Diagram Fasa dan Kegunaanya
Diagram Fasa
Dulu, ketika kamu berlajar tentang koloid, kamu sering mendengar istilah fasa dimana koloid itu terdiri dari dua fasa bukan. Nah, apakah kamu mengerti apa yang dimaksud dengan fasa dan apa bedanya dengan wujud? Untuk mengetahuinya bacalah artikel ini sampai habis ya. . . .
Wujud ada tiga macam yaitu cair, padat dan gas. Tetapi fasa bisa sama jumlahnya dengan wujud tetapi bisa juga lebih banyak. Fasa itu didefenisikan sebagai suatu sistem yang memiliki sifat intensif dan komposisi yang seragam.
Pada larutan, kita tidak bisa membedakan mana yang pelarut dan zat terlarut, semunya tampat homogen dalam banyak sisi. Oleh karena itu, kita menyebut larutan sebagai sistem satu fasa. Berbeda dengan koloid, zat terlarutnya bisa kita bedakan dengan pelarut walaupun menggunakan alat mikroskop ultra. Artinya koloid tersusun atas dua sistem yaitu fasa terdispersi yang merupakan zat terlarut dan medium pendispersi yang merupakan pelarut.
Zat padat yang murni seperti emas, adalah satu fasa karena komposisinya sama yaitu tersusun atas unsur emas (Au). Tetapi zat padat ada yang memiliki lebih dari satu struktur kristal. Struktur kristal yang lebih dari satu ini disebut alotropi. Misalnya karbon memiliki dua alotropi yaitu grafit dan intan. Maka maka karbon memiliki fasa yang lebih banyak lebih banyak.
Jika suatu hanya memiliki satu bentuk, maka jumlah fasanya akan sama dengan wujud. Contoh, air (H2O) memiliki tiga fasa yang sama dengan wujudnya yaitu H2O (s), H2O(l), dan H2O(g). sedangkan jika zat itu memiliki lebih dari satu bentuk, maka fasanya akan lebih dari tiga. Contoh, C (grafit) ada tiga fasa yaitu bentuk s, l dan g sedangkan C(intan) juga punya tiga fasa yaitu s, l dan g.
Nah, sudah paham ya perbedaan antarafasa dengan wujud. Oke berarti kalian bisa lanjut ke pembahasan berikutnya.
Fasa yang satu bisa berubah menjadi fasa yang lain, sama halnya dengan perubahan wujud. Perubahan ini tergantung pada suhu dan tekanan udara di atas zat tersebut. Misalkan saja pada zat yang memiliki tiga fasa yaitu padat, cair dan gas. Zat padat bisa berubah menjadi zat cair, begitu juga sebaliknya. Maka pada sistem seperti ini akan terjadi 3 kesetimbangan fasa yaitu padat – cair, padat – gas dan cair – gas.
Jika kita gambar tiga kesetimbangan ini dalam sebuah diagram, itulah yang disebut dengan diagram fasa. Diagram fasa menunjukkan kesetimbangan fasa yang bergantung pada suhu dan tekanan.
Salah satu diagram fasa yangakan kita pelajari adalah diagram fasa air seperti gambar dibawah ini :
Pada diagram fasa diatas, garis A – O adalah kesetimbangan fasa Padat – gas, garis O – C adalah kesetimbangan cair – gas sedangkan garis A – D adalah kesetimbangan padat – cair.
Titik A adalah titik beku air yaitu pada suhu 0 0C dan tekanan 1 atm. Sedangkan titik B adalah titik didih air yaitu pada suhu 100 0C dan tekanan 1 atm. Titik O adalah titik tripel air, yaitu titik yang menunjukkan suatu zat membentuk kesetimbangan padat – cair – gas. Ini terjadi pada suhu dan tekanan tertentu, sehingga suhu dan tekanan ini sering disebut sebagai suhu dan tekanan tripel.
Kegunaan diagram fasa
Menentukan titik beku dan titik didih suatu zat pada tekanan tertentu
Misalnya kita ingin menentukan titik didih air pada tekanan 0,7 atm. Kita tidak perlu mengatur tekanan kemudian mendidihkan air. Yang kita lakukan cukup melihat diagram fasa air.
Caranya cukup mudah yaitu dengan menarik garis horizontal pada tekanan 0,7 atm. Kemudian garis ini akan memotong garis kesetimbangan fasa pada diagram fasa air. Tandai titik potong itu kemudian tinggal tarik garis vertical ke bawah ke garis bagian suhu. Nah kalian sudah mendapatkan data titik didih dan titik beku air pada tekanan 0,7 atm. Cukup mudah bukan! Selain menghemat waktu dan tenaga hasilnya juga efisien.
Menentukan fasa zat pada suhu dan tekanan tertentu.
Caranya hampir sama dengan kegunaan pertama. Dengan memperhatikan diagram fasa kita bisa mengetahui fasa atau wujud suatu zat pada suhu dan tekanan tertentu. Misalnya pada suhu kecil dari 00C dan tekanan 1 atm air akan berwujud pada, pada suhu antara 00C – 1000C dan tekanan 1 atm air aka nada pada fase cair. Dan jika suhu nya lebih besar dari 1000C dan tekanan 1 atm maka air aka nada dalam fase gas.
