Makalah Energi Bebas Gibbs 355v45

ENERGI BEBAS GIBBS Energi bebas Gibbs merupakan fungsi keadaan sehingga besaran ini memiliki nilai pada keadaan standart, seperti halnya dengan entalphi. Hasil pengukuran standart untuk Energi bebas Gibbs dilakukan pada keadaan 25 oC dan dengan tekanan 1 atm. Energi bebas Gibbs pembentukan standart memiliki arti perubahan energi bebas yang menyertai reaksi pembentukan satu mol senyawa dari unsur-unsur penyusunnya. Energi Bebas Gibbs (G) berguna untuk menggambarkan perubahan energi system pada temperatur dan tekanan konstan, dan untuk mengetahui apakah suatu reaksi akan berjalan secara spontan atau tidak serta menunjukkan perubahan entropi total dari sistem. Nilai Energi bebas Gibbs standar pembentukan, disajikan pada tabel berikut ini.

Hubungan antara Energi Bebas Gibbs dan Entropi Seperti yang telah diketahui hukum kedua termodinamika menyatakan bahwa reaksi spontan akan meningkatkan entropi semesta, artinya, ∆Suniv> 0. Namun untuk menetapkan tanda ∆Suniv suatu reaksi, juga perlu menghitung baik ∆Ssis maupun ∆Ssurr. Untuk itu, perlu memakai fungsi termodinamika lain untuk membantu menetapkan apakah reaksi akan terjadi spontan dengan hanya melihat sistem itu sendiri.

Dari persamaan proses spontan, kita mengetahui bahwa untuk proses spontan, kita mempunyai persamaan : ∆Suniv = ∆Ssis + ∆Ssurr >0 Dengan mensubstitusikan -∆Hsis /T pada ∆Ssurr, kita tuliskan: ∆Suniv = ∆Ssis >0 - ∆Hsis Dengan mengalikan kedua sisi persamaanTdengan - T akan dihasilkan : -T∆Suniv = ∆Hsis - T∆Ssis < 0 Dengan mensubstitusikan Gsis = Hsis - TSsis akan dihasilkan : - TSuniv = Gsis Persamaan ini menyatakan bahwa untuk proses yang dilaksanakan pada tekanan konstan dan suhu T, jika perubahan entalpi dan entropi sistem itu sedemikian rupa sehingga ∆Hsis - T∆Ssis lebih kecil daripada nol, maka proses itu haruslah spontan. Untuk menyatakan kespontanan reaksi secara lebih langsung, dapat menggunakan satu fungsi termodinamika lain yang disebut Energi Bebas Gibbs (G), atau lebih singkatnya energi bebas (dari nama fisikawan Amerika Josiah Willard Gibbs): G = H – TS Semua kuantitas dalam Persamaan di atas, berhubungan dengan sistem, dan T adalah suhu sistem. Dapat dilihat bahwa G mempunyai satuan energi (baik H maupun TS adalah dalam satuan energi). Sama seperti H dan S, G adalah fungsi keadaan. Perubahan energi bebas (∆G) suatu sistem pada suhu tetap ialah ∆G = ∆H - T∆S Perubahan energi bebas (∆G) suatu sistem pada tekanan tetap ialah G = - TS Dalam konteks ini, energi bebas ialah energi yang tersedia untuk melakukan kerja. Jadi, jika suatu reaksi diiringi dengan pelepasan energi yang berguna (dengan kata lain, jika ∆G negatif), kenyataan ini sendiri saja sudah menjamin bahwa reaksinya spontan, dan tak perlu mengkhawatirkan bagian lain dari semesta. Syarat-syarat untuk kespontanan dan kesetimbangan pada suhu dan tekanan tetap dari segi ∆G:  

∆G < 0 ∆G > 0

Reaksi spontan Reaksi nonspontan. Reaksi ini spontan pada arah yang berlawanan.



∆G = 0

Sistem berada pada kesetimbangan. Tidak ada perubahan bersih.

Perubahan Energi Bebas Standar Energi bebas reaksi standar (∆G°rxn) ialah perubahan energi bebas untuk reaksi bila reaksi itu terjadi pada kondisi keadaan standar, artinya, bila reaktan berada dalam keadaan standarnya diubah menjadi produk dalam keadaan standarnya. Untuk menghitung ∆G°rxn, mulai dengan persamaan aA + bB cC + dD Perubahan energi bebas standar untuk reaksi ini ialah ∆G°rxn = [ c∆G°f(C) + d∆G° f (D) ] - [ a∆G° f (A) + b∆G° f (B) ] Atau, secara umum, ∆G°rxn = ∑n∆G°f (produk) - ∑m∆G°f (reaktan) Di mana m dan n adalah koefisien stoikiometri. Suku ∆G°f adalah energi bebas pembentukan standar dari senyawa, artinya, perubahan energi-bebas yang terjadi bila 1 mol senyawa disintesis dari unsur-unsurnya dalam keadaan standarnya.