DIAGRAM BINER

Nama : Nuraida Ariani

NIM : F1C121035

Kelas : Kimia R-001

Mata Kuliah : Praktikum Kimia Fisik Lanjutan

 

Hubungan keseluruhan di antara fasa padat, cair, dan gas disajikan paling baik dalam satu grafik yang dikenal sebagai diagram fasa. Diagram fasa (phase diagram) meringkaskan kondisi-kondisi saat suatu zat berada pada wajud padat, cair, atau gas (Chang, 2005).

Fasa adalah bagian sistem yang secara fisik diskrit dan homogen secara kimiawi, dipisahkan oleh batas-batas dari bagian sistem yang lain. Aturan fase yang diberikan oleh JW Gibbs pada tahun 1874 diterapkan untuk mendefinisikan sistem yang terdiri dari komponen tunggal dan multi komponen. Berbagai formulasi farmasi seperti emulsi, mikroemulsi dan gel terutama terdiri dari komponen larut lemak, komponen larut air, surfaktan dan kosolven. Diagram fase berfungsi sebagai alat penting untuk menyaring komponen formulasi tersebut (Dhoot et al., 2018).

Diagram fase adalah representasi grafis yang terdiri dari kurva area, garis dan titik, yang digunakan untuk menggambarkan sistem tertentu yang terdiri dari satu atau beberapa komponen dan menghasilkan data sehubungan dengan konsentrasi berbagai komponen, suhu dan tekanan yang secara termodinamika fase yang berbeda terjadi, berubah dari satu fase ke fase lain dan hidup berdampingan pada kesetimbangan (Dhoot et al., 2018).

Menurut Fatimah ( 2017), diagram fasa memiliki beberapa jenis, salah satunya yaitu campuran larut sebagian. Dari larutan sebagian larut, dapat membuat suatu kurva yang menggambarkan pada komposisi berapa terbentuk campuran larut sempurna dan larut sebagian. Diagram dibuat dengan mengambil tekanan P tertentu (umumnya I atm), dan menggambarkan hubungan antara temperatur 7-versus-fraksi zat terlarut (B), adapun diagramnya yaitu sebagai berikut.

Gambar 1. Diagram fasa campuran larutan sebagian (Fatimah, 2017).

Jika suatu campuran sebagian larut tersusun atas B dan C kita mulai dari C awalnya dalam keadaan murni pada temperatur 71. Perlahan-lahan ditambahkan komponen B sehingga terbentuk dua fasa sepanjang garis G hingga E. Pada titik G campuran terdiri dari komponen B dengan fraksi mol sebesar B.1: dan selanjutnya fasa 2 dari dua komponen sepanjang hingga E dengan fraksi mol B sebesar xB.2. Kita ambil suatu titik pada fasa 2 misal pada D dengan fraksi mol B sebesar B.2. Pada titik tersebut komponen tersusun atas fraksi mol B sebesar X Jika kemudian ditambahkan lebih banyak komponen B maka akan terjadi satu fasa kembali sehingga mencapai kondisi murni dari komponen B pada titik H. Garis sepanjang itu berada pada temperatur TL. Pada kenaikan temperatur batas antara dua fasa menjadi meruncing yang berarti campuran larut sempurna memiliki wilayah yang lebih luas dibandingkan dengan campuran larut sebagian. Batas temperatur yang menjadi titik kesetimbangan dua fasa mencapai maksimal pada temperatur kritis (TC) yakni pada puncak kurva sehingga di atas temperatur Te kedua komponen praktis larut sempurna. Pada pembentukan dua fasa, komposisi dari komponen mengikuti aturan Lever (Fatimah, 2017).

Adapun menurut Nasution et al (2022), Fraksi mol terbagi menjadi dua yaitu fraksi mol zat terlarut (X) dan fraksi mol zat pelarut (Xp). Fraksi mol zat terlarut merupakan nilai perbandingan mol zat terlarut terhadap total jumlah mol larutan dan fraksi mol zat pelarut merupakan nilai perbandingan mol zat perlarut terhadap total jumlah mol larutan. Berdasarkan pengertian tersebut kita dapat menurunkannya menjadi persamaan matematis untuk menghitung fraksi mol tersebut, yaitu sebagai berikut:

Gambar 2. Rumus Fraksi Mol (Nasution et al., 20022).

Dimana X + Xp=1

Keterangan simbol huruf pada rumus:

X = Fraksi mol zat terlarut

Xp = Fraksi mol zat perlarut

Nt = mol zat terlarut (mol)

Np = mol zat perlarut (mol)

Adapun contoh diagram biner yaitu sebagai berikut.

Gambar 3. Diagram fasa biner untuk sistem Ni-Cu menunjukkan kelarutan padat yang diperluas (Smallman dan Bishop, 2000).

Kasus pertama dijelaskan dengan diagram fasa biner untuk sistem nikel-tembaga di mana larutan padat (a) menjangkau kedua komponen. Berbeda dengan titik cair logam murni dengan temperatur tetap, paduan membeku atau meleleh pada rentang temperatur terkait dengan medan dua fasa univarian (a+cair). Setiap garis horisontal menghubungkan dua titik yang mewakili komposisi dua fasa. Dapat dilihat bahwa daerah dua fasa pada diagram biner terdiri dari garis horisontal sejajar (isotermal) yang tak terhingga jumlahnya. Dengan memanfaatkan komposisi paduan rata-rata sebagai titik tumpu (x) dan menerapkan Kaidah Pengungkit (Lever Rule), rasio massa dan fraksi dapat ditentukan dengan cepat (Smallman dan Bishop, 2000).

 

DAFTAR PUSTAKA

Chang, R. 2005. Kimia Dasar Konsep-Konsep Inti Edisi Ketiga. Jakarta : Erlangga.

Dhoot, A.S., A. Naha, J. Priya dan N. Xalxo. 2018. “Phase Diagrams for Three Component Mixtures in Pharmaceuticals and its Applications”. Journal of Young Pharmacists. Vol. 10(2): 132-137.

Fatimah, I. 2017. Kimia Fisika. Yogyakarta : Deepublish.

Nasution, H.A., A. Darmana dan F.A. Syuhada. 2022. Sifat Koligatif Larutan Bahan Ajar Higher Order Thinking Skill Berbasis Problem Based Learning. Jakarta : NEM Publishers.

Smallman, R.E. dan R.J. Bishop. 2000. Metalurgi Fisik Modern dan Rekayasa Material. Jakarta : Erlangga.