Kamis, 05 April 2018

Fasa, Komponen dan Derajat Kebebasan

1.      Fasa

Fasa merupakan bagian materi dari suatu sistem yang memiliki kesamaan diseluruh bagiannya baik dalam hal sifat-sifat fisika dan komposisi kimia. Bagian ini mampu dibedakan dari bagian materi yang lain dalam suatu sistem. Fasa dapat dipisahkan secara mekanik. Fasa yang sudah lama dikenal yakni fasa padat, cair dan gas. Banyaknya fasa dalam suatu sistem dinotasikan dengan huruf P. Dengan istilah lain P merupakan jumlah bagian-bagian yang seragam atau homogen dalam suatu sistem. Contohnya ;

a.       Kristal, gas atau campuran Gas, dan dua cairan yang dapat bercampur secara keseluruhan merupakan fase tunggal (P=1).

b.      Campuran es dan air, air ditambahkan alkohol dan uapnya, campuran logam-logam yang tidak dapat bercampur, merupakan dua fase (P=2)

c.       Air ditambahkan minyak dan uapnya, merupakan tiga fase (P=3)

d.      Susu, santan, pembersih muka, merupakan banyak fasa (P=banyak)

Dispersi merupakan kesamaan pada skala makroskopik, namun tidak sama pada sekala mikroskopik, karena dispersi hanya terdiri atas butiran atau tetesan komponen yang berada didalam matriks komponen yang lainnya. Dispersi adalah hal yang penting karena terdapat banyak material tingkat tinggi seperti baja yang memiliki mekanisme perlakuan panas digunakan untuk mendapatkan pengendapan dispersi halus komponen atau partikel-partikel dari satu fase di dalam suatu matrik yang berasal dari fase larutan padat jenuh. Penyesuaian sifat mekanik material pada sebuah pemakaian dapat ditentukan dari kemungkinan kemampuan mengontrol struktur mikro yang dihasilkan oleh kesetimbangan fase.



2.      Jumlah Komponen

Komponen sistem merupakan unsur maupun senyawa yang menyusun suatu sistem. Sedangkan jumlah komponen adalah jumlah terkecil spesies-spesies kimia bebas yang dibutuhkan untuk menyatakan komposisi semua fase yang terdapat dalam sistem. Hal tersebut mudah dilakukan apabila spesies kimia yang terdapat dalam sistem tidak mampu bereaksi, sehingga yang perlu dihitung hanya banyaknya saja. Contohnya  sistem air murni merupakan satu komponen (C=1) sedangkan campuran air dan etanol adalah dua komponen (C=2).

Jika terdapat suatu spesies bereaksi dalam keadaan setimbang, maka semua fase didalamnya harus diperhatikan. Misalnya Amonium Klorida yang setimbang dengan uapnya

NH4Cl(s)  è NH3(g)  + HCl(g)

Sistem tersebut memiliki satu komponen, dan kedua fase mempunyai komposisi formal NH4Cl. Apabila ditambahkan HCl(g) , sistem akan memiliki dua komponen karena setelah penambahan tersebut jumlah NH3 dan  HCl  tidak tetap atau berubah-ubah. Sedangkan pada Kalsium Karbonat juga setimbang dengan uapnya :

CaCO3(s) è CaO(s) + CO2(g)

sistem yang memiliki dua komponen karena komposisi uap pada CaCO3 tidak digambarkan.



3.      Derajat Kebebasan

Derajat kebebasan adalah suatu keadaan setimbang yang merupakan jumlah variabel intensif yang dibutuhkan untuk menggambarkan keadaan suatu sistem tersebut. Masa atau besar setiap fasa tidak mempengaruhi kesetimbangan fasa, karena kesetimbangan fasa hanya dipengaruhi oleh keseragaman potensial kimia, dimana merupakan variabel intensif independen. Misalnya, terdapat sistem yang terdiri dari dua fasa yaitu larutan AgBr dan padatan AgBr pada temperatur dan tekanan tertentu. Kesetimbangan Agbr yang larut tidak tergantung pada massa dari fasa, sedikit banyaknya larutan atau padatan AgBr tidak diperhatikan, asalkan kedua fasa tersebut dalam keadaan setimbang dalam larutan memiliki nilai tertentu pada temperatur dan tekanan tertentu. Variabel intensif seperti tekanan, temperatur dan komposisi (fraksi mol) perlu ditinjau dalam kesetimbangan fasa. Banyaknya variabel intensif independen inilah yang diperlukan untuk menggambarkan keadaan suatu sistem yang disebut derajat kebebasan suatu sistem.



Referensi :

Atkins, P.W. 1996. Kimia Fisika Jilid 1 edisi keempat. Jakarta: Erlangga.

Barrow, Gordon M. 1983. Physical Chemistry. Tokyo: Mc Graw Hill International Book Company

Levine, Ira N. 1983. Physical Chemstry. New York: Mc Graw Hill Book Company