Diagram Fase

Download Diagram Fase

Post on 26-Jun-2015

571 views

Category:

Documents

2 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

<p>Diagram faseDari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas Belum Diperiksa Langsung ke: navigasi, cari Dalam kimia fisik, mineralogi, dan teknik material, 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.</p> <p>Daftar isi[sembunyikan]y y</p> <p>y y y</p> <p>1 Tinjauan 2 Tipe-tipe diagaram fase o 2.1 Diagram fase 2D 2.1.1 Sifat-sifat termodinamika lainnya o 2.2 Diagram fase 3D 3 Lihat pula 4 Referensi 5 Pranala luar</p> <p>[sunting] TinjauanKomponen-komponen umum diagram fase adalah garis kesetimbangan atau sempadan fase, yang merujuk pada garis yang menandakan terjadinya transisi fase. Titik tripel adalah titik potong dari garis-garis kesetimbangan antara tiga fase benda, biasanya padat, cair, dan gas. Solidus adalah temperatur di mana zat tersebut stabil dalam keadaan padat. Likuidus adalah temperatur di mana zat tersebut stabil dalam keadaan cair. Adalah mungkin terdapat celah di antara solidus dan likuidus; di antara celah tersebut, zat tersebut terdiri dari campuran kristal dan cairan.</p> <p>[sunting] Tipe-tipe diagaram fase[sunting] Diagram fase 2D</p> <p>Diagram fase yang paling sederhana adalah diagram tekanan-temperatur dari zat tunggal, seperti air. Sumbu-sumbu diagram berkoresponden dengan tekanan dan temperatur. Diagram fase pada ruang tekanan-temperatur menunjukkan garis kesetimbangan atau sempadan fase antara tiga fase padat, cair, dan gas.</p> <p>Diagram fase yang umum. Garis titik-titik merupakan sifat anomali air. Garis berwarna hijau menandakan titik beku dan garis biru menandakan titik didih yang berubah-ubah sesuai dengan tekanan. Penandaan diagram fase menunjukkan titik-titik di mana energi bebas bersifat non-analitis. Fasefase dipisahkan dengan sebuah garis non-analisitas, di mana transisi fase terjadi, dan disebut sebagai sempadan fase. Pada diagaram sebelah kiri, sempadan fase antara cair dan gas tidak berlanjut sampai tak terhingga. Ia akan berhenti pada sebuah titik pada diagaram fase yang disebut sebagai titik kritis. Ini menunjukkan bahwa pada temperatur dan tekanan yang sangat tinggi, fase cair dan gas menjadi tidak dapat dibedakan[1], yang dikenal sebagai fluida superkritis. Pada air, titik kritis ada pada sekitar 647 K dan 22,064 MPa (3.200,1 psi) Keberadaan titik kritis cair-gas menunjukkan ambiguitas pada definisi di atas. Ketika dari cair menjadi gas, biasanya akan melewati sebuah sempadan fase, namun adalah mungkin untuk memilih lajur yang tidak melewati sempadan dengan berjalan menuju fase superkritis. Oleh karena itu, fase cair dan gas dapat dicampur terus menerus. Sempadan padat-cair pada diagram fase kebanyakan zat memiliki gradien yang positif. Hal ini dikarenakan fase padat memiliki densitas yang lebih tinggi daripada fase cair, sehingga peningkatan tekanan akan meningkatkan titik leleh. Pada beberapa bagian diagram fase air, sempadan fase padat-cair air memiliki gradien yang negatif, menunjukkan bahwa es mempunyai densitas yang lebih kecil daripada air. [sunting] Sifat-sifat termodinamika lainnya Selain temperatur dan tekanan, sifat-sifat termodinamika lainnya juga dapat digambarkan pada diagram fase. Contohnya meliputi volume jenis, entalpi jenis, atau entropi jenis. Sebagai contoh, grafik komponen tunggal Temperatur vs. Entropi jenis (T vs. s) untuk air/uap atau untuk</p> <p>refrigeran biasanya digunakan untuk mengilustrasikan siklus termodinamika seperti siklus Carnot dan siklus Rankine. Pada grafik dua dimensi, dua kuantitas termodinamika dapat ditunjukkan pada sumbu horizontal dan vertikal. Kuantitas termodinamika lainnya dapat diilustrasikan dengan bertumpuk sebagai sebuah deret garis atau kurva. Garis-garis ini mewakili kuantitas termodinamika pada nilai konstan tertentu.