1 / 40

Proses Termodinamika dan Termokimia

Proses Termodinamika dan Termokimia. Referensi : “ Prinsip-prinsip Kimia Modern” Penulis : Oxtoby , Gillis, Nachtrieb. Sejauh apa reaksi kimia ?.

shada
Download Presentation

Proses Termodinamika dan Termokimia

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. ProsesTermodinamikadanTermokimia Referensi : “Prinsip-prinsip Kimia Modern” Penulis : Oxtoby, Gillis, Nachtrieb

  2. Sejauhapareaksikimia? • Reaksiberlangsunghinggamendekatisuatukeadaankesetimbangan, dimanaprodukdanreaktan yang terpakaikeduanyaterdapatdalamjumlah yang relatiftertentubanyaknya. • Begitukesetimbanganterjaditakadalagiperubahankomposisi • Kesetimbangan yang terjadidapatberupakesetimbangankimiadankesetimbangantermodinamika

  3. PentingnyaTermodinamika • Sebuahreaksidipengaruhiolehadanyaenergi (kalor), baikitukalormempercepatataumemperlambatreaksi • Eksotermatauendoterm • Termodinamikamerupakankonsep yang paling meyakinkandalammemahamiberbagaihukum-hukumfisika • Ilmuberdasarkanpadasifat-sifatmakroskopik (fisik) materi yang dapatdiukur

  4. 1. Sistem, keadaandanproses

  5. Definisipenting • Sistemadalahbagiannyataataukhayaldarialamsemesta yang dikurungolehbatas-batasataubatasanmatematis, memiliki parameter-parameter yang dikontrol • Sistemtertutupadalahsistem yang batas-batasnyatidakdapatdimasukiolehaliranmateri

  6. Definisipenting • Sistemterbukaadalahsistem yang batas-batasnyamemungkinkanaliranmaterikeluarataukedalamnya. • Lingkunganadalahsisadarisemesta yang dapatbertukarenergidengansistemselamaproses yang diamatiberlangsung • Semestatermodinamikaadalahsistemdanlingkungansekitarnyauntuksuatuproses

  7. Definisipenting • Sifat/parameter ekstensifmerupakansifat yang dapatditulisdarihasilpenjumlahansubsistem • Sifatintensifmerupakansifat yang samadenganmasing-masingsubsistem • Keadaantermodinamikakondisisuatusistemmakroskopik yang takterpengaruhwaktupadakesetimbangantermaldanmekanis yang dicirikanolehsuhudantekanan yang terdefinisikandenganbaik

  8. Definisipenting • Prosestermodinamikaadalahperubahankeadaantermodinamika • Prosesreversibelproses yang berlangsungmelaluisederetkeadaankesetimbangandandapatdibalikdenganperubahantakberhinggaolehgayaeksternal

  9. Definisipenting • Prosestakreversibeladalahproses yang tidakberlangsungmelaluisederetankeadaankesetimbangan, dantidakdapatdibalikdenganperubahantakhinggadibawahgayaeksternal • Fungsiataukeadaanadalahsifat yang secaraunikditetapkanolehkeadaan yang adadanbukankarenasejarahnya

  10. Definisipenting • Keadaanstandaradalahbentukstabilsuatuunsuratausenyawapadatekanan 1 atmdansuhutertentu (umumnya 25oC)

  11. BERIKAN CONTOH? • SISTEM • SISTEM TERBUKA • SISTEM TERTUTUP • LINGKUNAGN • SIFAT EKSTENSIF • SIFAT INTENSIF • KEADAAN TERMODINAMIKA • PROSES TERMODINAMIKA

  12. 2. Hukumpertama TERMODINAMIKA

  13. Hukumpertamatermodinamika Perubahanenergi (∆E)dalamsuatusistemsamadenganKERJA (w) yang dikenakanpadanya plus KALOR (q) yang diberikankepadanya ∆E = w + q

  14. Kerja • Kerjamerupakanhasil kali antaragaya (F) luarpadasuatubendadenganjarak (r)dimanagayatersebutbekerja W = F (rf – ri) • Salahsatukerjamekanik yang pentingdalamkimiaadalahkerjatekanan volume yang dihasilkanbilasuatu gas ditekanataudiekspansidibawahpengaruhtekananluar

  15. Kerjatekanan volume • Bila gas dengantekanan Pidikurungdalamsilinderdengan piston licin yang mempunyailuaspotonganmelintang A danmassa yang diabaikan. Gaya yang dilakukan gas Fi=Pi A. Tekanan gas luarPeks = PimakaFi = 0. ketika gas berekspansi, akanmengangkat piston darihikehf • Kerja yang dilakukan w = ─ Feks (hf – hi)

