MODUL Perubahan Fase_Dyah Rosita Heny

MODUL ATK KELAS XI KI PERUBAHAN FASE 1

KATA PENGANTAR
Puji syukur penyusun panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena
atas karunia dan hidayah-Nya, penyusun telah berhasil menyelesaikan
modul Perubahan Fase Modul materi ajar ini disusun dalam rangka
kegiatan pendalaman materi Pendidikan Profesi Guru (PPG) dalam
jabatan angkatan 3 Teknik Kimia Universitas Negeri Medan. Dalam
modul ini diharapkan pembaca dapat memiliki pengetahuan, sikap, dan
keterampilan tentang Perubahan Fase serta mampu memecahkan
masalah kontekstual berkaitan dengan Perubahan Fase
Penyusun mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang
membantu dalam penyusunan modul ini yang telah dengan sabar
membimbing kami menyelesaikan modul ini.
Kritik dan saran dari semua pihak selalu terbuka untuk
penyempurnaan modul ini. Semoga modul ini dapat bermanfaat bagi
perkembangan pendidikan di Indonesia, khususnya peningkatan kualitas
guru-guru teknik kimia.

Pekalongan, Juli 2021
Penyusun

Dyah Rosita Heny, ST, MT

MODUL ATK KELAS XI KI PERUBAHAN FASE 2

DAFTAR ISI 1

HALAMAN JUDUL 2
KATA PENGANTAR
DAFTAR ISI 3
DAFTAR GAMBAR
KI, KD DAN INDIKATOR 4
Langkah-Langkah Pembelajaran Berbasis PBL
Peta Konsep 5
A. Pendahuluan
6
1. Deskripsi singkat
2. Petunjuk Belajar 7
B. Inti
1. Tujuan pembelajaran 8
2. Pokok Materi 8
3. Uraian Materi 9
4. Forum diskusi 10
C. Penutup 10
1. Rangkuman 10
2. Refleksi 10
3. Tes Formatif 24
Glosarium 25
Daftar Pustaka 25
26
MODUL ATK KELAS XI KI PERUBAHAN FASE 3 26

34

35

DAFTAR GAMBAR 8
12
Gambar 1. Es mencair 13
Gambar 2. Perbedaan susunan partikel padat, cair dan gas 14
Gambar 3. Siklus perubahan wujud zat. 14
Gambar 4. Mencairnya salju dikutub 14
Gambar 5. Pengecoran logam 15
Gambar 6. Embun di daun 15
Gambar 7. Peristiwa penguapan 15
Gambar 8. Peristiwa Penyubliman 16
Gambar 9. Kristalisasi garam 18
Gambar 10. Kurva pemanasan air 20
Gambar 11. Diagram fase 2D 22
Gambar 12.Dagram P-T air
Gambar 13. Sistem dan lingkungan

MODUL ATK KELAS XI KI PERUBAHAN FASE 4

PERUBAHAN FASE

1. KOMPETENSI INTI
KI 3 : Memahami, menerapkan, dan menganalisis pengetahuan
faktual, konseptual, prosedural, dan metakognitif berdasarkan
rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni,
budaya, dan humaniora dalam wawasan kemanusiaan,
kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab
fenomena dan kejadian dalam bidang kerja yang spesifik untuk
memecahkan masalah.
KI 4 : Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah
abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di
sekolah scara mandiri, bertindak secara efektif dan kreatif, dan
mampu melaksanakan tugas spesifik di bawah pengawasan
langsung.

2. KOMPETENSI DASAR
3.3. Menganalisis Perubahan Fase suatu zat
4.3. Memprediksikan Perubahan Fase suatu zat

3. INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI
A. Menentukan perubahan fase dalam industri kimia
B. Menganalisis perubahan fase dalam industri kimia
C. Merancang perubahan fase dalam industri kimia
D. Menghitung besarnya perubahan tekanan dalam perubahan fase

MODUL ATK KELAS XI KI PERUBAHAN FASE 5

4.Langkah-Langkah Pembelajaran Berbasis
Model Pembelajaran Problem Basic Learning.

1. Orientasi Peserta Didik Pada Masalah
Pada tahap ini guru akan menjelaskan tujuan pembelajaran serta
memberikan masalah atau kasus yang nyata sesuai materi

2. Mengorganisasi Peserta Dididk Untuk Belajar
Pada tahap ini kalian akan diminta membentuk kelompok untuk
mendiskusikan masalah yang telah diberikan

3. Membimbing Penyelidikan Individual Maupun Kelompok
Pada tahap ini kalian diminta untuk mencari data atau referensi dan guru
juga akan menyampaikan materi tentang pengolahan air minum, air limbah
dan air proses industri.

