Bab 2 TERMOKIMIA A. Energi dan Entalpi Zat Hukum Kekekalan Energi “Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan. Energ i hanya dapat diubah bentuknya dari satu jenis energi k e jenis energi yang lain.” PEREAKSI (keadaan 1) E1 PRODUK (keadaan 2) E2 Perubahan energi yang menyertai suatu reaksi kimia dapat dirumus kan : ΔE = E2–E1 Keterangan: ΔE = perubahan energi yang terjadi dalam suatu reaksi E1 = energi yang terjadi pada pereaksi E2 = energi yang terjadi pada hasil reaksi (produk) TERMOKIMIA Adalah ilmu kimia yang mempelajari perubahan energi atau kalor yang menyertai suatu reaksi. TERMOKIMIA 1. SISTEM : Sesuatu yang menjadi pusat perhatian kita dalam hal ini adalah seluruh proses kimia yang terjadi. 2. LINGKUNGAN : Sesuatu diluar sistem. 3. KALOR REAKSI : Besarnya kalor yang menyertai reaksi yaitu bentuk energi yang mengalir dari sistem ke lingkungan atau sebaliknya karena ada perbedaan suhu. SISTEM TERBUKA DAN TERTUTUP Sistem tertutup merupakan sistem yang tidak berhubungan dan tidak terpengaruh oleh lingkungan luarnya. Sistem ini bekerja secara otomatis tanpa campur tangan pihak luar. Sistem terbuka adalah sistem yang berhubungan dan dipengaruhi oleh lingkungan luarnya Sistem Terisolasi adalah suatu sistem yang tidak memungkinkan untuk terjadi perpindahan baik itu materi ataupun enertgi antara sistem tersebut dan lingkungannya. CONTOH SISTEM TERBUKA 1. Secangkir kopi panas 2. Api unggun 3. Penggorengan 4. Air Conditioner (AC) 5. Kompressor 6. Turbin CONTOH SISTEM TERTUTUP 1. Botol Air 2. Merebus air dengan penutup 3. Piston 4. Setrika 5. Mesin cuci 6. Bomb Kalorimeter CONTOH SISTEM TERISOLASI Contoh sistem terisolasi yaitu: 1. Termos (mendekati) 2. Alam semesta ΔH = Hproduk – Hreaktan Contoh: Perubahan es mencair, sesuai dengan reaksi: H2O(s) g H2O(l). Pada proses ini Anda tidak dapat mengukur entalpi dari H2O(s) atau entalpi dari H2O(l), tetapi hanya dapat mengukur perubahan entalpinya, yaitu ΔH = entalpi H2O(l) – entalpi H2O(s). reaksi kimia yang menghasilkan atau melepaskan kalor. Proses reaksi eksotermik. KARAKTERISTIK REAKSI EKSOTERM 1.Reaksi yang membebaskan kalor 2.Suhu sistem > suhu lingkungan 3.Kalor berpindah dari sistem ke lingkungan 4.Disertai kenaikan suhu. 5. Penulisan persamaan reaksinya sbb : reaksi A + B C dibebaskan kalor 10 kj Pers. Reaksi : A + B C + 10 kj r = p + 10 kj r > p ΔH = Hp - Hr kecil - besar ΔH = - CONTOH REAKSI EKSOTERM Diagram tingkat energi : ( r >p ) Reaksi endotermik adalah reaksi kimia yang menyerap kalor. Proses reaksi endotermik. Reaksi endotermik dapat dinyatakan d engan diagram ber ikut ΔH = Hproduk - Hreaktan (ΔH > 0) KARAKTERISTIK REAKSI ENDOTERM Reaksi yang memerlukan kalor Suhu sistem < suhu lingkungan Kalor berpindah dari lingkungan ke sistem Disertai dengan penurunan suhu. Penulisan persamaan reaksinya sbb: reaksi A + B C diserap kalor 25 kj pers. Reaksi : A + B + 25 kj C A + B C - 25 kj r = p - 25 kj r < p ΔH = Hp - Hr besar kecil ΔH = + CONTOH REAKSI ENDOTERM Diagram