Fasa adalah keadaan materi yang seluruh bagiannya sama baik komposisi kimianya maupun

komposisi fisiknya. Transisi fasa adalah perubahan spontan dari satu fasa ke fasa lainnya yang terjadi

pada temperatur dan tekanan tertentu. Temperatur transisi adalah temperatur dimana dua potensial kimia

bertemu dan nilanya sama.

Diagram fasa menunjukan daerah daerah tekanan dan temperatur dimana berbagai fasa bersifat stabil

secara termodinamis. Batas batas diantara daerah daerah itu disebut batas batas fasa dimana nilai p

dan T pada dua fasa berada dalam kesetimbangan.

Tekanan uap adalah terkanan yang digunakan ketika dan cairan dan uap dalam kesetimbangan

dinamis. Temperatur didih adalah temperatur dimana tekanan uap cairan sama dengan tekanan luar.

Temperatur kritis adalah temperatur saat rapatan uap sama dengan rapatan sisa cairan dan permukaan

antara kedua fasa menghilang. Titik leleh adalah temperatur saat cairan dan padatan berada dalam

kesetimbangan. Semua zat meleleh pada temperature yang tepat sama saat zat itu membeku, maka

temperature leleh = temperature beku. Titik tripel adalah pertemuan batas-batas ketiga fase (padatan,

cairan, gas) saat semuanya berada dalam kesetimbangan.

LOKASI BATAS-BATAS FASA

Pada saat fase mengalami kesetimbangan, maka potensial kimianya sama. Maka untuk mendapatkan

persamaan untuk batas fase dapat menggunakan persamaan:

(p, T) = (p, T)

d = -Sm dT + Vm dP

untuk setiap fase, sehingga:

-S,m dT + V,m dp = -S,m dT + V,m dp

(V,m V,m) dp = (S,m S,m) dT

Yang tersusun ulang menjadi persamaan Clapeyron:

Batas Padat-Cair

Peleburan/pelelehan disertai dengan perubahan entalpi molar Hfus dan terjadi pada T. Persamaan

Clapeyron menjadi:

p = p +

Batas Cair-Uap

Persamaan Clapeyron untuk batas cair-uap:

Entalpi penguapan bernilai positif, bernilai besar dan positif. Oleh karena itu

selalu bernilai

positif, tetapi jauh lebih kecil daripada

untuk batas padat-cair.

Jika gas berperilaku sempurna

, sehingga mengubah persamaan Clapeyron yangeksak menjadi

Persamaan Clausius-Clapeyron :

Jika entalpi penguapan dianggap tak bergantung pada temperatur maka, persamaan ini terintegrasi

menjadi :

dengan

(

)

Dengan adalah tekanan uap ketika temperatur dan p adalah tekanan uap ketika temperature T.

Batas Padat-Uap

Perbedaan antara kasus kasus ini dengan kasus terakhir hanyalah pergantian entalpi penguapan dengan

entalpi sublimasi, . Hampiran yang menghasilkan persamaan Clausius-Clapeyron ini menghasilkan

persamaan ini untuk kebergantungan tekanan uap sublimasi terhadap temperature sebagai berikut :

dengan

(

)

Karena entalpi sublimasi lebih besar daripada entalpi penguapan, persamaan ini akan menunjukan kepada

kita akan adanya kemiripan kurva sublimasi yang jauh lebih tajam dari kurva penguapan, di dekat kedua

kurva itu bertemu.

Soal dan Pembahasan

6.2 (a) The molar volume of a certain solid is 161.0 cm3

mol-1

at 1.00 atm and 350.75 K, its melting

temperature. The molar volume of the liquid at this temperature and pressure is 163.3 cm3 mol

-1. At 1.00

atm the melting temperature changes to 351.26 K. Calculate the enthalpy and entropy of fusion of the

solid.

(

)

( )

( ) (

)

(b) The molar volume of a certain solid is 142.0 cm3

mol-1

at 1.00 atm and 427.15 K, its melting

temperature. The molar volume of the liquid at this temperature and pressure is 152.6 cm3 mol

-1. At 1.2

MPa the melting temperature changes to 429.26 K. Calculate the enthalpy and entropy of fusion of the

solid.

(

)

( )

( ) (

)

6.10 (a) Calculate the melting point of ice under a pressure of 50 bar. Assume that the density of ice under

these conditions is approximately 0.92 g cm-3

and that of liquid water is 1.00 g cm-3

.

(

)

( ) ( )

( )

(

)

(

( ) ) (

)

( )

(b) Calculate the melting point of ice under a pressure of 10 MPa. Assume that the density of ice under

these conditions is approximately 0.915 g cm-3

and that of liquid water is 0.998 g cm-3

.

Jawab:

(

)

{ ( )

} {

}

( )

Problem

6.2 Prior to the discovery that freon-12 (CF2Cl2) was harmful to the Earths ozone layer, it was frequently

used as the dispersing agent in spray cans for hair spray, etc. Its enthalpy of vaporization at its nomal

boiling point of is 20.25 kJ mol-1. Estimate the pressure that a can of hair spray using freon-12

had to withstand at , the the temperature of a can that has been standing in sunlight. Assume that

vapH is a constant over the temperature range involved and equal to its value at .

( )

(

)

(

)