Melanjutkan tulisan saya sebelumnya bahwa semesta sama dengan sistem ditambah dengan lingkungannya. Pada tahun 1876 Willard Gibs, seorang profesor mendefinisikan suatu fungsi yang sangat berguna yang disebut energi Gibs atau energi bebas. Energi bebas ini didefinisikan sebagai energi pada suatu sistem yang dapat melakukan kerja pada suhu dan tekanan seragam, kondisi ini identik dengan sel hidup.
Untuk menentukan perubahan energi bebas pada suatu sistem dapat menggunakan persamaan :
Dimana delta ΔH adalah perubahan entalpi, ΔS adalah perubahan entropo, dan T adalah suhu mutlak (273 K).
Reaksi atau proses spontan merupakan reaksi yang terjadi tanpa ada masukan energi dari luar sistem, sedangkan reaksi atau proses tidak spontan merupakan reaksi yang terjadi dengan memerlukan energi dari luar sistem. Reaksi spontan terjadi apabila nilai ΔG negatif, sehingga untuk mencapai kondisi tersebut sistem harus melepaskan entalpi (H harus menurun) dan merelakan keteraturan (T dan S meningkat). Dengan meningkatnya S maka ketidakteraruran (entropi) dalam sistem akan meningkat.
Agar ΔG bernilai negatif maka energi bebas di kondisi awal harus lebih besar daripada kondisi bebas di kondisi akhir. Nilai ΔG negatif terjadi jika proses atau reaksi kimia tersebut melibatkan hilangnya energi bebas selama perubahan dari kondisi awal ke kondisi akhir. Sistem yang memiliki nilai ΔG menandakan bahwa proses dalam sistem tersebut bersifat spontan.
Karena kondisi akhir G lebih sedikit, maka sistem memiliki kemungkinan kecil untuk berubah, hal ini menjadikan sistem lebih stabil dari kondisi awal. Pada dasarnya semua sistem cenderung untuk stabil, sistem dengan nilai energi bebas (G) tinggi akan berusaha menjadikan nilai energi bebas di kondisi akhir menjadi lebih rendah, karena kestabilan sistem akan terjadi jika energi bebas di kondisi akhir lebih rendah daripada di kondisi awal. Suatu sistem yang berada dalam kondisi kestabilan maksimum maka dapat dikatakan sistem tersebut setimbang (mengalami kondisi kesetimbangan).
Reaksi kimia bersifat reversible atau maju-mundur, dalam artian dari reaktan menjadi produk atau sebaliknya. Ketika laju reaksi maju dan reaksi mundur sama maka reaksi tersebut berada dalam kesetimbangan. Ketika berada dalam kesetimbangan kimia maka energi bebas reaktan dan produk sama.
Suatu proses yang spontan akan menuju kesetimbangan dengan melepaskan energi keluar sistem dan dapat digunakan untuk kerja, sedangakan suatu proses yang tidak spontan akan memerlukan energi dari luar sistem dan membuat sistem tersebut tidak setimbang.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar