energetika kimia (termodinamika dan termokimia) m ๐โโโฌยฆย ยท energetika kimia...
Post on 07-Oct-2020
77 Views
Preview:
TRANSCRIPT
CREATED BY DANGBOY FORM AKAVENGER HMK UPI
ENERGETIKA KIMIA (TERMODINAMIKA DAN TERMOKIMIA)
1. Sejumlah nitrogen yang digunakan dalam sintesis ammonia dipanaskan secara perlahan-lahan
dengan menjaga agar besarnya tekanan luar mendekati tekanan dalam yaitu 50 atm, sampai
volumenya naik dari 542 L menjadi 974 L.
a. Apa nama proses yang menyebabkan pertambahan volume gas tersebut
b. Hitunglah kerja yang dilakaukan oleh gas nitrogen dalam satuan joule.
2. Bila sebuah bola dengan massa m dijatuhkan dengan perbedaan ketinggian โh, energy
potensialnya berubah menjadi ๐๐โโ. Diamana g adalah percepatan gravitasi yang besarnya 9,8
ms-2. Anggap pada saat bola menyentuh tanah semua energinya diubah menjadi kalor, dan
mengakibatkan naiknya suhu bola. Jika kapasitas spesifik bahan bola adalah sebesar 0,850 JK-1g-1
hitunglah dariketinggian berapa bola harus dijatukan supaya mengalami kenaikan suhu sebesar
1K
3. Sebuah system kimia ditutup dalam bejana yang kuat dan kaku pada suhu kamar kemudian
dipanaskan dengan kuat.
a. Nyatakan apakah nilai energy dalam, kalor, dan kerja dari system tersebut positif, negative
atau nol dalam pemanasan tersebut
b. Kemudian bejana didiinginkan ke suhu awalnya tentukan tanda untuk energy dalam, kalor
dan kerja untuk proses pendinginan
c. Tentukan pemanasan sebagai langkah 1 dan pendidnginan sebagai langkah 2. Tentukan
tanda (โ๐ธ1 + โ๐ธ2),(q1+q2),(w1 +w2) bila memungkinkan
4. Hydrogen berperilaku sebagai gas ideal pada suhu diatas 200K dan tekanan dibawah 50 atm.
Anggap terdapat 6 mol hydrogen didalam bejana 100 liter dengan tekanan 2 atm . kapasitas
kalor rata-rata molar pada tekanan tetap cp adalah 29,3 Jk-1mol-1 dalam interval suhu pada soal
ini. Gas yang didinginkan dengan proses reversible pada tekanan tetap pada awalnya ke volume
50 L hitunglah
a. Suhu akhir gas
b. Kerja (joule)
c. Energy dalam (joule)
d. Kalor (joule)
5. [PROTOTYPE TU KD2] Andaikan 2 mol gas ideal dan monoatomic bertekanan awal 3 atm dan
bersuhu 350K. Gas tersebut kemudian diekspansi dengan cara takreversible dan
adiabatic,melawan takanan konstan sebesar 1 atm sampai volumenya menjadi dua kali lipat.
a. Hitung volume akhir
b. Hitung q,w dan โ๐ธ
c. Hitung suhu akhir
6. [PROTOTYPE TU KD2] Sebanyak 7 mol gas ideal melakukan proses ekspansi reversible melawan
tekanan luar sebesar 1 atm dari keadaan awal 5 liter menjadi 10 liter pada suhu tetap 300K
dengan kalor sebesar 20kJ, tentukanlah :
a. w
b. q
c. โ๐ธ
CREATED BY DANGBOY FORM AKAVENGER HMK UPI
7. [PROTOTYPE TU KD2] Jika 54 g argon (Ar argon= 40 gr/mol) pada suhu 400K di kompresi pada
kondisi isothermal dan reversible dari tekanan 1,5 atm menjadi 4 atm. Hitung kerja yang
dilakukan pada gas dan kalor Yang diserap oleh gas selama proses berlangsung . perubahan-
perubahan apakah yang terjadi dalm energy (โ๐ธ) dan entalpi โ๐ป gas tersebut
8. Jika zabir mempunyai persedian es pada suhu 0ยฐC dan sebuah gelas berisi 150 g air pada suhu
25ยฐC. entalpi peleburan es adalah โ๐ป=333Jg-1, dan kapasitas kalor air adalah 4,18 Jk-1g-1. Berapa
gram es harus ditambahkan kedalam gelas (dan mencair)untuk menurunkan suhu air menjadi
0ยฐC?
