Perubahan suhu (T), tekanan (P), konsentrasi (C), dan entalpi (H) selama proses

pemisahan dapat dianalisa berdasarkan konsep kesetimbangan termodinamik. Korelasi fase

menurut kaidah fase Gibbs:

F=C – P + 2

dengan:

F = variabel intensive/bebas

C = jumlah spesies atau komponen dalam sistem

P = jumlah fase dalam sistem

Contoh

a. Kesetimbangan, cair (air) ↔ uap air

C = 1, P = 2 (cair dan uap), maka F = 1

Hanya satu variabel dapat diubah bebas, jika dipilih tekanan tertentu maka

suhu keseimbangan akan tertentu atau sebaliknya, jika dipilih suhu tertentu maka

tekanan keseimbangan akan tertentu.

b. Campuran biner (Metanol — air) dalam kesetimbangan uap — cair

C = 2 (metanol = 1; air = 1), P = 2 (cair dan uap), maka F = 2

Jadi untuk komposisi (konsentrasi) dan tekanan keseimbangan tertentu, maka suhu

keseimbangan akan tertentu pula. Untuk komposisi (konsentrasi) dan suhu

keseimbangan tertentu, maka tekanan keseimbangan akan tertentu pula. Jika

dipilih suhu dan tekanan keseimbangan tertentu, maka konsentrasi keseimbangan

akan tertentu pula.

Persetujuan bersama lambang yang digunakan (lambang ini bisa berbeda untuk

pustaka yang lain) :

A = zat yang terlarut, zat yang terdistribusi (Solute)

B = pelarut I, pelarut umpan mula-mula (Diluent)

C = pelarut II, separating agent (Solvent)

Fase yang kaya diluent disebut rafinat, sedangkan fase yang kaya solvent

disebut ekstrak. Hubungan keseimbangan antara konsentrasi-konsentrasi komponen di

fase ekstrak dan rafinat dapat dinyatakan dalam berbagai bentuk kurva.

Di daerah heterogen

Di daerah 2 fasa

Mengandung ekstrak dan rafinat

R ↔ E ; R, E akan terletak pada garis lurus RE melalui ‘m’

Garis RE = garis seimbang = tie line = equilibrium line

E (ekstrak) → banyak komponen (solvent)

R (rafinat) → banyak komponen (diluent)

Disini juga berlaku persamaan:

Neraca massa total R + E = m

Neraca massa komponen solut RxR + ExE = mZm

Dan hubungan keseimbangan antara komposisi komponen di fase ekstrak dan rafinat.

Kurva keseimbangan di atas berlaku untuk suhu tetap. Pada suhu isoterm yang

lain, T1, T2, T3, ... dan seterusnya, maka bentuk kurvanya dapat berubah,

sehingga daerah hererogennya dapat menyempit atau bertambah luas. Selanjutnya

suhu ekstraksi perlu diplih sehingga daerah heterogennya cukup luas.

Daerah di bawah kurva merupakan daerah heterogen (2 fasa)

Daerah di atas kurva merupakan daerah homogen (1 fasa)

Data seimbang suatu sistem campuran pada suhu tertentu (T) dapat

digambarkan dengan berbagai cara, yaitu :

a. Koordinat siku-siku

Koordinat siku-siku mempunyai bentuk yang lebih sederhana karena

dalam menggambarkan kurva tidak memperhitungkan komposisi diluent.

Bila komposisi solut dan solven dalam fase tersebut tertentu berarti

komposisi diluent dalam fase tersebut dapat ditentukan (= 1- fraksi

solut-fraksi solven)

b. Diagram (grafik) atas dasar ‘solvent free’

Xa ,Ya=Massa zat yang terlarut (solute )Massa Solute+Massa Diluent

Xc ,Yc= Massa solventMassa Solute+Massa Diluent

(Amanda, 2015)