kesetimb fasa

Upload: ines

Post on 06-Jul-2018

236 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    1/66

    04/29/16 104/29/16 1

    KESETIMBANGANKESETIMBANGAN

    FASAFASADANDAN

    DIAGRAM FASADIAGRAM FASA

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    2/66

    04/29/16 204/29/16

    Kesetimbangan Fasa & DiagramFasa; -Ukuran kesetimbangan menggunakanbesaran-besaran intensif,

    -Aturan (kaidah) fasa,-Persamaan Clapeyron,  -Persamaan Clausius-Clapeyron,

    -Diagram fasa untuk sistim satu komponen,-Sistim dua komponen (diagram fasa; air-air, keseimbangan padat air, air uap),-Sistim tiga komponen!

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    3/66

    04/29/16 304/29/16

    • Sistem : suatu zat atau campuran yang

    diisolasikan dari zat-zat lain dalam suatu

    ada! yang inert" untuk diselidiki pengaru!

    peru#a!an $"% dan konsentrasi ter!adap zatterse#ut

    • &asa' #agian dari sistem" yang (isiknya

    #er#eda dan dapat dipisa!kan secara

    mekanik" misal secara (iltrasi" dekantasi atau

    sedimentasi

    • )isal : sistem air" air dan garam" gas" ds#*

    KESETIMBANGAN FASA &KESETIMBANGAN FASA &

    DIAGRAM FASADIAGRAM FASA

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    4/66

    04/29/16 404/29/16

    • %ada kesetim#angan" potensial kimia tiap

    konstituen pada setiap sistem !arus sama*

    • +alam sistem air terdapat (ase padat ,es" (asecair ,air" dan (ase gas ,uap air*

    .,es-  .2,l-  .2,uap-

    .

    T

    Tm Tb

    Gas

    Padat

    Cair 

    Gambar 1.

    Plot μ terhadap T pada P konstan

    (G)

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    5/66

    04/29/16 04/29/16

    • %ada tekanan yang le#i! renda!"

    ketergantungan energi #e#as i##s ,potensialkimia ter!adap temperatur digam#arkan

    dengan garis putus-putus

    .

    T

    Tm Tb

    Gas

    Padat

    Cair 

    (G)

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

    Gambar &.

    Plot μ terhadap T

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    6/66

    04/29/16 604/29/16

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

    Ukuran kesetimbangan menggunakanbesaran-besaran Intensif ! "esaran-besaran intensif tersebut adalah ; T, P  

    dan µ

    "ila dua fasa berada dalam kesetimbangan(misalnya es dan air) keduanya harus

    mempunyai suhu dan tekanan yang sama

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    7/66

    04/29/16 04/29/16

    Aturan FasaAturan Fasa

    a. FasaFasa yaitu, bagian sistem yangseragam atau homogen diantara keadaansubmakroskopisnya, tetapi benar-benarterpisah dari bagian sistem yang lain olehbatasan yang jelas dan baik.

    Campuran padatan atau 2 cairan yang tidakdapat bercampur, dapat membentuk fasa

    terpisah, sedangkan campuran gas-gasadalah satu fasa karena sistemnya yanghomogen.

    Simbol umum untuk jumlah fasaSimbol umum untuk jumlah fasa = .= .

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    8/66

    04/29/16 504/29/16

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

    b.b. Komponen (C)Komponen (C)!umlah komponen dalam suatu sistem

    adalah jumlah minimum dari "#ariabelbebas pilihan$ yang dibutuhkan untukmenggambarkan komposisi tiap fase darisuatu sistem

    c.c. Derajat Kebebasan (F = varian)Derajat Kebebasan (F = varian) 

    %erajat kebebasan suatu sistem ialah, jumlah terkecil #ariabel bebas &tekanan,

    suhu, konsentrasi berbagai fasa' yangharus dipilih agar #ariabel intensif dapatditetapkan.