tingkat energi : ( r < p ) PERBEDAAN REAKSI ENDOTERM DAN ENDOTERM PERBEDAAN REAKSI ENDOTERM DAN ENDOTERM Persamaan Termokimia dan Jenis-Jenis Entalpi Standar Persamaan termokimia berbeda dengan persamaan stoikiometri. Pe rbedaan itu terletak pada fungsi koefisiennya. Koefisien pada persa maan stoikiometri berfungsi sebagai angka perbandingan jumlah mo l, sedangkan pada persamaan termokimia, koefisien berfungsi seba gai perbandingan jumlah mol dan menyatakan sebagai jumlah mol y ang bereaksi. Selain itu, pada persamaan termokimia juga menyerta kan harga perubahan entalpinya. Contoh: Satu mol C3H8 direaksikan dengan 5 mol oksigen membebaskan kalor se besar 223 kJ, maka persamaan termokimianya adalah: C3H8 + 5 O2 → 3CO2 + 4 H2O ΔH = - 223 kJ Entalpi Pembentukan Standar (ΔH° f = Standard Enthalpy of F ormation) Adalah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk pembentu kan 1 mol zat langsung dari unsur-unsur dan dilakukan pada ke adaan standar, yaitu pada suhu 298 K, 1 atm, dan semua unsur -unsurnya dalam bentuk standar. Beberapa unsur yang termasuk unsur standar adalah unsur yang paling stabil dalam keadaan standar, yaitu H2, O2, Cl2, Na, K, Ba, Ca, Al, C, Ag, dan lain-lain. Entalpi Penguraian Standar (ΔH° d = Standard Enthalpy of Decomposition) Entalpi pengu raian standar kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsurnya. Entalpi Pembakaran Standar (ΔH° c = Standard Enthalpy of Combustion) Entalpi pemba karan standar kalor yang dibebaskan untuk proses pembakaran 1 m ol unsur atau senyawa pada keadaan standar. Entalpi Pelarutan Standar (ΔH° s= Standard E nthalpy of Solvation) adalah kalor yang diperlukan atau dibebas kan untuk melarutkan 1 mol zat pada kead aan standar (298 K, 1 atm). Penentuan Harga ΔHReaksi Berdasarkan Eksperimen Kalor adalah suatu bentuk energi yang menyebabkan materi mempunyai suhu dan menyebabkan materi mengalami perubahan wujud. Kalor jenis adalah jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 g ram zat sebesar 1°C atau 1K. Keterangan: q = jumlah kalor (dalam joule) m = massa zat (dalam gram) Δt = perubahan suhu, takhir–tawal (°C atau K) c = kalor jenis (dalam J. g -1. K -1) Kalorimetri proses pengukuran perubahan suhu dari sejumlah air atau laru tan sebagai akibat dari reaksi kimia yang terisolasi. Penentuan Harga ΔHreaksi Berdasarkan Hukum H ess Kalor reaksi yang dibebaskan atau diperlukan pada suatu reaksi tidak bergantung pada jalannya reaksi, tetapi hanya bergantung pada kead aan awal dan akhir reaksi. Penentuan Harga ΔHReaksi Berdasarkan Data ΔH Pembentukan Standar Perubahan entalpi reaksi dapat ditentukan dengan menggunakan data perubahan entalpi pembentukan standar. ΔHreaksi = ΔH° f hasil reaksi – ΔH° f pereaksi Penentuan Harga ΔHreaksi Berdasarkan Data Energi Ikatan Energi ikatan adalah energi yang diperlukan u ntuk memutuskan 1 mol ikatan dari suatu mole kul dalam bentuk gas Harga ΔH reaksi. ΔH reaksi= Σ Eikatan yang putus – Σ Eikatan yang terbentuk KELAS KIMIA SEPTYANI