MATERI KIMIA FISIKA 1

Pertemuan 1

Materi:

Pengantar Kimia Fisika

1.    Definisi Kimia Fisika

bagian dari ilmu kimia yang    mempelajari sifat-sifat fisik dan perilaku zat serta hukum-hukum yang bertalian dengan         interaksi kimia meliputi kimia kuantum, termodinamika dan kinetika.

2.    Teori kuantum meliputi struktur dan sifat atom atau molekul, ikatan kimia, spektroskopi dan elektrokimia.

3.    Termodinamika

Perubahan energi yang terjadi di dalam interaksi kimia dan segala sesuatu yang menyertai perubahan energi tersebut meliputi hal yang mempengaruhi syarat terjadinya reaksi spontan dan kesetimbangan reaksi.

4.    Kinetika kimia meliputi laju reaksi, mekanisme, katalis serta teori untuk menghitung laju reaksi.

5.    Aplikasi termodinamika pada gas:

Sifat Gas

a.    Gas mengikuti bentuk dan volume wadah yang ditempatinya.

b.    Gas bersifat homogen yang artinya tercampur rata dalam suatu wadah yang sama.

c.    Dapat dimampatkan.

d.    Sangat dipengaruhi temperature yaitu dipanaskan akan memuai dan didiginkan akan menyusut.

e.    Memiliki kerapatan yang lebih rendah dibanding padatan dan cairan.

Tekanan

Adalah gaya per satuan luas dengan satuan Pascal (Pa) 1 Pa = 1 Nm^-2 atau atm (1 atm = 101,325 kPa).

Temperatur

Ukuran derajat panas atau dinginnya suatu benda.

6.    Hukum Gas Ideal

Hukum Avogadro: Pada suhu dan tekanan tetap, volume gas berbanding lurus dengan jumlah mol gas.

 =

Hukum Gay Lussac: Jika mol dan volume konstan, maka tekanan berbanding lurus dengan temperatur.

 =

Hukum Charles: Jika tekanan dan mol konstan,maka volume berbanding lurus dengan temperatur

Hukum Boyle: Pada suhu tetap, volume sejumlah tertentu gas berbanding terbalik dengan tekanan.

P1 V1 = P2 V2

Turunan Persamaan Gas Ideal

Fungsi Persamaan Gas         V = V (n,T,P)

V = (n T R)/P

PV = nRT

Pertemuan 2

Persamaan Gas Ideal

Pada kondisi 0⁰C and 1 atm dinamakan standard temperature and pressure (STP).

R     = tetapan gas umum

   = 8.314 J K^-1mol^-1

    = 8.206 . 10^-2 L atm K^-1 mol^-1

   = 1.987 kal K^-1 mol^-1

    =  62.36  L  Torr K^-1 mol^-1

Volume molar (V_m) pada P dan T standar (1 atm, 0^oC)

        V_m=22.4 L mol ^-1

Pada P,T kamar standar (1 bar, 25 ^oC)

        V_m=24.790 L mol^-1          

Persamaan Keadaan Gas Nyata

Gas nyata bersifat tidak sempurna, yaitu gas yang tidak mematuhi dengan tepat hukum gas sempurna (terutama pada tekanan tinggi)

Gas nyata memperlihatkan penyimpangan dari hukum gas sempurna karena molekul2 berinteraksi satu sama lain:

1. Gaya tolak antar molekul membantu pemuaian
2. Gaya tarik antar molekul membantu pemampatan

Persamaan Van der Waals:

Adanya gaya tarik antar molekul menyebabkan perlu diadakannya koreksi terhadap tekanan pada persamaan gas ideal. Tekanan yg sebenarnya lebih rendah dari tekanan gas ideal yaitu:

P= P_i  - a ( n/V ) ²                          a = tetapan

Molekul-molekul gas nyata juga mempunyai volume sendiri, maka volumenya menjadi V – nb.     

nb=vol yg dtempati gas

 (P + n² a/V²) (V – nb) = n R T

^{Persamaan Virial Equation of State}

B adalah koefisien virial dan, koefisine virial yang pertama B1 adalah satu sedangkan koefisien virial selanjutnya tergantung pada temperature.