    F = ( in#arian, F = ) uni#arian,

    F = 2 bi#arian dan seterusnya

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    9/66

    04/29/16 904/29/16 9

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

    d. Aturan Fasa *ibbsd. Aturan Fasa *ibbs

    F = C + 2

    '.illard Gibbs mendapatkan hbn*an antara  'mlah dera+at kebebasan (")  'mlah komponen (C)  'mlah ,asa (P)

    tran ini men-atakan baha ntkkesetimban*an apapn dalam sistem tertutup/ +mlah 0ariabel bebasdisebt dera+atkebebasan " sama den*an +mlah komponen Cditambah & dikran*i +mlah ,asa P

    2bn*an keti*an-a disebt den*an

     Aturan fasa GIBBS 

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    10/66

    04/29/16 1004/29/16

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

    Contoh ).

    "erapa fasa yang ada pada kesetimbanganberikut;CaC&s'  /===0 Ca&s'  + C2&g'

    !a1ab;%alam persamaan, dua padatan &CaC 

    dan Ca' mempunyai struktur yang

    berbeda dan terpisah oleh batasan yang jelas, maka seluruhnya ada fasa &duapadat, satu gas'

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    11/66

    04/29/16 1104/29/16

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

    !a1ab*unung es adalah bentuk padat dari

    air, danau adalah larutan air danatmosfer terdiri dari uap air dan gas-gas lainnya, maka ada tiga fasa&padat, cair, gas'

    Contoh 2.3ebuah gunung es mengapungdi danau. 4ila dianggap, danau,gunung es dan atmosfer sebagai suatu

    sistem, berapa jumlah fasa yang ada.

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    12/66

    04/29/16 1204/29/16

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

    Contoh .

    Dari persamaan reaksi ontoh #,CaC$%(s)  &''' Ca$(s)  C$*(g)arilah +umlah komponennya!

    !a1ab;

    5ntuk komponen ada aturannya komponen -) atau C ). 

    %ari pers. ada 6at yang berbedasecara kimia, CaC, Ca dan C2. 7api

    sistem berada dalam kesetimbanganhingga jumlah komponen adalah

    duadua

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    13/66

    04/29/16 1304/29/16

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

    Contoh 8. 7entukan derajat kebebasan dalam sistempada contoh ),F = C + 2F =2+2 = ), sistem merupakan uni#arian

    Contoh 9.:itunglah jumlah komponen pada contoh

    2, jika atmosfer hanya mengandung uapair

    !a1ab;

    karena secara kimia, danau, gununges dan atmosfer hanya terdiri darisatu macam 6at&:2' maka hanya

    ada satu komponen yaitu :2.

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    14/66

    04/29/16 1404/29/16

    • +ari gam#ar 3 di#aa!" !itungla! 7umla! dera7at

    ke#e#asan pada titik yang #erla#el 1"2"3

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

    s

    3

    0

    1

    1

    1

    $#$m

    T

    &

    &

    &

    4

    a

    b 5

    1 atm

    %

    0

    Gambar 4.

    $ia*ram ,asa sistim sat komponen

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    15/66

    04/29/16 104/29/16 1

    ersamaan Clapeyron menggambarkan

    #ariasi tekanan dengan temperatur padakeadaan setimbang

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

    Persamaan Clape-ronPersamaan Clape-ron

    4ila dua fasa suatu 6at berada dalamkesetimbangan, keduanya &pada dan 7tertentu' mempunyai energi *ibbs molaryang sama

     4ila suhu diubah pada tekanan tetap,

    atau sebaliknya, salah satu fasa akanmenghilang, namun bila suhu dantekanan diubah sedemikian rupa, hinggapotensial kimia kedua fasa sama, keduafasa tersebut akan tetap berada bersama.

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "S

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    16/66

    04/29/16 1604/29/16

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

    "ila dua fasa dari suatu at murni beradadalam kesetimbangan, potensial kimiaataupun energi ibbs molarnya sama,

    β α    dGdG   =

    "ila suhu dan tekanan diubah sedangkankesetimbangan di+aga,

    β α    GG   =

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    17/66

    04/29/16 104/29/16

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

    .arena bergantung pada P dan / sa+a,persamaan dapat ditulis;

    =   

      ∂∂

    +   

      

    ∂∂

    dT T 

    GdP 

     P 

    G

     P T 

    α α  dT T 

    GdP 

     P 

    G

     P T 

       

