Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...
 
Selasa, 20 Desember 2011

Termodinamika Reaksi Kimia dalam Larutan

0 komentar
Molekul kimia dalam air
Seperti yang sudah banyak kita ketahui, inti dari kajian mengenai termodinamika reaksi kimia dalam larutan berpusat pada potensial kimia. Untuk memahami hal tersebut, kita perhatikan reaksi kimia secara umum di bawah ini:
dimana sejumlah a mol sennyawa A, b mol senyawa B, dalam satuan molar [A], [B], dan seterusnya bereaksi menjadi sejumlah p mol P dan sejumlah q mol Q, dalam satuan molar [P], dan [Q]. Gaya pendorong agar reaksi kimia tersebut dapat berlangsung adalah perubahan energi bebas, ΔG, yang dinyatakan sebagai:
Jika reaksi terjadi pada suhu dan tekanan konstan, ΔG pada reaksi diatas dapat dituliskan sebagai:
dimana μP, μQ dan selanjutnya merupakan potensial kimia pada konsentrasi yang terdapat dalam larutan. Kita tinjau kembali bahwa nilai potensial kimia didapat dari persamaan berikut:
dimana [n] merupakan konsentrasi molar dari komponen n dan yn merupakan koefisien aktivitas. 

Selanjutanya kita dapat mensubstitusi persamaan (3) pada persamaan (2), sehingga dapat diperoleh persamaan berikut
Kita rapikan persamaan tersebut sehungga dapat dilihat dengan baik, didapat persamaan berikut
Persamaan (5) diatas memiliki tiga buah termin. Termin pertama (berwarna biru) menyatakan perubahan energi bebas pada keadaan standar ΔG0. Keadaan tersebut dapat ditemukan apabila sejumlah a mol A bereaksi dengan sejumlah b mol B menghasilkan sejumlah p mol P dan q mol Q. Termin kedua (berwarna merah) menggambarkan pengaruh konsentrasi aktual terhadap perubahan energi bebas total. Termin ketiga (berwarna hijau) menggambarkan koreksi terhadap perubahan energi bebas secara keseluruhan, yang hanya dipengaruhi oleh koefisien aktivitas dari masing-masing zat.

Untuk beberapa keadaan, seperti dalam sistem biokimia, koefisien keadaan yang menyusun termin ketiga dapat kita anggap nol. Persamaan (5) kemudian dapat kita sederhanakan menjadi
Nilai ΔGkemudian dapat dunyatakan sebagai konsentrasi relatif raktan dan produk yang akan terjadi pada saat kesetimbangan berlangsung. Nilai ΔG0 pada berbagai sistem telah banyak ditabulasikan. 

Kebanyakan reaksi kesetimbangan dalam larutan berlangsung pada suhu dan tekanan yang tetap. Hal ini menyebabkan nilai ΔG akan menjadi nol pada saat reaksi kesetimbangan. Persamaan (6) dapat ditulis ulang menjadi
Karena konsentrasi yang termasuk harus memenuhi keadaan kesetimbangan, kita dapatkan hasil
dimana K merupakan tetapan kesetimbangan, kita definisikan K sebagai
Untuk beberapa eksperimen di laboratorium yang tidak memungkinkan menggunakan kalorimeter bom, para  kimiawan lebih senang menggunakan persamaan van't Hoff. Sebelum masuk pada persamaan tersebut, kita tinjau terlebih dahulu persamaan yang menghubungkan nilai energi bebas, tetapan kesetimbangan, dan nilai perubahan entalpi.
Penyusunan ulang persamaan tersebut menghasilkan
Persamaan (11) diatas merupakan persamaan van't Hoff. Persamaan diatas menunjukkan bahwa nilai ln K merupakan fungsi linear dari 1/T jika dan hanya jika ΔH0 dan ΔS0 bebas terhadap K. Penggambaran persamaan diatas pada bidang kartesisus disebut grafik van't Hoff. Nilai kemiringan dari grafik tersebut adalah ΔH0/R, sedangkan nilai intersep merupakan ΔS0/R.

Sumber:

Leave a Reply

 
Majalah Kimia © 2011 DheTemplate.com & Main Blogger. Supported by Makeityourring Diamond Engagement Rings

You can add link or short description here