan, konsentrasi zat terlarut (dinyatakan dengan subscribe 2) biasanya lebih

Page 16: Makala Kimia Fisiiiiikk

rendah dibandingkan pelarutnya (dinyatakan dengan subscribe 1). Nilai K adalah tetapan

Henry yang besarnya tertentu untuk setiap pasangan pelarut – zat terlarut.

Tabel 3.1. Tetapan Henry untuk gas – gas terlarut pada 25oC (K2 / 109 Pa)

GasPelarut

Air Benzena

H2 7,12 0,367

N2 8,68 0,239

O2 4,40

CO 5,79 0,163

CO2 0,167 0,0114

CH4 4,19 0,569

C2H2 0,135

C2H4 1,16

C2H6 3,07

Kelarutan gas dalam cairan dapat dinyatakan dengan menggunakan tetapan

Henry. Hukum Henry berlaku dengan ketelitian 1 – 3% sampai pada tekanan 1 bar.

Kelarutan gas dalam cairan umumnya menurun dengan naiknya temperatur, walaupun

terdapat beberapa pengecualian seperti pelarut amonia cair, lelehan perak, dan pelarut –

pelarut organik. Senyawa – senyawa dengan titik didih rendah (H2, N2, He, Ne, dll)

mempunyai gaya tarik intermolekular yang lemah, sehingga tidak terlalu larut dalam

cairan. Kelarutan gas dalam air biasanya turun dengan penambahan zat terlarut lain

(khususnya elektrolit).

2.3.5. Sifat Koligatif Larutan

Sifat koligatif (colligative properties) berasal dari kata colligatus (Latin) yang

berarti ”terikat bersama”. Ketika suatu zat terlarut ditambahkan ke dalam pelarut murni

A, fraksi mol zat A, xA, mengalami penurunan. Penurunan fraksi mol ini mengakibatkan

penurunan potensial kimia. Sehingga, potensial kimia larutan lebih rendah daripada

potensial pelarut murninya. Perubahan potensial kimia ini menyebabkan perubahan

Page 17: Makala Kimia Fisiiiiikk

TbTf

pelarut

larutan

TbTf TboTfo

P

T

P

Po

P

tekanan uap, titik didih, titik beku, serta terjadinya fenomena tekanan osmosis. Sifat

koligatif diamati pada larutan sangat encer, dimana konsentrasi zat terlarut jauh lebih

kecil dari pada konsentrasi pelarutnya (x2 <<< x1). Perubahan sifat – sifat koligatif

tersebut dapat dilihat pada gambar 3.7.

Gambar 3.7. Sifat koligatif larutan

2.3.6 Penurunan Tekanan Uap (DP)

Bayangkan suatu larutan yang terdiri dari zat terlarut yang tidak mudah menguap

(involatile solute). Kondisi ini umumnya berlaku untuk zat terlarut berupa padatan, tetapi

tidak untuk zat cair maupun gas. Tekanan uap larutan (P) kemudian akan bergantung

pada pelarut saja (P1). Sehingga penurunan tekanan uap dapat dinyatakan sebagai

DP = P1o – P1 ………………………..…. (3.34)

Jika nilai P1 disubstitusi dengan persamaan 3.26, maka

ΔP=P1o−x1 . P1

o …………….……….... (3.35)

=P1o(1−x1 )

ΔP=P1o . x2 ……………………………. (3.36)

Page 18: Makala Kimia Fisiiiiikk

dimana x1 = fraksi mol pelarut

x2 = fraksi mol zat terlarut

Fraksi mol (xi) adalah perbandingan jumlah mol zat i (ni) terhadap jumlah mol total (ntotal)

dalam larutan. Untuk larutan yang sangat encer, n2 << n1. Sehingga,

n2

n1+n2

≈n2

n1 .......................................... (3.37)

Dengan demikian,

DP = P1o .

n2

n1+n2 ……………………. (3.38)

DP = P1o .

n2

n1 ………………………..... (3.39)

3.2.4.2. Kenaikan Titik Didih (DTb) dan Penurunan Titik Beku (DTf)

Titik didih (boiling point / Tb) normal cairan murni adalah suhu dimana tekanan

uap cairan tersebut sama dengan 1 atm. Penambahan zat terlarut yang tidak mudah

menguap menurunkan tekanan uap larutan. Sehingga, dibutuhkan suhu yang lebih tinggi

agar tekanan uap larutan mencapai 1 atm. Hal ini mengakibatkan titik didih larutan lebih

tinggi daripada titik didih pelarut murninya.

Dari persamaan 3.36, penurunan tekanan uap (DP) dapat dinyatakan sebagai

P1o – P1 = P1

o . x2 .................................... (3.40)

x2 =

P1o−P1

P1o

…………………………… (3.41)

Menurut persamaan Clausius – Clapeyron,

ln

P2

P1 =

ΔHV (T 2−T1 )RT 1T2 ……………………….... (3.42)

Bila P2 = P1 dan T2 = Tb

P1 = P1o T1 = Tb

o

maka persamaan Clausius – Clapeyron dapat ditulis menjadi

ln

P1

P1o

=

ΔHV (T b−T bo )

RT bo T b …………………….…. (3.43)

Page 19: Makala Kimia Fisiiiiikk

ln [1−( P1

o−P1

P1o )]

=

ΔH V

RT 1 T 2( ΔT b )

……………….…...... (3.44)

Pada larutan encer,

P1o−P1

P1o

sangat kecil, sehingga

ln

P1o−P1

P1o

= -

P1o−P1

P1o

……………..….......….. (3.45)

Karena Tb sangat kecil, maka Tb » Tbo

-

P1o−P1

P1o

=

ΔHV

R (T bo)2

( ΔT b ) ……………...……… (3.46)

- x2 =

ΔHV

R (T bo)2

( ΔT b ) ……………...……... (3.47)

n2

n1 = -

ΔHV

R (T bo)2

( ΔT b ) ………………….. (3.48)

n2

n1

=w2

M 2

xM 1

w1 …….............................. (3.49)

dengan w1 dan M1 masing – masing adalah berat dan massa molar pelarut, serta w2 dan

M2 adalah berat dan massa molar zat terlarut. Jika w1 dianggap 1000 gram,

n2

n1

=m2 . M 1 …………………………..... (3.50)

m2 . M1 = -

ΔHV

R (T bo)2

( ΔT b ) …………………….... (3.51)

DTb = -

R (T bo)2 M 1

ΔH v . m2 ...................................... (3.52)

DTb = Kb . m2 .......................................... (3.53)

Penambahan zat terlarut juga mengakibatkan terjadinya penurunan titik beku

(freezing point / Tf). Dengan menggunakan cara yang sama, didapat

DTf = Kf . m2 ........................................... (3.54)

Page 20: Makala Kimia Fisiiiiikk

pelarut murni larutan

dinding semi permiabel

2.3.7 Tekanan Osmosis (p)

Pendekatan tekanan osmosis dapat dijelaskan sebagai berikut. Suatu larutan

terpisah dari pelarut murninya oleh dinding semi permiabel, yang dapat dilalui oleh

pelarut, tetapi tidak dapat dilalui oleh zat terlarutnya. Karena potensial kimia larutan lebih

rendah, maka pelarut murni akan cenderung bergerak ke arah larutan, melalui dinding

semi permiabel.

Gambar 3.8. Tekanan osmosis

Pada kesetimbangan, tekanan di bagian kiri adalah P dan tekanan di bagian kanan

adalah P + π. Π adalah perbedaan tekanan dari kedua sisi yang dibutuhkan untuk

menghindari terjadinya aliran spontan melalui membran ke salah satu sisi.

Menurut hubungan Maxwell,

dG = - S dT + V dP ............................................. (3.55)

d

Gn = -

Sn dT +

Vn dP ………………………... (3.56)

dμ = - S dT + ν dP …………………………..... (3.57)

Karena ( ∂ μ∂ P )

T = ν , maka

dμ = ∫0

π

ν dP …………………………….. (3.58)

Bila V dianggap tidak bergantung pada tekanan, maka

Δμ = νπ ……………………………… (3.59)

Menurut kesetimbangan kimia,

Page 21: Makala Kimia Fisiiiiikk

μ = μo

+ RT ln

P

Po ………………………….. (3.60)

μ - μo

= RT ln

P

Po …….……………..……... (3.61)

Δμ = - RT ln

P

Po ………………………… (3.62)

dimana P = P1 = tekanan uap larutan

Po = P1o = tekanan uap pelarut murni

Jika persamaan 3.59 disamakan dengan persamaan 3.62, maka

- RT ln

P1

P1o = νπ ………………………….….. (3.63)

Menurut Hk. Raoult

x1 =

P1

P1o

………………..……….……... (3.64)

x1 = (1 – x2) …………………………… (3.65)

Sehingga, persamaan 3.63 menjadi

- RT ln

P1

P1o = νπ ……………………………... (3.66)

- RT ln x1 = νπ ……………………………... (3.67)

π = -

RTν ln (1 – x2) ......................... (3.68)

Pada larutan sangat encer, x2 sangat kecil sehingga ln (1 – x2) » - x2.

π = -

RTν (- x2) ..................................... (3.69)

π =

RTVn1 .

n2

n1 ………………………... (3.70)

π = R.T.C2 ............................................. (3.71)

dimana C2 adalah konsentrasi zat terlarut.

Page 22: Makala Kimia Fisiiiiikk

2.3.8 definisi Dan Konsep dasar Diagram Fasa

Struktur dan sifat logam murni sangat berubah apabila dipadu dengan unsur lain.

Kelakuan bahan seperti itu dapat dilihat juga pada bahan cair dan gas, tetapi yang sangat

menyolok terdapat pada bahan padat. Dalam “material” fasa dinyatakan

berdasarkan struktur mikro (struktur dan komposisi) yang homogen dari suatu

area yang terdapat didalam material tersebut Kalau bahan (komponen A) menjadi

sistem dua komponen dengan menambahkan komponen B, fase baru tidak terbentuk

apabila B larut dalam dalam keadaan padat dalam A. Tetapi apabila B dipadukan

melebihi kelarutan maksimumnya maka terjadi campuran larutan padat jenuh dan

berlebihan fasa B. Kadang-kadang Adan B bereaksi satu sama lain membentuk fasa lain.

Sifat bahan berubah yang disebabkan oleh perbandingan campuran dan kondisi

campuran fasa yang ada. Hubungan antara jumlah setiap komponen dan fasa yang terjadi

dapat dilihat dari diagram fasa yang dapat memberikan informasi mengenai sifat bahan.

Diagram fasa merupakan diagram yang digunakan sebagai peta yang

menunjukkan fasa yang ada pada suhu tertentu atau komposisi paduan pada keadaan

keseimbangan Diagram fasa digunakan untuk membantu dalam memprediksi

transformasi fasa dan menghasilkan struktur yang seimbang atau tidak, dan

merepresentasikan hubungan antara komposisi dan temperatur dan kuantitas fasa pada

kesetimbangan

Beberapa informasi penting yang dapat diperoleh dari diagram fasa tersebut adalah:

1. Fasa-fasa yang terdapat dalam material pada perbedaan komposisi dan

temperatur dibawah kondisi pendinginan lambat.

2. Indikasi kesetimbangan kelarutan padat dari suatu elemen atau senyawa dalam

elemen atau senyawa lain.

3. Indikasi temperatur, dimana paduan didinginkan dibawah kondisi setimbang

mulai dari awal (start) hingga padat (solidifikasi) dan rentang temperatur

dimana proses solidifikasi terjadi.

Page 23: Makala Kimia Fisiiiiikk

4. Indikasi temperatur dimana terjadi perubahan fasa padat pada saat meleleh

Komposisi dari suatu paduan atau suatu fasa dalam suatu paduan biasanya diukur

dalam berat (Weigth) %, symbol W.

2.3.9Kaidah Tuas (The Lever Rule)

Digunakan untuk mengetahui prosentasi berat dari fasa yang ada dalam daerah dua fasa pada

diagram fasa kesetimbangan dua komponen. Misalnya ditanyakan berapa berat fraksi dari fasa

pada suhu T dan fraksi berat B, W0 berdasarkan kaidah tuas/timbangan/pengungkit pada diagram

fasa di bawah ini.