      

     ∂

    ∂+  

     

      

     ∂

    ∂   β β 

    Dari persamaan dasar sistim tertutup0

    =−   dT S dP V  α α    dT S dP V  β β    −

    maka;V  P 

    GS 

    G

    T  P 

    =   

      ∂∂

    −=   

      ∂∂

     sedangkan,

    atau

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    18/66

    04/29/16 1504/29/16

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

    Persamaan Clapeyron dapat digunakan untukpenguapan, sublimasi, peleburan ataupuntransisi antara dua fase padat! 1ntalpi

    sublimasi, peleburan dan penguapan padasuhu tertentu berhubungan, sbb0

    uaplebur asi sub   H  H  H    ∆+∆=∆ lim

    V T 

     H 

    V V 

    S S 

    dT 

    dP 

    =∆

    =−

    = α β 

    α β 

    …..pers. Clapeyron

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    19/66

    04/29/16 1904/29/16 19

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

    Contoh

    :itunglah perubahan tekanan per derajat

    pada kesetimbangan padat-cair dari airpada titik bekunya jika diketahui

    enyelesaian

    ( )( )

    ( )( )   1333

    131

    )(

    133

    3

    131

    )(

    10004,189998,0

    1018

    10634,199168,0

    1018

    −−−

    −−−

    −−−

    −−−

    ==

    ==

    mol dm xkgdm

    kgg  grmol V 

    mol dm xkgdm

    kgg  grmol V 

    air 

    es

    dT 

    dP 

    ∆=

    11)(

    3

    )(

    3

    )(

    22

    .9998,0dan,9168,0

    −−

    −−

    =∆

    ==

    mol  JK S 

    kgdmd kgdmd 

    lebur 

    air es

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    20/66

    04/29/16 2004/29/16

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

    5ntuk perubahan #olume es menjadi

    #olume air, perubahan tekanan dpdapat  ditulis menjadi,

    ( ) =∆   

      

     

    −∆

    =∆   T V V 

    S  P 

    esair 

    lebur 

    )()(

    )(

    ( )( )

    ( )133

    11

    10634,19004,18

    122−−

    −−

    mol dm x

     K mol  JK 

    atm

     Nm x Jdm x

    133

    10494,1310494,13   2633

    ===   −−

    maka didapatkan

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    21/66

    04/29/16 2104/29/16

    Inte*rasi Persamaan Clape-ron

    2 3ntegrasi terhadap pers! Clapeyron padakesetimbangan bermaam fase dapatdilakukan!

    2 Pada kesetimbangan padat-air dapatditulis sebagai 0

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

    lebur m

    lebur 

    V T  H 

    dT dp

    ∆∆=

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    22/66

    04/29/16 2204/29/16

    m

    m

    lebur 

    lebur 

    T T 

    V  H  p p

    '

    12   ln∆∆=−

    asil integrasinya :

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

    +engan asumsi 8 le#ur  dan 8 le#ur  tidaktergantung pada peru#a!an su!u" maka

    mlebur 

    lebur 

     H 

     p p

      ∆

    =− 12

     8$ adala! peru#a!an titik lele!" dan relati( kecil

    di#andingkan ter!adap #esarnya titik lele!*

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    23/66

    04/29/16 2304/29/16 23

    Persamaan ClasisClape-ronPersamaan ClasisClape-ron

    2 Pers! Clausius-Clapeyron menghubungkan4ariasi tekanan pada fase terkondensasidengan kesetimbangan uap dengan Suhu

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

    Clausius menunjukkan bah1a untukpenguapan dan sublimasi, persamaanClapeyron dapat disederhanakan

    Clausius mengandaikan uap mengikuti hukum gas ideal#olume cairan diabaikan

    &dianggap V l

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    24/66

    04/29/16 2404/29/16

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

    2

    )()(

     RT 

     H  P 

    TV 

     H 

    dT 

    dP    uap

    v

    uap   ∆=∆

    =

    dT  RT 

     H 

     P 

     P d 

     P 

    dP    uap2

    )(ln

    ∆= 

      

