Download - Kesetimbangan kimia kf2 pertemuan4
Kimia Fisika IIProgram Studi Pendidikan Kimia-FKIP-Universitas Bengkulu
Termodinamika Kesetimbangan-Energi Bebas Gibbs-
Kimia Fisika IIProgram Studi Pendidikan Kimia-FKIP-Universitas Bengkulu
Termodinamika KesetimbanganEnergi Bebas Gibbs
• Pada P dan T konstan, perubahan kimia akan bergerak ke arah penurunan energi bebas Gibbs
• G akan berubah seiring dengan perubahan komposisi kimia ketika reaktan berubah menjadi produk.
• Komposisi setimbang ditentukan oleh ΔG° dan K.
Kimia Fisika IIProgram Studi Pendidikan Kimia-FKIP-Universitas Bengkulu
• A + B→ C + D (homogen, fasa tunggal)• Jika jumlah G produk<reaktan maka ΔG° akan bernilai
negatif dan reaksi bergeser ke kanan• Seberapa jauh?• Jika semua reaktan berubah menjadi produk maka
konstanta kesetimbangan akan bernilai tak terhingga• Jika terdapat nilai konstanta kesetimbangan, walaupun
produk mempunyai energi bebas lebih rendah dari reaktan, sebagian dari reaktan tetap ada pada saat kondisi setimbang
Termodinamika KesetimbanganEnergi Bebas Gibbs
Kimia Fisika IIProgram Studi Pendidikan Kimia-FKIP-Universitas Bengkulu
• Hubungan ΔG° dengan kesetimbangan:Misal gas A:
• GA = GA° + RT ln PA
• ΔG = GC + GD – GA – GB
• ΔG = (G°C + RT ln PC) + (G°D + RT ln PD) – (G°B + RT ln PB) – (G°A + RT ln PA)
Termodinamika KesetimbanganEnergi Bebas Gibbs
Kimia Fisika IIProgram Studi Pendidikan Kimia-FKIP-Universitas Bengkulu
• Disederhanakan menjadi:
• Atau dapat dinyatakan dengan:ΔG = ΔG° + RT ln Q
Termodinamika KesetimbanganEnergi Bebas Gibbs
Kimia Fisika IIProgram Studi Pendidikan Kimia-FKIP-Universitas Bengkulu
• (1) lebih kecil dari (2) • Dissosiasi N2O4 ∆Go=+5.3
kJ• Garis lurus menyatakan
energi bebas pada setiap komposisi bila kedua gas tidak bercampur
• (3) kondisi setimbang dengan komposisi 0.814 mol N2O4 dan 0.372 mol NO2.
• (4) selisih dari energi bebas campuran dimana < reaktan murni atau produk murni → reaksi tetap terjadi walaupun ∆Go positif
Termodinamika KesetimbanganEnergi Bebas GibbsContoh: Dissosiasi N2O4
Kimia Fisika IIProgram Studi Pendidikan Kimia-FKIP-Universitas Bengkulu
Termodinamika KesetimbanganEnergi Bebas Gibbs
ΔG = ΔG° + RT ln Q
Kimia Fisika IIProgram Studi Pendidikan Kimia-FKIP-Universitas Bengkulu
• Garis merah menyatakan perubahan energi bebas jika n-butana dan iso-butana terpisah
• Garis hijau menyatakan perubahan energi bebas campuran
Termodinamika KesetimbanganEnergi Bebas Gibbs
Kimia Fisika IIProgram Studi Pendidikan Kimia-FKIP-Universitas Bengkulu
• Energi bebas produk < reaktan agar reaksi berlangsung, tetapi setelah kesetimbangan tercapai masih terdapat reaktan (tidak 100% reaktan berubah menjadi produk pada kesetimbangan homogen)
• Kondisi terkontaminasi• Pengaruh entropi campuran reaktan dan produk
Termodinamika KesetimbanganEnergi Bebas Gibbs
Kimia Fisika IIProgram Studi Pendidikan Kimia-FKIP-Universitas Bengkulu
• Konstanta kesetimbanganΔG = ΔG° + RT ln Qp karena pada kondisi
setimbang ΔG=0 dan Qp=Kp maka:
ΔG° = –RT ln Kp
ΔG° = –RT ln Kc
ΔG° = –RT ln Kx
Termodinamika KesetimbanganEnergi Bebas Gibbs
Kimia Fisika IIProgram Studi Pendidikan Kimia-FKIP-Universitas Bengkulu
Termodinamika KesetimbanganEnergi Bebas Gibbs
log
Kimia Fisika IIProgram Studi Pendidikan Kimia-FKIP-Universitas Bengkulu
• Contoh soal– Diketahui reaksi: H+
(aq) + OH- (aq) → H2O (l)
Termodinamika KesetimbanganEnergi Bebas Gibbs
H+ (aq) OH-(aq) H2O (l)
∆Hfo,
kJ/mol0 -230.0 -285.8
So, J/Kmol
0 -10.9 70.0
Hitunglah nilai konstanta kesetimbangannya!
