Termokimia

Termokimia

A. PENGERTIAN TERMOKIMIA

Termokimia merupakan ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika. Termokimia ini mempelajari hubungan antara energi panas dan energi kimia. Energi kimia merupakan energi yang dikandung setiap unsur atau senyawa, energi kimia yang terkandung dalam suatu zat adalah semacam energi potensial zat tersebut. Energi potensial kimia yang terkandung dalam suatu zat disebut entalpi dan dinyatakan dengan simbol H. Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi, dan diberi simbol ΔH.

B. HUKUM TERMOKIMIA

·         Azas kekekalan energi menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan tetapi energi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lain.

·         Jumlah energi yang dimiliki sistem dinyatakan dengan energi dalam (E).

·         Jika sistem menyerap kalor, maka E > 0 sedangkan jika sistem membebaskan kalor, maka E < 0

·         Hubungan antara energi dalam kalor dan usaha dirumuskan dalam hukum termodinamika

                                       ΔE = q + W

Keterangan:

ΔE            = perubahan energi dalam / entalpi

q              = jumlah kalor yang diserap atau dilepas sistem

q (+)        = jika sistem menyerap / menerima kalor

q (-)         = jika sistem melepaskan kalor

w             = jumlah kalor yang diterima atau melakukan sistem

w (+)       = jika sistem menerima kerja

w (-)        = jika sistem melakukan kerja

C. SISTEM DAN LINGKUNGAN TERMOKIMIA

Segala sesuatu yang menjadi pusat perhatian dalam mempelajari perubahan energi dan berubah selama proses itu berlangsung disebut dengan sistem. Sedangkan hal-hal yang tidak berubah selama proses berlangsung dan yang membatasi sistem dan juga dapat mempengaruhi sistem disebut lingkungan.

Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan, sistem diagi menjadi tiga macam, yaitu

1.    Sistem Terbuka

Sistem terbuka adalah suatu sistem yang memungkinkan terjadi perpindahan energi dan zat (materi) antara lingkungan dengan sistem. Pertukaran materi artinya ada reaksi yang dapat meninggalkan wadah reaksi, misalnya gas

2. Sistem tertutup

Suatu sistem yang mana antara sistem dan lingkungan dapat terjadi perpindahan energi, tapi tidak terjadi pertukaran materi

3. Sistem terisolasi

Suatu sistem yang memungkinkan terjadinya perpindahan energi dan materi antara sistem dengan lingkungan

D. REAKSI EKSOTERM DAN ENDOTERM

               

EKSOTERM	ENDOTERM
Energi panas / kalor pindah dari sistem ke lingkungan	Energi panas / kalor pindah dari lingkungan ke sistem
Perubahan entalpi = H < 0	Perubahan entalpi = H > 0
Reaksinya melepas kalor dan umumnya berlangsung spontan	Reaksinya menyerap kalor dan umunya tidak berlangsung spontan

E. JENIS PERUBAHAN ENTALPI

1. Perubahan entalpi pembentukan (ΔHof)

Merupakan perubahan entalpi pembe

ntukan 1 mol senyawa dari unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar. Nilai entalpi pembentukan standar ditentukan menggunakan tabel data entalpi pembentukan standar.

Nilai entalpi pembentukan standar:

·         Bernilai positif, jika menerima energi

• Bernilai negatif, jika melepas energi
• Bernilai nol, jika unsur tersebut sudah terdapat di alam secara alami
• Bentuk unsur yang sdah di alam terbagi atas monoatomik dan poliatomik. Poliatomik berarti unsur pembentuknya lebih dari 1 unsur.

1. Contoh monoatomik : C(s), Fe(s), H+(aq), Ba(s), Ca(s), Mg(s), Na(s), Al(s), B(s), Zn(s), P(s). Monoatomik termasuk golonga gas mulia dan logam lainnya.
2. Contoh poliatomik : O2(g), Cl2(g), P4(s), H2(g), Br2(l), N2(g), I2(g), F2(g). Poliatomiktermasuk halogaen dan gas selain gas mulia.

Semua unsur-unsur yang sudah terdapat dialam ini nilai entalpi pembentukannya nol.