Persamaan Pressure Virial Equation of State

Dapat dilihat bahwa A2 adalah sama seperti B2 merupakan virial koefisien.

Beberapa persamaan terkait gas nyata

Faktor Kompresi untuk Gas Nyata

Digunakan untuk menyatakan sifat gas nyata.

Factor kompresi berniali satu untuk gas ideal. Gambar menunjukkan grafik factor kompresi untuk nitrogen sebagai fungsi dari tekanan pada beberapa temperature. Pada suhu rendah, nilai Z kurang dari 1 untuk tekanan sedang, sedangkan untuk tekanan yang lebih besar nilai Z meningkat lebih besar dari 1. Adanya gaya tarik antar molekul akan mengurangi nilai Z sedangkan tolakan berakibat sebaliknya. Gaya tarik menarik biasanya lebih berpengaruh pada suhu dan tekanan rendah sedangkan tolakan berlaku sebaliknya. Temperature dimana kyrva menunjukkan nilai slope NOL tekanan dikenal sebagai Boyle temperature. Pada temperature inilah gas mendekati nilai ideal untuk tekanan rendah.

dimana y = 1/Vm. Karena a dan b adalah positif untuk semua gas maka bagian pertama dari persamaan ini memberikan nilai positif untuk nilai Z sedangkan bagian kedua bernilai negative. Huruf b menyatakan efek tolakan antar atom sedangkan huruf a menyatakan efek dari gaya tarik menarik. Untuk temperature tinggi, bagian kedua tidak terlalu penting dan factor kompresi akan bernilai lebih dari satu. Sedangkan pada suhu dibawah Boyle Temperatur, bagian kedua menjadi lebih penting sehingga nilai Z akan kurang dari 1 dan hanya terjadi jika y tidak terlalu besar nilainya.

Pertemuan 3

Pengantar Termodinamika dan Hukum Termodinamika I

Studi tentang penggunaan hukum-hukum termodinamika pada sistem kimia.

Studi ini mencakup 2 aspek: Penentuan kalor reaksi. Dan mempelajari tentang arah proses dan peristiwa kesetimbangan.

Jika dalam suatu perubahan keadaan, sistem menyerap sejumlah kecil kalor (dq) dan melakukan sejumlah kecil kerja (dw), maka sistem akan mengalami perubahan :

                                    dU = dq + dw

Untuk perubahan besar menjadi:

                                    ΔU = q + w

Sistem:

sejumlah zat yang berada dalam sebuah wadah yang dapat dipelajari sifat-sifatnya pada kondisi yang dapat berubah-ubah. Dpt berupa: tabung rx, mesin, sel elektrokimia.

Jenis-jenis system:

Status thermodinamik system adalah merupakan spesifikasi lengkap susunan dan sifat fisis suatu sistem. Sifat sistem ditentukan oleh satu set tertentu peubah-peubah thermodinamik. Tidak semua peubah thermodinamik harus diukur guna menentukan sifat sistem. Apabila jumlah tertentu besaran fisis yang diukur dapat digunakan untuk menentukan besaran-besaran fisis yang lain maka jumlah pengukuran tersebut dikatakan sudah lengkap. sudah dapat menentukan status sistem, walaupun jumlah itu hanya sebagian dari seluruh besaran fisis yang menentukan status.

Jadi eksistensi sistem ditentukan oleh status-nya, sedangkan  jumlah peubah yang perlu diukur agar status sistem dapat ditentukan tergantung dari sistem itu sendiri. Pengukuran atau set pengukuran peubah yang menentukan status tersebut harus dilakukan dalam kondisi keseimbangan. Keseimbangan sistem tercapai apabila semua peubah yang menetukan sifat sistem tidak lagi berubah.