9. [PROTOTYPE TU KD2] Diketahui reaksi:
๐ถ๐(๐) + ๐๐๐2(๐ ) โ ๐๐๐(๐) + ๐ถ๐2(๐) โ๐ป = +520,9 ๐๐ฝ
8๐ถ๐2(๐) + ๐๐3๐4(๐ ) โ 3 ๐๐๐2(๐ ) + 2๐2๐(๐) + 8๐ถ๐(๐) โ๐ป = +461,05 ๐๐ฝ
Hitunglah โ๐ป ๐๐๐ โ๐ ๐ข๐๐ก๐ข๐ ๐๐๐๐๐ ๐ โถ
5๐ถ๐2(๐) + ๐๐3๐4(๐ ) โ 3๐๐๐(๐) + 2๐2๐(๐) + 5๐ถ๐(๐)
10. [UTSโ10 ITB] Sejumlah 0,8 gram asam benzoate (C6H5COOH, Mr=122 g mol-1) dibakar dengan O2
berlebihan dalam suatu calorimeter bom (produk reaksi semua gas) sehingga reaksi berlangsung
sempurna. Reaksi tersebut menyebabkan kenaikan suhu dari 25ยฐC menjadi 27,25โ. Diketahui
kapasitas kalor calorimeter adalah 9405Jโ-1.
a. Tuliskan reaksi setara pembakaran asam benzoate tersebut
b. Hitung kalor reaksi yang dihasilkan reaksi tersebut
c. Hitung perubahan energy dalam (โE) yang terjadi pada pembakaran sempurna 1 mol asam
benzoate dalam keadaan standar
d. Hitung โH reaksi (a) per mol, jika semua gas bersifat gas ideal pada suhu 25โ
e. Tentukan entalpi pembentukan standar (โHFยฐ) asam benzoate bila diketahui โHFยฐCO2 = -
393,5 kJmol-1 dan โHFยฐH2O = -285,9 kJmol-1
f. Bila diketahui entropi standar Sยฐ C6H5COOH(S)=167,6 J mol-1 K-1; Sยฐ O2(g)=205 J mol-1K-1;
Sยฐ H2O(g)= 189 J mol-1K-1; Sยฐ CO2(g)= -213,6 J mol-1 K-1, hitunglah โSยฐ reaksi pembakaran
asam benzoate tersebut
g. Hitung perubahan energy bebas Gibbs standar (โGยฐ) reaksi pembakaran asam benzoate tersebut
h. Sebutkan dua jenis gaya antarmolekul yang terdapat dalam asam benzoate cair bersuhu
200ยฐC
11. [PROTOTYPE TU1 KD2] Diketahui suatu reaksi kimia :
3๐(๐) + 7๐(๐) โ 5๐ด(๐) + 8๐ต(๐) โH=-105 J/mol
Hitunglah โU
12. [PROTOTYPE TU1 KD2] Apakah reaksi akan terjadi secara spontan
2๐2+ + ๐ท โ ๐ท2+ + 2๐ โH= 1,601 Kj/mol
ยฐS D2+ = 77 J/K.mol
ยฐS M2+ = -65 J/K.mol
ยฐS D =122 J/K.mol
ยฐS M =-225 J/K.mol
a. Buktikan kespontanan dengan cara perubahan entropi semesta
b. Buktikan kespontanan dengan cara perubahan energy bebas gibbs
CREATED BY DANGBOY FORM AKAVENGER HMK UPI
13. [chempro ITB] CO(g) + H2O(g) โHCHO2(g), reaksi tersebut memiliki โGยฐ673 = +79,8 kJ mol-1.
Jika campuran pada 673K berisikan 0,04 mol CO, 0,022 mol H2O, dan 0,0038 mol HCOHO2
dalam wadah 1,5 L. apakah reaksi tersebut merupakan reaksi kestimbangan? Apakah reaksi
spontan?
PEMBAHASAN
1. DIKETAHUI
P =50 atm
V2 =974 liter
V1 =542 liter
โV =432 liter
a. Gas melakukan ekspansi (pertambahan volume, akibat adanya kerja yang dilakukan oleh
system)
b. ๐ค = โ๐โ๐ ๐ค = โ50๐๐ก๐(432๐๐๐ก๐๐)
๐ค = โ21600๐๐ก๐. ๐๐๐ก๐๐
๐ค = โ21600๐๐ก๐. ๐๐๐ก๐๐ ร8.314๐ฝ. ๐พโ1๐๐๐โ1
0,082๐๐ก๐. ๐๐๐ก๐๐. ๐พโ1๐๐๐โ1โ
๐ค = โ2190029,26 ๐ฝ
๐ค = โ2,19 ร 106 ๐ฝ๐๐ข๐๐
2. DIKETAHUI
Massa =m gram
g =9,8 meter/sekon2
โh =ditanyakan
C =0,85 J.gram-1.K-1
โT =1K
๐ธ๐ = ๐ ๐. ๐. โโ = ๐. ๐. โ๐
โโ =๐โ๐
๐
โโ =0,85๐ฝ. ๐พโ1 ร 1๐พ
9,8๐. ๐ โ2=
0,85๐ฝ
9,8๐. ๐ โ2
โโ =0,85๐2๐ โ2
9,8๐. ๐ โ2
โโ = 86,73 ๐๐๐ก๐๐
3. Diketahui bejana kuat dan kaku dibuat sebuah wadah, sehingga pemuaian atau perubahan
volume akibat suhu mendekati nol, sehingga kerja (w) akibat dari perubahan volume adalah
nol (w=0), baik keadaan suhu dinaikan atau diturunkan. Dan persamaan termodinamika
akbiat tidak adanya perubahan volume adalah
๐ = ๐ค + โ๐ธ
๐ = 0 + โ๐ธ
CREATED BY DANGBOY FORM AKAVENGER HMK UPI
๐ = โ๐ธ
Maka kalor akan sama dengan perubahan energy dalam
a. W=0;q=+(gas menyerap kalor,akibat adanya kenaikan);โE=+
b. W=0;q=-(gas melepaskan kalor akibat adanya penurunan suhu);โE=-
c. (w1+w2)=0
(q1+q2)=(โE1+โE2), maka (q1+q2) dan (โE1+โE2) mempunyai kemungkinan
keduanya berharga positif, keduanya berharga negative, atau bahkan nol.
4. Keterangan: gas hydrogen akan bersifat ideal pada suhu diatas 200K dan tekanan dibawah
50 atm
Diketahui:
n =6 mol hydrogen
V1 =100 liter
P1=P2 =2 atm
Cp =29,3 J.K-1mol-1
V2 =50 liter
a. Besar T2
๐1๐1 = ๐๐ ๐1
๐1 =๐1๐1
๐๐
๐1 =2๐๐ก๐ ร 100๐
6๐๐๐ ร 0,082๐๐ก๐. ๐. ๐พโ1๐๐๐โ1= 406,5 ๐พ
Karena pada kondisi pertama diketahui bahwa tekanan 2 atm (<50atm) dan suhu 406K
(>200K) maka gas hydrogen berperilaku sebagai gas ideal monoatomik. Oleh karena itu,
untuk mendapatakan suhu akhir kita menggunakan persamaan boyle-lussac yang berlaku
untuk gas ideal yaitu: ๐2๐2
๐2=
๐1๐1
๐1
๐2 =๐2
๐1ร ๐1
๐2 =50๐. 406,5๐พ
100๐
๐2 = 203,25๐พ ๐ถ๐ฃ = ๐ถ๐ โ ๐
๐ถ๐ = 29,3๐ฝ๐พโ1๐๐๐โ1 โ 8,314๐ฝ๐พโ1๐๐๐โ1 = 20,986๐ฝ๐พโ1๐๐๐โ1
b. Kerja w
adalah selisih qv dan qp yaitu 10173.61 joule
c. Kalor q
๐ = ๐ถ๐๐โ๐
๐ = 29,3๐ฝ๐พโ1๐๐๐โ1 ร 6๐๐๐ ร (203,25 โ 406,5)๐พ
๐ = โ35765,85๐ฝ
