Pengantar Kuliah Pengantar Termodinamika Kimia

Presentasi berjudul: "Pengantar Kuliah Pengantar Termodinamika Kimia"— Transcript presentasi:

1 Pengantar Kuliah Pengantar Termodinamika Kimia
Jumat, 9 & 16 Feb 2010 Pengantar Kuliah Pengantar Termodinamika Kimia Kimia Dasar II - Prodi Pendidikan Kimia (A) #1 (Kamis,3 Maret 2011) #2 (Kamis, 10 Maret 2011) Kimia Dasar II - Liana Aisyah

2 Kimia Dasar II: Pengantar
MK Lanjutan Kimia Dasar II: Pengantar Termodinamika Kimia Kimia Fisika I Kinetika Kimia Kinetika Kimia Sifat Fisis Larutan Kimia Analitik I Asam Basa Kimia Fisika II Kesetimbangan Kimia Batasan Ekspektasi Pencapaian Kompetensi MK ini  SAP (indikator kompetensi)

3 10 poin UTS & UAS dapat ditabung dari kuis / tugas mini / keaktifan
Kontrak Belajar Evaluasi Hadir tepat waktu (09.00) Terlambat < 15’ ok Terlambat 15 – 30’: tugas menghibur kelas Terlambat >30’: silakan tunggu di luar  One voice rule Hp silent Sebelum & sesudah kuliah: kelas rapi & bersih 10 poin UTS & UAS dapat ditabung dari kuis / tugas mini / keaktifan

4 Dari Minggu ke Minggu ... Pert. # TOPIK 1
Pengantar Kuliah; Pengantar Termodinamika 2 Konsep-konsep dasar termodinamika kimia 3 Hukum I Termodinamika - Termokimia 4 Hukum II Termodinamika – Pengantar konsep entropi & spontanitas reaksi 5 Konsep-konsep Dasar Kinetika Kimia 6 Perhitungan Kinetika Kimia Sederhana 7 Perhitungan Orde Reaksi Berdasarkan Percobaan

5 Dari Minggu ke Minggu ... Pert. # TOPIK 8 Pengertian & Jenis Larutan
Kelarutan Relatif 9 Satuan-satuan Konsentrasi 10 Sifat Koligatif Larutan 11 Konsep Dasar Kesetimbangan Kimia 12 Perhitungan Kc & Kp; Asas Le Chatelier & Pergeseran Kesetimbangan Kimia 13 Asam & Basa 14 Kesetimbangan asam basa dan kesetimbangan kelarutan

6 Sumber Belajar Utama: Chang, R. – Kimia Dasar: Konsep-konsep Inti
Jilid II: Bab 18, 14, 13, 16, 15, 17 Make sure you make the most of them Jilid I: Bab 6

7 How to reach me ... Sms or email to make an appointment Facebook:
Group appointment is prefered Facebook: Pendidikan Kimia UIN Suka group – join and participate in the discussions Do not expect immediate response from the lecturers Please do not add me to your facebook friend list unless you’re already a graduate for more than 1 semester 

8 Something to think about ...
Teachers can only open the door(s) to their students’ learning. It’s the students who need to bring themselves in. (Chinese proverb)

9 Pengantar Termodinamika Kimia
Jumat, 9 & 16 Feb 2010 Pengantar Termodinamika Kimia Kimia Dasar II - Liana Aisyah

10 Termodinamika Kimia: Pengertian Sederhana Kajian mengenai perubahan panas (dan bentuk-bentuk energi lainnya) yang menyertai reaksi kimia

11 Chapter Outline (6) Hubungan Energi dalam Reaksi Kimia
Sifat Energi & Jenis-jenis Energi Perubahan Energi dalam Reaksi Kimia Pengantar Termodinamika Hukum I Termodinamika – Energi, Kerja, dan Kalor Entalpi Reaksi Kimia Entalpi, Entalpi Reaksi, Persamaan Termokimia, Perbandingan DH dan DE

12 Chapter Outline (6) Hubungan Energi dalam Reaksi Kimia
Kalorimetri Kalor jenis dan Kapasitas Kalor Kalorimeter Volume Konstan Kalorimeter Tekanan Konstan Entalpi Pembentukan Standar dan Entalpi Reaksi Standar Metode Langsung Metode Tak Langsung

13 Fokus kajian kimia dalam aspek:
Jumat, 9 & 16 Feb 2010 Fokus kajian kimia dalam aspek: Stoikiometri reaksi: Apa yang terjadi? (Reaktan, produk, berapa rasio jumlah molnya?) Termodinamika kimia: Apakah suatu reaksi dapat terjadi (secara spontan)? Kinetika kimia: Seberapa laju reaksi terjadi? Kimia Dasar II - Liana Aisyah

