bab 3 termodinamika

Willy Chandra- 41516110076

TERMODINAMIKA

REAKSI EKSOTERM DAN ENDOTERM

Reaksi kimia dibedakan menjadi 2 : 1. Reaksi Endoterm

Suatu reaksi yang berlangsung memerlukan energi tambahan dari luar (sistem menyerap panas dari luar). Akibatnya entalphi sistem bertambah (∆H = +)

2. Reaksi EksotermSuatu reaksi yang berlangsung melepaskan energi (panas) ke lingkunngan. Akibatnya entalpi system berkurang (∆H= -)

JENIS – JENIS ENTALPI REAKSI (∆H)

1. Entalpi Pembentukan Standar ( ΔHf o) “f” → formation

Entalpi pembentukan standar adalah perubahan entalpi pada suatu reaksi pembentukan satu mol zat dari unsur unsurnya pada keadaan standar (koefisien senyawa terbentuk harus satu) Contoh persamaan termokimia pada pembentukan senyawa:

½H2(g) + ½Cl2(g) → HCl(g) ΔH = -92,31KJ

Artinya : reaksi antara gas hidrogen (H2) dan klorin (Cl2) membentuk 1 mol asam klorida (HCl) dan membebaskan kalor sebanyak 92,31 KJ.

2. Entalpi Penguraian Standar (∆Hdo) “d” → decomposition

Entalpi penguraian standar adalah perubahan entalpi pada suatu reaksi penguraian satu mol zat menjadi unsur unsurnya pada keadaan standar (koefisien senyawa terurai harus 1)

Contoh persamaan termokimia:

HCl(g) → ½H2(g) + ½Cl2(g) ΔH = 92,31KJ

*karena reaksi penguraian kebalikan dari reaksi pembentukan maka hasil entalpi pun berlawanan tanda

JENIS – JENIS ENTALPI REAKSI (∆H)

3.Entalpi Pembakaran Standar ( ΔHco)“c” → combustion

Entalpi pembakaran standar adalah perubahan entalpi pada satu reaksi pembakaran satu mol zat (kefisien zat yang beraksi dengan oksigen harus satu)

Contoh persamaan termokimia:

CO(g)+ ½O2(g) → CO2(g) ΔH = -283 KJ

Pembakaran selalu membebaskan kalor sehingga nilai kalor pembakaran selalu negatif (eksoterm).

JENIS – JENIS ENTALPI REAKSI (∆H)

4. Entalpi Pelarutan Standar (ΔHso)“s” → solvation◦ Entalpi pelarutan standar menyatakan kalor yang diperlukan /

dibebaskan untuk melarutkan 1 mol zat pada keadaan standar. ◦ Persamaan termokimia ditulis dengan mengubah keadaan standar

zat menjadi bentuk larutan.◦ Contoh:◦ ΔHso NaCl(aq) = +3,9 KJmol-1

◦ Persamaan termokimianya:◦ NaCl(s) → NaCl (aq) ∆H = 3,9 KJ

JENIS – JENIS ENTALPI REAKSI (∆H)

Pada suatu reaksi H adalah tetap, tidak tergantung pada jalannya reaksi atau tahap reaksi. tetapi hanya ditentukan keadaan awal dan keadaan akhir.

HUKUM HESS

PENENTUAN KALOR REAKSI DAPAT DILAKUKAN MELALUI 2 CARA :

1. Berdasarkan kalor reaksi dari beberapa reaksi yang berhubungan. Dalam hal ini reaksi yang diketahui kalor reaksinya disusun sedemikian rupa

sehingga penjumlahannya menjadi sama dengan reaksi yang diselidiki.Contoh :Diket: (1) S(s) + O2(g) → SO2(g) ΔH = -296,8 KJ (2) 2SO2(g) + O2(g) → 2SO3(g) ΔH = -197,8 KJTentukan entalpi reaksi : S(s) + 1½ O2 (g) → SO3(g)

Jawab :Perubahan reaksi ini dapat diperoleh dengan menyusun dan menjumlahkan2 reaksi yang diketahui sebagai berikut : reaksi(1) ditulis tetap sedangkanreaksi(2) dibagi 2.S(s) + O2(g) → SO2(g) ΔH = -296,8 KJSO2(g) + ½O2(g) → SO3(g) ΔH = -98,9 KJ--------------------------------------------------------------------- +S(s) + 1½O2(g) → SO3(g) ΔH = -395,7 KJ

2. Berdasarkan tabel entalpi pembentukan

Kalor suatu reaksi dapat juga ditentukan dari data pembentukan zat pereaksi dan produknya, dalam hal ini zat pereaksi dianggap terlebih dahulu terurai menjadi unsur-unsurnya, kemudian unsur itu bereaksi membentuk zat produk.

Secara umum, untuk reaksi :

mAB + nCD → pAD + qCB ΔH =…

ΔH = ( p. ΔHfo AD + q. ΔHf

o CB) – (m. ΔHfo AB + n. ΔHf

o CD)

Atau ΔHo = Σ ΔHf

o (produk) - Σ ΔHfo (pereaksi)

• CONTOH SOAL :

2H2 + CO → CH3OH

HoF CO = -110,54 KJ/molHoF CH3OH = -238,66 KJ/mol

ΔH = n HoF Produk – n HoF Reaktan ΔH = (1 x HoF CH3OH) – (2 x HoF H2 + 1 x HoF CO)ΔH = (1 x -238,66) – ( 2 x 0 + 1 x -110,54)ΔH = 128,12 KJ

Kalor reaksi dapat ditentukan melalui percobaan yaitu dengan alat kalorimeter.

Proses pengukuran kalor reaksi disebut kalorimetri. Data ΔH reaksi yang terdapat pada tabel-tabel umumnyaditentukan secara

kalorimetris. Kalorimetri sederhana = mengukur perubahan suhu dari sejumlah tertentu

larutan sebagai akibat dari suatu reaksi kimia dalam suatu wadah terisolasi. Kalor reaksi sama dengan jumlah kalor yang diserap / yang dilepaskan

larutan di dalam gelas. Jumlah kalor yang diserap / dilepas larutan dapat ditentukan dengan mengukur perubahan suhunya karena energi tidak dapat dimusnahkan / diciptakan, maka :

qreaksi + q larutan = 0

qreaksi = - qlarutan

KALORIMETER

qreaksi + qkalorimeter + q larutan = 0

qreaksi = - (qkalorimeter + qlarutan)

Jumlah kalor yang dilepas atau diserap oleh suatu sistem sebanding dengan massa, kalor jenis zat, dan perubahan suhunya. Hubungan antara ketiga faktor tersebut dengan perubahan kalor dirumuskan dengan persamaan:

q = m x c x ΔT

Keterangan : q = perubahan kalor (J) m = massa zat (g) c = kalor jenis zat (J g-1k-1) ΔT = perubahan suhu (K)

• CONTOH SOAL

Di dalam suatu kalorimeter bom, sebanyal 5,6 gram padatan CaO direaksikan dengan air membentuk padatan Ca(OH)2. reaksi tersebut menyebabkan suhu kalrimeter bom naik dari 15oC menjadi 17.6oC. Jika diketahui C kalorimeter adalah 350 J/oC, tentukan :

1. Kalor reaksi

2. ΔH reaksi dari 1 mol CaO

3. Tulis persamaan termokimia untuk reaksi 1 mol CaO

JAWAB :

ΔT = 17,6 – 15 = 2,6 oC

4. q reaksi = - q kalorimeter

= - C x ΔT

= - (350 x 2,6)

= - 910 J = 0,91 KJ

2. ΔH = q reaksi

Untuk pembakaran 1 g CaO, ΔH -910 J

Untuk pembakaran 1 mol CaO :

mol = gram/mr

mol = 5,6 /56 = 0.1 mol

ΔH = - 910 / 0,1

= -9100 J/mol

3. CaO + H2 Ca(OH)2 ΔH = -9100 J/mol

ENERGI IKATAN

A. Pengertian Energi Ikatan Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan satu

mol ikatan dari suatu molekul dalam wujud gas. Energi ikatan dinyatakan dalam kilojoule per mol (KJmol-1) dengan lambang D.

Secara umum, perhitungan ΔH reaksi menggunakan data energi ikatan dapat dirumuskan sebagai berikut :

ΔH reaksi= (energi total pemutusan ikatan) – (energi total pembentukan ikatan)

Contoh : CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l) ∆Hr = … Reaksi pemutusan ikatan pada CH4(g) dan 2O2(g) adalah:

1. H

H – C – H → C + 4H ; ∆H1 = 4 x Ec – H

H2. 2O = O → 4O ; ∆H2 = 2 x EO=O

Reaksi pembentukan ikatan pada senyawa CO2(g) dan 2H2O(l) adalah:3. C + 2O → O = C = O ; ∆H3 = - (2EC=O)4. 4H + 2O → (2H – O – H) ; ∆H4 = - (4EO-H)

Jika keempat reaksi tersebut dijumlahkan, akan diperoleh :CH4(g) → C + 4H ∆H1 = +4EC-H

2O2(g) → 4O ∆H2 = +2EO=O

C + 2O → CO2(l) ∆H3 = -2EC=O

4H + 2O → 2H2O(l) ∆H4 = -4EO-H

------------------------------------------------------------------------------------------------ +

CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l),

∆Hr = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3 + ∆H4

∆H reaksi = (4EC-H + 2EO=O) + (-2EC=O - 4EO-H )

= (4EC-H + 2EO=O) - (2EC=O + 4EO-H )

Contoh :

CH4(g) + Cl2(g) → CH3Cl(g) + HCl(g)

Reaksi tersebut dapat digambarkan sebagai berikut:

H H

H – C – H + Cl – Cl → H – C – Cl + H – Cl

H H

Perubahan entalpinya dapat dihitung sbb:

Ikatan yang terputus = 4 ikatan C – H : 4 x 413 KJ = 1652 KJ

1 ikatan Cl – Cl : 1 x 242 KJ = 242 KJ

Ikatan yang terbentuk = 3 ikatan C – H : 3 x 413 KJ = 1239 KJ

1 ikatan C – Cl : 1 x 328 KJ = 328 KJ

1 ikatan H – Cl : 1 x 431 KJ = 431 KJ

∆H = (Σ E pemutusan ikatan) – ( Σ E penggabungan ikatan)

= (1652 + 242) – (1239 + 328 + 431) KJ

= 1894 – 1998 KJ

= -104 KJ

THANK YOU