Tugas Kimia Fisik I Soal dan Jawaban “Termodinamika II”

1. Entalpi pembakaran standar dari urea padat (CO(NH)2)2 adalah sebesar -632 kJ mol-1 pada suhu 298 K dan nilai entropi molar standar nya adalah 104,6 J K-1 mol-1. Hitunglah energi pembentukan standar Gibbs urea pada suhu 298 K. (△Hf (CO2) = -393,51 kJ mol-1 , △Hf (H2O) = -285.83 kJ mol-1, Sm(C) = 5.74 J K-1mol-1, Sm(O2) = 191.61 J K-1mol-1, Sm(H2) = 130.684 J K-1mol-1) Jawab : Reaksi pembentukan urea : C(g) + !

! O2 (g) + N2(g) + 2H2(g) → CO(NH2)2(s)

Reaksi pembakaran urea : (CO(NH)2)2(s) + !

! O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l) + N2(g)

△Hc((CO(NH)2)2) = [△Hf (CO2) + △Hf (H2O) + △Hf (N2)] – [△Hf ((CO(NH)2)2) + △Hf (O2)] △Hf ((CO(NH)2)2) = [△Hf (CO2) + △Hf (H2O) + △Hf (N2)] – [△Hc((CO(NH)2)2) + △Hf (O2)] △Hf ((CO(NH)2)2) = [-393.51 + (2 x -285.83) + (0)] – [-632 + 0 ] = [-965.17] – [-632] = -333.17 kJ mol-1

△Sf = [Sm CO(NH2)2] – [Sm(C) + Sm(O2) + Sm(N2) + Sm(H2)] = [104.6] – [5.740 + (!

! x 205.318) + 191.61 + (2 x 130.684)]

= [104.6] – [561.377] = -456.777 JK-1mol-1

= -0,456777 kJ K-1mol-1

△Gf = △Hf – T △Sf = -333.17 – 298 x (-0,456777) = -197,05 kJ K-1mol-1

2. Sebuah sampel terdiri dari 2 mol gas ideal diatomik pada 250 K mengalami penekanan adiabatik reversibel sampai temperatur 300 K. Jika CV.m = 27,5 J K-1 mol-1. Hitunglah q,w,ΔU,ΔH, dan ΔS JAWABAN : q = qrev = 0 (proses adiabatik reversibel) ΔS = 0 ΔU = n CV.m ΔT = (2 mol) X (27,5 K-1 mol-1) X (300-250)K = 2750 J = 2,750 KJ w = ΔU – q = 2,75 KJ – 0 = 2,75 KJ ΔH = n CP.m ΔT

CP.m = CV.m + R = (27,5 J K-1 mol-1) + (8,314 J K-1 mol -1) = 35,814 J K-1 mol-1 jadi ΔH = (2 mol) X (35,814 J K-1 mol-1) X (300 – 250)K = 3581,4 J = 3,5814 KJ

3. Suatu gas mulia menempati wadah dengan volume awal 15 liter,pada temperatur 250 K,dan pada tekanan 1 atm di kompresi secara isothermal dan reversibel. Berapakah volume akhir gas untuk memperoleh nilai entropi 35 joule/k? Jawab: P1= !"#

!

1atm= !  ×!,!"#$×!"#!"

n = !"!"#$,!"#

= 7.2  ×10-3

∆!   = !  ! ln!!!!

5   = 0.0072  ×8.3145× ln !!!"  

     5   = 14.9661  × ln !!!"

−  0.334 = ln !!!"

!!!.!!" =   !!!"

!!  !2.64 L

4. Hitung perubahan potensial gas sempurna ketika tekanannya meningkat isotermal dari 92 Kpa ke 252 Kpa pada 500c. Diketahui:

1. P2=252 kPa 2. P1=92 kPa 3. T=500C

Ditanya:ΔG? Jawaban ∆G = R.T ln(!"

!")

= (8,314 J K-1 mol-1 ) x   323K  x  ln(!"!!")

= 2,71 KJ mol-1