Kita bisa mengetahui apa wujud air pada tekanan dan suhu berapapun melalui diagram fasanya. Begitu juga dengan zat-zat lainnya.
Menjelaskan kenapa ada zat padat yang menyublim
Es adalah bentuk padatdari air dan ketika dipanaskan ia akan melenur menjadi zat cair. Dan jika dipanaskan terus menerus sampai suhunya mencapai titik didih, maka baru air akan menguap.
Kapur barus tidak menjalani perubahan fasa seperti air. Dari zat padat kapur bisa langsung berubah menjadi gas. Perubahan ini disebut menyblim. Kenapa kapur barus demikian?
Hal ini bisa dijelaskan dengan diagram fasa. Air melebur ketika dipanaskan disebabkan oleh garis horizontal yang kita tarik dari tekanan 1 atm melewati fasa cair. Hal ini terjadi karena titik tripel air lebih kecil dari 1 atm dan 250C. Jika suatu zat punya titik tripel yang lebih besar dari 1 atm dan 250C maka garis horizontal yang kita tarik dari tekanan 1 atm tidak melewati fase cair, melainkan langsung ke gas. Kapur barus adalah salah satu contoh zat yang tidak melewati fasa cair ketika dipanaskan.
Menjelaskan anomali air.
Air ketika tekanannya diperbesar maka titik bekunya akan turun, berbeda dengan zat lain yang akan naik titik bekunya. Hal inilah yang disebut dengan anomali air. Kenapa hal itu bisa terjadi bisa dijelaskan dengan diagram fasa air.
Perhatikanlah perbandingan diagram fasa air dengan CO2 berikut :
Garis BO pada diagram fasa air lebih condong ke kiri dibandingkan garis BO pada diagram fasa CO2 dan juga diagram fasa zat-zat lainnya. Hal ini mengakibatkan jika tekanan kita perbesar misalnya menjadi 1,5, maka titik beku air akan turun sedangkan titik beku CO2 dan zat lain membesar.
Anomali ini disebabkan oleh pada wujud padat, molekul air teratur dan akan berubah berantakan kektika wujudnya menjadi cair. Ketika teratur, molekul air banyak menyisakan ruang kosong sedangkan pada saat acak ruang itu terisi kembali. Hal inilah yang mengakibatkan ketika padat volume air bertambah dan akan menyusut kembali ketika cair.
Anomali air ini hanya terjadi maksimal sampai suhu 40C, dan jika suhu dinaikkan maka akan terjadi pemuaian seperti biasa. Anomali air juga membuat kerapatan air berkurang sehingga es dapat mengapung dipermukaan air.
Dulu, ketika kamu berlajar tentang koloid, kamu sering mendengar istilah fasa dimana koloid itu terdiri dari dua fasa bukan. Nah, apakah kamu mengerti apa yang dimaksud dengan fasa dan apa bedanya dengan wujud? Untuk mengetahuinya bacalah artikel ini sampai habis ya. . . .
Wujud ada tiga macam yaitu cair, padat dan gas. Tetapi fasa bisa sama jumlahnya dengan wujud tetapi bisa juga lebih banyak. Fasa itu didefenisikan sebagai suatu sistem yang memiliki sifat intensif dan komposisi yang seragam.
Pada larutan, kita tidak bisa membedakan mana yang pelarut dan zat terlarut, semunya tampat homogen dalam banyak sisi. Oleh karena itu, kita menyebut larutan sebagai sistem satu fasa. Berbeda dengan koloid, zat terlarutnya bisa kita bedakan dengan pelarut walaupun menggunakan alat mikroskop ultra. Artinya koloid tersusun atas dua sistem yaitu fasa terdispersi yang merupakan zat terlarut dan medium pendispersi yang merupakan pelarut.
Zat padat yang murni seperti emas, adalah satu fasa karena komposisinya sama yaitu tersusun atas unsur emas (Au). Tetapi zat padat ada yang memiliki lebih dari satu struktur kristal. Struktur kristal yang lebih dari satu ini disebut alotropi. Misalnya karbon memiliki dua alotropi yaitu grafit dan intan. Maka maka karbon memiliki fasa yang lebih banyak lebih banyak.
Jika suatu hanya memiliki satu bentuk, maka jumlah fasanya akan sama dengan wujud. Contoh, air (H2O) memiliki tiga fasa yang sama dengan wujudnya yaitu H2O (s), H2O(l), dan H2O(g). sedangkan jika zat itu memiliki lebih dari satu bentuk, maka fasanya akan lebih dari tiga. Contoh, C (grafit) ada tiga fasa yaitu bentuk s, l dan g sedangkan C(intan) juga punya tiga fasa yaitu s, l dan g.
Nah, sudah paham ya perbedaan antarafasa dengan wujud. Oke berarti kalian bisa lanjut ke pembahasan berikutnya.