Kimia Fisika IIProgram Studi Pendidikan Kimia-FKIP-Universitas Bengkulu
• Kesetimbangan dan TemperaturΔG ° = ΔH ° – TΔS°
ΔG° = –RT ln Kp dan
–RT1 ln K1 = ΔH ° – T1 ΔS° and –RT2 ln K2 = ΔH ° – T2 ΔS°
Termodinamika KesetimbanganEnergi Bebas Gibbs
Kimia Fisika IIProgram Studi Pendidikan Kimia-FKIP-Universitas Bengkulu
• Azas Le Châtelier:• Jika reaksi eksotermis
(ΔH° < 0),, maka kenaikan temperatur akan menyebabkan penurunan K sehingga kesetimbangan “bergeser ke kiri”
• Jika ΔH° > 0 maka kenaikan T akan menghasilkan kenaikan K sehingga reaksi “bergeser ke kanan”
Termodinamika KesetimbanganEnergi Bebas Gibbs
Kimia Fisika IIProgram Studi Pendidikan Kimia-FKIP-Universitas Bengkulu
• Contoh soal– Tekanan uap amonium perklorat padat
diketahui sebesar 0.026 torr pada 520K dan 2.32 torr pada 620K. Terdapat uap NH3 teramati pada sistem sehingga diketahu reaksi kesetimbangannya: NH4ClO4(s) → NH3
(g) + HClO4 (g)
– Hitunglah ∆Ho dan ∆So
Termodinamika KesetimbanganEnergi Bebas Gibbs
Kimia Fisika IIProgram Studi Pendidikan Kimia-FKIP-Universitas Bengkulu
• Kestimbangan heterogen– Pada kesetimbangan homogen, 100% produk
tidak pernah tercapai– Pada kesetimbangan heterogen 100% produk
dapat dicapai
Termodinamika KesetimbanganEnergi Bebas Gibbs
Kimia Fisika IIProgram Studi Pendidikan Kimia-FKIP-Universitas Bengkulu
Kesimpulan
• Pada reaksi kimia homogen, energi bebas reaktan menjadi lebih negatif dan energi bebas produk menjadi lebih positif pada saat perubahan komposisi terjadi.
• Total energi (produk+reaktan) selalu menjadi lebih negatif sampai dicapai titik minimum yang didefinisikan sebagai komposisi setimbang.
• Konstanta kesetimbangan reaksi dinyatakan dengan :ΔG° = RT ln Kp
• Sesuai dengan azas Le Châtelier , perubahan temperatur akan mempengaruhi kesetimbangan sesuai dengan tanda dari perubahan entalpinya (ΔH°).
• Energi bebas padatan dan cairan bernilai konstan dan tidak berubah dengan perubahan komposisi (misal pada perubahan fase) sehingga pada reaksi heterogen, energi total tidak memiliki nilai minimum.
Kimia Fisika IIProgram Studi Pendidikan Kimia-FKIP-Universitas Bengkulu