kimia anorganik ii.ppt

of 46 /46
BAB I ENERGI DALAM REAKSI KIMIA

Author: apriyandika950

Post on 03-Feb-2016

50 views

Category:

Documents


8 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • BAB I ENERGI DALAM REAKSI KIMIA

  • Energi adalah kemampuan untuk melakukan kerja

    Energi Radiasi berasal dari matahari dan merupakan sumber energi utama di Bumi.Energi Termal adalah energi yang berkaitan dengan gerakan atom-atom dan molekul.Energi Kimia tersimpan dalam satuan struktur zat kimia.Energi Nuklir merupakan energi yg tersimpan dalam gabungan neutron dan proton pada atom.Energi Potential adalah energi yang tersedia akibat posisi suatu benda.

  • Kalor adalah perpindahan energi termal antara dua benda yang suhunya berbeda.Perubahan Energi dalam Reaksi KimiaSuhu adalah ukuran energi termal.Energi termalnya lbh besar(walaupun suhunya lebih rendah)Suhu = Energi Termal

  • Termokimia adalah ilmu yang mempelajari perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia.Sistem adalah bagian tertentu dr alam yg menjadi perhatian kita.terbukamassa & energiPerpindahan:tertutupenergiterisolasitdk terjadi apa2SISTEMLINGKUNGAN

  • Proses eksotermik adalah setiap proses yang melepaskan kalor (yaitu, perpindahan energi termal ke lingkungan). Proses endotermik adalah setiap proses dimana kalor harus disalurkan ke sistem oleh lingkungan.

  • EksotermikEndotermik6.2

  • Fungsi keadaan merupakan sifat-sifat yang ditentukan oleh keadaan sistem, terlepas dari cara keadaan tersebut dicapai.Energi potential gravitasi potensial pendaki 1 dan pendaki 2 adalah sama, tidak bergantung pada lintasan yang dipilih.energi, tekanan, volume, suhu6.3DE = Ek. akhir Ek. awal

  • DEsistem + DElingkungan = 0orDEsistem = -DElingkunganReaksi kimia eksotermik!6.3

  • Bentuk Hukum Pertama untuk DEsistemDE = q + wDE perubahan energi dalam suatu sistemq jumlah kalor yang dipertukarkan antar sistem dan lingkunganw adalah kerja yang dilakukan pada (atau oleh) sistem tersebutw = -PDV ketika gas memuai thd tekanan eksternal yg konstan merupakan kerja yg dilakukan gas pd lingkungannyaSistem menyerap kalor dari lingkungan: q bertanda +Sistem melepas kalor ke lingkungan: q bertanda

    Sistem melakukan kerja kpd lingkungan: w bertanda +Sistem menerima kerja dari lingkungan: w bertanda -

  • Kerja yang Dilakukan pada Suatu Sistemw = Fdw = -P DVkondisi awalKondisi akhir

  • w = -P DVP = 3,7 atmw = -3,7 atm x 3,8 L = -14,1 Latm

  • Entalpi Reaksi KimiaDE = q + wDE = DH - PDV DH = DE + PDV

  • Entalpi (H) biasanya digunakan untuk menghitung aliran kalor ke dalam atau ke luar sistem dalam suatu proses yang terjadi pada tekanan konstan.DH = H (produk) H (reaktan)DH = kalor yg diberikan atau diterima selama rekasi pada tekanan konstanHproduk < HreaktanDH < 0Hproduk > HreaktanDH > 0

  • Persamaan TermokimiaApakah DH negatif atau positif?Sistem menerima panasEndotermikDH > 06,01 kJ diterima untuk setiap 1 mol es yg meleleh pada suhu 00C dan tekanan 1 atm.

  • Persamaan TermokimiaApakah DH negatif atau positif?Sistem melepas panasEksotermikDH < 0890,4 kJ dilepaskan untuk setiap pembakaran 1 mol metana pada suhu 250C dan tekanan 1 atm.

  • Koefisien stoikiometri selalu menunjukkan jumlah mol zatPersamaan TermokimiaKetika kita membalik suatu persamaan, kita mengubah peran reaktan dan produk, DH sama tetapi berubah tandaJika kita mengalikan kedua ruas persamaan termokimia dg suatu faktor n, maka DH jg harus berubah dg faktor yg sama n.

