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.
Tujuan utama termokimia ialah pembentukan kriteria untuk ketentuan penentuan kemungkinan terjadi atau spontanitas dari transformasi yang diperlukan. Dengan cara ini, termokimia digunakan memperkirakan perubahan energi yang terjadi dalam proses-proses berikut:
1. Reaksi kimia

2. Perubahan fase

3. Pembentukan larutan

B. BAHAN KAJIAN TERMOKIMIA

Bahan kajian termokimia adalah penerapan hukum kekekalan energi dan hukum termodinamika I dalam bidang kimia.

Hukum kekekalan energi berbunyi :

1. Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan.

2. Energi dapat berubah bentuk menjadi energi lain.

Hukum termodinamika I berbunyi :

“Jumlah total energi dalam alam semesta konstan atau tetap”

C. SISTEM DAN LINGKUNGAN TERMOKIMIA

Segala sesuatu yang menjadi pusat perhatian dalam mempelajari perubahan energi dan berubah selama proses itu berlangsung disebut dengan system. 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.

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 TERMOKIMIA

Reaksi pada termokimia terbagi atas reaksi eksoterm dan reaksi endoterm.

1. Reaksi Eksoterm

Reaksi yang terjadi saat berlangsungnya pelepasan panas atau kalor. Reaksi panas ditulis dengan tanda negatif.

Perubahan entalpi pada reaksi ini digambarkan sebagai berikut:

P + Q  R + x Kkal

P dan Q = zat awal

R             = zat hasil reaksi

X             = besar panas reaksi

Menurut hukum kekekalan energi :

Isi panas (P + Q) = isi panas R + x Kkal

H (P + Q)              = H (R) + x Kkal

H (R) – H (P + Q) = - x Kkal

H                          = - x Kkal

2. Reaksi Endoterm

Reaksi yang terjadi ketika berlangsungnya penyerapan panas atau kalor, maka perubahan entalpi reaksi bernilai positif.

Perubahan entalpi pada reaksi endoterm dirumuskan sebagai berikut:

R  P + Q – x Kkal

Berlaku:

H (P+Q) – H (R) = x Kkal

H                          = x Kkal

Kesimpulan :

Besarnya perubahan entalpi (ΔH) sama dengan besarnya panas reaksi, tapi dengan tanda berlawanan.

E. JENIS PERUBAHAN ENTALPI

1. Perubahan entalpi pembentukan (ΔHf)

Merupakan perubahan entalpi pembentukan 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.

2. Perubahan entalpi penguraian (ΔHd)

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.

CO2 (g)  C (s) + O2 (g) H = 94,1 kkal

                                    = H pengurangan standar CO2 (g)

3. Perubahan entalpi pembakaran (ΔHc)

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 terbakan menjadi CO2, hidrogen terbakar menjadi H2O, dan belerang terbakar menjadi SO2.

CH4 (g) + 2 02 (g)  CO2 (g) + 2 H2O (1) H = -212, 4 kkal

= H pembakaran CH4 (g)

4. Perubahan entalpi netralisasi (ΔHn)

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.

F. PENENTUAN ENTALPI REAKSI

Penentuan ini dilakukan dengan:

• Menggunakan kalorimetri
• Menggunakan hukum Hess atau hukum penjumlahan
• Menggunakan data tabel entalpi pembentukan
• 4Menggunakan 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:

QI = m.c.t                         Qk = t

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:

Qreaksi = QI + Qk                             H = - Qreaksi/jumlah mol

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

HR = Eikatan putus - Eikatan terbentuk

 G. HUKUM TERKAIT TERMOKIMIA

1. Hukum Laplace

Hukum ini dikemukakan oleh Marquis de Laplace (1749-1827), yang berbunyi :

“Jumlah kalor yang dilepaskan pada pembentukan suatu senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang diperlukan untuk menguraikan senyawa itu menjadi unsur-unsurnya”.

2. Hukum Hess

Hukum ini dikemukakan oleh German Hess (1840), yang berbunyi :

“Bila suatu perubahan kimia dapat dibuat menjadi beberapa jalan/cara yang berbeda, jumlah perubahan energi panas keselurahannya (total) adalah tetap, tidak bergantung pada jalan/cara yang ditempuh”.

hukum Hess dapat digunakan untuk menghitung ΔH reaksi berdasarkan reaksi-reaksi lain yang ΔH-nya sudah diketahui.

Daftar Pustaka

http://www.softilmu.com/2015/11/Pengertian-Kajian-Perubahan-Entalpi-Reaksi-Hukum-Termokimia-Adalah.html

https://id.wikipedia.org/wiki/Termokimia