Entropi formasi

Entropi, dilambangkan dengan huruf S, adalah, dalam termodinamika, energi yang tidak dapat diubah menjadi usaha. Sebagai contoh, jika kita memikirkan sebuah mobil, yang bekerja berkat energi yang dihasilkan oleh pembakaran bensin, setelah mobil bergerak, itu adalah energi yang “terbuang” dan tidak ada cara untuk mengubahnya menjadi pekerjaan.

Entropi juga dapat diartikan sebagai ukuran distribusi acak dari suatu sistem. Artinya, jika kita memiliki sebuah kotak dengan bola-bola yang semuanya tersusun dalam barisan, entropi sistem tersebut akan lebih kecil daripada entropi kotak yang sama dengan bola-bola tak beraturan yang disusun secara acak. Entropi juga dapat dilihat sebagai derajat ketidakteraturan atau disorganisasi suatu sistem. Semua proses alami cenderung tidak teratur, jadi semua proses alami yang spontan meningkatkan entropi sistem tertentu. Kita juga dapat mengatakan bahwa alam semesta secara permanen meningkatkan entropi, karena semua proses alam meningkatkannya.

Misalnya, jika logam panas bersentuhan dengan logam dingin, yang akan terjadi adalah logam panas akan mendingin dan logam dingin akan memanas, hingga mencapai titik di mana keduanya berada pada suhu yang sama. Sangat tidak mungkin bahwa logam panas akan menjadi lebih panas atau dingin akan mendingin. Hal ini terjadi karena di alam proses cenderung mendistribusikan energi secara seragam, meningkatkan entropi. 

Ketika dua unsur atau senyawa bereaksi secara kimia untuk membentuk suatu zat, ada perbedaan entropi dalam proses pembentukannya, dari unsur-unsur yang akan membentuk zat tersebut. Perbedaan entropi ini adalah entropi formasi, yang bisa negatif atau positif. 

Jika entropi pembentukannya positif, berarti proses tersebut dapat terjadi secara spontan, karena semua proses alam cenderung meningkatkan entropi.

Jika entropi pembentukannya negatif, berarti kita harus menyumbangkan energi atau kerja untuk pembentukan senyawa, karena hal itu tidak akan terjadi secara spontan.

Perbedaan entropi dalam suatu reaksi dapat dijelaskan dengan rumus berikut:

S = Sp – Sr

Dimana Sp adalah entropi produk dan Sr adalah entropi reaktan. 

Nilai entropi standar untuk beberapa unsur, ion dan senyawa, dihitung dan ditabulasi, dalam kondisi 1 atmosfer dan 25 ° C.

Maka entropi suatu proses dapat dihitung sebagai berikut: jika reaksinya adalah

aA + bB ==> cC + dD

Entropi akan diberikan oleh:

Dimana a, b, c dan d adalah koefisien stoikiometri dari persamaan kimia yang seimbang.

Misalnya, untuk menghitung entropi standar untuk pembentukan amonia, dari gas hidrogen dan nitrogen, kita dapatkan bahwa reaksi yang seimbang adalah:

+3 H = 2 NH 3

Perbedaan entropi akan menjadi:

2 (S dari NH ) – S dari N – 3 (S dari H )

2 × 193 J / (mol K) – 192 J / (mol K) -) 3 × 131 J / (mol K) = -199 J / (mol K)

Nilai negatif dari entropi pembentukan amonia menunjukkan bahwa itu bukan reaksi spontan, tetapi untuk membuat reaksi terjadi kita harus menyediakan energi dalam bentuk panas atau kerja.