1. Judul Praktikum : Entropi Sistem
2. Tujuan Percobaan : Mempelajari perubahan entropi sistem pada beberapa reaksi 3. Landasan Teori :
Wujud zat digolongkan ke dalam tiga macam yaitu padat, cair dan gas. Keteraturan susunan partikel ketiga macam zat tersebut secara berturut-turut adalah padat > cair > gas. Ukuran ketidak teraturan suatu sistem dinyatakan dengan entropi (S). Perubahannya disebut ΔS dapat dinyatakan secara kualitatif maupun kuantitatif.
Entropi adalah besaran termodinamika yang menyertai perubahan setiap keadaan, dari keadaan awal sampai akhir sistem. Entropi menyatakan ukuran ketidakteraturan sistem. Suatu sistem yang memiliki energi entropi tinggi berarti sistem tersebut makin tidak teratur. Contohnya jika gas di panaskan, maka molekul-molekul gas akan bergerak secara acak, yang menunjukkan entropi tinggi. Sebaliknya, jika suhu diturunkan, gas bergerak lebih teratur atau entropi rendah.
Proses-proses transisi yang berlangsung pada suhu dan tekanan tetap seperti perubahan wujud (penyubliman, penguapan, dan pelelehan) atau perubahan bentuk kristal (transformasi) pada umumnya berlangsung secara reversibel. Persamaannya sebagai berikut:
Proses tak reversibel (seperti pendinginan hingga mencapai temperatur yang sama dengan temperatur lingkungan dan pemuaian bebas dari gas) adalah proses spontan, sehingga proses itu disertai dengan kenaikan entropi. Kita dapat menyatakan bahwa proses tak reversibel menghasilkan entropi. Sedangkan proses reversibel adalah perubahan yang sangat seimbang, dengan sistem dalam keseimbangan dengan lingkungannya pada setiap tahap. Setiap langkah yang sangat kecil di sepanjang jalannya bersifat reversibel dan terjadi tanpa menyebarkan energi secara kacau, sehingga juga tanpa kenaikan entropi; proses reversibel tidak menghasilkan entropi, melainkan hanya memindahkan entropi dari satu bagian ke bagian lain (Atkins, 1986).
Jika dikembalikan ke keadaan semula secara reversibel, entropinya berubah sebesar (karena entropi termasuk fungsi keadaan dan nilainya harus kembali ke nilai asalnya jika keadaannya dikembalikan). Energi yang harus diberukan sebagai panas juga negatif dari perubahan dalam langkah maju, dan sama dengan –dQrev. Energi ini berasal
dari lingkungan sehingga lingkungan mengalami perubahan dQ = dQrev dan entropinya berubah sebesar dS = dQrev / T. Walaupun demikian, perubahan total sistem global, terisolasi selama pemulihan bernilai nol (karena pemulihan ini berlangsung reversibel). Oleh karena itu
4. Alat dan Bahan :
Alat :
1. Tabung reaksi 3 buah 2. Termometer (0-100ᴼC) 1 buah
3. Spatula 1 buah
4. Tempat rol film 2 buah 5. Gelas ukur 1 buah Bahan : 1. NaOH padat 2. KNO3 padat 3. Larutan HCl 0.1M 4. NH4Cl padat 5. Aquades 6. Logam Mg 7. Ba(OH)2 padat
5. Langkah Percobaan : 10mL air Suhu - Dimasukkan ke dalam tabung reaksi
- Diukur dan dicatat suhunya
- Ditambah NaOH padat - Dikocok hingga larut - Diukur dan dicatat
suhunya
10mL air
Suhu
- Dimasukkan ke dalam tabung reaksi
- Diukur dan dicatat suhunya
- Ditambah KNO3 padat
- Dikocok hingga larut - Diukur dan dicatat
suhunya
5mL HCl 0,1M
Suhu
- Dimasukkan ke dalam tabung reaksi
- Diukur dan dicatat suhunya
- Ditambah logam Mg - Dikocok hingga larut - Diukur dan dicatat
suhunya
1 sendok spatula Ba(OH)2
padat + ½ sendok spatula NH4Cl padat
Suhu
- Dimasukkan ke dalam tempat rol film
- Diukur dan dicatat suhunya - Ditutup
- Dikocok hingga bercampur sempurna
- Dibuka tutupnya
- Dicium bau gas yang terjadi - Diukur dan dicatat suhunya
6. Hasil Pengamatan :
No. Hasil Pengamatan Dugaan / Reaksi Kesimpulan
Sebelum Sesudah
1.
