kesetimbangan fasa Cair Cair Dan Cair Ua

BAB I
PENDAHULUAN
1.1

LATARBELAKANG
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.
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. 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.
Jika suatu larutan dari dua zat A dan B didinginkan sampai suhu yang cukup
rendah, akan muncul suatu padatan. Suhu ini adalah titik beku larutan, yang bergantung
pada komposisi

1.2

RUMUSAN MASALAH
Adapun rumusan masalah dalam pembuatan makalah ini adalah:
1. Bagaimana kesetimbangan uap–cair dari campuran ideal dua komponen dan
tekanan uap campuran non ideal?
2. Bagaimana Sistem azeotrop dan proses destilasi?
3. Bagaimana Diagram T-X sistem biner padat-cair dan Diagram dengan satu dan
dua campuran eutektik?
4. Bagaiaman Diagram T-X sistem biner cair-cair larut sebagian?

1

1.3

TUJUAN
Adapun yang menjadi tujuan pembuatan makalah ini adalah:
a) Mengkonversi bentuk diagram P-X menjadi bentuk diagram T-X dan menjelaskan
berbagai fenomena yang terjadi.
b) Menjelaskan proses destilasi sebagai aplikasi dari system azeotropis dengan
menggunakan diagram T-X untuk kesetimbangan cair-uap.

c) Menggambarkan kurva suhu dan komposisi berbagai keadaan berdasarkan diagram
T-X system biner padat-cair.
d) Menggambar diagram kelarutan dua garam dalam air berdasarkan sistem berbagai
padat-cair.

2

BAB II
ISI

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.

μi( g)=μi( l)

.............................................

(3.20)

Jika uap dianggap sebagai gas ideal, maka

μi( g)=μi(o g )+RT ln

Pi
Po

.....................................

(3.21)

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

μi(l )=μi(o l)+RT ln ai

.........................................

(3.22)

Persamaan 3.20 dapat ditulis menjadi

μoi( g) + RT ln

Pi o
o =μi( l)+ RT ln a i
P

..................................

(3.23)

Dari persamaan 3.23 dapat disimpulkan bahwa

RT ln

Pi
o =RT ln a i

Pi
ai =

Pi
o
Pi

...........................................

(3.24)

..................................................

(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

Pi=x i Pi

................................................
3

(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 +P 2
=x 1 Po1 + x 2 P o2

....................................

(3.27)

.........................................

(3.28)

Karena x2 = 1 – x1, maka

P=Po2 + ( Po1 −P2o ) x 1

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)

Keadaan campuran ideal yang terdiri dari dua komponen dapat digambarkan
dengan kurva tekanan tehadap fraksi mol berikut.

4

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 o1 Po2

P= o
P1 + ( Po2 + P o1 ) x o1

.......................................

(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

x−v
C cair = l−v

..........................................

(3.31)

Sedangkan jumlah zat yang berada dalam fas uap adalah

l−x
Cuap = l−v

..........................................

(3.32)

Penentuan jumlah zat pada kedua fasa dengan menggunakan persamaan 3.31 dan
3.32 disebut sebagai Lever Rule.

5

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 (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
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
eksotermik) mengakibatkan terjadinya pengurangan volume campuran (ΔVmix < 0)..
Contoh penyimpangan negatif terjadi pada campuran aseton dan air.

6

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

SISTEM AZEOTROP DAN PROSES DESTILASI
A. Pengertian
Destilasi adalah suatu proses pemisahan termal untuk memisahkan komponenkomponen yang mudah menguap dari suatu campuran cair dengan cara menguapkannya,
yang diikuti dengan kondensasi uap yang terbentuk dan menampung kondensat yang
dihasilkan.
Apabila yang didinginkan adalah bagian campuran yang tidak teruapkan dan
bukan destilatnya, maka proses tersebut biasanya dinamakan pengentalan dengan
evaporasi. Dalam hal ini sering kali bukan pemisahan yang sempurna yang dikehendaki,
melainkan peningkatan konsentrasi bahan-bahan yang terlarut dengan cara menguapkan
sebagian dari pelarut. Sering kali destilasi digunakan semta-mata sebagai tahap awal dari
7

suatu proses rektifikaasi. Dalam hal ini campuran dipisahkan menjadi dua, yaitu bagian
yang mudah menguap dan bagian yang sukar menguap. Kemudian masing-masing bagian
diolah lebih lanjut dengan cara rektifikasi. Uap yang dikeluarkan dari campuran disebut
sebagai uap bebas, kondensat yang jatuh sebagai destilat dari bagian cairan yang tidak
menguap sebagai residu. Biasanya destilat digunakan untuk menarik senyawa organic
yang titik didihnya dibawah 250 oC, pendestilasian senyawa-senyawa yang titik didihnya
tinggi dikuatirkan akan rusak oleh pemanasan sehingga tidak cocok untuk ditarik dengan
teknik destilasi.
B. Prinsip dan Proses Kerja Destilasi
 Prinsip Destilasi
Pada prinsipnya pemisahan dalam suatu proses destilasi terjadi karena penguapan
salah satu komponen dari campuran, artinya dengan cara mengubah bagian-bagian yang
sama dari keadaan cair menjadi berbentuk uap. Dengan demikian persyarannya adalah
kemudahan menguap (volatilitas) dari komponen yang akan dipisahkan berbeda satu
dengan yang lainnya. Pada campuran bahan padat dalam cairan, persyaratan tersebut
praktis selalu terpenuhi. Sebaliknya, pada larutan cairan dalam cairan biasanya tidak
mungkin dicapai sempurna, karena semua komponen pada titik didih campuran akan
mempunyai tekanan uap yang besar. Destilat yang murni praktis hanya dapat diperoleh
jika cairan yang sukar menguap mempunyai tekanan uap yang kecil sekali sehingga dapat
diabaikan.
 Proses Destilasi
Penguapan dan destilasi umumnya merupakan proses pemisahan satu tahap.
Proses ini dapat dilakukan secara tak kontinu atau kontinu, pada tekanan normal ataupun
vakum. Pada destilasi sederhana, yang paling sering dilakukan adalah operasi taak
kontinu. Dalam hal ini campuran yang akan dipisahkan dimasukkan kedalam alat
penguap dan dididihkan. Pendidihan terus dilangsungkan hingga sejumlah tertentu
komponen yang mudah menguap terpisahkan. Proses pendidihan erat hubungannya
dengan kehadiran udara permukaan. Pendidihan akan terjadi pada suhu dimana tekanan
uap dari larutan sama dengan tekanan udara di permukaan cairan.

8

Secara umum proses yang terjadi pada destilasi sederhana atau biasa yaitu :


Penguapan komponen yang mudah menguap dari campuran dalam alat penguap



Pengeluaran uap yang terbentuk melalui sebuah pipa uap yang lebar dan kosong tanpa
perpindahan panas dan pemindahan massa yang disengaja atau dipaksakan yang dapat
menyebabkan kondensat mengalir kembali ke lat penguap.



Jika perlu, tetes-tetes cairan yang sukar menguap yang ikut terbawa dalam uap
dipisahkan dengan bantuan siklon dan disalurkan kembali kedalam alat penguap.



Kondensasi uap dalam sebuah kondensor



Pendingin lanjut dari destilat panas dalam sebuah alat pendingin



Penampungan destilat dalam sebuah bejana



Pengeluaran residu dari alat penguap



Pendinginan lanjut dari residu yang dikeluarkan Penampungan residu dalam sebuah
bejana.

PERISTIWA YANG TERJADI PADA PROSES DESTILASI

Masalah yang ditemui dalam destilasi adalah : “terbentuknya campuran Azeotrop
yang merupakan campuran yang sulit dipisahkan”. Campuran Azeotrop ialah :
campuran dengan titik didih yang konstan.
9

