Hukum ketiga termodinamika menyatakan bahwa entropi suatu zat murni pada titik nol mutlak adalah nol. Entropi mutlak suatu zat dapat dihitung dengan mengintegrasikan kapasitas kalor dari 0 Kelvin hingga suhu yang diinginkan. Fungsi energi bebas Gibbs memprediksi spontanitas suatu reaksi kimia berdasarkan perubahan entalpi, entropi, dan temperatur.

1. Hukum Ketiga Termodinamika
Oleh :
Kelompok 3
ANGGOTA:
• PATMALASARI (A1C411006)
• MELITASARI (A1C411016)
• FAHRIANOOR (A1C411018)
• FAHRIATIE (A1C411024)
• NURUL HIDAYAH (A1C411032)
• MUHAMMAD ALFI N (A1C411038)
• CAHYA REVIANA (A1C411046)
• DIEHANA SARI (A1C411056)
• ANISAH (A1C411070)
• SITI ARBAYAH (A1C411206)
• FAUZI RAHMAN (A1C411208)
• SITI ZURAIDA (A1C411216)
• RICKY APRIAN M (A1C409252)
• M. IHSAN N (A1C409237)

2. Pengertian Termodinamika
Termodinamika (bahasa Yunani: thermos = 'panas' and dynamic =
'perubahan') adalah fisika energi , panas, kerja, entropi dan
kespontanan proses. Termodinamika berhubungan dekat dengan
mekanika statistik di mana banyak hubungan termodinamika berasal.
Pada sistem di mana terjadi proses perubahan wujud atau pertukaran
energi, termodinamika klasik tidak berhubungan dengan kinetika
reaksi (kecepatan suatu proses reaksi berlangsung). Karena alasan ini,
penggunaan istilah "termodinamika" biasanya merujuk pada
termodinamika setimbang. Dengan hubungan ini, konsep utama
dalam termodinamika adalah proses kuasistatik, yang diidealkan,
proses "super pelan". Proses termodinamika bergantung-waktu
dipelajari dalam termodinamika tak-setimbang.

3. Hukum Ketiga Termodinamika
Hukum ketiga termodinamika terkait dengan temperatur nol
absolut. Hukum ini menyatakan bahwa pada saat suatu sistem
mencapai temperatur nol absolut, semua proses akan berhenti
dan entropi sistem akan mendekati nilai minimum. Hukum ini
juga menyatakan bahwa entropi benda berstruktur kristal
sempurna pada temperatur nol absolut bernilai nol. Hukum
ketiga termodinamika menyatakan bahwa suatu kristal sempurna
pada nol mutlak mempunyai keteraturan sempurna, jadi
entropinya adalah nol. Pada temperatur lain selain nol mutlak,
terdapat kekacau-balauan yang disebabkan oleh eksitasi termal
(Keenan, et.all., 1999:496).

4. Kristal adalah zat padat yang terdiri dari atom-atom diam
dalam suatu barisan statik barbaniar, suatu keadaan
dimanik yang paling teratur. Jadi, begitu sulit mendapatkan
zat dalam keadaan dinamik teratur atau kristal sempurna
seperti yang dibayangkan hukum ketiga termodinamika
karena pada tingkat atomik setiap zat dalam kedudukannya
selalu bergerak acak yang menyebabkan molekul-molekul
menjadi kacau atau tidak teratur.oleh karena itu ,logika
hukum ketiga ini menurut Whitehead keliru dalam hal
mengkonkretkan suatu hal yang abstrak (misplaced
concreteness).

5. Berdasarkan persamaan perubahan entropi suatu zat dapat
mencapai nilai absolutnya pada suhu tertentu, sehingga
pengukuran perubahan entropi dari satu suhu tersebut ke suhu
lainnya.
Hukum ketiga termodinamika memberikan dasar untuk
menetapkan entropi absolut suatu zat, yaitu entropi setiap
kristal sempurna adalah nol pada suhu nol absolut atau nol
derajat Kelvin (K). Pada keadaan ini setiap atom pada posisi
yang pasti dan memiliki energi dalam terendah.
Entropi dan energi bebas Gibbs juga merupakan fungsi
keadaan sehingga kedua besaran ini memiliki nilai pada
keadaan standart, seperti halnya dengan entalphi. Hasil
pengukuran standart untuk entropi dan Energi bebas Gibbs
juga dilakukan pada keadaan 25oC dan dengan tekanan 1 atm.

