Bijak Energi Mulai Sekarang demi masa depan yang baik

 

PENDAHULUAN

    Sumber energi baru terbarukan adalah sumber energi ramah lingkungan yang tidak mencemari lingkungan dan tidak memberikan kontribusi terhadap perubahan iklim dan pemanasan global, karena energi yang didapatkan berasal dari proses alam yang berkelanjutan, seperti sinar matahari, angin, air, biofuel, dan geothermal. Ini menegaskan bahwa sumber energi telah tersedia, tidak merugikan lingkungan, dan menjadi alasan utama mengapa EBT sangat terkait dengan masalah lingkungan dan ekologi. Persoalan energi merupakan kepentingan semua negara di dunia. Energi bukanlah merupakan komoditas biasa, akan tetapi merupakan komoditas strategis mengingat seluruh sistem dan dinamika kehidupan manusia dan negara tergantung kepada energi sebagai urat nadi kehidupan pada semua sektor. Program pemerintah dalam rangka mewujudkan kemandirian energi nasional bukanlah hal yang mustahil untuk dicapai. Keseriusan pemerintah yakni bagaimana terus meningkatkan pasokan energi dengan memaksimalkan berbagai potensi yang dimiliki dan belum tergarap maksimal. Pengembangan pemanfaatan EBT merupakan upaya yang harus didukung penuh oleh seluruh lapisan masyarakat. Ketergantungan akan energi fosil yang semakin menipis cadangannya akan membuat Indonesia terjerembab dalam krisis energi. Sejatinya, antisipasi terhadap krisis energi bisa diatasi yaitu dengan terus melakukan pemanfaatan terhadap EBT (ESDM, 2016)

    Saat ini energi yang dinikmati oleh masyarakat di Indonesia, khususnya listrik berbahan baku batu bara, minyak bumi, dan gas bumi. Bahan baku tersebut merupakan sumber energi fosil yang tidak terbarukan. Energi listrik yang kita nikmati berupa cahaya lampu, mobil atau motor yang dipakai untuk bepergian, sumbernya kebanyakan dari batu bara, minyak bumi, dan gas bumi. Itu semua barang yang tidak terbarukan dan suatu saat habis

    Sumber energi tersebut tidak bisa diperbaharui dan pada masa mendatang akan habis. Padahal, 95% listrik yang dinikmati di Tanah Air berasal dari sumber energi tersebut. Kalau selama ini, 95% dari energi yang kita nikmati itu datangnya dari energi fosil yang ketersediaannya lama kelamaan akan habis. Di luar itu, juga isu lingkungan mengemuka. Karena energi fosil pada gilirannya menurut hasil penelitian memberikan kontribusi terhadap pencemaran udara. 

    Eksploitasi sumber daya alam tentunya memberikan dampak negatif dari segi kualitas sumber daya alam itu sendiri. Ditemukannya fakta penurunan kualitas air danau, kualitas udara diperkotaan, pencemaran tanah akibat penggunaan bahan kimia di lahan pertanian dan sebagainya. Besarnya dampak tersebut sangat bergantung pada pola dan perilaku konsumsi, produksi dan distribusi sumber daya alam yang dilakukan (Asmin, 2017).

       Perubahan iklim saat ini menjadi perhatian utama masyarakat dunia dikarenakan oleh efeknya yang menyebabkan naiknya temperatur rata-rata dunia secara tidak wajar. Peristiwa ini mengakibatkan terganggunya keseimbangan lingkungan, juga membahayakan kesehatan dan cadangan kebutuhan pangan manusia. Penyebab utama dari perubahan iklim adalah aktivitas produksi listrik yang didominasi oleh pembangkit listrik tenaga batubara dan pembangkit listrik tenaga gas bumi yang mencakup sekitar 30% dari total emisi gas yang menyebabkan pemanasan global. Di sisi lain, energi terbarukan diduga merupakan sumber energi yang bersih dan tidak memiliki emisi gas rumah kaca. Namun, pada kenyataanya energi terbarukan juga memiliki dampak buruk bagi lingkungan, baik berupa emisi yang dihasilkan ke udara, penggunaan lahan, penggunaan air, dampak pada makhluk hidup dan kesehatan serta masyarakat (Achdiansyah, 2017).

    Kegiatan sosialisasi energi baru dan terbarukan adalah merupakan upaya atau langkah yang dilakukan untuk mengurangi ketergantungan terhadap energi fosil dan sekaligus menjaga kelestarian lingkungan. Kegiatan ini merupakan kegiatan sosialisasi yang dimotori oleh para dosen STT-PLN untuk memberikan edukasi kepada masyarakat tentang pentingnya memahami penggunaan energi listrik secara bijak dalam upaya menjaga lingkungan

    PEMBAHASAN

Bijak Energi Mulai Sekarang

    Sejak dahulu manusia mempunyai ketergantungan yang sangat erat terhadap energi fosil, karena energi menjadi hal penting bagi keberlangsungan hidup semua manusia yang ada di bumi ini. Tanpa adanya energi maka semua semua aktivitas manusia akan terlambat. Bahkan bisa kita amati hampir semua industri dan aktivitas keseharian tidak bisa lepas dari ketergantungan terhadap energi yang tidak terbarukan. Tapi perlu diingat, sumber energi non terbarukan semakin hari kian menipis. Prediksinya, 20-40 tahun kedepan energi fosil akan habis.

    Lantas, apakah kita harus diam saja? Lalu bagaimana dengan anak cucu kita masih bisa merasakan manfaat dari energi? Apakah keserakahan serta kesulitan yang berkepanjangan yang akan kita wariskan kepada mereka? Siapa yang harus kita salahkan? Sebaiknya tunjuk ke diri sendiri saja. Sudah saatnya kita beralih pada energi masa depan yang lebih bersih, asri dan berkelanjutan. Dan yang harus kita ketahui bahwa menghemat energi berarti mengurangi penggunaan energi seminimal mungkin. Dengan cara beralih ke sumber energi terbarukan.

    Seperti salah satu contoh sumber energi yang terbarukan untuk menggantikan peran energi fosil di masa yang akan datang yaitu energi matahari dengan menggunakan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS). Hal tersebut selain menghemat energi juga menjadi upaya untuk merawat bumi dari emisi gas rumah kaca dan juga menyadarkan kita untuk berpikir kritis mengenai nasib kehidupan generasi yang akan datang. Semua itu tergantung kepada apa yang kita lakukan sekarang, maka dari itu  mulai dari sekarang sobat energi untuk lebih bijak dalam menggunakan energi. Tidak perlu menunggu energi fosil benar-benar habis untuk memulainya.

KESIMPULAN 

    Penggunaan energi secara bijak tentu akan mendatangkan banyak manfaat. Bukan hanya untuk manusia, penggunaan energi secara bijak juga akan baik untuk lingkungan. Seperti saat teman-teman bijak dalam menggunakan energi listrik dan bahan bakar, maka polusi udara juga bisa berkurang. Atau saat teman-teman bijak dalam menggunakan energi tubuh, maka tubuh tidak akan mudah sakit karena beraktivitas berlebihan atau tidak beraktivitas.

Penyemaran Udara berpengaruh dalam produktifitas manusia

Oleh : Azis Ramadhan

@W08-AZIS

ABSTAK

          Pencemaran udara adalah kehadiran satu atau lebih substansi fisik, kimia, atau biologi di atmosfer dalam jumlah yang dapat membahayakan kesehatan manusia, hewan, dan tumbuhan, mengganggu estetika dan kenyamanan, atau merusak properti. Pencemaran udara dapat ditimbulkan oleh sumber-sumber alami maupun kegiatan manusia. Udara adalah salah satu elemen yang sangat penting sebagai penunjang semua mahluk. Bisa kalian bayangkan bagaimana jika di dunia ini tidak ada sedikit saja, maka semua akan mati karena tidak bisa bernafas. Bukan hanya itu saja peranan penting dari udara ini bukan hanya digunakan untuk manusia tapi semua mahluk hidup. Maka dari itu manusia selaku salah satu mahluk yang mempunyai akal dan pikiran harus bertanggung jawab atas kondisi kesehatan dan kebersihan udara sendiri

 

 

 

 

 

PENGERTIAN

            Penyebab dan dampak pencemaran udara yang paling utama selalu terkait dengan manusia. Manusia menjadi penyebab utama dan terbesar terjadinya pencemaran udara. Pun manusia pula yang merasakan dampak terburuk dari terjadinya pencemaran udara.

Pencemaran udara merupakan salah satu kerusakan lingkungan, berupa penurunan kualitas udara karena masuknya unsur-unsur berbahaya ke dalam udara atau atmosfer bumi. Unsur-unsur berbahaya yang masuk ke dalam atmosfer tersebut bisa berupa karbon monoksida (CO), Nitrogen dioksida (No2), chlorofluorocarbon (CFC), sulfur dioksida (So2), Hidrokarbon (HC), Benda Partikulat, Timah (Pb), dan Carbon Diaoksida (CO2). Unsur-unsur tersebut bisa disebut juga sebagai polutan atau jenis-jenis bahan pencemar udara.

PEMBAHASAN

Manusia Penyebab Utama Pencemaran Udara          

Di awal artikel sudah dituliskan bahwa manusia menjadi penyebab utama dan terbesar terjadinya pencemaran udara. Belum lagi jika kebakaran hutan, sebagai salah satu penyebab polusi udara terbesar, dimasukkan sebagai pencemaran udara yang disebabkan oleh manusia. Karena tidak dapat dipungkiri bahwa sebagian besar kebakaran hutan dan lahan sengaja dilakukan oleh manusia. Faktor alami penyebab pencemaran udara terbesar lainnya adalah meletusnya gunung berapi. Letusan gunung berapi sangat luar biasa. Meskipun demikian, menurut penelitian, seluruh gunung api di dunia mengeluarkan hanya 0,13 hingga 0,44 miliar ton CO2 per tahunnya. Jumlah ini ternyata tidak sebanding dengan emisi karbon dioksida yang dihasilkan oleh manusia melalui pabrik-pabrik dan kendaraan bermotor. Kendaran bermotor saja menyumbangkan emisi karbon hingga 2 miliar pertahunnya. Pada tahun 2010 saja, berbagai aktivitas manusia telah menambahkan sedikitnya 35 miliar ton emisi karbon dioksida ke atmosfer. Ada banyak sekali penyebab pencemaran udara bahkan tak terhitung jumlahnya. Dan hampir semua di sebabkan oleh tangan manusia sendiri. Di bawah ini merupakan penyebab-penyebab pencemaran udara.

