TERMODINAMIKA KIMIA II

TERMODINAMIKA KIMIA II

Disusun oleh : @P21-WIDY, @P22-IVAN, @P25-BAGAS, @KEL-P06

Abstrak

            Termodinamika adalah pembagian dunia menjadi sistem dibatasi oleh kenyataan atau ideal dari batasan. Sistem yang tidak termasuk dalam pertimbangan digolongkan sebagai lingkungan dan pembagian sistem menjadi subsistem masih mungkin terjadi, atau membentuk beberapa sistem menjadi sistem yang lebih besar. Biasanya sistem dapat diberikan keadaan yang dirinci dengan jelas yang dapat diuraikan menjadi beberapa parameter.

Kata kunci : hukum II termodinamika, entropi, energi bebas

I. Pendahuluan

          Hukum II Termodinamika menyatakan bahwa :

” Kalor mengalir secara alami dari benda yang panas kebenda yang dingin; kalor tidak akan mengalir secara spontan dari benda dingin ke benda panas tanpa dilakukan usaha”.

Hukum II Termodinamika adalah ekspresi dari kecendrungan yang dari waktu ke waktu, perbedaan suhu, tekanan, dan menyeimbangkan potensi kimia dalam terisolasi system fisik. Dari keadaan kesetimbangan termodinamika, hukum menyimpulkan prinsip peningkatan entropi dan menjelaskan fenomena ireversibilitas di alam. Hukum kedua menyatakan ketidakmungkinan mesin yang menghasilkan energi yang dapat digunakan dari energi internal melimpah alam dengan proses yang disebut gerak abadi dari jenis yang kedua

II. Permasalahan

            Apa itu entropi ? Apa hubungan entropi dengan ketidakautran molekul ?

III. Pembahasan

Entropi

Entropi adalah ukuran banyaknya energi atau kalor yang tidak dapat diubah menjadi usaha. Besarnya entropi suatu sistem yang mengalami proses reversibel sama dengan kalor yang diserap sistem dan lingkungannya dibagi suhu mutlak sistem tersebut (T).  Entropi adalah fungsi keadaan, nilainya pada suatu keadaan setimbang dapat dinyatakan dalam variabel-variabel yang menentukan keadaan sistem. Asas kenaikan entropi dapat dinyatakan bahwa entropi selalu naik pada tiap proses ireversibel. Karena itu dapat dikatakan bahwa entropi dari suatu sistem terisolasi sempurna selalu naik tiap proses ireversibel.

∆S = Q/T

Keterangan :
∆S = perubahan entropi (J/K)
Q  = Kalor (Joule)

T = Suhu ( Kelvin )

Energi bebas ( Gibbs )

Energi bebas ( Gibbs ) didefinisikan sebagai perbedaan antara entalpi ( H ) dengan energi yang tidak digunakan untuk kerja berupa entropi (S) pada temperature absolut (T).

Pada suhu tetap,

                ∆G =∆H – T ∆S.

Hubungan entropi dengan ketidakaturan molekul : makin besar ketidakteraturan  atau gerakan bebas atom atau molekul dalam sistem, makin besar entropi sistem.  Susunan yang paling teratur dari setiap zat dengan gerakan bebas atom atau molekul yang paling kecil adalah kristal sempurna murni pada nol mutlat (0oK).

Perubahan Energi Pembentukan Standar

Energi bebas Gibbs pembentukan standar pada suatu senyawa adalah perubahan energi bebas Gibbs yang menyertai pembentukan 1 mol zat tersebut dari unsur penyusunnya, pada keadaan standar (keadaan unsur yang paling stabil pada suhu 25 °C dan tekanan 100 kilopascal). Simbolnya adalah Δ_fG˚.

Semua unsur dalam keadaan standarnya (gas oksigen diatomik, grafit, dll.) memiliki energi bebas Gibbs pembentukan standar sama dengan nol, seperti tidak ada perubahan yang terlibat.

Δ_fG = Δ_fG˚ + RT ln Q_f ; Q_f adalah hasil bagi reaksi.

Pada kesetimbangan, Δ_fG = 0 dan Q_f = K sehingga persamaan menjadi Δ_fG˚ = −RT ln K; K adalah konstanta kesetimbangan.

Energi Bebas Gibbs Standar (ΔG°)

Menghitung ΔG°

Untuk menghitung energi bebas Gibbs standar, dapat kita gunakan rumus di bawah ini :
ΔG° = ΔH° – TΔS°

Dengan ΔH° adalah perubahan entalpi, T dalah suhu (kelvin) dan ΔS° adalah perubahan entropi. Jika semua data rumus diatas diketahui, maka tentu kita dapat dengan mudah mencarinya harga ΔG° bukan

Namun yang perlu diingat adalah perubahan entropi biasanya dihitung dalam satuan energi joule sedangkan energi bebeas Gibbs dan perubahan entalpi dihitung dalam Kj. Agar tidak terjadi kesalahan jangan lupa mengubah satuan entropi dari joule menjadi kJ.

Contoh Soal

Jika diketahui harga ΔS = + 160,4 J/mol K dan ΔH = + 178 kJ/mol. Pada suhu berapakah reaksi diatas dapat berlangsung spontan?

Pembahasan :
Pertama, jangan sampai lupa mengubah satuan ΔS nya ya!
ΔS = + 160,4 J/ mol K = + 160,4/1000 kJ/mol K = + 0,1604 kJ/mol K

Reaksi akan spontan jika :
ΔH – TΔS < 0
+ 178 kJ/mol – T x (+0,1604) < 0
– T x (+0,1604) < – 178
– T < – 778/0,1604
– T < – 1110
T > 1110 K

Reaksi diatas akan spontan jika suhu reaksi diatas 1110 K.

IV. Kesimpulan

Tidak mungkin membuat mesin yang bekerja dalam satu siklus, menerima kalor dari satu reservoir dan mengubah kalor seluruhnya menjadi usaha.

Tidak mungkin membuat mesin yang bekerja dalam satu siklus dengan mengambil kalor dari reservoir yang mempunyai suhu rendah dan memberikannya ke reservoir suhu tinggi tanpa usaha dari luar.

  Mesin yang bekerja di antara reservoir suhu T_t dan reservoir suhu T_t(T_t > T_r), memiliki efisiensi maksimum.

Daftar Pusataka

Anonim. 2013. Entropi. https://www.ilmukimia.org/2013/02/entropi.html. Diakses 29 September 2019

Anonim. Energi Bebas Gibbs (Entalpi Bebas) – Definisi, Perubahan energi pembentukan standar, Tabel zat terpilih. https://www.pinterpandai.com/energi-bebas-gibbs-soal-jawaban/. Diakses 29 September 2019

Chemistry. 2017. ELEKTROKIMIA : ENERGI BEBAS GIBBS

Firdaus, R.A. Pengertian Hukum II Termodinamika. Yogyakarta : Universitas Gadjah Mada. https://www.academia.edu/8960544/Pengertian_HUKUM_II_TERMODINAMIKA. Diakses 29 September 2019

Triana, nana. et al. 2016. Entropi. Medan : Jurusan Pendidikan Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Medan. https://www.academia.edu/29803400/ENTROPI_OLEH_KELOMPOK_X_MELVI_YULIDA_RIZKI_4151121039_NANA_TRIANA_4151121043_NOVANTRY_SEVENTINA_SINAGA_4152121047. Diakses 29 September 2019