Termodinamika Pembentukan Senyawa

Senyawa merupakan spesi yang diproduksi dari beberapa unsur melalui reaksi kimia. Contohnya, Natrium Klorida yang dikenal sebagai garam dapur, terbentuk melalui perpaduan logam natrium (sodium) yang bersifat reaktif dengan gas klorin yang beracun. Berdasarkan reaksi:

2Na(s) + Cl2(g) --> 2NaCl(s)

Reaksi di atas terjadi tanpa melibatkan ‘bantuan’ dari luar, sehingga disebut sebagai reaksi spontan. Meskipun berlangsung spontan, reaksi ini tidak memperlihatkan tanda-anda seberapa cepat atau lambat reaksi berlangsung. Jika mengalami dekomposisi, reaksi di atas akan berlangsung tidak spontan. Salah satu cara untuk mendapatkan padatan natrium dan gas klorin kembali adalah dengan bantuan energi eksternal berupa arus listrik melalui reaksi dekomposisi atau pelelehan natrium klorida:

2NaCl(l) -->2Na(l) + Cl2(g)

Studi seperti kasus di atas, penyebab terjadinya reaksi kimia merupakan bagian dari termodinamika. Pada bab ini akan dibahas secara sederhana topik yang berkaitan dengan pembentukan senyawa-senyawa anorganik.Untuk memahami materi ini dengan baik, mahasiswa perlu mengenal beberapa istilah yang berkaitan dengan pembentukan senyawa-senyawa anorganik.

1. Entalpi pembentukan

Entalpi pembentukan didefinisikan sebagai perubahan sejumlah panas ketika 1 mol suatu senyawa terbentuk dari unsur-unsurnya pada keadaan standar, 298 K dan 100 kPa. Berdasarkan definisi, entalpi pembentukan standar untuk unsur bebas adalah nol. Simbol untuk entalpi pembentukan pada kondisi standar adalah ??H?_f^o. Jika pada tabel kita menemukan nilai, misalnya ??H?_f^o(CO2(g)) = -394 kJ.mol-1. Hal ini mengindikasikan bahwa terdapat 394 kJ energi yang dilepaskan ketika 1 mol karbon (grafit) bereaksi dengan 1 mol gas oksigen pada 298 K dan tekanan 100 kPa untuk menghasilkan 1 mol gas karbon dioksida.

 

C(s) + O2(g) --> CO2(g) ??H?_f^o= -394 kJ.mol-1Entalpi pembentukan unsur atau senyawa dapat dikombinasikan untuk menghitung perubahan entalpi dalam reaksi kimia. Perubahan entalpi reaksi dapat diketahui melalui persamaan:

??H?^o(reaksi) = ∑??H?_f^o(produk) - = ∑??H?_f^o(reaktan)

2. Energi ikat

Energi ikat adalah energi yang dibutuhkan untuk memutuskan 1 mol ikatan kovalen. Energi akan dilepaskan jika terbentuk ikatan. Sebaliknya, energi akan bertambah jika terjadi pemutusan ikatan. Berikut disajikan tabel energi ikat molekul (diatomik) halogen.Jika diperhatikan, pada tabel 6.1 di atas, nilai energi ikat suatu unsur dalam satu golongan, semakin ke bawah semakin kecil. Hal ini disebabkan oleh bertambahnya ukuran atom dan berkurangnya tumpang tindih orbital.Energi ikat (suatu molekul) bergantung pada keberadaan atom-atom lain yang terdapat dalam molekul. Contohnya energi ikat dari ikatan O—H, dalam air (HO—H) adalah 492 kJ.mol-1 , dalam metanol (CH3O—H) sebesar 435 kJ.mol-1.

Kekuatan ikatan bergantung pada orde ikatan. Semakin banyak orde ikatan maka kekuatan ikatan semakin besar. Contohnya adalah ikatan karbon-nitrogen dalam tabel 6.2.

3. Energi kisi

Energi kisi adalah perubahan energi untuk pembentukan 1 mol padatan ionik dari ion-ion gas penyusunnya. Sebagai contoh adalah energi kisi natrium klorida. Energi kisi natrium klorida berhubungan dengan perubahan energi untuk reaksi,

Na+(g) + Cl-(g) --> Na+Cl-(s)

Energi kisi adalah suatu pengukuran (nyata) dari tarikan atau tolakan elektrostatik ion-ion dalam kisi kristal. Interaksi ini dapat diilustrasikan melalui kisi kristal natrium klorida, sebagaimana disajikan pada gambar 6.1.

