TERMOKIMIAABDUR

DIMAS

GHINA

TIO

Perubahan Energi dan Konservasi Energi

Perubahan energi dalam (△E) suatu sistem dinyatakan sebagai perbedaan energi dalam pada keadaan akhir dan awal dari sistem.

△E = Eakhir – Eawal

Energi yang mengalir dari sistem ke lingkungan mempunyai tanda negatif (–) karena sistem kehilangan energi (Eakhir < Eawal).

Energi yang mengalir ke sistem dari lingkungan mempunyai tanda positif (+) karena sistem memperoleh energi (Eakhir > Eawal).

Energi Dalam dan Fungsi Keadaan

Hukum pertama termodinamika,  jika suatu sistem memperoleh energi dalam bentuk kalor dan pada saat yang sama kehilangan energi dalam bentuk usaha, maka perubahan energi dalam sistem tersebut adalah sama dengan besarnya selisih kalor dan usaha.

U = Energi dalam, yaitu energi yang tersimpan pada suatu benda karena pergerakan atom atom yang menyusun benda tersebut.

Q = Kalor, merupakan energi yang berpidah dari suhu tinggi ke suhu yang rendah. Q bernilai positif jika menerima kalor dan bernilai negatif jika kehilangan kalor.

W = Usaha luar, merupakan usaha yang oleh sistem karena hasil interaksi antara sistem dengan lingkungannya.

Energi Dalam dan Fungsi Keadaan

Sifat apapun yang memiliki nilai khas untuk keadaan tertentu suatu sistem dikatakan sebagai fungsi keadaan.

keadaan sistem, yaitu sifat makroskopis yang dimiliki materi, seperti energi, temperatur, tekanan, dan volume.

Contohnya, sampel air murni pada 20oC (293,15 K) di bawah tekanan standar satu atmosfer dikatakan berada dalam keadaan spesifik.

Keadaan Standar Termodinamika

Perubahan Entalpi (ΔH)  hanya berupa perubahan kalor reaksi saja sedangkan perubahan yang berkaitan dengan volume benda diabaikan dengan syarat reaksinya terjadi pada Tekanan tetap.

Keadaan standar adalah bentuk stabil suatu unsur atau senyawa pada tekanan 1 atm atau 1 bar (105 Pa) dan suhu tertentu (umumnya 25oC) konsentrasi 1 M untuk semua zat dalam larutan.

Sehingga perubahan entalpi standar adalah perubahan entalpi dalam reaksi yang reaktan dan produknya berada dalam keadaan standarnya.

Perubahan Fisika dan Kimia Entalpi

Perubahan entalpi dapat terjadi pada reaksi kimia maupun pada perubahan fisika.

Perubahan entalpi pada reaksi kimia, bergantung pada jumlah zat yang direaksikan. Jika pereaksinya semakin banyak, maka perubahan entalpi semakin besar.

Perubahan entalpi pada perubahan fisika berkaitan dengan perubahan wujud zat.

Kalorimetri dan Kapasitas Panas

• Kalorimeter adalah suatu bejana yang terisolasi dengan pengaduk, thermometer, dan penutup yang longgar untuk menjaga isi bejana pada tekanan atmosfer.

• Reaksi terjadi dalam bejana, dan panas yang dilepaskan atau diserap dihitung dari perubahan suhu. Karena tekanan dalam kalorimeter konstan (tekanan atmosfer), pengukuran suhu bisa digunakan untuk menghitung perubahan enthalpi ΔH selama reaksi.

• Peralatan yang lebih rumit, yang disebut bom kalorimeter (bomb calorimeter) digunakan untuk mengukur panas yang dilepaskan selama reaksi pembakaran, atau pembakaran bahan yang mudah terbakar.

• Sampel ditempatkan dalam mangkok kecil dan dibungkus pada kondisi oksigen atmosfer dalam suatu baja “bom” yang ditempat dalam bejana terisolasi yang berisi air.

Kapasitas Panas

Kapasitas panas (C), merupakan jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan temperatur dari suatu sampel bahan sebesar 1oC.

C =

Δ Q = kuantitas panas yang dipindahkan

Δ T = Perubahan suhu

Semakin besar kapasitas panas, semakin besar jumlah panas yang dibutuhkan untuk menghasilkan perubahan suhu tertentu.