4. Mengembangkan dan menyajikan hasil karya
Pada tahap ini kalian diminta menyampaikan hasil diskusi di depan kelas

5. Menganalisis dan mengevaluasi Proses Pemecahan Masalah
Pada tahap ini kalian diminta merefleksikan atau evaluasi terhadap apa yang
disampaikan

MODUL ATK KELAS XI KI PERUBAHAN FASE 6

PETA KONSEP

Zat Murni

Fase Zat Perubahan Fase
Zat

Kesetimbangan
Fase

Derajat
Kebebasan

Hukum Roult

MODUL ATK KELAS XI KI PERUBAHAN FASE 7

PERUBAHAN FASE

1. PENDAHULUAN

A. Deskripsi

Gambar 1. Es mencair
Apa yang terjadi jika es batu dibiarkan di tempat terbuka? Tentu es batu
tersebut akan mencair, artinya es batu yang berwujud padat berubah menjadi
cair. Apa yang berubah pada proses tersebut? Padat, cair dan gas disebut
fase zat. Jadi es batu yang mencair berubah fasenya, sedangkan
komponennya tetap yaitu H2O.
Fase diartikan sebagai besaran zat yang mempunyai struktur fiska dan
kompisisi yang seragam (padat saja, cair saja atau gas saja). Komposisi kimia
disebut seragam jika suatu zat hanya terdiri dari suatu bahan kimia yang dapat
berbentuk padat, cair atau gas atau campuran dari dua atau tiga bentuk
tersebut. Campuran gas dalam udara disebut campuran homogen.
Zat murni baik unsur maupun senyawa mempunyai kompisisi kimia yang
seragam dan tetap. Zat murni, misalnya air dapat berada dalam beberapa fase
yaitu fase padat disebut es, fase cair atau air, fase gas atau uap air, dapat
juga sebagai campuran kesetimbangan fase cair dan uap, padat dan cair, atau
MODUL ATK KELAS XI KI PERUBAHAN FASE 8

padat dan uap. Zat murni kebanyakan mengandung lebih dari satu fase, tetapi
komposisi kimianya sama untuk semua fase. Cairan air, campuran dari cairan
air dan uap air, atau campuran es dan cairan air adalah zat murni karena
setiap fase mempunyai komposisi kimia sama berupa H2O. namun campuran
udara cair dan udara gas bukan zat murni karena komposisi fase udara cair
berbeda dengan fase udara uap.

b. Petunjuk Belajar

Supaya proses pembelajaran berjalan dengan lancar, ikutilah langkah-
langkah pembelajaran berikut ini.
a. Pahamilah capaian pembelajaran, subcapaian pembelajaran, dan

uraian materi pada setiap KB!
b. Untuk lebih memahami materi pembelajaran, bukalah semua jenis

media dan link media pembelajaran yang ada untuk setiap KB!
c. Untuk memudahkan Anda mengingat kembali uraian materi, maka

bacalah rangkuman pada KB ini!
d. Kerjakanlah tes formatif yang terdapat pada KB ini untuk menguji

apakah Anda sudah sampai ke tujuan pembelajaran!
e. Ikutilah forum diskusi dengan sungguh-sungguh karena aktivitas

Anda dalam berdiskusi akan dinilai oleh instruktur!
f. Jawaban Anda bisa dicek pada kunci jawaban tes formatif masing
g. Kegiatan Belajar pada akhir modul ini!
h. Point untuk masing-masing nilai forum diskusi, tes formatif, dan

tugas akhir sudah ada pada modul. Nilai akhir tes formatif untuk
semua kegiatan belajar pada modul ini ditentukan oleh rata-rata nilai
tes formatif, seperti persamaan berikut ini.

−

( 1 + 2 + 3 + 4)
=

4

MODUL ATK KELAS XI KI PERUBAHAN FASE 9

i. Apabila Anda telah memperoleh nilai di atas 80, kerjakan tugas
akhir!

j. Setelah selesai tugas akhir, kerjakan tes sumatif. Jika belum
mencapai 80, pelajari kembali kegiatan sebelumnya!

2. KEGIATAN INTI

A. Tujuan Pembelajaran
Melalui pengamatan video pembelajaran serta diskusi dan kerja kelompok,
peserta didik dapat memahami konsep perubahan fase dengan cermat dan
kritis

 Menjelaskan macam-macam perubahan fase suatu zat
 Menganalisis perubahan fase suatu zat
 Memprediksi perubahan fase suatu zat

B. Pokok Materi
Perubahan fase suatu zat

C. Uraian Materi
Sebelum memulai materi , dibawah ini ada video pembelajaran tentang
evaporasi: https://www.youtube.com/watch?v=LI10HSx5nJw
Mengapa air bisa mengalami perubahan fase cair, padat maupun gas?
Apakah udara bisa mengalami perubahan yang sama dengan air?
Coba berikan contoh benda yang mengalami perubahan fase disekitar
kalian? Apakah kalian pernah memakai parfum? Bagaimana ciri-ciri zat
gas (parfum) tersebut? Bagaimana sifat dari sirup, alkohol atau kecap?

