I. JUDUL PERCOBAAN : ENTROPI SISTEM II. HARI/TANGGAL PERCOBAAN : Jumat/16 Maret 2012 III. SELESAI PERCOBAAN : Jumat/16 Maret 2012 IV. TUJUAN PERCOBAAN :Untuk mempelajari perubahan entropi sistem pada beberapa reaksi V. TINJAUAN PERCOBAAN : Wujud zat ada tiga macam, yaitu padat, cair, dan gas. Susunan partikel dalam zat padat begitu teratur. Pada zat cair partikel – partikelnya kurang teratur, sedangkan dalam gas makin tidak teratur. Pada reaksi kimia terjadi perubahan dari keadaan teratur menjadi kurang teratur dan sebaliknya. Ukuran ketidakteraturan suatu sistem dinyatakan dengan entropi yang diberi lambang S. Kita hanya dapat mengukur nilai perubahan ketidakteraturannya saja yang biasa dilambangkan dengan (Δ). Entropi adalah fungsi keadaan, dan merupakan kriteria yang menentukan apakah suatu keadaan dapat dicapai dengan spontan dari keadaan lain. Hukum ke-2 termodinamika menyatakan bahwa entropi, S, sistem yang terisolasi dalam proses spontan meningkat. Dinyatakan secara matematis ∆S > 0 Bila pada suatu reaksi kimia terjadi perubahan dari keadaan teratur menjadi kurang teratur,maka perubahan entropi (ΔS) positif dan menunjukkan bahwa reaksi berlangsung spontan. Namun, bila pada suatu reaksi kimia terjadi perubahan dari keadaan kurang teratur menjadi teratur, maka perubahan entropi (ΔS) negatif. Proses – proses yang dapat menyebabkan peningkatan entropi adalah : - Padatan meleleh menjadi cairan - Padatan atau cairan menguap membentuk gas - Padatan atau cairan bercampur dengan pelarut untuk membentuk larutan nonelektrolit - Reaksi kimia menghasilkan suatu kenaikan jumlah molekul – molekul gas - Suatu zat dipanaskan (temperatur meningkat). Berdasarkan perhitungan dalam lingkar Carnot, maka:
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
I. JUDUL PERCOBAAN : ENTROPI SISTEMII. HARI/TANGGAL PERCOBAAN : Jumat/16 Maret 2012III. SELESAI PERCOBAAN : Jumat/16 Maret 2012IV. TUJUAN PERCOBAAN :Untuk mempelajari perubahan entropi sistem pada
beberapa reaksiV. TINJAUAN PERCOBAAN :
Wujud zat ada tiga macam, yaitu padat, cair, dan gas. Susunan partikel dalam zat padat begitu teratur. Pada zat cair partikel – partikelnya kurang teratur, sedangkan dalam gas makin tidak teratur. Pada reaksi kimia terjadi perubahan dari keadaan teratur menjadi kurang teratur dan sebaliknya. Ukuran ketidakteraturan suatu sistem dinyatakan dengan entropi yang diberi lambang S. Kita hanya dapat mengukur nilai perubahan ketidakteraturannya saja yang biasa dilambangkan dengan (Δ).
Entropi adalah fungsi keadaan, dan merupakan kriteria yang menentukan apakah suatu keadaan dapat dicapai dengan spontan dari keadaan lain. Hukum ke-2 termodinamika menyatakan bahwa entropi, S, sistem yang terisolasi dalam proses spontan meningkat. Dinyatakan secara matematis
∆S > 0
Bila pada suatu reaksi kimia terjadi perubahan dari keadaan teratur menjadi kurang teratur,maka perubahan entropi (ΔS) positif dan menunjukkan bahwa reaksi berlangsung spontan. Namun, bila pada suatu reaksi kimia terjadi perubahan dari keadaan kurang teratur menjadi teratur, maka perubahan entropi (ΔS) negatif.
Proses – proses yang dapat menyebabkan peningkatan entropi adalah :- Padatan meleleh menjadi cairan- Padatan atau cairan menguap membentuk gas- Padatan atau cairan bercampur dengan pelarut untuk membentuk larutan
nonelektrolit- Reaksi kimia menghasilkan suatu kenaikan jumlah molekul – molekul gas- Suatu zat dipanaskan (temperatur meningkat).
Berdasarkan perhitungan dalam lingkar Carnot, maka:
q 1q 2
=nRT 1 ln
V 2V 1
nRT 2 lnV 4V 3
=nRT 1 ln
V 2V 1
−nRT 2 lnV 2V 1
=T 1
−T 2→
q 1T 1
+q3T 2
=0
................................................... Hukum Carnot – Clausius (1)q2 dan q4 = 0, sehingga pada proses lingkar ini dapat dinyatakan bahwa
Persamaan (8) berlaku untuk setiap proses lingkar yang reversible. Besaran di belakang tanda integral pada persamaan (8) harus merupakan diferensial total dan ini berarti merupakan suatu fungsi keadaan. Oleh Clasius besaran ini disebut sebagai entropi (S). Selanjutnya, fungsi entropi didefinisikan sebagai:
Ditambahkan NaOH padat 0,5 sendok spatulaGoyang hingga larutDiukur temperaturnya
∆ S=∫ dqrevT
Pada proses isotermis, ∆ S=qrevT
dan berlaku untuk proses isotermis, baik
reversibel, maupun irreversibel, walaupun kalor yang diserap q < qrev tidak berarti ∆ S= qT
.
