@Kel-P09,@P09-Rosa,@P17-Gimawati
1. PENDAHULUAN
Sistem dalam termodinamika
adalah obyek atau kawasan yang menjadi perhatian kita. Kawasan di luar sistem
disebut lingkungan. Sistem mungkin berupa sejumlah materi atau suatu daerah
yang kita bayangkan dibatasi oleh suatu bidang batas, yaitu bidang
yangmembatasi sistem terhadap lingkungannya. Bidang batas ini dapat kita
bayangkan pula mampu mengisolasi sistem dari lingkungannya ataupun memberikan
suatu cara interaksitertentu antara sistem dan lingkungannya. Jika sistem
terisolasi maka ia tidak dapat dipengaruhi oleh lingkungannya.Walaupun demikian
perubahan-perubahan mungkin saja terjadi di dalam sistem .Perubahan-perubahan
tersebut misalnya temperatur dan tekanan.
Namun demikian perubahan yang
terjadi dalam sistem yang terisolasi seperti ini tidak dapat berlangsungterus
tanpa batas; suatu saat akan tercapai kondisi keseimbangan internal yaitu
kondisi dimana perubahan- perubahan dalam sistem sudah berhenti. umum adalah
sumber energiyang dapat dengan cepat dipulihkan kembali secara alami, dan
prosesnya berkelanjutan
Pada pembahasanmakalah ini lebih
menjurus pada energi bebas dan entropi dalam hubungannya dengan termodinamika.
Parameter termodinamika untuk perubahan keadaan diperlukan untuk
mendeskripsikan ikatan kimia, sruktur dan reaksi. Pengetahuan termodinamika
sederhanasangat bermanfaat untuk memutuskan apakah struktur suatu senyawa akan
stabil.
2. PEMBAHASAN
2.1 Entropi
Entalpi adalah istilah dalam
termodinamika yang menyatakan jumlah energi darisuatu sistem termodinamika.
Entalpi terdiri darienergi dalam sistem, termasuk satu darilima potensial
termodinamika dan fungsi keadaan, juga volume dan tekanannya(merupakan besaran
ekstensif. Satuan SI dari entalpiadalah joule, namun digunakan juga satuan
British thermal unit dan kalor. Entalpi dari suatu sistem homogen didefinisikan
sebagai:
di mana:
H = entalpi
sistem (joule)
U = energi dalam(joule)
P = tekanandari sistem (Pa)
V = volume
sistem (m^3)
Entropi merupakan besaran
termodinamika yang menyatakan derajat ketidakteraturan partikel. Jika sistem
kemasukan kalor, maka entropi bertambah., dan sebaliknya jika kalor keluar maka
entropi berkurang. Menentukan entropi (S) suatu sistem tidak mudah karena
menyangkut energi yang di kandungnya. Akan tetapi besarnya perbahan entropi
(DS) dalam suatu peristiwa dapat di hitung dari besarnya kalor yang masuk atau
yang keluar. Kalor dapat menambah ketidakteraturan (entropi) partikel sistem,
tetapi perubahan itu tidak linier, dan bergantung pada suhu sistem. Seperti energi
dalam (U) dan entalpi (H), Entropi adalah besaran termodinamika yang nilainya
tergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir dan tidak di pengaruhi oleh
jalan yang di tempuh. Oleh sebab itu, ΔS proses reversibel sama dengan
irreversibel walaupun kalor yang di serap tidak sama.
qir = ΔU +
P (V2 – V1)
Perubahan entropi suatu proses di
hitung dari qr dan bukan dari qir, baik
prosesnya reversibel maupun irreversibel.
Jika
suhu di turunkan terus menerus,mengakibatkan entropi makin lama makin mengecil.
Dalam dunia keilmuan, suhu terendah adalah 0 K sehingga di asumsikanpada suhu
ini zat murni tersusun paling teratur. Berdasarkan asumsi itu, di sepakati
suatu perjanjian yang di sebut hukum ketiga termodinamika. Berdasarkan hukum
ini di lakukan pengukuran dan perhitungan kalor yang di serap suatu zat murni
dari suhu 0 K sampai suhu tertentu. Akhirnya di hitung entropi zat tersebut
pada suhu 250 C dan tekanan 1 atm yang di sebut entropi standar. Dengan adanya
entropi standar, dapat di hitung nilai dari ΔSsebuah reaksi anorganik.