 

 

 

A . Polusi Disebabkan Asap Kendaraan Bermotor

            Di dalam era moderninasi ini kendaraan bermotor merupakan salah satu kebutuhan umum yang bisa dibilang paling penting untuk menunjang kegiatan sehari-hari. Pada zaman dahulu orang pergi ke tempat yang jauh menggunakan angkutan umum.

Berbeda keadaan dengan sekarang penggunaan kendaraan pribadi sangatlah pesat, karena dikira lebih mudah daripada menggunakan kendaraan umum. Padahal disitu asap dari kendaraan pribadi yang semakin lama semakin naik ini menjadi salah satu penyebab dan penyumbang terbesar dalam pencemaran lingkungan khususnya pencemaran udara. Banyak reaserch membuktikan bahwa intensitas dari kendara bermotor sendiri semakin lama semakin meningkat, bahkan hingga menimbulkan kemacetan di jalan raya. Seperti contoh di kota-kota besar seperti Jakarta, Surabaya, dan masih banyak lagi yang lainya.Itu menjadikan keadaan penggunaan bahan bakar yang terlalu berlebihan. Dampak dari terjadinya kelebihan pemakaian bahan bakar tersebut adalah banyaknya kandungan gas CO yang dinilai sangat berbahaya. Kandungan CO atau karbon monoksida ini di nilai berbahaya bukan hanya pada keadaan udara tapi juga berbahaya untuk mahluk hidup. Biasanya jika dilihat di perkotaan besar sering terjadi penggumpalan asap dari perpaduan banyak gas yang membahayakan membentuk sebuah kabut. Disitu letak bahayanya dalam jangka pendek dampak yang dikeluarkan bisa dibilang seperti gangguan pernafasan biasa, tapi untuk jangka lama bisa menyebabkan penyakit yang lebih serius dan akut.

B . Pembangkit Listrik

Dalam hal ini hampir sebagian pembangkit listrik konvensional hingga sekarang masih menggunakan bahan bakar yang di rasa masih kurang ramah lingkungan. Beberapa contohnya seperti batu bara, gas, dan minyak. Hampir sama seperti kasus dari kendaraan bermotor tadi efek dari pembakaran bahan bakar yang tidak sempurna merupakan hal yang menghasilkan gas berbahaya yang menyebabkan pencemaran udara.

Keadaan kesetimbangan merupakan proses yang reversible sehingga sistem dapat didekati dari arah pereaksi maupun dari arah produk. Contoh, ke dalam sistem tertutup dicampurkan I2(g), HI(g), H2(g) dan terjadi reaksi menuju keadaan kesetimbangan. Dalam kondisi seperti ini, zat mana sebagai pereaksi dan sebagai produk tidak dapat diketahui secara tegas, sebab reaksi kesetimbangan berlangsung dalam dua arah.

C . Limbah Asap Industri atau Pabrik

Ini merupakan salah satu penyumbang terbesar pencemaran udara di dunia yaitu limbah asap pabrik atau industri. Cerobong-cerobong yang mengeluarkan asap tersebut terkadang tidak ada filter untuk zat-zat yang dikeluarkan. 

Dari beberapa penelitian beberapa zat yang keluar dari proses industri ini berupa zat yang berbahaya seperti karbon monoksida, hidokarbon, dan senyawa yang dapat membahayakan kesehatan alam dan manusia. Bukan hanya dampak yang di timbulkan kepada udara bahkan dari pencemaran udara ini juga bisa mengakibatkan pencemaran air dan tanah.

 

KESIMPULAN

            Menurut Mukono (2006), yang dimaksud pencemaran udara adalah bertambahnya bahan atau substrat fisik atau kimia ke dalam lingkungan udara normal yang mencapai sejumlah tertentu, sehingga dapat dideteksi oleh manusia (atau yang dapat dihitung dan diukur) serta dapat memberikan efek pada manusia, binatang, vegetasi dan material karena ulah manusia (man made).

Pencemaran udara diartikan sebagai adanya bahan-bahan atau zat-zat asing di dalam udara yang menyebabkan perubahan susunan (komposisi) udara dari keadaan normalnya (Wisnu, Dampak pencemaran lingkungan : 27)

Jadi, Pencemaran udara adalah masuknya, atau tercampurnya unsur-unsur berbahaya ke dalam atmosfir yang dapat mengakibatkan terjadinya kerusakan lingkungan, gangguan pada kesehatan manusia secara umum serta menurunkan kualitas lingkungan.

 

DAFTAR PUSTAKA

Daryanto. 2004. Masalah Pencemaran. Bandung : TARSITO.

Anonim. 2009. Polusi Udara.

http://oerleebook.files.wordpress.com/2009/10/polusi-udara.pdf

[di unduh pada tanggal 27 Oktober 2013]

Anonim. 2011. Pencemaran Udara.

http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/21023/4/Chapter%20II.pdf

[di unduh pada tanggal 27 Oktober 2013]

Rahman. 2012.  Dampak Pencemaran Lingkungan.

http://rahmankesling.blogspot.com/2012/12/dampak-pencemaran-udara-dan-solusinya_4719.html

[di unduh pada tanggal 30 Oktober 2013]

 

MENGENAL KESTIMBANGAN KIMIA

Oleh : Azis Ramadhan

@W08-AZIS

ABSTAK

            Prinsip kesetimbangan dalam reaksi kimia, pertama kali dikemukakan oleh Berthollt sewaktu menjadi penasehat ilmiah Napoleon di Mesir, sedangkan kajian secara laboratorium dilakukan oleh Guldberg dan Waage. Mereka menunjukkan bahwa reaksi kesetimbangan dapat didekati dalam dua arah, dan mereka berhasil menunjukkan hubungan matematis antara konsentrasi pereaksi dan produk dalam kesetimbangan. Pada kesempatan lain, van't Hoff mengusulkan persamaan matematis untuk kesetimbangan dinamis, yakni konsentrasipereaksi merupakan pangkat dari koefisien reaksinya. Sunarya (2010)

            Adapun elemen-elemen kesetimbangan reaksi kimia yang ada kaitannya denganTermodinamika. Termodinamika mengontrol populasi status dan laju transisi. Sehingga termodinamika terdapat dalam kesetimbangan kimia yang akan membahas kimia potensial,

hukum aksi massa, dan komposisi kesetimbangan campuran reaksi. Baron (2017)

PENGERTIAN

            Dalam reaksi kimia, kesetimbangan kimia adalah keadaan saat kedua reaktan dan produk hadir dalam konsentrasi yang tidak memiliki kecenderungan lebih lanjut untuk berubah seiring berjalannya waktu.Biasanya, keadaan ini terjadi ketika reaksi ke depan berlangsung pada laju yang sama dengan reaksi balik. Laju pada reaksi maju dan mundur umumnya tidak nol, tapi sama. Dengan demikian, tidak ada perubahan bersih dalam konsentrasi reaktan dan produk. Keadaan seperti ini dikenal sebagai kesetimbangan dinamis. Konsep kesetimbangan kimia dikembangkan setelah Berthollet (1803) menemukan bahwa beberapa reaksi kimia bersifat reversibel. Untuk setiap campuran reaksi yang ada pada kesetimbangan, laju pada reaksi maju dan mundur adalah sama. Dalam persamaan berikut ini panah menunjuk kedua arah menunjukkan kesetimbangan, A dan B adalah spesi reaktan kimia, S dan T adalah spesi produk, dan α, β, σ, dan τ adalah koefisien stoikiometri dari reaktan dan produk tersebut: Posisi konsentrasi kesetimbangan dari suatu reaksi dikatakan berada "jauh ke kanan" jika, pada kesetimbangan, hampir semua reaktan dikonsumsi. Sebaliknya posisi kesetimbangan dikatakan "jauh ke kiri" jika hampir tidak ada produk yang terbentuk dari reaktan.

PEMBAHASAN

            Kesetimbangan kimia terjadi pada reaksi kimia yang reversibel. Reaksi reversibel adalah reaksi yang di mana produk reaksi dapat bereaksi balik membentuk reaktan. Kesetimbangan kimia tercapai ketika laju reaksi maju sama dengan laju reaksi balik dan konsentrasi dari reaktan-reaktan dan produk-produk tidak berubah lagi.

Untuk persamaan reaksi reversibel yang berada dalam kesetimbangan pada temperatur tertentu berikut,

aA + bB ⇌ cC +dD

konstanta kesetimbangan, K, dapat dinyatakan sebagai rasio dari perkalian konsentrasi reaktan-reaktan dibagi perkalian konsentrasi produk-produk, di mana konsentrasi dari masing-masing substansi dipangkatkan koefisien stoikiometri dalam persamaan reaksi setara.

Dalam perhitungan konstanta kesetimbangan reaksi homogen (semua substansi dalam reaksi berfasa sama), konsentrasi substansi dalam sistem larutan dapat dinyatakan dalam konsentrasi molar, sehingga K dapat juga ditulis Kc. Untuk reaksi homogen dalam fasa gas, konsentrasi substansi dalam wujud gas dapat dinyatakan sebagai tekanan parsial substansi, dan simbol konstanta kesetimbangannya menjadi Kp. Sebagai contoh, hukum kesetimbangan kimia untuk reaksi berikut dapat ditulis dalam 2 bentuk:

 

N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)

Atau

Hubungan antara Kp dan Kc adalah:

di mana, R = tetapan gas universal, T = temperatur, dan Δng = jumlah mol produk gas – jumlah mol reaktan gas.