Misal:

2. Perubahan entalpi penguraian (ΔHod)

Adalah ΔH untuk menguraikan 1 mol suatu senyawa menjadi unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar. Nilai entalpi penguraian standar berlawanan dengan nilai entalpi pembentukan standar. Pada reaksi penguraian reaktan berpindah ke kanan dan produk berpindah ke kiri.

PERUBAHAN ENTALPI PENGURAIAN

3. Perubahan entalpi pembakaran (ΔHoc)

Adalah ΔH dalam pembakaran sempurna 1 mol suatu senyawa pada keadaan standar. Nilai entalpi pembakaran standar ditentukan menggunakan tabel data entalpi pembakaran standar.

Ciri utama dari reaksi pembakaran adalah:

·         Merupakan reaksi eksoterm

·         Melibatkan oksigen dalam reaksinya

·         Karbon terbakar menjadi CO2, hidrogen terbakar menjadi H2O, dan belerang terbakar menjadi SO2.

PERUBAHAN ENTALPI PEMBAKARAN

4. Perubahan entalpi netralisasi (ΔHon)

Termasuk reaksi eksoterm. Adalah kalor yang dilepas pada pembentukan 1 mol air dan reaksi asam-basa pada suhu 25 derjat celsius dan tekanan 1 atmosfer.

PERUBAHAN ENTALPI NETRALISASI

F. PENENTUAN ENTALPI REAKSI

Penentuan ini dilakukan dengan:

o    Menggunakan kalorimetri

o    Menggunakan hukum Hess atau hukum penjumlahan

o    Menggunakan data tabel entalpi pembentukan

o    Menggunakan data energi ikatan

1. Penentuan dengan kalorimetri

Kalorimetri adalah cara penentuan energi kalor reaksi dengan kalorimeter. Kalorimeter adalah sistem terisolasi, sehingga semua energi yang dibutuhkan atau dibebaskan tetap berada dalam kalorimeter. Dengan mengukur perubahan suhu, kita dapat menentukan jumlah energi kalor reaksi berdasarkan rumus:

     

Ql        = energi kalor pada larutan (J)

m         = massa zat (kg)

c          = kalor jenis zat (J/kg°C)

C          = kapasitas kalor (J/°C)

Δt         = perubahan suhu (°C)

Karena kalorimeter merupakan sistem terisolasi, maka tidak ada energi yang terbuang ke lingkungan, sehingga mlah energi kalor reaksi dan perubahan entalpi reaksi menjadi:

2. Penentuan dengan data energi ikatan

Energi ikatan (E) adalah energi yang dibutuhkan untuk memutuskan 1 mol ikatan kovalen dari suatu senyawa, setiap ikatan membutuhkan energi yang berbeda agar dapat terputus.

Reaksi berlangsung dalam dua tahap:

1) Pemutusan ikatan reaktan

2) Pembentukan ikatan produk

3. Hukum Hess

                “Kalor reaksi yang dibebaskan ataupun yang diserap tidak tergantung pada jalannya reaksi tetapi tergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir reaksi” Artinya perubahan entalpi suatu reaksi tetap sama baik berlangsung dalam satu tahap maupun beberapa tahap.

ΔH = ΔH1 + ΔH2 + ΔH3 + ΔH4 

4. Entalpi Reaksi Berdasarkan Data Perubahan

 

p A + q B → r C + s D

ΔH reaksi = ΔHf hasil – ΔHf pereaksi

ΔH reaksi = (r.ΔHofC + s.ΔHofD) – (p.ΔHofA + q.ΔHofB)

DAFTAR PUSTAKA

S, Syukri . 1999 . Kimia Dasar 1 . Bandung : ITBt

Sunarya, Yayan . 2014 . Kimia Dasar 1 . Yrama Widya

Anonim . 2015 . Pengertian dan Penjabaran Kimia . [Online} . Tersedia: http://www.softilmu.com/2015/11/Pengertian-Kajian-Perubahan-Entalpi-Reaksi-Hukum-Termokimia-Adalah.html . [14 September 2016]

NR, Hariz . 2015 . Rangkuman Materi Termokimia . [Online] . Tersedia: http://www.ngerangkum.com/2015/03/rangkuman-materi-termokimia.html . [14 September 2016]

Krisnadwi . 2014 . Rangkuman Materi Termokimia . [Online] . Tersedia: https://bisakimia.com/2014/10/30/rangkuman-materi-termokimia/2/ . [14 September 2016]