PENGERTIAN DIAGRAM FASE

Diagram fase adalah sejenis grafik yang digunakan untuk menunjukkan kondisi kesetimbangan antara fase-fase yang berbeda dari suatu zat yang sama, melibatkan 3 komponen, yaitu Tekanan (P), Volume (V) dan Temperatur (T). Diagram Fasa yang melibatkan 3 komponen berupa grafik 3 dimensi, sedangkan Diagram Fasa yang hanya melibatkan 2 komponen berupa Grafik 2 dimensi.

Diagram P-T untuk zat murni secara umum dapat dilihat dalam gambar berikut ini. Diagram ini sering juga disebut dengandiagram fasa zat karena menunjukkan ketiga jenis fasa zat yang dipisahkan oleh garis 

•   Garis Sublimation line (garis sublim) memisahkan daerah uap (vapor) dengan daerah beku (solid).
• —  Garis vaporization line (garis penguapan) memisahkan daerah  cair dari daerah uap.  Garis  melting line (garis leleh) memisahkan daerah beku dari daerah cair.
• —  Pada gambar diatas, terlihat dua lokasi untuk garis melting line yang dibedakan dengan jenis garis. Garis putus-putus melting line merupakan garis melting line untuk zat yang memuai saat beku, sementara untuk zat yang menyusut saat beku garis melting line nya berupa garis biasa.
•   Dari gambar diatas juga terlihat bahwa kondisi liquid (cair) hanya dapat terjadi pada tekanan dibawah tekanan triple point.

Dalam kimia fisik, mineralogi, dan teknik material diagram fase adalah sejenis grafikyang digunakan untuk menunjukkan kondisi kesetimbangan antara fase-fase yang berbeda dari suatu zat yang sama. Dalam matematika dan fisika, diagram fase juga mempunyai arti sinonim dengan ruang fase.

Komponen-komponen diagram fase adalah garis kesetimbangan atau sempadan fase, yang merujuk pada garis yang menandakan terjadinya transisi fase.

Solidus adalah temperatur di mana zat tersebut stabil dalam keadaan padat. 

Likuidusa dalah temperatur di mana zat tersebut stabil dalam keadaan cair.

Titik Tripel

Titik tripel adalah titik potong dari garis-garis kesetimbangan antara tiga fase benda, biasanya padat, cair, dan gas.

Pada titik ini semua fasa berada dalam kesetimbangan, temperatur dan tekanan tetap.

Titik tripel untuk air ada pada temperatur 0,01 ^oC dan tekanan 4,58 mmHg. Titik tripel untuk air, 273,16 K.

Derajat kebebasan: F= c – p + 2

(c = jumlah minimum komponen yang menentukan sistem; p= jumlah fasa; 2= variabel yang menentukan sistem); menyatakan seberapa banyak faktor yang menyatakan suatu sistem.

Derajat kebebasan untuk air pada titik tripel adalah: f= 1-3+2=0, karena c=1 yaitu air, p=3 yaitu es, air dan uap air.

Diagram fase 2D

Diagram fase yang paling sederhana adalah diagram tekanan-temperatur dari zat tunggal, seperti air. Sumbu-sumbu diagram berkoresponden

dengan tekanan dantemperatur. Diagram fase pada ruang tekanan-temperatur menunjukkan garis kesetimbangan atau sempadan fase antara tiga fase padat, cair, dan gas.

Diagram fase yang umum, Garis titik-titik merupakan sifat anomali air.Garis berwarna hijau menandakan titik beku dan garis biru menandakan titik didih yang berubah-ubah sesuai dengan tekanan.

Penandaan diagram fase menunjukkan titik-titik di mana energi bebas bersifat non-analitis. Fase-fase dipisahkan dengan sebuah garis non-analisitas, di manatransisi fase terjadi, dan disebut sebagaisempadan fase.

Pada diagaram sebelah kiri, sempadan fase antara cair dan gas tidak berlanjut sampai tak terhingga.Ia akan berhenti pada sebuah titik pada diagaram fase yang disebut sebagai titik kritis. Ini menunjukkan bahwa pada temperatur dan tekanan yang sangat tinggi, fase cair dan gas menjadi tidak dapat dibedakan^[1], yang dikenal sebagai fluida superkritis. Pada air, titik kritis ada pada sekitar 647 K dan 22,064 MPa (3.200,1 psi)

Keberadaan titik kritis cair-gas menunjukkan ambiguitas pada definisi di atas. Ketika dari cair menjadi gas, biasanya akan melewati sebuah sempadan fase, namun adalah mungkin untuk memilih lajur yang tidak melewati sempadan dengan berjalan menuju fase superkritis. Oleh karena itu, fase cair dan gas dapat dicampur terus menerus.

Sempadan padat-cair pada diagram fase kebanyakan zat memiliki gradien yang positif. Hal ini dikarenakan fase padat memiliki densitas yang lebih tinggi daripada fase cair, sehingga peningkatan tekanan akan meningkatkan titik leleh. Pada beberapa bagian diagram fase air, sempadan fase padat-cair air memiliki gradien yang negatif, menunjukkan bahwa es mempunyai densitas yang lebih kecil daripada air.

Pada grafik dua dimensi, dua kuantitas termodinamika dapat ditunjukkan pada sumbu horizontal dan vertikal. Kuantitas termodinamika lainnya dapat diilustrasikan dengan bertumpuk sebagai sebuah deret garis atau kurva. Garis-garis ini mewakili kuantitas termodinamika pada nilai konstan tertentu.

Diagram fase temperatur dan entropi jenis untuk air/uap.Pada area di bawah kubah, air dan uap berada dalam keadaan kesetimbangan. Titik kritisnya ada di atas kubah.Garis/kurva biru adalahisobar yang menunjukkan tekanan konstan.Garis/kurva hijau adalah isokor yang menunjukkan volume jenis konstan. Garis merah menunjukkan kualitas konstan

Diagram fase 3D

Adalah mungkin untuk membuat grafik tiga dimensi (3D) yang menunjukkan tiga kuantitas termodinamika.Sebagai contoh, untuk sebuah komponen tunggal, koordinat 3D Cartesius dapat menunjukkan temperatur (T), tekanan (P), dan volume jenis (v). Grafik 3D tersebut kadang-kadang disebut diagram P-v-T. Kondisi kesetimbangan akan ditungjukkan sebagai permukaan tiga dimensi dengan luas permukaan untuk fase padat, cair, dan gas. Garis pada permukaan tersebut disebut garis tripel, di mana zat padat, cair, dan gas dapat berada dalam kesetimbangan.Titik kritis masih berupa sebuah titik pada permukaan bahkan pada diagram fase 3D. Proyeksi ortografi grafik P-v-T 3D yang menunjukkan tekanan dan temperatur sebagai sumbu vertikal dan horizontal akan menurunkan plot 3D tersebut menjadi diagram tekanan-temperatur 2D. Ketika hal ini terjadi, permukaan padat-uap, padat-cair, dan cair-uap akan menjadi tiga kurva garis yang akan bertemu pada titik tripel, yang merupakan proyeksi ortografik garis tripel.