Download to read offline
diagram fasa kimiaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa
- 1. Diagram Fasa Diagram fasaadalah representasi grafis yang menunjukkan hubungan antara fasa-fasa yang berbeda dari suatu zat atau campuran zat dalam berbagai kondisi tekanan dan suhu. Diagram fasa membantu dalam memahami bagaimana suatu zat berubah dari satu fasa ke fasa lainnya—misalnya dari padat ke cair atau dari cair ke gas—ketika tekanan dan suhu diubah. Dalam kimia fisik, teknik, mineralogi, dan ilmu material, diagram fasa adalah jenis diagram yang digunakan untuk menunjukkan kondisi (tekanan, suhu, volume, dll.) di mana terdapat fasa-fasa yang berbeda secara termodinamika (seperti padat, cair, atau gas) dan hidup berdampingan secara seimbang.
- 2. Diagram Fase 1 Visualisasi Transformasi Memvisualisasikan perubahanfase yang terjadi selama kondisi tertentu. 2 Pemilihan Temperatur Memudahkan pemilihan temperatur pemanasan yang sesuai untuk setiap proses perlakuan panas. 3 Aplikasi Praktis Menjembatani prinsip- prinsip teoritis dengan aplikasi praktis di berbagai disiplin ilmu.
- 3. Mengapa Diagram Fase Penting? Diagramfase adalah alat dasar yang memiliki implikasi mendalam di berbagai disiplin ilmu dan industri termasuk material, manufaktur, serta ilmu pangan dan pengembangan obat: Diagram fase bukan hanya representasi abstrak Pengembangan Material Diagram fase memberikan wawasan tentang kondisi saat material membentuk fase yang berbeda – informasi yang sangat penting untuk mengembangkan paduan, keramik, polimer, dan material komposit dengan sifat yang diinginkan. Dengan memahami perilaku fase material, ilmuwan dan insinyur dapat menyesuaikan sifat mekanis, listrik, termal, dan kimia material untuk banyak aplikasi, seperti kedirgantaraan, otomotif, elektronik, dan perangkat biomedis.
- 4. Mengapa Diagram Fase Penting? OptimalisasiProses Manufaktur Diagram fase membantu dalam menentukan suhu dan laju pendinginan yang optimal untuk meminimalkan cacat, mengendalikan struktur mikro, dan mencapai sifat yang diinginkan dalam produk akhir. Efisiensi dan kualitas proses seperti pengecoran, pengelasan, dan pemanasan sangat bergantung pada pemahaman transformasi fase yang terjadi selama proses Pemahaman Proses Geologi dan Lingkungan diagram fase mineral dan batuan mendukung pemahaman proses geologi seperti metamorfisme, diferensiasi magmatik, dan pembentukan endapan mineral. Diagram fase membantu ahli geologi menyimpulkan kondisi suhu dan tekanan yang berlaku selama pembentukan batuan dan mineral, memberikan wawasan tentang sejarah dan dinamika interior Bumi. Serta membantu memprediksi perilaku zat-zat ini dalam berbagai kondisi suhu dan tekanan, yang penting untuk mempelajari perubahan iklim dan dampaknya.
- 5. Contoh Umum Contoh umumdari diagram fasa adalah diagram fasa air, yang menunjukkan titik tripel (di mana tiga fasa —padat, cair, dan gas—berada dalam kesetimbangan) dan titik kritis (di mana fasa cair dan gas tidak dapat dibedakan). Air bila didinginkan dalam suatu kesetimbangan, fasa padat (ice) dan cair berada bersama-sama dengan batas fasa adalah permukaan dari es. Saat dipanaskan, cairan menguap, saat mendidih uap air dan cairan bersama dalam kondisi kesetimbangan dengan batas fasa adalah permukaan air. Kondisi diagram fasa unsur murni seperti air dapat dinyatakan dengan diagram kesetimbangan fasa tekanan – temperatur seperti (pressure – temperature equilibrium phase diagram)
- 6. Keterangan dalam Diagram Fasa SumbuHorizontal Suhu Sumbu Vertikal Tekanan Garis atau Kurva Perubahan Fase Titik Potong Ketiga Kurva Titik Tripel Ujung Kurva Cair-Gas Titik Kritis
- 7. Contoh Umum Contoh umumdari diagram fasa adalah diagram fasa air, yang menunjukkan titik tripel (di mana tiga fasa —padat, cair, dan gas—berada dalam kesetimbangan) dan titik kritis (di mana fasa cair dan gas tidak dapat dibedakan).
- 8. Contoh Umum Komponen umumdiagram fase mencakup kesetimbangan atau batas fase, yang mengacu pada garis yang mewakili kondisi di mana beberapa fase dapat berada dalam kesetimbangan. Transisi fase terjadi sepanjang garis kesetimbangan. Fase metastabil tidak ditampilkan pada diagram fase karena, meskipun sering terjadi, fase tersebut bukanlah fase kesetimbangan. Titik tripel adalah titik-titik pada diagram fasa yang berpotongan dengan garis-garis seimbang. Titik rangkap tiga mewakili kondisi di mana tiga fase berbeda dapat hidup berdampingan.