14 Contoh Kasus Stoikiometri Termodinamika Kinetika
Reaksi antara soda kue dengan asam cuka: NaHCO3 (s) + CH3COOH (aq)  NaCH3COO (aq) + CO2 (g) + H2O (l) Stoikiometri Termodinamika Kinetika Apa yang terjadi ? Dapatkah reaksi terjadi (secara spontan)? Seberapa laju reaksi terjadi? Pers. reaksi: spesies kimia yang terlibat perbandingannya (dalam mol) Driving forces reaksi spontan: DG DH (Pers. Termokimia) DS Pers. laju reaksi: r = k [NaHCO3]x [CH3COOH]y

15 Termodinamika Kimia : Apa yang menyebabkan (driving forces) suatu reaksi terjadi? Mengapa pada temperatur kamar es mencair secara spontan tetapi proses sebaliknya tidak? Mengapa kita mengalami penuaan secara alamiah tetapi proses sebaliknya tidak Konsep panas & energi Energi yang bermanfaat hasil dari reaksi kimia Entropi dan energi bebas (pengenalan)

16 Hukum Termodinamika Spontanitas reaksi ditentukan oleh
(yang paling penting) Spontanitas reaksi ditentukan oleh faktor energi (dalam kimia: entalpi) & entropi

17 Definisi Energi Kemampuan melakukan kerja panas, kerja, massa, entropi
Jumat, 9 & 16 Feb 2010 Definisi Energi panas, kerja, massa, entropi Kemampuan melakukan kerja Kemampuan melakukan kerja atau memberikan panas Segala sesuatu yang disebut energi dan segala sesuatu yang dapat diubah menjadi atau berasal dari energi Pada mata kuliah lanjutan (Kimia Fisika I) akan dijelaskan mengapa definisi “sederhana” energi tidak selalu tepat. Definisi semakin kompleks & lengkap (inklusif) Kimia Dasar II - Liana Aisyah

18 Jenis-jenis energi Energi Radiasi berasal dari matahari dan merupakan sumber energi utama di Bumi. Energi Termal adalah energi yang berkaitan dengan gerak acak 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 Potensial adalah energi yang tersedia akibat posisi suatu benda. 6.1

19 Thermodyamics: a study of energy & its interconventions
Hukum I Termodinamika Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain (termasuk ke bentuk yang tidak disebut energi (mis: kerja) Thermodyamics: a study of energy & its interconventions

20 Sistem & Lingkungan: transfer energi (E) & materi (m)
Jumat, 9 & 16 Feb 2010 Sistem & Lingkungan: transfer energi (E) & materi (m) Lingkungan Sistem (Fokus Perhatian) Lingkungan Lingkungan E & m E Sistem Terbuka Sistem Tertutup Sistem Terisolasi Lingkungan Kimia Dasar II - Liana Aisyah

21 Sistem & Lingkungan dalam kimia
terbuka tertutup terisolasi Perpindahan: massa & energi energi tdk terjadi apa2 6.2

22 Keadaan Sistem Variabel keadaan sistem: Mis. persamaan keadaan gas:
n (banyaknya zat) V (volume) p (tekanan) T (temperatur) Mis. persamaan keadaan gas: pV = nRT p = p (n, T, V)

23 Fungsi Keadaan Fungsi keadaan : sifat-sifat yang ditentukan oleh keadaan akhir & keadaaan awal sistem, terlepas dari bagaimana keadaan tersebut dicapai. Contoh: energi, tekanan, volume, suhu Energi potential gravitasi potensial pendaki 1 dan pendaki 2 adalah sama, tidak bergantung pada lintasan yang dipilih.

24 diferensial eksak (d): Integrasinya: D =akhir – awal
Fungsi Keadaan Contoh: energi, tekanan, volume, suhu DE = Eakhir – Eawal Dp = pakhir – pawal diferensial eksak (d): dE, dp, dV, dT DV = Vakhir – Vawal DT = Takhir – Tawal Integrasinya: D =akhir – awal

25 diferensial tak eksak (d’): Tetapi harga mutlak (q, w)
Bukan Fungsi Keadaan Contoh: panas (q), kerja (w) DU = q + w diferensial tak eksak (d’): d’q, d’w Bukan Fungsi keadaan Fungsi keadaan Integrasinya: bukan D Tetapi harga mutlak (q, w)

26 Kelestarian energi dalam reaksi kimia
Hukum I Termodinamika dalam Kimia Kelestarian energi dalam reaksi kimia DU = q + w Fokus dlm Kimia q DU w Reaksi eksotermis DH Reaksi endotermis

27 Hukum I Termodinamika dalam Kimia
Kelestarian energi dalam reaksi kimia DU = q + w Tenaga dalam sistem (U) dapat berubah karena: transfer panas (q) dari/ke lingkungan dan/atau kerja (w) oleh/kepada sistem Bagaimana bentuk kelestarian energi lokal & Global akibat proses-proses ini?

