Potensial kimia

2. Kelompok 7
Ahli 1 :
Daniel Marison (A1C112017)
Dosen pengampu :Dra.Wilda Syahri, M.Pd
Prof.Dr.M.Rusdi, M.Sc

3. 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.

4. 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.“

5. 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)

6. 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)

7. 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)

8. 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%.

9. 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 :

10. 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.
µi =µi (murni)+RTlnxi

11. 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)

12. Hukum Raoult
Pada 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

13. Grafik
penyimpangan
hukum Raoult
Grafik hukum Raoult