Referensi Kesetimbangan Uap Cair Pada Sistem Larutan Biner

       Kondisi kesetimbangan untuk sembarang sistem yaitu bahwa potensial kimia dari tiap konstituen pada seluruh sistem harus sama. Bila ada beberapa fase dari tiap konstituen, maka potensial kimia setiap konstituen pada tiap fase harus mempunyai nilai yang sama. Suatu larutan dikatakan ideal jika larutan tersebut mengikuti Hukum Roult pada seluruh kisaran komposisi dari sistem tersebut. Hukum Roult dalam bentuknya yang lebih umum didefinisikan sebagai fugasitasnya dalam larutan yang sama dengan hasil kali dari fugasitasnya dalam keadaan murni pada temperatur dan tekanan yang sama serta fraksi molnya dalam larutan tersebut, yakni :
f1 = x1 . f1o ...(2.1)
Sedangkan hubungan antara tekanan parsial dan komposisinya dalam larutan merupakan pendekatan dalam hal larutan yang mempunyai komponen tekanan parsial kecil.
ρ 1 = x1 . ρ1o ...(2.2)

(Dogra, 1990)

        Jika suatu komponen (pelarut) mendekati murni, komponen itu berperilaku sesuai dengan Hukum Roult dan mempunyai tekanan uap yang sebanding dengan fraksi mol. Beberapa larutan menyimpang jauh dari Hukum Roult. Walaupun demikian, dalam hal ini hukum itu semakin dipatuhi jika komponennya berlebih (sebagai pelarut) sehingga mendekati kemurnian. Bisa dikatakan, bahwa hukum ini menerangkan pendekatan yang baik untuk pelarut selama larutan ini encer 

(Atkins, 1994)

Dalam larutan ideal, semua komponen (pelarut dan zat terlarut) mengikuti Hukum Roult pada seluruh selang konsentrasi. Dalam semua larutan encer yang tak mempunyai interaksi kimia di antara komponen-komponennya, Hukum Roult berlaku bagi pelarut, baik ideal maupun tak ideal. Tetapi Hukum Roult tak berlaku pada zat terlarut pada larutan tak ideal encer. Perbedaan ini bersumber pada kenyataan : molekul-molekul pelarut yang luar biasa banyaknya. Hal ini menyebabkan lingkungan molekul terlarut sangat berbeda dalam lingkungan pelarut murni. Zat terlarut dalam larutan tak ideal encer mengikuti Hukum Henry, bukan Hukum Roult 

(Petrucci, 1992)

         Bila dua cairan bercampur maka ruang diatasnya berisi uap kedua cairan tersebut. Tekanan uap jenuh masing-masing komponen (P1) diruang itu lebih kecil dari pada tekanan uap jenuh cairan murni (P1o), karena permukaan larutan diisi oleh dua jenis zat sehingga peluang tiap komponen untuk menguap berkurang. Peluang itu setara dengan fraksi molnya masing-masing (x1).

(Syukri, 1999)

          Bila seluruh larutan biner diuapkan secara parsial, komponen yang mempunyai tekanan uap lebih tinggi akan terkonsentrasi pada fase uapnya, hingga terjadi perbedaan komposisi antara cairan dengan uap yang setimbang. Uap tersebut dapat diembunkan sebagai kondensat. Uap yang diperoleh dengan menguapkan secara parsial kondensat itu akan mempunyai komposisi yang lebih kaya lagi akan komponen yang mudah menguap.

(Alberty, 1987 )

         Jika kita menghendaki komposisi uap yang dalam kesetimbangan dengan campuran air, tidak cukup bila kita hanya mengetahui sifat-sifat campuran cair pada komposisi seperti itu saja; sekarang kita juga harus mengetahui sampai sejauh mana sifat-sifat itu (khususnya energi Gibbs) bergantung pada komposisi. Pengaruh temperatur yang pokok pada kesetimbangan uap-cair terdapat dalam tekanan uap komponen murni atau lebih tepatnya dalam fugasitas zat cair komponen murni. Sementara koefisien aktivitas bergantung pada temperatur sebagaimana halnya komposisi, ketergantungan itu biasanya kecil bila dibandingkan dengan ketergantungan tekanan uap zat cair murni pada temperatur. Dalam suatu campuran, kenaikan temperature 10oC meningkatkan tekanan uap zat cair sebesar 1,5 - 2 kali. Oleh karena itu, kecuali pada perubahan temperatur yang besar sering lebih mudah bila pengaruh temperatur terhadap gE diabaikan saja ketika menghitung kesetimbangan uap-cair.