Page 24: Makala Kimia Fisiiiiikk

2.4 Contoh Sistem Dua Komponen Fasa (Diagram Fasa)

A.Sistem Dua Komponen Cair- Cair Misibel Sebagian

Campuran dua macam senyawa cair- cair kadangkala tidak menghasilkan suatu

campuran yang homogen, karena kedua cairan itu tidak larut (misibel) sempurna. Dua

cairan dikatakan misibel sebagian jika A larut dalam B dalam jumlah yang terbatas, dan

sebaliknya. Secara eksperimen dapat diperoleh diagram fasa suhu terhadap komposisi

cair- cair pada tekanan tetap, seperti pada gambar berikut :

Page 25: Makala Kimia Fisiiiiikk

Pada diagram tersebut jika suhu dibuat konstan, misal T, sistem dimulai dari B

murni (titik C), maka penambahan A sedikit dmi sedikit hingga batas titik D (fraksi mol

XA1) akan didapat cairan satu fasa. Bila penambahan A diteruskan, hingga titik E

misalnya, maka akan didapatkan dua fasa atau dua lapisan. Jika penambahan diteruskan

sampai mencapai titik F, maka penambahan berikutnya akan menghasilkan satu lapisan

atau satu fasa. Contoh dari sistem ini adalah sistem fenol- air. Komposisi kedua lapisan

dalam keseimbangan ditunjukkan oleh perbandingan fasa 1 dan fasa 2, dalam diagram di

atas diperlihatkan oleh hubungan massa fasa L1: massa fasa L2 = FE : DE.

B.Sistem Dua Komponen Padat- Cair

Kesetimbangan fasa sistem 2 komponen padat- cair banyak digunakan dalam

proses pembuatan logam paduan. Ada banyak macam jenis kesetimbangan dua

komponen padat- cair , misalnya :

Kedua komponen misibel dalam fasa cair dan imisibel dalam fasa padat

Kedua komponen membentuk senyawa dengan titik leleh yang kongruen

Kedua komponen membentuk senyawa dengan titik leleh yang inkongruen

Kedua komponen membentuk larutan padat

Kedua komponen misibel dalam fasa cair dan misibel sebagian dalam fasa padat

Page 26: Makala Kimia Fisiiiiikk

C.Sistem 2 Komponen Yang Kedua Komponennya Misibel Dalam Fasa Cair Dan

Imisibel Dalam Fasa Padat

Jenis kesetimbangan ini banyak dijumpai dalam kehidupan sehari- hari, misalnya

ada 2 macam logam yang dalam keadaan padat tidak bercampur tetapi ketika dicairkan

keduanya akan bercampur homogen membentuk 1 fasa. Diagram fasanya digambarkan

seperti pada gambar 4. Titik TA dan TB adalah suhu leleh A dan B murni.Sedangkan titik

E adalah titik eutektik yaitu suhu terendah dimana masih terdapat komponen cair.

Sedangkan derajad kebebasan untuk setiap daerah mempunyai harga yang berbeda- beda,

misalnya daerah larutan cair mempunyai fasa = 1, maka derajad kebebasan pada P tetap

akan berharga F = 2.

Page 27: Makala Kimia Fisiiiiikk

D.Sistem Dua Komponen dengan Fasa Padat – Cair

Sistem biner paling sederhana yang mengandung fasa padat dan cair ditemui bila

komponen – komponennya saling bercampur dalam fas cair tetapi sama sekali tidak

bercampur pada fasa padat, sehingga hanya fasa padat dari komponen murni yang akan

keluar dari larutan yang mendingin. Sistem seperti itu digambarkan dalam diagram fasa

Bi dan Cd berikut.

Kurva

pendinginan dan diagram fasa suhu – persen berat untuk sistem Bi – Cd

Page 28: Makala Kimia Fisiiiiikk

Bila suatu cairan yang mengandung hanya satu komponen didinginkan, plot suhu

terhadap waktu memiliki lereng yang hampir tetap. Pada suhu mengkristalnya padatan

yang keluar dari cairan, kurva pendingina akan mendatar jika pendinginan berlangsung

lambat. Patahan pada kurva pendinginan disebabkan oleh terlepasnya kalor ketika cairan

memadat. Hal ini ditunjukkan pada bagian kiri gambar 3.9, yaitu cairan hanya

mengandung Bi (ditandai dengan komposisi Cd 0%) pada suhu 273oC dan cairan yang

hanya mengandung Cd (ditandai dengan komposisi Cd 100%) pada suhu 323oC.