Gambat 6.1 Diagram kisi kristal ionik dari struktur natrium klorida

Berdasarkan diagram di atas, tampak kation pusat dikelilingi 6 anion dengan jarak r, dimana r adalah jarak antara cation pusat dengan anion terdekatnya. Adanya 6 anion ini memberikan gaya tarik utama terhadap kisi. Pada jarak (2)1/2r terdapat 12 kation, hal ini akan menyebabkan adanya tolakan terhadap kisi. Pada jarak (3)1/2r terdapat lebih dari 8 anion dan jarak 2r terdapat lebih dari 6 kation. Hal ini akan menyeimbangkan muatan kation dan anion dalam kisi. Setiap tipe kisi memiliki perbedaan susunan kation dan anion, sehingga menghasilkan rangkaian yang konvergen. Nilai dari seri ini disebut Konstanta Madelung. Contoh tipe kisi yang umum diberikan pada tabel 6.3.

4. Entalpi atomisasi

Salah satu variabel pengukuran yang perlu diketahui dalam pembentukan senyawa entalpi atomisasi. Entalpi atomisasi adalah energi yang diperlukan untuk menghasilkan 1 mol atom-atom gas suatu unsur dari unsur tersebut dalam fasa normalnya pada temperatur ruang. Energi ini dapat digunakan untuk melihat pemutusan ikatan logam dalam logam, misalnya tembaga:

Cu(s) --> Cu(g) ??H?_^o= +337 kJ.mol-1

Atau penghilangan ikatan kovalen dan gaya intermolekul dalam senyawa non logam, misalnya diiodin:

I2(s) --> 2I(g) ??H?_^o= +107 kJ.mol-1

Dalam kasus atomisasi diiodin, terdapat dua proses. Pertama, penghilangan gaya dispersi antara molekul. Kedua, pemutusan ikatan kovalen

5. Perubahan entropi

Secara sederhana, entropi selalu dikaitkan dengan derajat ketidakberaturan suatu zat. Akan tetapi, sesungguhnya konsep entropi memiliki bahasan yang cukup luas. Fasa padat memiliki entropi lebih rendah dibandingkan fasa liquid, sedangkan fasa gas memiliki entropi sangat tinggi. Perubahan entropi disimbolkan dengan ?S. Perubahan entropi standar suatu reaksi dapat dihitung dengan persamaan:

??H?^o(reaksi) = ∑??H?_^o(produk) - = ∑??H?_^o(reaktan)

6. Energi bebas

Reaksi yang berlangsung spontan harus memiliki entropi keseluruhan, baik sistem maupun lingkungan bernilai positif. Perubahan entropi lingkungan bersumber dari panas yang dilepas atau diserap oleh suatu reaksi kimia. Entropi cenderung bertambah jika panas berpindah dari sistem ke lingkungan. Sebaliknya, entropi cenderung berkurang jika terjadi penyerapan panas oleh sistem. Energi bebas dirumuskan sebagai:

??G?^o= ??H?_^o – T. ??S?_^o

Secara termodinamika, jika ??G?^o bernilai negatif, maka reaksi berlangsung spontan. Energi bebas juga dapat dihitung menggunakan persamaan:

??G?^o(reaksi) = ∑??G?_f^o(produk) - = ∑??G?_f^o(reaktan)

 

<h4>JUDUL TABEL ANDA</h4>

(kode html di atas ini digunakan untuk membuat judul pada tabel Anda)

<table border=”1″><tbody><tr><th>PERCOBAAN</th><th>KOLOM 1</th><th>KOLOM 2</th><th>KOLOM 3</th><th>KOLOM 4</th><th>KOLOM 5</th></tr>

(kode html di atas ini digunakan untuk membuat rincian paling atas pada tabel)

<tr><th>BARIS 1</th><td>AAA</td><td>BBB</td><td>CCC</td><td>DDD</td><td>EEE</td></tr>

(kode html di atas ini digunakan untukmengisi data pada Baris 1 pada tabel Anda, urutannya dari kiri ke kanan)

<tr><th>BARIS 2</th><td>FFF</td><td>GGG</td><td>HHH</td><td> &nbsp; </td><td>JJJ</td></tr>

(kode html di atas ini digunakan untuk mengisi data pada Baris 2 pada tabel anda, urutannya dari kiri ke kanan. pada Kolom ke 4 diisi &nbsp; untuk mengosongkan cell tsb kalau memang anda mau dikosongkan)

<tr><th>BARIS 3</th><td>KKK</td><td>LLL</td><td>MMM</td><td>NNN</td><td>OOO</td></tr></tbody></table><table border=”1″></table>

Posted in Uncategorize
Leave a Reply


Name


Website


Comment


Chapta
evewcn