Latihan

Sebuah kalorimeter terdapat zat yang bereaksi secara eksotermik dan ternyata 0,5 kg air yang mengelilinginya sebagai pelarut mengalami kenaikan temperatur sebesar 3˚C. Kalor jenis air 4,2 J/gram K. Berapakah kalor reaksi zat yang dilepaskan oleh reaksi itu??

Pada suatu percobaan direaksikan 50 mL larutan HCl 1M dengan 50 mL NaOH 1 M dalam gelas plastik yang kedap panas. Temperatur larutan mula-mula 29˚C dan pada saat bereaksi menjadi 35,5 ˚C. kalor jenis larutan dianggap sama dengan kalor jenis air.

            a. Tentukan perubahan entalpi penetralan!

            b. Tulislah persamaan termokimia reaksi!

Keadaan Sistem dan Fungsi Keadaan

Suatu sistem berada dalam keadaan tertentu, jika semua sifat-sifatnya tidak berubah dengan waktu. Keadaan sistem ditentukan oleh sejumlah parameter/variabel sistem. Setiap variabel hanya bergantung pada keadaan sistem             dan tidak bergantung pada bagaimana keadaan itu tercapai disebut fungsi keadaan.

Macam-macam variable system:

1. Variabel intensif, Variabel yang tidak bergantung pada ukuran sistem (tekanan, suhu, medan listrik, massa jenis)
2. Variabel ekstensif, Variabel yang bergantung pada ukuran sistem (massa, volume, energi dalam, entropi)

Perubahan Keadaan

Urutan perubahan sistem dari keadaan awal menuju keadaan akhir disebut proses/jalannya         perubahan.

Suatu proses dapat bersifat reversibel dan tak reversibel.

Syarat proses reversibel:proses itu dapat dibalik arahnya,  proses itu harus berlangsung sedemikian lambatnya sehingga setiap keadaan antara dilalui oleh sistem dalam kesetimbangan.

Semua proses yang terjadi di alam bersifat tak reversibel, oleh karenanya berakhir dalam waktu tertentu.

Proses dapat diperlakukan reversibel dengan cara:

            - Isoterm                      - Isobar

            - Isokhor                      - Adiabatis

Dalam termodinamika proses reversibel penting sekali         karena proses ini menghasilkan kerja maksimum.

Kalor

Kalor (q) : energi yang dipindahkan melalui batas-batas sistem sebagai akibat adanya perbedaan suhu antara sistem dan lingkungan.

•       Jika kalor masuk sistem maka q +

•       Jika kalor keluar sistem maka q –

Jumlah kalor yang dipertukarkan antara sistem dan lingkungan bergantung pada proses, sehingga q bukan merupakan fungsi keadaan.

Pada sistem tertutup, panas dapat menembus bidang batas bila antara sistem dan lingkungannya terdapat gradien temperatur. Sejumlah panas dapat ditransfer dari sistem ke lingkungan. Sejumlah panas dapat ditransfer dari lingkungan ke sistem Panas bukanlah besaran intrinsik sistem. Ia bisa masuk ke sistem dan juga bisa keluar dari sistem.

Kerja

Kerja (w) : setiap bentuk energi yang bukan kalor.

•       Jika lingkungan melakukan kerja terhadap sistem w +

•       Jika sistem melakukan kerja terhadap lingkungan w –

Kerja bergantung pada proses sehingga bukan merupakan fungsi keadaan. Contoh kerja: Kerja listrik, kerja mekanik, kerja permukaan Kerja adalah bentuk energi yang ditranfer antara sistem dengan lingkungannya karena ada interaksi gaya antara sistem dan lingkungannya. Kerja, dengan simbol w, juga bukan besaran intrinsik sistem; bisa masuk ataupun keluar dari sistem

Energy

Energi: kapasitas sistem untuk melakukan kerja. Setiap sistem mempunyai sejumlah energi yg merupakan jumlah total dari bentuk energi kinetik dan energi potensial disebut Energi dalam (U).

