ENTROPI

  

Entropi adalah fungsi keadaan, dan merupakan kriteria yang menentukan apakah suatu keadaan dapat dicapai dengan spontan dari keadaan lain. (Taro Saito, Kimia Anorganik 1 hal. 42)

Entropi merupakan besaran termodinamika yang menyatakan derajat ketidakteraturan partikel. Jika sistem kemasukan kalor, maka entropi bertambah., dan sebaliknya jika kalor keluar maka entropi berkurang. Menentukan entropi (S) suatu sistem tidak mudah karena menyangkut energi yang di kandungnya. Akan tetapi besarnya perbahan entropi (DS) dalam suatu peristiwa dapat di hitung dari besarnya kalor yang masuk atau yang keluar. Kalor dapat menambah ketidakteraturan (entropi) partikel sistem, tetapi perubahan itu tidak linier, dan bergantung pada suhu sistem. Seperti energi dalam (U) dan entalpi (H), Entropi adalah besaran termodinamika yang nilainya tergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir dan tidak di pengaruhi oleh jalan yang di tempuh. Oleh sebab itu, ΔS proses reversibel sama dengan irreversibel walaupun kalor yang di serap tidak sama.

q_ir = ΔU + P (V₂ – V₁)

Perubahan entropi suatu proses di hitung dari q_r  dan bukan dari q_ir, baik prosesnya reversibel maupun irreversibel.

ΔS = qr/T

 

Karena q_r lebih besar dari q_ir maka dalam proses irreversibel :

ΔS >  qir/T

(syukri, Kimia Dasar 1. Hal 99-100)

Hukum ke-2 termodinamika menyatakan bahwa entropi, S, sistem yang terisolasi dalam proses spontan meningkat. Dinyatakan secara matematis

ΔS > 0 (Taro Saito, Kimia Anorganik 1 hal. 43)

ΔS > 0, prosesnya irreversibel = spontan

ΔS = 0, prosesnya reversibel = kesetimbangan

ΔS ≥ 0, prosesnya alami yakni irreversibel atau reversibel = tidak spontan.

Jika suhu di turunkan terus menerus,mengakibatkan entropi makin lama makin mengecil. Dalam dunia keilmuan, suhu terendah adalah 0 K sehingga di asumsikanpada suhu ini zat murni tersusun paling teratur. Berdasarkan asumsi itu, di sepakati suatu perjanjian yang di sebut hukum ketiga termodinamika. Berdasarkan hukum ini di lakukan pengukuran dan perhitungan kalor yang di serap suatu zat murni dari suhu 0 K sampai suhu tertentu. Akhirnya di hitung entropi zat tersebut pada suhu 25⁰ C dan tekanan 1 atm yang di sebut entropi standar. Dengan adanya entropi standar, dapat di hitung nilai dari ΔSsebuah reaksi anorganik.

     ΔS = Σ entropi produk – Σ entropi reaktan

(syukri, Kimia Dasar 1. Hal 104)

     Energi bebas GiBBs (G)

Untuk menyatakan reaksi yang berjalan spontan, maka di gunakan fungsi termodinamika yang lain yaitu Energi Bebas Gibbs atau dapat di sebut juga sebagai energi bebas. (olimpiade kimia SMA, hal 66)

Energi bebas suatu sistem adalah selisih entalpi dengan temperatur yang di kalikan dengan entropi.

G = H – TS

Sehingga perubahan energi bebas pada suhu konstan adalah ;

ΔG = ΔH – TΔS

Dan pada keadaan standar, energi bebas dapat di hitung dengan persamaan ;

ΔG⁰ = ΔH⁰ – TΔS⁰

Energi bebas dalam keadaan standar telah di ukur untuk setiap senyawa dan telah di tabulasikan secara global sehingga perubahan energi gibbs (ΔG) suatu reaksi anorganik, dapat di hitung dengan rumus :

            ΔG⁰= Σ ΔG_f⁰_produk - Σ ΔG_f⁰_reaktan

Dari persamaan tersebut dapat di ketahui hal-hal seperti berikut ;

ΔG  < 0, reaksi berjalan secara spontan

ΔG  > 0, reaksi berjalan tidak spontan

ΔG = 0 , reaksi dalam keadaan setimbang

Tabel hubungan ΔH, ΔS, ΔG dengan kelangsungan reaksi anorganik :

ΔH	ΔS	ΔG	Kelangsungan reaksi
< 0	> 0	< 0	Reaksi akan berlangsung secara spontan pada suhu tertentu dan akan selalu bernilai negatif
> 0	< 0	> 0	Reaksi akan berlangsung secara tidak spontan pada suhu tertentu dan akan selalu bernilai positif

Hubungan energi bebas dengan konstanta kesetimbangan :

ΔG = ΔG⁰ + RT ln K

Di mana ;

ΔG      = energi bebas pada kondisi tertentu

ΔG⁰       = energi bebas pada kondisi standar

R         = Tetapan gas ideal = 8.314 J/mol-K

T          = Temperatur (K)

K         = Tetapan kesetimbangan

Saat kesetimbangan, ΔG = 0 maka persamaan menjadi :

ΔG⁰= - RT ln K

Dengan hubungan :

·         Jika ΔG⁰ negatif, K > 1 maka reaksi akan berlangsung spontan

·         Jika ΔG⁰ positif, K < 1 maka reaksi akan berlangsung tidak spontan

DAFTAR PUSTAKA

1.         Brady, James .E. 1999. Kimia Universitas Azas & Struktur Jilid 1,

Edisi ke-5. Jakarta : Binarupa Aksara

2.         Saito, Taro.1996. Kimia Anorganik 1. Tokyo : Penerbit Iwanami Shoten

3.         Syukri. 1999. Kimia Dasar 1. Bandung : Penerbit ITB

4.         Prasetiawan, Widi. 2009. Kimia Dasar I.Jakarta : Cerdas Pustaka

5.         Riyanto, Nurdin.2009. Super Genius Olimpiade Kimia SMA Nasional dan