Pengertian Energi Bebas Gibbs Standar. Contoh Soal Menghitung

Energi Bebas Gibbs adalah fungsi kuantitas termodinamika yang menyatakan hubungan antara entalpi, entropi dan temperatur sistem dan direpresentasikan dengan persamaan sebagai berikut:

G = H – TS

G = energi bebas Gibbs

H = entalpi

T =temperatur (K)

S = entropi

Besaran H dan S adalah fungsi keadaan, sehingga besaran G juga merupakan fungsi keadaan. Dimana nilai G ditentukan oleh keadaan awal dan keadaan akhir selama proses berlangsung. Karena besaran H dinyatakan pada tekanan tetap, maka besaran G juga pada tekanan dan suhu tetap.

Jika proses kimia dioperasikan tidak pada tekanan tetap, misal volume tetap, persamaannya berubah menjadi U – TS.

Jika hasil perhitungan diperoleh nilai energi bebas Gibbs negatif atau kurang dari nol, maka proses reaksi kimia terjadi spontan. Jika perubahan energi bebas sama dengan nol, maka proses reaksi reversible atau kesetimbangan. Dan, jika energi bebas nilainya positif atau lebih besar dari nol, maka proses tidak spontan, tetapi proses kebalikannya berlangsung spontan.

Penentuan energi bebas reaksi kimia umumnya dinyatakan dalam perubahan energi bebas Gibbs standar yang dinotasikan sebagai ∆Go. Perubahan energi bebas Gibbs dapat diterapkan jika reaksi dilakukan pada keadaan standar (25 Celcius, 1 atm).

Energi bebas stadar suatu reaksi tidak diukur secara lengsung, namun berdasarkan sifat- sifat energi bebas sebagai fungsi keadaan. Hal ini berbeda dengan entalpi, dimana ∆Ho dapat diukur dari kalor yang dipertukarkan dalam wadah kalorimeter. Sedangkan energi bebas Gibbs, ∆Go tidak dapat diukur dengan cara ini.

Karena perubahan energi bebas Gibbs merupakan fungsi keadaan, maka pengukuran energi bebas sistem reaksi dapat dilakukan melalui pengukuran perubahan entalpi dan perubahan entropi pada temperatur dan tekanan standar. Setelah itu, energi bebas dihitung dengan  menggunakan persamaan energi bebas Gibbs.

Hitung energi bebas standar  ∆Go,  ∆Ho, dan ∆So untuk penguraian batu kapur menjadi kapur tohor dan gas karbon dioksida seperti persamaan reaksi berikut:

CaCO3 (g) → CaO (s)  + CO2(g)

Zat ∆Hof /(kJ/mol) So /(J/Kmol)
CaCO3 (g) -1207 93
CaO (s) -635 40
CO2(g) -393,5 214

Nilai ∆Ho dapat dihitung dari perubahan entalpi pembentukan standar menggunakan persamaan berikut:

∆Ho =  ∆Hof  (CO2) + ∆Hof  (CaO) – ∆Hof  (CaCO3)

∆Ho =  -393,5 kJ/mol – 635 kJ/mol + 1207 kJ/mol

∆Ho =  178,5 kJ/mol

Nilai ∆So dapat dihitung dari data entroi standar menggunakan persamaan berikut:

∆So (reaksi) = ∑So (produk) –  ∑ So(pereaksi)

Untuk reaksi ini adalah:

∆So = So (CaO)  + So (CO2)  –  So(CaCO3)

∆So = 40 J/Kmol + 214 J/Kmol – 93 J/K mol

∆So = 161 J/K mol

Langkah selanjutnya, menghitung energi bebas ∆Go dengan menggunakan nilai ∆Ho  dan ∆So dan persamaan sebagai berikut:

∆Go = ∆Ho  – T∆So

∆Go = 178.500 Jmol  – (298 K x 161 J/Kmol)

∆Go =  13,552 kJ/mol

Dari hasil perhitungan dapat diketahui bahwa perubahan energi bebas penguraian batu kapur pada keadaan standar adalah 13,552kJ/mol. Nilai energi bebasnya adalah positif, maka reaksi ini tidak terjadi. Namun demikian reaksi pembentukan batu kapur dari unsur- unsurnya berlangsung secara spontan pada keadaan standar.

Contoh Soal Perhitungan Entalpi Reaksi Kimia.

Perhatikan reaksi pembakaran karbon menjadi gas karbon dioksida seperti ditunjukan dengan persamaan reaksi berikut: Reaksi satu Tahap C + O2   → CO...

Contoh Soal Perhitungan Perubahan Entalpi Reaksi Pembakaran.

Penjelasan Contoh soal berikut merupakan penjelasan tentang perubahan entalpi reaksi yang hanya tergantung pada keadaan awal dan akhir. Entalpi tidak...