Entalpi (H) adalah besarnya energi yang dimiliki suatu benda. Kita tidak dapat mengamati H, tetapi, yang dapat kita amati hanyalah perubahannya (ΔH). ΔH juga dapat bernilai positif, atau negatif. Apabila suatu reaksi berlangsung secara eksoterm, maka ΔH bernilai negatif karena pada reaksi ini terjadi pelepasan kalor. Apabila ΔH bernilai positif, maka reaksi berlangsung secara endoterm dan terjadi penyerapan kalor. Harga perubahan entalpi (ΔH) juga dapat dipengaruhi oleh suhu. Apabila terjadi kenaikan suhu, maka ΔH bernilai positif, sebaliknya, apabila terjadi penurunan suhu, maka ΔH bernilai negatif.
VI. ALAT DAN BAHAN :a. Alat b. Bahan
VII. CARA KERJA :a. Entropi sistem pada reaksi H2O + NaOH
10 mL air
TB1 = … °C
Dimasukkan dalam tabung reaksi
Tabung B
TB2 = … °C
Diukur temperaturnya
Ditambahkan KNO3 padat 0,5 sendok spatulaGoyang hingga larutDiukur temperaturnya
b. Entropi sistem pada reaksi H2O + KNO3
5 mL HCl 0,1 M
TC1 = … °C
Dimasukkan dalam tabung reaksi
Tabung C
TC2 = … °C
Diukur temperaturnya
Ditambahkan beberapa potong logam MgDiukur temperaturnya
Dimasukkan ke dalam roll film sebanyak satu sendok spatula
Dimasukkan ke dalam roll film sebanyak 0,5 sendok spatula
Diukur temperaturnya
T2 = ….°C
T1 = ….°C
Roll film ditutup dan dikocokDicium bau gas yang terjadiDiukur temperaturnya
Ba(OH)2 NH4Cl
c. Entropi sistem pada reaksi HCl + Mg
d. Entropi sistem pada reaksi Ba(OH)2 + NH4Cl
TA1 = … °C
Dimasukkan dalam tabung reaksi
Tabung A
Diukur suhunya
Ditambahkan NaOH padat 0,5 sendok spatulaGoyang hingga larutDiukur suhunya
10 mL akuades
TA2 = … °C
VIII. HASIL PENGAMATAN :
No Prosedur Hasil Pengamatan Dugaan / Reaksi Kesimpulan
1. T ruang = 30 ºC
T air = 29 ºC
TA1= 29 ºC
TA2 = 33 ºC
m NaOH = 0,193 g
cair = 4,2 J/g ºC
q reaksi =171,242 J
- NaOH padat
berwarna putih
- Larutan NaOH
tak berwarna
- Larutan NaOH
agak hangat di
awal reaksi.
H2O(l) + NaOH(s) NaOH(aq)
ΔS = positif
ΔH = negatif
ΔS meningkat
ΔS = 0,564 J/K
ΔH = negatif
ΔH = -171,242 J
terjadi
perubahan
bentuk dari
padat ke cair
TB1 = … °C
Dimasukkan dalam tabung reaksi
Tabung B
Diukur suhunya
Ditambahkan KNO3 padat 0,5 sendok spatulaGoyang hingga larutDiukur suhunya
10 mL air
TB2 = … °C
TC1 = … °C
Dimasukkan dalam tabung reaksi
Tabung C
Diukur suhunya
Ditambahkan beberapa logam MgDiukur suhunya
5 mL HCl
TC2 = … °C
2.
T ruang = 30 ºC
T air = 29 ºC
TB1= 29 ºC
TB2 = 28 ºC
m KNO3 = 0,020 g
cair = 4,2 J/g ºC
q reaksi = -42,084 J
- KNO3 padat
berwarna putih
- Larutan KNO3
tak berwarna
H2O (l) +KNO3 (s) →
KNO3 (aq)
- ΔS = negatif
ΔH = positif
ΔS menurun
ΔS = -0,139 J/K
ΔH = positif
ΔH = 42,084 J
terjadi
perubahan
bentuk dari
padat ke cair
3.
T ruang = 30 ºC
T air = 29 ºC
T HCl = 30 ºC
TC1= 30 ºC
TC2 = 31 ºC
m Mg = 0,005 g
cair = 4,2 J/g ºC
q reaksi = 0,097865 J
Logam Mg berwarna
perak
Ada gelembung gas
Larutan agak hangat
2HCl(l) + Mg(s)
MgCl2(s) + H2(g)
ΔS = positif
ΔH = negatif
ΔS meningkat
ΔS=0,000321 J/K
ΔH = negatif
ΔH = -0,097865 J
terjadi
perubahan
bentuk dari
padat ke cair
Dicampur Diukur suhunya
T2 = ….°C
T1 = ….°C
Roll film ditutup dan dikocokDicium bau gas yang terjadiDiukur suhunya
1 SpatulaBa(OH)2
± 0,5 spatula NH4Cl
4.