      = +

    Persamaan ini dimodifikasi menghasilkan0

    P + ' tekanan yang digunakan! Persamaan terakhirdiintegrasi dengan anggapan bah5a  ΔH uap tak

    bergantung pada suhu dan tekanan, akandihasilkan0

     RT 

     H 

     P 

     P 

    dT T  R

     H 

     P 

     P d 

    uap

    uap

    +∆

    −= 

     

     

     

     

    ∆=   

      

    +

    −+   ∫ ∫ 

    )(

    2)(

    ln

    ln

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    25/66

    04/29/16 204/29/16

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

    6ika persamaan dialurkan antara ln P/P + 4ersus 1/T , didapatkan grafik berupa garis

    lurus dengan kemiringan -ΔH (uap) /R dantitik potong dengan sumbu ' C"ila integrasi dilakukan antara dua batas,P#  pada /# dan P* pada /* sbb 0

    =   

      ∫ 

      +

    +   +

     P  P 

     P  P   P 

     P d 

    /2

    /1ln

     R

     H  uap)(∆ dT T T 

    T ∫   −2

    1

    2

    ( )

    21

    12)(

    1

    2

    12

    )(

    1

    2

    ln

    11ln

    T  RT 

    T T  H 

     P 

     P 

    T T  R H 

     P  P 

    uap

    uap

    −∆

    =   

     

      

      

      −−−∆=  

      

      maka

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    26/66

    04/29/16 2604/29/16

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

    %engan menggunakan persamaan

    diatas, kalor penguapan atau sublimasidapat dihitung dengan dua tekanan uappada dua suhu yang berbeda

    4ila entalpi penguapan suatu cairantidak diketahui, harga pendekatannyadapat diperkirakan denganmenggunakan aturan 7routon yaitu

    ntropi penguapan molar pada titikdidih standar &mendidih pada tekanan) atm' adalah tetap dan besarnya

    lebih kurang >> ! ?-) mol-)

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    27/66

    04/29/16 204/29/16 2

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

    11)(

    )( 88  −−≅∆=∆   mol  JK 

    T  H S 

    b

    uap

    uap

    4erbagai cairan mempunyai entropipenguapan yang sama pada titik

    didihnya, asalkan tidak terjadi asosiasimaupun disosiasi selama penguapan

    66..tran Troton

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    28/66

    04/29/16 2504/29/16

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

    Contoh 1.

    Hitung panas sublimasi C2 padat da!i data be!ikut"

    #(mmHg) 10 40 100 400 $60

    t(%C) &119, &108,6 &102,2 &8,$ &$8,2

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    29/66

    04/29/16 2904/29/16 29

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

    enyelesaian*unakan hubungan ( )

    21

    12

    1

    2

    ln T  RT 

    T T  H 

     P 

     P    −∆

    =   

     

     

     

    ( ) ( )( )( )( )

    11

    111

    2

    12

    21

    018,1344,13018

    10

    40l%g

    ',1'34,1$4

    4,1$4',1'3316,8303,2

    l%g303,2

    −−

    −−

    ==

    −=

    =∆

    kJmol  Jmol 

    mmHg 

    mmHg 

     K 

     K  K mol  JK 

     P 

     P 

    T T 

    T  RT  H  sub

    Atau dapat juga dihitung dari kemiringan

    garis , jika ln diplot terhadap )

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    30/66

    04/29/16 3004/29/16

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

    Contoh 2.

    !t"n#lah te$anan "ap tol"en pa%a 1 oC '!la tol"en

    %!an##ap (en#!$"t! h"$"( Tro"ton %an t!t!$ %!%!h

    nor(alnya a%alah 11)*2 oC

    G"na$an persa(aan+b

    uap

    uap T 

     H 

      )(

    )(

    =∆"nt"$ (en#h!t"n# panas pen#"apan (olar

    %an persa(aan ( )

    21

    12

    1

    2

    ln T  RT 

    T T  H 

     P 

     P    −∆=   

      

     

    "nt"$ (en#h!t"n# te$anan "ap pa%a 1 oC

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    31/66

    04/29/16 3104/29/16

    KESETIMB!G! "S# $IG%M "SKESETIMB!G! "S# $IG%M "S

    ( )( )

