LATIHAN
1. Prediksi apakah perubahan entropi lebih besar atau kurang dari nol untuk setiap proses berikut: (a) etanol beku, (b) menguapkan gelas bromin cair pada suhu kamar, (c) melarutkan glukosa dalam air, (d) mendinginkan gas nitrogen dari 80 ° C hingga 20 ° C.
Strategi Untuk menentukan perubahan entropi dalam setiap kasus, kami memeriksa apakah jumlah mikrostates sistem meningkat atau berkurang. Tanda DS akan positif jika ada peningkatan jumlah mikrostates dan negatif jika jumlah mikrostates menurun.
Solusi (a) Setelah pembekuan, molekul etanol dipegang kaku dalam posisi. Transisi fase ini mengurangi jumlah mikrostates dan oleh karena itu entropi menurun; yaitu, DS , 0. (b) Menguap bromin meningkatkan jumlah mikrostates karena molekul Br2 dapat menempati lebih banyak posisi di ruang yang hampir kosong. Oleh karena itu, DS . 0. (c) Glukosa adalah nonelectrolyte. Proses solusi mengarah pada penyebaran materi yang lebih besar karena pencampuran glukosa dan molekul air sehingga kami mengharapkan DS . 0. (d) Proses pendinginan mengurangi berbagai gerakan molekuler. Hal ini menyebabkan penurunan mikrostates dan sebagainya DS, 0.
2. Dari nilai entropi standar dalam Lampiran 3, hitung perubahan entropi standar untuk reaksi berikut pada 25 ° C. (a) CaCO3(s) ¡ CaO(s) 1 CO2(g) (b) N2(g) 1 3H2(g) ¡ 2NH3(g) (c) H2(g) 1 Cl2(g) 2
Strategi Untuk menghitung entropi standar reaksi, kami mencari entropi standar reaktif dan produk di Lampiran 3 dan menerapkan Persamaan (17,7). Seperti dalam perhitungan enthalpy reaksi [lihat Persamaan (6,18)], koefisien stoichiometric tidak memiliki unit, sehingga DS ° rxn dinyatakan dalam satuan J / K ? Mol.
Solusi (a) ¢S°rxn 5 [S°(CaO) 1 S°(CO2)] 2 [S°(CaCO3)] 5 [(39,8 J/K ? mol) 1 (213,6 J/K ? mol)] 2 (92,9 J/K ? mol) 5 160,5 J/K ? mol Dengan demikian, ketika 1 mol CaCO3 membusuk untuk membentuk 1 mol CaO dan 1 mol CO2 gas, ada peningkatan entropi sama dengan 160,5 J / K ? mol. (b) ¢S°rxn 5 [2S°(NH3)] 2 [S°(N2) 1 3S°(H2)] 5 (2)(193 J/K ? mol) 2 [(192 J/K ? mol) 1 (3)(131 J/K ? mol)] 5219 mol Hasil ini menunjukkan bahwa ketika 1 mol nitrogen gas bereaksi dengan 3 lalat hidrogen gas untuk membentuk 2 lalat amonia gas, ada penurunan entropi sama dengan 2199 J / K? mol. (c) ¢S°rxn 5 [2S°(HCl)] 2 [S°(H2) 1 S°(Cl2)] 5 (2)(187 J/K ? mol) 2 [(131 J/K ? mol) 1 (223 J / K ? mol)] 5 20 J / K ? Mol
Dengan demikian, pembentukan 2 lalat HCl gas dari 1 mol gas H2 dan 1 mol gas Cl2 menghasilkan peningkatan kecil dalam entropi sama dengan 20 J / K? Mol.
3. Prediksi apakah perubahan entropi sistem dalam setiap reaksi berikut positif atau negatif. (a) 2H2(g) 1 O2(g) ¡ 2H2O(l) (b) NH4Cl(s) NH3(g) 1 HCl(g) (c) H2(g) 1 Br2(g) ¡ 2HBr(g)
Strategi Kami diminta untuk memprediksi, tidak menghitung, tanda perubahan entropi dalam reaksi. Faktor-faktor yang menyebabkan peningkatan entropi adalah: (1) transisi dari fase kental ke fase uap dan (2) reaksi yang menghasilkan lebih banyak molekul produk daripada molekul reaktan dalam fase yang sama. Penting juga untuk membandingkan kompleksitas relatif produk dan molekul reaktif. Secara umum, semakin kompleks struktur molekul, semakin besar entropi senyawa.
Solusi (a) Dua molekul reaktif digabungkan untuk membentuk satu molekul produk. Meskipun H2O adalah molekul yang lebih kompleks daripada H2 dan O2, fakta bahwa ada penurunan bersih satu molekul dan gas dikonversi ke cairan memastikan bahwa jumlah mikrostates akan berkurang dan karenanya DS ° negatif. (b) Padat dikonversi menjadi dua produk gas. Oleh karena itu, DS° positif. (c) Jumlah molekul yang sama terlibat dalam reaktif seperti dalam produk. Selain itu, semua molekul ber diatomik dan karenanya kompleksitas yang sama. Akibatnya, kita tidak dapat memprediksi tanda DS ° , tetapi kita tahu bahwa perubahan harus cukup kecil dalam besarannya.
KUIS
1. Mengacu pada catatan kaki pada p. 779, gambar distribusi yang hilang di Gambar 17.2.
Jawab :
Elektron berpindah tempat
2. Untuk perubahan fisik berikut ini adalah DS positif? (a) uap eter kental, (b) besi leleh, (c) yodium padat subliming, (d) benzena beku.
Jawab :
a. uap eter kental : membeku
b. besi leleh : meleleh
c. yodium padat subliing : menyublim
4. benzena beku : membeku
3. Pertimbangkan reaksi fase gas A2 (biru) dan B2 (oranye) untuk membentuk AB3. (a) Tulis persamaan yang seimbang untuk reaksi. (b) Apa tanda DS untuk reaksi?
jawab :
4A + 12B ----> 4AB3
Tidak ada komentar:
Posting Komentar