C. DESTILASI AZEOTROP
Distilasi Azeotrop digunakan dalam memisahkan campuran azeotrop (campuran
campuran dua atau lebih komponen yang sulit di pisahkan), biasanya dalam prosesnya
digunakan senyawa lain yang dapat memecah ikatan azeotrop tsb, atau dengan
menggunakan tekanan tinggi. Azeotrop merupakan campuran 2 atau lebih komponen
pada komposisi tertentu dimana komposisi tersebut tidak bisa berubah hanya melalui
distilasi biasa. Ketika campuran azeotrop dididihkan, fasa uap yang dihasilkan memiliki
komposisi yang sama dengan fasa cairnya. Campuran azeotrop ini sering disebut juga
constant boiling mixture karena komposisinya yang senantiasa tetap jika campuran
tersebut dididihkan.
Untuk lebih jelasnya, perhatikan ilustrasi berikut :
Titik A pada pada kurva merupakan boiling point campuran pada kondisi sebelum
mencapai azeotrop. Campuran kemudian dididihkan dan uapnya dipisahkan dari sistem
kesetimbangan uap cair (titik B). Uap ini kemudian didinginkan dan terkondensasi (titik
C). Kondensat kemudian dididihkan, didinginkan, dan seterusnya hingga mencapai titik
azeotrop. Pada titik azeotrop, proses tidak dapat diteruskan karena komposisi campuran
akan selalu tetap. Pada gambar di atas, titik azeotrop digambarkan sebagai pertemuan
antara kurva saturated vapor dan saturated liquid. (ditandai dengan garis vertikal putusputus Etanol dan air membentuk azeotrop pada komposisi 95.6%-massa etanol pada
keadaan standar.
Dalam hal ini larutan yang terdiri dari dua jenis cairan dengan perbandingan
tertentu saat dididihkan menghasilkan uap dengan komposisi yang tepat sama seperti
larutan tersebut. Karena tidak terjasi pengayaan pada uap ( baik dari komponen yang
mudah menguap atau sukar menguap ), maka titik didih campuran ettap konstan. Sering
kali titik azeotrop tercapai setelah proses penguapn yaitu setelah sejumlah tertentu
komponen yang mudah atau sukar menguap terpisahkan.

10

Cara yang ditempuh untuk mengatasi campuran azeotrop yaitu :
1. Menambahkan zat ketiga, sehingga terjadi campuran azeotrop baru. Campuran
azeotrop baru direfluks dan di destilasi kembali. Contoh : alkohol + air –> azeotrop
Alkohol + air + benzene –> azeotrop baru
2. Menambahkan suatu zat yang dapat mengikat salah satunya. Cnth : alkohol dan air
Alkohol + air + CaO –> alkohol + Ca(OH)2.

2.4 DIAGRAM T-X SISTEM BINER 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.
I.

Diagram fase cair-padat
T

a1
cair

a2
Cair + A

Te

a3

b3

Cair + B
e

a4
padat

a5’

B

a5

a5”

A

komposisi

A = antimon
B = bismut
11

Keterangan:
 Pada titik a1 komponen dalam keadaan cair.
 Cair + A terjadi proses pendinginan pertama yaitu pada titik a2, cairan + padatan A
dan kaya akan komponen B.
 Pada titik a3 masih dalam pendinginan dan terbentuk padatan lebih banyak . dan
jumlah relatif padatan dan cairan (yang berada dalam kesetimbangan), pad tahap ini
padatan dan cairan masing-masing berjumlah sama.
 Fase cair lebih kaya akan B daripada sebelumnya (komposisi dinyatakan dengan b3)
karena komponen A sudah mengendap.
 Cair + B; cairan + padatan B dan kaya akan komponen A.
 Pada titik a4, komposisi cairan lebih sedikit dari pada di a 3, membentuk padatan dan
terletak pada temperatur eutektik.
 Tada Te padatan mudah dilelehkan.
 Larutan dengan komposisi disebelah kanan e mengendapkan A ketika larutan itu
mendingin dan larutan disebelah kiri e mengedapkan B.
 Pada titik a5, kedua fase titik a5’ untuk bagian padatan B hampir murni dan a5” untuk
padatan A hampir murni.
Sistem seperti itu digambarkan dalam diagram fasa Bi dan Cd berikut.

Gambar 3.9. Kurva pendinginan dan diagram fasa suhu – persen berat untuk
sistem Bi – Cd
12

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 273 oC 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 140 oC,
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.

