Post on 06-Jul-2018
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
T
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
S
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
V
S
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# $IG%M "S
+engan asumsi 8 le#ur dan 8 le#ur tidaktergantung pada peru#a!an su!u" maka
mlebur
lebur
T
T
V
H
p p
∆
∆
∆
=− 12
8$ 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
C
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$an persa(aan+b
uap
uap T
H
S
)(
)(
∆
=∆"nt"$ (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