ATURAN FASE DAN BERBAGAI SISTEM KOMPONEN
Oleh : Moch Ali Ridlo (15630047)

Kata “FASE” berasal dari bahasa Yunani yang berarti pemunculan. Fase sendiri didefinisikan sebagai keadaan materi yang seragam di seluruh bagiannya, bukan hanya dalam komposisi kimianya, melainkan juga dalam keadaan fisiknya. Sedangkan KOMPONEN adalah spesies yang ada dalam sistem, seperti zat terlarut dan pelarut dalam larutan biner.

Sifat suatu fasa dinyatakan dengan properti-properti intensif, dan biasanya properti-properti intensif yang diperhatikan adalah temperatur, tekanan, dan konsentrasi. Banyaknya properti intensif yang harus ditetapkan atau harus dinyatakan agar keadaan setimbang tidak menjadi samar-samar bisa dihitung dengan menggunakan aturan fasa (Phase Rule).

Dalam sistem komponen tunggal (C = 1) tekanan dan temperatur dapat diubah secara bebas jika hanya ada satu fase ( P = 1). Jika kita mendefinisikan varian F sistem sebagai banyaknya variabel intensif yang dapat diubah dengan bebas tanpa mengganggu banyaknya fase yang berada dalam kesetimbangan, maka F = 2. Jadi, sistem tersebut bivarian dan mempunyai dua derajat kebebasan. Hal ini disebut dengan ATURAN FASE. Yang merupakan hubungan umum antara varian F, jumlah komponen C, dan jumlah fase pada kesetimbangan P untuk suatu sistem dengan komposisi sembarang (Atkins, 1996):

F = C – P + 2

Aturan fase juga dapat diturunkan ke dalam sistem komponen, adapun penjelasannya adalah sebagai berikut:

1.  Sistem Satu-Komponen

Untuk sistem satu komponen, seperti air murni maka berlaku:

F = 3 – P

Jika hanya ada satu fase, F = 2 dan P dan T dapat diubah-ubah dengan bebas. Dengan kata lain, fase tunggal digambarkan dengan daerah pada diagram fase. Jika dua fase ada dalam kesetimbangan, F = 1, yang berarti tekanan bukanlah variabel bebas jika sudah ditentukan temperaturnya. Jadi, kesetimbangan dua fase digambarkan dengan garis didalam diagram fase. Daripada memilih temperatur, kita dapat memilih tekanan tapi dengan pemilihan itu, kedua fase mencapai kesetimbangan pada temperatur tertentu. Oleh karena itu, pembekuan (atau transisi fase yang lain) terjadi pada temperatur tertentu pada tekanan tertentu (Atins, 1996).

Jika ketiga fase ada dalam kesetimbangan, F = 0. Kondisi invarian yang khusus ini hanya dapat terjadi pada temperatur dan tekanan tertentu. Oleh karena itu, kesetimbangan tiga fase itu digambarkan dengan satu titik, yaitu titik tripel pada diagram fase. Empat fase tidak dapat berada pada kesetimbangan dalam sistem satu komponen karena F tidak dapat negatif (Atkins, 1996).

Gambar 1. Diagram Fasa
(Atkins, 2006)

2.    Sistem Dua-Komponen

Jika dua komponen ada dalam satu sistem, C = 2 dan

F = 4 – P

Untuk penyederhanaan, kita akan membuat supaya tekanan tetap (misalnya, pada 1 atm), yang berarti menghabiskan satu derajat kebebasan, dan menuliskan F’ = 3 – P untuk varian sisanya. Salah satu sisa derajat kebebasan ini adalah temperatur, yang lain adalah komposisi (yang dinyatakan dengan fraksi mol satu komponen) oleh karena itu, kita dapat menggambarkan kesetimbangan fase sistem pada diagram temperatur komposisi. Garis vertikal dalam diagram menunjukkan sistem dengan komposisi yang sama, pada temperatur yang berbeda, dan disebut isoplet (dari bahasa Yunani untuk “jumlah sama”) (atkins, 1996).

 

Gambar 2. Diagram Komposisi
(Atkins, 2006)

3     Sistem Tiga Komponen

Untuk sistem tiga komponen

F = 5 – P

Sehingga variasinya bisa mencapai 4. Dengan menjaga temperatur dan tekanan tetap, masih ada dua derajat kebebasan (yaitu fraksi mol dua komponen). Salah satu cara terbaik untuk memperlihatkan variasi kesetimbangan fase dengan sistem komposisi digunakan diagram fase segitiga (Atkins, 1996).

Gambar 3. Diagram Fasa Segitiga
(http://diansetyawati11.blogspot.co.id/2014/04/sistem-tiga-komponen.html)

Titik A, B dan C menyatakan komponen murni. Titik-titik pada sisi AB, BC dan AC menyatakan fraksi dari dua komponen, sedangkan titik didalam segitiga menyatakan fraksi dari tiga komponen, Titik P menyatakn suatu campuran dengan fraksi A, B dan C masing-masing sebanyak x, y dan z (Diansetyawati, 2014).

Sumber : Atkins, P.W. 1996. Kimia Fisika Jilid 1 Edisi Keempat. Jakarta: Erlangga
Atkins, Peter dan Julio De Paula. 2006. Physical Chemistry. New York: W.H Freeman And Company
http://diansetyawati11.blogspot.co.id/2014/04/sistem-tiga-komponen.html

Ditulis Oleh : Moch Ali Ridlo (15630047)