1 / 27

KIMIA FISIKA I

KIMIA FISIKA I. NANIK DWI NURHAYATI,S.SI, M.SI nanikdn.staff.uns.ac.id nanikdn.staff.fkip.uns.ac.id nanikdn@uns.ac.id 081556431053 / (0271) 821585. HUKUM TERMODINAMIKA. HUKUM TERMODINAMIKA KE NOL HUKUM TERMODINAMIKA PERTAMA HUKUM TERMODINAMIKA KEDUA HUKUM TERMODINAMIKA KETIGA.

ziya
Download Presentation

KIMIA FISIKA I

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. KIMIA FISIKA I NANIK DWI NURHAYATI,S.SI, M.SI nanikdn.staff.uns.ac.id nanikdn.staff.fkip.uns.ac.id nanikdn@uns.ac.id 081556431053 / (0271) 821585

  2. HUKUM TERMODINAMIKA HUKUM TERMODINAMIKA KE NOL HUKUM TERMODINAMIKA PERTAMA HUKUM TERMODINAMIKA KEDUA HUKUM TERMODINAMIKA KETIGA

  3. Hukum Termodinamika menyatakan bahwa kondisi-kondisi alam selalu mengarah kepada ketidakteraturan, seluruh alam semesta bergerak menuju keadaan yang semakin tidak teratur, tidak terencana, dan tidak terorganisir.

  4. Sistem termodinamika jagat raya sistem yang dianalisa – lingkungan Ex : - Gas memuai memenuhi volumenya Arah perubahan spontan ex : E dalam tetap Jk E sistem turun selama perubahan spontan, E lingk hrs bertambah dg jml yg sama (HK 1) ”Perubahan spontan disertai pengurangan kualitas energi, menjadi bentuk tdk teratur dan tersebar luas” Distribusi energi Arah perubahan spontan Fungsi yang memprediksi kespontanan reaksi ialah entropi, yang merupakan ukuran ketidakteraturan suatu sistem. Hukum kedua menyalakan bahwa untuk proses spontan, perubahan entropi semesta haruslah positif

  5. Hukum pertama termodinamika energi bersifat kekal Hukum kedua termodinamika entropi. “ Entropi dapat diciptakan tetapi tidak dapat dimusnahkan” Secara filosofis pada kehidupan sehari-hari, dalam sistem tertutup tanpa campur tangan dari luar ketidakteraturan akan selalu bertambah. Secara alamiah proses cenderung kearah tidak teratur “Total entropi dr suatu sistem termodinamika terisolasi meningkat selama ada perub spontan seiring dg meningkatnya waktu, mendekati nilai maksimumnya “. Stotal = Ssis + Ssurr > 0 Proses irreversibel S > menghasilkan S Proses reversibel tdk menghasilkan S, hanya memindahkan S dari sistem terisolasi kebagian lain

  6. Sistem alami cenderung kearah tidak teratur, random, distribusi partikel kurang teratur • Beberapa sistem cenderung lebih tidak teratur (es meleleh) tetapi ada juga yang lebih teratur (air membeku) secara spontan • Dengan meninjau sistem dan lingkungan terlihat semua proses yang berlangsung dlm arah spontan akan meningkatkan entropi total alam semesta (sistem dan lingkungan). hukum kedua termodinamika • Hukum ini tidak memberikan batasan perub entropi sistem atau lingkungan, tetapi u perub spontan entropi total sistem dan lingk harus positif Suniv = Ssis + Ssurr > 0

  7. Entropi dan Ketidakteraturan Entropi adalah ukuran ketidakteraturan sistem Seperti kristal padat memiliki ketidakteraturan yg kecil atau entropi rendah Gas memiliki ketidakteraturan besar atau entropi tgi Jika entropi sistem meningkat, komponen sistem jadi semakin tidak teratur, random

  8. Memperkirakan Nilai So Sistem Berdasarkan pengamatan kita bisa dpt entropi zat akibat pengaruh • Perubahan temperatur • Keadaan fisik dan perubahan fasa • Pelarutan solid atau liquid • Pelarutan gas • Ukuran atom atau kompleksitas molekul

  9. 1. Perubahan Temperatur • So meningkat seiring dengan kenaikan temperatur T(K) 273 295 298 So 31,0 32,9 33,1 • Kenaikan temperatur menunjukkan kenaikan energi kinetik rata-rata partikel

  10. Entropi dan Temperatur Entropi dari gas ideal pada tekanan tetap meningkat dengan meningkatnya temperatur Hal ini karena volumenya bertambah

  11. Entropi dan Temperatur Peningkatan temperatur juga menghasilkan tingkat energi atom-atom dalam molekul menjadi bertambah Untuk molekul-molekul, berarti akan dapat berotasi dan vibrasi ikatan-ikatanya Shg dpt meningkatkan entropi

  12. 2. Keadaan Fisik dan Perubahan Fasa • Ketika fasa yg lebih teratur berubah ke kurang teratur, perubahan entropi positif • Untuk zat tertentu So meningkat jk perubahan zat dari solid ke liquid ke gas Na H2O C(grafit) So (s / l) 51,4(s) 69,9 (l) 5,7(s) So (g) 153,6 188,7 158,0

