Thermodinamika Kimia Dasar Oleh Dr Aminudin Sulaema Termodinamika
- Slides: 69
Thermodinamika Kimia Dasar Oleh : Dr. Aminudin Sulaema
Termodinamika Kimia Mengapa terjadi perubahan Temperatur, Energi termal dan panas Hukum kekekalan energi Satuan energi Kapasitas panas dan panas spesifik Pengukuran perubahan energi termal Enthalfi Hukum Hess
Mengapa perubahan Terjadi ? Proses spontan Berlangsung dengan sendirinya “secara alami” tanpa memerlukan pemicu Proses tidak spontan Diperlukan sesuatu untuk bisa berlangsung
Kapan reaksi berlangsung spontan ? Kespontanan suatu reaksi dapat ditentukan dengan mempelajari thermodinamika Thermodinamika dapat digunakan untuk menghitung kerja yang dihasilkan dari beberapa reaksi kimia Dua faktor yang dapat menetukan kespontanan reaksi yaitu entalphi dan entropi
Energi – kemampuan untuk melakukan kerja Kerja – usaha yang diberikan pada suatu objek Ada beberapa bentuk energi • Termal-panas • Listrik • Radiasi- termasuk sinar • Kimia • Mekanik- suara • nuklir
Energi dapat diklasifikasi menjadi : Energi Potensial Energi yang tersimpan- Kemampuan untuk melakukan kerja Energi kinetik Energi dari yang bergerak - keadaan sedang melakukan kerja Energi dapat dipindahkan dari satu objek ke yang lainnya. Energi juga dapat berubah bentuk
Energi Potensial VS energi Kinetik
Perubahan dari energi potensial menjadi energi kinetik
Energi Kinetik VS Energi Potensial
Energi dan Ikatan kimia Dalam Reaksi Kimia • Ikatan yang lama putus • Ikatan baru terbentuk • Energi bisa diserap atau dilepaskan Eksoterm : berupa energi yang dilepaskan Ikatan baru lebih stabil Endotermik : berupa energi yang diserap Ikatan baru kurang stabil
Eksoterm Karena energi maka dilepaskan Hasil lebih stabil
Endoterm Diperlukan tambahan energi karena produk reaksi kurang stabil
Entropi – Suatu ukuran “ ketidak teraturan” atau tingkat kebebasan sistem Keadaan tidak teratur lebih disukai dari pada keadaan teratur, dan dapat menjadikan suatu reaksi dapat berlangsung spontan walaupun endoterm
Laju Perubahan Tidak semua Perubahan yang spontan berlangsung dalam suatu periode waktu tertentu Beberapa memerlukan energi awal untuk dapat memulai reaksi Kinetika – mempelajari laju reaksi
Temperatur, kalor dan panas Temperatur. Suatu sifat intensif dari material kalor – gerakan dari molekul, atom atau ion. Semua materi mempunyai energi ini jika berada pada temperatur diatas 0 K Panas. kalor yang dipertukarkan melalui perbedaan temperatur. Energi termal mengalir dari benda yang lebih panas ke yang lebih dingin
Hukum Kekekalan energi “Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan” - dalam suatu reaksi kimia. Selama reaksi, energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya Contoh - Pembakaran gas alam. Ikatan kimia yang ada sebagai energi potensial, maka pada saat reaksi : Sejumlah energi potensial dirubah menjadi energi panas dan cahaya
Satuan Energi Seperti sudah diketahui, energi kinetik didefinisikan sebagai : energi kinetik = ½ mv 2 m= massa zat V = kecepatan Joule (J) – energi yang diperlukan untuk menggerakan 2 kg massa pada kecepatan 1 m/s. Turunan satuan SI J = energi kinetik = ½ (2 kg)(1 m/s)2 = 1 kg m 2 s-2
Satuan Energi Kalori (kal) Awalnya didefinisikan sebagai jumlah panas yang diperlukan untuk memanaskan satu gram air dari 15 ke 16 o. C Kini didefinisikan: 1 kal = 4, 184 J Nilai kalori Ini sering anda lihat pada label produk makanan Biasanya dinyatakan dalam kilokalori (kkal)
Kapasitas Panas Setiap zat memiliki kalor Identik dengan massa, suatu bahan dapat mengandung perbedaan jumlah kalor walapun teperaturnya sama. Kapasitas panas. Jumlah kalor yang dibutuhkan untuk meningkatkan temperatur bahan sebesar 1 derajat Panas spesifik. Jumlah kalor yang diperlukan untuk meningkatkan temperatur 1 gram bahan sebesar 1 derajat.
Kapasitas Panas Spesifik (Cv) pada 25 o. C, 1 atm Bahan Cv = kapasitas panas , J g-1 o. C-1 Cv
Kapasitas Panas Contoh Berapa joule harus diberikan untuk memanaskanya pada 50 g lempeng alumunium dari 22 o. C menjadi 85 o. C Panas yang diperlukan = Massa x Cv x DT Ini adalah proses perubahan endoterm tandanya +
Mengukur perubahan kalor Nilai Kalor suatu zat tidak bisa secara langsung diukur Kita hanya bisa mengukur perubahannya saja Untuk dapat mengamati perubahan energi, kita harus dapat mengisolasi sistem kita sebagai bagian alam semesta Kalorimeter – alat yang dapat digunakan untuk mengukur perubahan dan kalor dan dianggap mewakili sebagai sitem yang terisolasi kita.
Contoh Kalorimetri Anda diberi dua macam larutan seperti tertulis dibawah ini : Keduanya memiliki terperatur awal 20, 0 o. C Kedua larutan segera masukan kedalam kalorimeter “Coffee Cup” dan aduk. Reaksi akan terjadi dengan cepat. Temperatur tertinggi adalah 23, 3 o. C. Berat jenis arutan 1, 0 g/ml Hitung panas reaksi jika Cv larutan =4, 18 J g 1 o. C-1
Contoh Kalorimetri Pertama, tentukan jumlah energi yang diberikan Kemudian, tentukan jumlah mol HCl dan Na. OH yang bereaksi - keduanya sama
Contoh Kalorimetri Kalor reaksi penetralan :
Entalpi Energi yang diserap atau dilepaskan ketika perubahan berlangsung dalam tekanan tetap DH = Hakhir - Hawal Subskrips digunakan untuk menunjukkan jenis perubahan D Hvap = panas penguapan DHnet = Panas netralisasi DHfusion =panas fusi DHsol = Panas pelarutan DHrxk = panas reaksi
Stoikhiometri Beberapa reaksi secara sederhana dikaitkan dengan kalor yang dilepaskan. Pembakaran gasolin, batubara, gas alam. Kalor yang dilepaskan dapat ditunjukkan sebagai produk reaksi Untuk reaksi yang diberikan, DH diintepretasikan untuk setiap mol.
Stoikhiometri Penentuan kalor yang dilepaskan jika 50, 0 g methana dibakar dengan oksigen berlebih Pertama, tentukan jumlah mol methana (MM= 16, 043 g)
Stoikhiometri Sekarang lihat reaksi setara thermokimianya Kalor yang dilepaskan
Hukum Hess Kalor yang diberikan atau diserap pada suatu reaksi adalah sama, jika reaksinya berlangsung dalam satu tahap. • ini adalah bentuk lain dalam menyatakan hukum kekekalan energi • Jika perubahan netto energi dalam akan berbeda tergantung dari cara yang dilaluinya, hal ini akan memungkin untuk menciptakan energi- Hal ini tidak mungkin terjadi
Hukum Hess
Menghitung enthalphi Persamaan termokimia dapat digabungkan untuk menghitung DHrxn Contoh Ini tidak dapat secara langsung ditentukan sebab CO 2 terus terbentuk Akan tetapi kita dapat mengukurnya sebagai berikut:
Menghitung Enthalfi Dengan menggabungkan dua pesamaan, kita dapat menentukan DHrxn yang kita kehendaki Catatan : karena kita memerlukan 2 mol CO 2 yang dihasilkan dalam reaksi di atas, persamaan reaksi DHrxn harus digandakan
Menghitung enthalfi Sekarang kita dapat melakukan penjumlahan kedua persamaan reaksi tersebut bersama-sama Catatan 2 CO 2 dapat saling menghilangkan, begitu juga satu O 2 disebelah kanan dapat dihilangkan.
