Tugas kelompok

Bentuk & perubahan fase gas,cair, padat, dan mesofase

Di susun oleh

Kelompok 1

Nisrina muslihin

SITtI SYARIFAH

sulistina

rezky indahyani

wa ode maulidyanti

Fakultas farmasi universitas haluoleo

Kendari

2015KATA PENGANTAR

Puji syukur saya panjatkan kehadirat Allah SWT

atas rahmat dan karunia-Nya. Shalawat serta salam

selalu tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW beserta

keluarganya, para sahabatnya serta kami selaku umatnya.

Semoga kita mampu meneladani beliau sebagai manusia

yang berguna.

Adapun tujuan makalah ini di buat yaitu untuk

memenuhi salah satu tugas kelompok dari mata kuliah

farmasi fisika 1 dengan judul perubahan dan bentuk fase

gas,ciar,padat, dan mesofase..

Makalah ini tentu tidak akan berhasil tanpa

bantuan dan dukungan dari berbagai pihak.

Kami menyadari bahwa makalah ini masih banyak

kekurangan. Oleh karena itu, kami sangat mengharapkan

adanya saran dan kritik yang sifatnya membangun, agar

makalah ini menjadi lebih baik dan berguna di masa yang

akan datang.

kendari, Februari

2015

Penyusun

DAFTAR ISI

KATA

PENGANTAR .............................................

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

DAFTAR

ISI ...................................................

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

...

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar

Belakang ..............................................

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

1.2 Rumusan

Masalah ...............................................

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

1.3

Tujuan ................................................

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

BAB II PEMBAHASAN

A. Pengertian

fase...........................................

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

B. Bentuk fase padat, cair, gas dan

mesofase.......................................

.......

C. Perubahan fase padat, cair, gas dan

mesofase.......................................

..

BAB III PENUTUP

1. Kesimpulan ....................................

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

.........

2. saran..........................................

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

...

DAFTAR PUSTAKA

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Fisika merupakan suatu ilmu yag membahas

tentang gejala-gejala alam yang disusun secara

sistematis berdasarkan pada hasil percobaan dan

pengamatan yang dilakukan oleh manusia.

Fisika tidak bisa hanya berbentuk sebuah konsep

saja namun pembelajaran fisika secara praktek juga

harus diterapkan. Secara tidak disadari kegiatan

sehari-hari yang kita lakukan semuanya mengandung

fisika. Jadi, bisa dikatakan bahwa fisika ada di

sekitar kehidupan kita.

Salah satu contoh fisika ada di kehidupan kita

sehari-hari adalah dengan adanya perubahan wujud

benda. Seperti berubahnya air menjadi es, es yag

mencair, proses terjadinya hujan, dan masih banyak

lagi kejadian lainnya. Agar kita mendapatkan

pengetahuan yang lebih lagi maka sebaiknya kita

mempelajari tentang perubahan wujud benda.

B. Rumusan Masalah

1. Apa pengertian fase?

2. Bagaimana bentuk fase gas, cair, padat dan

mesofase?

3. Bagaimana perubahan fase gas, cair, padat dan

mesofase?

C. Tujuan

1. Agar dapat mengetahui pengertian fase.

2. Agar dapat mengetahui bentuk fase gas, cair,

padat dan mesofase

3. Agar dapat mengetahui perubahan fase gas, cair,

padat dan mesofase

BAB II

PEMBAHASAN

A. Pengertian Fase

Dalam ilmu fisika, fase adalah suatu himpunan

keadaan sistem fisik makroskopik yang memiliki

komposisi kimia yang seragam dan ciri-ciri fisik

(seperti densitas, struktur kristal, indeks refraktif,

dan lain-lain). Contoh paling umum adalah padat, cair,

dan gas.

1. Diagram fase

Diagram fase yang paling sederhana adalah diagram

tekanan-temperatur dari zat tunggal, seperti air.

Sumbu-sumbu diagram berkoresponden dengan tekanan dan

temperatur. Diagram fase pada ruang tekanan-temperatur

menunjukkan garis kesetimbangan atau sempadan fase

antara tiga fase padat, cair, dan gas.

Diagram fase yang umum. Garis titik-titik

merupakan sifat anomali air. Garis berwarna hijau

menandakan titik beku dan garis biru menandakan titik

didih yang berubah-ubah sesuai dengan tekanan.

Penandaan diagram fase menunjukkan titik-titik di

mana energi bebas bersifat non-analitis. Fase-fase

dipisahkan dengan sebuah garis non-analisitas, di mana

transisi fase terjadi, dan disebut sebagai sempadan

fase.

