Diagram Fasa Air

Diagram Fasa Air

Diagram fase yaitu sebuah grafis yang digunakan untuk memudahkan merangkum fase zat tertentu dari kondisi suhu dan tekanan (Krogh, 2005).

Diagram fase air adalah sebuah grafis yang digunakan untuk memudahkan merangkum fasa perubahan air pada kondisi suhu dan tekanan tertentu.

Telah kita ketahui, pada saat suhu dan tekanan tertentu air dapat berada di fasa cair, gas dan padat. Gambar berikut menunjukkan diagram P-T yang mengungkapkan ketiga fasa tersebut yaitu cair, gas dan padat.


Diagram fasa air di atas menunjukkan titik tripel A (0,01 °C; 0,006 atm), titik leleh (titik beku) normal B (0 °C; 1 atm); titik didih normal C (100 °C; 1 atm), dan titik kritis D (374,4 °C; 217,7 atm).

Diagram fasa tersebut menunjukkan adanya tiga kurva yang membagi ke dalam 3 daerah yaitu cair, gas dan padat. Pada setiap daerah pada diagram tersebut menunjukkan keadaan wujud zat yang stabil. Dan pada setiap titik menunjukkan hubungan tekanan dan suhu. Pada diagram tersebut kurva AB menunjukkan pembagian wilayah antara padat dan cair yang berada dalam keadaan setimbang.

Padat, cair

Berdasarkan diagram tersebut, kurva memberikan informasi tentang titik leleh padatan atau titik beku cairan pada suhu dan tekanan tertentu. Secara umum, tekanan tidak memengaruhi peleburan atau pembekuan, maka dari itu kurva AB pada diagram cenderung membentuk garis lurus. Dan kurva AB untuk air agak miring ke kiri, hal itu dikarenakan pembentukan es pada tekanan tinggi suhunya turun 1 0C dari keadaan normal (1 atm). Hal ini dikarenakan pada keadaan cair kurang rapat dibandingkan pada keadaan padat.

Berdasarkan diagram, kurva AC menunjukkan garis kesetimbangan fasa antara cair dan gas yang menunjukkan tentang tekanan uap air pada berbagai suhu. Kurva AC adalah garis yang membagi wilayah cair dan gas. Garis putus-putus menunjukkan titik leleh dan titik didih air pada tekanan 1 atm yang berada pada suhu 0 °C dan 100 °C.

Berdasarkan diagram,  kurva AD menunjukkan garis kesetimbangan fasa antara padat dan gas yang menunjukkan tentang tekanan uap padatan pada berbagai suhu. Kurva AD adalah garis yang membagi wilayah padat dan gas. Kurva ini berpotongan dengan kurva yang lain yaitu pada titik A. Titik A dinamakan titik triple, yaitu titik di mana pada suhu dan tekanan tersebut terjadi kesetimbangan fasa antara fasa gas, cair dan padat secara bersamaan. Berdasarkan diagram, Titik tripel pada air terjadi pada suhu 0,01 °C dan tekanan 0,006 atm (4,58 mmHg).



Diagram fasa, dapat digunakan untuk memperkirakan wujud suatu zat pada suhu dan tekanan tertentu. Ketika tekanan 1 atm dan suhu 25 °C, air akan berwujud cair, sedangkan pada suhu 0 °C air berwujud padat (es).
Selain H2O terdapat diagram fasa yang lain misalnya diagram fasa CO2. Di bawah ini gambar diagram fasa CO2.

Diagram fasa karbon dioksida menunjukkan titik tripel X (–56,4 °C; 5,11 atm), titik sublimasi Y (–78,5 °C; 1 atm), dan titik kritis Z (31,1 °C; 73,0 atm).

Berdasarkan diagram, titik tripel CO2 berada pada suhu -56,4 °C dan 5,11 atm. Maka dari itu, CO2 padat (dry ice) akan menyublim jika dipanaskan di bawah tekanan 5,11 atm. Jika tekanan di atas 5,11 atm maka  dry ice akan mencair jika dipanaskan. Dan pada saat suhu kamar dan tekanan udara normal dry ice menyublim. Sifat ini sering dimanfaatkan sebagai pertunjukan karena akan tampak seperti berkabut. Dry ice akan menguap seperti asap dengan sedikit pemanasan.   