                                    U = Ep + Ek

U bergantung pada keadaan sistem sehingga merupakan suatu fungsi keadaan.

Jika kita melakukan kerja terhadap sistem terisolasi (memampatkan gas dengan memutar pegas) artinya kita menambah kapasitasnya untuk melakukan kerja sehingga menambah energinya. Jika sistem melakukan kerja (waktu pengisap silinder bergerak keluar), energinya berkurang karena sistem itu dapat melakukan kerja lebih sedikit dari sebelumnya.

Jika sistem melakukan perubahan dari keadaan 1 (U₁) ke keadaan 2 (U₂), maka energi sistem akan berkurang sebanyak:  

                                    ΔU = U₂ – U₁ 

                                    dU  ₌  U₂ – U₁

Pertemuan 4

Hukum Termodinamika I

Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, energy hanya berubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya.

“Energi dalam dari system tertutup adalah KONSTAN”.

Jika dalam suatu perubahan keadaan, sistem menyerap sejumlah kecil kalor (dq) dan melakukan sejumlah kecil kerja (dw), maka sistem akan mengalami perubahan :

                                    dU = dq + dw

Untuk perubahan besar menjadi:

                                    ΔU = q + w

Hukum termodinamika I memungkinkan kita untuk menghitung jumlah usaha dan kalor yang ditransfer dalam berbagai proses termasuk proses adiabatic.hukum termodinamik I yang diaplikasikan pada system dimana tidak ada perubahan energy kinetic dan energy potensial.

Energi dalam dan Perubahannya

Energy dalam adalah total energy dalam system, U. energy dalam merupakan total energy kinetic dan energy potensial. Energy dalam tidak ditentukan dari langkah-langkah reaksinya, namun hanya tergantung pada keadaan akhir dari keadaan tersebut.

dU = dq + dw

Jika usaha/energi dilakukan pada system, maka bertanda POSITIF, jika usaha/energy dihasilkan oleh system, bertanda NEGATIF.

Panas yang ditambahkan ke system bertanda POSITIF Panas yang dilepaskan ke lingkungan bertanda NEGATIF.

dU = dq + dw

untuk dapat mengaplikasikan semua variable ini maka kita perlu mengaplikasikannya dalam berbagai keadaan.

a)    Usaha Ekspansi

Usaha ini terdapat pada gas saat memuai (ekspansi) yaitu perubahan volume menjadi lebih besar  atau menyusut (kompresi) volume lebih kecil. Saat ini system akan mendorong objel berlawanan dengan gaya yang diaplikasikan pada objek sehingga energy dalamnya bernilai negative.

b)    Non ekspansi, saat ini maka

Hal ini terjadi saat system diterapkan di kondisi vakum.

c)    Ekspansi dengan tekanan tetap

Hal ini mungkin terjadi saat saat piston hanya ditekan oleh atmosfer sehingga konstan sepanjang proses gas memuai atau ekspansi.

Sehingga nilai dari energy dalamnya (w) jika diintegralkan sebanding dengan area dibawah kurva.

d)    Ekspansi Reversibel

Adalaj sebuah keadaan yang dapat balik dengan modifikasi dari variabelnya. Contoh jika tekanan luar sebanding dengan tekanan gas dalam system, maka jika tekanan luar dikurangi, volume gas meningkat, begitu pun sebaliknya (reversible)

Namun jika tekanan luar sangat berbeda jumlahnya dengan tekanan gas dalam system, maka perubahan tekanan luar yang kecil tidak akan mempengaruhi nilai volume non reversible).

Untuk mencapai kondisi reversible maka tekanan luar harus sama dengan tekanan dalam gas.

e)    Ekspansi isothermal

Dalam proses ini, keadaan dimana suhu sistem tetap.

 

Entalpi dan Perubahannya

Perubahan energy dalam tidak selalu sama dengan energy yang ditransfer sebagai panas saat system bisa merubah volumenya. Pada beberapa keadaan energy yang diapliaksikan pada sutau system dilepaskan kembali pada lingkungan sebagai pemuaian sehingga dU kurang dari dq. Namun, saat energy ditransfer sebagai kalor pada tekanan tetap ini yang dikenal sebagai ENTALPI.

Entalpi adalah suatu fungsi keadaan dimana pada tekanan tetap jumlahnya sama dengan jumlah kalor yang ditransfer ke system.

Perubahan entalpi bisa dihitung dari perubahan entalpi dari pembentukan produk dan reaktan.

Definisi Entalpi

Entalpi, H, dirumuskan sebagai:

H = U + pV

Dimana p adalah tekanan system dan V adalah volume. Entalpi adalah fungsi keadaan, dan hasil entalpi tidak bergantung dari langkah-langkah penyusunnya. Yang diperhitungkan hanya entalpi akhir dan entalpi awal reaksi bagaimanapun tahap-tahap pencapaiannya.

Pengukuran Perubahan Entalpi

Perubahan entalpi dapat diukur dengan menggunakan calorimeter pada tekanan tetap (isobar), contohnya dengan menggunakan wadah tertutup dimana panas yg dihasilkan dari reaksi diukur dengan memonitor perubahan suhu.

Variasi Entalpi dengan Temperatur

Entalpi suatu zat meningkat dengan peningkatan suhu. Hal ini tergantung dari kondisi seperti tekanan ataupun volume tetap. Pada tekanan tetap, slope dari grafik entalpi terhadap temperature pada tekanan tetap disebut sebagai heat capacity (Cp) pada suhu tertentu.

Kapasitas panas pada tekanan tetap adalah sama dengan kapasitas panas pada volume tetap sehingga dapat digunakan untuk mengkaitkan perubahan entalpi pada perubahan temperature.

Pertemuan 6

Fungsi Termodinamika I pada proses Adiabat dan Reversibel

Adiabatic proses adalah keadaan dimana panas yang ditransfer kea tau dari system tertutup sehingga nilai kalor (dq = 0) sehingga:

Perhatikan reaksi adiabatic pada gas ideal

Persamaan diffrensial ini akan dipecahkan dengan memberikan T sebagai fungsi V jika Cv diturunkan terhadap T dan V diketahui. Cv dianggap konstan, dan kita akan membagi variable dengan menghilangkan variable yang tergantung pada V pada sisi kiri dan yang tergantung pada T di bagian kanan.

Karena hanya mengandung satu variable, maka kita bisa me logaritma kan dengan mengganti symbol V menjadi V2 dan V1 serta T menjadi T2 dan T1.

Persamaan tersebut dibagi dengan Cv dan anti log kan kedua sisi menghasilkan:

Jika volume awal V1 dan T1 ditentukan dan T2 sebagai fungsi dari V2 dan jika kita hilangkan indeks 1 dan 2 maka menghasilkan persamaan sebagai berikut:

Termokimia dan Hukum Hess

Termokimia adalah kajian tentang jumlah energy yang ditransfer sebagai panas selama reaksi kimia berlangsung. Termokimia adalah cabang dari termokimia karena wadah dimana reaksi berlangsung beserta isinya memventuk suatu system dan akan terjadi pertukaran energy antara system dan lingkungan dari reaksi kimia yang terjadi.

Alat yang digunakan untuk mengukur reaksi termokimia adalah calorimeter. Kalor (q) bisa ditentukan dengan perubahan energy dalam (pada volume tetap) atau perubahan entalpi (pada tekanan tetap). Dan jika delta U dan delta H diketahui maka kalor dapat ditentukan.

Reaksi eksoterm adalah reaksi yang melepaskan panas dengan delta H < 0 (negative). Reaksi endoterm adalah reaksi yang menyerap panas dengan delta H >0 (positif).

Beberapa jenis entalpi dalam termokimia

1)    Perubahan Entalpi Standar

Perubahan entalpi dari sebuah proses dimana produk dan reaktan berada pada keadaan standar. Biasanya pada tekanan 1 bar.

Contoh: keadaan  standar dari ethanol (l) pada 298 K adalah 1 bar.

2)    Perubahan entalpi penguapan

Adalah perubahan entalpi per mol saat larutan pada tekanan 1 bar menguap menjadi gas (1 bar).

 

3)    Perubahan entalpi fusi

Perubahan entalpi saat suatu zat berubah dari padat (s) menjadi cairan (l).

Persamaan Termokimia

Perubahan entalpi bisa dituliskan dengan dua cara yaitu:

1)    Persamaan termokimia

Ini menunjukkan perubahan entalpi pada saat reaktan dan produk dalam kedaan standar.

2)    Entalpi standar

Hukum Hess

 “Perubahan entalpi dari setiap proses adalah sebanding dengan jumlah entalpi dari dua proses tersebut”.

Hubungan Energi Dalam dan Entalpi

Jika suatu system dikondisikan dimana tidak ada usaha (w) yang diaplikasikan, maka jumlah kalor yang dilepaskan atau diserap dari reaksi adalah sama dengan perubahan energy dalam system. Dengan kata lain, tidak ada perubahan volume pada system.

Entalpi sebanding dengan energy dalam

Hal ini menunjukkan bahwa perubahan entalpi sebanding dengan kalor pada tekanan tetap.

Pertemuan 6

Hukum Termodinamika II

Ada dua prinsip utama dari hukum termodinamika II yaitu:

1)    Jika suatu system mengalami proses siklis, maka tidak  seluruh kalor yang diaplikasikan pada system akan dirubah menjadi energy.

2)    Kalor tidak bisa mengalir dari pendingin ke pemanas tanpa suatu perantara.

Hukum termodinamika II menunjukkan bahwa suatu mesin kalor tidak bisa memiliki efisiensi sempurna (1). Hukum termodinamika II mengindikasikan adanya entropi (S), yang menunjukkan ketidakteraturan suatu system dan bisa menjadi parameter tingkat spontanitas sebuah reaksi.

Ada dua pernyataan yang berkaitan dengan hukum termodinamika II, yaitu:

1)    Kelvin’s statement: it is impossible for a system to undergo a cyclic process whose sole effects are the flow of an amount of heat from the surroundings to the system and the performance of an equal amount of work on the surroundings. Or, it is impossible for a system to undergo a cyclic process that turns heat completely into work done on the surroundings. 

2)    Clausius’ statement: it is impossible for a process to occur that has the sole effect of removing a quantity of heat from an object at a lower temperature and transferring this quantity of heat to an object at a higher temperature. Or heat cannot flow spontaneously from a cooler to a hotter object if nothing else happens.

Jika hukum termodinamik I memperkenalkan kita pada istilah energy dalam, U, yang menunjukkan apakah suatu perubahan kimia bisa terjadi, pada hukum Termodinamika II kita bertemu dengan istilah entropy, S, yeng menunjukkan apakah suatu reaksi bersifat spontan atau tidak.

Definisi Entropi

Perubahan entropi, dS, memungkinkan terjadinya perubahan kimia ataupun fisika sebagai hasil dari suatu proses. Seperti yang kita ketahui, kalor memungkinkan terjadinya pergerakan acak di suatu system.

Persamaan matematikanya adalah:

Jika suatu system memiliki suhu tetap, maka:

Dan untuk reaksi adiabatic:

Entropi pada adaiabtic system

Entropi sebagai Fungsi dari Variabel Sistem

Entropi adalah variable system, dan untuk menunjukkan bahwa entropi tidak bergantung dari pola yang menyusunnya namun hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir. Untuk membuktikan hal itu, maka kita harus membuktikan persamaan integral berikut ini:

Dimana tanda integral menunjukkan bahwa reaksi terjadi pada system tertutup. Ada beberapa langkah untuk membuktikan hal ini:

1)    Tunjukkan bahwa persamaan di atas adalh benar untuk siklus Carnot.

