BAB IIENERGETIKAI. Beberapa PengertianDasar dan Konsep Sistem : Bagian dari alam semesta yang menjadi pusat perhatian kita dengan batas-batas yang jelas Lingkungan : Bagian di luar sistem Antara sistem dan lingkungan dapat terjadipenukaran energi atau materi Berdasarkan pertukaran ini, dapat dibedakan3 macam sistem :Sistem tersekat : yang dengan lingkunganya tidakdapat tukar-menukar energi atau materiSistem tertutup : yang dengan lingkungannyadapat tukar-menukar energi saja, materi tidakSistem terbuka : yang dengan lingkungannyadapat tukar-menukar energi atau materiII. Keadaan SistemDitentukan oleh sejumlah parameter atau variabelSifat variabel : Intensif : tidak bergantung pada ukuran sistem Ekstensif : bergantung pada ukuran sistemenergi Energi Energi EnergiA l V S Ekstensif F P T IntensifIII. Fungsi Keadaan danFungsi Proses Fungsi keadaan : variabel yang hanyabergantung pada keadaan sistem dan tidakbergantung pada bagaimana keadaan itudicapai (awal s/d akhir) Sifat fungsi keadaan :22 111dx x x x = = }20 dx =} 3 M dan N fungsi y dan zM zyzdx Mdy NdzNy= +| | | |= || \ .\ .Contoh:Energi potensial, Energi dalam Fungsi proses : bergantung pada lintasanyang ditempuh Sifat : Contoh : Kerja, kalor2112 0dx xdx=}} Proses reversibelContoh : proses pengubahan fasa pada titiktransisi Proses tak reversibel2 ( ,100 ,1 ) 2 ( ,100 ,1 ) l C atm g C atmHO HO 2 ( ,25 ,1 ) 2 ( ,100 ,1 ) l C atm g C atmHO HO Proses pada gas idealIsoterm (n,T tetap)Isokhor (n,V tetap)Isobar (n,P tetap)Adiabatis (tidak adaperubahan kalor)1 1 2 2PV PV =1 21 2P PT T =1 21 2V VT T =d 0 q =IV. Kalor dan Kerja Kalor (q) : energi yang dipindahkan melaluibatas-batas sistem, akibat perbedaan suhusistem dan lingkungan Kerja (w) : setiap bentukenergi yang bukan kaloryang dipertukarka antarasistem dan lingkungan Contoh : kerja ekspansi, kerja mekanis, kerja listrikd21q q =}d21w w =}Perjanjiannegatif ekspansiwq` `))positif kompresiwq` `))SLkerja .

F dxPAdxPdv=== Agar perjajian ini benar, maka rumusan kerja Bagi proses yang reversibel, Pl harus digantidengan PS (tekanan sistem) Maka,dlw Pdv = tekanan luarlP =ekspansi kompresil SP P dp =| |= |+ =\ .

dSw P dv = suku kedua diabaikan karena terlalu kecildaripada suku keduaPerhitungan Kerja Ekspansi isobarik reversibel Ekspansi isoterm reversibel Isokhorik Ekspansi adiabatik2 1( )Sw PV V = 21lnVw nRTV = 0 w =( )0Mengapa ??? w V. Hukum I Termodinamika Energi alam semesta kekal, tidak dapatdiciptakan atau dimusnahkan Rumusan :dU d = q d + wU q w = +Perhitungan U Isokhorik Isobar reversibel Isoterm reversibel Adiabat reversibel0 w U q = =( )2 1 SU q P V V = ( )0Mengapa ??? U =U w =VI. Fungsi Entalpi ( H ) Kebanyakan reaksi kimia dikerjakan padatekanan tetap. Dalam hal ini :( )( )2 12 1 2 11 2karenamaka :PPU q PV VU U q PV VP P P = = = =( ) ( )2 2 2 1 1 12 1PPU PV U PV qH H q+ + = =PH q =Perhitungan H Isokhorik reversibel Isobar reversibel Isoterm gas ideal Adiabat reversibelH U V dP = +}PH q =0 H =H VdP =}Buktikan !!!Buktikan !!!( )Mengapa ???VII. Kapasitas Kalor Kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhubenda sebanyak satu derajat Dalam kimia, hanya ada 2 macam kapasitaskalordC =qdT)1VdC =VVq UdT T| |= |\ .VU CdT =}( )Ingat, V VC C T =)2PdC =PPq HdT T| |= |\ .PH CdT =}( )Ingat, P PC C T =Hubungan dan untuk gas ideal :P VC CP VC C R =tetapan gas R =VIII. TERMOKIMIA Aplikasi HPT pada sistem kimia adalah padaTermikimia Termokimia : Studi tentang efek panas yang terjadi baik pada proses fisis maupun dalamreaksi kimia Efek panas ini yang biasanya disebutkalor reaksi (q)( )( )eksotermendotermqq= = + Kalor reaksi bergantung pada kondisi reaksi Volume tetap : Tekanan tetap :Vq U = Pq H = Hubungan U dan H padareaksi kimiagH U nRT = + Buktikan!!selisih mol gas hasil reaksidan mol gas pereaksign =( )( ) 2( ) 2( ) 298Contoh :393.5 kJ/mol0 Mengapa ??S g ggC O CO Hn+ = =393.5 kJ/mol U H = = Perhitungan Entalpi Reaksi, H1) Menggunakan Hukum Hess( ) 2( ) s gC O + 2( ) gCO( ) 2( )12g gCO O +1H 2H H 1 2H H H = + 2) Menggunakan data entalpipembentukan (Hf0) Hf0: Perubahan entalpi yang menyertaipembentukan 1 mol senyawa tersebut dariunsur-unsurnya dengan semua zat beradapada keadaan standar Perjanjian entalpi pembentukan standarbagi unsur adalah nol4( ) 2( ) 2( ) 2 ( )Contoh :2g g g lCH O CO HO + +( ) ( )2( ) 2 ( ) 4( )0 0 0, , ,2g l gf CO f HO f CHH H H H = + 3) Menggunakan data energi ikatan Ada dua macam energi ikatan Energi disosiasi ikatan, D : energi yang diperlukan untuk memutuskan 1 mol ikatandari molekul diatom dalam fasa gas menjadiatom-atomnya dalam fasa gas Energi ikatan rata-rata, : energi rata-rata yang diperlukan untuk memutuskan ikatantertentu dalam molekul poliatomik dalam fasagas4 3Contoh :Dalam senyawa; , CH CH OHdsb414.2 kJ/molC H=( ) ( )energi ikatan pereaksi energi ikatan produk H = 2 2( ) 2( ) 3 3( )Contoh :=g g gHC CH H H C CH + ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )Putus :perlu energi: 1 C=C;1terbentuk :melepaskan energi :1;2H HC C C H ( ) ( ) { } ( ) ( ) { }Jadi,1 =C 4( ) 1 1 6 H C C H H H C C C H = + + + Kebergantungan entalpi reaksipada suhu2( ) gCO( ) 2( )( ) 2( )s gs gC OC O++awalakhir1 , ( )75P CsH C x =2(g)2 ,O75PH C x =0,25 rH 2( ) gCO0,100 rH 100 T C = 25 T C = 0 0,25 1 2 ,100 3 r rH H H H H = + + + ( )2( )3 ,75gP COH C x = 0 0,100 ,25atau75r r PH H Cx = + Ramalan fisis : 0 0,100 ,25 r rH H > ( )( )( )2( ) 2( )0,100 , , ( )0,1000,100393.51 75393.51Cari Sendiri dari Handbook datanya!!) 75kJ/molg gr P CO P Cs POrrH C C C xH xH = + + = + =IX. Hukum KeduaTermodinamika Terlahir dari :Kalor tidak dapat diubah seluruhnya menjadi kerjaSemua proses spontan mempunyai arah tertentu Yang dirumuskan melalui suatu fungsi yang disebut EntropiFungsi Entropi dan PerubahanEntropi( )( ),,S SVTS S P T = =Secara matematik didefinisikan sbg :atau revq dS dST = =revqTPerhitungan PerubahanEntropiA. Proses fisis tanpa disertai perubahan fasasecara reversibel( ) ( )2 2,25 ,1 ,75 ,1 l C atm l C atmHO HO ( )Ramalan fisis :0Mengapa?? S >ddS =revq dT=2, ( )348ln 0298P PPHOlq CdT dHT T TS C= = = >B. Proses perubahan fisis disertaiperubahan fasa secara reversibel( ) ( )2 2,100 ,1 ,100 ,1 l C atm g C atmHO HO ( )Ramalan fisis :0Mengapa?? S >0prev tr vqq H HST T T T = = = = >C. Proses fisis disertai perubahan fasa tidakreversibel( ) ( )( )2 2,25 ,1 ,100 ,12,100 ,1 l C atm g C atml C atmHO HOHO tak revS 21 P,H O(l)373ln298S C =trans2373vH HST = =revrev( )tak revRamalan fisis :0Mengapa? S >( ) ( )tak rev 1 2tak rev0 0S S SS = + = > +>tak rev0 S >D. Perubahan entropi pada reaksi kimiaContoh :( ) 2( ) 4( )2s g gC H CH + ( )4 2hasil pereaksi( ) ( ) ( )2CH g Cs H gS S SS S S S = = +( )Ramalan fisis :0Mengapa? S | | + = |=\ .( )( )( )00B AB AB AHS STH HS ST + + ( ) ( )00B A A BB B A ATS TS H HH TS H TS + Definisi : G H TS = dg : Energi bebas GJadi,0,tetap,spontanB AG G P T 0,tetap,reversibel G P T =Perhitungan perubahan energibebas (G)1. Perhitungan dari data H dan S( )G H TSG H TS= = Pada suhu tetap :G H T S = Apakah pada suhu tetap, proses reversibel ??0 G = Contoh :2 ( .100 ,1 ) 2 ( .100 ,1 ) l C atm g C atmHO HO ( )Ramalan fisis :0 ,tetap G P T =Perhitungan :2,40.77 kJ/molvHOH =0vvHSTG H T SHG H TT = = = =2. Perhitungan menggunakan data energibebas pembentukan standar Gf0Contoh :( )4( ) 2 2( ) 2 ( )2 2 ,tetapg g lCH O CO HO P T + +( )Ramalan fisis :0Mengapa? G