Download - kstb-fasa
-
8/7/2019 kstb-fasa
1/22
Bahan Ajar Kimia Fisika
BAB III
KESETIMBANGAN FASA
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.
Sedangkan pada sistem dua komponen, larutan ideal mengikuti hukum
Raoult. Larutan non elektrolit nyata (real) akan mengikuti hukum Henry. Sifat
sifat koligatif dari larutan dua komponen akan dibahas pada bab ini.
3.1. Sistem Satu Komponen
3.1.1. 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,
+= pc .......................................... (3.1)
dimana = derajat kebebasan
c = jumlah komponen
p = jumlah fasa
= jumlah besaran intensif yang mempengaruhi sistem (P, T)
Derajat kebebasan suatu sistem adalah bilangan terkecil yang menunjukkanjumlah 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 ( = 2).
-
8/7/2019 kstb-fasa
2/22
Bahan Ajar Kimia Fisika
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) H2(g) + O2(g)
( )( )( )OH
OH
PP
PPK
2
22
2/1
= ............................................. (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.
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.
-
8/7/2019 kstb-fasa
3/22
Bahan Ajar Kimia Fisika
3.1.2. 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.
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
( )( )
STG
P
= ............................................ (3.3)
Nilai entropi (S) adalah positif. Tanda negatif muncul karena arah lereng yang
turun. Sehingga, dapat disimpulkan bahwa Sg > Sl > Ss.
3.1.3. 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 dan ,
G = G .................................................. (3.4)
Jika tekanan dan suhu diubah dengan tetap menjaga kesetimbangan, maka
dG = dG ................................................ (3.5)
dTT
GdP
P
GdT
T
GdP
P
G
PTPT
+
=
+
............... (3.6)
Dengan menggunakan hubungan Maxwell, didapat
-
8/7/2019 kstb-fasa
4/22
Bahan Ajar Kimia Fisika
dTSdPVdTSdPV = ..............................
(3.7)
V
S
VV
SS
dT
dP
=
=
........................................... (3.8)
KarenaT
HS
= .................................................
(3.9)
makaVT
S
dT
dP
= .............................................
(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
penguapanpeleburanasisub HHH += lim ..............................
(3.11)
3.1.4. 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).
glg VVVV = .............................................
(3.12)
Bila gVP
RT= .................................................
(3.13)
maka persamaan 3.10 menjadi
2RT
HP
dT
dP v= .......................................... (3.14)
-
8/7/2019 kstb-fasa
5/22
Bahan Ajar Kimia Fisika
dTRT
H
P
dP v2
= ........................................
(3.15)
dTTR
HdP
P
T
T
v
P
P
=2
1
2
1
2
11.......................................
(3.16)
=
121
2 11lnTTR
H
P
P v........................................ (3.17)
( )21
12
1
2lnTRT
TTHPP v = ........................................
(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
molKJT
HS
didih
penguapan
penguapan ./88
= ..........................
(3.19)
3.2. Sistem Dua Komponen
3.2.1. 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.
)()( ligi = .............................................
(3.20)
Jika uap dianggap sebagai gas ideal, maka
o
io
gigiP
PRTln)()( += ..................................... (3.21)
dimana Po adalah tekanan standar (1 bar). Untuk fasa cair,
-
8/7/2019 kstb-fasa
6/22
Bahan Ajar Kimia Fisika
i
o
lili aRT ln)()( += ......................................... (3.22)
Persamaan 3.20 dapat ditulis menjadi
i
o
lio
io
gi aRTP
PRT lnln )()( +=+ .................................. (3.23)
Dari persamaan 3.23 dapat disimpulkan bahwa
io
i
i aRTP
PRT lnln = ........................................... (3.24)
o
i
i
iP
Pa = .................................................. (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,
o
iiiPxP = ................................................
(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
Hmix = 0
Vmix = 0
Smix = - R ni ln xi
Tekanan uap total di atas campuran adalah
21PPP +=
oo PxPx 2211 += ....................................
(3.27)
Karena x2 = 1 x1, maka
-
8/7/2019 kstb-fasa
7/22
Bahan Ajar Kimia Fisika
( ) 1212 xPPPPooo += ......................................... (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
P
Px ii =
'................................................... (3.29)
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 60 oC
Gambar 3.4. Fasa cair dan uap untuk campuran benzena toluena pada 60 oC
Garis titik embun (dew point line) dibuat dengan menggunakan persamaan
-
8/7/2019 kstb-fasa
8/22
Bahan Ajar Kimia Fisika
( )oooo
oo
xPPP
PPP
1121
21
++
= ....................................... (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
vl
vxCcair
= .......................................... (3.31)
Sedangkan jumlah zat yang berada dalam fas uap adalah
vl
xlCuap
= .......................................... (3.32)
Penentuan jumlah zat pada kedua fasa dengan menggunakan persamaan 3.31 dan
3.32 disebut sebagaiLever Rule.
3.2.2. 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
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 (Hmix) positif (bersifat endotermik) dan mengakibatkanterjadinya penambahan volume campuran (Vmix > 0). Contoh
penyimpangan positif terjadi pada campuran etanol dan n hekasana.
-
8/7/2019 kstb-fasa
9/22
Bahan Ajar Kimia Fisika
Gambar 3.5. 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 (Hmix) negatif (bersifat eksotermik) mengakibatkan
terjadinya pengurangan volume campuran (Vmix < 0).. Contohpenyimpangan 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
-
8/7/2019 kstb-fasa
10/22
Bahan Ajar Kimia Fisika
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.
3.2.3. Hukum Henry
Hukum Raoult berlaku bila fraksi mol suatu komponen mendekati satu.