  16. Kerjatekanan volume • Tandanegatifkarena gas beradadiluaruntukmelawanekspansi gas yang beradadalamsilinder • Persamaanyadapatditulisdengan w = ─PeksA ∆h • PerkalianA∆hadalahperubahan volume, jadikerjaadalah w = ─Peks ∆V

  17. SatuanTekanan volume • Karenamerupakanhasil kali P (pascal) dan V (m3) adalahJoule (SI) • Terkadangsatuan yang digunakanuntuktekananadalah atm. SatuannyamenjadiL atm • 1 L atm = 101,325 J

  18. Kalor • Kalor (q) adalahcarapengalihanenergidaribendapanaskebenda yang lebihdinginbilakeduanyaditempatkandansecaratermaldisentuhkansatusama lain • Kalortermasukenergi internal yaitujumlahenergi total darisistem yang disebabkanolehenergipotensialantarmolekul-molekul, energikinetikakibatgerakan-gerakanmolekuldanenergikimia yang disimpandalambentukikatankimia

  19. Kalor • Kenaikansuhuakanmeningkatkangerakanmolekulsesuaidenganbesarnyakenaikansuhu • Prosesperpindahanpanaskadangdigambarkanalirankalordaribenda yang lebihpanaskebenda yang lebihdinginsehinggakeduabendanantinyamemilikisuhu yang sama

  20. Kalori • Satukalorididefinisikansebagaijumlahkalor yang diperlukanuntukmenaikkansuhusatu gram air dari 14,5oC menjadi 15,5oC (ataudengankata lain, kapasitaskalorspesifik air, cspada 15oC didefinisikansebagai 1,00 kal/Kelvin gram) • q = M cs ∆T, q adalahkalor yang dipindahkankebendadenganmassa M dengankapasitaskalorspesifikcsuntukmenyebabkanperubahansuhusebesar ∆T

  21. Hukumpertamatermodinamika • Panasdankerja, keduanyaadalahbentukperpindahanenergikedalamataukeluarsistem; merekadapatdibayangkansebagaienergidalamkeadaansinggah. Jikaperubahanenergidisebabkanolehkontakkalor (menyebabkanpersamaansuhu), makakalordipindahkan. Dalambanyakproses, kalordankerjakeduanyamenembusbatassistem, danperubahanenergidalamsistemadalahjumlahdarikeduakonstribusiitu

  22. Hukumpertamatermodinamika ∆E = w + q • ∆E = w , jika q = 0 • ∆E = q , jika w = 0 • qsis = - qling • wsis = - wling • ∆Esis = - ∆Eling • ∆Esemesta = ∆Esis + ∆Eling = 0, energi total daritermodinamikasemestatidakberubah, energiselalukekal

  23. 3. Kapasitaskalor, entalpidankalorimetri

  24. Kapasitaskalorspesifik • Kapasitaskalorspesifik (cs)adalahbanyaknyakalor yang diperlukanuntukmeningkatkansuhusatu gram zatsebesarsatu K padatekanantetap • Kapasitaskalor (C) adalahbanyaknyakalor yang diperlukanuntukmenaikkansuhubendasebesar 1 K, baikpadatekanantetap (Cp) ataupada volume tetap (Cv)

  25. Kapasitaskalor • q = C ∆T • Kapasitaskalor molar cvdan cpadalahkalor yang diperlukanuntukmenaikkansuhu 1 mol senyawasebesar 1 kelvinpada volume (cv) atautekanantetap(cp) • qv = ncv (T2-T1) = ncv ∆T • qp = ncp ∆T

  26. Perpindahankalorpada volume tetap: kalorimeterbom • Perpindahankalorpada volume tetap, takadakerjatekanan volume yang dilakukan, sehinggaperubahanenergi internal samadenganbesarnyakalor yang diserapolehreaksikimiapada volume tetap, w = 0 ∆E = qv • Percobaanjarangdilakukan

  27. Perpindahankalorpadatekanantetap: entalpi ∆E = qp + w = qp - Pekst ∆V ∆E = qp - P∆V, Pekst = P qp = ∆E + P∆V qp = ∆(E + PV), P∆V = PV H = E + PV qp = ∆(E + PV) = ∆H ∆H = ∆E + P∆V, padatekanantetap ∆H = ∆E + ∆(PV), padatekananberubah • H = entalpi,

  28. 4. Termokimia

  29. Entalpireaksi • Sumberperubahanenergidalamreaksikimiaberasaldarikalor yang berasalataudiambildarilintasannyasuatureaksikimia. • Bila CO dibakardalamoksigenmenjadi CO2 CO (g) + ½ O2(g)→ CO2(g) panasdipindahkandarisistem(bejana) kelingkungan (kalorimeter). Kalormempunyaitandanegatif.