Harganya bergantung pada ukuran suatu objek dan komposisinya

Hukum Hess

Hukum Hess dikemukakan oleh Germain Henri Hess. Hukum Hess menyatakan bahwa : "Kalor reaksi yang dibebaskan atau diperlukan pada suatu reaksi tidak bergantung pada jalannya reaksi, tetapi bergantung pada keadaan akhir (zat-zat hasil reaksi)".

Hukum Hess ini dapat juga dinyatakan sebagai berikut : "Perubahan entalpi suatu reaksi tetap sama, baik berlangsung dalam satu tahap maupun beberapa tahap".

Aturan Hukum Hess

1. Posisi reaktan dan produk reaksi harus sama dengan yang ditanyakan

2. Koefisien zat harus sama dengan yang ditanyakan

Contoh

Panas Pembentukan Standar

Perubahan entalpi △Ho f yang terjadi dalam pembentukan satu mol zat

itu pada keadaan standar dari bentuk acuan unsur itu pada keadaan standarnya.

△Ho reaksi= △Ho

f(produk) - △Ho f(reaktan)

Untuk mendapatkan △Ho untuk reaksi:aA + bB → cC + dD

△Ho reaksi= [c△Ho

f(C) + d△Ho f(D)] – [a△Ho

f(A) + b△Ho f(B)]

Energi Disosiasi Ikatan

Energi disosiasi ikatan merupakan energi yang diperlukan untuk memutuskan salah satu ikatan 1 mol suatu molekul gas menjadi gugus-gugus molekul gas. Energi disosiasi ikatan disimbolkan dengan huruf ‘D‘ .

Contoh :

CH4(g) ----> CH3(g) + H(g) ΔH = +425 kJ/mol

CH3(g) ----> CH2(g) + H(g) ΔH = +480 kJ/mol

Selain dapat digunakan sebagai informasi kestabilan suatu molekul, harga energi disosiasi ikatan dapat digunakan untuk memperkirakan harga perubahan entalpi suatu reaksi.

Perubahan entalpi merupakan selisih dari energi yang digunakan untuk memutuskan ikatan dengan energi yang terjadi dari penggabungan ikatan.

ΣH = Σ Energi ikatan pereaksi – Σ Energi ikatan hasil reaksi

Pengantar Entropi dan Energi Bebas

Entropi = salah satu besaran termodinamika yang mengukur energi dalam sistem per satuan temperatur yang tak dapat digunakan untuk melakukan usaha.

Entropi termodinamika mempunyai dimensi energi dibagi temperatur, yang mempunyai Satuan Internasional joule per kelvin (J/K).

Konsep entropi didefinisikan pada hukum kedua termodinamika

Gas mempunyai ketidakteraturan molekul dan entropi lebih besar daripada cairan, dan cairan mempunyai ketidakteraturan molekul dan entropi lebih besar daripada padatan.

• Perubahan entropi ΔS mempunyai harga positif jika ketidakteraturan meningkat. Contoh: es yang meleleh. Sebaliknya, mempunyai harga negatif jika ketidakteraturan menurun. Contoh: proses pembekuan.

ΔS = Sakhir – Sawal

• Jika positif, sistem menjadi lebih tidak teratur: Sakhir > Sawal

• Jika negatif, sistem menjadi lebih teratur: Sakhir < Sawal

Energi Bebas

• Untuk menetapkan spontanitas suatu reaksi kimia atau proses yang lain, didefinisikan suatu besaran yang disebut perubahan energi bebas Gibbs (ΔG).

ΔG = ΔH – T ΔS

ΔG < 0 Proses adalah spontan ΔG = 0 Proses pada kesetimbangan ΔG > 0 Proses non-spontan

TERIMA KASIH

Rizka: kalau delta S positif, sistem menjadi lebih tidak teratur dan sebaliknya, kenapa?

Rahadian: kalau delta G > 0 reaksi tidak jalan?

Dany: perubahan fisika dan kimia lebih dijelaskan dengan rinci

Karrisa: contoh entropi

Nabhan: dapet dari mana rumus perubahan energi bebas Gibbs