Membandingkan Entropi Beberapa Reaksi Kimia

Soal:
Entropi (S) adalah derajat ketidakteraturan suatu sistem. Suatu senyawa dalam fasa gas memiliki derajat ketidakteraturan yang tinggi atau lebih “tidak teratur” jika dibandingkan fasa cairnya. Fasa cair lebih tidak teratur dibandingkan fasa padat. Berdasarkan pengertian tersebut, tentukan reaksi mana yang memiliki perubahan entropi (∆S) paling kecil.

1. MgCO₃(s) → MgO(s) + CO₂(g)
2. C(s) + O₂(g) → 2CO(g)
3. H₂O(l) + CO₂(g) → H₂CO₃(aq)
4. N₂(g) + O₂(g) → 2NO(g)
5. SnCl₂.2H₂O(s) → SnCl₂(s) + 2H₂O(l)

Pembahasan Soal:

Untuk menentukan reaksi mana yang memiliki perubahan entropi (∆S) paling kecil, kita perlu memahami bagaimana entropi berubah dalam berbagai fasa (padat, cair, gas) dan bagaimana reaksi kimia memengaruhi derajat ketidakteraturan sistem.

Konsep Entropi (S):

• Gas memiliki entropi tertinggi karena partikelnya bergerak bebas dan tidak teratur.
• Cair memiliki entropi lebih rendah daripada gas tetapi lebih tinggi daripada padat.
• Padat memiliki entropi terendah karena partikelnya teratur dan tidak bergerak bebas.

Analisis Reaksi:

Kita akan menganalisis setiap reaksi untuk melihat perubahan entropi (∆S) yang terjadi:

1. MgCO₃(s) → MgO(s) + CO₂(g)
   • MgCO₃ (padat) berubah menjadi MgO (padat) dan CO₂ (gas).
   • Perubahan dari padat ke gas meningkatkan entropi karena gas memiliki entropi yang lebih tinggi.
   • ∆S positif (entropi sistem meningkat).
2. C(s) + O₂(g) → 2CO(g)
   • C (padat) dan O₂ (gas) bereaksi membentuk 2CO (gas).
   • Jumlah molekul gas meningkat dari 1 mol (O₂) menjadi 2 mol (CO).
   • ∆S positif (entropi sistem meningkat).
3. H₂O(l) + CO₂(g) → H₂CO₃(aq)
   • H₂O (cair) dan CO₂ (gas) bereaksi membentuk H₂CO₃ (larutan).
   • Gas (CO₂) berubah menjadi larutan (H₂CO₃), yang memiliki entropi lebih rendah daripada gas.
   • ∆S negatif (entropi sistem menurun).
4. N₂(g) + O₂(g) → 2NO(g)
   • N₂ (gas) dan O₂ (gas) bereaksi membentuk 2NO (gas).
   • Jumlah molekul gas tetap sama (2 mol gas di kedua sisi).
   • ∆S mendekati nol (tidak ada perubahan signifikan dalam entropi).
5. SnCl₂·2H₂O(s) → SnCl₂(s) + 2H₂O(l)
   • SnCl₂·2H₂O (padat) berubah menjadi SnCl₂ (padat) dan 2H₂O (cair).
   • Perubahan dari padat ke cair meningkatkan entropi, tetapi tidak sebesar perubahan ke gas.
   • ∆S positif (entropi sistem meningkat).

Kesimpulan:

• Reaksi dengan ∆S paling kecil adalah reaksi yang memiliki penurunan entropi terbesar atau peningkatan entropi terkecil.
• Reaksi C (H₂O(l) + CO₂(g) → H₂CO₃(aq)) memiliki ∆S negatif karena gas berubah menjadi larutan, yang mengurangi entropi sistem.

Jawaban yang paling tepat:

1. H₂O(l) + CO₂(g) → H₂CO₃(aq)