</p> <p>Diagram fase temperatur vs. entropi jenis untuk air/uap. Pada area di bawah kubah, air dan uap berada dalam keadaan kesetimbangan. Titik kritisnya ada di atas kubah. Garis/kurva biru adalah isobar yang menunjukkan tekanan konstan. Garis/kurva hijau adalah isokor yang menunjukkan volume jenis konstan. Garis merah menunjukkan kualitas konstan</p> <p>[sunting] Diagram fase 3DAdalah mungkin untuk membuat grafik tiga dimensi (3D) yang menunjukkan tiga kuantitas termodinamika. Sebagai contoh, untuk sebuah komponen tunggal, koordinat 3D Cartesius dapat menunjukkan temperatur (T), tekanan (P), dan volume jenis (v). Grafik 3D tersebut kadangkadang disebut diagram P-v-T. Kondisi kesetimbangan akan ditungjukkan sebagai permukaan tiga dimensi dengan luas permukaan untuk fase padat, cair, dan gas. Garis pada permukaan tersebut disebut garis tripel, di mana zat padat, cair, dan gas dapat berada dalam kesetimbangan. Titik kritis masih berupa sebuah titik pada permukaan bahkan pada diagram fase 3D. Proyeksi ortografi grafik P-v-T 3D yang menunjukkan tekanan dan temperatur sebagai sumbu vertikal dan horizontal akan menurunkan plot 3D tersebut menjadi diagram tekanan-temperatur 2D. Ketika</p> <p>hal ini terjadi, permukaan padat-uap, padat-cair, dan cair-uap akan menjadi tiga kurva garis yang akan bertemu pada titik tripel, yang merupakan proyeksi ortografik garis tripel. This document last updated on 03-Apr-2003</p> <p>A phase diagram is a graphical representation of chemical equilibrium. Since chemical equilibrium is dependent on the composition of the system, the pressure, and the temperature, a phase diagram should be able to tell us what phases are in equilibrium for any composition at any temperature and pressure of the system. Sebuah diagram fase adalah representasi grafis dari kesetimbangan kimia. Sejak kesetimbangan kimia tergantung pada komposisi sistem, tekanan, dan suhu, diagram tahapan yang harus dapat memberitahu kita apa yang berada dalam kesetimbangan fase untuk setiap komposisi pada suhu apapun dan tekanan sistem. First, a few terms will be defined, then we will discuss two component phase diagrams starting with simple systems and progressing to more complex systems. Pertama, beberapa istilah yang akan didefinisikan, maka kita akan membahas komponen diagram fase dua dimulai dengan sistem yang sederhana dan maju ke sistem yang lebih kompleks. Definitions Definisi System - A system is that part of the universe which is under consideration. Sistem - sistem adalah bagian dari alam semesta yang sedang dipertimbangkan. Thus, it may or may not have fixed boundaries, depending on the system. Dengan demikian, hal itu mungkin atau mungkin tidak memiliki batasan tetap, tergantung pada sistem. For example, if we are experimenting with a beaker containing salt and water, and all we are interested in is the salt and water contained in that beaker, then our system consists only of salt and water contained in the beaker. Sebagai contoh, jika kita bereksperimen dengan gelas yang berisi garam dan air, dan semua kita tertarik adalah garam dan air yang terkandung dalam gelas itu, maka sistem kami hanya terdiri dari garam dan air yang terkandung dalam gelas. If the system cannot exchange mass or energy with its surroundings, then it is termed an isolated system . Jika sistem tidak dapat bertukar massa atau energi dengan lingkungannya, maka disebut sistem terisolasi. (Our salt and water system, if we put a lid on it to prevent evaporation, and enclosed it in a perfect thermal insulator to prevent it from heating or cooling, would be an isolated system.) (Sistem kami garam dan air, jika kita meletakkan tutup di