MODUL ATK KELAS XI KI PERUBAHAN FASE 10

PERUBAHAN FASE

Fase adalah keadaan suatu zat yang seragam dalam komposisi dan
bentuk fisiknya. Fase zat dapat berupa padat, zair dan gas yang memiliki
ciri-ciri masing-masing. Contoh zat padat: kayu, batu dan tanah. Zat padat
memiliki ciri-ciri sebagai berikut:
1. Susunan partikel teratur dan berdekatan
2. Ikatan partikel sangat kuat
3. Bentuk tetap
4. Volume tetap
5. Satu-satunya gerakan pada partikel zat padat adalah getaran.
6. Kompresibilitas sangat rendah (sangat sukar dimanpatkan)
Zat cair bisa kalian amati pada air, sirup, alkohol, benzene, pertamax. Ciri-
ciri zat tersebut adalah:
1. Susunan partikel tidak teratur dan agak berjauhan
2. Ikatan partikel agak lemah
3. Gerak partikel terbatas
4. Bentuk berubah (menyesuaikan wadah)
5. Volume tetap dan tertentu
6. Kompresibilitas sangat rendah
Zat gas contohnya udara. Zat gas memiliki ciri-ciri sebagai berikut:
1. Susunan partikel tidak teratur dan berjauhan
2. Ikatan partikel partikel sangat lemah

MODUL ATK KELAS XI KI PERUBAHAN FASE 11

3. Gerak partikel bebas
4. Bentuk berubah
5. Volume berubah
6. Mengisi ruangan yang ditempati secara homogeny
7. Mudah dimampatkan

Gambar 2. Perbedaan susunan partikel padat, cair dan gas

Secara molekuler zat padat tersusun dari kisi-kisi partikel seperti
pada gambar 2. Partikel-partikel secara individu bergetar disekitar posisi
titik kisinya, tetapi tidak bergerak secara bebas sehingga volume dan
bentuk zat padat tetap. Partikel-partikel zat cair berada dalam kontak yang
kontinu satu dengan yang lain, tetapi bergerak bebas di sekitar cairan
sehingga volume dan bentuk zat padat tetap. Partikel-partikel zat cair
berada dalam kontak yang kontinu satu dengan lainnya, tetapi bergerak
bebas di sekitar cairan sehingga bentuk zat cair berubah sesuai dengan
tempatnya.
Dalam fase gas, partikel-partikel zat menjadi terpisah jauh sehingga gas
relative mudah dimampatkan. Partikel- partikel gas mengisi fraksi volume
kecil dari total volume yang ditempatinya. Hal ini berhubungan dengan
sifat gas yang memenuhi ruang dan seolah-olah berupa ruang kosong.
Fase-fase suatu zat (padat, cair dan gas) dapat berbentuk pada
temperature dan tekanan tertentu yang tidak dapat saling berubah untuk
menunjukkan kesetimbangan fase zat-zat tersebut. Pada suhu dan

MODUL ATK KELAS XI KI PERUBAHAN FASE 12

tekanan yang lain, fase zat dapat berubah dari fase satu ke fase yang lain.
Perubahan fase zat digolongkan menjadi enam peristiwa yaitu membeku,
mencair, menguap, mengembun, menyublim dan mengkristal.

.
Gambar 3. Siklus Perubahan wujud zat

Keterangan:
1. Mencair, Jika es batu dibiarkan di tempat terbuka es tersebut akan mencair.

Mencair adalah perubahan wujud zat dari padat menjadi cair. Dalam
peristiwa ini zat memerlukan energi panas (reaksi endoterm). Contoh: es
mencair dan lilin meleleh, aspal yang dipanaskan

Gambar 4. Mencairnya salju di kutub
2. Membeku, Jika segelas air dimasukkan dalam freezer, air tersebut akan

menjadi es yang berarti fase zat berubah dari cair menjadi padat.
Perubahan fase dari cair menjadi padat disebut membeku. Dalam peristiwa
ini zat cair menjadi padat disebut membeku.Peristiwa membeku
MODUL ATK KELAS XI KI PERUBAHAN FASE 13

melepaskan kalor(reaksi eksoterm). Contoh peristiwa lainnya adalah:
cairan logam yang membeku, pembuatan gula aren, pembuatan agar-
agar yang didinginkan.

Gambar 5. Pengecoran logam
3. Mengembun, adalah peristiwa perubahan fase zat dari gas menjadi cair.

Dalam peristiwa ini zat melepaskan energi panas (reaksi eksoterm).
contoh: uap menjadi air, terjadinya embun pada pagi hari.

Gambar 6. Embun di daun
4. Menguap, adalah peristiwa perubahan fase zat dari cair menjadi gas.

Dalam peristiwa ini, zat memerlukan energi panas (Reaksi eksoterm).
contoh: air yang dipanaskan diatas kompor lambat laun akan menguap.

MODUL ATK KELAS XI KI PERUBAHAN FASE 14

Gambar 7. Peristiwa penguapan

5. Menyublim, adalah peristiwa perubahan fase zat dari padat menjadi gas,
proses ini diperlukan energi (reaksi endoterm). contoh: kapur barus padat
berubah menjadi gas.

Gambar 8. Peristiwa Menyublim

6. Mengkristal, adalah proses perubahan fase zat yang terjadi karena
adanya perubahan bentuk, kandungan dan ukuran dalam suatu molekul.
Benda yang mengkristal di alam terjadi akibat adanya proses mendingin
dan mengeras.Reaksi ini melepaskan kalor(reaksi eksoterm)contoh:
gas dari kapur barus dapat dipadatkan lagi dengan metode kristalisasi,
pembuatan gula pasir dari tebu.

