pengantar termodinamika-kimia-hk-1

1

Pengantar Kuliah Pengantar Termodinamika Kimia

Kimia Dasar II - Prodi Pendidikan Kimia

2

Kimia Fisika I

Kinetika Kimia

Kimia Fisika II

Termodinamika Kimia

Kinetika Kimia

Asam Basa

Kesetimbangan Kimia

Kimia Dasar II: Pengantar MK Lanjutan

Sifat Fisis LarutanKimia Analitik I

3

Hadir sesuai waktu One voice ruleHp silentSebelum & sesudah kuliah: kelas rapi & bersih

Kontrak Belajar

Evaluasi

UAS; 60%

UTS; 40%

10 poin UTS & UAS dapat

ditabung dari kuis / tugas mini / keaktifan

4

Dari Minggu ke Minggu ...

Konsep-konsep dasar termodinamika kimia2

Hukum I Termodinamika - Termokimia3

Hukum II Termodinamika – Pengantar konsep entropi & spontanitas reaksi

4

Perhitungan Orde Reaksi Berdasarkan Percobaan

7

Perhitungan Kinetika Kimia Sederhana 6

Konsep-konsep Dasar Kinetika Kimia 5

Pengantar Kuliah; Pengantar Termodinamika1

TOPIKPert. #

5

Dari Minggu ke Minggu ...

Satuan-satuan Konsentrasi 9

Sifat Koligatif Larutan 10

Konsep Dasar Kesetimbangan Kimia 11

Kesetimbangan asam basa dan kesetimbangan kelarutan

14

Asam & Basa 13

Perhitungan Kc & Kp; Asas Le Chatelier & Pergeseran Kesetimbangan Kimia

12

Pengertian & Jenis LarutanKelarutan Relatif

8

TOPIKPert. #

7

How to reach me ... Sms or email to make an appointment

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

Pengantar Termodinamika

Kimia

10

Termodinamika Kimia

Termodinamika Kimia

Termo = panasDinamika

= perubahan

Kajian mengenai perubahan panas (dan bentuk-bentukenergi lainnya) yang menyertai reaksi kimia

Termodinamika Kimia:Pengertian Sederhana

11 Chapter Outline(6) Hubungan Energi dalam Reaksi Kimia

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 H dan E

12 Chapter Outline(6) Hubungan Energi dalam Reaksi Kimia

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:

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 besar laju reaksi terjadi?

14 Contoh KasusContoh Kasus

Pers. laju reaksi:r = k [NaHCO3

]x [CH3COOH]y

Driving forces reaksi spontan:GH (Pers. Termokimia)

S

Pers. reaksi:spesies kimia yang terlibat perbandingannya (dalam mol)

Seberapabesar laju reaksi terjadi?

Dapatkah reaksi terjadi (secara spontan)?

Apa yang terjadi ?

KinetikaTermodinamikaStoikiometri

Reaksi antara soda kue dengan asam cuka:NaHCO3 (s) + CH3COOH (aq) NaCH3COO (aq) + CO2 (g) + H2O (l)

15

Termodinamika Kimia :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

Hukum I: kelestarian energi

Hukum II:entropi

You cannot win You cannot break even

Spontanitas reaksi ditentukan olehfaktor energi (dalam kimia: entalpi) & entropi

Hukum Termodinamika(yang paling penting)

17

Definisi EnergiDefinisi Energi

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

Definisi semakin kompleks & lengkap (inklusif)

panas,kerja,

massa,entropi

18

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

Jenis-jenis energiJenis-jenis energi

19

Jumlah total energi di alam selalu tetap.

Energi tidak dapat diciptakan

(something from nothing);

Energi tidak dapat dimusnahkan

(something into nothing)

Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain(termasuk ke bentuk yang tidak disebut energi (mis: kerja)

Hukum I Termodinamika

Thermodyamics: a study of energy & its interconventions

20 Sistem & Lingkungan:transfer energi (E) & materi (m)

Sistem & Lingkungan:transfer energi (E) & materi (m)

Sistem(Fokus Perhatian)

Lingkungan

Lingkungan

Lingkungan

Sistem Terbuka

Sistem Tertutup

Sistem Terisolasi

Lingkungan

E & m E

21

terbukamassa & energiPerpindahan:

tertutupenergi

terisolasitdk terjadi apa2

SISTEMLINGKUNGAN

6.2

Sistem & Lingkungandalam kimia

Sistem & Lingkungandalam kimia

22

Keadaan SistemKeadaan Sistem

Variabel keadaan sistem: n (banyaknya zat) V (volume) p (tekanan) T (temperatur)

Mis. persamaan keadaan gas:

pV = nRT

p = p (n, T, V)

23

Fungsi KeadaanFungsi 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

Fungsi KeadaanFungsi Keadaan

E = Eakhir – Eawal

Contoh: energi, tekanan, volume, suhu

p = pakhir – pawal

V = Vakhir – Vawal

T = Takhir – Tawal

diferensial eksak (d):dE, dp, dV, dT

Integrasinya: =akhir – awal

25

Bukan Fungsi KeadaanBukan Fungsi Keadaan

Contoh: panas (q), kerja (w)

diferensial tak eksak (d’):d’q, d’w

Integrasinya: bukan Tetapi harga mutlak (q, w)

U = q + w

Fungsikeadaan

BukanFungsi

keadaan

26Hukum I Termodinamika dalam Kimia

Kelestarian energi dalam reaksi kimia

U = q + w

Uq w

H

Reaksi eksotermis

Reaksi endotermis

Fokus

dlmKimi

a

27Hukum I Termodinamika dalam Kimia

Kelestarian energi dalam reaksi kimia

U = 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?

28Hukum I Termodinamika dalam Kimia

Kelestarian energi dalam reaksi kimia

U = q + w

U/E

U atau E = jumlah energi kinetik (EK) & energi potensial (EP) dari seluruh spesies

dalam sistem

Untuk suatu perubahan

E = Efinal - Einitial

TENAGA DALAM(Esistem)

29

Energi Termal, Temperatur & PanasEnergi Termal, Temperatur & Panas

Energi yang berkaitan dengan gerak acak atom-atom dan molekul.

Sifat ekstensif (jumlahan dari energi termal komponennya; tergantung pada ukuran sistem)

Energi termal:

Perpindahan energi termal dari objek yang lebih panas (T lebih tinggi) ke objek yang lebih dingin (T lebih rendah)

Panas atau kalor (q):

Rerata energi kinetik (EK) dari molekul-molekul:

(EK = ½ mv2) Pengukur intensitas (energi termal (sifat intensif); tetapi tidak sama dengan energi termal.

Temperatur (T):

30

Panas , Temperatur, Energi TermalPanas , Temperatur, Energi Termal

900C

400C

T lebih tinggi tetapi energi termal lebih

rendah

T lebih rendah tetapi energi termal lebih

tinggi

q baru muncul dalampembicaraan jika ada 2 benda dengan T berbeda berkontak

(terjadi transfer energi termal)

31

Panas , Temperatur, Energi TermalPanas , Temperatur, Energi Termal

900C

400C

q baru muncul dalampembicaraan jika ada 2 benda

dengan T berbeda bertemu(terjadi transfer energi termal)

q

32

Heat, q

“exothermic reaction”

heat, q

burning fuel

33

Heat, q

“endothermic reaction”

heat, q

melting ice

34

Kuis 1 menit:Proses eksotermis atau endotermis?

900C

400C

Definisikan terlebih dulu sistem:a)Segelas kopi,

b)Bath tube, atau ...c) Segelas kopi + bath tube

qq keluar atau masuk ke

dalam sistem?

35

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)

Effects of Heat

36

Eksotermik Endotermik

6.2

Pembentukan vs pemutusan ikatan: Eksotermis atau endotermis?

37

Proses eksotermik adalah setiap proses yang melepaskan kalor (yaitu, perpindahan energi termal ke lingkungan).

Proses endotermik adalah setiap proses dimana kalor harus disalurkan ke sistem oleh lingkungan.

2H2 (g) + O2 (g) 2H2O (l) + energi

H2O (g) H2O (l) + energi

energi + 2HgO (s) 2Hg (l) + O2 (g)

6.2

energi + H2O (s) H2O (l)

38

Hukum termodinamika pertama – energi dpt diubah dr satu bentuk ke bentuk yg lain, tetapi tdk dpt diciptakan atau dimusnahkan.

Esistem + Elingkungan = 0

or

Esistem = -Elingkungan

C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O

Reaksi kimia eksotermik!

6.3

Energi kimia yg hilang dr pembakaran = Energi yg diperoleh dari lingkungansistem lingkungan

39

Bentuk Hukum Pertama untuk Esistem

6.3

E = q + w

E 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 = -PV ketika gas memuai thd tekanan eksternal yg konstan merupakan kerja yg dilakukan gas pd lingkungannya

40

Kerja yang Dilakukan pada Suatu Sistem

6.3

w = Fd

w = -P V

P x V = x d3 = Fd = wFd2

V > 0

-PV < 0

wsis < 0

Kerja bukan merupakan fungsi keadaan!

w = wk. akhir- wk. awal kondisi awal Kondisi akhir

P eks

41

Internal Energyif the system is open, V 0,

and q = E + p V

If the system is closed, V = 0,

and q =E

H = entalpi

Pert. #3

42

Latihan SoalLatihan Soal

1. 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.

2. 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 6Exercise - Chapter 6

Chang Jilid I Hal 182 – 188Nomor Soal yang direkomendasikan untuk Latihan:6.1 6.2 6.11 6.14 6.17 6.21 6.22 6.236.24 6.26 6.27 6.31 6.42 6.43 6.44 6.456.48 6.49 6.51 6.53 6.55 6.60 6.61 6.62

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!Thank you!