  • Kita harus selalu menuliskan wujud fisis semua reaktan dan produk, karena akan membantu penentuan perubahan entalpi yg sesungguhnya.Persamaan Termokimia266 g P4= 6.470 kJ

  • Perbandingan DH dan DEDE = DH - PDV pada 25 0C, 1 mol H2 = 24,5 L pd 1 atmPDV = 1 atm x 24,5 L = 2,5 kJDE = -367,5 kJ/mol 2,5 kJ/mol = -370,0 kJ/mol

  • Tanda dari H dan KespontananSemua reaksi pembakaran adalah spontan dan eksotermik:CH4 (g) + 2 O2 (g) CO2 (g) + 2 H2O(g)Horxn = -802 kJBesi berkarat secara spontan dan eksotermik:2 Fe(s) + O2 (g) Fe2O3 (s)Horxn = -826 kJSenyawa-senyawa ion secara spontan terbentuk dari unsur-unsurnya dgn melepas kalor:Na(s) + Cl2 (g) NaCl(s) Horxn = -411 kJPd tekanan normal, air membeku di bawah 0C dan mencair di atas 0C. keduanya adalah proses spontan, namun yang pertama termasuk eksotermik sedangkan yang kedua termasuk endotermik.H2O(l) H2O(s) Horxn = -6,02 kJ (eksotermik; spontan pada T < 0oC)H2O(s) H2O(l) Horxn = +6,02 kJ (endotermik; spontan pada T > 0oC)

  • Apakah dengan menurunkan entalpi berarti bahwa suatu proses terjadi secara spontan?Reaksi-reaksi Spontan

  • Entropi (S) adalah ukuran keacakan atau ketidakteraturan suatu sistem.teraturacakDS = Sakhir - SawalJika perubahan mengakibatkan kenaikan keacakan Sf > SiDS > 0Untuk semua zat, keadaan padatnya lebih teratur daripada keadaan cair dan keadaan cairnya lebih teratur daripada keadaan gasSpadat < Scari 0

  • Proses-proses yang menghasilkan kenaikan entropi (DS > 0)

  • Memprediksi Nilai Entropi RelatifSoal: 1. Pilihlah yang memiliki entropi lebih tinggi dalam masing-masing soal di bawah ini, dan jelaskan. (a) 1 mol NaCl(s) atau 1 mol NaCl(aq) (b) 1 mol O2 dan 2 mol H2 atau 1 mol H2O (c) 1 mol H2O(s) atau 1 mol H2O(g) (d) semangkuk sup pada 24oC atau pada 95oC 2. Apakah perubahan entropinya positif ataukah negatif untuk: (a) pembekuan etanol (b) penguapan bromin (c) pelarutan urea di dalam air (d) pendinginan gas N2

  • Perubahan Entropi dalam suatu Sistem (DSsis)Entropi reaksi standar (DS0 ) adalah perubahan entropi untuk reaksi yang terjadi pada1 atm dan 250C.S0(CO) = 197,9 J/KmolS0(O2) = 205,0 J/KmolS0(CO2) = 213,6 J/KmolTentukan tanda dari perubahan entropi untuk reaksi 2Zn (s) + O2 (g) 2ZnO (s)

  • Perubahan Entropi dalam Sistem (DSsis)Ketika gas-gas dihasilkan (atau dipergunakan)Jika reaksi menghasilkan gas lebih banyak dibandingkan yang dipergunakan, DS0 > 0.Jika jumlah total molekul gas berkurang, DS0 < 0.Jika tidak ada perubahan bersih dalam jumlah total molekul gas, maka DS0 bisa positif atau negatif TETAPI DS0 nilainya akan kecil.Tentukan tanda dari perubahan entropi untuk reaksi 2Zn (s) + O2 (g) 2ZnO (s)Jumlah total molekul gas berkurang, DS bertanda negatif.

  • DSsemesta = DSsis + DSling > 0Proses spontan :DSsemesta = DSsis + DSling = 0Proses Kesetimbangan :Energi Bebas GibbsUntuk proses suhu-konstan:DG = DHsis -TDSsisEnergi Bebas Gibbs(G)DG < 0 Reaksi spontan dalam arah maju.DG > 0 Reaksi nonspontan. Reaksi ini spontan dalam arah yang berlawanan.DG = 0 Reaksi dalam kesetimbangan.

  • Kespontanan Reaksi dan Tanda untuk Ho, So, and GoHo So -T So Go Keterangan- + - - spontan pada semua T+ - + + nonspontan pada semua T+ + - + atau - spontan pada T tinggi; nonspontan pada T rendah- - + + atau - spontan pada T rendah; nonspontan pada T tinggiReaksi endotermik bisa spontan hanya jika terdapat kenaikan entropi (semakin tidak teratur).

  • =SmDG0 (reaktan)fS-Energi-bebas reaksi standar (DG0 ) adalah perubahan energi bebas suatu reaksi pada kondisi-kondisi standar.Energi bebas pembentukan standar adalah perubahan energi bebas yang terjadi ketika 1 mol senyawa terbentuk dari unsur-unsurnya pada keadaan standar.(DG0)

  • Berapakah perubahan energi bebas standar untuk reaksi di bawah ini pada 25 0C?DG0 = -6405 kJ< 0spontan

  • Persamaan penting yang menghubungkan antaraperubahan energi bebas gibbs dan konstanta kesetimbangan. Go = -RT ln K

  • CUKUP

  • CUKUP

  • s dr Fe = 0,444 J/g 0CDt = tk. akhir tk. awal = 50C 940C = -890Cq = msDt= 869 g x 0,444 J/g 0C x 890C= -34.000 J6.5

  • Kalorimetri Volume-KonstanTidak ada kalor yang diserapatau dilepaskan!qsistem = qair + qbom+ qreaksiqsistem = 0qreaksi = - (qair + qbom)qair = msDtqbom = CbomDt6.5Reaksi pd V konstanDH ~ qreaksi

  • Kalorimetri Volume-KonstanTidak ada kalor yang diserapatau dilepaskan!qsistem = qair + qkal + qreaksiqsistem = 0qreaksi = - (qair + qkal)qair = msDtqkal = CkalDt6.5Reaksi pada P KonstanDH = qreaksi

  • 6.5

  • Kimia dalam Kehidupan:Nilai Energi Makanan dan Zat Lainnya1 kal = 4.184 J1 Kal = 1.000 kal = 4.184 J6.5

  • Karena tidak terdapat cara untuk mengukur nilai absolut dari entalpi suatu zat, haruskah dilakukan pengukuran pada perubahan entalpi dari setiap reaksi yg terjadi?Entalpi pembentukan standar setiap unsur dalam bentuknya yang paling stabil adalah nol.6.6

  • 6.6

  • Entalpi perubahan standar (DH0 ) didefiniskan sebagai entalpi reaksi yang berlangsung pada tekanan 1 atm.reaksi6.6Hukum Hess: bila reaktan diubah menjadi produk, perubahan entalpinya adalah sama, terlepas apakah reaksi berlangsung dalam satu tahap atau dalam beberapa tahap.(Entaalpi adalah fungsi keadaan. Tidak peduli bagaimana caranya, yg dilakukan adalah memulai dan mengakhirinya.)

  • Hitung entalpi pembentukan standar dari CS2 (l) dimana:C(grafit) + O2 (g) CO2 (g) DH0 = -393,5 kJ reaksiS(rombik) + O2 (g) SO2 (g) DH0 = -296.1 kJreaksi1. Tuliskan entalpi pembentukan standar untuk CS22. Tambahkan reaksi yg diberikan shg hasilnya merupakan reaksi yg diharapkan.reaksi2S(rombik) + 2O2 (g) 2SO2 (g) DH0 = -296,1x2 kJrea6.6

  • Benzana (C6H6) terbakar diudara dan menghasilkan karbon dioksida dan air cair. Berapakah panas yang dilepaskan per mol oleh pembakaran benzana? Entalpi pembentukan standar benzana adalah 49,04 kJ/mol.6.6

  • entalpi cairan (DHcairan) adalah panas yang dilepaskan atau diterima ketika sejumlah cairan larut dalam sejumlah tertentu zat pelarut.DHcair = Hcair - Hkomponen6.7Zat manakah yang dapat digunakan untuk mencairkan es?Zat manakah yang dapat digunakan untuk pendingin?

  • Proses pencairan NaClDHcair = Tahap 1 + Tahap 2 = 788 784 = 4 kJ/mol6.7

    **********************************************