3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika

7/25/2019 3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika

http://slidepdf.com/reader/full/3-kimia-fisik-hukum-kedua-termodinamika 1/37

HUKUM KEDUA TERMODINAMIK

DEPARTEMEN

ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN

OleMOH. TAUFIK, STP, M



Subtopik

Review: Hukum pertama termodinamika

Hukum kedua termodinamika

Entropi

Proses spontan dan tidak spontan

Entropi standar



REVIEW: HUKUM I TERMODINAMIKA



Hukum I Termodinamika

“Kenaikan energi internal dari suatu sistem termodinamsebanding dengan jumlah energi panas yang ditambahkan

dalam sistem dikurangi dengan kerja yang dilakukan ole

sistem terhadap lingkungannya”

“Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, tapi en

dapat diubah dari suatu bentuk ke bentuk lain”



HUKUM II TERMODINAMIKA



Hukum II termodinamikaMenjelaskan perubahan energi (

mana yang dapat terjadi secara

spontan dan yang tidak dapat te

secara spontan Beberapa pernyataan terkait de

Hukum II Termodinamika




Pernyataan aliran kalor: “Kalor mengalir secara spontan dari

benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah dan tidak

mengalir secara spontan dalam arah kebalikannya”

Pernyataan tentang mesin kalor: “Tidak mungkin membuat suatu

mesin kalor yang bekerja dalam suatu siklus yang semata-mata

menyerap kalor dari sebuah reservoir dan mengubah seluruhnyamenjadi usaha luar.”




Pernyataan entropi: “Total entropi semesta tidak berubah ketika

proses reversibel terjadi dan bertambah ketika proses

ireversibel terjadi”


Apa itu entropi?



ENTROPI



Pengertian Entropi

Entropi Derajad keacakan atau

ketidakberaturan suatu sistem

Semakin tinggi entropi suatu sistem,

semakin tidak teratur pula sistem terse

(sistem menjadi lebih rumit, kompleks, diprediksi secara absolut dan eksak).



Pengertian Entropi

Susunan atom-atom atau molekul-molekul

Berbeda-beda Bergantung pada apakah bedalam keadaan padat, cair atau gas.

Dalam zat cair, molekul-molekulnya relatif lebbergerak, lebih tidak teratur Entropi dalam

cair lebih besar dibanding dalam zat padat.

Entropi pada gas jauh lebih besar dari zat cair

Spadat < Scari << Sgas



Pengertian Entropi

Mana yang entropinya paling tinggi?



Kuantitas Entropi Ketika suatu benda menerima kalor Gerakan atom

molekul-molekulnya Bertambah cepat. Susunan atom-atom dan molekul-molekul Bertamb

teratur, atau dengan kata lain entropinya naik.

Bila kalor yang diterimanya melalui proses reversibel

dan rata-rata suhunya adalah T (dalam Kelvin) Me

Rudolf Clausius Perubahan entropinya

Rudolf Clausius



Kuantitas EntropiSOAL

1. 10 kg air yang suhunya 300 K menerimsebesar 40.000 joule sehingga suhunya

304 K. Rata-rata suhunya adalah 302 K.

perubahan entropinya!



PROSES SPONTAN DAN TIDAK

SPONTAN



Semua proses spontan berlangsung dari energi potensial

ke energi potensial yang lebih rendah

Reaksi kimia akan berlangsung secara spontan apabila rea

eksoterm Penurunan entalpi.

Jika entalpi reaktan lebih tinggi dari entalpi zat hasil, sehing

negatif, maka reaksi bersifat spontan.

Proses Spontan dan Tidak Spontan



Proses Spontan Proses yang dapat berlangsung dengansendirinya tanpa pengaruh dari luar sistem



Proses tidak spontan Proses yang tidak dapatberlangsung tanpa pengaruh dari luar sistem.