2)    Tunjukkan bahwa hasil yang didapatkan berlaku untuk setiap zat.

3)    Dan menunjukkan bahwa hasil ini berlaku untuk seluruh system.

Pertemuan 7

Siklus Carnott

Siklus ini terdiri dari empat tahapan, yaitu:

1)    Ekspansi isothermal reversible dari titk A ke B pada Th; perubahan entropi adalah qh/Th dimana qh adalah energy yang yang disuply ke system sebagai kalor dari sumber.

2)    Eskpansi adiabtik reversible dari titik B ke C, dimana tidak ada energy yang dilepaskan dari system sehingga perubahan entropi adalah NOL. Namun, temperature turun dari Th ke Tc, yaitu temperature dari pendingin.

3)    Kompresi isothermal reversible dari titik C ke D pada suhu Tc. Energy yang dilepaskan sebagai kalor ke pendingin menghasilkan perubahan entropi system sebagai qc/Tc, dimana qc bernilai negative.

4)    Kompresi adiabatic reversible dari titik D ke A. dimana tidak ada energy masuk ke system sehingga perubahan entropi adalah NOL. Temperature meningkat dari Tc ke Th.

Total perubahan entropi sepanjang siklus adalah:

Perubahan entropi pada berbagai proses

1)      Ekspansi

Perubahan entropi untuk gas sempurna pada keadaan isothermal dari Fi ke Vf adalah:

Karena entropi adalah fungsi keadaan, maka nilai delta S dari system tidak tergantung dari tahapan dari keadaan awal hingga keadaan akhir sehingga persamaan ini bisa untuk menunjukkan perubahan entropi pada reaksi reversible ataupun yang non reversible.

Total perubahan entropi tergantung pada ekspansi itu sendiri. Dan untuk setiap proses dqsur = -dq maka  dapat dinyatakan sebagai berikut:

Perubahan ini negative untuk setiap perubahan dalam system, sehingga kita bisa menyimpulkan bahwa delta S total = 0 (untuk proses reversible). Jika ekspansi terjadi pada keadaan isothermal (w = 0) sehingga q = 0. Sehingga delta S sur = 0, dan total perubahan entropi adalah:

 

Delta S tot > 0, untuk reaksi irreversible.

2)      Fase transisi

Saat terjadi perubahan fase misalnya dari zat padat menjadi zat cair, maka terjadi perubahan keteraturan di dalam molekul sehingga kita juga harus mempertimbangkan perubahan entropi pada fase transisi.

Jika fase transisi eksoterm (delta H transisi < 0) seperti halnya pembekuan dan kondensasi, maka perubahan entropi bernilai negative. Penurunan entropi karena terjadi pemampatan partikel dari zat karena pembekuan dan pengembunan. Jika transisi bersifat endoterm, (delta H transisi > 0) seperti halnya pada peleburan dan penguapan sehingga perubahan entropi bernilai positif yang sesuai dengan peningkatan ketidakteraturan partikel dalam suatu zat.

3)      Pemanasan

Persamaan pada tekanan tetap adalah:

Pada kondisi volume konstan C_p digantikan C_v dan tidak tergantung pada temperature maka temperature bisa dikeluarkan dari integral sehingga kita dapatkan persamaan baru:

Entropi sebagai ciri spontanitas reaksi

Jika suatu reaksi memiliki entropi > 0 maka reaksi itu akan spontan.

Jika suatu reaksi memiliki entropi < 0, maka reaksi itu tidak spontan.

Hal ini karena entropi akan meningkatkan ketidakteraturan partikel dalam suatu molekul maka kemungkinan bertumbukan akan semakin besar dan akan meningkatkan kespontanan suatu reaksi.