Diagram Fase Zat : Pengertian, Contoh Soal

Diagram Fase Zat : Pengertian, Contoh Soal – Air memiliki 3 fase zat yaitu : padat (s), cair (l) dan gas (g). Ternyata keadaan fisis air yang berbeda-beda itu dipengaruhi oleh suhu dan tekanan. Dalam materi ini akan dijelaskan secara teoritis tentang diagram fase zat atau sering disebut dengan diagram P-T. Perubahan fase air dari padat menjadi cair, cair menjadi gas, gas menjadi padat atau sebaliknya disebut dengan perubahan fisika.

Pengertian Diagram Fase Zat

Diagram fase zat adalah suatu digram yang menggambarkan keadaan fisis suatu zat pada suhu (T) dan tekanan (P) yang berbeda.
Contoh sederhana dari diagram fase zat adalah diagram fase air yang di tunjukkan gambar di bawah ini :

Diagram Fase Air

diagram PT air - pelarut
Diagram P-T Air

Pada gambar diatas sumbu X-nya adalah suhu (T) dan sumbu Y-nya adalah tekanan (P).
Air memiliki 3 fase zaitu padat, cair dan gas

  • Padat : jarak antara partikel air rapat dan teratur, memiliki bentuk dan volume yang tetap.
  • Cair : jarak antara partikel air renggang dan tidak teratur, memiliki bentuk yang menyesuaikan wadahnya dan memiliki bentuk tetap.
  • Gas : jarak antara partikel air berjauhan dan tidak teratur, memiliki bentuk dan voleme yang berubah.

Hal-hal yang harus diketahui dari diagram P-T di atas adalah :

Garis Didih

Garis C-D disebut dengan garis didih, karena garis tersebut merupakan transisi atau perubahan fase cair dan fase gas. Pada tekanan yang berbeda, suatu zat akan memiliki titik didih yang berbeda pula, karena titik didih tergantung pada tekanan udara luar. Air akan mendidih pada suhu 100 °C pada tekanan 1 atm, tetapi air akan mendidih pada suhu sekitar 70 °C pada puncak Mount Everest karena tekanan udara di puncak gunung tersebut kurang dari 1 atm (76 cm Hg).

Garis Beku

Garis C-B disebut garis beku, karena garis tersebut merupakan transisi atau perubahan fase cair dan fase padat. Air akan membeku pada suhu 0 °C pada tekanan 1 atm, tetapi air akan membeku pada 0,0098 °C pada tekanan 0,006 atm.

Garis Sublimasi

Garis A-C disebut garis sublimasi, karena garis tersebut merupakan transisi atau perubahan fase gas dan fase padat.

Titik Didih

Titik D disebut titik didih air, karena pada titik tersebut merupakan suhu pada saat tekanan uap air sama dengan tekanan udara luar (1 atm) dan terjadi kesetimbangan fase cair dan gas.

Titik Beku

Titik B disebut titik beku air, karena pada titik tersebut merupakan suhu pada saat tekanan uap air sama dengan tekanan udara luar (1 atm) dan terjadi kesetimbangan fase padat dan cair.

Titik Triple

Titik C disebut titik triple karena merupakan perpotongan antara garis didih, garis beku dan garis sublimasi. Pada titik triple terjadi kesetimbangan antara fase padat, cair dan gas. Titik triple air adalah 0,0098 °C pada tekanan 0,006 atm.

Baca juga : Molaritas, Molalitas, Fraksi Mol, Persen Massa dan Persen Volume : Pengertian, Rumus, Contoh Soal

Diagram Fase Air vs Larutan

Dalam suatu percobaan pada tekanan 1 atm, larutan gula mendidih pada suhu 100,3 °C sedangkan air mendidih pada suhu 100 °C, kemudian larutan gula membeku pada suhu -0,3 °C sedangkan air membeku pada suhu 0 °C. Kenapa hal tersebut bisa terjadi? Untuk menjawab pertanyaan tersebut dapat dijelaskan secara teoritis melalui digram fase air vs larutan di bawah ini.

diagram fase larutan vs pelarut
Diagram P-T Air Vs Larutan
  • Keterangan :
  • F = titik beku larutan
  • B = titik beku pelarut
  • D = titik didih pelarut
  • G = titik didih larutan
  • E = titik triple larutan
  • C = titik triple pelarut
  • C-B = garis beku pelarut
  • E-F = garis beku larutan
  • C-D = garis didih pelarut
  • E-G = garis didih larutan

Dalam materi sebelumnya telah dijelaskan bahwa pada suhu yang sama, suatu larutan memiliki tekanan uap lebih rendah dibanding pelarutnya, oleh karena itu garis beku larutan (E-F) lebih rendah dibanding garis beku pelarutnya (C-B) dan garis didih larutan (E-G) lebih rendah dibanding garis didih pelarutnya (C-D). Penurunan tekanan uap larutan tersebut akan sangat mempengaruhi titik larutan (G) dan titik beku larutan (F).

Lihat pada gambar, pada suhu 100 °C ternyata tekanan uap larutan belum mencapai 1 atm, maka bisa dikatakan larutan belum mendidih (Ingat : titik didih larutan itu adalah suhu larutan pada saat tekanan uap larutannya sama dengan tekanan uap udara luarnya = 1 atm dan terjadi kesetimbangan fase cair dan gas). Logikanya larutan akan mendidih diatas suhu 100 °C ketika tekanan uap larutan mencapai 1 atm.

Kesimpulan : Larutan memiliki titik didih lebih besar dibanding pelarutnya (Tb > Tb°).

Sebaliknya, pada suhu 0 °C ternyata tekanan uap larutan belum mencapai 1 atm, maka bisa dikatakan larutan belum membeku (Ingat : titik beku larutan itu adalah suhu larutan pada saat tekanan uap larutannya sama dengan tekanan uap udara luarnya = 1 atm dan terjadi kesetimbangan fase cair dan padat). Logikanya larutan akan membeku dibawah suhu 0 °C ketika tekanan uap larutan mencapai 1 atm.

Kesimpulan : Larutan memiliki titik beku lebih rendah dibanding pelarutnya (Tf < Tf°).

Contoh Soal Diagram Fase Zat

Contoh Soal 1

Dibawah ini adalah diagram P-T H2O, yang merupakan daerah perubahan titik beku beku adalah …

soal diagram PT air - pelarut

A. garis A-C
B. garis C-B
C. garis C-D
D. daerah A-C-B
E. daerah B-C-A

Penyelesaian :

Daerah perubahan titik beku adalah daerah yang membatasi fase padat dan fase cair yaitu garis C-B, berarti jawaban yang benar adalah B.

Contoh Soal 2

Grafik dibawah ini adalah diagram P-T untuk air dan larutan NaCl, yang merupakan kenaikan titik didih adalah :

soal diagram PT larutan

A. F-B
B. A-C
C. G-D
D. C-D
E. B-C

Penyelesaian :

Kenaikan titik didih adalah selisih titik didih larutan – titik didih pelarut
∆Tb = Tb – Tb°
Tb = titik didih larutan (titik G)
Tb° = titik didih pelarut (titik D)
∆Tb = G-D
Maka kenaikan titik didih larutan adalah G-D, berarti jawaban yang benar adalah C.

Baca juga : Sifat Koligatif Larutan : Pengertian, Contoh Soal, Penerapan

Mungkin Anda juga menyukai

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *