MEMAHAMI TERMOKIMIA DALAM MATERI TERMODINAMIKA

Oleh    : Aghna Hanania (@X39-Aghna)

NIM    : 41622010039

       I.            I.. Abstrak

Kimia merupakan salah satu cabang ilmu pengetahuan yang hakikat pengetahuannya berdasarkan fakta, hasil pemikiran, dan hasil penelitian yang dilakukan para ahli. Ilmu kimia merupakan ilmu yang diperoleh dan dikembangkan berdasarkan eksperimen yang mencari jawaban atas pertanyaan apa, mengapa, dan bagaimana gejala-gejala alam khususnya yang berkaitan dengan komposisi, struktur dan sifat, transformasi, dinamika, dan energitika zat.

Termokimia merupakan cabang ilmu kimia yang merupakan bagian dari termodinamika yang mempelajari perubahan-perubahan panas yang mengikuti reaksi-reaksi kimia. Reaksi dalam termokimia terbagi menjadi reaksi eksoterm dan reaksi endoterm.

Kata kunci       : Kimia, termokimia, reaksi, eksoterm, endoterm.  

    II.            II. Absctract

Chemistry is one of the branches of science whose nature of knowledge is based on facts, thoughts, and results of research conducted by experts. Chemistry is a science that is acquired and developed based on experiments seeking answers to the what, why, and how questions of natural phenomena, especially those related to the composition, structure and properties, transformations, dynamics, and energetics of matter.

Thermochemical is a branch of chemistry that is part of the thermodynamic study of heat changes that follow chemistry. Reaction is thermochemical to be exothermix reaction and endoterm reaction. 

Keywords        : Chemistry, thermochemical, reaction, exothermic, endoterm.  

 

 III.            III. Pendahuluan

Dalam kimia, salah satu sumber energi yang penting adalah kalor yang dihasilkan atau diserap selama reaksi berlangsung, studi perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia dinamakan termodinamika.

Termokimia merupakan sesuatu yang menghubungkan energi kalor dengan bentuk energi lain yang dikenal sebagai kerja. Perpindahan energi dapat berupa kalor (q) atau dalam beberapa bentuk lain yang secara keseluruhan disebut dengan kerja (w). Perpindahan energi yang berupa kalor atau kerja akan mempengaruhi jumlah keseluruhan energi di dalam sistem, yang disebut energi dalam (E).

Panas reaksi diukur dengan bantuan alat yang bernama kalorimeter. Harga ∆E diperoleh apabila reaksi dilakukan dalam kalori meter bom yaitu pada volume konstan dan ∆H adalah panas reaksi yang diukur pada tekanan konstan, dalam gelas atau labu yang disolasi, botol termos, atau lainnya. Karena proses panas diperinci dengan baik, maka panas yang akan dilepaskan hanyalah fungsi-fungsi keadaan, yaitu Qp = ∆H atau Qv = ∆E.

 

 IV.            IV. Rumusan Masalah

1.      Apa yang dimaksud dengan termokimia, reaksi eksoterm, dan reaksi endoterm?

2.      Apa saja konsep termokimia?

3.      Apa saja macam-macam entalpi dalam termokimia?

4.      Bagaimana aplikasi perubahan entalpi dalam kehidupan sehari-hari?

 

    V.            V. Tujuan

1.      Untuk memahami pengertian dari termokimia, reaksi eksoterm, dan reaksi endoterm.

2.      Untuk mengetahui persamaan dari termokimia.

3.      Untuk mengetahui macam-macam entalpi dalam termokimia.

4.      Untuk mengetahui apa saja aplikasi perubahan entalpi dalam kehidupan sehari-hari.

 

 VI.            VI. Pembahasan

A. Termokimia, Reaksi Eksoterm, Reaksi Endoterm

Termokimia dapat diartikan sebagai cabang dari ilmu kimia yang menangani hubungan kalor, pengukuran, dan bentuk lain energi dengan kesetimbangan dalam reaksi kimia dan perubahan keadaan. Reaksi kimia meliputi pelepasan dan penggabungan ikatan kimia.

Saat terjadi pembentukan ikatan, sebagian energi kimia berubah menjadi energi kinetik. Energi kinetik ini akan menyebabkan temperatur meningkat. Jika reaksi terjadi pada sistem yang tidak terisolasi, maka panas akan dilepaskan ke lingkungan. Pelepasan panas ke lingkungan itu disebut dengan reaksi eskoterm. Sedangkan jika reaksi terjadi pada sistem yang terisolasi, maka temperatur akan menurun dimana panas diserap ke dalam sistem. Reaksi ini disebut dengan reaksi endoterm.

B. Konsep Termokimia

a.      1. Persamaan termokimia

adalah persamaan kimia yang sudah setara berikut perubahan entalpi reaksi yang dituliskan secara langsung setelah persamaan kimia. Untuk reaksi natrium dan air, persamaan kimianya dapat ditulis sebagai berikut :

2Na(S) + O(I)  2NaOH(aq) + (g) ∆H = -367,5 kJ

Persamaan ini menyatakan bahwa dua mol natrium bereaksi dengan dua mol air menghasilkan dua mol natrium hidroksida dan satu mol hidrogen serta kalor dilepaskan sebanyak 365,7 kJ.

b.      2. Pengukuran Kalor Reaksi

Pengukuran kalor suatu reaksi lebih disukai pada keadaan tekanan tetap daripada volume tetap, sebab banyak reaksi kimia membutuhkan pengadukan, juga pengamatan secara langsung terhadap sistem reaksi.

·         Kapasitas Kalor dan Kalor Jenis

Kapasitas kalor molar zat adalah jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu satu mol zat sebesar 1 derajat (Celcius atau Kelvin). Karena kalor bukan fungsi keadaan, maka jumlah kalor yang diperlukan untuk menghasilkan perubahan suhu bergantung pada jalannya proses, sehingga ada dua jenis kapasitas kalor, yaitu kapasitas kalor pada tekanan tetap (dilambangkan dengan C_p) dan kapasitas kalor pada volume tetap (dilambangkan dengan C_v).

 

_{Harga kapasitas kalor beberapa zat}

Kapasitas kalor molar dapat juga dinyatakan dalam satuan gram zat, dan namanya menjadi kalor jenis. Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu satu gram zat sebesar satu derajat pada tekanan tetap. Kalor jenis dilambangkan dengan huruf (c).

Rumus menentukan kalor dalam suatu sistem kimia :

q          = m.c∆t

·         Alat Kalorimeter

Kalorimeter adalah alat untuk mengukur kalor yang diserap atau dilepaskan oleh suatu reaksi kimia. Kalorimeter terdiri dari bejana yang dilengkapi dengan batang pengaduk dan termometer. Agar kalor dapat ditentukan diperlukan nilai kapasitas kalor dari kalorimeter dan sistem reaksi.

c.       3. Pembuktian Termokimia

Manfaat termokimia yaitu dapat mempelajari suatu bentuk energi yang diperlukan untuk bergerak dalam bentuk energi kinetik. Benda-benda yang berhubungan dengan termokimia :

·         Termokimia dalam kabin mobil

Jika seseorang mengendarai mobil, pastikan membuka jendela setelah masuk dan jangan terburu-buru menyalakan AC. Hal ini dilakukan agar udara yang ada di dalam mobil dapat bertukar dengan udara yang segar. Udara di dalam mobil mengandung Benzene/Bensol. Menurut penelitian yang dilakukan UC, dashboard mobil, sofa, air freshener akan mengeluarkan Benzene, karena suhu ruangan yang tinggi.

·         Termokimia daalam buli-buli atau kantong air

Buli-buli biasanya digunakan untuk mengompres, cairan yang dimasukkan kedalam kantong air biasanya H2O bersuhu tinggi atau bersuhu rendah. Buli-buli ini digunakan untuk meredakan sakit di dalam tubuh, sehingga akan menyebabkan pelebaran pembuluh darah dan terjadi penurunan ketegangan otot.

 

C. Macam-Macam Entalpi dalam Termokimia

Pada perubahan kimia selalu terjadi perubahan entalpi. Besarnya perubahan entalpi adalah sama besar dengan selisih antara entalpi reaksi dan jumlah entalpi pereaksi. Entalpi (H) adalah jumlah total dari semua bentuk energi. Entalpi (H) suatu zat ditentukan oleh jumlah energi dan semua bentuk energi yang dimiliki zat yang jumlahnya tidak dapat diukur dan akan tetap konstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar dari zat. Untuk menyatakan kalor reaksi pada tekanan tetap (qp) digunakan besaran yang disebut entalpi (H).

H         = E +(P.V)

DH      = DE + (P.DV)

DH      = (q+w) + (P.DV)

DH      = qp – (P.DV) + (P.DV)

DH      = qp

Untuk reaksi kimia :

DH      = Hp – Hr

Hp       = Entalpi produk

Hr        = entalpi reaktan

Reaksi pada tekanan tetap      : qp = DH (perubahan entalpi)

Reaksi pada volume tetap       : qv = DE (perubahan energi dalam)

            Pada reaksi eksoterm, entalpi sesudah reaksi menjadi lebih kecil, sehingga ∆H negaif. Sedangkan pada reaksi endoterm entalpi sesudah reaksi menjadi lebih besar, sehinga ∆H positif. Perubahan entalpi pada suatu reaksi disebut kalor reaksi.

