3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika
-
Upload
abu-arsyad -
Category
Documents
-
view
235 -
download
5
Transcript of 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
7/25/2019 3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika
http://slidepdf.com/reader/full/3-kimia-fisik-hukum-kedua-termodinamika 2/37
Subtopik
Review: Hukum pertama termodinamika
Hukum kedua termodinamika
Entropi
Proses spontan dan tidak spontan
Entropi standar
7/25/2019 3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika
http://slidepdf.com/reader/full/3-kimia-fisik-hukum-kedua-termodinamika 3/37
REVIEW: HUKUM I TERMODINAMIKA
7/25/2019 3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika
http://slidepdf.com/reader/full/3-kimia-fisik-hukum-kedua-termodinamika 4/37
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”
7/25/2019 3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika
http://slidepdf.com/reader/full/3-kimia-fisik-hukum-kedua-termodinamika 5/37
HUKUM II TERMODINAMIKA
7/25/2019 3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika
http://slidepdf.com/reader/full/3-kimia-fisik-hukum-kedua-termodinamika 6/37
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
Hukum II Termodinamika
7/25/2019 3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika
http://slidepdf.com/reader/full/3-kimia-fisik-hukum-kedua-termodinamika 7/37
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.”
Hukum II Termodinamika
7/25/2019 3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika
http://slidepdf.com/reader/full/3-kimia-fisik-hukum-kedua-termodinamika 8/37
Pernyataan entropi: “Total entropi semesta tidak berubah ketika
proses reversibel terjadi dan bertambah ketika proses
ireversibel terjadi”
Hukum II Termodinamika
Apa itu entropi?
7/25/2019 3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika
http://slidepdf.com/reader/full/3-kimia-fisik-hukum-kedua-termodinamika 9/37
ENTROPI
7/25/2019 3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika
http://slidepdf.com/reader/full/3-kimia-fisik-hukum-kedua-termodinamika 10/37
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).
7/25/2019 3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika
http://slidepdf.com/reader/full/3-kimia-fisik-hukum-kedua-termodinamika 11/37
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
7/25/2019 3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika
http://slidepdf.com/reader/full/3-kimia-fisik-hukum-kedua-termodinamika 12/37
Pengertian Entropi
Mana yang entropinya paling tinggi?
7/25/2019 3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika
http://slidepdf.com/reader/full/3-kimia-fisik-hukum-kedua-termodinamika 13/37
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
7/25/2019 3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika
http://slidepdf.com/reader/full/3-kimia-fisik-hukum-kedua-termodinamika 14/37
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!
7/25/2019 3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika
http://slidepdf.com/reader/full/3-kimia-fisik-hukum-kedua-termodinamika 15/37
PROSES SPONTAN DAN TIDAK
SPONTAN
7/25/2019 3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika
http://slidepdf.com/reader/full/3-kimia-fisik-hukum-kedua-termodinamika 16/37
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
7/25/2019 3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika
http://slidepdf.com/reader/full/3-kimia-fisik-hukum-kedua-termodinamika 17/37
Proses Spontan Proses yang dapat berlangsung dengansendirinya tanpa pengaruh dari luar sistem
7/25/2019 3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika
http://slidepdf.com/reader/full/3-kimia-fisik-hukum-kedua-termodinamika 18/37
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
7/25/2019 3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika
http://slidepdf.com/reader/full/3-kimia-fisik-hukum-kedua-termodinamika 19/37
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)
7/25/2019 3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika
http://slidepdf.com/reader/full/3-kimia-fisik-hukum-kedua-termodinamika 20/37
