Top Banner

of 15

Energi Bebas Dan Potensial Kimiai

Oct 19, 2015

Download

Documents

Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript

Penyetaraan Reaksi

KIMIA FISIKA I

DINA ASNAWATI , SPd., MSi

1. FUNGSI ENERGI BEBASA. Energi Bebas Helmholtz

Fungsi kerja total

Buktikan bahwa :

A = W

A = U - TS2B. Energi Bebas Gibb Kerja berguna

Soal : 1. Bila sistem melakukan kerja total = -500 J sedangkan pada P = 1 atm, suatu sistem dapat mengekspansi dari V1 = 1 Liter V2 = 4 Liter, berapakah penurunan energi bebas dalam sistem tersebut ? (44)

G = H - TS- dG = - dW2. Buktikan bahwa : (13)G = A + PV atau G = A + P V

3. Hitung harga G untuk proses :2 He (270C, 1 atm) 2 He (270C, 5 atm), jika proses dianggap reversibel !

Soal : 2. Ketergantungan G pada Suhu dan TekananG = H TS= U + PV TS

dG = dU + PdV + VdP TdS SdT ..(1)dimana :dU = dQ + dW dS = dQ/T dan dW = - PdVdQ = TdS

Sehingga : dU = TdS PdV ....(2)dG = dU + PdV + VdP TdS SdT ..(1)dU = TdS PdV .....(2)

Pers. (2) disubstitusi ke (1) :dG = VdP SdT (3)

Pada suhu tetap, maka :dG = VdP ...(4)

Perubahan energi bebas antara batas P1 dan P2 diperoleh dengan jalan mengintegralkan persamaan 4 :

Bila P1 = 1 atm, maka G1 = G0, sehingga :G2 = G0 + nRT ln P2 (5)

Atau secara umum : G = G0 + nRT ln P .(6)

3. Potensial Kimia ()Adalah : perubahan energi bebas akibat perubahan sejumlah mol zat pada kondisi P, T tetap.

Dari persamaan (3) :

dG = VdP SdT (3)

Energi bebas sistem akan berubah oleh tekanan dan suhu dengan definisi :

Perubahan energi bebas sistem akibat P, T dan jumlah mol komponen bervariasi :

Perubahan energi bebas akibat perubahan mol zat A saja pada saat P, T dan komponen zat lain tetap dinyatakan dalam persamaan :

dan disebut dengan potensial kimia zat A atau A.

Sehingga potensial kimia didefinisikan sebagai :

Atau potensial kimia seluruh zat :

Berdasarkan persamaan (6) : G = G0 + nRT ln P

Karena :

Maka : = 0 + RT ln P

4. Energi Bebas PencampuranBila ada 2 gas ideal A dan B secara terpisah, maka masing-masing memiliki energi bebas sebesar :

dan

Atau bila P0 = 1 atm, maka :

Atau dengan nilai potensial kimia sebesar masing-masing :

dan

Pada saat ke 2 gas belum bercampur, maka total energi bebasnya : GTBC (energi bebas total belum campur) adalah :

..(1)

Setelah bercampur :

dan

Sehingga total energi bebasnya berubah menjadi energi bebas total setelah campur (GTLC):

..(2)

Bila selisih energi bebas setelah campur dan sebelum campur disebut energi bebas pencampuran Gmix, maka :

Karenamaka :

Gmix = nA RT ln xA + nB RT ln xB

bila aa sejumlah mol a sebesar nA dan mol b sebesar nB dan mol total sebesar n, maka fraksi mol A dapat dinyatakan dalam :

nA = xA ndan nB = xB n

Sehingga : Gmix = nRT xA ln xA + nRT xB ln xB

Gmix = nRT (xA ln xA + xB ln xB)