            Dalam perhitungan konstanta kesetimbangan reaksi heterogen (reaksi di mana terdapat lebih dari 1 fasa) yang melibatkan substansi dalam wujud cairan murni atau padatan murni, konsentrasi substansi cair dan padat tersebut diabaikan dan tidak ikut diperhitungkan. Contohnya:

CaCO3(s) ⇌ CaO(s) + CO2(g)

 

P4(s) + 6Cl2(g) ⇌ 4PCl3(l)

Untuk mengetahui apakah reaksi telah mencapai kesetimbangan dan memprediksikan arah reaksi, ditentukan nilai dari kuosien reaksi, Qc, dengan mensubstitusikan nilai konsentrasi masing-masing substansi (produk dan reaktan) pada keadaan setimbang pada konstanta kesetimbangan kimia, Kc, dengan nilai konsentrasi awal masing-masing substansi pada keadaan reaksi tersebut.

 

Qc = Kc , reaksi telah mencapai kesetimbangan. Jika Qc = Kc, reaktan ⇌ produk

Qc < Kc , reaksi akan berlangsung dari arah kiri ke kanan (pembentukan produk) hingga mencapai kesetimbangan kimia (Qc = Kc). Jika Qc < Kc, reaktan → produk

Qc > Kc , reaksi akan berlangsung dari arah kanan ke kiri (pembentukan reaktan) hingga mencapai kesetimbangan kimia (Qc = Kc). Jika Qc > Kc, reaktan ← produk Berikut beberapa hubungan Q dan hubungan K dari reaksi-reaksi yang berkaitan.

A . Kesetimbangan Dinamis

            Menurut scholz (2019), Kesetimbangan dinamis terbentuk di bagian sistem ketika parameter tertentu, misalnya, suhu, tekanan, atau konsentrasi senyawa, tetap konstan sebagai akibat dari aliran materi melintasi batas bagian dari sistem atau dengan konversi kimia. Untuk memahami keadaan kesetimbangan dalam sistem kimia, tinjau reaksi disosiasi dinitrogen tetroksida dalam sistem tertutup dengan cara pemanasan. Persamaan reaksinya:

B . Sifat Kesetimbangan Dinamis

            Keadaan kesetimbangan merupakan proses yang reversible sehingga sistem dapat didekati dari arah pereaksi maupun dari arah produk. Contoh, ke dalam sistem tertutup dicampurkan I2(g), HI(g), H2(g) dan terjadi reaksi menuju keadaan kesetimbangan. Dalam kondisi seperti ini, zat mana sebagai pereaksi dan sebagai produk tidak dapat diketahui secara tegas, sebab reaksi kesetimbangan berlangsung dalam dua arah.

C . Tetapan Kesetimbangan Kimia ,

Dalam suatu reaksi kesetimbangan, konsentrasi awal pereaksi tidak perlu stoikiometris, artinya Anda bebas mencampurkan sesuai kebutuhan, tetapi jika reaksi sudah mencapai kesetimbangan, jumlah konsentrasi pereaksi yang bereaksi dan konsentrasi produk yang dihasilkan ditentukan oleh nilai perbandingan stoikiometri. Tinjau reaksi konseptual: aA + bB ⇄ cC + dD dengan A, B, C, D adalah pereaksi dan produk, sedangkan a, b, c, d adalah koefisien reaksi. Quotient untuk reaksi tersebut dapat ditulis sebagai berikut. 

dengan tanda kurung menyatakan konsentrasi zat yang ada dalam sistem reaksi.

 

Sistem kesesiambangan heterogen

Dalam sistem kesetimbangan heterogen, beberapa parameter termodinamika berubah menjadi fungsi ruang dan keadaan sistem harus secara matematis dijelaskan dalam bentuk fungsi, bukan angka. Alexander (2012). Pembahasan sistem heterogen dalam kesetimbangan kimia, bukan berarti membahas penggolongan materi seperti telah disajikan pada bab pertama, melainkan lebih ditekankan pada fase zat yang terlibat dalam reaksi kesetimbangan yakni fase padat, gas, dan cair atau larutan. Suatu sistem kesetimbangan dikatakan heterogen apabila dalam sistem tersebut mengandung lebih dari satu fase. Seperti diketahui bahwa reaksi reversible dapat dicapai tanpa mempermasalahkan wujud materi. Contoh reaksi penguraian termal CaCO3 Padat.

Persamaan kimianya:

CaCO3(g) ⇄ CaO(s) + CO2(g)

KESIMPULAN

            Kesetimbangan kimia adalah suatu keadaan di mana tidak ada perubahan yang teramati selama bertambahnya waktu reaksi. Jika suatu kimia telah mencapai keadaan kesetimbangan maka konsentrasi reaktan dan produk menjadi konstan sehingga tidak ada perubahan yang teramati dalam sistem.

Untuk mencapai kesetimbangan perlu beberapa syarat khusus, yaitu reaksinya dapat balik, sistemnya tertutup, dan bersifat dinamis. Sistem tertutup merupakan sistem reaksi di mana baik zat-zat yang bereaksi maupun zat-zat hasil reaksi tetap dalam sistem. Sistem tertutup tidak selamanya harus terjadi dalam wadah tertutup, kecuali pada reaksi gas. Keadaan setimbang adalah suatu keadaan dimana dua proses yang berlawanan arah berlangsung secara simultan dan terus menerus, tetapi tidak ada perubahan yang dapat diamati atau diukur.

