I. II. III.
Judul Praktikum
: Entropi Sistem
Hari / Tanggal Praktikum : Kamis / 13 Desember 2012 Tujuan Praktikum
:
Mempelajari perubahan entropi sistem pada beberapa reaksi. IV.
Dasar Teori Entropi dapat didefinisikan sebagai bentuk ketidakteraturan perilaku partikel dalam sistem terhadap lingkungan. Entropi didasarkan pada perubahan setiap keadaan yang dialami partikel dari keadaan awal hingga keadaan akhirnya. Entropi juga merupakan suatu fungsi keadaan dan dilambangkan S, dan perubahan entropi dilambangkan juga
dapat
didefinisikan
sebagai
ukuran
untuk
. Entropi menyatakan
ketidakteraturan sistem. Jika entropi sistem meningkat, komponen sistem menjadi semakin tidak teratur, random dan energi sistem lebih terdistribusi pada range lebih besar Sdisorder > Sorder. Seperti halnya energi dalam atau entalpi, entropi juga fungsi keadaan yaitu hanya tergantung pada keadaan awal dan akhir tidak pada bagaimana proses terjadinya ∆Ssistem = Sfinal – Sinitial Jika entropi meningkat maka ∆Ssistem akan positif, sebaliknya jika entropi turun, maka ∆Ssistem akan negatif Dalam susunan partikel tiap zat tersebut, zat padat memiliki keteraturan partikel yang tinggi, kemudian selanjutnya zat cair, dan kemudian gas. Hal ini dikarenakan pada zat padat partikel tersusun rapat dan teratur satu sama lain karena gaya tarik antarmolekulnya sangat besar sehingga partikel tidak dapat bergerak bebas, zat cair gaya tarik molekulnya lebih kecil daripada zat padat sehingga molekul dapat bergerak bebas dan tidak teratur, dan pada gas gaya tarik antarmolekulnya kecil sekali sehingga jarak partikelnya sangat jauh satu sama lain dan semakin tidak teratur. Ketika di dalam suatu sistem, maka susunan partikel maka perlu diketahui bagaimana keteraturan sistem tersebut. Hal ini salah
satunya dipengaruhi wujud zat. Beberapa faktor yang mempengaruhi perubahan entropi suatu sistem, yaitu: • Perubahan Temperatur Entopi meningkat seiring dengan kenaikan temperatur. Kenaikan temperatur tersebut menunjukkan kenaikan energi kinetik rata-rata partikel. • Keadaan Fisik dan Perubahan Fasa Bila suatu reaksi kimia terjadi perubahan dari keadaan teratur menjadi kurang teratur dikatakan perubahan entropinya (∆S) positif. Namun, bila pada suatu reaksi kimia terjadi perubahan dari keadaan kurang teratur menjadi teratur dikatakan perubahan entropinya (∆S) negatif. • Pelarutan Solid atau Liquid Entropi solid atau liquid terlarut biasanya lebih besar dari solut murni, tetapi jenis solut dan solven dan bagaimana proses pelarutannya mempengaruhi entropi overall. • Pelarutan Gas Gas begitu tidak teratur dan akan menjadi lebih teratur saat dilarutkan dalam liquid atau solid. Entropi larutan gas dalam liquid atau solid selalu lebih kecil dibanding gas murni.Saat O2 (S(g) = 205,0J/mol K) dilarutkan dalam air, entropi turun drastis (S(aq) = 110,9 J/mol K). • Ukuran Atom atau Kompleksitas Molekul Perbedaan entropi zat dengan fasa sama tergantung pada ukuran atom dan kompleksitas molekul. A. Entropi dan Hukum Kedua Termodinamika 1. Sistem alami cenderung kearah tidak teratur, random, distribusi partikel kurang teratur. 2. Beberapa sistem cenderung lebih tidak teratur (es meleleh) tetapi ada juga yang lebih teratur (air membeku) secara spontan . 3. Dengan meninjau sistem dan lingkungan terlihat semua proses yang berlangsung dalam arah spontan akan meningkatkan entropi total
alam semesta (sistem dan lingkungan). Ini yang disebut dengan hukum kedua termodinamika. 4. Hukum ini tidak memberikan batasan perubahan entropi sistem atau lingkungan, tetapi untuk perubahan spontan entropi total sistem dan lingkungan harus positif
Secara matematik, perubahan entropi didefinisikan sebagai : T Namun, pada kenyataannya proses spontan selalu bersifat irreversibel, dan untuk memperoleh Salam semesta = 0 yang berarti proses tersebut reversibel sejati adalah tidak bisa tercapai/diperoleh. Berdasarkan hukum kedua termodinamika tersebut serta hukum konservasi energi, entropi juga dapat digunakan sebagai kriteria kespontanan proses. Arah proses pada reaksi dapat diramalkan sebagai berikut: 1. Jika
proses akan berlangsung
2. Jika
proses tidak akan berlangsung
3. Jika
proses berlangsung setimbang
B. Hubungan Entropi dan Suhu Pada mulanya, untuk perubahan entropi dirumuskan sebagai dS = dq / T. Untuk perubahan yang kecil, maka dS = dqreversibel/ T diintegralkan . dS = dqreversibel/ T
Untuk perubahan dari T1 ke T2 :
Dari rumusan ini, maka terlihat
bergantung pada suhu. C
(kapasitas kalor) bergantung pada proses yang terjadi apakah pada tekanan tetap atau volume tetap. Jika pada tekanan tetap, C yang digunakan adalah Cp, jika pada volume tetap, C yang digunakan adalah Cv. C. Perubahan Entropi dan perubahan Entalpi Jika reaksi kimia berlangsung dalam sistem dengan perubahan entalpi
q=-
, kalor yang memasuki lingkungan pada tekanan tetap adalah
, sehingga perubahan entropi adalah :
=
=
=
Untuk proses eksotermik,
melepaskan kalor (
bernilai negatif karena sistem
, sehingga
Sedangkan untuk proses endotermik,
menyerap kalor, sehingga
akan bernilai positif.
bernilai positif karena sistem
akan bernilai negatif (
.
D. Reaksi Eksoterm dan Endoterm Reaksi Eksotermik merupakan reaksi yang melepaskan kalor atau menghasilkan energi. Entalpi sistem berkurang (hasil reaksi memiliki entalpi yang lebih rendah dari zat semula). Reaksi Endotermik adalah reaksi yang menyerap kalor atau memerlukan energi. Entalpi sistem bertambah (hasil reaksi memiliki entalpi yang lebih tinggi dari zat semula). V.
Alat dan Bahan A. Alat No. Alat 1. Tabung reaksi 2.
Termometer
3.
Spatula Tempat Rol
4. 5. 6.
Film Plastik Gelas Ukur Pipet Tetes
B. Bahan 1.
NaOH padat
2.
KNO3 padat
Ukuran 0-100
Jumlah 4
(
1
-
1
-
1
10 mL -
1 secukupnya
VI.
3.
Larutan HCl 0,1 M
4.
NH4Cl
5.
Aquades
6.
Logam Mg
7.
Ba(OH)2
Alur Kerja 10 mL aquades
10 mL aquades
• Dimasukkan ke
• Dimasukkan ke
tabung reaksi I
tabung reaksi II
• Diukur suhunya (t1)
t1
• Diukur suhunya (t1)
t1
• + ½ sendok spatula
• + ½ sendok spatula
NaOH padat
KNO3 padat
• Digoyang hingga
• Digoyang hingga KNO3
NaOH larut
larut
• Dikur suhunya ( t2)
t2
• Dikur suhunya ( t2)
t2
5 mL HCl 0,1 M
1 sendok spatula Ba(OH)2 ½ sendok spatula NH4Cl
• Dimasukkan ke
• Dimasukkan ke
tabung reaksi III
dalam tempat rol film
• Diukur suhunya (t1)
t1
• Diukur suhunya (t1)
t1
• + beberapa logam Mg
• Ditutup dan dikocok
• Diukur suhunya ( t2)
sampai tercampur sempurna • Dibuka, dicium bau gas • Dikur suhunya ( t2)
t2
t2
