Dokumen tersebut membahas tentang energi bebas Gibbs dan termodinamika kesetimbangan. Energi bebas Gibbs berperan penting dalam menentukan arah berlangsungnya suatu reaksi kimia pada kesetimbangan. Perubahan energi bebas Gibbs dan konstanta kesetimbangan mempengaruhi komposisi zat pada kondisi kesetimbangan.

1. Termodinamika Kesetimbangan
-Energi Bebas Gibbs-
Kimia Fisika II
Program Studi Pendidikan Kimia-FKIP-Universitas Bengkulu

2. Termodinamika Kesetimbangan
Energi Bebas Gibbs
• Pada P dan T konstan, perubahan kimia akan bergerak
ke arah penurunan energi bebas Gibbs
• G akan berubah seiring dengan perubahan komposisi
kimia ketika reaktan berubah menjadi produk.
• Komposisi setimbang ditentukan oleh ΔG° dan K.
Kimia Fisika II
Program Studi Pendidikan Kimia-FKIP-Universitas Bengkulu

3. Termodinamika Kesetimbangan
Energi Bebas Gibbs
• A + B→ C + D (homogen, fasa tunggal)
• Jika jumlah G produk<reaktan maka ΔG° akan bernilai
negatif dan reaksi bergeser ke kanan
• Seberapa jauh?
• Jika semua reaktan berubah menjadi produk maka
konstanta kesetimbangan akan bernilai tak terhingga
• Jika terdapat nilai konstanta kesetimbangan, walaupun
produk mempunyai energi bebas lebih rendah dari
reaktan, sebagian dari reaktan tetap ada pada saat
kondisi setimbang
Kimia Fisika II
Program Studi Pendidikan Kimia-FKIP-Universitas Bengkulu

4. Termodinamika Kesetimbangan
Energi Bebas Gibbs
• Hubungan ΔG° dengan kesetimbangan:
Misal gas A:
• GA = GA° + RT ln PA
• ΔG = GC + GD – GA – GB
• ΔG = (G°C + RT ln PC) + (G°D + RT ln PD) – (G°B +
RT ln PB) – (G°A + RT ln PA)
Kimia Fisika II
Program Studi Pendidikan Kimia-FKIP-Universitas Bengkulu

5. Termodinamika Kesetimbangan
Energi Bebas Gibbs
• Disederhanakan menjadi:
• Atau dapat dinyatakan dengan:
ΔG = ΔG° + RT ln Q
Kimia Fisika II
Program Studi Pendidikan Kimia-FKIP-Universitas Bengkulu

6. Termodinamika Kesetimbangan
Energi Bebas Gibbs
Contoh: Dissosiasi N2O4
•
•
•
•
•
(1) lebih kecil dari (2)
Dissosiasi N2O4 ∆Go=+5.3 kJ
Garis lurus menyatakan
energi bebas pada setiap
komposisi bila kedua gas
tidak bercampur
(3) kondisi setimbang
dengan komposisi 0.814
mol N2O4 dan 0.372 mol NO2.
(4) selisih dari energi bebas
campuran dimana < reaktan
murni atau produk murni →
reaksi tetap terjadi
walaupun ∆Go positif
Kimia Fisika II
Program Studi Pendidikan Kimia-FKIP-Universitas Bengkulu

7. Termodinamika Kesetimbangan
Energi Bebas Gibbs
ΔG = ΔG° + RT ln Q
Kimia Fisika II
Program Studi Pendidikan Kimia-FKIP-Universitas Bengkulu

8. Termodinamika Kesetimbangan
Energi Bebas Gibbs
•
•
Garis merah
menyatakan perubahan
energi bebas jika nbutana dan iso-butana
terpisah
Garis hijau menyatakan
perubahan energi bebas
campuran
Kimia Fisika II
Program Studi Pendidikan Kimia-FKIP-Universitas Bengkulu

9. Termodinamika Kesetimbangan
Energi Bebas Gibbs
• Energi bebas produk < reaktan agar reaksi
berlangsung, tetapi setelah kesetimbangan
tercapai masih terdapat reaktan (tidak 100%
reaktan berubah menjadi produk pada
kesetimbangan homogen)
• Kondisi terkontaminasi
• Pengaruh entropi campuran reaktan dan produk
Kimia Fisika II
Program Studi Pendidikan Kimia-FKIP-Universitas Bengkulu

10. Termodinamika Kesetimbangan
Energi Bebas Gibbs
• Konstanta kesetimbangan
ΔG = ΔG° + RT ln Qp karena pada kondisi
setimbang ΔG=0 dan Qp=Kp maka:
ΔG° = –RT ln Kp
ΔG° = –RT ln Kc
ΔG° = –RT ln Kx
Kimia Fisika II
Program Studi Pendidikan Kimia-FKIP-Universitas Bengkulu

11. Termodinamika Kesetimbangan
Energi Bebas Gibbs
log
Kimia Fisika II
Program Studi Pendidikan Kimia-FKIP-Universitas Bengkulu

12. Termodinamika Kesetimbangan
Energi Bebas Gibbs
• Contoh soal
– Diketahui reaksi: H+(aq) + OH- (aq) → H2O (l)
H+ (aq)
OH-(aq)
H2O (l)
∆Hfo,
kJ/mol
0
-230.0
-285.8
So,
J/Kmol
0
-10.9
70.0
Hitunglah nilai konstanta kesetimbangannya!
Kimia Fisika II
Program Studi Pendidikan Kimia-FKIP-Universitas Bengkulu

13. Termodinamika Kesetimbangan
Energi Bebas Gibbs
• Kesetimbangan dan Temperatur
ΔG ° = ΔH ° – TΔS°
ΔG° = –RT ln Kp dan
–RT1 ln K1 = ΔH ° – T1 ΔS° and –RT2 ln K2 = ΔH °
– T2 ΔS°
Kimia Fisika II
Program Studi Pendidikan Kimia-FKIP-Universitas Bengkulu

14. Termodinamika Kesetimbangan
Energi Bebas Gibbs
• Azas Le Châtelier:
• Jika reaksi eksotermis
(ΔH° < 0),, maka kenaikan
temperatur akan
menyebabkan penurunan K
sehingga kesetimbangan
“bergeser ke kiri”
• Jika ΔH° > 0 maka
kenaikan T akan
menghasilkan kenaikan K
sehingga reaksi “bergeser
ke kanan”
Kimia Fisika II
Program Studi Pendidikan Kimia-FKIP-Universitas Bengkulu

15. Termodinamika Kesetimbangan
Energi Bebas Gibbs
• Contoh soal
– Tekanan uap amonium perklorat padat
diketahui sebesar 0.026 torr pada 520K dan
2.32 torr pada 620K. Terdapat uap NH3
teramati pada sistem sehingga diketahu
reaksi kesetimbangannya: NH4ClO4(s) → NH3 (g)
+ HClO4 (g)
– Hitunglah ∆Ho dan ∆So
Kimia Fisika II
Program Studi Pendidikan Kimia-FKIP-Universitas Bengkulu

16. Termodinamika Kesetimbangan
Energi Bebas Gibbs
• Kestimbangan heterogen
– Pada kesetimbangan homogen, 100% produk
tidak pernah tercapai
– Pada kesetimbangan heterogen 100% produk
dapat dicapai
Kimia Fisika II
Program Studi Pendidikan Kimia-FKIP-Universitas Bengkulu

17. Kesimpulan
•
•
•
•
•
Pada reaksi kimia homogen, energi bebas reaktan menjadi lebih
negatif dan energi bebas produk menjadi lebih positif pada saat
perubahan komposisi terjadi.
Total energi (produk+reaktan) selalu menjadi lebih negatif sampai
dicapai titik minimum yang didefinisikan sebagai komposisi
setimbang.
Konstanta kesetimbangan reaksi dinyatakan dengan :
ΔG° = RT ln Kp
Sesuai dengan azas Le Châtelier , perubahan temperatur akan
mempengaruhi kesetimbangan sesuai dengan tanda dari
perubahan entalpinya (ΔH°).
Energi bebas padatan dan cairan bernilai konstan dan tidak
berubah dengan perubahan komposisi (misal pada perubahan
fase) sehingga pada reaksi heterogen, energi total tidak memiliki
nilai minimum.
Kimia Fisika II
Program Studi Pendidikan Kimia-FKIP-Universitas Bengkulu

18. Kimia Fisika II
Program Studi Pendidikan Kimia-FKIP-Universitas Bengkulu