Pada saat fraksi mol zat mendekati nilai nol, tekanan parsial dinyatakan dengan
iii KxP = ................................................
(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 rendah dibandingkan pelarutnya (dinyatakan dengansubscribe 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 1,16C2H6 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
-
8/7/2019 kstb-fasa
11/22
Bahan Ajar Kimia Fisika
lemah, sehingga tidak terlalu larut dalam cairan. Kelarutan gas dalam air biasanya
turun dengan penambahan zat terlarut lain (khususnya elektrolit).
3.2.4. 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 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
-
8/7/2019 kstb-fasa
12/22
Bahan Ajar Kimia Fisika
3.2.4.1. Penurunan Tekanan Uap ( P)
Bayangkan suatu larutan yang terdiri dari zat terlarut yang tidak mudahmenguap (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
P = P1o P1 ...
(3.34)
Jika nilaiP1 disubstitusi dengan persamaan 3.26, maka
oo PxPP 111 .= .....
(3.35)
)1( 11 xPo =
21 .xPPo= .
(3.36)
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
-
8/7/2019 kstb-fasa
13/22
Bahan Ajar Kimia Fisika
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 ( P) dapat dinyatakan
sebagai P1o P1 = P1
o . x2 ....................................
(3.40)
x2 = o
o
P
PP
1
11
(3.41)
Menurut persamaan Clausius Clapeyron,
ln1
2
P
P=
( )
21
12
TRT
TTHV ....
(3.42)
Bila P2 = P1 dan T2 = Tb
P1 = P1o T1 = Tb
o
maka persamaan Clausius Clapeyron dapat ditulis menjadi
ln oP
P
1
1=
b
o
b
o
bbV
TRT
TTH )( ..
(3.43)
ln
o
o
PPP
1
111 = ( )bV TTRTH
21
.......
(3.44)
Pada larutan encer,o
o
P
PP
1
11 sangat kecil, sehingga
lno
o
P
PP
1
11 = -
o
o
P
PP
1
11 ...........
(3.45)
-
8/7/2019 kstb-fasa
14/22
Bahan Ajar Kimia Fisika
Karena Tb sangat kecil, maka Tb Tbo
-o
o
PPP
1
11 =( )
( )bob
V TTRH
2 ...
(3.46)
- x2 = ( )( )b
o
b
V TTR
H
2 ......
(3.47)
1
2
n
n= -
( )( )b
ob
V T
TR
H
2 ..
(3.48)
1
1
2
2
1
2
w
Mx
M
w
n
n= .............................. (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,
12
1
2 .Mm
n
n = .....
(3.50)
m2 . M1 = - ( )( )b
o
b
V TTR
H
2 ....
(3.51)
Tb = -( )
v
ob
H
MTR
1
2
. m2 ......................................
(3.52)
Tb = Kb . m2 ..........................................
(3.53)
Penambahan zat terlarut juga mengakibatkan terjadinya penurunan titik
beku (freezing point / Tf). Dengan menggunakan cara yang sama, didapat
Tf = Kf . m2 ...........................................
(3.54)
-
8/7/2019 kstb-fasa
15/22
Bahan Ajar Kimia Fisika
3.2.4.3. Tekanan Osmosis ( )
Pendekatan tekanan osmosis dapat dijelaskan sebagai berikut. Suatularutan 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 + . 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)
dn
G= -
n
SdT +
n
VdP ...
(3.56)d = - S dT + dP .....
(3.57)
KarenaTP
= , maka
d = dP
0
..
(3.58)
pelarut
murnilarutan
dinding semi permiabel
-
8/7/2019 kstb-fasa
16/22
Bahan Ajar Kimia Fisika
Bila Vdianggap tidak bergantung pada tekanan, maka
=
(3.59)
Menurut kesetimbangan kimia,
= o + RT lno
P
P..
(3.60)
- o = RT lno
P
P......
(3.61)
= - RT lno
P
P
(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 oPP1
1 = ...
(3.63)
Menurut Hk. Raoult
x1 = oP
P
1
1......
(3.64)
x1 = (1 x2) (3.65)
Sehingga, persamaan 3.63 menjadi
- RT ln oP
P
1
1= ...
(3.66)
- RT ln x1 = ...
(3.67)
-
8/7/2019 kstb-fasa
17/22
Bahan Ajar Kimia Fisika
= -
RTln (1 x2) .........................
(3.68)
Pada larutan sangat encer, x2 sangat kecil sehingga ln (1 x2) - x2.
= -
RT(- x2) .....................................
(3.69)
=1n
V
RT
.1
2
n
n...
(3.70)
= R.T.C2 .............................................
(3.71)
dimana C2 adalah konsentrasi zat terlarut.
3.2.5. 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.
-
8/7/2019 kstb-fasa
18/22
Bahan Ajar Kimia Fisika
Gambar 3.9. Kurva pendinginan dan diagram fasa suhu persen berat untuk sistem Bi Cd
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
-
8/7/2019 kstb-fasa
19/22
Bahan Ajar Kimia Fisika
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.
3.2.5.1. 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.
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.
-
8/7/2019 kstb-fasa
20/22
Bahan Ajar Kimia Fisika
Gambar 3.11 Bagian diagram fasa Na2SO4 H2O
3.2.5.2. 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 3.12. Diagram fasa Cu Ni
-
8/7/2019 kstb-fasa
21/22
Bahan Ajar Kimia Fisika
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 . 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.
Gambar 3.13. Kondisi fasa fasa dalam sistem Cu Ni pada berbagai suhu
3.3. Sistem Tiga Komponen
-
8/7/2019 kstb-fasa
22/22
Bahan Ajar Kimia Fisika
Gambar 3.14. Diagram fasa sistem tiga komponen air asam asetat vinil asetat