Diagram Biner

DIAGRAM BINER

         Diagram biner adalah diagram yang menggambarkan dua jenis fasa dan menunjukkan sifat solubilitas timbal balik pada suhu tertentu dan tekanan yang sama. Diagram fasa cair cair termasuk diagram biner karena ada 2 fase dalam campuran. Contohnya adalah diagram antara heksana dan nitrobenzena. Sebelum membahas fase, beberapa istilah harus diketahui, yaitu: sistem, fase, kesetimbangan sejati, jumlah komponen stabil atau stabil, dan derajat kebebasan. Suatu sistem adalah zat atau campuran yang diisolasi dari zat lain dalam wadah inert untuk mempelajari pengaruh perubahan suhu, tekanan dan konsentrasi pada zat tersebut, seperti sistem air, garam, gas, dll. Fase adalah bagian dari sistem yang secara fisik terpisah dan dapat dipisahkan secara mekanis. Dapat dipisahkan secara mekanis, artinya fase dapat dipisahkan dengan filtrasi, dekantasi, sedimentasi, dll. Itu tidak termasuk pemisahan dengan penguapan, distilasi, adsorpsi atau ekstraksi (Sukardjo, 2002).

              Suhu kritis adalah batas atas suhu di mana pemisahan fasa terjadi. Pada suhu di atas, kedua komponen tersebut benar-benar bercampur. Temperatur tersebut  ada karena gerakan termal yang lebih besar menghasilkan pencampuran yang lebih baik dari dua komponen yang dicampur dalam dalam segala perbandingan, dan di atas temperatur itu kedua komponen membentuk dua fase. Salah satu contohnya adalah air dalam trietilamina. Dalam hal ini, kedua komponen ini bercampur lebih baik pada suhu yang lebih rendah, karena komponen ini membentuk kompleks yang lemah, pada suhu yang lebih tinggi, kompleks tersebut terurai dan komponen tidak dapat bercampur. Beberapa sistem memiliki suhu kritis atas dan suhu kritis lebih rendah. Ini karena setelah kompleks lemah terdisosiasi sehingga kedua komponen dapat bercampur sebagian, gerakan termal pada suhu yang lebih tinggi membuat campuran menjadi homogen lagi, seperti cairan normal yang dapat bercampur sebagian (Atkins, 1999). 

        Kelarutan timbal balik adalah kelarutan dari suatu larutan yang bercampur sebagian bila temperaturnya dibawah temperatur kritis. Jika mencapai temperatur kritis, maka larutan tersebut dapat bercampur sempurna (homogen) dan jika temperaturnya telah melewati temperatur kritis maka sistem larutan tersebut akan kembali dalam kondisi bercampur sebagian lagi. Salah satu contoh dari temperatur timbal balik adalah kelarutan fenol dalam air yang membentuk kurva parabola yang berdasarkan pada bertambahnya persen fenol dalam setiap perubahan temperatur baik dibawah temperatur kritis. Temperatur kritis(Tc) adalah batas atas temperatur dimana terjadi pemisahan fase (Karyadi, 1990).

       Jika fenol dilarutkan dalam air, akan berlaku prinsip kelarutan timbal balik atau kelarutan biner. Sistem biner fenol-air merupakan sistem dua fasa, fenol dalam bentuk solid dan akuades dalam bentuk cair. Fenol dapat larut dalam akuades dan akuades dapat larut dalam fenol. Fenol akan mudah larut dalam akuades jika jumlah fenol lebih sedikit dari akuades. Sebaliknya, molekul air akuades dapat menyatu dengan fenol jika jumlahnya lebih sedikit dari fenol). Sistem 2 fasa adalah sistem yang memiliki dua jenis fasa. contohnya adalah cairan polar (misal air) dan non polar (misal :minyak) sistem belerang padat (monoklin dan rombik). Suhu kelarutan kritis terjadi pada saat Phenol direaksikan diair, kemudian dipanaskan dan dilakukan pengocokkan larutan tersebut dari keruh menjadi jernih. Larutan berada pada satu fase pada saat campurannya larut homogen (jernih), sedangkan larutan berada pada dua fase ketika dilakukan penambahan fenol yang menghasilkan dua lapisan (keruh) (Rohmah dan Khumaera, 2019). 

          Sistem biner fenol - air merupakan sistem yang memperlihatkan sifat kelarutan timbal balik antara fenol dan air pada suhu tertentu dan tekanan tetap. Disebut sistem biner karena jumlah komponen campuran terdiri dari dua zat yaitu fenol dan air. Fenol dan air kelarutannya akan berubah apabila dalam campuran itu ditambahan salah satu komponen penyusunnya yaitu fenol atau air. Jika komposisi campuran fenol air dilukiskan terhadap suhu akan diperoleh kurva sebagai berikut.

  Gambar 1. Komposisi campuran fenol air

Sumber : Tim dosen kimia fisika, 2013

                L1 adalah fenol dalam air, L2 adalah air dalam fenol, XA dan XF masing-masing adalah mol fraksi air dan mol fraksi fenol, XC adalah mol fraksi komponen pada suhu kritis (Tc). Sistem ini mempunyai suhu kritis (T­c) yaitu pada tekanan tetap, yang merupakan suhu minimum pada saat dua zat bercampur secara homogen dengan komposisi Cc. Pada suhu T1 dengan komposisi di antara A1  dan B1  atau pada suhu T2 dengan komposisi di antara A2 dan B2, sistem berada pada dua fase (keruh). Sedangkan di luar daerah  kurva (atau diatas suhu kritisnya, Tc), sistem berada pada satu fase (jernih) (Tim dosen kimia fisika, 2013).        

DAFTAR PUSTAKA

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

Karyadi. 1990. Dasar-dasar Kimia Fisika. Jakarta: Bumi Pusataka.

Rohmah, A., F. Khumaera. 2019. "Koagulasi dan Komposisi Darah". Praktikum Fisiologi Hewan. Vol. 2(3): 1-12.

Sukardjo. 2002. Kimia Fisika. Jakarta: Rineka Cipta.

Tim dosen kimia fisika. 2013. Diktat petunjuk praktikum kimia fisika. Semarang: Jurusan FMIPA Unnes.