T ruang = 30 ºC
T air = 29 ºC
T1= 29 ºC
T2 = 28 ºC
m Ba(OH)2 = 0,044 g
m NH4Cl = 0,024 g
cair = 4,2 J/g ºC
q reaksi = -0,2856 J
Ba(OH)2 padat
berwarna putih
- NH4Cl padat
berwarna putih
- Ada bau gas yang
menyengat
Campuran sedikit
berair
BaOH2 (s) +
2NH4Cl (s)→ BaCl2
(s) + 2NH3 (g) +
2H2O(l)
- ΔS= negatif
ΔH = positif
ΔS menurun
ΔS = -0,00095
J/K
ΔH = positif
ΔH = 0,2856 J
terjadi
perubahan
bentuk dari
padat ke cair
dan gas
IX. PERHITUNGAN DAN ANALISIS DATA :
Setelah melakukan percobaan tentang entropi sistem diperoleh perubahan
entropi reaksi berupa peningkatan atau penurunan entropi. Perubahan entropi juga
merupakan akibat dari perubahan entalpi reaksi. Dari keempat sistem, yang
mengalami peningkatan entropi yaitu reaksi pertama antara 0,193 g NaOH padat
dengan 10 ml air dan ketiga yaitu 0,005 g logam Mg dan 5 ml HCl. Sedangkan yang
mengalami penurunan entropi yaitu reaksi kedua 0,020 g KNO3 padat dengan 10 ml
air dan reaksi keempat yaitu 0,044 g Ba(OH)2 padat dan 0,024 g NH4Cl padat.
Analisis pada tabung reaksi 1 yaitu pelarutan NaOH padat :
Persamaan reaksi: H2O(l) + NaOH(s) →NaOH(aq)
q reaksi = m x c x ΔT
q reaksi = mlarutan x Cair x ΔT
q reaksi = (mair + mNaOH ) x Cair x (T2 – T1)
q reaksi = ( 10 g + 0,193 g) x 4,2 J/g.K x (306 K – 302 K)
q reaksi = 10,193 g x 4,2 J/g.K x 4 K
q reaksi =171,242 J
dari kalor reaksi yang diperoleh kemudian digunakan untuk menentukan
besarnya nilai ΔS dan ΔH:
karena dilakukan pada tekanan tetap, maka :
ΔH = - q reaksi = -171,242 J
ΔS = m larutan x C air x lnT 2T 1
ΔS = (m air+m NaOH )x C air x lnT 2T 1
ΔS = ( 10 g + 0,193 g) x 4,2 J/g.K x ln306 K302 K
ΔS = 10,193 g x 4,2 J/g.K x 0,01316
ΔS = 0,564 J/K
ΔH bernilai negatif artinya reaksi bersifat eksoterm dan karena ΔS bernilai positif
artinya ada peningkatan ketakaturan sistem.
Analisis pada tabung reaksi 2 yaitu pelarutan KNO3 padat :
Persamaan reaksi: H2O(l) + KNO3(s) → KNO3(aq).
q reaksi = m x c x ΔT
q reaksi = mlarutan x Cair x ΔT
q reaksi = (mair + mKNO3 ) x Cair x (T2 – T1)
q reaksi = ( 10 g + 0,020 g) x 4,2 J/g.K x (301 K – 302 K)
q reaksi = 10,020 g x 4,2 J/g.K x (-1) K
q reaksi = -42,084 J
dari kalor reaksi yang diperoleh kemudian digunakan untuk menentukan
besarnya nilai ΔS dan ΔH:
karena dilakukan pada tekanan tetap, maka :
ΔH = - q reaksi = -(-42,084 J) = 42,084 J
ΔS = m larutan x C air x lnT 2T 1
ΔS = (m air+m KNO 3)x C air x lnT 2T 1
ΔS = ( 10 g + 0,020 g) x 4,2 J/g.K x ln301 K302 K
ΔS = 10,020 g x 4,2 J/g.K x (-0,00332)
ΔS = -0,139 J/K
Didapatkan ΔS= -0,139 J/K, juga bernilai negatif karena dipengaruhi kalor.
ΔH bernilai positif artinya reaksi bersifat eksoterm dan karena ΔS bernilai negatif
Percobaan keempat Ba(OH)2(s)+ 2NH4Cl(s)→ BaCl2+ NH3(g)+ 2H2O ∆S = -0,00095J/K, ∆H = 0,2856 JJadi, reaksi yang mengalami kenaikan entropi pada percobaan pertama, dan ketiga sedangkan kenaikan entalpi adalah pada percobaan kedua dan keempat.
2. Pada reaksi mana terjadi penurunan entropi? Dan pada reaksi mana terjadi penurunan entalpi?
Jawaban: Penurunan entropi (∆S<0 ) terjadi pada reaksi :