Elektron, Proton, Neutron. Partikel Dasar Struktur Atom. Pengertian Penjelasan Contoh.

Atom dibangun oleh partikel- partikel subatom yaitu elektron, proton dan neutron. Proton dan neutron terletak dalam inti atom, sedangkan elektron berada...

Entalpi Reaksi Kimia, Pengertian Penjelasan Contoh Soal Perhitungan.

Pengertian Entalpi. Entalpi adalah kalor yang terlibat dalam suatu reaksi kimia yang dilakukan pada kondisi tekanan tetap. Entalpi dinotasikan dengan...

Gaya van der Waals. Pengertian, Penjelasan Contohnya.

Pengetian . Gaya van der waals adalah  gaya tarik listrik yang terjadi antara partikel – partikel yang memiliki muatan. Partikel – partikel dimaksud dapa...

Hukum Avogadro. Pengertian, Penjelasan Contoh Perhitungan.

Pengertian . Hukum Avogadro menyatakan, bahwa  pada temperatur dan tekanan yang sama, gas- gas dengan volume yang sama, akan mempunyai jumlah molekul ...

Hukum Boyle – Gay Lussac. Pengertian, Penjelasan Contoh Soal Perhitungan

Hukum Boyle – Gay Lussac merupakan gabungan dari tiga hukum yang menjelaskan tentang perilaku variabel gas, yaitu hukum Boyle, Hukum Charles, dan hukum G...

Hukum Faraday Pada Reaksi Sel Elektrokimia, Elektrolisis

Pengertian Definisi Hukum Faraday Michael Faraday adalah seorang pakar Kimia-Fisika Inggris. Faraday menyatakan bahwa sel elektrolisis dapat digunakan...

Hukum Hess, Contoh Perhitungan Entalpi Reaksi Kimia.

Pengertian Hukum Hess. Hukum Hess menyatakan bahwa kalor (dalam hal ini entalpi) yang menyertai suatu reaksi kimia tidak bergantung pada jalan yang ...

Hukum Kekekalan Massa Pada Reaksi Kimia

Pengertian, Definisi Kekekalan Massa Awalnya hukum kekekalan massa diajukan oleh ilmuwann bernama Mikhail Lomonosov (1748) setelah dapat membuktikannya...

Hukum Persamaan Gas Ideal. Pengertian, Penjelasan Contoh Perhitungan

Pengertian. Persamaan gas ideal adalah persamaan yang merepresentasikan hubungan antara tekanan dan volume suatu gas dengan temperatur dan jumlah mol...

Hukum Termodinamika

Hukum Termodinamika Pertama Hukum termodinamika pertama menyatakan konservasi energi bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dimusahkan, tetapi dapat...

Hukum Termodinamika Kedua.

Pengertian Hukum kedua termodinamika kimia menyatakan arah suatu proses dan kespontanan suatu reaksi. Hal ini didasarkan pada kenyataan bahwa, walaupun...

Ikatan Hidrogen. Pengertian, Penjelasan Contohnya

Pengertian. Ikatan hidrogen adalah ikatan tambahan berupa daya tarik listrik antara atom hidrogen dengan unsur elektronegtif, sedangkan kedua atom ini...

Jenis Bahan Pewarna Alami Untuk Makanan

Pengertian Definisi Bahan Pewarna Alami Untuk Makanan Berdasarkan pada fungsinya, zat aditif atau bahan yang ditambahkan pada makanan dapat digolongkan...

Jenis Sumber Bahan Pengawet Alami Untuk Makanan

Pengertian Definisi Bahan Pengawet Di negara tropis seperti Indonesia, temperatur dan kelembaban udara pada umumnya relatif tinggi. Keadaan ini dapat...

Katalis Reaksi Kimia: Fungsi, Sifat, Jenis.

Pengertian Katalis adalah suatu zat yang memiliki fungsi untuk mempercepat terjadinya suatu reaksi atau mempercepat laju reaksi. Akan tetapi katalis...

Kemolaran, Kemolalan, Kenormalan. Pengertian, Penjelasan Contoh Perhitungan

Pengertian Kemolaran. Kemolaran adalah banyaknya mol zat terlarut dalam tiap liter larutan dan dinotasikan dengan huruf  (M) besar. Harga kemolaran ...

Komposisi, Komponen Minyak Bumi, Bahan Bakar Minyak

Pengertian, Definisi Komponen, Komposisi Minyak Bumi. Minyak bumi adalah campuran yang terdiri dari berragam senyawa hidrokarbon, dan sedikit senyawa...

Menentukan Rumus Empiris Senyawa Kimia Molekul. Pengertian, Penjelasan Contoh Soal Perhitungan.

Metoda yang umum digunakan dalam penentuan rumus kimia molekul adalah analisis pengendapan dan analisis pembakaran. Metoda Analisis Pengendapan Metoda...