Jika suatu larutan didinginkan, terjadi perubahan lereng kurva pendinginan pada

suhu mulai mengkristalnya salah satu komponen dari larutan, yang kemudian memadat.

Perubahan lereng ini disebabkan oleh lepasnya kalor karena proses kristalisasi dari

padatan yan gkeluar dari larutan dan juga oleh perubahan kapasitas kalor. Hal ini dapat

terlihat pada komposisi 20% dan 80% Cd. Untuk komposisi 40% Cd pada suhu 140oC,

terjadi pertemuan antara lereng kurva pedinginan Bi dan Cd yang menghasilkan garis

mendatar. Pada suhu ini, Bi dan Cd mengkristal dan keluar dari larutan, menghasilkan

padatan Bi dan Cd murni. Kondisi dimana larutan menghasilkan dua padatan ini disebut

titik eutektik, yang hanya terjadi pada komposisi dan suhu tertentu. Pada titik eutektik

terdapat tiga fasa, yaitu Bi padat, Cd padat dan larutan yang mengandung 40% Cd.

Derajat kebebasan untuk titik ini adalah 0, sehingga titik eutektik adalah invarian.

Eutektik bukan merupakan fasa, tetapi kondisi dimana terdapat campuran yang

mengandung dua fasa padat yang berstruktur butiran halus.

E. diagram fase padat-cair

Diagram fase sistem Bi-Cd

Page 29: Makala Kimia Fisiiiiikk

CdBiwaktu

T

A

B

CD

EF

G

H

J

K

L0% Cd 20% Cd 40% Cd80% Cd

100% Cd

Bi + LiquidCd + Liquid

Persen berat Cd

Keterangan :

Titik L merupakan titik dimana Cd meleleh.

Titik J merupakan titik dimana Bi meleleh.

Sehinggapada titik JKL terdiri dari satu fase.

Pada suhu tertentu terjadi kondisi dimana larutan menghasilkan dua padatan disebut titik

eutektik.

Untuk komposisi 40% Cd terjadi pertemuan antara lereng kurva pendinginan Bi dan Cd

yang menghasilkan garin mendatar.

Pada suhu ini Bi dan Cd mengkristal dan keluar dari larutan, menghasilkan padatan Bi

dan Cd yang murni.

Pembentukan Senyawa

Komponen – komponen pada sistem biner dapat bereaksi membentuk senyawa

padat yang berada dalam kesetimbangan dengan fas cair pada berbagai komposisi. Jika

pembentukan senyawa mengakibatkan terjadinya daerah maksimum pada diagram suhu –

komposisi, maka disebut senyawa bertitik lebur sebangun (congruently melting

compound). Contoh senyawa ini dapat dilihat pada diagram fas Zn – Mg pada gambar

3.10.

Page 30: Makala Kimia Fisiiiiikk

Gambar 3.10. Diagram fasa Zn – Mg

Selain melebur, senyawa juga dapat meluruh membentuk senyawa lain dan

larutan yang setimbang pada suhu tertentu. Titik leleh ini disebut titik leleh tak sebangun

(incongruently melting point) dan senyawa yang terbentuk disebut senyawa bertitik lebur

tak sebangun. Hal ini terjadi pada bagian diagram fasa Na2SO4 – H2O yang menunjukkan

pelelehan tak sebangun dari Na2SO4.10H2O menjadi kristal rombik anhidrat Na2SO4.

Gambar 3.11 Bagian diagram fasa Na2SO4 – H2O

Page 31: Makala Kimia Fisiiiiikk

Larutan Padat

Pada umumnya, padatan murni bisa didapatkan pada saat larutan didinginkan.

Tetapi, pada beberapa sistem, bila larutan didinginkan, maka larutan padatlah (solid

solution) yang akan keluar. Contoh sistem yang membentuk larutan padat adalah sistem

Cu – Ni.

Gambar. Diagram fasa Cu – Ni

Pada gambar 3.12, terlihat adanya daerah dimana terdapat fasa cair (larutan) dan

fasa padat (larutan padat) yang berada dalam kesetimbangan. Garis yang berbatasan

dengan fasa cair disebut sebagai garis liquidus, sedangkan garis yang berbatasan dengan

fasa padat disebut garis solidus. Larutan padat pada sistem ini disebut sebagai fasa α.