Pada diagaram sebelah kiri, sempadan fase antara

cair dan gas tidak berlanjut sampai tak terhingga. Ia

akan berhenti pada sebuah titik pada diagaram fase yang

disebut sebagai titik kritis. Ini menunjukkan bahwa

pada temperatur dan tekanan yang sangat tinggi, fase

cair dan gas menjadi tidak dapat dibedakan, yang

dikenal sebagai fluida superkritis. Pada air, titik

kritis ada pada sekitar 647 K dan 22,064 MPa (3.200,1

psi)

Keberadaan titik kritis cair-gas menunjukkan

ambiguitas pada definisi di atas. Ketika dari cair

menjadi gas, biasanya akan melewati sebuah sempadan

fase, namun adalah mungkin untuk memilih lajur yang

tidak melewati sempadan dengan berjalan menuju fase

superkritis. Oleh karena itu, fase cair dan gas dapat

dicampur terus menerus.

Sempadan padat-cair pada diagram fase kebanyakan

zat memiliki gradien yang positif. Hal ini dikarenakan

fase padat memiliki densitas yang lebih tinggi daripada

fase cair, sehingga peningkatan tekanan akan

meningkatkan titik leleh. Pada beberapa bagian diagram

fase air, sempadan fase padat-cair air memiliki gradien

yang negatif, menunjukkan bahwa es mempunyai densitas

yang lebih kecil daripada air.

Titik kritis (Tc), dari sebuah bahan adalah sebuah

titik suhu di mana fase cairan dan uap tidak bisa

dibedakan. Pada saat mendekati temperatur titik kritis,

properti gas dan cairan menjadi sama, fase ini disebut

Fluida superkritikal. Di atas titik kritis cairan tidak

dapat terbentuk dengan menambah tekanan, tetapi dengan

menambah tekanan yang cukup bahan padat bisa terbentuk.

Tekanan kritis adalah tekanan uap pada titik kritis.

Untuk diagram yang menunjukkan properti termodinamika

sebuah bahan, titik di mana temperatur kritis dan

tekanan kritis bertemu dinamai Titik kritis dari bahan

itu. Molar kritis adalah volume dari satu mol sebuah

bahan pada suhu kritis dan tekanan kritis.

Pada sebuah bahan murni, terdapat titik infleksi

pada isoterm kritis di sebuah diagram pV. Ini berarti

pada titik kritis:

Relasi ini bisa dipakai untuk mengevaluasi dua

parameter dari persamaan fase menurut sifat kritisnya.

Kadang-kadang persamaan dapat disederhanakan menjadi

kira-kira:

Prinsip fase yang bersangkutan menunjukkan bahwa

substansi tersebut pada tekanan dan suhu yang telah

dikurangi dengan ekuivalen mempunyai volume yang

ekuivalen. Persamaan ini kira-kira relevan untuk

beberapa substansi, tetapi menjadi sangat tidak akurat

untuk pr berharga tinggi.

Tabel titik kritis dari beberapa bahan

Substansi

Suhukritis(°C)

Suhukritis (K)

Tekanankritis (atm)

Tekanankritis(MPa)

Argon −122.4 150.8 48.1 4.870

amonia 132.4 405.6 111.3 11.28

Bromin 310.8 584 102 10.340klorin 143.8 417 76.0 7.700

flourin −128.85 144.3 51.5 5.220helium −267.96 5.19 2.24 0.227hidroge

n −239.95 33.2 12.8 1.297

kripton −63.8 209.4 54.3 5.500neon −228.75 44.4 27.2 2.760

nitrogen −146.9 126.2 33.5 3.390

oksigen −118.6 154.6 49.8 5.050CO2 31.04 304.1 72.8 7.377

H2SO4 654 927 45.4 4.6xenon 16.6 289.7 57.6 5.840

lithium 2,950 3,223 65.2 6.700raksa 1,476.9 1,750 1,587 172besi 8,227 8,500

Substansi

Suhukritis(°C)

Suhukritis (K)

Tekanankritis (atm)

Tekanankritis(MPa)

emas 6,977 7,250 5000 530alumini

um 7,577 7,850

wolfram 15,227 15,500udara 373.946 647.096 217.7 22.059

B. Bentuk fase padat, cair, gas dan mesofase

Segala sesuatu yang kita lihat di sekitar kita

terbuat dari materi dan semua materi di sekitar kita

berwujud zat cair, padat atau gas. Materi bisa berubah

dari satu wujud ke wujud lainnya, misal saat es krim

yang padat meleleh dan menjadi cair.

Tiga wujud materi

Semua materi tersusun atas partikel-

partikel kecil yang disebut atom. Saat dua atom atau

lebih bergabung, atom-atom itu membentuk molekul. Atom

dan molekul bergabung dengan cara yang berbeda untuk

membentuk tiga jenis materi yakni zat padat, cair dan

gas. Ketiga jenis materi ini disebut wujud materi.

Wujud materi yang  bisa dialami zat tertentu disebut

fase zat. Air adalah jenis materi yang sangat kita

kenal. Air biasanya berada dalam fase padat (es), fase

cair (air) dan fase gas (uap).

1. Zat padat

Zat padat adalah materi yang mempunyai bentuk dan

volume (ruang yang ditempati zat padat, cair, atau gas)

tertentu. Ada dua cara utama partikel-partikel padat

bisa tersusun yakni dalam baris-baris teratur yang rapi

atau dalam susunan yang tidak tentu. Zat padat yang

partikel-partikelnya tersusun dalam baris-baris yang

teratur rapi disebut kristal. Contoh umum kristal

adalah sebagian besar logam, intan, es, dan kristal

garam. Zat padat yang partikel-partikelnya tidak

tersusun secara teratur disebut amorf. Zat padat amorf

biasanya bertekstur mengilat atau elastis. Contoh umum

zat padat amorf adalah lilin, kaca, karet, dan plastik.

Karena partikel-partikelnya tersusun berdekatan

menyatu, zat padat tidak bisa dimampatkan dengan mudah—

zat padat tidak bisa dikecilkan dengan menekannya.

Pada zat padat, partikel-partikel individu tidak

bergerak cukup cepat untuk mengalahkan gaya tarik-

menarik antar partikel. Partikel-partikel itu bergetar

namun terikat rapat di tempatnya.

2. Zat cair

Seperti zat padat, zat cair mempunyai volume

tertentu. Tidak seperti zat padat, zat cair akan

berbentuk seperti wadah yang ditempatinya. Zat cair

digambarkan sebagai zalir (fluida). Zalir adalah zat

dengan molekul-molekul yang bergerak bebas saling

melewati, sehingga zalir menyesuaikan bentuk wadahnya.

Seperti zat padat, partikel-partikel dalam zat cair

tersusun secara rapat. Zat cair juga sulit dimampatkan.

Pada zat cair, molekul-molekul tersusun rapat.

Meskipun demikian, partikel-partikel itu mempunyai

cukup energi untuk mengatasi sebagian dari tarik-

menariknya dengan molekul di dekatnya dan bergeser

saling melewati.

3. Gas

Gas adalah wujud materi yang mudah berubah bentuk

dan volumenya. Seperti zat cair, gas digambarkan

sebagai zalir. Partikel-partikel di dalam gas dengan

cepat menyebar mengisi semua ruang yang tersedia.

Karena terdapat jarak yang jauh antara partikel-

partikel gas, gas bisa dengan mudah dimampatkan untuk

mengurangi volumenya.

Pada gas, molekul-molekul individu bergerak sangat

cepat dan mengatasi hampir semua gaya antar partikel.

Partikel-partikel bergerak secara bebas di dalam

seluruh ruang yang ditempatinya.

Sifat-sifat dari ketiga materi tersebut antara lain :

4. Mesofase (kristal cair)

Seorang ahli botani Austria Reinitzer pada tahun

1888 menemukan bahwa zat kolestril benzoat meleleh pada

145,5oC dan menjadi cairan pada 178,5oC. Pada rentang

temperatur tersebut, kolestril benzoat mengalir seperti

cairan dan memiliki sifat optik seperti padatan.

Keadaan suatu zat antara bersifat cair dan padat

disebut mesofase atau lazim disebut kristal cair.

Kristal cair merupakan fase cair yang berada

diantara fase kristal padat dan amorf cair. Maksudnya

adalah ketika temperatur bertambah fase padat akan

kehilangan keteraturan posisi namun orientasinya tetap,

jadi kristal cair masih memiliki beberapa keteraturan

secara parsial. Dari definisi tersebut kristal cair

tergantung pada temperatur dengan rentang antara -20ºC

sampai 80ºC, namun bisa juga lebih yaitu sekitar -30ºC

sampai 120ºC. Bentuk molekul dari kristal cair yang

terkenal adalah bentuk batang (rod shape) sedangkan

bentuk lain yang sedang dikembangkan untuk meningkatkan

kualitas sudut pengelihatan adalah bentuk piringan

(disk like shape). Sedangkan fase di dalam kristal cair

terdiri dari tiga fase yaitu, nematik, smektik, dan

cholesterik.