d. Perubahan energy dalam (โU ATAU โE)
๐๐ฃ = ๐ถ๐ฃ๐โ๐
CREATED BY DANGBOY FORM AKAVENGER HMK UPI
๐๐ฃ = 20,986๐ฝ. ๐พโ1๐๐๐โ1 ร 6๐๐๐ ร (203,25 โ 406,5)๐พ
๐๐ = โ25592,24๐ฝ
5. DIKETAHUI:
n =2mol
P1 =3atm
P2 =1atm
T =350K
V2 =2.V1
(ekspansi tak reversible dengan cara adiabatic)
a. Volume akhir
๐1๐1 = ๐๐ ๐1
๐1 =๐๐ ๐1
๐1
๐1 =2๐๐๐ ร 0,082๐๐ก๐. ๐. ๐พโ1๐๐๐โ1 ร 350๐พ
3๐๐ก๐
๐1 = 19,13 ๐๐๐ก๐๐
V2=2.V1
๐2 = 2๐1
๐2 = 2.19,13 liter
๐2 = 38,26 liter
b. Suhu akhir ๐1๐1
๐1=
๐2๐2
๐2
๐2 =๐2๐2
๐1ร
๐1
๐1
๐2 =1๐๐ก๐ร38,26 ๐ร350๐พ
3๐๐ก๐ร19,13๐
๐2 = 233,33๐พ
c. Adiabatic q=0
Persamaan termodinamik
๐ = ๐ค + โ๐ธ
0 = ๐ค + โ๐ธ
menjadi โ๐ธ = โ๐ค
๐ค = ๐โ๐
๐ค = ๐(๐1 โ ๐2)
๐ค = ๐2๐1 โ ๐1๐2
๐ค = ๐๐ ๐1 โ ๐๐ ๐2
๐ค = ๐๐ (๐1 โ ๐2)
CREATED BY DANGBOY FORM AKAVENGER HMK UPI
๐ค = 2๐๐๐ ร 8,314๐ฝ. ๐พโ1๐๐๐โ1(350 โ 233,3)๐พ
๐ค = โ1939,9 ๐ฝ (karena gas melakukan suatu kerja)
โ๐ธ = +1939,9๐ฝ
6. DIKETAHUI:
n = 7 mol (gas ideal)
p = 1 atm
T = 300K
V1 = 5 liter
V2 = 10 liter
Gas melakukan ekspansi dengan proses reversible isothermal
a. Kerja (w)
โฎ ๐๐ค = โ โซ ๐๐๐
2
1
(๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐ฃ๐๐๐ ๐๐๐๐, ๐ก๐๐๐๐๐๐ ๐๐๐ ๐ก๐๐๐๐๐๐๐๐ ๐ก๐๐๐๐๐๐)
๐ค = โ โซ ๐๐ ๐๐๐
๐
๐2
๐1
๐ค = โ๐๐ ๐ โซ๐๐
๐
๐2
๐1
๐ค = โ๐๐ ๐ ln๐2
๐1
๐ค = โ7๐๐๐. 8,314๐ฝ. ๐พโ1๐๐๐โ1. 300๐พ ln10
5
๐ค = โ17459,4๐ฝ. ln 2
๐ค = โ12101,933 ๐๐๐ข๐๐ = โ1,21 ร 104๐ฝ๐๐ข๐๐
b. Kerja (q)
System menyerap kerja sebesar 20 Kj maka q=+20Kj =+2ร104 Joule
c. Energy dalam (โE)
Ssesuai dengan hk TD1:
๐ = โ๐ธ + ๐ค
โ๐ธ = ๐ โ ๐ค
โ๐ธ = 2 ร 104 โ (โ1,21 ร 104)๐ฝ
โ๐ธ = +3,21 ร 104๐ฝ๐๐ข๐๐
7. DIKETAHUI:
Massa argon : 54 gram
Ar Argon : 40 gram/mol
Mol Argon : 1,35 mol
Suhu : 400K
CREATED BY DANGBOY FORM AKAVENGER HMK UPI
P1 : 1,5 atm
P2 : 4 atm
Argon berperilaku sebagai gas ideal, yang berekspansi secara isothermal reversible,
tentukan q,w,โH ,โE ISOTERMAL (โT=0; โH ,โE=0)
q = โ๐ธ + ๐ค
๐ = 0 + ๐ค
๐ = ๐ค
Karena gas berperilaku sebagai gas ideal maka:
๐1๐๐ผ = ๐2๐2 ๐2
๐1=
๐1
๐2
Sehingga:
๐ = ๐ค = โ๐๐ ๐ ln๐2
๐1
๐ = ๐ค = โ๐๐ ๐ ln๐1
๐2
๐ = ๐ค = โ1,35 ๐๐๐ ร 8,314 ๐ฝ. ๐พโ1๐๐๐โ1 ร 400๐พ ln1,5
4
๐ = ๐ค = โ4988,4๐ฝ(โ0,98)
๐ = ๐ค = +4888,63 ๐ฝ๐๐ข๐๐
8. Diketahui :
Mair :150 gram
Tair :25โ=298K
โHlebur :333 Jg-1
C air :4,18 Jg-1K-1