28 Kelestarian energi dalam reaksi kimia
Hukum I Termodinamika dalam Kimia Kelestarian energi dalam reaksi kimia DU = q + w TENAGA DALAM (Esistem) DU/DE U atau E = jumlah energi kinetik (EK) & energi potensial (EP) dari seluruh spesies dalam sistem Untuk suatu perubahan DE = Efinal - Einitial

29 Energi Termal, Temperatur & Panas
Energi yang berkaitan dengan gerak acak atom-atom dan molekul. Sifat ekstensif (jumlahan dari energi termal komponennya; tergantung pada ukuran sistem) Temperatur (T): Rerata energi kinetik (EK) dari molekul-molekul: (EK = ½ mv2) Pengukur intensitas (energi termal (sifat intensif); tetapi tidak sama dengan energi termal. Panas atau kalor (q): Perpindahan energi termal dari objek yang lebih panas (T lebih tinggi) ke objek yang lebih dingin (T lebih rendah)

30 Panas , Temperatur, Energi Termal
900C T lebih tinggi tetapi energi termal lebih rendah T lebih rendah tetapi energi termal lebih tinggi 400C q baru muncul dalam pembicaraan jika ada 2 benda dengan T berbeda berkontak (terjadi transfer energi termal)

31 Panas , Temperatur, Energi Termal
Eh ada yang iseng ... q baru muncul dalam pembicaraan jika ada 2 benda dengan T berbeda bertemu (terjadi transfer energi termal) 900C 400C q

32 Heat, q burning fuel heat, q “exothermic reaction”

33 Heat, q melting ice heat, q “endothermic reaction”

34 Kuis 1 menit: Proses eksotermis atau endotermis?
Definisikan terlebih dulu sistem: Segelas kopi, Bath tube, atau ... Segelas kopi + bath tube 900C q keluar atau masuk ke dalam sistem? 400C q

35 Effects of Heat H2O(l) + heat ® H2O(l) (temp. change) (25oC) (75oC)
H2O(s) + heat ® H2O(l) (physical change) heat + 2HgO (s) ® 2Hg (l) + O2 (g) (chemical change)

36 Pembentukan vs pemutusan ikatan: Eksotermis atau endotermis?
Eksotermik Endotermik 6.2

37 2H2 (g) + O2 (g) 2H2O (l) + energi
Proses eksotermik adalah setiap proses yang melepaskan kalor (yaitu, perpindahan energi termal ke lingkungan). 2H2 (g) + O2 (g) H2O (l) + energi H2O (g) H2O (l) + energi Proses endotermik adalah setiap proses dimana kalor harus disalurkan ke sistem oleh lingkungan. energi + H2O (s) H2O (l) energi + 2HgO (s) Hg (l) + O2 (g) 6.2

38 Hukum termodinamika pertama – energi dpt diubah dr satu bentuk ke bentuk yg lain, tetapi tdk dpt diciptakan atau dimusnahkan. DEsistem + DElingkungan = 0 or DEsistem = -DElingkungan C3H8 + 5O CO2 + 4H2O Reaksi kimia eksotermik! Energi kimia yg hilang dr pembakaran = Energi yg diperoleh dari lingkungan sistem lingkungan 6.3

39 Bentuk Hukum Pertama untuk DEsistem
DE = q + w DE perubahan energi dalam suatu sistem q jumlah kalor yang dipertukarkan antar sistem dan lingkungan w adalah kerja yang dilakukan pada (atau oleh) sistem tersebut w = -PDV ketika gas memuai thd tekanan eksternal yg konstan merupakan kerja yg dilakukan gas pd lingkungannya 6.3

40 Kerja yang Dilakukan pada Suatu Sistem
w = Fd DV > 0 -PDV < 0 wsis < 0 w = -P DV P eks P x V = x d3 = Fd = w F d2 Kerja bukan merupakan fungsi keadaan! Dw = wk. akhir- wk. awal kondisi awal Kondisi akhir 6.3

41 if the system is open, DV ¹ 0, and q = DE + p DV
Internal Energy If the system is closed, DV = 0, and q = DE if the system is open, DV ¹ 0, and q = DE + p DV H = entalpi Pert. #3

42 Latihan Soal Suatu motor listrik melakukan kerja mekanik 15 kJ/s dan melepaskan panas ke lingkungannya sebesar 5 kJ/s. Hitunglah: (a) laju perubahan tenaga dalam motor listrik tersebut (b) perubahan tenaga dalam motor listrik tersebut jika motor tersebut bekerja selama 8 jam. Suatu sampel gas nitrogen volumenya memuai dari 1,6 L menjadi 5,4 L pada suhu yg konstan. Berapakah kerja yang dilakukan dalam satuan joule jika gas memuai (a) pada tabung yang dan (b) pada tekanan tetap 3,7 atm?

43 Exercise - Chapter 6 Chang Jilid I Hal 182 – 188 Saran pengerjaan:
Nomor Soal yang direkomendasikan untuk Latihan: Saran pengerjaan: Kerjakan 5 soal pertama sekarang s.d. sebelum pertemuan ke-3 (in addition to reading the rest of chapter 6 before the class) Soal-soal lainnya “dicicil” untuk latihan s.d. UTS. Misalnya 1 minggu 2-3 soal (di samping soal-soal topik berikutnya). Belajar bersama selalu lebih baik.

44 Thank you! 