bab ii termokimia
TRANSCRIPT
-
8/18/2019 BAB II termokimia
1/6
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Sistem adalah bagian dari alam semesta yang dipilih untuk dikaji, dan
sistem dapat sebesar semua samudera di Bumi atau sekecil isi gelas piala. Sebagian
besar sistem yang akan kita kaji adalah yang kecil dan kita akan melihat, terutama,
pada transfer energi sebagai kalor dan kerja, dan transfer materi antara sistem dan
sekelilingnya Sekeliling ( surrounding ) adalah bagian dari semesta di luar sistem yang
berinteraksi dengan sistem tersebut. Suatu sistem terbuka (open system) dengan
bebas mempertukarkan energi dan materi di sekelilingnya. Sistem tertutup
(closed system) dapat mempertukarkan energi dengan sekelilingnya, tetapj tidak
dengan materinya. Sistem terisolasi (isolated system) tidak berinteraksi dengan
sekelilingnya (Petrucci dkk., 2002).
lmu!an mendefinisikan energi sebagai kapasitas untuk melakukan kerja.
"erja dilakukan ketika gaya digunakan untuk memindahkan suatu objek. Sebagai
contoh mengangkat kotak berat adalah kerja. #isana ada bilangan yang menyatakan
energi yaitu energi termal, yang biasanya dinamakan panas, energi elektrik, energi
radiasi (termasuk cahaya), energi kimia energi mekanik (termasuk suara), dan
energi nuklir. $nergi dapat diklasifikasikan sebagai energi kinetik dan energi
potensial (%mland, &''').
$nergi kinetik, E k adalah energi dari suatu benda untuk berpindah tempat
untuk benda dengan massa m, dan kecepatan berpindah tempat v, maka energi kinetik
dirumuskan (tkins dan Paula, 200')
-
8/18/2019 BAB II termokimia
2/6
E k *1
2mv
2
$nergi potensial, E p adalah energi kondisi, dan posisi dari suatu benda.
"etepatannya tergantung pada posisi, dan gaya aksi pada benda. %ntuk benda
dengan massa m yang dipengaruhi oleh gaya gra+itasi bumi, potensial energi
tergantung pada ketinggian, h, di permukaan, maka energi potensial dirumuskan
(tkins dan Paula, 200')
E p * mgh
#imana g adalah konstan percepatan jatuh bebas, yang mendekati nilai ',& m s-2
pada permukaan laut. #emikian juga jika ketinggian benda dua kali lebih besar maka
potensial energinya pun dua kali lebih besar.
"alor (heat ) adalah energi yang ditransfer antara suatu sistem dan
sekelilingnya sebagai akibat dari perbedaan suhu. $nergi suatu kalor, bergerak dari
benda yang lebih hangat (dengan suhu yang tinggi) ke benda yang lebih dingin
(dengan suhu yang lebih rendah). Pada tingkat molekul, molekul-molekul pada benda
yang lebih hangat, melalui benturan, kehilangan energi kinetik dan mengalihkannya
ke benda yang lebih dingin. $nergi termal ditransfer, atau kalor mengalir, sampai
energi kinetik rerata molekul di antara kedua benda menjadi sama, sampai suhu
menjadi sama. "alor, menjelaskan energi yang berpindah antara suatu sistem dan
sekelilingnya (Petrucci, dkk., 2002).
Pengertian kalor berbeda dengan pengertian suhu. "alor merupakan faktor
ekstensif artinya bergantung pada jumlah at. Sedangkan suhu adalah faktor intensif
dan besarnya tidak bergantung pada jumlah at. /umlah kuantitas kalor biasanya
diberi simbol q dan besarnya bergantung pada tiga faktor yaitu suhu, jenis at, dan
banyaknya at. "etiga faktor tadi digabungkan menjadi satuu dalam kapasitas
panas (Bird, &'').
-
8/18/2019 BAB II termokimia
3/6
"apasitas kalor suatu at adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk
menaikkan suhu suatu at sebesar & o1. "alor jenis ini adalah banyaknya panas yang
dibutuhkan untuk menaikkan suhu suatu at & gram at &o
1. "apasitas kalor molar
adalah banyaknya panas yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu & mol at & o1
(Bird, &'').
enurut sejarah kuantitas kalor yang diperlukan untuk mengubah suhu satu
gram air sebesar satu derajat 1elsius disebut kalori (kal). "alori adalah satuan energi
yang kecil, dan satuan kilokalori (kkal) juga digunakan secara luas. Satuan S untuk
kalor adalah satuan S untuk energi, yaitu joule (Petrucci, dkk., 2002).
Pada suhu kamar, secara spontan sebagian besar terjadi perubahan
energi. $nergi termal biasanya terkadang berubah. Perubahan panas dari sistem
ke lingkungan dinamakan eksotermik. Pembakaran gas alami di laboratorium
merupakan contoh reaksi eksotermik. Perubahan berkurangnya energi termal di
lingkungan dengan lingkungan yang bertambah dingin dinamakan endotermik.
(%mland, &''').
nalisis sifat termal dari suartu logam dapat pula diketahui dengan
menggunakan beberapa metode, seperti logam uranium, paduan %o dan %oSi
menggunakan differential thermal analyzer . 3elah dilakukan analisis termal terhadap
logam uranium, paduan %-45o dan %-45o-&5Si menggunakan Differential
Thermal Analyzer (#3). 3ujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui
karakterisasi sifat termal diantaranya kestabilan panas, temperatur reaksi termokimia
dan entalpi (6anlinastuti, dkk., 200').
7asil analisis menunjukkan bah!a logam uranium mengalami perubahan
fasa 8 menjadi fasa 9 pada temperatur ::4,&: o1 dengan entalpi sebesar 2,0; cal dengan
-
8/18/2019 BAB II termokimia
4/6
panas yang dibutuhkan sebesar 2,42= cal
-
8/18/2019 BAB II termokimia
5/6
dihilangkan. "aidah utama bah!a energi dapat diubah dengan melakukan kerja, dan
tidak dapat dimusnahkan, dinamakan hukum kekekalan energi (%mland, &''').
Sebagai pemba!a energi yang menjanjikan, hidrogen bisa menjadi solusi
untuk menyimpan dan mengangkut energi terbarukan dalam bentuk kimia.
Sesungguhnya hidrogen yang efisien mampu mengkon+ersi menjadi listrik melalui
sel bahan bakar. #engan demikian, energi hidrogen dapat membantu memecahkan
masalah efek rumah kaca emisi gas yang menyebabkan pemanasan global dan
tekanan pada pasokan bahan bakar fosil dan harga, asalkan hidrogen yang dihasilkan
oleh proses seluruhnya melibatkan energi terbarukan. kan tetapi, energi terbarukan
hanya menyumbang sekitar =5 dari komersial produksi hidrogen terutama melalui
elektrolisis air, sementara lainnya '=5 hidrogen terutama berasal dari bahan bakar
fosil. Sejauh ini, proses produksi hidrogen ditampilkan dalam ramah lingkungan,
dalam besar skala, biaya rendah dan efisiensi yang tinggi masih tersedia untuk biaya
komersialisasi (Aiao, dkk., 20&2).
Sebuah kalorimeter adalah alat untuk mengukur panas yang dipindahkan.
Biasanya alat untuk menghitung energi dalam adalah kalorimeter bom adiabatik.
#alam kalorimeter bom, bom itu direndam dengan seluruh perangkat kalorimeter.
"alorimeter bagian luar juga direndam dalam bak air. ir di kalorimeter dan diluar
keduanya dipantau dan disesuaikan dengan suhu yang sama. Pengaturan ini
memastikan bah!a tidak ada kerugian baik panas dari kalorimeter ke
lingkungan (bagian luar) dan karenanya bah!a kalorimeter adalah adiabatik.
Perubahan suhu, 3, kalorimeter sebanding dengan panas sehingga menyerap
kalor (tkins dan Paula, 200').
Seperti halnya kalorimeter bom, kalor reaksi didefinisikan sebagai kuantitas
kalor yang akan dipertukarkan sekelilingnya dalam pengembalian kalorimeter ke
-
8/18/2019 BAB II termokimia
6/6
suhu a!alnnya. ?amun kalorimeter tidak secara fisik dikembalikan ke kondisi
a!alnya (Petrucci, dkk., 2002).