Fasa yang satu bisa berubah menjadi fasa yang lain, sama halnya dengan perubahan wujud. Perubahan ini tergantung pada suhu dan tekanan udara di atas zat tersebut. Misalkan saja pada zat yang memiliki tiga fasa yaitu padat, cair dan gas. Zat padat bisa berubah menjadi zat cair, begitu juga sebaliknya. Maka pada sistem seperti ini akan terjadi 3 kesetimbangan fasa yaitu padat – cair, padat – gas dan cair – gas.
Jika kita gambar tiga kesetimbangan ini dalam sebuah diagram, itulah yang disebut dengan diagram fasa. Diagram fasa menunjukkan kesetimbangan fasa yang bergantung pada suhu dan tekanan.
Pada diagram fasa diatas, garis A – O adalah kesetimbangan fasa Padat – gas, garis O – C adalah kesetimbangan cair – gas sedangkan garis A – D adalah kesetimbangan padat – cair.
Titik A adalah titik beku air yaitu pada suhu 0 0C dan tekanan 1 atm. Sedangkan titik B adalah titik didih air yaitu pada suhu 100 0C dan tekanan 1 atm. Titik O adalah titik tripel air, yaitu titik yang menunjukkan suatu zat membentuk kesetimbangan padat – cair – gas. Ini terjadi pada suhu dan tekanan tertentu, sehingga suhu dan tekanan ini sering disebut sebagai suhu dan tekanan tripel.
Kegunaan diagram fasa
Menentukan titik beku dan titik didih suatu zat pada tekanan tertentu
Misalnya kita ingin menentukan titik didih air pada tekanan 0,7 atm. Kita tidak perlu mengatur tekanan kemudian mendidihkan air. Yang kita lakukan cukup melihat diagram fasa air.
Caranya cukup mudah yaitu dengan menarik garis horizontal pada tekanan 0,7 atm. Kemudian garis ini akan memotong garis kesetimbangan fasa pada diagram fasa air. Tandai titik potong itu kemudian tinggal tarik garis vertical ke bawah ke garis bagian suhu. Nah kalian sudah mendapatkan data titik didih dan titik beku air pada tekanan 0,7 atm. Cukup mudah bukan! Selain menghemat waktu dan tenaga hasilnya juga efisien.
Menentukan fasa zat pada suhu dan tekanan tertentu.
Caranya hampir sama dengan kegunaan pertama. Dengan memperhatikan diagram fasa kita bisa mengetahui fasa atau wujud suatu zat pada suhu dan tekanan tertentu. Misalnya pada suhu kecil dari 00C dan tekanan 1 atm air akan berwujud pada, pada suhu antara 00C – 1000C dan tekanan 1 atm air aka nada pada fase cair. Dan jika suhu nya lebih besar dari 1000C dan tekanan 1 atm maka air aka nada dalam fase gas.
Kita bisa mengetahui apa wujud air pada tekanan dan suhu berapapun melalui diagram fasanya. Begitu juga dengan zat-zat lainnya.
Menjelaskan kenapa ada zat padat yang menyublim
Es adalah bentuk padatdari air dan ketika dipanaskan ia akan melenur menjadi zat cair. Dan jika dipanaskan terus menerus sampai suhunya mencapai titik didih, maka baru air akan menguap.
Kapur barus tidak menjalani perubahan fasa seperti air. Dari zat padat kapur bisa langsung berubah menjadi gas. Perubahan ini disebut menyblim. Kenapa kapur barus demikian?
Hal ini bisa dijelaskan dengan diagram fasa. Air melebur ketika dipanaskan disebabkan oleh garis horizontal yang kita tarik dari tekanan 1 atm melewati fasa cair. Hal ini terjadi karena titik tripel air lebih kecil dari 1 atm dan 250C. Jika suatu zat punya titik tripel yang lebih besar dari 1 atm dan 250C maka garis horizontal yang kita tarik dari tekanan 1 atm tidak melewati fase cair, melainkan langsung ke gas. Kapur barus adalah salah satu contoh zat yang tidak melewati fasa cair ketika dipanaskan.
Menjelaskan anomali air.
Air ketika tekanannya diperbesar maka titik bekunya akan turun, berbeda dengan zat lain yang akan naik titik bekunya. Hal inilah yang disebut dengan anomali air. Kenapa hal itu bisa terjadi bisa dijelaskan dengan diagram fasa air.
Perhatikanlah perbandingan diagram fasa air dengan CO2 berikut :
Anomali ini disebabkan oleh pada wujud padat, molekul air teratur dan akan berubah berantakan kektika wujudnya menjadi cair. Ketika teratur, molekul air banyak menyisakan ruang kosong sedangkan pada saat acak ruang itu terisi kembali. Hal inilah yang mengakibatkan ketika padat volume air bertambah dan akan menyusut kembali ketika cair.
Anomali air ini hanya terjadi maksimal sampai suhu 40C, dan jika suhu dinaikkan maka akan terjadi pemuaian seperti biasa. Anomali air juga membuat kerapatan air berkurang sehingga es dapat mengapung dipermukaan air.
Wahh penjelasannya sangat epic dan mudah dimengerti :D
BalasHapus