HUKUM KEDUA TERMODINAMIKA

NANIK DWI NURHAYATI,S.SI, M.SI

nanikdn.staff.uns.ac.idnanikdn.staff.fkip.uns.ac.id

nanikdn@uns.ac.id081556431053 / (0271)

821585

HUKUM III TERMODINAMIKA

20/04/23

2

“ Entropi kristal murni pada suhu nol absolut adalah nol”

• Pada suhu nol absolut (T = 0K)– Tidak terjadi pergerakan atom

– Tidak ada kekacauan termal

– Struktur kristalin dianggap sempurna

Hukum Termodinamika Ketiga

Entropi dari zat kristal sempurna adalah nol pd suhu nol mutlak.

18.3

ENERGI BEBAS GIBBS

20/04/23Amalia sholehah

• Menunjukkan perubahan entropi total dari sistem• Batasan suhu dan tekanan tetap

G = H – TS

G = H – TS (suhu tetap)

G = - TS (tekanan tetap)• Energi Bebas Gibbs (G) digunakan u menggambarkan perub energi sistem,

Pada temperatur dan tekanan konstan, G = Energi bebas Gibbs

u menentukan kespontanan reaksi dg fokus hanya pada sistem.

• Pada T dan P tetap, penurunan energi bebas Gibbs menandakan rx spontan. • Perubahan energi-bebas Gibbs standar dapat dikaitkan dengan konstanta

kesetimbangan reaksi.

Ssemesta = Ssis + Sling > 0Proses spontan :

Ssemesta = Ssis + Sling = 0Proses Kesetimbangan :

Untuk proses suhu-konstan:

Gsis = Hsis -TSsisEnergi Bebas Gibbs(G)

Josiah Willard Gibbs 1877

G < 0 Reaksi spontan dalam arah maju.

G > 0 Rx nonspontan, reaksi ini spontan dlm arahberlawananG = 0 Reaksi dalam kesetimbangan.Ssemesta > 0 proses spontan G < 0 proses spontanSsemesta < 0 proses nonspontan G > 0 proses nonspontanSsemesta = 0 proses kesetimbangan G = 0 proses kesetimbangan

- Suniv = Ssis + Ssurr

-TSuniv = Hsis - TSsis

-TSuniv = Gsis

Gsis = Hsis - TSsis

G = -H + S (remember, - Hsis = Ssurr )

T T T

G = Ssurr + Ssys (remember, Ssurr + Ssys = Suniv)

T

-G = Suniv

T

Temperatur dan pengaruhnya terhadap G

Tanda

H S G Pengaruh temperatur

- + - spontan pada semua temperatur

+ - + tidak spontan pada semua temperatur

- - - spontan pada temp. rendah, tetapi

+ Tidak spontan pada temp. tinggi

+ + + tidak spontan pada temp. rendah tetapi

- akan spontan pada temp. tinggi

Menghitung Perubahan Energi Bebas Standar

Gosis = Ho

sis - TSosis

• Energi bebas Gibbs juga dapat dihitung (karena ia fungsi keadaan) dari energi bebas produk dan reaktan

Gorxn = mGo

f(produk) - nGof(reaktan)

Gof suatu unsur pd keadaan standarnya adalah nol

Interpretasi G: Kerja Maksimum Sistem dapat lakukan

• Proses spontan, G adalah kerja maksimum yg dapat diperoleh dari sistem saat perubahan terjadi.G = wmax

Hsis = Gsis + TSsis

• Proses non spontan, G adalah kerja minimum yang harus dilakukan terhadap sistem agar terjadi perubahan

• Free Energy and Equilibrium G = 0

– Q = Keq

G = 0 = Go + RT ln Keq

Go = - RT ln Keq

• Relationship between Go and Keq

Go Keq

= 0 1

< 0 >1

> 0 < 1

G = H - TS

G0 = RT lnK

Keq and temperature• We used Le Chatelier’s Principle to determine how Keq would

change when temperature changes

• Use G to determine the new Keq at a new temperature

Go = -RT ln K = Ho - TSo

ln K = - Ho . 1 + So

R T R

Energi Bebas Pembentukan Standar

Menghitung Perubahan Energi Bebas Standar

Gosis = Ho

sis - TSosis

• Perubahan energi bebas yg dihasilkan jika satu mol zat dibentuk dari unsur-unsurnya , dengan semua zat dalam keadaan standar

• Energi bebas Gibbs dapat dihitung (karena fungsi keadaan) dari energi bebas produk dan reaktan dpt dihitung dari

Gorxn = mGo

f(produk) - nGof(reaktan)

Gof suatu unsur pada keadaan standarnya adalah nol

2C6H6 (l) + 15O2 (g) 12CO2 (g) + 6H2O (l)

G0rxn nG0 (produk)f= mG0 (reaktan)f-

Berapakah perubahan energi bebas standar untuk reaksi di bawah ini pada 25 0C?

G0rxn 6G0 (H2O)f12G0 (CO2)f= [ + ] - 2G0 (C6H6)f[ ]

G0rxn = [ 12x–394,4 + 6x–237,2 ] – [ 2x124,5 ] = -6405 kJ

Apakah reaksi di atas spontan pada 25 0C?

G0 = -6405 kJ < 0 spontan

Efek temperatur terhadap DG

Telah ditunjukkan bahwa jika H dan S mempunyai sifat yang sama, temperatur menentukan arah kesepontanan reaksi

Dari contoh terdahulu kita temukan bahwa untuk reaksi dibwh, H dan S menunjukan hal yang sama, bahwa arah kesepontanan reaksi dipengaruhi temperatur.

Temperatur mampu menjalankan atau membalikkan kesepontanan reaksi menjadi :