1)      1. Perubahan Entalpi Standar (∆H°)

a.        a.  Entalpi Pembentukan Standar (∆H°)

Entalpi pembentukan standar suatu senyawa adalah kalor yang terlibat pada reaksi pembentukan satu mol senyawa dari unsur-unsurnya, diukur pada 1 atm (298,15K). Berdasarkan perjanjian entalpi untuk unsur-unsur dalam bentuk paling stabil dikukuhkan ebesar 0 kJ/mol.

b.     b.  Entalpi Penguraian Standar (∆H°d)

Menurut Hkum Laplace, jumlah kalor yang dibebaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsur sama dengan jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnya. Jadi, entalpi penguraian merupakan kebalikan dari entalpi pembentukan senyawa yang sama. Dengan demikian, jumlah kalornya sama tetapi tandanya berlawanan karena reaksinya berlawanan arah.

Contoh :

C_(s) + O_2(g)  CO_2(g)                                                       ∆H°_f = -393,509 kJ/mol

CO_2(g)  C_(s) + O_2(g)                                                       ∆H°_d = +393,509 kJ/mol.

c.     c.  Entalpi Pembakaran Standar (∆H°c)

Entalpi pembakaran standar diberi simbol (∆H°C) simbol c berasal dari kata combustion yang berarti pembakaran. Pembakaran selalu membebaskan kalor sehingga nilai entalpi pembakaran selalu negatif (eksoterm).

Contoh :

C_(s) + O_2(g)  CO_2(g)                                                       ∆H°_c = -393,5 kJ/mol

CH_4(g) + 20_2(g)  CO_2(g) + 2H₂O_(I)                    ∆H°_c = -393,5 kJ/mol

2)      2. Penggunaan Data Perubahan Entalpi Standar (∆H°)

perubahan suatu entalpi dapat dihitung dari selisih perubahan entalpi hasil-hasil reaksi (keadaan akhir) dengan perubahan entalpi zat-zat pereaksi (keadaan awal).

∆H_reaksi            = Ʃ∆H°_produk - Ʃ∆H°_pereaksi

Ʃ                      = jumlah jenis zat

 

D. Perubahan Entalpi dalam Kehidupan Sehari-hari

Dalam kehidupan kita sehari-hari, tentunya tanpa kita sadari kita telah menggunakan perubahan entalpi termokimia yang menyebabkan perubahan suhu, atau berarti perubahan energi kalor, antara lain :

a)      Makanan sebagai bahan bakar

b)      Api unggun untuk menghangatkan tubuh

c)      Pemanfaatan batu bara

d)     Sumber energi baru (alternatif)

e)      Bahan bakar fosil.

f)       Mencairnya es.

VII.            VII. Kesimpulan

Termokimia merupakan cabang ilmu kimia yang merupakan bagian dari termodinamika yang mempelajari perubahan-perubahan panas yang mengikuti reaksi-reaksi kimia. Pelepasan panas ke lingkungan itu disebut dengan reaksi eskoterm. Sedangkan jika reaksi terjadi pada sistem yang terisolasi, maka temperatur akan menurun dimana panas diserap ke dalam sistem. Reaksi ini disebut dengan reaksi endoterm.

Pada reaksi eksoterm, entalpi sesudah reaksi menjadi lebih kecil, sehingga ∆H negaif. Sedangkan pada reaksi endoterm entalpi sesudah reaksi menjadi lebih besar, sehinga ∆H positif. Perubahan entalpi pada suatu reaksi disebut kalor reaksi.

 

VIII.          VIII.  Daftar Pustaka

Hidayat, Atep Afia. 2022. Kimia dan Pengetahuan Lingkungan Industri. Termodinamika dalam Ilmu Kimia (Modul 2). Universitas Mercu Buana.

Ismunandar. 2014. Kuliah Kimia Dasar I : Termodinamika : Hukum I dan Hukum II. Institut Teknologi Bandung. https://youtu.be/NilKh3R9Ayk

Sa’adah, Lailatis Nurul. 2015. Termokimia dalam Perubahan Kalor Reaksi Kimia. Universitas Negeri Semarang. https://www.slideshare.net/nurullimsun/jurnal-termokimia?from_action=save

Rofiudin, Muhammad. 2018. Makalah Kimia Kelas 11 : Termokimia. https://mrofiudin29.blogspot.com/2018/01/makalah-kimia-kelas-11-termokimia.html

 

https://www.studiobelajar.com/termokimia/