HUKUM KEDUA TERMODINAMIKA 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 III TERMODINAMIKA 2 “ Entropi kristal murni pada suhu nol absolut adalah nol” Pada suhu nol absolut (T = 0K) Tidak terjadi pergerakan atom Tidak ada kekacauan termal Struktur kristalin dianggap sempurna 12/04/2017

Hukum Termodinamika Ketiga Entropi dari zat kristal sempurna adalah nol pd suhu nol mutlak. 18.3

ENERGI BEBAS GIBBS Menunjukkan perubahan entropi total dari sistem Batasan  suhu dan tekanan tetap G = H – TS G = H – TS (suhu tetap) G = - TS (tekanan tetap) Energi Bebas Gibbs (G) digunakan u menggambarkan perub energi sistem, Pada temperatur dan tekanan konstan, G = Energi bebas Gibbs u menentukan kespontanan reaksi dg fokus hanya pada sistem. Pada T dan P tetap, penurunan energi bebas Gibbs menandakan rx spontan. Perubahan energi-bebas Gibbs standar dapat dikaitkan dengan konstanta kesetimbangan reaksi. Amalia sholehah 12/04/2017

DSsemesta = DSsis + DSling = 0 Proses spontan : DSsemesta = DSsis + DSling = 0 Proses Kesetimbangan : Untuk proses suhu-konstan: Energi Bebas Gibbs(G) Josiah Willard Gibbs 1877 DGsis = DHsis -TDSsis DG < 0 Reaksi spontan dalam arah maju. DG > 0 Rx nonspontan, reaksi ini spontan dlm arahberlawanan DG = 0 Reaksi dalam kesetimbangan. Ssemesta > 0 proses spontan G < 0 proses spontan Ssemesta < 0 proses nonspontan G > 0 proses nonspontan Ssemesta = 0 proses kesetimbangan G = 0 proses kesetimbangan

-TSuniv = Hsis - TSsis Suniv = Ssis + Ssurr -TSuniv = Hsis - TSsis -TSuniv = Gsis Gsis = Hsis - TSsis -DG = -DH + DS (remember, - Hsis = DSsurr ) T T T -DG = DSsurr + DSsys (remember, DSsurr + DSsys = DSuniv) T -DG = DSuniv

Temperatur dan pengaruhnya terhadap DG Tanda DH DS DG Pengaruh temperatur - + - spontan pada semua temperatur + - + tidak spontan pada semua temperatur - - - spontan pada temp. rendah, tetapi + Tidak spontan pada temp. tinggi + + + tidak spontan pada temp. rendah tetapi - akan spontan pada temp. tinggi

Menghitung Perubahan Energi Bebas Standar Gosis = Hosis - TSosis Energi bebas Gibbs juga dapat dihitung (karena ia fungsi keadaan) dari energi bebas produk dan reaktan Gorxn = mGof(produk) - nGof(reaktan) Gof suatu unsur pd keadaan standarnya adalah nol

Interpretasi G: Kerja Maksimum Sistem dapat lakukan Proses spontan, G adalah kerja maksimum yg dapat diperoleh dari sistem saat perubahan terjadi. G = wmax Hsis = Gsis + TSsis Proses non spontan, G adalah kerja minimum yang harus dilakukan terhadap sistem agar terjadi perubahan

Free Energy and Equilibrium Q = Keq G = 0 = Go + RT ln Keq Go = - RT ln Keq Relationship between Go and Keq Go Keq = 0 1 < 0 >1 > 0 < 1

DG = DH - TDS

DG0 = - RT lnK

Keq and temperature DGo = -RT ln K = DHo - TDSo ln K = - DHo . 1 + DSo We used Le Chatelier’s Principle to determine how Keq would change when temperature changes Use DG to determine the new Keq at a new temperature DGo = -RT ln K = DHo - TDSo ln K = - DHo . 1 + DSo R T R

Energi Bebas Pembentukan Standar

Menghitung Perubahan Energi Bebas Standar Gosis = Hosis - TSosis Perubahan energi bebas yg dihasilkan jika satu mol zat dibentuk dari unsur-unsurnya , dengan semua zat dalam keadaan standar Energi bebas Gibbs dapat dihitung (karena fungsi keadaan) dari energi bebas produk dan reaktan dpt dihitung dari Gorxn = mGof(produk) - nGof(reaktan) Gof suatu unsur pada keadaan standarnya adalah nol

2C6H6 (l) + 15O2 (g) 12CO2 (g) + 6H2O (l) Berapakah perubahan energi bebas standar untuk reaksi di bawah ini pada 25 0C? 2C6H6 (l) + 15O2 (g) 12CO2 (g) + 6H2O (l) DG0 rxn nDG0 (produk) f = S mDG0 (reaktan) - DG0 rxn 6DG0 (H2O) f 12DG0 (CO2) = [ + ] - 2DG0 (C6H6) DG0 rxn = [ 12x–394,4 + 6x–237,2 ] – [ 2x124,5 ] = -6405 kJ Apakah reaksi di atas spontan pada 25 0C? DG0 = -6405 kJ < 0 spontan

Efek temperatur terhadap DG Telah ditunjukkan bahwa jika  H dan  S mempunyai sifat yang sama, temperatur menentukan arah kesepontanan reaksi Dari contoh terdahulu kita temukan bahwa untuk reaksi dibwh,  H dan  S menunjukan hal yang sama, bahwa arah kesepontanan reaksi dipengaruhi temperatur.

Temperatur mampu menjalankan atau membalikkan kesepontanan reaksi menjadi :