Abstrak :
Persamaan reaksi yang mengikutsertakan perubahan entalpinya disebut
persamaan
termokimia. Nilai ΔH (Perubahan entalpi ) yang dituliskan
pada persamaan termokimia disesuaikan dengan stokiometri reaksi. Artinya jumlah
mol zat yang terlibat dalam reaksi sama dengan koefisien reaksinya.
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/ termal 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.
Setiap zat mempunyai energi kinetic dan energi potensial.
Jumlah energi kinetic dan energi potensial dari suatu zat disebut dengan energi
dalam ( U ). Energi dalam tidak dapat diukur. Yang dapat diukur
adalah perubahan energi dalam ( ΔU). Perubahan energi dalam
sama dengan jumlah kalor (q) dan kerja (w). Kalor
(q) yang dimiliki oleh zat pada tekanan tetap disebutu juga dengan entalpi
( H).Perubahan entalpi ( ΔH) terjadi selama proses penambahan
atau pelepasan kalor. Besarnya perubahan entalpi adalah selisih jumlah entalpi
hasil reaksi dengan jumlah entalpi pereaksi.
Δ H = H produk – H reaktan
Energi potensial kimia yang terkandung dalam suatu
zat disebut panas dalam atau entalpi dan dinyatakan dengan simbol H.
Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu pereaksi disebut perubahan
entalpi reaksi, dan diberi simbol ΔH.
B. 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.
C. 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.
|
|
x B
C(s) + O2(g) CO2(g) + 393.5 kJ ; ΔH = -393.5 kJ
2. Reaksi Endoterm
Reaksi yang terjadi ketika berlangsungnya penyerapan
panas atau kalor, maka perubahan entalpi reaksi bernilai positif.
H
x A
Contoh :
CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)- 178.5
kJ ; ΔH = +178.5 kJ.
D. Jenis-Jenis
Perubahan Entalpi
a. Perubahan Entalpi Pembentukan Standar
= kalor pembentukan
Adalah perubahan entalpi yang terjadi pada pembentukan 1 mol senyawa
dari unsur-unsurnya pada suhu dan tekanan standar ( 25 oC, 1 atm ).
Entalpinya bisa dilepaskan maupun diserap. Satuannya adalah kJ / mol. Bentuk standar dari
suatu unsur adalah bentuk yang paling stabil dari unsur itu pada keadaan
standar ( 298 K, 1 atm ).
Jika perubahan entalpi pembentukan tidak diukur pada keadaan standar maka
dinotasikan dengan
Catatan :
·DHf unsur bebas = nol
·Dalam entalpi pembentukan, jumlah zat yang dihasilkan adalah 1 mol.
·Dibentuk dari unsur-unsurnya dalam bentuk standar.
b. Perubahan Entalpi
Penguraian Standar
Adalah perubahan entalpi yang terjadi pada penguraian 1 mol senyawa menjadi
unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar. Perubahan entalpi
penguraian standar merupakan kebalikan dari perubahan entalpi
pembentukan standar, maka nilainya pun akan berlawanan tanda.
c. Perubahan Entalpi
Pembakaran Standar
Adalah perubahan entalpi yang terjadi pada pembakaran 1 mol suatu zat secara
sempurna pada keadaan standar.
d. Perubahan Entalpi
Netralisasi Standar
Adalah perubahan entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh
basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar.
e. Perubahan Entalpi
Penguapan Standar
Adalah perubahan entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase
cair menjadi fase gas pada keadaan standar.
f. Perubahan Entalpi
Peleburan Standar
Adalah perubahan entalpi yang terjadi pada pencairan / peleburan 1 mol zat dalam
fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar.
g. Perubahan Entalpi
Sublimasi Standar
Adalah perubahan entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam
fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar.
h. Perubahan Entalpi
Pelarutan Standar
Adalah perubahan entalpi yang terjadi ketika 1 mol zat melarut dalam
suatu pelarut (umumnya air) pada keadaan standar.
CONTOH SOAL :
1.
Diketahui Δ Hd C2H4(g)
= + 52,5 kJ/mol
a. Tuliskan persamaan termokimia peruraian C2H4
b. Tuliskan persamaan termokimia pembentukan C2H4
c. Tentukan Δ H untuk pembentukan
4 mol C2H4
Jawab :
a Persamaan termokimia
peruraian C2H4
C2H4
2C(grafit) + 2H2(g)
Δ H = + 52,5kJ
b Persamaan termokimia pembentukan C2H4
2C(grafit) + 2H2(g)
C2H4 Δ H = –
52,5 kJ
c. Δ H pembentukan 4 mol C2H4 =
4 mol x ( – 52,5 kJ/mol ) = – 210 kJ
E. Perhitungan ΔH Reaksi
1 Berdasarkan
Hukum Hess
Kalor reaksi yang dilepaskan atau diserap
oleh suatu reaksi tidak tergantung pada jalannya reaksi , tetapi tergantung
pada keadaan zat-zat yang bereaksi dan zat-zat hasil reaksi. Jadi hukum Hess
dapat digunakan untuk menghitung besarnya perubahan entalpi pada suatu reaksi
tertentu dengan menentukan keadaan awal dan keadaan akhir reaksi. Diketahui
diagram siklus sebagai berikut :
Maka reaksinya bisa digambarkan sebagai berikut : Jadi ΔH3 = ΔH1 +
ΔH2
Contoh soal : Tentukan perubahan entalpi (
Δ H) dari reaksi :
S(g) + 3/2 O2(g)
SO3(g)
Bila diketahui :
S(g) + O2(g)
SO2(g) Δ H = – 297 kJ/
mol………….(i)
SO3(g)
SO2(g) + ½ O2(g)
Δ H = -99 kJ/mol …..(ii)
Jawab Reaksi
:
S(g) + 3/2 O2(g)
SO3(g)
Tahap
reaksi (i) dan (ii) harus disusun sedemikian rupa sehingga kalau
dijumlahkan akan sama dengan persamaan reaksi yang diharapkan. Agar SO3 berada
disebelah kanan, maka reaksi tahap (ii) harus dibalik. Sedang reaksi tahap (i)
tidak perlu di ubah.