Tentukan massa es yg mencair sehingga air bersuhu 0โ(273K)
๐๐๐๐๐๐ = ๐๐ก๐๐๐๐๐
๐๐ด๐๐ ร ๐ ร โ๐ = โ๐ป๐ฟ๐๐๐ข๐ ร ๐๐๐
150๐ ร 4,18๐ฝ๐พโ1๐โ1 ร (298 โ 273)๐พ = 333๐ฝ๐โ1 ร ๐๐๐
๐๐๐ =150๐ ร 4,18๐ฝ๐พโ1๐โ1 ร 25๐พ
333๐ฝ๐โ1
๐๐๐ = 47,07 ๐๐๐๐
9. ๐ถ๐(๐) + ๐๐๐2(๐ ) โ ๐๐๐(๐) + ๐ถ๐2(๐) โ๐ป = +520,9 ๐๐ฝ ร3 8๐ถ๐2(๐) + ๐๐3๐4(๐ ) โ 3 ๐๐๐2(๐ ) + 2๐2๐(๐) + 8๐ถ๐(๐) โ๐ป = +461,05 ๐๐ฝ
5๐ถ๐2(๐) + ๐๐3๐4(๐ ) โ 3๐๐๐(๐) + 2๐2๐(๐) + 5๐ถ๐(๐) โH=3(520,9)+461,05=2023,75 kj
โH=+2023,75Kj, untuk mencari perubahan energy dalam maka kita harus menggunakan persamaan termodinamika 1. Namun, dalam soal seperti ini kita harus mengasumsikan bahwa
reaksi tersebut dilakukan pada suhu ruangan 298K, serta usaha yang dilakukan bukan akibat dari
adanya perubahan volume wadah atau piston, usaha dalam konteks ini disebabkan oleh adanya
perubahan jumlah dari spesi gas, sehingga persamaan termodinamika menjadi:
CREATED BY DANGBOY FORM AKAVENGER HMK UPI
โ๐ป = โ๐ธ + ๐ โ๐ป = โ๐ธ + โ(๐๐)
โ๐ป = โ๐ธ + โ๐๐ ๐
โ๐ธ = โ๐ป โ โ๐๐ ๐
โ๐ธ = +2023750๐ฝ โ (10 โ 5)๐๐๐ ร 8,314๐ฝ๐พโ1๐๐๐โ1298๐พ
โ๐ธ = +2011362,14๐ฝ๐๐ข๐๐
โ๐ธ = +2011,362 ๐๐ฝ
10. Diketahui :
Massa asam benzoat : 0,8 gram
Massa molar asam benzoate : 122 gram/mol
Mol asam benzoate : 6,55 ร 10-3 mol
Suhu awal : 25 โ
Suhu akhir : 27,25 โ
Kapasitas calorimeter : 9405 J/โ
a. Tuliskan reaksi yang setera jika asam benzoate bereaksi dengan asam benzoate berlebih
๐ถ6๐ป5๐ถ๐๐๐ป(๐ ) +15
2๐2(๐) โ 7๐ถ๐2(๐) + 3๐ป2๐(๐)
b. Tentukan kalor reaksi
๐๐๐๐๐๐ ๐ = โ๐๐๐๐๐๐๐๐๐๐ก๐๐
๐๐๐๐๐๐ ๐ = โ๐ถโ๐ ๐๐๐๐๐๐ ๐ = โ9405๐ฝ/โ ร (27,25 โ 25)โ
๐๐๐๐๐๐ ๐ = โ9405(2,25)๐ฝ
๐๐๐๐๐๐ ๐ = โ21161,25๐ฝ
Q reaksi dalam 1 mol asam benzoate adalah
๐ = ๐๐๐๐๐๐ ๐/๐๐๐
๐ = โ21161,25๐ฝ/6,55 ร 10โ3๐๐๐ ๐ = 3230,725๐๐ฝ/๐๐๐
c. Karena reaksi ini dilakukan didalam calorimeter bom maka โV=0, sehingga w=0. Hokum
termodinamika 1 menjadi:
๐ = โ๐ธ + ๐ค
โ๐ธ = ๐
โ๐ธ = โ3230,725๐๐ฝ/๐๐๐
d. Hitung โH reaksi (a) per mol, jika semua gas bersifat gas ideal pada suhu 25โ
POIN INI BERBEDA dengan poin c dimana kerja dianggap berasal dari ada atau
tidaknya perubahan volume. Pada poin ini kerja dianggap dihasilkan dari adanya
perbedaan jumlah zat gas produk dan reaktan. Poin ini dikerjakan sama dengan
soal no 9.