Komposisi masing – masing fasa dapat ditentukan dengan menggunakan lever rule.

Kondisi fasa – fasa yang ada dalam sistem pada berbagai suhu dapat dilihat pada gambar

3.13.

Page 32: Makala Kimia Fisiiiiikk

fase-1

fase-2

a’ a a”

l”l’

A Bx (nitrobenzen)

T

Tuc

Gambar 3.13. Kondisi fasa – fasa dalam sistem Cu – Ni pada berbagai suhu

Diagram fase cair-cair

Yang dimaksud dengan :

Fase 1 adalah campuran heksana dan nitrobenzen yang sudah tidak dapat dibedakan lagi

keduanya (bercampur sempurna).

Fase 2 adalah fase yang terdiri dari dua campuran heksana dan nitrobenzen dimana

diantara keduanya masih dapat dibedakan satu sama lainnya.

Page 33: Makala Kimia Fisiiiiikk

a’ merupakan fase yang paling banyak mengandung komponen A dan sedikit dijenuhi

oleh komponen B.

a” merupakan fase yang paling banyak mengandung komponen B dan sedikit dijenuhi

oleh komponen A.

Misalnya :

Pada titik A adalah cairan Heksana dan pada titik B adalah cairaan nitrobenzen,

pada temperatur tertentu cairn heksana mencapai suatu titik (a’) sedangkan cairan

nitrobenzen mencapai titik tertentu (a”) sehingga kedua titik tersebut yaitu a’ dan a”

dapat dihubungkan dengan satu gari hubung yang menghubungkan dua fase yang berada

dalam kesetimbangan satu sama lain.

Garis hubung yang terlihat pada kurva menunjukkkan temperatur kritis atas (Tuc) terjadi

suatu tahapan dimana permukaan antara fase 1 dan fase 2 menghilang (terjadi pemisahan

fase).

Fraksi mol a’ pada kisaran 0 < x < 0,2

Fraksi mol a” pada kisaran 0,8 < x < 1

Sistem biner fenol - air merupakan sistem yang memperlihatkan sifat kelarutan

timbal balik antara fenol dan air pada suhu tertentu dan tekanan tetap. Disebut sistem

biner karena jumlah komponen campuran terdiri dari dua zat yaitu fenol dan air. Fenol

dan air kelarutanya akan berubah apabila dalam campuran itu ditambahan salah satu

komponen penyusunnya yaitu fenol atau air. Jika komposisi campuran fenol air

dilukiskan  terhadap suhu akan diperoleh kurva sebagai berikut.

Page 34: Makala Kimia Fisiiiiikk

Gambar 1. komposisi campuran fenol air

L1 adalah fenol dalam air, L2 adalah air dalam fenol, XA dan XF masing-masing adalah mol fraksi air dan mol fraksi fenol, XC adalah mol fraksi komponen pada suhu kritis (Tc). Sistem ini mempunyai suhu kritis (Tc) pada tekanan tetap, yaitu suhu minimum pada saat dua zat bercampur secara homogen dengan komposisi Cc. Pada suhu T1 dengan komposisi di antara A1  dan B1  atau pada suhu T2 dengan komposisi di antara A2 dan B2, sistem berada pada dua fase (keruh). Sedangkan di luar daerah  kurva (atau diatas suhu kritisnya, Tc), sistem berada pada satu fase (jernih)

1. Diagram fase paduan biner Ge-Si (dalam grafik 2D)

diagram fase adalah sejenis grafik yang digunakan untuk menunjukkan kondisi kesetimbangan

antara fase-fase yang berbeda dari suatu zat yang sama. Dalam matematika dan fisika, diagram

fase juga mempunyai arti sinonim dengan ruang fase.

- Garis Liquidus ialah garis yang menunjukan awal dari proses pendinginan (pembekuan).

- Garis Solidus ialah garis yang menunjukan akhir dari proses pembekuan (pendinginan).