DAFTAR PUSTAKA

Modul 3 pembalajaran Kimia dan Pengetahuan Lingkungan Industri

Rossenberg, J. 1996.  Kima Dasar. Erlangga. Jakarta.

Mulyani, Sri. 2005. Kimia Fisika 2. Surabaya : Universitas Negeri Malang.

Sulami, Emi. 2006. Kimia. Jakarta : Gelora Aksara Pratama.

Mengenal Lebih Jauh Termodinamika Kimia

 

Oleh : Azis Ramadhan

@W08-AZIS

Termodinamika merupakan salah satu cabang fisika yang membahas mengenai perubahan energi panas menjadi bentuk energi lain. Hukum pertama termodinamika dan hukum termodinamika kedua menjadi acuan dalam membahas mengenai perubahan energi. Pengukuran di dalam termodinamika tidak dinyatakan dengan besaran mikroskopis melainkan dengan besaran makroskopis.[1] Termodinamika membahas mengenai hubungan antara energi, panas, kerja, entropi dan kespontanan proses. Termodinamika berhubungan dekat dengan mekanika statistika di mana hubungan termodinamika berasal. Asal kata termodinamika adalah dari dua kata bahasa Yunani yaitu thermos yang artinya panas dan dynamic yang artinya perubahan.

Kajian termodinamika kimia

            Pada saat  tertentu,  proses  perubahan  suatu  sistem  kimiaatau  fisika  akan  mencapai  keadaan  statis,  dimana perubahan  total keadaan  sistem  sama  dengan  nol.  Kondisi  ini  terjadi  jika  telah tercapai  kesetimbangan  termodinamika  baik  antara sistem  dengan

sistem   atau   sistem   dengan   lingkungan.   Jenis   kesetimbangan termodinamika  yang  dipelajari  pada  proses  kimia  adalah  sebagai

berikut:

 

1. Kesetimbangan  termal yang  terjadi  jika  temperatur  sama  pada setiap titik.
2. Kesetimbangan kimia yang terjadi jika reaksi kimia dari reaktan ke produk atau sebaliknya berlangsung dengan laju yang sama.
3. Kesetimbangan  fasa  yang  terjadi  jika perubahan  antar  fasa berlangsung dengan laju dan jumlah materi yang sama.

 

               Tiga kategori kesetimbangan termodinamika di    atas merupakan objek kajian termodinamika   kimia yang   dipelajari berdasarkan   hukum - hukum  termodinamika. Hukum pertama termodinamika berkaitan dengan kesetimbagan termal , sedangkan hukum kedua    dan    ketiga    termodinamika berkaitan dengan kesetimbangan   kimia dan   kesetimbangan   fasa .   Ketiga hukum termodinamika ini me mbantu kimiawan untuk:

1. Menentukan   kondisi   dimana   reaksi   kimia   memungkinkan terjadi.
2. Mengatur dan menvariasikan besaran termodinamika sehingga diperoleh hasil reaksi yang diinginkan.
3. Memaksimalkan   reaksi   yang   diinginkan   atau   menghambat reaksi yang tidak dii nginkan jika reaksi kimia meliputi beberapa jalan.
4. Menentukan  kondisi  stabil  reaktan  dan  produk  yang  terlibat dalam reaksi kimia.

 

Fasa zat sistem kimia/fisika

Materi sebagai objek kajian termodinamika dikelompokkan ke dalam 3 jenis fasa. Masing-masingfasa   tersebut memiliki pengaruh dan respon yang berbeda terhadap besaran termodinamika. Ketiga jenis fasa tersebut adalah sebagai berikut:

1. Padat

            Gaya tarik antar partikel penyusun zat padat sangat kuat sehingga partikel - partikel tersebut hanya bergetar pada posisi yang sama dan tetap berada dalam satu kesatuan. Jarak antar partikel yang satu dengan partikel yang lain sangat rapat, sehingga rapatan atau densitasnya sangat besar. Sifat - sifat tersebut menyebabkan zat padat tidak terlalu terpengaruh oleh perubahan variable - variabel sistem seperti perubahan temperatur atau tekanan

 

2. Cair

            Gaya tarik antar partikel penyusun zat cair kurang kuat sehingga partikel-partikeltersebut bisa bergerak bebas dan tumpang tindih dengan partikel-partikel yang lain. Sifat-sifat tersebut menyebabkan bentuk zat cair, seperti air, minyak tanah, bensin, dan lain-lain bisa mengalir dan berubah-ubah sesuai dengan wadah yang ditempatinya. Akan tetapi, gaya tarik antar partikelnya masih relatif kuat untuk menahan partikel-partikel tersebut tetap dalam satu kesatuan, sehingga meskipun bentuknya dapat berubah-ubah, pada tekanan dan temperatur yang sama volume zat cair tetap tidak berubah.