  30. Entalpireaksi • Pengukurankalormenunjukkanbahwa 1,000 mol CO yang direaksikansampaihabisdengan 0,5 mol O2pada 25oC dantekanantetap 1 atm, menghasilkanperubahanentalpi ∆H = qp = -2,830 x 105 J = -2,830 kJ • Bilakalordilepaskanolehreaksi (∆H negatif) dikatakanreaksieksotermik • Bilakalordiambil (∆H positif) disebutendotermik CO2(g) → CO (g) + ½ O2(g) ∆H = + 283,0 kJ

  31. Entalpireaksi • Dalampersamaankimia yang balans, jumlah mol reaktandanprodukdiberikanolehkoefisienpersamaan 2 CO2 (g) → 2 CO (g) + O2 (g) ∆H = + 566,0 kJ • Jikaduaataulebihpersamaankimiaditambahkanuntukmenghasilkanpersamaankimialainnya, masing-masingentalpireaksinyaharusditambahkan C (s) + O2 (g) → CO2 (g) ∆H1 = -393,5 kJ CO2 (g) → CO (g) + ½ O2 (g) ∆H2 = +283,0 kJ C (s) + ½ O2 (g) → CO (g) ∆H3 = ∆H1+∆H2 = -110,5 kJ

  32. Entalpireaksi • Perhitunganenergi∆E ∆E = ∆H - ∆(PV) ∆E = ∆H - ∆(ngRT) = ∆H - RT∆ng

  33. Entalpidalamkeadaanstandar Keadaanstandaruntukzatkimia • Untukzatcairdanpadat, keadaanstandaradalahkeadaanstabilsecaratermodinamikapadatekanan 1 atmdansuhutertentu • Untuk gas, keadaanstandaradalahfasa gas padatekanan 1 atm, padasuhutertentudanmenunjukkansifat gas ideal • Untukspesies yang terlarut, keadaanstandaradalah 1 M larutanpadatekanan 1atm, padasuhutertentudanmenunjukkansifatlarutan ideal

  34. Entalpidalamkeadaanstandar (∆Ho) • Unsurkimiadalamstandarpada 298,15 Kelvin mempunyaientalpinol • Penetapanentalpistandardalambentuk paling stabildilakukanpadatekanan 1 atmdansuhu 298,15 kelvin

  35. Definisi • Keadaanstandaradalahbentukstabilsuatuunsuratausenyawapadatekanan 1 atmdansuhutertentu • Entalpireaksistandar (∆Ho) adalahperubahanentalpiuntukreaksi yang menghasilkanprodukdalamkeadaanstandar, darireaktan yang jugaberadadalamkeadaanstandar

  36. Definisi • Entalpipembentukstandar (∆Hof) adalahperubahanentalpiuntukreaksi yang menghasilkansatu mol senyawa (padakeadaanstandar) dariunsur-unsurnya, jugapadakeadaanstandarmereka • Lihatcontoh 7.7

  37. Entalpiikatan • Reaksikimiaantaramolekul-molekulmemerlukanpemecahanikatan yang adadanpembentukanikatanbarudengan atom-atom yang tersusunsecaraberbeda. Para kimiawantelahmengembangkanmetodeuntukmempelajarispesiesantara yang sangatreaktifyaituspesies yang ikatannyatelahpecahdanbelumtersusunkembali

  38. Entalpiikatan • Entalpiikatanmerupakanperubahanentalpiketikasuatuikatanpecahdalamfasa gas. • Entalpiiniselalupositifsebabkalorharusdiberikankedalamkumpulanmolekul-molekul yang stabiluntukmemecahkanikatannya • Entalpiikatanrelatifkonstanwalauberasaldarireaksikimia yang berbeda (lihathalaman 211dan contoh 7.8)

  39. Wassalam Keberhasilandiraihdenganbanyakpengorbananbukandenganberleha-leha

  40. TUGAS LATIHAN KUMULATIF METANOL SEBAGAI PENGGANTI BAHAN BAKAR SOAL-SOAL NOMOR 3,5,11,12,23,24,25

More Related