atasnya untuk mencegah penguapan, dan tertutup dalam sebuah insulator thermal yang sempurna untuk mencegah pemanasan atau pendinginan, akan menjadi sistem yang terisolasi.) If the system can exchange energy, but not mass with its surroundings, we call it a closed system . Jika sistem dapat pertukaran energi, tetapi tidak massa dengan lingkungannya, kami menyebutnya sebagai sistem tertutup. (Our beaker, still sealed, but without the thermal insulator is a closed system). (Gelas kita, masih disegel, tapi tanpa isolator termal sistem tertutup). If the system can exchange both mass and energy with its surroundings, we call it an open</p> <p>system. Jika sistem dapat bertukar baik massa dan energi dengan sekitarnya, kami menyebutnya sistem terbuka. (Our beaker - salt - water system open to the air and not insulated is thus an open system). (Gelas kami - garam - air sistem terbuka ke udara dan tidak terisolasi dengan demikian sistem terbuka). Phase - A phase is a physically separable part of the system with distinct physical and chemical properties. Tahap - tahap adalah bagian terpisah secara fisik dari sistem dengan sifat fisik dan kimia yang berbeda. A system must consist of one or more phases. Sebuah sistem harus terdiri dari satu atau lebih fase. For example, in our salt-water system, if all of the salt is dissolved in the water, consists of only one phase (a sodium chloride - water solution). Sebagai contoh, dalam sistem garam-air kita, jika semua garam dilarutkan dalam air, hanya terdiri dari satu fasa (a klorida natrium - larutan air). If we have too much salt, so that it cannot all dissolve in the water, we have 2 phases, the sodium chloride - water solution and the salt crystals. Jika kita memiliki banyak garam juga, sehingga tidak bisa semua larut dalam air, kita memiliki 2 fase, natrium klorida - larutan air dan garam kristal. If we heat our system under sealed conditions, we might have 3 phases, a gas phase consisting mostly of water vapor, the salt crystals, and the sodium chloride - water solution. Jika kita panas sistem kami dalam kondisi disegel, kita mungkin memiliki 3 fase, fase gas sebagian besar terdiri dari uap air, kristal garam, dan natrium klorida - larutan air. In a magma a few kilometers deep in the earth we might expect one or more phases. Dalam magma beberapa kilometer jauh di dalam bumi kita harapkan satu atau lebih fase. For example if it is very hot so that no crystals are present, and there is no free vapor phase, the magma consists of one phase, the liquid. Sebagai contoh jika sudah sangat panas sehingga tidak ada kristal yang hadir, dan tidak ada fase uap gratis, magma terdiri dari satu fase, cairan. At lower temperature it might contain a vapor phase, a liquid phase, and one or more solid phases. Pada suhu yang lebih rendah mungkin mengandung fasa uap, fase cair, dan satu atau lebih fase padat. For example, if it contains crystals of plagioclase and olivine, these two minerals would be considered as two separate solid phases because olivine is physically and chemically distinct from plagioclase. Sebagai contoh, jika mengandung kristal plagioklas dan olivin, kedua mineral akan dianggap sebagai dua fasa solid yang terpisah karena olivin secara fisik dan kimia yang berbeda dari plagioklas. Component - Each phase in the system may be considered to be composed of one or more components. Komponen - Setiap fase dalam sistem dapat dianggap terdiri dari satu atau lebih komponen. The number of components in the system must be the minimum required to define all of the phases. Jumlah komponen dalam sistem harus menjadi minimum yang diperlukan untuk mendefinisikan semua fase. For example, in our system salt and water, we might have the components Na, Cl, H, and O (four