Pernyataan entropi: “Total entropi semesta (∆Ssistem + ∆Slingkungan ) tidberubah ketika proses reversibel terjadi dan bertambah ketika prose
ireversibel terjadi”
Spontan dan Tidak Spontan vs Entropi
Hukum II Termodinamika
Jika ∆Ssistem + ∆Slingkungan > 0, proses berlangsung
Jika ∆ Ssistem + ∆Slingkungan < 0, proses tidak berlangs
Jika ∆Ssistem + ∆Slingkungan = 0, proses berlangsung seim
7/25/2019 3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika
http://slidepdf.com/reader/full/3-kimia-fisik-hukum-kedua-termodinamika 21/37
Spontan dan Tidak Spontan vs Entropi
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
7/25/2019 3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika
http://slidepdf.com/reader/full/3-kimia-fisik-hukum-kedua-termodinamika 22/37
ENSTROPI STANDAR
7/25/2019 3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika
http://slidepdf.com/reader/full/3-kimia-fisik-hukum-kedua-termodinamika 23/37
So Entropi dari suatu zat pada keadaan standar Satuan untuk S
adalah J/K mol
Keadaan standar
Tekanan 1 atmosfer
Temperatur 25oC
Entropi Standar
7/25/2019 3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika
http://slidepdf.com/reader/full/3-kimia-fisik-hukum-kedua-termodinamika 24/37
7/25/2019 3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika
http://slidepdf.com/reader/full/3-kimia-fisik-hukum-kedua-termodinamika 25/37
7/25/2019 3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika
http://slidepdf.com/reader/full/3-kimia-fisik-hukum-kedua-termodinamika 26/37
Entropi Standar
Beberapa hal yang dapat menjadi indikasi besar kecilnya entropi dari
suatu zat/senyawa1. Temperature
2. Fase
3. Ukuran aton
4. Kompleksitas molekul
7/25/2019 3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika
http://slidepdf.com/reader/full/3-kimia-fisik-hukum-kedua-termodinamika 27/37
Entropi Standar
1. Temperatur
S0 meningkat seiring dengan mengkatnya temperatur Kenaikan temperatur menunjukkan kenaikan energy kinetik rata-rata
partikel
7/25/2019 3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika
http://slidepdf.com/reader/full/3-kimia-fisik-hukum-kedua-termodinamika 28/37
Entropi Standar
2. Fase
Spadat < Scari << Sgas
7/25/2019 3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika
http://slidepdf.com/reader/full/3-kimia-fisik-hukum-kedua-termodinamika 29/37
Entropi Standar
3. Ukuran aton
Pada fase sama Peningkatan ukuran atom (BM) sebanding denganpeningkatan S0
7/25/2019 3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika
http://slidepdf.com/reader/full/3-kimia-fisik-hukum-kedua-termodinamika 30/37
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?
7/25/2019 3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika
http://slidepdf.com/reader/full/3-kimia-fisik-hukum-kedua-termodinamika 31/37
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
7/25/2019 3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika
http://slidepdf.com/reader/full/3-kimia-fisik-hukum-kedua-termodinamika 32/37
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 )
7/25/2019 3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika
http://slidepdf.com/reader/full/3-kimia-fisik-hukum-kedua-termodinamika 33/37
Perubahan Entropi dalam Lingkungan (∆Sling)
Proses Eksotermik
DSling > 0
Proses Endotermik
DSling < 0
DSoling = - DHsis/T (pada tekanan konstan)
7/25/2019 3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika
http://slidepdf.com/reader/full/3-kimia-fisik-hukum-kedua-termodinamika 34/37
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)?
7/25/2019 3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika
http://slidepdf.com/reader/full/3-kimia-fisik-hukum-kedua-termodinamika 35/37
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.
7/25/2019 3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika
http://slidepdf.com/reader/full/3-kimia-fisik-hukum-kedua-termodinamika 36/37
LATIHAN
4. Hitung perubahan entropi pada 25ᵒC untuk reaksi pembakara
metana jika diketahui
7/25/2019 3. Kimia Fisik - Hukum Kedua Termodinamika
http://slidepdf.com/reader/full/3-kimia-fisik-hukum-kedua-termodinamika 37/37