 

3. Gas

            Gas adalah fasa zat yang berbeda dengan dua jenis fasa sebelumnya. Gaya tarik antar partikelnya sangat lemah sehingga jarak antar partikelnya  berjauhan, densitasnya  sangat kecil, dan menyebabkan partikel-partikel tersebut dapat bergerak bebas. Perilaku  ini menyebabkan gas memiliki sifat unik yang mudah diamati, antara lain:

a. Volume dan bentuk sistemnya sesuai wadah.

b. Gerak  partikelnya  cepat  dan  bebas  serta  memberikan  tekanan

ke   dinding   wadah.   Semakin   banyak   partikel - partikel  gas,

tekanan sistemnya semakin besar.

c. Gas dapat ditekan dengan tekanan dari luar yang menyebabkan volume  sistemnya   menyusut.   Jika   tekanan   luar   tersebut  dikurangi, volumenya akan mengembang kembali.

d. Jika   temperatur   sistem   gas   bertambah,   maka   volumenya  bertambah  dan  sebaliknya  jika    dikurangi,  volumenya  akan menyusut.

e. Jika  dua  atau  lebih  zat  berfasa  gas  dicampur  pada wadah yang sama, partikel -partikel masing - masing gas tersebut akan

terdistribusi merata.

 

Sifat - sifat  gas  yang  telah  diuraikan  di  atas  menunjukkan  bahwa  gas merupakan sistem kimia/fisika yang sangat  dipengaruhi oleh perubahan volume, tekanan, temperatur, dan jumlah partikel. Variable - variabel  tersebut  saling  mempengaruhi.  Jika  salah  satu  variable  diubah,  maka  beberapa  variabel  yang  lain  akan  berubah.  Untuk  mengetahui  hubungan  antar  variabel - variabel  tersebut dan bagaimana  variabel - variabel  tersebut  melibatkan  fungsi  jalan  dan

mempengaruhi fungsi keadaan, kajian tentang termodinamika lebih

difokuskan pada sistem gas.

 

Gambaran ketiga jenis fasa zat sistem kimia/fisika  sebagaimana dijelaskan di atas dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

HUKUM KEDUA DAN  KETIGA TERMODINAMIKA

            A. Hukum kedua termodinamikaHukum     pertama     termodinamika     telah     menjelaskan hubungan  dan  jenis-jenis  energi  yang  terlibat  dalam  suatu  proses. Penjelasantersebut    sangat    membantu    dalam    menentukan besarnya   energi   yang   terlibat   sehingga   suatu    proses   dapat diramalkan  apakah  dapat  mencapai kesetimbanganenergi  atau tidak.   Akan   tetapi,   hukum   hal   tersebut   belum   cukup   untuk menjelaskan  spontanitas  suatu  proses,  termasuk  arahnya  apakah reversibel atau irreversibelSuatu  proses  perubahan  dianggap  spontan  apabila  proses tersebut  mencapai  kesetimbangan  tanpa  masukan  energi  dari  luar sistem. Sebaliknya,   proses   perubahan   dianggap   non   spontan apabila  proses  tersebut  memerlukan  masukan  energi  dari  luar sistem.     Bila     keadaan     setelah     perubahan     tersebut     dapat dikembalikan   kembali   ke   keadaan   sebelum   perubahan   tanpa menyebabkan perubahan lain, baik di dalam maupun di luar sistem, maka   proses   perubahan   tersebut   bersifat   reversible.   Namun perubahan tanpa menyebabkan perubahan yang lain tidak mungkin dijumpai    dalam    kehidupan    sehari-hari, sehingga    umumnya perubahan di alam adalah perubahan irreversibel.Untuk mengkaji spontanitas dan reversibilitas suatu proses dibutuhkan   rumusan   hukum   termodinamika   yang   baru,   yaitu hukum  kedua  termodinamika.  Hukum  ini  dibangun  berdasarkan  2 fakta yang esensial, yaitu:

1.Semua  proses  yang  terjadi  di  alam  hanya  bergerak  pada  satu arah, dan tidak mungkin sebaliknya secara spontan.

2.Jika  proses  tersebut  bekerja  menggunakan  energi  kalor,  maka tidak   semua   kalor   tersebut   dapat   diubah   menjadi   energi kinetik.

Sebagai  contoh,  jika    kita  melemparkan  gelas  ke  lantai  dan  secara spontan  pecah,  maka  tidak  mungkin mengulangi  proses  untuk  dari yang   sebaliknya   untuk   membuat   gelas   tersebut   utuh   kembali. Contoh kedua, jika kita memindahkan suatu benda, maka interaksi benda   tersebut   dengan   lingkungannya   menyebabkan   hilangnya sejumlah kalor.  

Berdasarkan  2  fakta  tersebut,  beberapa  ahli  merumuskan pernyataan hukum kedua termodinamika, sebagai berikut:

            1.Rudolf   Clausius(1822-1888)   menyatakan   rumusan   Clausiustentang  hukum  II  termodinamika  dengan  pernyataan  aliran kalor:  ”kalor mengalir secara spontan dari benda bertemperatur tinggi ke benda bertemperatur rendah dan tidak mengalir secara  spontan dalam arah kebalikannya”.

            2.Kelvindan Planckmenyatakan  rumusan  Kelvin-Plancktentang hukum II termodinamika tentang mesin kalor: ”tidak  mungkin membuat  suatu  mesin  kalor  yang  bekerja  dalam  suatu  siklus yang  semata-mata  menyerap  kalor  dari  sebuahreservoir  dan mengubah seluruhnya menjadi kerjaluar”.