6. Energi bebas Gibbs
pembentukan standart memiliki
arti perubahan energi bebas yang
menyertai reaksi pembentukan
satu mol senyawa dari unsur-
unsur penyusunnya. Demikian
pula untuk entropi standar yang
dapat dipergunakan untuk
menentukan entropi reaksi
sebagai harga pembandingnya.
Entropi dan Energi bebas Gibbs
standar pembentukan, disajikan
pada Tabel 10.5. Tabel 10.5. Entropi dan Energi bebas
Gibbs pembentukan standar yang
diukur pada 25oC tekanan 1 atm

7. 1.Entropi zat murni pada titik not absolut
Perhatikan persamaan Planck-Boltzmann,
S = k lnW
Entropi dapat dihubungkan dengan ‘kekacauan’ atau
ketidakteraturan sistem. Keadaan sistem yang kacau ialah
keadaan di mana partikel-partikel (molekul, atom atau ion)
tersusun secara tidak teratur. Makin kacau susunan keadaan
sistem, makin besar kebolehjadian keadaan sistem dan makin
besar entropi. Oleh karena itu zat padat kristal pada
umumnya mempunyai entropi yang relatif rendah
dibandingkan dengan cairan atau gas. Gas mempunyai
entropi yang paling tinggi karena keadaan sistem paling tidak
teratur.
Diuraikan di atas bahwa makin kacau atau tidak teratur
susunan molekul, makin tinggi harga W dan entropi.
Sebaliknya makin teratur susunan molekul sistem, makin
rendah harga W dan entropi.

8. Kalau suatu zat murni didinginkan hingga dekat 0 K, semua
gerakan translasi dan rotasi terhenti dan molekul-molekul
mengambil kedudukan tertentu dalam kisi kristal. Molekul
hanya memiliki energi vibrasi yang sama besar sehingga
berada dalam keadaan kuantum tunggal. Ditinjau dan
kedudukan dan distribusi energi, penyusunan molekul-
molekul dalam suatu kristal yang sempurna pad 0 K hanya
dapat dilaksanakan dengan satu cara. Dalam hal ini W = 1
dan ln W = 0, sehingga menurut persamaan boltzmann S = 0.
Jadi, entropi suatu kristal murni yang sempurna ialah nol
pada 0 K. Pernyataan ini terkenal sebagai Hukum Ketiga
Temomedinamika. Ungkapan matematik nya adalah
0
ST=0 == 0

9. 2.Perhitungan Entropi Mutlak
Entropi zat murni, pada temperatur T, dapat dihitung dengan dua cara,
yaitu dengan menggunakan hukum ketiga termodinamika dan data
termokimia dan dengan metoda mekanika statistik dari data
spektroskopi. Di sini hanya dibicarakan cara yang pertama. Dari
persamaan
*∂S/∂T+p = Cp dT /T (p tetap) jika diintegrasi persamaan ini menghasilkan,
0 T
ST = ∫ Cp d lnT 0
Secara eksperimen, kapasitas kalor Cp hanya dapat ditentukan hingga 15
K. Untuk memudahkan ektrapolasi hingga 0 °C biasanya dipergunakan
‘hukum pangkat tiga’ Debye,
Cp = α T3
Substitusi dari persamaan ini ke dalam persamaan ST = ∫ Cp d lnT
menghasilkan,
dS0 = α T2 dT ( p tetap)
yang dapat diintegrasi dari temperatur 0 hingga T menjadi
dS° = 1/3 α T3
persamaan di atas mengungkapkan bahwa, pada temperatur rendah,
entropi standar sama dengan sepertiga harga Cp.

10. 3.Fungsi energi bebas gibbs
Besaran U + PV – TS merupakan fungsi keadaan,disebut energi
bebas gibbs
G =U + PV – TS = H – TS = A + PV
Pada suhu tetap, ∆G =∆H – T ∆S
Persamaan penting ini memberikan hubungan antara ∆H,∆S,dan
∆G pada suhu yang sama.

11. Contoh perhitungan entropi mutlak dan energi bebas gibbs
1. Hitung perubahan entropi untuk 10 mol gas amonia dari
27 hingga 527 pada tekanan tetap.Cp = 29,9 + 2,61.10 -3
TJK-1 mol -1
dS = dT = 29,9 ln + 2,61.10-3 (T2 – T1) = 29,9 ln +
2,61.10-3 (800 – 300)
= 30,64 JK-1 mol -1
Untuk 10 mol, ∆S = 306,4 J/K
2. CaO + CO2 →CaCO3 ∆H298 = -178,3 kJ ∆S298 = -160,5
J/K
∆G298 =∆H298 - ∆S 298 = -178,3 – 298 (-160,5).10 -3 = -130,5 kJ

12. RANGKUMAN
Apakah suatu reaksi kimia tertentu dapat terjadi secara sertamerta
(spontan) atau tidak, tidak hanya bergantung pada perubahan entalpi,
∆H, tetapi juga pada temperatur dan perubahan entropi, ∆S, yang
mengukur perubahan dalam derajat ketidakteraturan suatu sistem.
Kecendrungan entropi yang selalu mencapai harga maksimum yang
dimungkinkan oleh energi dalam sistem. Hal ini diungkapkan dalam
hukum kedua termodinamika dan adanya harga positif dari entropi
mutlak dan semua zat nyata adalah suatu akibat dari hukum ketiga
termodinamika. Dalam suatu proses yang berlangsung pada temperatur
dan tekanan konstan, komponen perubahan entalpi total yang
dihubungkan dengan perubahan dalam entropi sistem dianggap sebagai
energi yang tak dapat melakukan kerja yang berguna. Komponen
sisanya, yang dianggap sebagal energi yang dapat melakukan kerja
yang berguna, adalah perubahan energi bebas Gibbs, ∆G, dari sistem.
Perubahan ini dapat dihitung dan harga-harga energi bebas
pembentukan standar dan pereaksi dan produk.