(Reid, 1990)

      Pada suhu-suhu rendah yang terdapat adalah fase cair. Begitu suhu dinaikkan, fase uap mulai muncul kemudian jumlahnya secara relatif bertambah dan akhirnya menghilang kembali. Akan tetapi perilaku yang lebih menakjubkan lagi adalah bila tekanan dinaikkan pada suhu tetap sedikit di atas suhu kritis C bagi komposisi yang bersangkutan. Demikian tekanan dinaikkan, pengembunan mulai terjadi dan masih akan berlanjut bila tekanan dinaikkan sedikit lagi, tetapi penambahan tekanan lebih lanjut akan mengakibatkan cairan mulai menguap kembali dan cairan akan menghilang bila tekanan dinaikkan. Fraksi mol suatu komponen di dalam fase uap larutan mengikuti Hukum Roult, tekanan parsial komponennya dapat dihitung. Dan fraksi mol suatu komponen dalam fase uap dapat dihitung dengan menggunakan :
x1 uap = = = ...(2.3) 

(Alberty, 1987)

       Transisi fase terjadi pada temperatur tertentu untuk suatu tekanan tertentu. Jadi, pada tekanan 1 bar, es adalah stabil dan cair dibawah 00C, tetapi diatas 00C air cair lebih stabil itu menunjukkan bahwa dibawah 00C potensial kimia es lebih rendah dibandingkan potensial kimia cairan. Sehingga μ_((s)) > μ_((i)) dan diatas 00C μ_((s)) < μ_((i)). Temperatur transisi adalah temperatur dimana kedua potensial kimia bertemu μ_((s)) = μ_((i)). Walaupun demikian, kita harus selalu membedakan antara termodinamika transisi fase dan lajunya, dan transisi fase yang diramalkan karena termodinamika dapat berlangsung terlalu lambat untuk mempunyai arti dalam praktikum.

(Oxtoby, 2001)

       Diagram fase suatu zat memperlihatkan daerah-daerah tekanan dan temperatur dimana berbagai fase bersifat stabil secara termodinamis. Batas-batas antara daerah-daerah itu, yaitu batas-batas fase memperlihatkan nilai P dan T dimana dua fase berada dalam kesetimbangan. Jika suatu komponen pelarut mendekati murni, komponen itu berperilaku sesuai dengan hukum Roult dan mempunyai tekanan uap yang sebanding dengan fraksi mol. Beberapa larutan menyimpang jauh dari hukum Roult. Walaupun demikian, dalam hal ini hukum itu semakin dipatuhi jika komponen berlebihan (sebagai pelarut) sehingga mendekati kemurnian. Bisa dikatakan bahwa hukum Roult ini menerangkan pendekatan yang baik untuk pelarut selama larutan itu encer. Kimia memberi notasi kuantitatif yang berhubungan dengan zat murni dengan superskrip, sehingga potensial kimia campuran A adalah μA, karena tekanan uap cairan murni pada kesetimbangan kedua potensial kimiawi sama besar, sehingga keduanya dapat dieliminasi.

(Atkins, 1999)

Daftar Pustaka

Alberty, A. R.. 1987. Kimia Fisika, edisi kelima, jilid I. Jakarta: Erlangga

Atkins, P.W. 1994. Kimia Fisik Edisi ke-4 jilid I. Jakarta: Erlangga

Atkins, P.W.. 1999. Kimia Fisika Edisi kedua. Jakarta: Erlangga 

Dogra, SK dan S. Dogra. 1990. Kimia Fisik dan Soal-soal. Jakarta : Universitas Indonesia

Oxtoby,D.W., Gillis,H.P., Nachtrieb,N.H. 2001. Prinsip-prinsip Kimia Modern. Edisi ke-4. Jilid 1. Jakarta: Erlangga

Petrucci, R.H. 1992. Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern Edisi Keempat Jilid 1. Jakarta: Erlangga
Reid, Robert . C . 1990. Sifat Gas dan Zat Cair . Jakarta: PT Gramedia.

Syukri, S. 1999. Kimia Dasar 1. Bandung: ITB Press