TERMOKIMIA
A. ENERGI DAN ENTALPI
1.
Defenisi Energi
Energi adalah kapasitas untuk melakukan kerja (w) atau menghasilkan panas
(kalor = q). Perpindahan energi antara sistem dan lingkungan terjadi dalam
bentuk kerja atau dalam bentuk kalor. Energi yang di pindahkan dalam bentuk
kerja atau dalam bentuk kalor yang mempengaruhi jumlah total energi yang
terdapat dalam sistem tersebut energi dalam (u). Perubahan energi dalam sistem
dituliskan melalui persamaan
.
2.
Bunyi Hukum Kekekalan Energi
Bunyi hukum kekekalan energi adalah “Energi
tidak dapat dimusnahakan atau diciptakan, tetapi dapat di ubah dari satu bentuk
kebentuk lain”.
3.
Defenisi Entalpi
Entalpi (H) adalah perpindahan
energi dalam bentuk kalor yang tersimpan didalam suatu sistem.
4.
Apakah Entalpi dapat Diukur?
Entalpi dapat diukur apabila suatu sistem mengalami perubahan.
Penjelasannya ialah energi yang disimpan suatu sistem tidak dapat diketahui
dengan pasti , yang dapat diketahui adalah besarnya perubahan energi dari suatu
sistem bila sistem tersebut mengalami suatu perubahan. Perubahan yang terjadi
akan selalu disertai perubahan energi dengan besarnya perubahan tersebut dapat
diukur.
B. REAKSI EKSOTERM DAN REAKSI ENDOTERM
1.
Defenisi Sistem
Sistem adalah bagian dari alam semesta yang menjadi pusat perhatian
langsung dalam suatu percobaan tertentu.
2.
Defenisi Lingkungan
Lingkungan adalah bagian alam semesta yang berhubungan langsung
(berinteraksi) dengan satu sistem atau segala sesuatu yang membatasi sistem.
3.
Defenisi Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm
Reaksi Eksoterm adalah reaksi kimia dengan sistem melepaskan kalor ke
lingkungannya. Reaksi Endoterm adalah reaksi kimia dengan sistem menyerap kalor
dari lingkungannya.
4.
Jelaskan Perbedaan Reaksi Eksoterm dan Reaksi
Endoterm dari Diagram Reaksinya
Pada reaksi endoterm, entalpi bertambah, artinya entalpi produk (Hp)
lebih besar daripada entalpi pereaksi (Hr). Maka perubahan entalpi
adalah selisih antara entalpi produk dengan
entalpi pereaksi sehingga
bernilai positif.
Reaksi
Endoterm :
= Hp - Hr > 0
Sedangkan Reaksi Eksoterm adalh kebalikan dari reaksi endoterm,
dengan kata lain:
Reaksi
Eksoterm :
= Hp – Hr < 0
C. PENGUKURAN
MELALUI PERCOBAAN
1.
Jelaskan Prinsip Dasar Kalorimetri
Prinsip dasar kalorimeter adalah kalor atau perubahan entalpi
suatu reaksi kimia dengan menggunakan alat
yang disebut kalorimeter. Kapasitas Kalor (C)
adalah jumlah panas yang yang diperlukan untuk mengubah suhu suatu benda
sebesar 1oC. Kapasitas panas
bersifat eksentif berarti bahwa jumlahnya bergantung pada ukuran zat.
Kalor jenis (c) adalah jumlah panas
yang diperlukan untuk meningkatkan suhu 1g zat sebesar 1oC. Panas
spesifik bersifat intensif artinya jumlahnya tidak bergantung pada ukuran zat.
2.
Jelaskan Menghitung
dengan Menggunakan Kalorimeter
Ada dua jenis Kalorimeter untuk menghitung
, yaitu:
v
Kalorimeter klasik
Disebut juga kalori meter cangkir kopi karena menggunakan
cangkir kopi styrofoam sebagai tempan
campuran reaksinya. Caranya :
a.
Mula-mula suhu pereaksi diukur, lalu
pereaksi dicampurkan kedalam cankir kopi.
b.
Sesudah reaksi selesai, suhu dari
campuran reaksi ini diukur.
c.
Berdasarkan perubahan suhu sebelum dan
sesudah reaksi, nilai
reaksi dapat dihitung.
Reaksi yang dapat
diukur dengan kalorimetr ini adalah reaksi-reaksi yang berlangsung pada tekanan
tetap.
v
Kalorimeter Bom
Biasanya dipakai untuk mempelajari reaksi eksoterm yang tidak
akan berjalan apabila tidak dipanaskan. Alatnya terdiri dari wadah yang terbuat
dari baja yang kuat tempat reaksi berlangsung. Caranya:
a.
Wadah dimasukkan kedalam bak yang
tersekat dengan dilengkapi pengaduk dan termometer.
b.
Suhu awal diukur, kemudian reaksi
dijalankan dengan cara menyalakan pemanas kawat kecil yang berada di dalam
wadah.
c.
Panas yang dikeluarkan reaksi diserap
oleh wadah dan bak, sehingga menyebabkan suhu alat naik.
d.
Berdasarkan perubahan suhu dan kapasitas
panas alat yang telah diukur, jumlah panas yang diberikan oleh reaksi dapat
dihitung.
Dibandingkan dengan
kalorimeter klasik, pengukuran dengan kalorimeter bom jauh lebih teliti.
D. MENGUKUR
dari DATA PERCOBAAN
1.
Defenisi Persamaan Reaksi Termokimia
Persamaan termokimia adalah persamaan reaksi kimia yang
menyertakan kalor reaksi atau perubahan entalpi reaksi.
2.
Hubungan Mol dengan
Secara kuantitatif, perubahan energi berbanding lurus dengan
jumlah molekulpada zat-zat kimia yang bereaksi atau zat kimia yang dihasilkan.
Jadi dapat disimpulkan bahwa mol

3.
Hubungan
dengan Jumlah Zat
Harga
bergantung pada jumlah zat. Contoh:
C(s) + O2
CO2 (g)
= + 110,5 kJ
CO2 (g)
C(s) + O2 (g)
= - 110,5 kJ
2CO (g)
2C (s) + 2O2 (g)
= - 221kJ
Berdasarkan persamaan reaksi tersebut, dapat dijelaskan hal-hal
berikut:
·
Jika reaksi dibalik, maka tanda
ikut dibalik (+ jadi – atau – jadi +)
·
Jika reaksi dikalikan sejumlah x, maka
pun dikalikan sejumlah x.
·
Jika reaksi dijumlahkan, maka
ikut dijumlahkan.
4.
Jelaskan Tentang Hukum HESS
Hukum HESS adalah suatu hukum yang berkaitan dengan termokimia.
Hukum HESS dikemukakan oleh Germain
Henry Hess pada tahun 1840, yang didasarkan pada fakta bahwa entalpi adalah
fungsi keadaan. Artinya, perubahan panas atau kalor dari suatu reaksi hanya
bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir dari reaksi tersebut. Bunyi
hukum HESS adalh:
“ Kalor suatu reaksi
secara keseluruhan selalu sama, tidak dipengaruhi apakah reaksi itu
dilaksanakan secara langsung atau tidak langsung dan lewat tahap-tahap yang berlainan”.
5.
Jelaskan Cara Menghitung
dengan Menggunakan Hukum HESS
Hukum HESS sangat berguna untuk menentukan
reaksi dari reaksi yang tidak dapat dilakukan
dilaboratorium. Contohnya:
C(s) +
O2 (g)
CO(g) + O2 (g)
reaksi tersebut dapat dihitung dengan
memanfaatkan data
hasil percobaan reaksi-reaksi berikut.
C(s) + O2
(g)
CO2 (g)
= - 393,5kJ
CO(g) + ½ O2
(g)
CO2 (g)
= - 283,0kJ
E.
STANDAR
1.
Defenisi
Standar
Perubahan entalpi untuk reaksi kimia yang semua pereaksi dan
produksinya dalam keadaan standar pada suhu tertentu disebut entalpi standar reaksi. Entalpi standar
digunakan untuk membandingkan perubahan energi yang disebabkan oleh penyusunan
ulang ikatan dalam reaksi yang berbeda-beda.
2.
Jelaskan Jenis
Standar
a.
Entalpi pembentukan standar
f0
Perubahan entalpi pada
pembentukan 1 mol zat langsung dari unsur-unsurnya disebut entalpi molar pembentukan atau entalpi pembentukan. Jika
pengukuran dilakukan pada keadaan standar (298 k, 1 atm) dan semua
unsur-unsurnya dalam bentuk standar, maka perubahan entalpinya disebut entalpi pembentukan standar (ΔHf 0). Entalpi pembentukan
dinyatakan dalam kJ per mol (kJ mol -1).Supaya
terdapat keseragaman, maka harus ditetapkan keadaan standar, yaitu suhu 25 0 C dan tekanan 1 atm. Dengan demikian
perhitungan termokimia didasarkan pada keadaan standar. Nilai
entalpi pembentukan dari berbagai zat serta persamaan termokimia reaksi
pembentukannya diberikan pada tabel 2 berikut.
b.
Entalpi penguraian standar
c0
Adalah perubahan entalpi yang terjadi pada penguraian 1 mol
senyawa menjadi
unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar. Jika pengukuran tidak dilakukan
pada keadaan standar, maka dinotasikan dengan DHd. Satuannya = kJ / mol.
Perubahan entalpi penguraian standar merupakan kebalikan dari perubahan entalpi pembentukan
standar, maka nilainya pun akan berlawanan tanda. Menurut Marquis de
Laplace, “ jumlah kalor yang dilepaskan pada pembentukan
senyawa dari unsur-unsur penyusunnya = jumlah kalor yang diperlukan pada
penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsur penyusunnya. “
Pernyataan ini disebut Hukum Laplace.
c.
Entalpi pembakaran standar
d0
Reaksi suatu zat dengan oksigen disebut reaksi
pembakaran. Zat yang mudah terbakar adalah unsur karbon,hidrogen, belerang,
dan berbagai senyawa dari unsur tersebut. Pembakaran dikatakan sempurna apabila
karbon (c) terbakar menjadi CO2, hidrogen (H) terbakar menjadi H2O, belerang
(S) terbakar menjadi SO2.Perubahan entalpi pada
pembakaran sempurna 1 mol suatu zat yang diukur pada 298 K, 1 atm disebut entalpi
pembakaran standar (standard
enthalpy of combustion), yang dinyatakan dengan ΔHc0 .
Entalpi pembakaran juga dinyatakan dalam kJ mol -1 .Harga entalpi pembakaran dari
berbagai zat pada 298 K, 1 atm diberikan pada tabel 3 berikut.
F.
ENERGI
IKATAN
1.
Defenisi Energi Ikatan
Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan 1 mol
ikatan dari suatu molekul dalam wujud gas. Dalam energi ikatan molekul dwiatom
digunakan istilah energi atomisasi, sedangkan dalam energi ikatan molekul
beratom banyak digunakan istilah energi ikatan rata-rata, yaitu energi yang
diperlukan untuk memutuskan satu mol ikatan tertentu pada senyawa tersebut.
2.
Cara Menghitung
dengan Menggunakan
Data Energi Ikatan
Reaksi kimia antara
molekul-molekul terjadi akibat adanya pemutusan ikatan yang ada dan pembentukan
ikatan baru atom-atom. Baik pemutusan maupun pembentukan ikatan memerlukan
energi.
merupakan selisih
energi ikatan pemutusan dengan energi ikatan pembentukan. Berarti pula,
merupakan selisih
dari energi ikatan pereaksi dengan energi ikatan hasil reaksi.