Menghitung Enthalfi Permasalahan nyata dengan menggunakan Hukum Hess adalah bagai mana cara menggabungan persamaan-persamaan tersebut Yang paling sering digunakan adalah persamaan reaksi dalam bentuk reaksi pembentukan Reaksi dimana senyawa dibentuk dari unsurnya
Enthalfi pembentukan Standar DHfo Perubahan enthalfi yang dihasilkan dari 1 mol zat yang terbentuk dari unsur-unsurnya Semua unsur berada dalam keadaan standar DHfo dari unsur pada keadaan standar nilainya dinyatakan = 0
Enthalfi Pembentukan standar Nilai-nilai Enthalfi pembentukan standar digunakan secara luas untuk zat-zat. Selain itu, nilai-niai terpisah untuk zat-zat yang keadaannya berbeda bisa saja digunakan jika sesuai
Perubahan Fasa Kita dapat menggunakan nilai-nilai DHfo untuk menentukan energi yang diperlukan untuk merubah dari satu fasa ke fasa lainnya Contoh : konversi metanol dari fasa cair ke padatan adalah:
Perubahan Fasa Ini bukan DHovav karena nilainya pada suhu 25 o. C DHovav adalah kalor yang diperlukan pada titik didih metanol
Kimia thermodinamika lanjutan Hukum thermodinamika Entropi Energi bebas Perhitungan Energi bebas Energi Bebas dan Tetapan Kesetimbangan
Hukum Thermodinamika Pertama Energi tidak diciptakan atau dimusnahkan dengan hanya pemindahan dari satu benda ke yang lainnya atau perubahan dari satu bentuk kebentuk lainnya Kedua Setiap perubahan spontan akan disertai dengan peningkatan entropi alam semesta Ketiga Entropi dari kristal sempurna suatu zat adalah nol pada 0 K
Entropi Gambaran molekul kinetik Untuk suatu gas ideal pada satu atmosfer, jika temperatur diturunkan volumenya akan mengecil Pada 0 K, molekul-molekul tidak mempunyai energi gerak Dalam kondisi ini hanya memungkinkan satu penyusunan ulang untuk molekul-molekul
Entropi Pada temperatur yang meningkat, molekul-molekul akan mulai bergerak dan memerlukan Volume yang lebih besar
Entropi dan Temperatur Entropi dari gas ideal pada tekanan tetap meningkat dengan meningkatnya temperatur Hal ini karena volumenya bertambah
Entropi dan Temperatur Ada beberapa alasan untuk entropi yang meningkat dengan kenaikan temperatur Meningkatnya temperatur akan menghasilkan suatu kecepatan distribusi molekul yang lebih besar.
Entropi dan Temperatur Peningkatan temperatur juga menghasilkan tingkat energi atom-atom dalam molekul menjadi bertambah Untuk molekul-molekul, ini berarti akan dapat berotasi dan vibrasi ikatan-katanya Yang selanjutnya meningkatkan entropi
Entropi dari suatu sistem Hukum kedua menyatakan bahwa entropi alam semesta akan meningkat untuk semua perubahan yang spontan • ketika melihat pada sistem, entropi dapat juga bertambah atau berkurang untuk suatu perubahan yang spontan • Ingat, suatu sitem hanya sebagian dari alam semesta, dan pertukaran energi dapat berlangsung.
Entropi suatu Sistem Contoh Suatu peningkatan entropi dihasilakan karena ada peamhan jumlah mol gas Reaksi ini juga menghasilkan peningkatan entropi walaupun lebih kecil
Entropi Standar So Entropi dari suatu zat pada keadaan standar Perbedaan antara nilai entropi kristal sempurna zat pada 0 K dan keadaan standarnya pada temperatur yang lebih tinggi -Tekanan 1 atmosfer - teperatur yang diketahui pada 25 o. C -Satuan untuk Soadalah J/K mol Entropi standaruntuk semua zat bernilai positif
Entropi stndar pada 25 o. C
Perhitungan perubahan Entropi standar Sebagai mana entalfi, entropi juga merupakan fungsi keadaan • Hal ini tidak bergantung pada bagai mana suatu zat sampai pada suatu keadaan jumlah dari np mol setiap produk nr mol setiap pereaksi
Perhitungan perubahan Entropi Standar Contoh : Hitung DSorxn pada 25 o. C untuk reaksi berikut ini
Perhitungan perubahan Entropi Standar
Perhitungan Perubahan Entropi Standar Reaksi yang menghasilkan penurunan entropi walaupun berlangsung spontan Hal ini menunjukkan bahwa entropi belum memberikan gambaran umum
