I. Judul praktikum: Entropi sistem
II. Hari / tanggal praktikum: Kamis / 31 Oktober 2013
III. Tujuan praktikum:Mempelajari perubahan entropi sistem pada
beberapa reaksi dengan terjadinya perubahan suhu.
IV. Dasar teori : Wujud zat digolongkan ke dalam tiga macam
yaitu padat, cair dan gas. Keteraturan susunan partikel ketiga
macam zat tersebut secara berturut-turut adalah:
Padat > cair > gas
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 antar
molekulnya 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 antar molekulnya 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.Ukuran ketidak
teraturan suatu sistem dinyatakan dengan entropi. Entropi merupakan
suatu fungsi keadaan dan dilambangkan S, dan perubahan entropi
dilambangkan . Perubahannya disebut S dapat dinyatakan secara
kualitatif maupun kuantitatif.Entropi adalah besaran termodinamika
yang menyertai perubahan setiap keadaan, dari keadaan awal sampai
akhir sistem. Entropi menyatakan ukuran ketidakteraturan sistem.
Suatu sistem yang memiliki energi entropi tinggi berarti sistem
tersebut makin tidak teratur. Contohnya jika gas di panaskan, maka
molekul-molekul gas akan bergerak secara acak, yang menunjukkan
entropi tinggi. Sebaliknya, jika suhu diturunkan, gas bergerak
lebih teratur atau entropi rendah.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 SinitialJika entropi meningkat maka Ssistem
akan positif, sebaliknya jika entropi turun, maka Ssistem akan
negatif . Beberapa faktor yang mempengaruhi perubahan entropi suatu
sistem, yaitu:1. Perubahan TemperaturEntopi meningkat seiring
dengan kenaikan temperature.Kenaikan temperature tersebut
menunjukkan kenaikan energi kinetik rata-rata par-tikel.2. Keadaan
Fisik dan Perubahan FasaBila 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 tera-tur menjadi teratur dikatakan
perubahan entropinya (S) negatif.3. Pelarutan Solid atau
LiquidEntropi solid atau liquid terlarut biasanya lebih besar dari
solut murni, tetapi jenis solut dan solven dan bagaimana proses
pelarutannya mempengaruhi entropi overall.4. Pelarutan GasGas
begitu tidak teratur dan akan menjadi lebih teratur saat dilarutkan
dalam liquid atau solid. 5. Ukuran Atom atau Kompleksitas
MolekulPerbedaan entropi zat dengan fasa sama tergantung pada
ukuran atom dan komplesitas molekul.
A. Entropi dan Hukum Kedua Termodinamika Sistem alami cenderung
kearah tidak teratur, random, distribusi partikel kurang teratur.
Beberapa sistem cenderung lebih tidak teratur (es meleleh) tetapi
ada juga yang lebih teratur (air membeku) secara spontan. 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. 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 :
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 berlangsung2. Jika
proses tidak akan berlangsung3. Jika proses berlangsung
setimbang
B. Hubungan Entropi dan SuhuPada mulanya, untuk perubahan
entropi dirumuskan sebagai :
Untuk perubahan yang kecil, maka rumus tersebut diintegralkan
.
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 EntalpiJika reaksi
kimia berlangsung dalam sistem dengan perubahan entalpi , kalor
yang memasuki lingkungan pada tekanan tetap adalah q = - , sehingga
perubahan entropi adalah : = = = Untuk proses eksotermik, bernilai
negatif karena sistem melepaskan kalor (, sehingga akan bernilai
positif. Sedangkan untuk proses endotermik, bernilai positif karena
sistem menyerap kalor, sehingga akan bernilai negatif (. D. Reaksi
Eksoterm dan EndotermReaksi 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 Alat alatNo.AlatUkuranJumlah
1.Tabung reaksi-3
2.Termometer0 100oC (0,1 oC)1
3.Spatula1
4.Tempat Rol Film Plastik-2
5.Gelas Ukur10 mL1
Bahan bahan Praktikum Kimia Fisika II : Entropi sistem | 13
NaOH padat KNO3 padat Larutan HCl 0,1 M NH4Cl Aquades Logam Mg
Ba(OH)2
VI. Alur percobaan1) 10 mL airDimasukkan ke tabung reaksi
IIDiukur suhunya (t1)t1ditambahkan sendok spatula KNO3
padatDigoyang hingga KNO3 larutDiukur suhunya ( t2)t2Percobaan
1
10 mL airDimasukkan ke tabung reaksi IDiukur suhunya
(t1)t1ditambahkan sendok spatula NaOH padatDigoyang hingga NaOH
larutDiukur suhunya ( t2)t2
5 mL HCl 0,1 MDimasukkan ke tabung reaksi IIIDiukur suhunya
(t1)t1Ditambahkan beberapa logam Mg yang telah ditimbangDigoyang
hingga logam Mg larutDiukur suhunya ( t2)t2
2) Percobaan 2
1 sendok spatula Ba(OH)2 padat dan sendok spatula NH4Cl
padatDitimbang masing masing beratnyaDimasukkan ke dalam tempat rol
filmDitutup dan dikocok agar tercampur sempurnaDiukur suhunya
(t1)t1Dibuka tutup tempat rol filmDicium bau gas yang timbulDiukur
suhunya (t2)t2
VII. Hasil pengamatanNo.ProsedurHasil pengamatanDugaan /
reaksiKesimpulan
1.
10 mL airDimasukkan ke tabung reaksi IDiukur suhunya
(t1)t1ditambahkan sendok spatula NaOH padatDigoyang hingga NaOH
larutDiukur suhunya ( t2)t2
10 mL airDimasukkan ke tabung reaksi IIDiukur suhunya
(t1)t1ditambahkan sendok spatula KNO3 padatDigoyang hingga KNO3
larutDiukur suhunya ( t2)t2
5 mL HCl 0,1 MDimasukkan ke tabung reaksi IIIDiukur suhunya
(t1)t1Ditambahkan beberapa logam Mg yang sudah ditimbangDigoyang
hingga logam Mg larutDiukur suhunya ( t2)t2
2.1 sendok spatula Ba(OH)2 padat + sendok spatula NH4Cl
padatDitimbang masing masing beratnyaDimasukkan ke dalam tempat rol
filmDitutup dan dikocok agar tercampur sempurnaDiukur suhunya
(t1)t1Dibuka tutup tempat rol filmDicium bau gas yang timbulDiukur
suhunya (t2)t2
VIII. Analisis dan pembahasanIX. KesimpulanX. Jawaban
pertanyaan
Daftar pustaka
LampiranA. Perhitungan
B. Foto percobaan
Gambar 2. Pengukuran suhu (t2) pada tabung I (10 mL air + NaOH
padat)Gambar 1. Keadaan awal zat pada tabung saat diukur suhunya
(t1)Tabung I = 10 mL airTabung II = 10 mL airTabung III = 5 mL HCl
0,1 M
Gambar 4. Penimbangan logam Mg. Angka pada neraca digital
menunjukkan berat logam Mg sebesar 0,110 gram.Gambar 3. Pengukuran
suhu (t2) pada tabung II (10 mL air + KNO3 padat)
Gambar 6. Penimbangan . Angka pada neraca digital menunjukkan
berat sebesar 0,118 gram.Gambar 5. Tabung III 5 mL HCl 0,1 M +
logam Mg yang telah larut dan akan diukur suhu nya (t2)Gambar 7.
Penimbangan . Angka pada neraca digital menunjukkan berat sebesar
0,036 gram.Gambar 8. Pengukuran suhu (t2) pada tempat rol film yang
berisi Ba(OH)2 padat + NH4Cl padat.