  13. Entropy, S So (J/K•mol) H2O(liq) 69.95 H2O(gas) 188.8 S (gases) > S (liquids) > S (solids)

  14. 3. Pelarutan solid atau liquid • Entropi solid/liquid terlarut > solut murni, jenis solut dan solven dan bagaimana proses pelarutannya mempengaruhi entropi overall NaCl CH3OH So s/l 72.1(s) 127(l) Soaq 115,1 132

  15. 4. Pelarutan Gas • Gas begitu tidak teratur dan akan jadi lebih teratur saat dilarutkan dlm liquid atau solid • Entropi larutan gas dlm liquid atau solid selalu lebih kecil dibanding gas murni • Saat O2 (So g = 205,0J/mol K) dilarutkan dalam air, entropi turun drastis (So aq = 110,9 J/mol K)

  16. 5. Ukuran Atom Kompleksitas molekul • Perbedaan entropi zat dg fasa sama tergantung ukuran atom dan komplesitas molekul Li Na K Rb Cs Jari2 152 186 227 248 265 M molar 6.941 22.99 39.10 85.47 132.9 So(s) 29.1 51.4 64.7 69.5 85.2

  17. Untuk senyawa, entropi meningkat seiring dg kompleksitas kimia dg semakin banyaknya jml atom dalam molekul • Hal ini berlaku u senyawa ionik dan kovalen NO NO2 N2O4 So(g) 211 240 304 • Kecenderungan ini didasarkan atas variasi gerakan yang dapat dilakukan molekul

  18. Rantai hidrokarbon panjang dapat berotasi dan bervibrasi dengan lebih banyak cara dibanding rantai pendek CH4 C2H6 C3H8 C4H10 • So 186 230 270 310

  19. Latihan Mana entropi yang lebih tinggi • 1 mol SO2(g) atau 1 mol SO3(g) • 1 mol CO2(s) atau 1 mol CO2(g) • 1 mol KBr(s) atau 1 mol KBr (aq) Bagaimana entropinya ? • Solid sugar is added to water • Iodine vapor condenses onto a cold surface forming crystals

  20. Perubahan Entropi dan Kesetimbangan • Hk kedua penurunan entropi sistem hanya dpt terjadi jika entropi ling meningkat melebihinya • Peran penting lingkungan memberi panas ke sistem atau mengambilnya dari sistem • Pada perubahan eksotermik, panas yang dilepas sistem, diserap oleh lingkungan menyebabkan gerak random partikel dilingkungan meningkat entropi meningkat qsis < 0, qsurr > 0, Ssurr > 0 Pada perubahan endotermik, sistem menyerap panas dan lingkungan melepas panas, sehingga entropi lingkungan menurun, qsis > 0, qsurr < 0, Ssurr < 0

  21. Eksotermik dan Endotermik • Reaksi Eksotermik C6H12O6(s) + 6O2(g)  6CO2(g) + 6H2O(g) + kalor CaO(s) + CO2(g)  CaCO3(s) + kalor • Reaksi Endotermik Kalor + Ba(OH)2·8H2O(s) + 2NH4NO3(s)  Ba2+(aq) + 2NO3-(aq) + 2NH3(aq) + 10H2O(l)

  22. Kapan reaksi berlangsung spontan ? Kespontanan suatu reaksi dapat ditentukan dg mempelajari termodinamika Termodinamika dapat digunakan untuk menghitung kerja yang dihasilkan dari beberapa reaksi kimia Dua faktor yang dapat menetukan kespontanan reaksi yaitu entalphi dan entropi Perubahan mengarah kekesetimbangan scr spontan, Suniv > 0 Ketika kesetimbangan tercapai shg Suniv = 0. Pada titik ini perubahan entropi sistem diikuti perubahan entropi lingkungan (Ssurr ) dlm jumlah yang sama tetapi berbeda tanda

  23. Entropi, Kespontanan, kesetimbangan Hukum termodinamika kedua - entropi semesta (sistem + lingkungan) selalu naik pada proses spontan dan tidak berubah pada proses kesetimbangan. Ssemesta = Ssis + Sling > 0 proses spontan Ssemesta = Ssis + Sling = 0 proses kesetimbangan Suniverse = Ssistem + Slingkungan Kesetimbangan  Suniverse = Ssistem + Slingkungan = 0 Ssis = -Ssurr

  24. Suniv = Ssis + Ssurr • Pada Tekanan konstan Ssurr = -Hsis/T Suniv = Ssis - Hsis/T • Jika kedua sisi dikalikan –T maka -TSuniv = Hsis - TSsis atau -TSuniv = Gsis • Suniv > 0 spontan  G < 0 • Suniv < 0 non spontan  G > 0 • Suniv = 0 setimbang  G = 0

  25. Entropy ∆S = q/T where q = heat transferred in phase change For H2O (liq) ---> H2O(g) ∆H = q = + 40,700 J/mol

  26. mATuR sUwUN

More Related