Dasar Teori

A. Entalpi

Entalpi adalah jumlah kalor yang dimiliki sebuah zat yang secara

matematis, entalpi suatu sistem dinyatakan sebagai

H = U + pV

dimana,

H adalah entalpi sistem.

U adalah energi dalam suatu sistem.

p adalah tekanan sistem / di sekeliling sistem.

V adalah volume sistem.

Entalpi suatu zat tidak dapat diukur, tetapi hanya perubahan

entalpinya yang dapat diukur. Suatu zat mengalami perubahan entalpi jika

mengalami reaksi kimia atau perubahan fisika. Perubahan entalpi diberi

notasi ∆H. ∆H menyatakan kalor yang diterima atau dilepas, berupa

penambahan atau pengurangan energi suatu zat dalam suatu proses

perubahan materi.

B. Entropi

Entropi adalah ukuran ketidakteraturan system. Seperti halnya energi

dalam atau entalpi, entropi juga fungsi keadaan yaitu hanya tergantung

pada keadaan awal dan akhir tidak pada bagaimana proses terjadinya

Ssis = Sfinal – Sinitial

Besar perubahan entropi juga dapat dinyatakan dengan

Persamaan di atas dapat digunakan untuk mencari besar perubahan entropi

pada dua keadaan system dimana sistemnya bersifat reversible.

C. Energi Bebas Gibbs

Energi Bebas Gibbs adalah suatu fungsi yang menggabungkan entalpi dan

entropi system.

Perubahan energi bebas suatu sistem pada suhu dan tekanan konstan dapat

dicari dengan persamaan Gibbs:

Gsis = Hsis - T Ssis

Proses spontan didasarkan atas 2 faktor, yaitu :

H yang menurun

S yang meningkat

Jawaban Pertanyaan:

Persamaan yang menggambarkan hubungan antara konstanta kesetimbangan

dengan perubahan suhu adalah persamaan Gibbs-Helmholtz. Turunkan persamaan

tersebut menjadi persamaan yang lebih sederhana jika kita asumsikan bahwa

perubahan entalpi tetap. Dan bagaimana bentuk penurunan persamaan jika entalpi

berubah terhadap suhu?

Jawab:

Energi Bebas Gibbs adalah suatu fungsi yang menggabungkan entalpi dan entropi

system.

Perubahan energi bebas suatu sistem pada suhu dan tekanan konstan dapat dicari

dengan persamaan Gibbs:

G < 0 Reaksi spontan dalam arah maju

G > 0 Reaksi nonspontan

G = 0 Reaksi dalam kesetimbangan

Kondisi kesetimbangan tercapai ketika energi bebas gibbs reaksi sama dengan nol.

Tetpan kesetimbangan K berubah dengan berubahnya temperature. Rumusnya

dapat diturunkan dari:

∆G=−RT ln Ka

∂∆G°

∂T=−RT

∂ ln Ka∂T

R ln Ka

Gibbs Helmholtz:

∂∆G°

∂T=∆G

°−∆ H °

T=

−RT ln KaT

=−R ln Ka−∆H °

T

−R ln Ka−∆H °

T=−RT

∂ lnK a

∂T−R lnK a

Van’t Hoff:

Gsis = Hsis - T Ssis

−RT∂ ln Ka∂T

=∆ H°

RT 2

Untuk gas:

Ka=K p

−RT∂ ln K p

∂T=∆ H

°

RT 2

d ln K p=¿ ∆ H°

RT 2 . dT ¿

Bila ∆ H ° tetap terhadap T:

lnK p2

K p1

=∆H°

RT

T2−T 1

T 2T 1

bentuk NO2 bisa berdisosiasi dengan N2O4, dan bentuk ini tergantung pada

suhu.disosiasi yang terjadi adalah

N2O4(g) NO2(g)

Jika pada 250C dan tekanan 0,597 bar, diketahui densitas dari gas adalah 1,447

g/dm3.

Pertanyaan:

a. Turunkanlah persamaan yang menghubungkan antara konstanta

kesetimbangan dengan densitas gas,kemudian tentukan derajat disosiasi

persamaan di atas.

b. Penambahan gas inert ke dalam sisitem reaksi dapat mempengaruhi

kondisi kesetimbangan. Berikanlah penjelasan mengenai pengaruh

tersebut, dan bagaimana dengan derajat disosiasi reaksi di atas?

Jawaban:

a. N2O4(g) 2NO2(g)

t = 0 n mol 0

t = t n(1-a) 2na

nt = n (1+a)mol

a = derajat disosiasi

da = densitas gas

PV=n t .RT=n (1+a )RT

mN 2O4=mcampuran

n=mcampM N2O4

PV=mcampMN2O 4

(1+a )RT

P=mcampV

1+a RTMN 2O4

P= daMN 2O4

(1+a )RT

a=PM N2O4

da. RT−1

b. Adanya gas inert dalam kesetimbangan tidak mempengaruhi tetapan

kesetimbangan termodinamika Ka, tetapi mempengaruhi K γ , sehingga Kp

juga berubah. Seandainya pengaruh terhadap Kp diabaikan, adanya gas

inert ini mempengaruhi tekanan parsial sehingga dapat menyebabkan

pergeseran kesetimbangan. Sehingga derajat disosiasinya menjadi lebih

besar.