- Suhu : 30oC
- m NaOH : 0,468 gram - NaOH : kristal putih - Akuades : tidak
berwarna
- Suhu : 34oC
- Dinding tabung terasa panas
- Terdapat gelembung-gelembung gas (+) - Larutan tetap tidak
berwarna
- Entropi positif karena sistem dari keadaan teratur menjadi kurang teratur. - Reaksi eksoterm. - . 2. - Suhu : 30oC - m KNO3 : 0,041 gram - KNO3 : kristal putih - Akuades : tidak
berwarna
- Suhu : 29oC - Larutan tetap tidak
berwarna
- Entropi diperoleh dengan sistem dari keadaan teratur
menjadi kurang teratur. - Reaksi endoterm,
ditandai dengan
penurunan suhu setelah reaksi.
3. - Suhu : 31oC - HCl : tidak berwarna - m Mg : 0,025 gram - Mg : serbuk hitam - Suhu : 33oC - Larutan HCl + logam Mg : larutan keruh (+++) lalu menjadi tidak berwarna, dan terdapat gelembung-gelembung gas (+++)
- Entropi positif karena sistem dari keadaan teratur menjadi kurang teratur.
- Reaksi eksoterm. - .
4.
- Suhu : 31oC
- Ba(OH)2 : kristal putih - NH4Cl : serbuk putih - m Ba(OH)2 : 0,145
gram
- m NH4Cl : 0,033 gram
- Suhu : 33oC
- Terdapat bau menyengat (++++)
- Campuran padatan setelah dikocok semakin habis
- Entropi positif karena sistem dari keadaan teratur menjadi kurang teratur.
- Timbul gas NH3. - . - Urutan entropi :
7. Perhitungan dan Analisis : Perhitungan : 1. = 10,468 × 4,2 × (4+273) = 12178,4712 J = 12,1785 kJ. 2. = 10,041 × 4,2 × (-1+273) = 11470,8384 J = 11,4708 kJ. 3. = 5,925 × 4,2 × (2+273) = 6843,375 J = 6,8434 kJ.
4. = 0,178 × 4,2 × (2+273) = 205,59 J Analisis :
Pada percobaan entropi sistem, dilakukan empat percobaan. Pada percobaan pertama, mula-mula 10mL air dimasukkan ke dalam tabung reaksi. Air tersebut kemudian diukur dan dicatat suhunya. Kemudian ditambahkan ½ sendok spatula NaOH padat yang sudah ditimbang. Lalu dikocok hingga NaOH larut. Larutan tersebut diukur dan dicatat suhunya. Setelah diamati, dinding tabung reaksi terasa panas dan muncul gelembung-gelembung gas (+) pada larutan. Suhu larutan pun bertambah, yakni sebesar 4oC, yang menunjukkan adanya reaksi eksoterm. NaOH padat larut dalam air, yang menunjukkan perubahan entropi dari sistem teratur (padat) menjadi kurang teratur (cair).
Selanjutnya pada percobaan kedua, mula-mula 10mL air dimasukkan ke dalam tabung reaksi. Air tersebut kemudian diukur dan dicatat suhunya. Kemudian ditambahkan ½ sendok spatula KNO3 padat yang sudah ditimbang. Lalu dikocok hingga KNO3 larut. Larutan tersebut diukur dan dicatat suhunya. Setelah diamati, suhu larutan ternyata menurun, yakni sebesar 1oC, yang menunjukkan adanya reaksi endoterm. KNO3 padat larut dalam air, yang menunjukkan perubahan entropi dari sistem teratur (padat) menjadi kurang teratur (cair).
Sedangkan pada percobaan ketiga, mula-mula 5mL HCl 0,1M dimasukkan ke dalam tabung reaksi. Kemudian diukur dan dicatat suhunya. Lalu ditambahkan beberapa potongan logam Mg yang sudah ditimbang. Selanjutnya dikocok hingga logam Mg larut. Larutan tersebut diukur dan dicatat suhunya. Setelah diamati, suhu larutan ternyata naik, yakni sebesar 2oC, yang menunjukkan adanya reaksi eksoterm. Logam Mg padat larut dalam air, yang menunjukkan perubahan entropi dari sistem teratur (padat) menjadi kurang teratur
(cair). Pada awal bereaksi, larutan berwarna keruh (+++) namun lama-lama menjadi tidak berwarna. Dan terbentuk gelembung-gelembung gas (+++) pada larutan.
Dan untuk percobaan keempat, mula-mula 1 sendok spatula Ba(OH)2 dan ½ sendok spatula NH4Cl padat dimasukkan ke dalam tempat rol film. Kemudian diukur dan dicatat suhunya. Lalu tempat rol film tersebut ditutup dan dikocok hingga keduanya tercampur sempurna. Dibuka tutup tempat rol film terseut, suhunya diukur dan dicatat, serta bau gas yang terbentuk dicatat. Setelah diamati, suhu larutan ternyata naik, yakni sebesar 2oC, yang menunjukkan adanya reaksi eksoterm. Gas yang terbentuk memiliki bau yang sangat menyengat dan campuran dari kedua padatan tersebut semakin habis setelah dikocok. Hal tersebut menunjukkan perubahan entropi dari sistem teratur (padat) menjadi kurang teratur (gas).
8. Diskusi :
Pada percobaan entropi sistem, logam Mg pada percobaan ketiga, awalnya memang tidak habis, ketika dikocok untuk dilarutkan dalam HCl. Namun, ketika dikocok lagi dan dibiarkan, maka logam Mg akan semakin habis dan benar-benar larut dalam HCl.
Sedangkan pada percobaan kedua, nilai entropi yang diperoleh bernilai negatif. Hal ini dikarenakan pada percobaan tersebut berlangsung secara endoterm, yang ditandai dengan penurunan suhu, sebesar 1oC. Karena pada perhitungan nilai entropi, suhu berbanding lurus dengan nilai entropi.
9. Simpulan :
Dari percobaan yang dilakukan, diketahui bahwa dari keempat percobaan, semuanya menghasilkan nilai entropi yang positif, kecuali percobaan kedua.
Suhu merupakan faktor yang sangat memengaruhi besar nilai entropi, karena dalam perhitungan secara teoritis, nilai entropi berbanding lurus dengan suhu.
10. Daftar Pustaka :
Atkins, P. W. 1994. Kimia Fisika Jilid I. Jakarta: Erlangga
Tim Penyusun. 2012. Petunjuk Praktikum Kimia Fisika II. Surabaya : Unipress.
http://ahmadariesandy.blogspot.com/2011/08/pengertian-entropi.html (diakses pada
11. Tugas :
1. Berdasarkan data percobaan, tentukan perubahan entropi secara kualitatif maupun kuantitatif!
a. Secara kualitatif
Perubahan entropi secara kualitatif ditandai dengan adanya perubahan wujud pada saat reaksi. Dimana entropi dari perubahan tersebut menunjukkan peningkatan berdasarkan urutan keteratura, yakni padat > cair > gas. Selain itu, adanya perubahan suhu yang ditandai dengan permukaan tabung reaksi yang terasa panas dan terbentuknya gelembung-gelembung gas seperti pada percobaan pertama dan ketiga. Sedangkan pada percobaan keempat, terbentuk gas yang dapat diamati baunya.
b. Secara kuantitatif
Perubahan entropi secara kuantitatif dapat diketahui dengan melakukan pengukuran suhu menggunakan termometer dan secara perhitungan teoritis, yakni menggunakan rumus . 1. = 10,468 × 4,2 × (4+273) = 12178,4712 J = 12,1785 kJ. 2. = 10,041 × 4,2 × (-1+273) = 11470,8384 J = 11,4708 kJ.
3. = 5,925 × 4,2 × (2+273) = 6843,375 J = 6,8434 kJ. 4. = 0,178 × 4,2 × (2+273) = 205,59 J
2. Deskripsikan hasil analisis saudara!
Pada percobaan entropi sistem, dilakukan empat percobaan. Pada percobaan pertama, mula-mula 10mL air dimasukkan ke dalam tabung reaksi. Air tersebut kemudian diukur dan dicatat suhunya. Kemudian ditambahkan ½ sendok spatula NaOH padat yang sudah ditimbang. Lalu dikocok hingga NaOH larut. Larutan tersebut diukur dan dicatat suhunya. Setelah diamati, dinding tabung reaksi terasa panas dan muncul gelembung-gelembung gas (+) pada larutan. Suhu larutan pun bertambah, yakni sebesar 4oC, yang menunjukkan adanya reaksi eksoterm. NaOH padat larut dalam air, yang menunjukkan perubahan entropi dari sistem teratur (padat) menjadi kurang teratur (cair).
Selanjutnya pada percobaan kedua, mula-mula 10mL air dimasukkan ke dalam tabung reaksi. Air tersebut kemudian diukur dan dicatat suhunya. Kemudian ditambahkan ½ sendok spatula KNO3 padat yang sudah ditimbang. Lalu dikocok hingga KNO3 larut. Larutan tersebut diukur dan dicatat suhunya. Setelah diamati, suhu larutan ternyata menurun, yakni sebesar 1oC, yang menunjukkan adanya reaksi endoterm. KNO3 padat larut dalam air, yang menunjukkan perubahan entropi dari sistem teratur (padat) menjadi kurang teratur (cair).
Sedangkan pada percobaan ketiga, mula-mula 5mL HCl 0,1M dimasukkan ke dalam tabung reaksi. Kemudian diukur dan dicatat suhunya. Lalu ditambahkan beberapa potongan logam Mg yang sudah ditimbang. Selanjutnya dikocok hingga logam Mg larut. Larutan tersebut diukur dan dicatat suhunya. Setelah diamati, suhu larutan ternyata naik, yakni sebesar 2oC, yang menunjukkan adanya reaksi eksoterm. Logam Mg padat larut dalam air, yang menunjukkan perubahan entropi dari sistem teratur (padat) menjadi kurang teratur (cair). Pada awal bereaksi, larutan berwarna keruh (+++) namun lama-lama menjadi tidak berwarna. Dan terbentuk gelembung-gelembung gas (+++) pada larutan.
Dan untuk percobaan keempat, mula-mula 1 sendok spatula Ba(OH)2 dan ½ sendok spatula NH4Cl padat dimasukkan ke dalam tempat rol film. Kemudian diukur dan dicatat suhunya. Lalu tempat rol film tersebut ditutup dan dikocok hingga keduanya tercampur sempurna. Dibuka tutup tempat rol film terseut, suhunya diukur dan dicatat, serta bau gas yang terbentuk dicatat. Setelah diamati, suhu larutan ternyata naik, yakni sebesar 2oC, yang menunjukkan adanya reaksi eksoterm. Gas yang terbentuk memiliki bau yang sangat menyengat dan campuran dari kedua padatan tersebut semakin habis setelah dikocok. Hal tersebut menunjukkan perubahan entropi dari sistem teratur (padat) menjadi kurang teratur (gas).
12. Lampiran :
NaOH ketika dimasukkan ke dalam air
Logam Mg ketika dimasukkan ke dalam HCl
KNO3 ketika dimasukkan ke dalam air
Hasil dari percobaan (dari kanan) : pertama, kedua, dan ketiga
Ba(OH)2 dan NH4Cl dalam tempat rol film (sebelum
dikocok)
Ba(OH)2 dan NH4Cl dalam tempat rol film (sesudah dikocok)