Gambar 9. Kristalisasi Garam
MODUL ATK KELAS XI KI PERUBAHAN FASE 15

Perubahan fase dapat terjadi karena pemanasan atau pendinginan.
Apabila suatu zat padat dipanaskan, suhunya akan naik hingga titik
tertentu di mana zat padat itu mulai mencair. Suhu tidak akan naik sampai
seluruh padatan itu mencair. Jika pemanasan dilanjutkan, suhu cairan
akan naik hingga titik tertentu di mana cairan itu mulai mendidih. Seperti
halnya ketika mencair, suhu tidak akan naik sampai semua cairan
menguap. Suhu di mana zat padat mencair disebut titik lebur atau titik
leleh, sedangkan suhu ketika zat cair mendidih disebut titik didih. Hal yang
sebaliknya akan terjadi jika suatu uap didinginkan. Pada suhu tertentu uap
akan mengembun dan pada suhu yang lebih rendah lagi, akan membeku.
Titik embun sama dengan titik didih, sementara titik beku sama dengan
titik leleh. Grafik yang menyatakan perubahan suhu dan wujud pada
pemanasan suatu zat disebut kurva pemanasan.

100 100

suhu(C)

0 0
-25 Q (kal)

Gambar 10.. Kurva Pemanasan air

MODUL ATK KELAS XI KI PERUBAHAN FASE 16

Aplikasi Menguap dan Mendidih

Menguap dan mendidih sama-sama mengalami perubahan fase yaitu
dari cair menjadi gas. Akan tetapi ke duanya mempunyai perbedaan.
Mendidih terjadi pada suhu tertentu (pada titik didih), sedangkan
menguap dapat terjadi di bawah didih. Ketika pakaian basah dijemur,
air menguap dan bukan mendidih. Pada tekanan 1 atm, air mendidih
pada suhu 100C. penguapan hanya terjadi pada permukaan cairan,
tetapi ketika zat cair mendidih uap terbentuk pada seluruh bagian
cairan. Uap yang terbentuk di bagian dalam cairan akan membentuk
gelembung yang naik ke permukaan cairan. Pembentukan gelembung
itu membuat cairan yang mendidih tampak bergejolak. Perhatikan air
yang mendidih.

Untuk lebih jelasnya kalian bisa melihat video seperti dibawah ini .
https://www.youtube.com/watch?v=ydBcvY2Omkc

Komponen Diagram
KomponenFausmeum diagram fasa adalah garis kesetimbangan atau
batas fase yang merujuk pada baris yang menandai kondisi di mana
beberapa fase dapat hidup berdampingan pada kesetimbangan. Fase
transisi terjadi di sepanjang garis dari ekuilibrium. Titik tripel 2 adalah titik
pada diagram fase di mana garis dari ekuilibrium berpotongan. Tanda titik
tripel kondisi di mana tiga fase yang berbeda dapat ditampilkan bersama.
Sebagai contoh, diagram fase air memiliki titik tripel tunggal yang sesuai
dengan suhu dan tekanan di mana padat, cair, dan gas air dapat hidup
MODUL ATK KELAS XI KI PERUBAHAN FASE 17

berdampingan dalam keadaan kesetimbangan yang stabil. Titik solidus
adalah garis yang memisahkan bidang semua cairan dari yang ditambah
cairan kristal. Titik likuidus adalah Garis yang memisahkan bidang semua
cairan dari yang ditambah cairan kristal. Temperatur di atas mana zat
tersebut stabil dalam keadaan cair. Terdapat sebuah kesenjangan antara
solidus dan likuidus yang terdiri dari campuran kristal dan cairan.

Diagram Fasa 2D
Diagram fasa yang paling sederhana adalah diagram tekanan-

temperatur dari zat tunggal yang sederhana, seperti air. Sumbu sesuai
dengan tekanan dan suhu. Diagram menunjukkan fasa, dalam ruang
tekanan-suhu, garis-garis batas keseimbangan atau fase antara tiga fase
padat, gas, dan cair.

Gambar 11. Diagram Fase 2D

Sebuah diagram fase khas. Garis putus-putus memberikan perilaku
anomali air. Garis hijau menandai titik beku dan garis biru titik didih,
menunjukkan bagaimana mereka bervariasi dengan tekanan. Kurva pada
diagram fasa menunjukkan titik-titik di mana energi bebas (dan sifat
turunan lainnya) menjadi non-analitis: turunannya berkenaan dengan
(suhu dan tekanan dalam contoh ini) koordinat perubahan terputus-putus
MODUL ATK KELAS XI KI PERUBAHAN FASE 18