Beberapa istilah fasa transisi:
Penguapan : H2O(l) → H2O(g)
Pengembunan : H2O(g) → H2O(l)
Peleburan : H2O(s) → H2O(l)
Pembekuan : H2O(l) →H2O(s)
Sublimasi : H2O(s) → H2O(g)
Deposisi : H2O(g) → H2O(s)  (Sunarya dan Setiabudi, 2009)

Ada beberapa keistimewaan baru pada diagram fasa air, kurva peleburan OC menunjukkan kemirigan yang negatif, yaitu kemiringan mendekati sumbu tekanan. Jika tekanan meningkat maka titik leleh es menurun, hal itu adalah suatu yang tidak wajar pada padatan. Selain itu, ada keistimewaan lain, yaitu polimorfisme (keberadaan bahan padat dalam bentuk lebih dari satu macam kristal). Biasanya es terjadi di bawah tekanan dan suhu normal. Bentuk es yang lain hanya terjadi jika tekanan tinggi. Jika polimorfisme itu terjadi diagram fase menunjukan titik triple tambahan disamping titik triple biasa antara padat-cairan dan uap (Petrucci, 1992).
garis padat-gas maupun cair gas di sebelah kanan, zat akan berbentuk gas. Jika tekanannya 1 atm, maka air akan berbentuk padat pada semua suhu di bawah 00C. kenyataannya daerah yang dibatasi oleh garis kesetimbangan padat-cair dan padat-gas sesuai untuk semua suhu dan tekanan dimana air membentuk padat. Untuk daerah yang tergabung dalam garis kesetimbangan padat-cair dan cair-gas, zatnya akan terbentuk cair (Brady, 1999).
Diagram Fase Air Tekanan Tinggi
Diagram fase memiliki kondisi suhu dan tekanan, di mana dua fase akan berada pada kesetimbangan. pada titik tripel, terjadi perpotongan 3 garis batas kesetimbangan pada suhu dan tekanan tertentu. Dengan mengukur suhu, diagram fase terjadi pada tekanan yang berbeda dan dengan mengukur tekanan, diagram fase terjadi pada suhu yang berbeda. Diagram fase sederhana mempunyai fitur umum, yaitu :
1. Biasanya ada 3 daerah masing-masing mewakili fase tertentu
2. Mencairnya dan titik didih normal didefinisikan sebagai suhu di ana zat mengalami perubahan dari fase padat menjadi cair dan cair menjadi gas.
3. Terdapat titik kritis yang ditentukan pada diagram fase. Titik kritis didefinisikan sebagai titik luar yang tidak ada transisi fase yang jelas antara uap da cairan. Padahal, di luar titik kritis sebenarnya terdapat uap atau cairan.
4. Terdapat cairan superkritis yaitu zat yang melampaui titik kritis fase uap dan cair (krogh, 2005)
Diagram fase air pada tekanan tinggi yaitu sebagai berikut:
Ketika diagram fase air tekanan tinggi, fase padatan menjadi tidak stabil dan fase air menjadi stabil. Hal itu disebabkan ikatan antara molekul-molekul berubah. Misalnya, es meleleh pada temperature 1000C tetapi ketika tekanan di atas 25 kbar (Atkins, 1999).







Daftar Pustaka

Atkins, P. W., 1999. Kimia Fisika Edisi Ke-2. Jakarta : Erlangga.
Brady. J. E. 1999. Kimia Universitas Asas dan Struktur. Bandung : Binarupa Aksara.
Petruci, Ralph H. 1992. Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern Edisi keempat Jilid 1. Jakarta :      Erlangga.
Sunarya, Y. dan A. Setiabudi. 2009. Kimia. Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.
Von Krogh, G., and Roos,. J,. 2005. Metodologi Penelitian Kuantitatif. Jakarta : Prenada.

NAMA : UMI ANIATUL JANNAH
NIM     : 16630040