125851880 kesetimbangan fasa diagram fasa
Post on 27-Oct-2015
113 Views
Preview:
TRANSCRIPT
I. PENGENALAN DIAGRAM FASA
1
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
Jenis-jenis Diagram Fasa
1. Sistem 1 komponen
Sistem 1 komponen
– Komposisi tertentu
– Variabel independent:
Temperature
Tekanan
3
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
Jenis-jenis Diagram Fasa
2. Sistem 2 komponen (diagram biner) 2.1. Tanpa larutan padat
b) terbentuk senyawa
5
Jenis-jenis Diagram Fasa
2. Sistem 2 komponen (diagram biner)
2.2. Dengan larutan padat
– Terbentuk satu/lebih larutan padatan
6
Jenis-jenis Diagram Fasa
3. Sistem 3 komponen (diagram terner)
Sistem 3 komponen
(diagram terner)
7
Jenis-jenis Diagram Fasa
3. Sistem 3 komponen (diagram terner)
Sistem 3 komponen
(diagram terner)
8
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
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
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
Latihan
• Fasa-fasa apa saja yang ada pada area I, II, III, IV, V dan VI?
I
II
III
IV V
VI
12
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
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
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
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
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
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
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
top related