(tiba-tiba). Misalnya, kapasitas panas dari wadah dengan es akan berubah
tiba-tiba sebagai wadah dipanaskan melewati titik lebur. Ruang terbuka,
di mana energi bebas adalah analitik, sesuai dengan daerah fase tunggal.
Daerah satu fasa dipisahkan oleh garis non-analitis, di mana transisi fase
terjadi, yang disebut batas fase. Dalam diagram di sebelah kiri, batas fasa
antara cair dan gas tidak berlanjut tanpa batas. Sebaliknya, berakhir pada
sebuah titik pada diagram fase yang disebut titik kritis. Ini mencerminkan
fakta bahwa, pada suhu dan tekanan sangat tinggi, fase cair dan gas
menjadi tidak dapat dibedakan, dalam apa yang dikenal sebagai fluida
superkritis. Pada air, titik kritis terjadi pada sekitar Tc = 647,096 K
(1,164.773 ° R), pc = 22,064 MPa (3,200.1 psi) dan ρc = 356 kg / m³.
Keberadaan titik cair-gas kritis mengungkapkan ambiguitas sedikit
pelabelan daerah fase tunggal. Ketika terjadi dari cairan ke fase gas, satu
biasanya menyeberangi batas fase, namun adalah mungkin untuk memilih
jalan yang tidak pernah melintasi batas dengan pergi ke kanan titik kritis.
Dengan demikian, fase cair dan gas dapat berbaur terus menerus ke satu
sama lain.

Batas fase padat-cair hanya dapat diakhiri dengan titik kritis jika fase
padat dan cair memiliki grup simetri yang sama. Batas fase padat-cair
dalam diagram fase zat yang paling memiliki kemiringan positif, semakin
besar tekanan pada zat tertentu, semakin dekat bersama-sama molekul-
molekul zat dibawa ke satu sama lain, yang meningkatkan efek dari
kekuatan antarmolekul substansi itu. Dengan demikian, substansi
memerlukan suhu yang lebih tinggi untuk molekul untuk memiliki energi
yang cukup untuk keluar pola tetap dari fase padat dan memasuki fase
cair. Konsep serupa juga berlaku untuk perubahan fase cair-gas air,
karena sifat tertentu, adalah salah satu dari beberapa pengecualian
aturan.

Diagram fasa atau diagram P-T adalah diagram yang menyatakan
hubungan antara suhu dan tekanan dengan fase zat. Setiap zat cair pada
suhu tertentu mempunyai tekanan uap jenuh tertentu. Zat cair akan
mendidih dalam keadaan terbuka jika tekanan uap jenuhnya sama dengan

MODUL ATK KELAS XI KI PERUBAHAN FASE 19

tekanan atmosfer. Pada saat udara mempunyai tekanan 1 atm, air akan
mendidih pada suhu 100C. Hubungan suhu dan tekanan pada air
digambarkan pada diagram fasa air berikut ini:

Gambar 12. Diagram P-T air

• Garis AB menyatakan garis sublimasi air yang merupakan transisi
fase padat ke gas.

• Garis BC menyatakan garis didih air yang merupakan transisi fase
cair ke gas. Pada tekanan 1 atm (760 mmHg), air akan mendidih
pada 100°C. Pada tekanan 4,58 mmHg, air mendidih pada suhu
0,0099°C.

• Garis BD menyatakan garis beku air yang merupakan transisi fase
cair ke padat. Pada tekanan 1 atm (760 mmHg), air membeku pada
0°C. Pada tekanan 4,58 mmHg, air membeku pada 0,0099°C.

• Titik B menyatakan titik tripel (titik dimana pada suhu dan tekanan
tersebut terjadi kesetimbangan fasa antara gas, cair, dan padat
secara bersama-sama)

• Titik tripel air sebesar 0,0098°C pada 4,58 mmHg. Pada titik
tripelnya, ketiga bentuk fase, yaitu padat, cair, dan gas berada
dalam kesetimbangan.

Diagram ini menggambarkan hubungan antara tekanan dan suhu pada
ssitem satu komponen air. Titik triple memperlihatkan suhu air mempunyai
tiga fase yaitu padat, cair dan gas. Sistem dua komponen berupa
campuran dari fase cair-gas, cair-cair, fase padat-cair, maupun padat-
padat. Karakteristik setiap campuran sangat khas. Misalnya sistem cair-
MODUL ATK KELAS XI KI PERUBAHAN FASE 20

cair membetuk campuran yang homogen atau satu fase pada segala P, T
dan komposisi. Tetapi ada juga yang hanya membentuk satu fase pada P,
T dan komposisi tertentu

Untuk lebih jelasnya lihat video berikut ini, kalian nanti bisa jelaskan cara

menganalisis perubahan fase lewat diagram fase:

https://www.youtube.com/watch?v=zJ9lQqMfLCU

Kesetimbangan Fase

a. Sistem adalah sesuatu yang sedang diperhatikan atau menjadi
pusat perhatian.

b. Lingkungan adalah sesuatu yang berada diluar sistem
Amati gambar dibawah ini:

Gambar 13. Sistem dan lingkungan

Manakah yang sistem dan manakah yang lingkungan ?