โ๐ป298๐ = โ๐ธ + โ๐๐ ๐
โ๐ป298๐พ = โ3230,725๐๐ฝ
๐๐๐+ (10 โ 7,5) ร 8,314๐ฝ๐พโ1๐๐๐โ1 ร 298๐พ
โ๐ป298๐พ = โ3230,725๐๐ฝ
๐๐๐+ 6194๐ฝ/๐๐๐
โ๐ป298๐พ = โ3230,725๐๐ฝ
๐๐๐+
6,194๐๐ฝ
๐๐๐= โ3224,531 ๐๐ฝ/๐๐๐
CREATED BY DANGBOY FORM AKAVENGER HMK UPI
e. Tentukan entalpi pembentukan standar (โHFยฐ) asam benzoate bila diketahui โHFยฐCO2
= -393,5 kJmol-1 dan โHFยฐH2O = -285,9 kJmol-1
โ๐ป = (7โ๐ป๐๐ถ๐2 + 3โ๐ป๐๐ป2๐) โ (โ๐ป๐๐ถ6๐ป5๐ถ๐๐๐ป)
โ๐ป๐๐ถ6๐ป5๐ถ๐๐๐ป = 7โ๐ป๐๐ถ๐2 + 3โ๐ป๐๐ป2๐ โ โ๐ป
โ๐ป๐๐ถ6๐ป5๐ถ๐๐๐ป = 7(โ393,5 ๐๐ฝ๐๐๐โ1 + 3(โ285,9๐๐ฝ๐๐๐โ1) โ (โ3224,531)๐๐ฝ๐๐๐โ1
โ๐ป๐๐ถ6๐ป5๐ถ๐๐๐ป = โ3612,2 + 3224,531
โ๐ป๐๐ถ6๐ป5๐ถ๐๐๐ป = โ387,67๐๐ฝ/๐๐๐
f. Bila diketahui entropi standar Sยฐ C6H5COOH(S)=167,6 J mol-1 K-1; Sยฐ O2(g)=205 J mol-1K-1; Sยฐ H2O(g)= 189 J mol-1K-1; Sยฐ CO2(g)= -213,6 J mol-1 K-1, hitunglah โSยฐ
reaksi pembakaran asam benzoate tersebut
Menentukan โSยฐ adalah salahsatu fungsi keadaan yang merupakan fungsi suhu-
tekanan S(T,P) dan fungsi suhu-volume S(T,V) selain menggunakan persamaan
termodinamika, besar perubahan entropi juga dapat ditentukan dengan cara hess,
seperti berikut:
โ๐ยฐ = (7Sยฐ CO2(g) + 3Sยฐ H2O(g)) โ (Sยฐ C6H5COOH(S) +15
2Sยฐ O2(g))
โ๐ยฐ = (7(โ213,6J ๐พโ1๐๐๐โ1) + 3(189J ๐พโ1๐๐๐โ1)) โ (167,6J ๐พโ1๐๐๐โ1
+15
2(205J ๐พโ1๐๐๐โ1))
โ๐ยฐ = (โ928,2J ๐พโ1๐๐๐โ1) โ (1705,1J ๐พโ1๐๐๐โ1)
โ๐ยฐ = โ2633,3J ๐พโ1๐๐๐โ1
โ๐ยฐ = โ2,633๐J ๐พโ1๐๐๐โ1
g. Hitung perubahan energy bebas Gibbs standar (โGยฐ) reaksi pembakaran asam benzoate tersebut
โ๐บยฐ = โ๐ป โ ๐โ๐
โ๐บยฐ = โ3224,531๐๐ฝ๐๐๐โ1 โ 298๐พ(โ2,633๐J ๐พโ1๐๐๐โ1)
โ๐บยฐ = โ3224,531 ๐๐ฝ๐๐๐โ1 + 784,634๐๐ฝ๐๐๐โ1
โ๐บยฐ = โ2439,897๐๐ฝ๐๐๐โ1
h. Ikatan hydrogen dan gaya London