components), NaCl, H, and O (three components), NaCl and HO (two components), or NaCl-H 2 O (one component). However, the possible phases in the system can only consist of crystals of halite (NaCl), H 2 O either liquid or vapor, and NaCl-H 2 O solution. Misalnya, dalam sistem kami garam dan air, kita mungkin memiliki komponen Na, Cl, H, dan O (empat komponen), NaCl, H, dan O (tiga komponen), NaCl dan HO (dua komponen), atau NaCl- H 2 O (salah satu komponen). Namun, kemungkinan tahapan dalam sistem hanya dapat terdiri dari kristal garam karang (NaCl), H 2 O baik cair atau uap, dan NaCl-H 2 O solusi. Thus only two components (NaCl and H 2 O) are required to define</p> <p>the system, because the third phase (NaCl - H 2 O solution) can be obtained by mixing the other two components. Jadi hanya dua komponen (NaCl dan H 2 O) yang diperlukan untuk mendefinisikan sistem, karena tahap ketiga (NaCl - H 2 O solusi) dapat diperoleh dengan mencampur komponen dua lainnya. The Phase Rule Aturan Tahap The phase rule is an expression of the number of variables and equations that can be used to describe a system in equilibrium. In simple terms, the number of variables are the number of chemical components in the system plus the extensive variables, temperature and pressure. The number of phases present will depend on the variance or degrees of freedom of the system. The general form of the phase rule is stated as follows: Aturan fase adalah ungkapan dari jumlah variabel dan persamaan yang dapat digunakan untuk menggambarkan sistem dalam keseimbangan.. Secara sederhana, jumlah variabel adalah jumlah komponen kimia dalam sistem ditambah luas variabel, suhu dan tekanan Jumlah fase ini akan tergantung pada varian atau derajat kebebasan sistem berikut. umum Bentuk fasa aturan dinyatakan sebagai: F=C+2-PFC=+2-P where F is the number of degrees of freedom or variance of the system. dimana F adalah jumlah derajat kebebasan atau varian dari sistem. C is the number of components, as defined above, in the system. C adalah jumlah komponen, sebagaimana didefinisikan di atas, dalam sistem. P is the number of phases in equilibrium, P adalah jumlah tahap dalam kesetimbangan, and the 2 comes from the two extensive variables, Pressure and Temperature. dan 2 berasal dari dua variabel yang luas, Tekanan dan Suhu. To see how the phase rule works, let's start with a simple one component system - the system Al 2 SiO 5 , shown in the Pressure, Temperature phase diagram below. Untuk melihat bagaimana aturan fase bekerja, mari kita mulai dengan sistem satu komponen yang sederhana sistem Al 2 SiO 5, ditampilkan dalam Tekanan itu, Suhu diagram fase di bawah ini.</p> <p>First look at the point in the field of kyanite stability. Since kyanite is the only phase present, P=1. F is 2 at this point, because one could change both temperature and pressure by small amounts without affecting the number of phases present. Pertama melihat titik dalam bidang stabilitas kyanite.. Sejak kyanite adalah hanya fase ini, P = 1 F adalah 2 pada titik ini, karena satu bisa mengubah suhu dan tekanan dari sejumlah kecil tanpa mempengaruhi jumlah fase ini. We say that this area of kyanite stability on the phase diagram is a divariant field (variance, F =2). Kami mengatakan bahwa daerah ini stabilitas kyanite pada diagram fase adalah bidang divariant (variansi, F = 2). Next look at the point on the phase boundary between kyanite and sillimanite. Selanjutnya melihat titik pada batas fase antara kyanite dan sillimanite. For any point on such a boundary the number of phases, P, will be 2. Using the phase rule we find that F = 1, or there is one degree of freedom. This means there is only one independent variable. If we change pressure, temperature must also change in or...</p>