ΔS = Σ
entropi produk – Σ entropi reaktan
2.2 Energi Bebas Gibbs
Jika
kalor yang dilepaskan oleh system maksismum atau perubahan entalpinya negatif
tinggi,dan jika perubahan entropinya positif tinggi maka diyakini perubahan
berlangsung spontan pada suhu sembarang.Sebaliknya, jika perubahan entalpi
positif tinggi dan perubahan entrospi negatif tinggi ,maka perubahan tidak
spontan pada suhu berapapun.Namun demikian ,jika daya dorong kespontanan berlawanan
satu sama lain maka yang memiliki daya dorong lebih tinggi yang menentukan arah
kespontanan.
Pada suhu tetap, ∆G =∆H – T ∆S
Perhitungan
Δslingk sulit dilakukan. Fungsi termodinamika lain diperlukan
untuk membantu dalam menentukan apakah suatu reaksi berjalan secara spontan
atau tidak dengan hanya mempelajari sistem itu sendiri. Untuk proses spontan,
ΔStotal
= ΔSsis + ΔSlingk> 0
Atau
T ΔStotal =
- ΔHsis
+ T ΔSsis>
0
Kriteria kespontanan reaksi dapat
diekspresikan berdasarkan sifat sistem (ΔHsis dan ΔSsis)
dan tidak lagi memperhatikan lingkungan.
Persamaan di atas dapat dituliskan sebagai
ΔHsis - T ΔSsis<
0
Untuk menyatakan kespontanan reaksi secara
langsung, fungsi termodinamika baru yang disebut energi bebas Gibbs (G)
digunakan dimana
G = H – TS
Semua besaran dalam
persamaan merujuk
ke sistem dan T merupakan suhu sistem.
G merupakan fungsi keadaan :
ΔG = ΔH - T
ΔS
Kondisi kespontanan dan kesetimbangan pada
suhu dan tekanan tetap dapat disimpulkan berdasarkan ΔG sebagai berikut:
ΔG < 0 reaksi spontan
ΔG > 0 reaksi tidak spontan (reaksi
spontan dalam arah yang berlawanan)
ΔG = 0 sistem berada pada kesetimbangan
b. Perubahan
Energi Bebas Gibbs Standar
Untuk reaksi yang dilakukan
pada kondisi keadaan standar, yakni pereaksi dalam keadaan standar diubah
menjadi hasil reaksi pada keadaan standar, perubahan energi bebas disebut
perubahan energi bebas standar, ΔGfo
a A + b
B ® c C + d D
Perubahan energi
bebas standar, diberikan oleh
Secara umum dapat dituliskan
dimana ,
n dan m = koefisien stoikiometri
ΔGfo =
energi bebas pembentukan standar senyawa
Entropi dan energi bebas
Gibbs juga merupakan fungsi keadaan sehingga kedua besaran ini memiliki nilai
pada keadaan standart, seperti halnya dengan entalphi. Hasil pengukuran
standart untuk entropi dan Energi bebas Gibbs juga dilakukan pada keadaan 25oC
dan dengan tekanan 1 atm. Energi bebas Gibbs pembentukan standart memiliki arti
perubahan energi bebas yang menyertai reaksi pembentukan satu mol senyawa dari
unsur-unsur penyusunnya. Demikian pula untuk entropi standar yang dapat
dipergunakan untuk menentukan entropi reaksi sebagai harga pembandingnya.
Entropi dan Energi bebas Gibbs standar pembentukan, disajikan pada Tabel 1.
|
Senyawa
|
S (J/K.mol)
|
∆G (kkJ/mol)
|
|
Ag2O4(g)
|
121,3
|
-11,21
|
|
152,23
|
-
|
|
|
Br2(g)
|
245,35
|
|
|
C
|
5,74
|
0
|
|
CH3OH
|
126,8
|
-166,36
|
|
CH3OH
|
-162,00
|
|
|
CO(g)
|
197,56
|
-137,15
|
|
CO2(g)
|
213,68
|
-394,37
|
|
Cl2(g)
|
222,96
|
0
|
|
Cl2O(g)
|
266,10
|
97,9
|
|
H2(g)
|
130,57
|
0
|
|
H2O(l)
|
69,95
|
-237,19
|
|
H2O(g)
|
188,72
|
-228,58
|
|
NO2(g)
|
239,95
|
51,30
|
|
N2O(g)
|
304,18
|
97,82
|
|
PCl3(l)
|
217,1
|
-272,4
|
|
PCl3(g)
|
311,7
|
-267,8
|
DAFTAR
PUSTAKA
Sunarya, Yayan. 2010. Kimia Dasar 1. Bandung:
Yrama Widya
S, Syukri. 1999. Kimia
Dasar 1. Bandung: Penerbit ITB
H. Petrucci, Ralph.
1987. Kimia Dasar. Bogor: PT. Gelora Aksara Pratama
Tidak ada komentar:
Posting Komentar
Catatan: Hanya anggota dari blog ini yang dapat mengirim komentar.