Kimia fisik 2 Potensial kimia ppt

14
K imia Fisik II

description

Potensial kimia

Transcript of Kimia fisik 2 Potensial kimia ppt

Page 1: Kimia fisik 2  Potensial kimia ppt

Kimia Fisik II

Page 2: Kimia fisik 2  Potensial kimia ppt

Kelompok 7

Ahli 1 :

Daniel Marison (A1C112017)

Dosen pengampu :Dra.Wilda Syahri, M.Pd

Prof.Dr.M.Rusdi, M.Sc

Page 3: Kimia fisik 2  Potensial kimia ppt

Definisi Potensial kimia

Potensi kimia adalah Gibbs molar parsial energi bebas, yang didefinisikan sebagai  μi = (partialg / partialni) T, P, nj.

Definisi ini berarti bahwa potensi kimia adalah perubahan energi bebas Gibbs ketika satu mol zat ditambahkan ke jumlah yang sangat besar sampel.

Potensial kimia adalah ukuran stabilitas kimia yang dapat digunakan untuk memprediksi dan menafsirkan perubahan fasa dan reaksi kimia. Zat kimia dengan potensi tinggi akan bereaksi atau bergerak dari satu fase ke yang lain untuk menurunkan keseluruhan energi bebas Gibbs dari sistem.

Sebagai contoh, perhatikan campuran es dan air. Jika es mencair, potensi kimia air lebih rendah daripada es. Jika air membeku, potensi kimia es lebih rendah.

Page 4: Kimia fisik 2  Potensial kimia ppt

Besaran µi , dinamakan potensial kimia yang diperkenalkan ke dalam termodinamika oleh Willard Gibbs yaitu :

dG= - S dT + Vdp atau dG = Vdp -S dT ,

dan sangat memungkinkan pembahasan system terbuka, atau yang tertutup yang mengandung perubahan – perubahan susunan.

Didefinisikan oleh Gibbs sebagai berikut : † “bila kepada sejumlah massa homogen kita umpamakan ditambahnkan sebagian kecil tidak terhingga dari sembarang zat, dengan massanya tetap homogen dan entropinya serta volumenya tetap tidak berubah, ‡ peningkatan energy massa dibagi oleh jumlah zat yang ditambahkan adalah potensial bagi zat itu dalam massa yang bersangkutan.“

 

Page 5: Kimia fisik 2  Potensial kimia ppt

Potensial kimia memiliki fungsi penting yang serupa dengan temperature dan tekanan. Suatu selisih temperature menentukan kecendrungan kalor untuk berpindah dari satu benda ke benda lain, dan selisih tekanan menentukan kecendrungan gerak benda.

Potensial kimia dapat dianggap sebagai penyebab reaksi kimia atau kecendrungan suatu zat untuk pindah dari fase satu ke fase lain. Dengan demikian potensial adalah sejenis tekanan kimia dan juga sifat intensif suatu system, seperti temperature dan tekanan.

(Kenneth Denbigh. 2009. Prinsip – Prinsip Keseimbangan Kimia Edisi IV. Jakarta : UI-Press . Hal 93)

Page 6: Kimia fisik 2  Potensial kimia ppt

Sebagai langkah pertama, kita bayangkanlah G berubah pasa saat komposisi tetap sedangkan tekanan dan temperature berubah sangat kecil.

Kita sudah tau bahwa dG = Vdp - S dT dibawah kondisi yang sama. Oleh karena itu, Karena dG diferrensial eksak, kita dapat mencari koefisien

Disubstitusikan menjadi :

(P.W Atkins. 1989 Kimia Fisika jilid 1 edisi ke 4 . Jakarta : Erlangga. Hal 139)

Page 7: Kimia fisik 2  Potensial kimia ppt

Pada umumnya G harus ditentukan oleh banyaknya zat , dan juga oleh T dan P, Jadi : G = G (T, P, n1, n2, n3, ………nk)

(Kenneth Denbigh. 2009. Prinsip – Prinsip Keseimbangan Kimia Edisi IV. Jakarta : UI-Press . Hal 93-94)

Page 8: Kimia fisik 2  Potensial kimia ppt

Koefisien differensial lainnya terhadap komposisi, secara definisi adalah potensial kimia zat dalam suatu campuran :

Jadi, Potensial kimia µ1 menunjukkan perubahan G ketika zat 1 ditambahkan pada

system (tekanan, temperature dan jumlah zat 2 tetap ) ; µ2 menyatakan hal yang sama

untuk penambahan zat 2.

Potensial kimia bergantung pada komposisi campuran. Misalkan penambahan 10 -3 mol CH3OH (jumlah methanol yang sangat sedikit)pada 1L campuran 20 % metanol/air

menghasilkan perubahan G keseluruhan, yang berbeda dengan perubahan karena penambahan methanol dalam jumlah yang sama pada campuran 80%.

Page 9: Kimia fisik 2  Potensial kimia ppt

Potensial Kimia Gas Ideal Murni

Potensial kimia dari setiap komponen ditetapkan sebagai perubahan dalam energi bebas sistem jika satu mol komponen ditambahkan pada sistem dengan jumlah tidak terhingga, sehingga tidak ada perubahan dalam komposisi yang terjadi dalam sistem.

Secara matematik didefinisikan sebagai :

Page 10: Kimia fisik 2  Potensial kimia ppt

Potensial Kimia Gas Ideal dalam Campuran Gas Ideal

Potensial kimia dari gas ideal murni dalam campuran gas adalah

µ i (murni) adalah potensial kimia gas murni pada temperatur tekanan sama seperti dalam campuran, dan xi adalah fraksi mol.

Dari persamaan ini jelas bahwa potensial kimia dari setiap gas dalam campuran lebih kecil daripada gas murni pada temperatur dan tekanan yang sama, karena xi lebih kecil daripada satu dan ln xi akan negatif.

µ i = µ i (murni) + RT ln xi

Page 11: Kimia fisik 2  Potensial kimia ppt

Larutan Ideal

Potensial kimia cairan/campuran A murni: µA

*(l)

Tekanan uap A murni: PA*

Potensial kimia cairan A standar: µA

o

Potensial kimia A dalam Uap :

µA*(g) = µA

o + RT ln (PA*/Po)

Pada kesetimbangan , µA*(l) = µA*(g) µA*(l) = µA

o + RT ln (PA*/Po)

Jika zat lain juga ada dalam campuran ada zat selain A maka,

µA (l) = µAº + RT ln (PA/Pº)

Selanjutnya , kita gabungkan dua persamaan untuk menghilangkan potensial kimia standar gas , dan diperoleh : µA(l) = µ*A + RT ln (PA/P*A)

µA*(l)

µA*(g)

µA (l)

µA(g)

Page 12: Kimia fisik 2  Potensial kimia ppt

Hukum RaoultPada sekumpulan eksperimen mengenai campuran

cairan yang dekat hubungannya(seperti benzene dan toluene), ahli kimia perancis Francois Raoult menemukan bahwa perbandingan PA/P*A sebanding dengan fraksi mol A dalam cairan.

Hukum Raoult ditulis : PA = XA P*A XA = PA/P*A

Maka untuk larutan ideal persamaannya menjadi

µA(l) = µ*A + RT ln (PA/P*A ) µA(l) = µ*A + RT ln (XA)

Hukum Raoult:(PA/ PA

*) sebanding xA

Atau: PA = xA P*A

Page 13: Kimia fisik 2  Potensial kimia ppt

Grafik penyimpangan hukum Raoult

Grafik hukum Raoult

Page 14: Kimia fisik 2  Potensial kimia ppt

Terima kasih