Dengan   demikian   dapat   dirumuskan   penyataan hukum kedua   termodinamikasecara  umum:  ”tidak   ada   proses   yang dapat  berlangsung  terus-menerus  dengan  menyerap  kalor  dan mengkonversikan  seluruh  kalor  yang    diserap  tersebut  menjadi kerja  tanpa  hasil  samping,   yaitu  adanya  kalor  yang  hilang”. Konsekuensi hukum ini memunculkan besaran termodinamika baru yang berkaitan dengan kalor yang hilang tersebut, yaitu entropi(S).

            B. EntropiKalor  yang   hilang   pada   suatu   proses   dapat   dinyatakan dengan   suatu   variabel   keadaan   termodinamika   yang   disebut entropi,  yaitu  ukuran  jumlah  energi  atau  kalor  yang  tidak  dapat diubah   menjadi kerja.   Proses   irreversibel   (seperti   pendinginan hingga   mencapai   temperatur   yang   sama   dengan   temperatur lingkungan   dan   pemuaian   bebas   gas)   adalah   proses   spontan, sehingga  proses  tersebut  disertai  kenaikan  entropi.  Sementara  itu, proses   reversibel   adalah  proses   yang   seimbang   sehingga   tidak menyebabkan perubahan entropi.Jika  suatu  sistem  pada  temperatur  tertentu  mengalami proses reversibel atau irreversibel dengan kontribusi sejumlah kalor (dq),  maka  perubahan  entropi  sistem  tersebut  dirumuskan  sesuai persamaan

5.1.TdqS..............................................................................(5.1)

            Perubahan entropi ∆S hanya tergantung pada keadaan akhir dan keadaan awal. Satuan entropi dalam sistem SI adalah J K-1. Persamaan   5.1   menjelaskan   secara   matematis   hukum kedua  termodinamika  sebagai  perubahan  entropi  sistem  sesuai persamaan 5.2.

dSalam semesta≥ O..................................................................(5.2)

dimana:dSalam semesta= dSsistem+ d Slingkungan........................................(5.3)

Artinya,   proses   reversibel   tidak   mengubah   entropi   total   alam semesta (∆Salam  semesta=  0),  tetapi  setiap  proses  irreversibel  selalu menaikkan entropi alamsemesta (∆Salam semesta≥ 0).

            Contoh   proses   irreversibeldalam   kehidupan   sehari-hari yang menyebabkan ΔS> 0 adalah sebagai berikut:

1.Padatan menjadi cairan atau larutan,

2.Cairan menjadi gas.

3.Jumlah molekul gas dalam suatu reaksi kimia meningkat.

4.Temperatur zat bertambah.Rumusan   entropi   dalam   kondisi   statis   disebut rumus Boltzmannyang dirumuskan sesuai persamaan 5.4

Sln............................................................................(5.4)

dimana  k  =  1.381  x  10-23J  K-1disebut  tetapan  Boltzmann.  Tetapan ini  terkait  dengan  tetapan  gas  ideal,  yakni R  =  NAk.  Persamaan  5.4 menunjukkan  entropi  berbading  lurus  dengan  W,  yakni  banyaknya jalan  agar  energi  sistem  dapat  dicapai  dengan  penyusunan  ulang atom-atom  atau  molekul-molekul  diantara  keadaan-keadaan  yang ada.    Hal    ini    menunjukkan    bahwa    entropi menggambarkanketidakteraturan komponen-komponen sistem.

            Berdasarkan  persamaan  5.2  dan  5.4,  dapat  disimpulkan bahwa   entropi   proses   yang   berlangsung   spontan   dalam   suatu sistem  yang  terisolasi akan  meningkat.  Dengan  demikian  hukum kedua  termodinamika  dapat  pula  dinyatakan:  “derajat ketidakteraturan dalam alam semesta akan selalu meningkat”.

            Entropi   adalah   besaran   ekstensif,   sehingga   jika   dibagi dengan jumlah massa m atau jumlahmol n menjadi entropi jenis (s) sesuai persamaan 5.5.

S=atau   nSs...........................................................(5.5)

 

 

Kesimpulan

Reaksi  kimia merupakan proses yang selalu melibatkan energi, baik membutuhkan atau melepaskan energi. Bidang ilmu kimia yang mempelajari konsep ini secara teoritikal dan eksperimental disebut termodinamika kimia. Konsep ini sangat penting bagi seorang    kimiawan untuk mempelajari dan  mengeksplorasi suatu reaksi kimia. Namun, keterbatasan sumber belajar telah mempersulit banyak kimiawan, baik mahasiswa, guru, dosen, atau peneliti untuk memahami konsep ilmu ini.

 

Referensi :

https://id.wikipedia.org/wiki/Termodinamika

Nolly.  Termokimia,diakses dari http://www.kimiadb2.webs.com/MateriBab2Sem10910.doc pada tanggal 30 Juni 2010.

Rahayu,  S.  I,  2006. Termodinamika  (Azas  Dasar  dan  Terapan Kimia).Penerbit ITB: Bandung.