    ( ) ( )( )( )

    ( )( ) ( ) ( )

    atme P 

     K mol  JK 

     Jmol atm P 

     Jmol 

     K mol  JK  xT S  H  buapuap

    $4,0

    1306,03$362,383316,8303,2

    2,108,33$04

    3$31

    62,3831

    316,8303,28,33$04

    1l%g

    8,33$04

    62,38386,8$

    1306,0

    2

    1

    11

    1

    2

    1

    11

    )()(

    ==

    −=

    −=

       

       −=

    =

    =∆=∆

    −−−

    −−

    ,enyelesa!an+,enyelesa!an+

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    32/66

    04/29/16 3204/29/16

    Diagram FasaDiagram Fasa

    • +iagram (asa merupakan cara muda! untukmenampilkan u7ud zat se#agai (ungsi su!u dan

    tekanan

    • +alam diagram (asa" diasumsikan #a!a zat

    terse#ut diisolasi dengan #aik dan tidak ada zat

    lain yang masuk atau keluar sistem* 

    • %ema!aman tentang diagram (asa akan ter#antu

    dengan pema!aman hukum fasa Gibbs"!u#ungan yang diturunkan ole! (isikaan-

    matematik merika ;osia!

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    33/66

    04/29/16 3304/29/16 33

    Seba*ai 5ontoh khas/ diberikan dia*ram ,asa air pada *ambar 7.

    Gambar 7. $ia*ram ,asa air

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    34/66

    04/29/16 3404/29/16 34

    • $alam titik tertent di dia*ram ,asa/ +mlah

    dera+at kebebasan adalah & -akni suhu  dan

    tekanan8• Bila da ,asa berada dalam kesetimban*an

    seba*aimana ditn+kkan den*an *aris -an*

    membatasi daerah da ,asa han-a ada sat

    dera+at kebebasan/bisa sh ata tekanan.

    • Pada titik tripel/ ketika terdapat ti*a ,asa

    tidak ada dera+at kebebasan la*i.

    • Kemirin*an -an* ne*ati, pada batas padatan5airan memiliki implikasi pentin*. Bila

    tekanan diberikan pada es/ es akan meleleh

    dan membentk air.

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    35/66

    04/29/16 304/29/16 3

    • Sebalikn-a/ air pada tekanan 9/99:9 atm

    berada seba*ai 5airan pada sh rendah/sementara pada sh 9/99;< =C/ ti*a

    +d air akan ada bersama. Titik ini

    disebt titik tripel air. Tidak ada titik laindi mana ti*a +d air ada bersama. 

    • Pada titik kritis (ntk air/ &1< atm/

    4>7=C)/ bila 5airan berbah men+adi ,asa*as/ mn5l keadaan antara (intermediate

    state)/ -akni keadaan antara 5air dan *as.

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    36/66

    04/29/16 3604/29/16 36

    $ia*ram "asa ?ntk Sistem ir 

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    37/66

    04/29/16 304/29/16

    $ia*ram ,asa ntk C@&

    C-C-22

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    38/66

    04/29/16 35

    $ia*ram "asa ?ntk Sistem Sat$ia*ram "asa ?ntk Sistem Sat

    Komponen (Permkaan PAAT ir)Komponen (Permkaan PAAT ir)

    Contoh perilak sh/Contoh perilak sh/

    tekanan dan 0olmetekanan dan 0olme

     pada sat at mrni/pada sat at mrni/

    7iap-tiap titik padapermukaanmenggambarkan suatu

    keadaan setimbang.

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    39/66

    04/29/16 39

    %iperlihatkan proyeksipermukaan tersebut padabidang 7 dan bidang

    @. ada permukaanterdapat tiga bidangberfasa dua cair-uap, es-uap dan air-es.

    ?etiga bidang ituberpotongan pada titiktriple A. !adi pada titiktriple, uap, cairan dan

    padatan berada dalamkeadaan setimbang

    royeksi permukaan tigadimensi pada bidang 7

    ditunjukkan di sebelah kiri

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    40/66

    04/29/16 40

    Kr0a tekanan ap bermla

    dari titik triple sampai titik

    kritik B pada 4>7 oC dan &1<

    atm. Kr0a tekanan sblimasibermla dari titik triple

    sampai titik nol absolt. Kr0a

    pelebran mlai dari titik triple/

    naik den*an dP/dT dP/dT   ne*ati,

    ba*i air karena air memai bila

    membek

    Keban-akan at men-st

    kala membek/ dan

    karenan-a dPDdT positi,.

    2ar*a dPDdT diberikan oleh

    persamaan Clape-ron -ait

      dPDdT F 2DTdPDdT F 2DT

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    41/66

    04/29/16 41

    5ntuk sistem satu komponen, aturan fasamenghasilkan, F = ) + 2 =

    !adi pada bidangberfasa satu&dalam gambar

    ditandai dengan es,cair dan uap'#ariannya dua, dandua #ariabel harus

    diberi harga untukmenggambarkansistemnya.

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    42/66

    04/29/16 42

    Contoh4ila sistemnya uap air, diperlukanharga-harga suhu dan tekanan untukmenggambarkan sistem tersebut

    3epanjang garis-garis dalam diagram7, dua fasa berada dalamkesetimbangan%engan demikian F = ), dan hanya

    diperlukan satu harga #ariabel sajauntuk menggambarkan sistem

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    43/66

    04/29/16 43

    Bila sistem terdiri dari ap air -an* setimban*

    den*an air (5air)/ han-a diperlkan har*a sat

    0ariabel sa+a ntk men**embarkan sistem/-ait sh ata tekanan

    Sebab pada sh tertent han-a terdapat sat

    tekanan kesetimban*an dan sebalikn-a pada

    tekanan tertent han-a ada sat shkesetimban*an

    Bila ti*a ,asa bersama dalam kesetimban*an/

    " F 9/ den*an demikian ntk sistem sat

    komponen/ keti*a ,asa han-a dapat berada

    bersama pada sh dan tekanan -an* khas/

    sistem seperti ini disebt in0arian

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    44/66

    04/29/16 44

    nt"$ (e(aha(! per"'ahan %ar! pa%at $e /a!r %an

    selan0"tnya $e #as '!la s"at" at pa%at %!panas$an

    pa%a te$anan tetap) %apat %!t!n0a" al"ran ener#!

    'e'as G!''s (olar terha%ap s"h" pa%a te$anan

    tetap "nt"$ 'er'a#a! asa) sepert! ta(pa$ pa%a

    #a('ar %!'a3ah !n!.

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    45/66

    04/29/16 4

    Fasa yan# sta'!l a%alah yan# (e(p"nya!

    potens!al $!(!a pal!n# ren%ah

    ,a%a s!ste( sat" $o(ponen) ener#! G!''s (olar

    sa(a %en#an potens!al $!(!anya 45G 6 78.45G 6 78.

    B!la %"a ata" t!#a asa s"at" at (e(p"nya!

    potens!al $!(!a yan# sa(a) asa9asa !t" a$an

    'era%a 'ersa(a %ala( s"at" $eset!('an#an pa%at!t!$ le'"r 4T(8) ata" t!t!$ %!%!h 4T'8) ata" t!t!$ tr!ple

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    46/66

    04/29/16 46

    D!'a3ah t!t!$ le'"r 4T(8) asa pa%at

    (e(p"nya! ener#! 'e'as G!''s teren%ah %an$arenanya (e(p"nya! asa yan# sta'!l.

    D!antara T( %an T') asa /a!r a%alah yan# sta'!l

    Dar! #a('ar terl!hat 'ah3a per"'ahan asa !t"

    (en%a%a$ %an sela(a s"h" 'er"'ah (en"0" t!t!$

    trans!s! t!%a$ a%a tan%a9tan%a a$an a%anyaper"'ahan (enyolo$ terse'"t :

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    47/66

    04/29/16 4

    $ia*ram "asa ntk Sistem$ia*ram "asa ntk Sistem

    $a Komponen$a Komponen

    • $alam sistem da komponen/ persamaan

    atran ,asa men+adi

    " F 7 A P" F 7 A P• Karena palin* tidak terdapat sat ,asa/ maka

    dera+at kebebasan minimm adalah ti*a. $alam

    dia*ram ,asa sistem da komponen ada

    terdapat daerah da ,ase / misal 5airanap . • Komposisi selrh sistem dapat dihitn*

    den*an bantan T?%! 3EE%.T?%! 3EE%.