- 9. Pada diagram kesetimbanganfasa tekanan – temperatur untuk besi murni (pure iron, Fe) Triple point 1 terdiri atas : liquid, vapor, δFe Triple point 2 terdiri atas : vapor, δFe dan γFe Triple point 3 terdiri atas : vapor, γFe dan αFe
- 10. Hukum Fasa Gibbs(Gibbs Phase Rule) J.W. Gibbs (1839-1903) menurunkan suatu persamaan yang mampu menghitung jumlah fasa yang ada dalam kesetimbangan pada suatu sistem yang ditentukan/dipilih. P + F = C + 2 P : jumlah fasa yang ada pada sistem terpilih F : derajat kebebasan (jumlah variable (tekanan, suhu, komposisi) yang dapat diubah bebas tanpa mengubah jumlah fasa dalam kesetimbangan. C : jumlah komponen dalam sistem (suatu elemen, campuran atau larutan/cairan) Kebanyakan diagram fasa binary( dua unsur) yang digunakan dalam ilmu material adalah diagram temperatur – komposisi dalam kondisi tekanan konstan biasanya 1 atm = 105 Pa = 760 torr = 760 mm Hg. Untuk kondisi ini berlaku P + F = C + 1
- 11. Diagram Fasa Gandapada Sistem Paduan Isomorphous Campuran dua logam disebut paduan binary/binary alloys yang mana membentuk dua komponen sistem Contoh: tembaga murni →sistem satu komponen Tembaga dan nikel →sistem dua komponen Pada beberapa sistem logam dua komponen, dua elemen mencair sempurna satu sama lain baik pada kondisi cair maupun padat Kebanyakan diagram fasa binary( dua unsur) yang digunakan dalam ilmu material adalah diagram temperatur – komposisi dalam kondisi tekanan konstan biasanya 1 atm = 105 Pa = 760 torr = 760 mm Hg. Untuk kondisi ini berlaku P + F = C + 1 Pada sistem isomorphous, hanya terdapat sebuah/satu jenis struktur kristal yang berada pada semua komposisi dari komponennya. Untuk terjadi sistem isomorphous, biasanya sistem tersebut memenuhi satu atau lebih kondisi sebagai berikut : (berdasarkan Kaidah Daya larut padat Hume – Rohtery (1899-1968) : 1. Struktur kristal dari setiap elemen dari campuran pada harus sama. 2. Perbedaan atom dari setiap dua elemen tidak boleh berbeda lebih dari 15% 3. Elemen seharusnya tidak membentuk persenyawaan/campuran satu sama lain. Dalam arti lain, tidak boleh ada perbedaan besar dalam elektromagnetivitas dari dua elemen. 4. Elemen seharusnya memiliki elektron valensi yang sama.
- 12. Diagram Fasa Gandapada Sistem Paduan Isomorphous Contoh : Diagram fasa dua komponen 19 Cu – 28 Ni, ditentukan untuk pendinginan lambat atau kondisi kesetimbangan pada tekanan atmosfir Diagram fasa nikel-tembaga. Tembaga dan nikel memiliki kemampuan larut cair total dan kemampuan larut padatan total. Tembaga nikel larutan padat mencair pada suhu interval di atas suhu yang ditentukan pada logam murni
- 13. Kurva Pendinginan: DiagramFasa Kesetimbangan: Konstruksi dari diagram kesetimbangan Cu-Ni dari kurva pendinginan cair ke padat
- 14. Kaidah Tuas (TheLever Rule) Digunakan untuk mengetahui prosentasi berat dari fasa yang ada dalam daerah dua fasa pada diagram fasa kesetimbangan dua komponen. Misalnya ditanyakan berapa berat fraksi dari fasa pada suhu T dan fraksi berat B, wo berdasarkan kaidah tuas/timbangan/pengungkit pada diagram fasa di bawah ini. Fraksi berat fasa cair (X l) + fraksi berat fasa padat (X s) = 1 X l + X s = 1 X l = 1 － X s X s = 1 － X l
- 15. Kaidah Tuas (TheLever Rule)
- 16. Dengan menggambar garispada diagram maka didapatkan wo = 53% Ni ; w l = 45% Ni dan ws = 58% Ni Xl = (ws – wo) / (ws – w l) = ( 58 – 53 )/ (58 – 45 ) = 5/13 = 0.38 % berat dari fasa cair = 38% % berat dari fasa cair = 1 - Xl = 1- 38% = 62%
- 17. Diagram Fasa Fe-Fe3C DiagramFasa Al-Si Diagram fasa tidak hanya relevan untuk zat murni, tetapi juga untuk campuran atau alloy. Diagram Fase untuk Campuran
- 18. Diagram fase digunakandalam kimia fisik, mineralogi, dan teknik material. Diagram Fasa dalam Sistem Logam Fasa (phase) dalam terminology/istilah dalam mikrostrukturnya adalah suatu daerah (region) yang berbeda struktur atau komposisinya dari daerah lain. Diagram fasa menunjukkan fasa dalam suatu sistem material diberbagai suhu, tekanan dan komposisi.
Editor's Notes
- #7 Perubahan apa yang akan terjadi jika suhu diturunkan dari 80 ∘C menjadi 30 ∘C, sedangkan tekanan diturunkan dari 1 atm menjadi 2 mmHg? Berdasarkan diagram diatas, apabila suhu diturunkan dari menjadi akan terjadi reaksi endoterm, dan jika diikuti juga dengan penurunan tekanan dari 760 mmHg (1 atm) menjadi 2 mmHg, maka air akan berwujud gas.