Kristal memiliki titik leleh yang tetap, dengan

kata laun, kristal akan mempertahankan temperatur dari

awal hingga akhir proses pelelehan. Sebaliknya, titik

leleh zat amorf berada di nilai temperatur yang lebar,

dan temperatur selama proses pelelehan akan bervariasi.

Terdapat beberapa padatan yang berubah menjadi

fasa cairan buram pada temperatur tetap tertentu yang

disebut temperatur transisi sebelum zat tersebut

akhirnya meleleh. Fasa cair ini memiliki sifat khas

cairan seperti fluiditas dan tegangan permukaan. Namun,

dalam fasa cair, molekul-molekul pada derajat tertentu

mempertahankan susunan teratur dan sifat optik cairan

ini agak dekat dengan sifat optik kristal. Material

seperti ini disebut dengan kristal cair. Molekul yang

dapat menjadi kristal cair memiliki fitur struktur

umum, yakni molekul-molekul ini memiliki satuan

struktural planar semacam cincin benzene.

Kristal cair dapat dibagi dalam dua

golongan

Golongan pertama dikenal sebagai golongan

thermotropik yakni kristal ini dibentuk dengan

memanaskan kristal padat.

Golongan kedua adalah golongan liotropik,

dibentuk dari campuran dua atau lebih senyawa.

Kristal cair banyak terdapat di dalam organisme

hidup. Membran sel dan jaringan tertentu mempunyai

struktur sebagai kristal cair. Sifat kristal cair telah

diketahui dalam berbagai polimer (misalnya serat Kevlar

Du Pont).

Kristal cair banyak diamati dalam senyawa

organic yang berbobot molekul 200 sampai 500, berbentuk

silinder dan mempunyai panjang 4 sampai 8 kali

diameternya. Molekul-molekul dalam fasa cair terdapat

dalam keadaan tidak beraturan. Molekul-molekul cair

mampu bergerak dalam tiga dimensi dan berotasi.

Dalam keadaan kristal cair, molekul

mempunyai mobilitas terbatas dan sedikit beraturan.

Kristal cair berbentuk seperti benang (nematik),

molekul-molekul tersusun sejajar bergerak bebas dalam

tiga dimensi tetapi hanya berputar pada sumbu

panjangnya. Kristal cair smektik, molekulnya seperti

batang tersusun dalam lapisan-lapisan. Dengan molekul

sumbu panjang tegak lurus terhadap bidang lapisan.

Disini gerak molekul hanya translasi daam dua arah

(dalam lapisan) dan berputar pada sumbu panjangnya.

Pada kristal cair bentuk kolesterik,

molekul berjajar dalam lapisannya, arah gerakan molekul

sejajar dari satu bidang ke bidang lain. Setiap lapisan

dalam stuktur kolesterik mempunyai arah molekul yang

berbeda dengan lapisan di atas dan di bawahnya. Setelah

beberapa laipsan, arah/orientasi molekul akan berulang

kembali.

Sifat yang menonjol dari kristal cair

kolesterik ialah jarak antara bidang-bidang yang

mempunyai arah/orientasi yang sama. Jika selaput tipis

kristal cair kolesterik dikenai seberkas cahaya, sifat

pantulan cahaya (warna) tergantung pada jarak ini.

Pantulan cahaya atau warna akan berubah dengan

berubahnya suhu. Gejala ini menjadi prinsip kerja dasar

alat yang menggunakan indera suhu. Perubahan suhu

0,01oC dapat dideteksi hanya dengan sinar putih biasa.

Orientasi molekul dalam lapisan tipis

kristal cair nematik mudah diubah melalui tekanan dan

medan listrik. Orientasi yang telah berubah ini

mempengaruhi sifat optik dari lapisan menjadikan

lapisan tidak tembus pandang. Jika melalui elektroda

yang disusun dengan pola tertentu (misalnya berbentuk

nomor), suatu medan listrik dikenakan pada lapisan

tipis kristal cair maka pola elektroda tersebut akan

terlihat dengan mata. Inilah prinsip yang digunakan

pada kalkulator, dan jam tangan digital yang

menggunakan LCD (liquid crystal display).

Tampilan kristal cair (Inggris: Liquid Crystal

Display) juga dikenal sebagai LCD adalah suatu jenis

media tampilan yang menggunakan kristal cair sebagai

penampil utama. LCD sudah digunakan di berbagai bidang

misalnya dalam alat-alat elektronik seperti televisi,

kalkulator ataupun layar komputer. Kini LCD mendominasi

jenis tampilan untuk komputer desktop maupun notebook

karena membutuhkan daya listrik yang rendah, bentuknya

tipis, mengeluarkan sedikit panas, dan beresoulusi

tinggi.