Energi Bebas Gibbs (G) dapat digunakan untuk menggambarkan perubahan energi sistem Hal menujukkan , bahwa perubahan energi bebas adalah penting, DG Pada temperatur dan tekanan konstan, DG adalah sama dengan T adalah temperatur dalam Kelvin
Energi Bebas Tanda DG menunjukkan dimana suatu reaksi akan berlangsung spontan + Tidak spontan 0 Pada kesetimbangan - Spontan Pada kenyataanya bahwa efek DS akan bervariasi sebagai fungsi temperatur adalah penting. Ini dapat menyebabkan perbahan tanda dari DG
Temperatur dan pengaruhnya terhadap DG Tanda DH DS DG 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 + +
Perhitungan DGo Kita dapat menghitung nilai DGo dari nilai-nilai DHo dan DSo pada temperatur dan tekanan konstan Contoh. Tentukan DGo untuk reaksi berikut ini pada 25 o. C
Perhitungan DGo
Menghitung DGo Reaksi ini akan berlangsung spontan dibawah kondisi standar pada 25 o. C Catatan : biasanya disertai perubahan dari J/K menjadi k. J/K
Energi Bebas Pembentukan Standar DGfo Perubahan energi bebas yang dihasilkan jika satu mol zat jika dibentuk dari unsur-unsurnya , dengan semua zat dalam keadaan standar Nilai DG dapat dihitung dari
Energi Bebas Pembentukan Standar
Efek temperatur terhadap DG Di awal, telah ditunjukkan bahwa jika DH dan DS mempunyai sifat yang sama, temperatur menentukan arah kesepontatan reaksi Jika ini terjadi, kita dapat tentukan temperatur jika perubahan dalam arah tertentu terjadi
Efek temperatur terhadap DG Dari contoh terdahulu kita temukan bahwa untuk reaksi Karena baik DH dan DS mempunyai menunjukan hal yang sama, bahwa arah kesepontanan reaksi dipengaruhi temperatur.
Efek temperatur terhadap DG Temperatur mampu menjalankan atau membalikkan kesepontanan reaksi menjadi :
Energi bebas dan Kesetimbangan Untuk gas, tetapan kesetimbangan untuk suatu reaksi dapat dihubungkan dengan DGo dengan:
Nilai K untuk berbagai nilai DG pada 25 o. C
- Contoh roadmap penelitian kualitatif
- Termodinamika teknik kimia
- Carnot körfolyamat
- Entrópiaváltozás
- Sistem terisolasi
- Konsep dasar termodinamika
- Peta konsep perhitungan kimia
- Diagram t-s termodinamika
- T-s diagram értelmezése
- Reaksi spontan termodinamika
- Hukum ii termodinamika
- Hukum pertama termodinamika
- Termodinamika
- Aplikasi hukum termodinamika 2
- Hukum ke nol termodinamika
- Hukum termodinamika 1
- Hukum termodinamika disebut juga sebagai
- Hőtan főtételei
- Gess qonunlari
- Termodinamika főtételei
- Termodinamika 2
- Hukum pertama termodinamika
- Prinsip carnot
- Gas ideal
- Termodinamika zadaci srednja škola
- Hukum 2 termodinamika
- Polidiszperzitás
- Cv termodinamika
- Termodinamika
- Cv termodinamika
- Hukum 2 termodinamika
- Termokimia dan termodinamika
- Hemijska termodinamika
- Contoh volume atur
- Proklamasi kemerdekaan dan konstitusi pertama
- Dasar dasar advokasi kesehatan
- Dasar dasar pengambilan keputusan menurut george r terry
- Konsep dasar unit pemrosesan dan dasar datapath
- Dasar 2 kokurikulum
- Dasar dasar korespondensi
- Memahami pengetahuan dasar konsep desain jaringan
- Dasar dasar manajemen
- Dasar-dasar dan perlakuan adil di tempat kerja
- Konsep pengorganisasian masyarakat
- Dasar dasar prosedur pembukuan
- Analisis fonem
- Datapath
- Dasar dasar pembukuan
- Etika desain
- Dasar-dasar komunikasi dalam pembelajaran
- Dasar pembentuk stratifikasi sosial
- Teori pengukuran dan ketidakpastian
- Dasar dasar pengujian perangkat lunak
- Dasar dasar bk
- Materi dasar-dasar agronomi ipb
- Dasar dasar plc
- Dasar dasar pemrosesan komputer
- Buatlah peta konsep tentang hardware
- Dasar dasar penelitian sejarah
- Dasar dasar korespondensi bisnis
- Pengertian gizi kuliner
- Fundamental software engineering
- Operasi dasar suatu cpu adalah.....
- Dasar dasar manajemen
- Tabel pergeseran kimia h nmr
- Bahaya kimia di tempat kerja
- Oxalic acid is organic or inorganic
- Kimia 2
- Teknik ikatan
- Reaksi pembentukan gas no2f dari gas no2 dan f2