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    48/66

    04/29/16 45

    At"ran ;e

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    49/66

    04/29/16 49

    Ca!ran %apat (e('ent"$ 'er(a/a(9(a/a(

     0en!s /a(p"ran %en#an /a!ran la!n. ?a%! %!a#ra(

    asa yan# %! %apat 'er'e%a

    Ga('ar@ a) ') / a%alah %!a#ra( fasa cairan-cairan

    yan# ter/a(p"r se'a#!an 4pa%a te$anan $onstan8

    $ia ram ,asa 5air5air 

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    50/66

    04/29/16 0

    4ila suatu 6at yang terlarut ditambahkan kedalam pelarut pada temperatur konstan 7),pada permulaan hanya membentuk satu

    fasa3esudah titik "a$, 6at terlarut tidak larut,tetapi membentuk lapisan lain sehinggaterbentuk dua fasa,sampai komposisi titik"b$ dicapai dan di

    peroleh satu fasa lagi

    %alam daerah antara a dan b ada duafasa &yang disebut larutan konyugat ' pada 1aktu yang bersamaan

    4ila temperatur meningkat, kelarutanberubah. %iatas temperatur 7c &&temperaturtemperaturterlarut bagian atas 'terlarut bagian atas ', cairan-cairan larutsempurna, diperoleh satu fasa.

    $1

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    51/66

    04/29/16 1

    Setiap titik dalam kr0a len*kn* tadi/ adalahsat titik keadaan dalam sistem -an* terdiri

    dari da ,asa dan massa relati, dari dalapisan diberikan oleh atran 3e0er 

     Contohn-a/ pada titik keadaan 5 akanterdapat da lapisan L1 dari komposisi l 1 dan

    L2  dari komposisi l 2 . Komposisi relati, dari dalapisan menrt atran 3e0er -ait

    pabila temperatr menin*kat/ perbandin*anb5Da5 menin*kat/

    (ol %ar!(ol %ar! l l 11  '/  '/

    99999999999999 6 999999999999999999 6 9999(ol %ar!(ol %ar! l l 22  a/  a/

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    52/66

    04/29/16 2

    ,a%a se('aran# t!t!$ %!l"ar $"r

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    53/66

    04/29/16 3

    D!a#ra( fasa cair-uap %ar! %"a /a!ran

    yan# sal!n# 'er/a(p"r

    $ia*ram fasa air!uap

    D! % 4'8 % l h % !

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    54/66

    04/29/16 4

    D!a#ra( asa pa%a 4'8 a%alah %"a /a!ran yan#

    lar"t se/ara se(p"rna %an (e('ent"$ lar"tan

    nyata 4lar"tan non !%eal8

    Daerah %!atas %an %! 'a3ah 

    $"r

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    55/66

    04/29/16

    D!a#ra( asa (e(perl!hat$an

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    56/66

    04/29/16 6

    D!a#ra( fasa cair-uap %ar! %"a /a!ran

    lar"t se'a#!an

    $ia*ram fasa air!uap

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    57/66

    04/29/16

    Keset!('an#an pa%at9/a!r

    ?a%! %era0at $e'e'asan

      F 6 ,  nt"$ , 6 1) F 62

    , 6 2) F 6 1

    , 6 ) F 6

    iag!am asa kesetimbangan padat&*ai!

    din+atakan se*a!a umum pada tekanan k%nstan

    D!a#ra( asa pa%at9/a!r pa%a te$anan $onstan

    %!'er!$an oleh #a('ar 4a)') /) % %an e8 %!'a3ah !n!

