Hukum Termodinamika Satu dan Termokimia

Adrian Rahadi

Satria Hotma Hizkia

@N16-ADRIAN

@N19-SATRIA

Hukum Termodinamika Satu dan Termokimia

ABSTRAK

Termodinamika berasal dari bahasa Yunani dimana Thermos yang artinya panas dan Dynamic yang artinya perubahan. termokimia merupakan ilmu yang mempelajari perubahan kalor yang disertai reaksi kimia. "Energi tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan, melainkan hanya bisa diubah bentuknya saja." Perubahan entalpi adalah perubahan panas dari reaksi pada suhu dan tekanan yang tetap.

Kata kunci : Termodinamika, Termokimia,  Hukum Termodinamika Satu.

1.      Pendahuluan

Termodinamika berasal dari bahasa Yunani dimana Thermos yang artinya panas dan Dynamic yang artinya perubahan. Termodinamika adalah suatu ilmu yang menggambarkan usaha  untuk mengubah kalor (perpindahan energi yang disebabkan perbedaan suhu) menjadi energi serta sifat-sifat pendukungnya. Sedangkan termokimia merupakan ilmu yang mempelajari perubahan kalor yang disertai reaksi kimia. Dalam termodinamika terdapat empat hukum dalam termodinamkia, kelompok kami hanya memfokuskan pada hukum termodinamika satu.

2.      Permasalahan

2.1     Apa yang dipelajari dalam hukum termodinamika satu ?

2.2     Apa yang dipelajari dalam termokimia ?

3.      Pembahasan

3.1.   Hukum Termodinamika Satu

 "Energi tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan, melainkan hanya bisa diubah bentuknya saja."

Perubahan energi dalam ΔU dari sebuah sistem hanya tergantung pada transfer panas ke dalam sistem (Q) dan kerja yang dilakukan oleh sistem (W) dan tidak tergantung pada proses yang terjadi.

ΔU = Q-W

Perjanjian:

Panas ditambahkan ke sistem > Q +

Panas dilepaskan dari sistem > Q –

Kerja dilakukan pada sistem > W –

Kerja dilakukan oleh sistem > W +

Hukum Termodinamika ke-1 merupakan hukum kekekalan energi.

Terbagi menjadi empat macam :

A.  Isobarik (Tekanan Tetap)

Proses isobarik adalah proses perubahan gas dengan tahanan tetap.

W = P(V_A- V_B)

B.   Isotermik (Suhu Tetap)

Selama proses temperatur sistem tetap konstan.

P_AV_A = P_BV_B

W = Q

C.   Iskhoris (Volume  Tetap)

Proses ini terjadi pada sistem yang mempunyai volume (wadah) yang kuat, tertutup dan tidak dapat berubah.

ΔU = Q

D.  Adiabatik

Proses adiabatik terjadi pada sistem terisolasi atau dapat terjadi pada sistem yang mempunyai proses yang sangat cepat.

ΔU = -W

3.2.   Beberapa Materi Dalam Termokimia

A.  Sistem dan Lingkungan

·         REAKSI EKSOTERM Adalah reaksi yang pada saat berlangsung disertai pelepasan panas atau kalor. Panas reaksi ditulis dengan tanda negatif. Contoh : N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g) - 26,78 Kkal

·         REAKSI ENDOTERM Adalah reaksi yang pada saat berlangsung membutuhkan panas. Panas reaksi ditulis de ngan tanda positif

Contoh : 2NH3 N2 (g) + 3H2 (g) + 26,78 Kkal

B.   PERUBAHAN ENTALPI (ΔH)

Perubahan entalpi adalah perubahan panas dari reaksi pada suhu dan tekanan yang tetap, yaitu selisih antara entalpi zatzat hasil dikurangi entalpi zat-zat reaktan.

Rumus : ΔH = Hh - Hr

ΔH : perubahan entalpi

Hh : entalpi hasil reaksi

Hr : entalpi zat reaktan.

PERUBAHAN ENTALPI (ΔH)

·       PADA REAKSI EKSOTERM P + Q   =>     R + x Kkal

P dan Q = zat awal

R = zat hasil reaksi

x = besarnya 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

ΔH = - x Kkal

·       PADA REAKSI ENDOTERM

R   =>   P + Q – x Kkal

Berlaku :

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

ΔH = x Kkal

Kesimpulan : Besarnya perubahan entalpi (ΔH) sama dengan besarnya panas reaksi, tetapi dengan tanda berlawanan.

Contoh soal : Hitung entalpi pembakaran CH4 (g) menjadi CO2 (g) dan H2O(g) Pada temperatur 298 oK, bila diketahui pada temperatur tersebut :

ΔH. CH4 = -74,873 KJ mol-1 ;

ΔH. O2 = 0,00 KJ mol-1 ,

ΔH. H2O = -241,827 KJ mol-1 ,

ΔH. CO2 = - 393,522 KJ mol-1

PERUBAHAN ENTALPI (ΔH)

ΔH. CO2 = - 393,522 KJ mol-1 dan ΔH. H2O = -241,827 KJ mol-1

Jawab : CH4 + 2O2      =>    CO2 + 2H2O

ΔH = H {CO2 + (2 x H2O)} – H {CH4 + (2 x O2 )}

ΔH = {- 393,522 + (2 x (- 241,827)} - {- 74,873 + (2 x 0,000)}

ΔH = - 802,303 KJ mol-1

Tanda negatif menunjukkan bahwa reaksi di atas merupakan reaksi eksoterm.

·       Hukum Hess

Pengertian hukum hess adalah sebuah hukum dalam kimia fisik untuk ekspansi Hess dalam siklus Hess. Hukum ini digunakan untuk memprediksi perubahan entalpi dari hukum kekekalan energi (dinyatakan sebagai fungsi keadaan ΔH).

“Jumlah panas yang dibutuhkan atau dilepaskan pada suatu reaksi kimia tidak tergantung pada jalannya reaksi tetapi ditentukan oleh keadaan awal dan akhir”

4.      Kesimpulan

Hukum termodinamika satu mempelajari tentang bagaimana mengubah energi dalam yang dipengaruhi oleh kalor dan usaha, sementara termokimia mempelajari tentang perubahan kalor yang terjadi. Sehingga ada kesinambungan dalam kedua ilmu ini, dimana sama-sama mempelari kalor dan perubahannya.

Referensi

Bitar. 2019. Termodinamika : Hukum Termodinamika 1 2 3 Pengertian, Prinsip, Sistem,          Rumus Dan Contoh Soal.

http://staffnew.uny.ac.id/upload/198307302008122004/pendidikan/termokimia+(12-13).pdf.

https://staff.fisika.ui.ac.id/adhi_hs/lecture/panas/Lec%2007.pdf.

Sari Novita. 2019. Hukum Hess.

Sartono, Muhamad Yusuf, dkk. 2014. Termokimia.