Page 35: Makala Kimia Fisiiiiikk

Keterangan :

Sumbu y : temperatur

Sumbu x : komposisi paduan

Garis liquidus : garis antara L dan α+L

Garis solidus : garis antara α dan α+L

Titik liquid pada suhu : 1412oC

Titik solid pada suhu : 940oC

Page 36: Makala Kimia Fisiiiiikk

XB

XA

XC

C

A B

2.4 KESETIMBANGAN FASA 3 KOMPONEN

Berdasarkan hukum fase Gibbs jumlah terkecil peubah bebas yang diperlukan untuk menyatakan

keadaan suatu sistem dengan tepat pada kesetimbangan dilengkapkan sebagai :

V = C – P + 2

dengan V = jumlah derajat kebebasan, C = jumlah komponen, dan P = jumlah fasa.

Dalam ungkapan di atas, kesetimbangan mempengaruhi suhu, tekanan, dan komposisi sistem.

Jumlah derajat kebebasan untuk sistem tiga komponen pada suhu dan tekanan tetap dapat

dinyatakan sebagai :

V = 3 – P

Jika dalam sistem hanya terdapat satu fasa, maka V = 2. Berarti, untuk menyatakan

keadaan sistem dengan tepat perlu ditentukan konsentrasi dari dua komponennya. Sedangkan

bila dalam sistem terdapat dua fasa dalam kesetimbangan V = 1; berarti hanya satu komponen

yang harus ditentukan konsentrasinya dan konsentrasi komponen yang lain sudah tentu

berdasarkan diagram fasa untuk sistem tersebut. Oleh karena itu, sistem tiga komponen pada

suhu dan tekanan tetap mempunyai jumlah derajat kebebasan maksimum = 2 (jumlah fasa

minimum = 1), maka diagram fasa ini dapat digambarkan dalam satu bidang datar berupa suatu

segitiga sama sisi yang disebut diagram terner. Tiap sudut segitiga tersebut menggambarkan

suatu komponen murni. Prinsip penggambaran komposisi dalam diagram terner dapat dilihat

pada gambar di bawah ini :

Fraksi mol tiga komponen dari sistem terner (C = 3) sesuai dengan XA + XB + Xc = 1.

Titik pada sisi AB : campuran biner A dan B

BC : campuran biner B dan C

Page 37: Makala Kimia Fisiiiiikk

BA

C

a1a2

a3a4

b1b2

b3b4

D

Diagram : 3 Cairan dengan 1 Binodal

AC : campuran biner A dan C

Diagram fase yang digambarkan sebagai segitiga sama sisi menjamin dipenuhinya sifat

ini secara otomatis sebab jumlah jarak ke sebuah titik didalam segitiga sama sisi yang diukur

sejajar dengan sisi-sisinya sama dengan panjang sisi segitiga itu yang dapat diambil sebagai

satuan panjang.

Sistem 3 komponen sebenarnya banyak memungkinkan yakni pada percobaan ini

digunakan sistem 3 komponen yang terdiri atas zat cair yang sebagian tercampur.

Sistem 3 zat cair yang sebagian dibagi menjadi :

Tipe 1 : Pembentukan sepasang zat cair bercampur sebagian

Tipe 2 : Pembentukan 2 pasang zat cair bercampur sebagian

Tipe 3 : Pembentukan 3 pasang zat cair bercampur sebagian

Dalam percobaan yang dilakukan menggunakan tipe 1.

Tipe 1 : Pembentukan sepasang zat cair yang bercampur sebagian.

Penambahan A pada campuran B dan C akan memperbesar daya larut keduanya. C

adalah susunan keseluruhan antara B dan C. Pada penambahan A, susunan keseluruhan bergerak

sepanjang CA. Susunan masing-masing lapisan dinyatakan dengan garis kesetimbangan

α 1 β1 , α2 β2 dan seterusnya.

Kalau B bercampur sebagian, maka campuran antara B dan C pada temperatur dan tekanan tertentu membentuk dua lapisanI larutan C dalam BII larutan B dalam C

Page 38: Makala Kimia Fisiiiiikk

Pada titik b4 kedua lapisan hilang dan terbentuk lapisan tunggal. Hilangnya kedua

lapisan tidak bersama-sama.

Kedua lapisan dapat menjadi identik hanya pada satu susunan yaitu d, titik D disebut

titik isotermal kritis atau plait point.

Semua campuran yang terdapat di daerah a D b selalu terbagi kedalam dua lapisan.

Grafik, a D b disebut kurva binodal. Hanya plait point tidak berimpit dengan maksimal grafik

binodal.

. Tekanan Uap Campuran Non Ideal

Tidak semua campuran bersifat ideal. Campuran – campuran non ideal ini mengalami

penyimpangan / deviasi dari hukum Raoult. Terdapat dua macam penyimpangan hukum Raoult,

yaitu

a. Penyimpangan positif

Penyimpangan positif hukum Raoult terjadi apabila interaksi dalam masing – masing

zat lebih kuat daripada antaraksi dalam campuran zat ( A – A, B – B > A – B).

Penyimpangan ini menghasilkan entalpi campuran (ΔHmix) positif (bersifat

endotermik) dan mengakibatkan terjadinya penambahan volume campuran (ΔVmix >

0). Contoh penyimpangan positif terjadi pada campuran etanol dan n – hekasana.

Gambar. Penyimpangan positif hukum Raoult

b. Penyimpangan negatif

Penyimpangan negatif hukum Raoult terjadi apabila antaraksi dalam campuran zat

lebih kuat daripada interaksi dalam masing – masing zat ( A – B > A – A, B – B).

Penyimpangan ini menghasilkan entalpi campuran (ΔHmix) negatif (bersifat

Page 39: Makala Kimia Fisiiiiikk

eksotermik) mengakibatkan terjadinya pengurangan volume campuran (ΔVmix < 0)..

Contoh penyimpangan negatif terjadi pada campuran aseton dan air.

Gambar. Penyimpangan negatif hukum Raoult

Pada gambar 3.5 dan 3.6 terlihat bahwa masing – masing kurva memiliki tekanan uap

maksimum dan minimum. Sistem yang memiliki nilai maksimum atau minimum disebut sistem

azeotrop. Campuran azeotrop tidak dapat dipisahkan dengan menggunakan destilasi biasa.

Pemisahan komponen 2 dan azotrop dapat dilakukan dengan destilasi bertingkat. Tetapi,

komponen 1 tidak dapat diambil dari azeotrop. Komposisi azeotrop dapat dipecahkan dengan

cara destilasi pada tekanan dimana campuran tidak membentuk sistem tersebut atau dengan

menambahkan komponen ketiga.

Page 40: Makala Kimia Fisiiiiikk

]BAB III

PENUTUP

A. Kesimpulan

Dari makalah yang telah disajikan dapat disimpulkan bahwa :

1. Diagram Fasa adalah diagram yang menampilkan hubungan antara temperatur dimana

terjadi perubahan fasa selama proses pendinginan dan pemanasan yang lambat dengan

kadar karbon. Tidak seperti struktur logam murni yang hanya dipengaruhi oleh suhu,

sedangkan struktur paduan dipengaruhi oleh suhu dan komposisi.

2. Kesetimbangan Fasa adalah suatu keadaan dimana suatu zat memiliki komposisi yang

pasti pada kedua fasanya pada suhu dan tekanan tertentu, biasanya pada fasa cair dan

uapnya.

3. Sistem eutektik adalah campuran senyawa kimia atau unsur-unsur yang memiliki

satu komposisi kimia yang membeku pada suhu yang lebih rendah daripada komposisi

lain yang dibuat dari bahan yang sama

B. Saran

Kami sadar makalah ini masih jauh dari kata sempurna, untuk itu saya mambutuhkan kritik dan

saran dari teman-teman yang sifanya membangun. Bagi teman-teman yang ingin menambah

wawasan mengenai diagram fasa dan solidifitas,teman-teman bisa mencari referensi lain. Dan

makalah ini juga semoga dapat bermanfaat guna menambah wawasan teman-teman sekalian

Page 41: Makala Kimia Fisiiiiikk

C. Daftar pustaka

Atkins, P.W. 1999. Kimia Fisika Jilid I Edisi  keempat. Jakarta: Erlangga 

Rohman, Ijang dan Sri Mulyani. 2004. Kimia Fisika 1. Jakarta: JICA.

http://chieul.blogspot.com/2012/02/kesetimbangan-fasa-dua-komponen.htmlhttp://agismaen.blogspot.com/2012/11/kesetimbangan-fasa.htmlhttp://en.wikipedia.org/wiki/Eutectic_systemhttp://www.chem.arizona.edu/~salzmanr/480a/480ants/2comppd/2comppd.html