125851880 kesetimbangan fasa diagram fasa

19
I. PENGENALAN DIAGRAM FASA 1

Upload: steve-chollenk

Post on 27-Oct-2015

111 views

Category:

Documents


7 download

TRANSCRIPT

Page 1: 125851880 Kesetimbangan Fasa Diagram Fasa

I. PENGENALAN DIAGRAM FASA

1

Page 2: 125851880 Kesetimbangan Fasa Diagram Fasa

Teori Diagram Fasa

• Jenis-jenis Diagram Fasa

• Istilah-istilah Penting

• Area Fasa dalam Diagram (Sistem Biner)

• Neraca Massa dan “Lever Rule”

• Aturan Fasa Gibbs

2

Page 3: 125851880 Kesetimbangan Fasa Diagram Fasa

Jenis-jenis Diagram Fasa

1. Sistem 1 komponen

Sistem 1 komponen

– Komposisi tertentu

– Variabel independent:

Temperature

Tekanan

3

Page 4: 125851880 Kesetimbangan Fasa Diagram Fasa

Jenis-jenis Diagram Fasa

2. Sistem 2 komponen (diagram biner)

2.1. Tanpa larutan padat

a) tanpa terbentuk senyawa

– Terbentuk dua padatan murni

– Tidak terbentuk senyawa

4

Page 5: 125851880 Kesetimbangan Fasa Diagram Fasa

Jenis-jenis Diagram Fasa

2. Sistem 2 komponen (diagram biner) 2.1. Tanpa larutan padat

b) terbentuk senyawa

5

Page 6: 125851880 Kesetimbangan Fasa Diagram Fasa

Jenis-jenis Diagram Fasa

2. Sistem 2 komponen (diagram biner)

2.2. Dengan larutan padat

– Terbentuk satu/lebih larutan padatan

6

Page 7: 125851880 Kesetimbangan Fasa Diagram Fasa

Jenis-jenis Diagram Fasa

3. Sistem 3 komponen (diagram terner)

Sistem 3 komponen

(diagram terner)

7

Page 8: 125851880 Kesetimbangan Fasa Diagram Fasa

Jenis-jenis Diagram Fasa

3. Sistem 3 komponen (diagram terner)

Sistem 3 komponen

(diagram terner)

8

Page 9: 125851880 Kesetimbangan Fasa Diagram Fasa

Istilah-istilah Penting

– Larutan padat = Suatu fasa kristal tunggal yang memiliki variasi komposisi dalam batasan tertentu

• Larutan padat α = A-a-m

• Larutan padat β = B-o-b

– Liquidus = Garis dimana diatas garis tersebut semuanya berupa cairan

• Garis a-d-h-e-b

– Solidus = Garis dimana dibawah garis tersebut semuanya berupa padatan

• Garis a-i-k-b

9

Page 10: 125851880 Kesetimbangan Fasa Diagram Fasa

Istilah-istilah Penting

• Istilah-istilah penting

– Komposisi eutectic = Komposisi dengan titik leleh terendah

• Titik e

– Fasa primer (Primary phase) = Satu-satunya kristal yang dapat terbentuk berkesetimbangan dengan cairan

• Larutan padat α

• Larutan padat β

– Daerah fasa primer (Primary phase region) = Daerah dengan fasa primer yang sama

• Daerah a-d-h-e = Larutan padat α

• Daerah e-b = Larutan padat β

10

Page 11: 125851880 Kesetimbangan Fasa Diagram Fasa

Area Fasa dalam Diagram

• Area Fasa

– Larutan cair

• Diatas garis a-d-h-e-b

– Larutan padat-α

• A-a-f-i-m

– Larutan padat-β

• B-b-k-o

– Liquid + α

• a-i-e

– Liquid + β

• b-k-e

– α + β

• m-i-k-o

11

Page 12: 125851880 Kesetimbangan Fasa Diagram Fasa

Latihan

• Fasa-fasa apa saja yang ada pada area I, II, III, IV, V dan VI?

I

II

III

IV V

VI

12

Page 13: 125851880 Kesetimbangan Fasa Diagram Fasa

Neraca Masa dan “Lever Rule”

Lever rule digunakan untuk menentukan proposi (perbandingan antar) fasa yang berkesetimbangan pada temperature tertentu. Misal untuk sistem biner A-B dengan komposisi c.

x o x

A c B

Proporsi A/B = Bc/Ac

Fraksi mol A = Bc/AB

Fraksi mol B = Ac/AB

Komposisi total sistem

Fraksi mol A = 50%

x o x

A c B

Komposisi total sistem

Fraksi mol A = 75%

Komposisi total sistem

Fraksi mol A = 100%

o x

A B

c

13

Page 14: 125851880 Kesetimbangan Fasa Diagram Fasa

Neraca Masa dan “Lever Rule”

• Proporsi fasa-fasa pada komposisi total x pada temperature = T1 ?

– Fasa2 yang ada: • Liquid

• Larutan padat α

– Proporsi • Liquid = (gf) / (hf)

• Larutan padat α = (hg) / (hf)

• Bagaimana dengan komposisi kimia masing-masing fasa? – Liquid = komposisi pada titik h

– Larutan padat α = komposisi pada titik f

14

Page 15: 125851880 Kesetimbangan Fasa Diagram Fasa

Neraca Masa dan “Lever Rule”

• Proporsi = Perbandingan jumlah antar fasa (%fasa)

• Komposisi = Komposisi kimia dalam suatu fasa (%unsur, %atom, %komponen)

• Komposisi total = Komposisi kimia sistem (%unsur, %atom, %komponen)

Hati-hati, perhatikan perbedaan istilah proporsi dan komposisi

15

Page 16: 125851880 Kesetimbangan Fasa Diagram Fasa

Neraca Masa dan “Lever Rule”

– T1

Fasa yang ada: L + A Proporsi: +100%L Komposisi: L = l = X – T2

Fasa yang ada: L + A Proporsi: L = df/cf A = cd/cf Komposisi: L = c A = f (100%A) – T3

Fasa yang ada: L + A Proporsi: L = hg/ig A = ih/ig Komposisi: L = i A = f (100%A)

Untuk komposisi total X, tentukan fasa-fasa yang terbentuk beserta proporsi

dan komposisinya pada T1, T2 dan T3

Penurunan T

Proporsi solid semakin banyak

16

Page 17: 125851880 Kesetimbangan Fasa Diagram Fasa

Aturan Fasa Gibbs Digunakan untuk menentukan jumlah derajat kebebasan (degree of freedom) yaitu jumlah variable bebas (temperatur, tekanan, komponen) yang dapat diubah-ubah tanpa mengubah jumlah fasa yang ada dalam kesetimbangan

Derajat kebebasan:

F = C – P + 2

C = Jumlah komponen independent

P = Jumlah Fasa

17

Page 18: 125851880 Kesetimbangan Fasa Diagram Fasa

Aturan Fasa Gibbs

Liquid phase region:

F = C – P + 2 =

2 (A,B) – 2(L,G) + 2 = 2

Liquidus:

F = C – P + 2 =

2(A,B) – 3(L,S,G) + 2 = 1

Eutectic point:

F = C – P + 2 =

2(A,B) – 4(L,S1,S2,G) + 2 = 0

18

Page 19: 125851880 Kesetimbangan Fasa Diagram Fasa

Latihan

Tentukan fasa2 yang ada, proporsi fasa2, dan

komposisi tiap fasa untuk:

Komposisi total 10%mol AlF3 pada T = 700oC

Komposisi total 30%mol AlF3 pada T = 800oC

Komposisi total 40%mol AlF3 pada T = 900oC

19