Suatu sistem heterogen terdiri dari berbagai bagian yang homogen dan
saling bersentuhan dengan data yang jelas. Bagian homogen disebut fase
yang dapat dipisahkan secara mekanik. Suhu dan tekanan menentukan
keadaan suatu materi kesetimbangan fase yang berasal dari materi yang
sama. Kesetimbangan fase dari suatu sistem harus memenuhi syarat
yakni mengandung lebih dari satu fase, terjadi perpindahan reversibel
spesi kimia dari satu fase ke fase lain dan seluruh bagian sistem
mempunyai suhu dan tekanan yang sama.
Fase tidak sama dengan wujud zat, seperti sistem padat dan sistem

MODUL ATK KELAS XI KI PERUBAHAN FASE 21

cairan dapat terdiri dari beberapa fase. Berbeda dengan gas yang
cenderung homogen sehingga dalam sistem gas hanya terdapat satu
fase.

Sistem juga tersusun oleh komponen. Jumlah komponen suatu sistem
dinyatakan sebagai jumlah minimum spesi kimia yang membentuk sistem
tersebut. Hal ini dapat menentukan susunan setiap sistem fase.
Contohnya
H2O (g) H2O (l) jumlah komponen C =1
N2(g) + 3H2 (g)  2NH3 (g) jumlah komponen C = 3

Perbandingan mol N2 dan H2 1 : 3

Jumlah komponen C=2 jika perbandingan mol N2 dan H2 1 : 3

Kesetimbangan fase mencakup komponen-komponen sebagai berikut:

1. Derajat kebebasan (F)

Dari suatu sistem setimbang merupakan variable intensif independen
yang diperlukan untuk menyatakan keadaan sistem tersebut. Dalam
menentukan derajad kebebasan dibutuhkan aturan fase. Aturan fase
mengatur hubungan antara jumlah komponen, jumlah fase dan derajad
kekebasan suatu sistem.

Sistem yang tersusun dari komponen sebanyak c dan jumlah komponen
P maka derajad kebebasan sistem dirumuskan sebagai berikut:

F = C-P +2

Contoh: Jika dalam gelas tertutup terdapat kesetimbangan antara es dan
air, berarti jumlah komponen C=1 yaitu air, jumlah fase P =2 yaitu padat
dan cair, sehingga derajat kebebasan system adalah F = 1-2+2 = 1
dengan temperature, tekanan dan komposisi tertentu.

Fase tidak mungkin 0, dan kebebasan maksimum bernilai 2, artinya
sistem satu komponen paling banyak memiliki dua variable intensif untuk

MODUL ATK KELAS XI KI PERUBAHAN FASE 22

menyatakan keadaan sistem, yaitu P (tekanan) dan T (suhu). Dalam
menggambarkan keadaan sistem, dapat dibuat diagram fase.

2. Hukum Raoult

Seorang ahli kimia bernama Francois M. Van Raoult mengamati bahwa

larutan ideal yang dalam keadaan setimbang antara larutan dan uapnya.
Perbandingan antara tekanan uap salah satu komponennya (contoh: A)
PA/PᵒA sebanding dengan fraksi mol komponen (XA) yang menguap

dalam larutan pada suhu yang sama. Misalnya suatu larutan yang terdiri

dari komponen A dan B menguap, tekanan uap A (PA) dinyatakan

sebagai berikut:

PA = XA PᵒA

XA = Fraksi mol komponen A

PᵒA= Tekanan uap A murni
Pada kondisi tekanan uap total Pt = PA +PB

Tahukah kamu?

Penurunan tekanan uap (∆P) adalah berkurangnya tekanan uap
suatu larutan relatif terhadap tekanan uap pelarut murni.Nilai ∆
P dapat dihitung dari tekanan uap larutan yang dijabarkan oleh
Francois Raoult dan dikenal sebagai Hukum Raoult

Contoh soal:
Sebanyak 6 mol aseton dan 4 mol kloroform dicampur pada suhu 35 ᵒC.
tekanan uap jenuh aseton pada suhu tersebut 360 torr dan tekanan uap
jenuh kloroform pada suhu tersebut 250 torr. Hitunglah tekanan uap
larutan tersebut!

MODUL ATK KELAS XI KI PERUBAHAN FASE 23

Jawab:
Xa = 6/10 = 0,6
Xk = 4/10 =0,4
Pa = Xa Pᵒa

= 0,6 x 360 torr = 216 torr
Pk = Xk Pᵒk

= 0,4 x 250 torr = 100 torr
Ptot = Pa + Pk = 216 + 100 = 316 torr

D. Forum Diskusi
Coba kalian diskusikan tentang perubahan fase seperti kolom di bawah
ini!

Diskusikanlah Problem
base berikut ya! Kalian

kerjasama untuk
mengerjakan nya

Jenis Diperlukan/d

No Peristiwa Fase berubah perubahan ilepaskan

fase energi

1 Lilin cair yang didinginkan
2 Es batu yang berubah menjadi

air
3 Bensin yang dibiarkan di tempat

terbuka
4 Uap dari labu distilasi berubah

menjadi distilat setelah melewati
kondensor
5 Kapur barus yang disimpan
dalam lemari

MODUL ATK KELAS XI KI PERUBAHAN FASE 24

6 Uap air berubah menjadi salju
7 Yodium padat dipanaskan
8 Uap yodium didinginkan
9 Salju terkena sinar matahari
10 Margarin dipanaskan

3. Penutup

Apa yang bisa
kalian rangkumkan

dari materi tadi ?

A. Rangkuman

Fase adalah keadaan suatu zat yang seragam dalam komposisi kimia
dan bentuk fisiknya. Fase zat dapat berupa padat, cair dan gas. Pada
suhu dan tekanan tertentu. Fase zat dapat berubah dari fase satu ke fase
yang lain. Perubahan fase zat digolongkan menjadi 6 peristiwa yaitu
membeku, mencair, menguap, mengembun, menyublim dan mengkristal.

Kesetimbangan fase dari suatu system harus memenuhi syarat antara
lain mengandung lebih dari satu fase, terjadi perpindahan reversible
spesi kimia dari satu fase ke fase yang lain, dan seluruh system
mempunyai suhu dan tekanan yang sama.

Derajad kebebasan dari suatu sistem merupakan variable intensif
independen yang diperlukan untuk menyatakan keadaan sistem tersebut

MODUL ATK KELAS XI KI PERUBAHAN FASE 25

B. Refleksi

Buatlah Kesimpulan dan ringkasan di buku tugasmu mengenai materi
yang telah dipelajri lalu kumpulkan hasilnya ke gurumu

C. Tes Formatif

Soal Pilihan Ganda

Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat!
1. 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. Dari diagram P-T H2O berikut yang
merupakan daerah perubahan titik beku larutan gula adalah adalah
….

a. A dan H d. I dan J

b. B dan C e. D dan E

c. G dan H

2. Suatu balon udara akan diterbangkan di udara, sebelum

diterbangkan, balon udara tersebut diisi gas Helium.

MODUL ATK KELAS XI KI PERUBAHAN FASE 26

Berikut ini adalah gambar tentang partikel suatu zat. Gambar yang
paling tepat menunjukan susunan partikel gas Helium dalam balon

a.

b.
c.

d.

MODUL ATK KELAS XI KI PERUBAHAN FASE 27

e.

3. Dalam sebuah gelas kimia akan dituangkan larutan etanol, etanol

tersebut mengikuti bentuk dari wadahnya, kemudian butiran NaOH

juga dimasukkan pada gelas kimia namun NaOH tersebut tidak

mengikuti bentuk dari wadahnya. Berikut terdapat data dari

bermacam-macam zat sebagai berikut

Zat Jarak antar Susunan partikel Gerakan partikel

partikel

P Rapat Teratur Bergetar di tempatnya

Q Renggang Tidak beraturan Bergerak bebas

R Rapat Tidak beraturan Bergerak terbatas

S Renggang Teratur Bergerak bebas

T Rapat Tidak Beraturan Bergetar di tempatnya

Yang menunjukan Sifat dari etanol tersebut adalah…

d. P f. S

e. Q g. T

f. R

4. Beberapa jenis zat dalam kehidupan sehari-hari :

1) Garam dapur

2) Kapur barus

3) Iodin

MODUL ATK KELAS XI KI PERUBAHAN FASE 28

4) Belerang
Zat yang menyublim ketika dipanaskan adalah ………

a. 1) dan 2) g. 2) dan 3)

b. 1) dan 3) h. 3) dan 4)

c. 1) dan 4)

5. Diketahui data titik leleh dan titik didih dari berbagai zat sebagai

berikut :

Nama Zat Titik Leleh (oC) Titik didih (oC)

P -77 -34

Q -100 80

R- 20

S 184 -

Zat yang pada suhu kamar berbentuk gas adalah ………

a. P dan Q) d. Q dan R

b. P dan R e. R dan S

c. P dan S
6. Perhatikan gambar dibawah. Keadaan zat yang benar adalah……..

Z Y
TD X

TL

XY Z

a. padat cair gas

b. padat padat – cair gas

c. padat padat – cair cair

d. cair cair – gas padat

e. gas cair padat

7. Diagram fase zat adalah suatu diagram yang menggambarkan
MODUL ATK KELAS XI KI PERUBAHAN FASE 29

keadaan fisis suatu zat pada suhu (T) dan tekanan (P) yang
berbeda.Dibawah ini adalah diagram P-T H2O, yang merupakan
daerah perubahan titik beku beku adalah..

a. Garis A-C d. Daerah A-C-B

b. Garis C-B e. daerah B-C-A

c. Garis C-D

8. Dalam suatu percobaan pada tekanan 1 atm, larutan NaCl mendidih

pada suhu 102 °C sedangkan air mendidih pada suhu 100 °C,

kemudian larutan garam membeku pada suhu -2,5 °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. Grafik dibawah ini

adalah diagram P-T untuk air dan larutan NaCl, yang merupakan

kenaikan titik didih adalah :

MODUL ATK KELAS XI KI PERUBAHAN FASE 30

a. F-B d. C-D

b. A-C e. B-C

c. G-D

9. Kohesi adalah gaya Tarik menarik antar molekul yang sama

jenisnya. Gaya ini menyebabkan antara zat yang satu dengan yang

lain tidak dapat menempel karena molekulnya saling tolak menolak .

Suatu gas Nitrogen mempunyai gaya kohesi sangat rendah

dibandingkan zat padat dan cair. Gan Nitrogen mempunyai sifat

mudah dimampatkan dibandingkan zat padat atau zat cair. Hal ini
disebabkan karena…

a. lemah

b. Jarak antarmolekul gas berjauhan

c. Gas tidak dapat dilihat

d. Jarak antarmolekul gas berdekatan

e. Partikel-partikel gas lebih kecil dari padat dan cair

10. Gambar dibawah ini adalah sebuah termos di mana dirancang untuk

menyimpan air.

Termos dibuat dari kaca yang berdinding rangkap, diantara dinding
tersebut dibuat hampa udara dan salah satu dindingnya dilapisi oleh
lapisan perak yang mengkilat bertujuan untuk mempertahankan
suhu air dengan cara…

a. Mengurung kalor diantara dinding-dinding termos
b. Mempertahankan suhu udara dalam termos tetap hangat
c. Mencegah kontak dengan suh udara luar

MODUL ATK KELAS XI KI PERUBAHAN FASE 31

d. Mengurangi konveksi
e. Mengurangi radiasi

Soal Essai

Jawablah pertertanyaan di bawah ini dengan benar!
1. Tentukan wujud materi berikut pada suhu 50 ᵒC
Butana mempunyai titik leleh: -138ᵒ C dan titik didih: -0,5 ᵒC
Oktana mempunyai titik leleh: -57ᵒC dan titik didih: 126ᵒC
Metana mempunyai titik leleh: -182 ᵒC dan titik didih: -162ᵒC

Perkirakanlah menggunakan grafik titik leleh dan titik didih?
2. Air mempunyai titik leleh 0ᵒC dan titik didih 100ᵒC. Bagaimana

wujud air pada suhu:

No Titik didih Wujud air

1 -10ᵒC
2 0ᵒC
3 50ᵒC
4 100ᵒC
5 1101ᵒC

3. Materi ada yang berbentuk padat, cair atau gas. Manakah
diantara ketiga jenis zat tersebut yang…

a. Partikel-partikelnya tersusun rapat

b. Paling mudah dikompresikan

c. Bentuknya berubah mengikuti wadahnya

d. Volumenya tetap

e. Dapat dengan mudah mengalir
4. Perhatikan gambar dibawah ini. Gambar berikut adalah kurva

pemanasan lilin. Berdasarkan gambar tersebut.

MODUL ATK KELAS XI KI PERUBAHAN FASE 32

Suhu (C) 140
120
100 5 10 20 30
20 60 60 120
80
60 t (menit)
40
20
0

suhu ©

a. Berapakah titik leleh lilin tersebut?
b. Berapa menit diperlukan sehingga semua lilin meleleh?
c. Berapakah titik didih lilin tersebut?
5. Naftalena mempunyai titik lebur 80ᵒC dan titik didih 218ᵒC.
Buatlah kurva pemanasan naftalena jika dipanaskan dari suhu
kamar 250ᵒC

MODUL ATK KELAS XI KI PERUBAHAN FASE 33

GLOSARIUM

Energi Kemampuan melakukan usaha
Grafik Diagram fase Grafik yang digunakan untuk menunjukkan
kondisi kesetimbangan antar fase-fase yang
Kesetimbangan berbeda dari suatu zat yang sama
Keadaan dinamis dalam proses yang seimbang
Kohesi dan tidak ada resultan perubahan
Reaksi eksotermis Gaya Tarik menarik antar molekul yang sama
Reaksi endotermis jenisnya.
Sistem satu fasa Reaksi yang melepaskan kalor
Sistem 2 fasa Reaksi yang menyerap kalor
Dua cairan yang bercampur homogen
Sistem 3 fasa cairan polar (misal air) dan non polar (misal
:minyak) sistem belerang padat (monoklin dan
rombik)
Terdiri dari 3 fase yaitu: es, uap air dan air

MODUL ATK KELAS XI KI PERUBAHAN FASE 34

DAFTAR PUSTAKA

Aas Saidah. Michael Purba, Kimia Kelas X, 2013, PT Erlangga Jakarta

Ahmad Syah Ronie, Azas Teknik Kimia Kelas XI, 2019 , PT Kuantum Buku

Sejahtera, Malang

Alex Lochoff. Melting, Freezing, Evaporation, Condensation and

Sublimation https://www.youtube.com/watch?v=ydBcvY2Omkc

Artikel Teknologi Indonesia. Diagram Fase Air

https://www.youtube.com/watch?v=zJ9lQqMfLCU

Brady, James E dan John R.Hulum,1988, Fundamentals of Chemistry,

John Wiley & Sons, Inc, New york

Felder, R.M., & Rousseau, R.W.2005, Elemetary Principles Of Chemical

Processes (3ered) . John Wiley & Sons Inc New York

Ghasem, N., & Henda, R.2015.principles of chemical Engineering

Processes material and Energy Balances (2nd ed) New York:CRC

Press

Herron, J. Dudley, et.al., 1993, Chemistry, Massachusets: D.V Heath

Company

Teguh Pangajuanto, Azas Teknik Kimia kelas XI SMK, 2020, PT Kuantum

Buku Sejahtera , Malang.

MODUL ATK KELAS XI KI PERUBAHAN FASE 35