2.5

DIAGRAM EUTEKTIK SEDERHANA PADA KESETIMBANGAN PADAT-CAIR
Jika suatu larutan dari dua zat A dan B didinginkan sampai suhu yang cukup
rendah, akan muncul suatu padatan. Suhu ini adalah titik beku larutan, yang bergantung
pada komposisi. Dalam diskusi pada penurunan titik beku larutan, kita memperoleh
persamaan.
−∆ H fus 1
1
ln xA=
( −
)
R
T ¿ A …………………….(6.4)
Dengan asumsi bahwa padatan murni A ada dalam kesetimbangan dengan larutan
idealnya. Persamaan (6.4) menghubungkan titik beku larutan ke xA, fraksi mol A dalam
13

larutan.Plot dari fungsi ini tampak pada gambar 6.6.a. Titik di atas kurva menunjukkan
keadaan cair dari sistem, sedangkan di bawah kurva menunjukkan keadaan padatan murni
A ada dalam kesetimbangan dengan larutan. Kurvanya dinamakan kurva liquidus.

Gambar 6.6 Kesetimbangan padat–cair dalam sistem 2 komponen
Titik a menunjukkan larutan dengan komposisi b dalam kesetimbangan dengan
padatan dengan komposisi c, yaitu, zat murni A. Dengan aturan lever, rasio jumlah mol
larutan terhadap jumlah mol padatan A adalah sama dengan rasio bagian garis dari ac/ab.
Makin rendah suhu, makin besar jumlah relatif padatan pada suatu keseluruhan
komposisi tertentu. Kurva ini tidak dapat menunjukkan situasi meliputi keseluruhan
daerah komposisi. Jika xB ---1, kita dapat mengharapkan padatan B akan membeku jauh
di atas suhu yang ditunjukkan oleh kurva pada daerah ini. Jika larutan ideal, aturan yang
sama berlaku untuk zat B :
−∆ H fus B 1
1
ln xB=
( −
)
R
T ToB ………………………. (6.5)
Dengan T adalah titik beku B dalam larutan. Kurva ini digambarkan dalam
Gambar 6.6b bersama dengan kurva A pada gambar 6.6a. Kurva berpotongan pada suhu
Te, yaitu suhu eutektik. Komposisi xe adalah komposisi eutektik. Garis GE adalah titik
beku melawan kurva komposisi B. Titik semacam a di bawah kurva ini menunjukkan
keadaan yaitu padatan B dalam kesetimbangan dengan larutan pada komposisi xb. Titik
pada EF menunjukkan padatan B murni dalam kesetimbangan dengan larutan
berkomposisi xe. Sedangkan titik pada DE menunjukkan padatan murni A dalam
kesetimbangan dengan larutan berkomposisi xe. Oleh karena itu larutan yang memiliki
14

komposisi eutektik xe ada dalam kesetimbangan dengan padatan A dan padatan B. Jika
terdapat tiga fase bersama, maka F’ = 3 – P = 3-3=0; sistemnya adalah invarian pada suhu
ini. Jika panas keluar dari sistem ini, suhunya akan tetap sampai satu fase lenyap,
sehingga jumlah relatif dari ketiga fase berubah hingga panas dihilangkan. Jumlah cairan
berkurang sedangkan jumlah kedua padatan yang ada bertambah. Di bawah garis DEF
adalah keadaan sistem yaitu hanya dua padatan, dua fase, murni A dan murni B.
Beberapa contoh sistem kesetimbangan padat cair adalah : sistem Sb-Pb, yang diagram
fasenya dapat dilihat di gambar 6.7. Daerah berlabel L adalah cairan, Sb adalah padatan
Sb dan Pb adalah padatan Pb. Suhu eutektik adalah 2460C, komposisi eutektik adalah
87% massa Pb. Nilai xe dan te dihitung dengan persamaan 6.4 dan 6.5 dan ternyata sesuai
dengan hasil eksperimen. Berarti cairan tersebut hampir menyerupai larutan ideal.

Gambar 6.7 Sistem Antimoni–lead
Bentuk kurva titik beku dapat ditentukan secara experimental dengan analisa
termal. Pada metoda ini, campuran yang diketahui komposisinya dipanaskan sampai suhu
yang cukup tinggi hingga homogen. Kemudian didinginkan secara bertahap. Suhu diplot
sebagai fungsi waktu. Kurva yang diperoleh pada berbagai komposisi untuk sistem A-B
tampak pada gambar 6.8. Kurva pertama, cairan homogen didinginkan sepanjang kurva
ab, pada b pertama kali terbentuk kristal komponen A. Peristiwa ini melepaskan panas
laten pembekuan, laju pendinginan berkurang dan lekukan pada kurva muncul di b.
15

Banyak sistem biner, baik ideal maupun tidak, memiliki diagram fase bertipe eutektik
sederhana. Invariansi sistem pada titik eutektik memungkinkan campuran eutektik
dipergunakan sebagai bak bersuhu konstan. Misalnya padatan NaCl dicampur dengan es
pada 0oC dalam labu vakum. Titik komposisi berpindah dari 0% ke sejumlah kecil nilai
positif. Padahal pada komposisi ini titik beku es di bawah 0oC, sehingga sejumlah kecil
es melebur. Karena sistem ada dalam labu terisolasi, meleburnya es mengurangi suhu
campuran. Jika NaCl yang ditambahkan cukup, suhu akan turun sampai suhu eutektik,21,1oC. Pada suhu eutektik ini, es,padatan garam dan larutan jenuh terdapat bersama
sama dalam kesetimbangan. Suhu bertahan di suhu eutektik hingga es yang tersisa
melebur karena panas yang menerobos secara lambat ke dalam labu.

2.6.

DIAGRAM T-X SISTEM BINER CAIR-CAIR LARUT SEBAGIAN

a) Diagram fase cair-cair
T

fase-1

Tuc

fase-2

l”

l’
a’

A

a

a”

x (nitrobenzen)

B

Yang dimaksud dengan :
 Fase 1 adalah campuran heksana dan nitrobenzen yang sudah tidak dapat dibedakan
lagi keduanya (bercampur sempurna).
16

 Fase 2 adalah fase yang terdiri dari dua campuran heksana dan nitrobenzen dimana
diantara keduanya masih dapat dibedakan satu sama lainnya.
 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 (T uc)
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

II.

Contoh lain diagram fase cair-cair
Diagram fase sistemH2O-Et3N
T
fase-2
a’

b’

T1c
fase-1

H2O

Et3N

17

Keterangan :
 Fase 1 adalah fase dimana komponen air dan etilen bercampur sempurna dan antar
komponennya tidak bisa dibedakan lagi.
 Fase 2 adalah fase yang terdiri atas dua campuran dan antar komponennya masih
dapat dibedakan.
 Pada temperatur kritis bawah terjadi penggabungan fase,sehingga beda antara kedua
fase tidak tampak lagi (membentuk satu fase).
 a’ adalah komponen yang mengandung H2O dan sedikit dijenuhi oleh etilamina pada
suhu tertentu.
 b’ adalah komponen yang mengandung banyak Et3N.
 Garis hubung pada gambar menghubungkan dua fase yang berada dalam
kesetimbangan.

18

BAB III
PENUTUP
3.1. Kesimpulan
1. 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,

2. Penyimpangan positif hukum Raoult terjadi apabila interaksi dalam masing – masing zat
lebih kuat daripada antaraksi dalam campuran zat ( A – A, B – B > A – B)

3. 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.

4. Bila suatu cairan yang mengandung hanya satu komponen didinginkan, plot suhu
terhadap waktu memiliki lereng yang hampir tetap

5. Jika pembentukan senyawa mengakibatkan terjadinya daerah maksimum pada diagram
suhu – komposisi, maka disebut senyawa bertitik lebur sebangun (congruently melting
compound).

6. Padatan murni bisa didapatkan pada saat larutan didinginkan. Tetapi, pada beberapa
sistem, bila larutan didinginkan, maka larutan padatlah (solid solution) yang akan keluar.

19

Daftar Pustaka
Atkins, P.W. 1999. Kimia Fisika Jilid I Edisi keempat. Jakarta: Erlangga
Chyul, ChyAy. 2010. Kesetimbangan Fasa Dua Komponen. Jakarta: UI Press.
Syukron, Ahmad. 2011. Fase, Komponen, dan Hukum Fase Gibbs. Bandung: Rineka Cipta.
Rohman, Ijang dan Sri Mulyani. 2004. Kimia Fisika 1. Jakarta: JICA.
Yoshito, Takeuchi. 2008. Kesetimbangan Fasa Dua Komponen.Jakarta: Erlangga.
http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia_dasar/cairan_dan_larutan/kesetimbangan-fasadan-diagram-fasa/
http://theprincess9208.wordpress.com/2012/11/20/destilasi-azeotrop/

20