Contoh :

• Panas yang mengalir dari suhu rendah ke tinggi• Bola menggelinding menaiki bidang miring

• Gas yang berdifusi dari tekanan rendah ke tinggi



Keadaan tidak teratur lebih disukai

pada keadaan teratur Reaksi da

berlangsung spontan

Reaksi bersifat spontan peruba

entropinya positif

Spontan dan Tidak Spontan vs Entropi

Proses-proses yang menghasilka

entropi (∆

S > 0)



Pernyataan entropi: “Total entropi semesta (∆Ssistem + ∆Slingkungan ) tidberubah ketika proses reversibel terjadi dan bertambah ketika prose

ireversibel terjadi”



Jika ∆Ssistem + ∆Slingkungan > 0, proses berlangsung

Jika ∆ Ssistem + ∆Slingkungan < 0, proses tidak berlangs

Jika ∆Ssistem + ∆Slingkungan = 0, proses berlangsung seim




Untuk proses spontan Tak ada kalor, kerja, materi yang masuk at

keluar;∆STOT = ∑ (∆SSIST + ∆SKEL) > 0

Hal-hal yang harus diperhatikan :

1. Dimensi entropi : energi/suhu JK-1

2. Kenaikan entropi (proses spontan) Hanya terjadi pada semes

(lingkungan dan system) terisolasi



ENSTROPI STANDAR



So Entropi dari suatu zat pada keadaan standar Satuan untuk S

adalah J/K mol

Keadaan standar

Tekanan 1 atmosfer

Temperatur 25oC

Entropi Standar



Entropi Standar

Beberapa hal yang dapat menjadi indikasi besar kecilnya entropi dari

suatu zat/senyawa1. Temperature

2. Fase

3. Ukuran aton

4. Kompleksitas molekul



Entropi Standar

1. Temperatur

S0 meningkat seiring dengan mengkatnya temperatur Kenaikan temperatur menunjukkan kenaikan energy kinetik rata-rata

partikel



Entropi Standar

2. Fase

Spadat < Scari << Sgas



Entropi Standar

3. Ukuran aton

Pada fase sama Peningkatan ukuran atom (BM) sebanding denganpeningkatan S0



Entropi Standar

4. Kompleksitas molekul

Untuk senyawa, entropi meningkatkan seiring dengan kompleksitas kimia

Sema

banyaknya jumlah atom dalam molekul

Berlaku untuk senyawa ioni dan kovalen

Mana yang mempunyai entopi lebih tinggi?

Na2SO3 atau Na2SO4?



LATIHAN

Mana entropi yang lebih tinggi

1. SO2 atau SO3?2. Gas oksigen (O2) atau gas ozon (O3)?

3. Kbr(s) atau KBr(aq)?

4. Air laut pada pertengahan musin dingin 2ᵒC atau pada pertengahan m

panas 23ᵒC



Perubahan Entropi dalam Suatu Sistem (∆Ssis)

Entropi reaksi standar (DS0) adalah perubahan entropi untuk

reaksi yang terjadi pada 1 atm dan 250C.

a A + bB c C + d D

DS0rxn d S0(D)c S0(C)= [ + ] - bS0(B)aS0(A)[ + ]

DS0rxn

nS0(produk)= S mS0(reaktan)S-

DSoreaksi = DSo

sistem

P b h E t i d l Li k (∆S )



Perubahan Entropi dalam Lingkungan (∆Sling)

Proses Eksotermik

DSling > 0

Proses Endotermik

DSling < 0

DSoling = - DHsis/T (pada tekanan konstan)



LATIHAN1. Berapakah perubahan entropi standar untuk reaksi

2CO (g ) + O2 (g ) 2CO2 (g ) pada 250C (jika S0(CO) = 197

J/K•mol ; S0(CO2) = 213,6 J/K•mol ; S0(O2) = 205,0 J/K•mol) ?

2. Pada 298K pembentukan ammonia memiliki DSosis negatif

N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) DSosis = -197 J/K mol

Hitung DSouniv dan nyatakan apakah reaksi terjadi spontan pa

temperatur ini (jika DH NH3(g) = -46,3 Kj/mol)?



LATIHAN3. Jika diketahui entropi standar (S0) untuk N2 (g) = a J/K•mol,

O2(g) = b J/K•mol dan NO2(g) = c J/K•mol. Hitung DS0 untuk

reaksi berikut:

N2(g) + 2O2(g) 2NO2(g)

Dimana pereaksi dan produk pada 250C dan tekanan 1 atm.



LATIHAN

4. Hitung perubahan entropi pada 25ᵒC untuk reaksi pembakara

metana jika diketahui

3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika

Documents

Transcript of 3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika