Nama:
Amila Rahmawati
NIM:
15630006
Kesetimbangan kimia
Termodinamika
berasal dari bahasa yunani yaitu thermos yang artinya panas dan dynamic
yang artinya perubahan. Termodinamika adalah ilmu yang mempelajari transformasi
dari kalor yang disebabkan oleh suhu. Hukum pertama dan kedua termodinamika
adalah hukum yang mendasari termodinamika. Hukum pertama menyangkut energi,
sedangkan hukum kedua menyangkut arah dari pertukaran energi.
Salah satu
aplikasi pada termodinamika adalah pada sistem persyaratan dari kespontanan
reaksi dan pada kesetimbangan kimia. Kespontanan suatu reaksi redoks
berhubungan erat dengan harga energi bebas gibbs standartnya. Pada keadaan suhu
dan tekanan tetap, reaksi akan berlangsung secara spontan menuju arah yang
memiliki perubahan energi bebas gibbs yang lebih rendah, yang pada akhirnya
akan mencapai keadaan setimbang. Sehingga, dapat dikatakan ketika nilai energy
bebas gibbs berada pada nilai yang paling rendah, maka reaksi berasa pada
posisi setimbang.
Terjadinya
perubahan tekanan dan perubahan konsentrasi zat-zat yang terlibat dalam reaksi
akan berakibat pada perubahan dari energy bebas gibbs dari suatu reaksi.
Sehingga, terdapat hubungan antara perubahan energy bebas gibbs dan tekanan
atau dengan konsentrasi suatu sistem reaksi.
Energy bebas
gibbs sendiri adalah besaran dalam termodinamika yang berhubungan dengan reaksi
kimia, dimana nilai energinya dapat digunakan untuk memprediksi apakah suatu
reaksi berjalan spontan maupun nonspontan. Energy bebas gibbs memiliki hubungan
yang erat dengan entalpi, entropi, dan temperature sistem seperti pada
persamaan berikut :
|
|
Dalam persamaan tersebut dapat diketahui bahwa H dan S adalah
fungsi keadaan. Dimana fungsi keadaan adalah variabel yang hanya bergantung
pada keadaan sistemnya saja, dan tidak bergantung pada proses bagaimana keadaan
itu dicapai. Jika H dan S adalah fungsi kedaan demikian pula dengan nilai G
yang juga sebagai fungsi keadaan. Hal ini dikarenakan besaran H dinyatakan
dalam tekanan tetap, dan G pada suhu tetap. Perubahan energy bebas gibbs
dilambangkan dengan ∆G.
Pada
perubahanbaik kimia maupun fisika melibatkan perubahan dalam ketidakteraturan
atau kekacaubalauan relative dari atom-atom, molekul-molekul, maupun dalam
ion-ion. Ketidakteraturan dalam suatu sistem ini disebut dengan entropi.
Semakin tidak teratur suatu sistem, maka entropinya juga akan semakin
meningkat. Persamaan entropi adalah sebagai berikut:
Satuan dari entropi adalah Jopule per Kelvin (J/K).
Syarat suatu
reaksi yang berlangsung secara spontan adalah DG < 0, sehingga berdampak pada nilai Eselnya. Dimana Eselnya
> 0. Jadi, untuk mengetahui reaksi tersebut berlangsung spontan atau
nonspontan adalah dengan mengetahui nilai E˚sel
(beda potensial) dari dua potensial sel dari setengah reaksi redoksnya. Dimana
dalam menentukan E˚sel dengan menggunakan persamaan:
|
Jika nilai E˚sel nya positif, maka
reaksi berjalan secara spontan. Namun, jika E˚sel nya negative maka reaksi
berjalan secara nonspontan.
Sedangkan hubungan
DG dengan nilai K adalah semakin besar nilai K maka reaksi akan
berjalan spontan. K adalah tetapan kesetimbangan. Tetapan kesetimbangan adalah
konstanta perbandingan zat antara ruas kanan dengan ruas kiri pada suatu reaksi
kesetimbangan. Setiap reaksi memiliki nilai K yang khas, hal ini dikarenakan
nilai K hanya berubah dengan pengaruh suhu.
Sedangkan pada Kp
terdapat reaksi sebagai berikut:
m A (g) + n B (g) ↔ r C (g) + s D (g)
maka rumus untuk mencari nilai Kp nya adalah:
Hubungan Kp dan Kc adalah sebagai
berikut:
dimana R : tetapan gas umum (8,314 J/K.mol)
T : suhu (Kelvin)
Hubungan
antara DG dengan nilai K adalah
ΔG⁰ = - RT ln K
Contoh soal
1.
Persamaan reaksi
No comments:
Post a Comment