Pada LCD berwarna semacam monitor terdapat banyak

sekali titik cahaya (piksel) yang terdiri dari satu

buah kristal cair sebagai sebuah titik cahaya. Walau

disebut sebagai titik cahaya, namun kristal cair ini

tidak memancarkan cahaya sendiri. Sumber cahaya di

dalam sebuah perangkat LCD adalah lampu neon berwarna

putih di bagian belakang susunan kristal cair tadi.

Titik cahaya yang jumlahnya puluhan ribu bahkan

jutaan inilah yang membentuk tampilan citra. Kutub

kristal cair yang dilewati arus listrik akan berubah

karena pengaruh polarisasi medan magnetik yang timbul

dan oleh karenanya akan hanya membiarkan beberapa warna

diteruskan sedangkan warna lainnya tersaring.

C. Perubahan fase padat, cair, gas dan mesofase

Pengaruh kalor terhadap suatu benda selain dapat

mengakibatkan perubahan suhu juga menyebabkan perubahan

wujud benda. Contoh jika es diberi kalor atau

dipanaskan maka es akan menjadi air dan selanjutnya

menjadi uap. Peristiwa tersebut dikenal dengan

perubahan fase atau perubahan wujud. Air mengalami tiga

perubahan wujud. Pada wujud padatnya disebut dengan es,

wujud cairnya disebut air, dan wujud gasnya disebut uap

air.

Zat-zat yang lain pun akan mengalami perubahan fase

ketika dipengaruhi oleh kalor, tetapi tidak setiap zat

dapat mengalami perubahan fase seperti yang dialami

oleh es. Contohnya, kapur barus (kemper) langsung

menguap saat suhunya berubah dan sebutir telur dari

wujud cair jika dipanaskan akan berwujud padat tidak

menjadi gas. Dari uraian tersebut, dapat disimpulkan

bahwa perubahan fase yang dialami oleh suatu benda di

gambarka sebagai berikut.

Perubahan suatu zat selalu diikuti oleh penyerapan

kalor. Energi kalor yang diserap atau dilepaskan tidak

digunakan untuk menaikkan suhu tetapi digunakan untuk

mengubah fase. Jadi, selama perubahan fase, suhu zat

tidak berubah. Kalor ini seakan-akan tersembunyi (kalor

laten). Kalor laten adalah kalor yang diperlukan oleh 1

kg zat untuk berubah wujud (fase) dari satu wujud ke

wujud yang lainnya.

Oleh karena terdapat macam-macam perubahan wujud maka

kalor laten pun bermacam-macam sesuai dengan perubahan

wujudnya.

a. Kalor lebur dan kalor beku

Jumlah kalor yang diperlukan untuk mengubah wujud

dari wujud padat menjadi cair pada titik leburnya

di sebut kalor lebur. Demikian juga sebaliknya,

banyaknya kalor yang dilepaskan untuk mengubah

wujud dari wujud cair menjadi padat pada titik

bekunya disebut kalor beku. Dengan demikian,

banyaknya kalor yang diperlukan untuk meleburan

zat dari wujud padat sama dengan jumlah kalor yang

dilepaskan ketika zat cair membeku.

b. Kalor uap dan kalor embun

Banyaknya kalor yang diperlukan untuk mengubah

wujud dari cair menjadi gas pada titik didihnya

disebut kalor uap. Proses ini dinamakan menguap.

Adapun kalor embun adalah jumlah kalor yang

dilepaskan untuk mengubah wujud dari gas menjadi

cair. Proses ini dinamakan mengembun. Banyaknya

kalor yang dibutuhkan untuk melakukan proses

menguap sama dengan banyaknya kalor yang

dilepaskan untuk mengembun.

Proses-proses perubahan wujud yang memerlukan kalor

adalah

menguap : perubahan dari fase cair ke gas

melebur : perubahan dari fase padat ke cair

menyublim : perubahan dari fase padat ke gas tanpa

melalui fase cair

Proses-proses perubahan wujud yang disertai

pelepasan kalor adalah

mengembun : perubahan dari fase gas (uap) ke cair

membeku : perubahan dari fase cair ke gas

mengkristal : perubahan dari fase gas ke padat

tanpa melalui fase cair

BAB III

PENUTUP

A. Kesimpulan

B. Saran

DAFTAR PUSTAKA

R.C.Reid, J.M. Prausnitz dan B.E. poling.1987. The

properties of gases and liquids. 4th ed,McGraw-

Hill. NewYork

W. Wagner dan A. Kruse.1998. Prpporties of water and

steam. SpringerVerlag.Berlina.