Hasil pengaturan reaksi adalah sebagai berikut :
S(g)
+ O2(g)
SO2(g)
Δ H = – 297 kJ/ mol………….(i)
SO2(g) + ½ O2(g)
SO3(g)
Δ H = +99 kJ/mol ………….(ii) +
S(g) + 3/2 O2(g)
SO3(g) ΔH
= – 198 kJ/ mol
2. Perhitungan Entalpi ReaksiBerdasarkan Harga ΔHf (Entalpi
Pembentukan Standar )
Perubahan entalpi reaksi ditentukan
berdasarkan selisih dari perubahan entalpi pembentukan produk dan
perubahan entalpi pembentukan pereaksi.
ΔH = ΣΔHf (Produk) – ΣΔHf (Pereaksi)
Contoh :
Tentukan perubahan entalpi standar untuk reaksi pembakaran 1 mol etana
menurut reaksi
C2H6(g) + 7/2 O2(g)
2 CO2(g) + 3 H2O(g)
Bila diketahui :
Δ Hf CO2(g) = – 394
kJ/mol
ΔHf C2H6(g) = – 85 kJ/mol
Δ Hf H2O(g) = – 286
kJ/mol
ΔHf O2(g) = 0 kJ/mol
Jawab :
ΔH = ΣΔHf (Produk) – ΣΔHf (Pereaksi)
= ( 2x Δ Hf CO2(g) + 3x Δ Hf H2O(g) )
– (ΔHf C2H6(g) +
7/2 ΔHf O2(g) )
= ( 2x ( – 394) + 3x ( – 286))
–(( – 85) + 0))
= ( – 788 – 958 ) + 85
= – 1561 kJ/ mol
3. Perhitungan Entalpi Reaksi Berdasarkan Energi Ikatan Reaksi
kimia pada dasarnya terjadi karena adanya pemutusan dan pembentukan kembali
ikatan – ikatan kimia dalam suatu zat. Zat-zat pereaksi dapat bereaksi antara
satu dengan lainnya setelah zat tersebut mengalami pemutusan ikatan-ikatannya.
Sedangkan pada zat hasil ( produk) terjadi pembentukan ikatan kembali.
ΔH = Σ EIkatan yang putus – Σ E ikatan
yang terbentuk
Contoh :
Diketahui energi ikatan :
C = C : 145
kkal/mol
C C : 83 kkal/ mol
H H : 104 kkal /
mol C
H : 99 kkal/ mol
Tentukan Δ H dari reaksi :
H H
H H
C
C + H
H
H C C H
H
H
H H
Jawab :
Pada pereaksi terjadi pemutusan ikatan :
1 x C = C ; energi ikatan = 145 kkal/mol
4 x C H ; energi ikatan = 4 x 99 kkal/
mol
1 x H H ; energi ikatan = 1 x 104 kkal/
mol
Jumlah energi pada pemutusan ikatan ; ( 145
+ 396 + 104 ) = 645 kkal/ mol
Pada produk terjadi pembentukan ikatan :
1 x C C ;
energi ikatan = 83 kkal/ mol
6 x C H ;
energi ikatan = 594 kkal/ mol
Jumlah energi pada pembentukan ikatan : ( 83
+ 594 ) kkal/ mol = 677 kkal/ mol
Δ H = energi pemutusan ikatan – energi
pembentukan ikatan
= ( 645 – 677) kkal/ mol
= – 32 kkal/ mol
Kesimpulan
Termokimia merupakan suatu cabang ilmu kimia
yang mempelajari tentang suatu perubahan kalor atau energi yang menyertai suatu
reaksi kimia, baik yang diserap maupun yang dilepaskan. Hukum kekekalan energi
menyatakan bahwa energi tidak bisa diciptakan atau dimusnahkan. Energi hanya
bisa diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain. Energi juga bisa mengalami
suatu perpindahan dari sistem ke lingkungan atau sebaliknya. Sistem
adalah segala hal yang diteliti perubahan energinya. Sementara itu,
lingkungan adalah segala sesuatu di luar sistem. Contoh sistem dan
lingkungan bisa diamati pada air teh panas dalam gelas. Air teh panas merupakan
sistem, sementara gelas sebagai wadahnya termasuk lingkungan.Interaksi antara
sistem dan lingkungan bisa berupa pertukaran energi atau materi. Pertukaran
energi ini bisa berupa kalor atau bentuk energi lain. Adanya suatu
pertukaran energi tersebut menyebabkan terjadinya perubahan jumlah energi yang
terkandung dalam sistem.
Daftar Pustaka
Sutresna, Nana.
2015. KIMIA UNTUK KELAS XI. Bandung: Grafindo Media Pratama.
Novitasari,
Dian. JENIS-JENIS PERUBAHAN ENTALPI https://diannovitasari.wordpress.com/jenis-jenis-perubahan-entalpi/
@Kel-K09,@K23-Nofiyanto,@K24-GALANG, @k26-fikri
BalasHapusBerikan Contoh reaksi eksoterm Dan reaksi endoterm?