11. Soal ini satu tipe dengan soal no 9 dan 10 poin d,
โ๐ธ = โ๐ป โ โ๐๐ ๐
โ๐ธ = โ105๐ฝ/๐๐๐ โ (13 โ 10) ร 8,314๐ฝ. ๐พโ1๐๐๐โ1 ร 298๐พ
โ๐ธ = โ105๐ฝ๐๐๐โ1 โ 7432,716๐ฝ๐๐๐โ1
โ๐ธ = โ7537,716๐ฝ๐๐๐โ1
12. DIKETAHUI:
โHreaksi/system=+1601 ๐ฝ๐๐๐โ1
โHlingkungan =-1601 ๐ฝ๐๐๐โ1
2๐2+ + ๐ท โ ๐ท2+ + 2๐
CREATED BY DANGBOY FORM AKAVENGER HMK UPI
ยฐS D2+ = 77 J/K.mol
ยฐS M2+ = -65 J/K.mol
ยฐS D =122 J/K.mol
ยฐS M =-225 J/K.mol
a. Dengan cara perubahan entropi semesta:
Menentukan perubahan entropi lingkungan dengan persamaan :
โ๐ยฐ๐๐๐๐๐๐ข๐๐๐๐ =โ๐ป๐๐๐๐๐๐ข๐๐๐๐
๐
โ๐ยฐ๐๐๐๐๐๐ข๐๐๐๐ =โ1601๐ฝ๐๐๐โ1
298๐พ
โ๐ยฐ๐๐๐๐๐๐ข๐๐๐๐ = โ5,372๐ฝ๐พโ1๐๐๐โ1
Menentukan perubahan entropi reaksi atau system dengan mengunakan hokum hess:
โ๐ยฐ๐ ๐๐ ๐ก๐๐ = (2ยฐS ๐2+ + ยฐ๐๐ท) โ (ยฐ๐๐ท2+ + 2ยฐ๐๐)
โ๐ยฐ๐ ๐๐ ๐ก๐๐ = (2(โ65) + 122) โ (77 + 2(โ225))
โ๐ยฐ๐ ๐๐ ๐ก๐๐ = (โ8) โ (โ373)
โ๐ยฐ๐ ๐๐ ๐ก๐๐ = +365๐ฝ๐พโ1๐๐๐โ1
Menetukan perubahan entropi semesta
โ๐ยฐ๐ ๐๐๐๐ ๐ก๐ = โ๐ยฐ๐ ๐๐ ๐ก๐๐ + โ๐ยฐ๐๐๐๐๐๐ข๐๐๐๐
โ๐ยฐ๐ ๐๐๐๐ ๐ก๐ = +365 ๐ฝ๐พโ1๐๐๐โ1 + (โ5,372๐ฝ๐พโ1๐๐๐โ1)
โ๐ยฐ๐ ๐๐๐๐ ๐ก๐ = +359,628๐ฝ๐พโ1๐๐๐โ1
Ketentuan:
โ๐ยฐ > 0 (๐๐๐๐๐๐ด๐)
โ๐ยฐ = 0 (๐ ๐ธ๐๐ธ๐ ๐๐ผ๐ต๐ฟ๐ธ ๐ด๐๐ด๐ ๐พ๐ธ๐๐๐ผ๐๐ต๐ด๐๐บ๐ด๐)
โ๐ยฐ < 0 (๐๐ผ๐ท๐ด๐พ ๐๐๐๐๐๐ด๐)
Karena harga perubahan entropi semesta lebih besar daripada nol maka reaksi berlangsung secara
spontan
b. Membuktikan kespontanan dengan menggunakan perubahan energy bebas gibbs:
โ๐บ = โ๐ป๐ ๐๐ ๐ก๐๐ โ ๐โ๐๐ ๐๐ ๐ก๐๐
โ๐บ = +1601๐ฝ. ๐๐๐โ1 โ 298๐พ(+365๐ฝ๐พโ1๐๐๐โ1)
โ๐บ = โ107,169 ๐ฝ๐๐๐โ1
Ketentuan:
โ๐บ < 0 (๐๐๐๐๐๐ด๐)
โ๐บ = 0 (๐ ๐ธ๐๐ธ๐ ๐๐ผ๐ต๐ฟ๐ธ ๐ด๐๐ด๐ ๐พ๐ธ๐๐๐ผ๐๐ต๐ด๐๐บ๐ด๐)
โ๐บ > 0 (๐๐ผ๐ท๐ด๐พ ๐๐๐๐๐๐ด๐)
Karena perubahan energy bebas gibbs lebih kecil daripada nol maka reaksi berlangsung
secara spontan.
Baik โS atau โG keduanya bisa digunakan sebagai penentu kespontanan suatu reaksi dengan ketentuan berlaku.
CREATED BY DANGBOY FORM AKAVENGER HMK UPI
13. [chempro ITB] CO(g) + H2O(g) โHCHO2(g), reaksi tersebut memiliki โGยฐ673 = +79,8 kJ
mol-1. Jika campuran pada 673K berisikan 0,04 mol CO, 0,022 mol H2O, dan 0,0038 mol
HCOHO2 dalam wadah 1,5 L. apakah reaksi tersebut merupakan reaksi kestimbangan?
Apakah reaksi spontan?
Jawab:
Untuk mengetahui reaksi tersebut dalam kestimbangan maka berlaku
K=Q
โG=0
โ๐บ = โ๐บยฐ + ๐ ๐ ln ๐พ
0 = โ๐บยฐ + ๐ ๐ ln ๐พ
โ๐ ๐ ln ๐พ = โ๐บยฐ
ln ๐พ = โโ๐บยฐ
๐ ๐
๐พ = ๐โโ๐บยฐ
๐ ๐
๐พ = ๐โ79800
8,314ร673
๐พ = 6,4 ร 10โ7
๐ =[๐ป๐ถ๐ป๐2]
[๐ถ๐][๐ป2๐]
๐ =(0,0038 ๐๐๐
1,5 ๐)
(0,04๐๐๐
1,5๐)(
0,022๐๐๐1,5๐
)
๐ =0,00253
0,0267 ร 0,01467
๐ =0,00253
0,000391
๐ = 6,47 K tidak samadengan Q maka reaksi tersebut bukanlah reaksi
kestimbangan.
CREATED BY DANGBOY FORM AKAVENGER HMK UPI
Apakah reaksi tersebut spontan? Untuk menjawab pertanyaan
tersebut perlu terlebih dahulu dijelaskan bahwa konteks spontanitas
dalam kestimbangan adalah apabila reaksi cenderung bergeser ke
arah produk maka reaksi tersebut dikatakan spontan sedangkan jika
reaksi cenderung bergeser ke arah reaktan maka reaksi dikatakan
tidak spontan Dan apabila laju pembentukan produk samadengan
laju pembentukan reaktan maka reaksi tersebut berkestimbangan.
Dari data yang tersedia kita dapat menentukan spontan atau
tidaknya reaksi tersebut dengan dua cara
Cara waktu SMA :V
Perhatikan dari data pengerjaan diatas Q>K, Di SMA mungkin telah
disunggung apabila kondisi demikian reaksi cenderung bergeser ke
arah reaktan maka reaksi tidak spontan.
Cara mahasiswa (dilihat dari โG nya)
Diketahui : Q=6,47
โ๐บ = โ๐บยฐ + ๐ ๐ ln ๐
โ๐บ = 79800๐ฝ๐๐๐โ1 + 8,314๐ฝ๐พโ1๐๐๐โ1673๐พ ln 6,47
โ๐บ = 79800๐ฝ๐๐๐โ1 + 10447,45
โ๐บ = 90247,45๐๐๐ข๐๐
SESUAI KETENTUAN โG>0 maka tidak spontan. Maka cara SMA dan Mahasiswa
sinkron
Pesan:
โDiriku pernah ditegur oleh guruku, dikarenakan oleh satu hal yang aku lakukan
saat menuntut ilmu dari beliau, aku tidak mencatat apa yang beliau ajarkan,
walaupun waktu itu aku paham apa yang beliau ajarkan. Setelah itu aku
mengerti, mencatat itu adalah pengikat ilmuโ
Imam Syafiโi
top related