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    58/66

    04/29/16 5

    +iagram (asa kesetim#angan padat-cair 

    G b ) d l ! di ( k tik d k

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    59/66

    04/29/16 9

    Gambar a) adala! diagram (asa ketika dua komponen

    larut secara sempurna dalam (asa padat dan cair 

    Gambar (b) adala! diagram (asa dua komponen yang

    tidak larut secara sempurna dalam (asa padat" tetapi larutdalam (asa cair 

    am#ar c adala! diagram (asa yang menun7ukkan suatu

    pem#entukan senyaa sta#il antara kedua komponen dan

    (asa padat tidak larut satu dengan yang lainnya" dikenal

    se#agai pem#entukan senyaa yang mempunyai titikdidi! kongkruen

    Gambar d), diagram (asa yang menun7ukkan dua

    komponen mem#entuk senyaa tidak sta#il yang dise#ut

    pem#entukan senyaa yang mempunyai titik didi!inkongkruen

    Gambar e) diagram (asa yang menun7ukkan dua

    komponen yang memperli!atkan kelarutan parsial satu

    dengan yang lainnya dalam (asa padat

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    60/66

    04/29/16 60

    u!-a ini dibentuk dengan"

    #engambilan suatu padatan da!i k%mp%sisi te!tentu

    ilelekan se*a!a sempu!na dalam asa *ai! emudian di*atat tempe!atu! pada be!bagai /aktu

    sampai sistem memadat sempu!na

    adi ku!-a pendinginan adala pl%t anta!a

    tempe!atu! dan /aktu.

    iag!am untuk kesetimbangan padat&*ai!

    ditentukan dengan met%da ku!-a pendinginan

    %iagram Fasa 5ntuk 3istem 7iga

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    61/66

    04/29/16 61

    %ada sistem tiga komponen" aturan (asa meng!asilkan

    " F H A P.=ila su!u dan tekanan tetap" maka : " F 4 A P

    >ntuk sistem satu (ase maka diperlukan dua dera7at

    ke#e#asan untuk menggam#arkan sistem*

    Sedangkan untuk 2 (asa dlm kesetim#angan di#utu!kansatu dera7at ke#e#asan

     

    %iagram Fasa 5ntuk 3istem 7igakomponen

    =

     

    ?

    0

    0

    0

    a

    #c

    100

    100100

    ?ara menggam#arkan

    sistem tiga komponenadala! dengan gra(ik

    segitiga

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    62/66

    04/29/16 62

    • @onsentrasi dinyatakan dalam A #erat atau

    (raksi mol*• %uncak-puncak di!u#ungkan ketitik tenga! dari

    sisi yang #erlaanan" yaitu a" =#"?c*

    • $itik nol mulai dari a"# dan c serta titik "= dan ?menyatakan komposisi 100A atau satu*

    • ;adi garis-garis a"=#"?c merupakan

    konsentrasi komponen "= dan ?*

    • @omposisi suatu sistem tiga komponen dapatdialurkan dalam ""rdinat #artes 

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    63/66

    04/29/16 63

    • +iagram (ase paling seder!ana untuk tiga

    komponen ini yaitu pencampuran komponen "=dan ?* +ianggap dan =" = and ? dapat

    #ercampur" sedang dan ? #ercampur

    se#a!agian*

    • )isal : $empatkan titik di#aa! ini pada

    diagram ?artes seder!ana :

    Ba  0"2 B#  0"3 Bc  0"

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    64/66

    04/29/16 64

    iag!am asa tiga k%mp%nen ai!, asam asetat,-in+l

    asetat, k%mp%sisi dialu!kan pada suatu segitiga

     sama sisi dengan tiap&tiap sudutn+a

    menggamba!kan suatu k%mp%nen mu!ni

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    65/66

    04/29/16 6

    am#ar adala! diagram (asa dua pasang

    cairan yang dapat #ercampur ,air-asam asetat

    dan asam asetat-Cinil asetat dan satu pasanglagi sama sekali tidak dapat #ercampur ,air-

    Cinil asetat yang dinyatakan se#agai sistem

    air-asam asetat-Cinil asetat pada 2 o? dan

    tekanan 1 atm*

    Setiap titik diatas kurCa menyatakan suatu

    campuran terner yang !omogen" sedangkan

    di#aa!nya menyatakan suatu campuranterner yang terpisa! men7adi dua #ua! (asa

    cair 

  • 8/17/2019 Kesetimb fasa

    66/66