bag 11. termokimia

Click here to load reader

Post on 25-Oct-2015

103 views

Category:

Documents

7 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

termokiamia

TRANSCRIPT

  • 31/10/2013 Rahmayeni

    mempelajari tentang perubahan panas dalam reaksi kimia

  • 31/10/2013 Rahmayeni

    Sistem Sistim = bagian dari alam semesta,

    mengandung sejumlah tertentu materi

    Suatu proses termodinamika dapat menyebabkan perubahan pada sistim

    Volume, tekanan, temperatur dan energi dalam adalah sifat-sifat sistim atau disebut

    sebagai fungsi keadaan

  • 31/10/2013 Rahmayeni

    sistim

    Tak ada energi keluar atau masuk

    Tak ada materi

    masuk atau

    keluar sistim

    Sistim

    terisolasi

    Sistim terbuka : terjadi perubahan energi dan materi secara bebas

    dengan lingkungan

    Sistim tertutup : materi tidak dapat berubah tetapi energi dapat

    berubah dengan lingkungan

    Sistim terisolasi : tidak terjadi interaksi dengan lingkungan

  • 31/10/2013 Rahmayeni

    Energi = kemampuan untuk melakukan kerja

    Energi radiasi berasal dari cahaya yang merupakan sumber energi utama di bumi

    Energi panas adalah energi kinetik dari pergerakan tak beraturan atom-atom dan molekul

    Energi kimia adalah energi yang tersimpan dalam ikatan senyawa kimia

    Energi nuklir yang tersimpan dalam proton dan netron dari atom

    Energi potensial adalah energi yang dimiliki oleh benda yang diam

    Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh benda yang bergerak

  • 31/10/2013 Rahmayeni

    kinetika

    potensial

    listrik

    Bendungan Air

  • 31/10/2013 Rahmayeni

    Energi potensial dan kinetik

    Energi potensial :

    Ep = m x g x h

    m== = masa benda

    g = gaya grafitasi

    h = tinggi

    Energi kinetik :

    Ek = m x v2

    m = masa benda

    v = kecepatan benda

  • 31/10/2013 Rahmayeni

    Soal-soal

    Hitung energi potensial suatu benda relatif terhadap permukaan bumi jika masa benda

    tersebut 10 kg dan berada pada ketinggian 50 m

    Untuk menaikkan suhu sebesar 5,0oC ternyata benda A yang masanya 10 kg harus dijatuhkan

    berulang-ulang sampai menempuh jarah sejauh

    42,6 m. Maka kerja yang dilakukan oleh benda

    A adalah

  • 31/10/2013 Rahmayeni

    potensial

    nuklir

    panas

    listrik

    Reaktor Nuklir

  • 31/10/2013 Rahmayeni

    Perubahan energi

    Energi dapat berubah dari suatu bentuk ke bentuk yang lain : Generator dapat

    menghasilkan listrik dan listrik digunakan untuk

    menghidupkan lampu

    Proses pembangkit tenaga listrik dari pembakaran metana (energi panas) diubah ke

    dalam bentuk energi mekanik, tetapi tidak

    semua diubah, sebagian panas digunakan untuk

    mengatasi gesekan shg generator menjadi lebih

    panas dari lingkungan

  • 31/10/2013 Rahmayeni

    Energi kimia

  • 31/10/2013 Rahmayeni

    Energi kimia

    Energi kimia yang terdapat dalam bahan

    bakar atau makanan berasal dari energi

    potensial atom-atom penyusun bahan bakar

    atau makanan tersebut yang tertata dalam

    bentuk molekulnya.

    Energi kimia yang tersimpan ini dapat dilepas

    dengan cara melakukan pembakaran atau

    metabolisme.

  • 31/10/2013 Rahmayeni

    Energi kimia

  • 31/10/2013 Rahmayeni

    Kebakaran Hutan

    Es meleleh

    Perpindahan energi dari air ke es

  • 31/10/2013 Rahmayeni

    Satuan EnergiThe SI unit for energy is the joule ("J").

    In honor of James Prescot Joule (1818-1889) a British Scientist who investigated work and heat.

    1 kalori = 4,184 J

    2

    2kg.m 1 Joule 1

    s

  • 31/10/2013 Rahmayeni

    KalorimeterMengukur panas yang dilepaskan atau diserap oleh

    sistem pada tekanan konstan (qp)

    Sistem = reaksi

    Lingkungan = air + bomb (chamber/kalorimeter)

    q = m .c. T

    q = C. T

    q: kalor, panas

    m: massa

    E yang dilepas dari sistem = E yang diterima lingkungan

    Kapasitas kalor molar (C) adalah jumlah panas yang

    diperlukan untuk merubah temperatur 1 mol zat

    sebesar 1o K

    Kalor/ panas jenis spesifik (c) adalah jumlah

    panas yang diperlukan untuk merubah temperatur

    1 gram zat sebesar 1o K

  • 31/10/2013 Rahmayeni

    Sebanyak 250 g air dipanaskan dalam kalorimeter. Berapa

    panas yang diperlukan untuk merubah suhu air dari 22C

    ke 98C ? Panas spesifik air adalah 4,18 J/g.C

    q = m. c. T

    = 250 g . 4,184 J/gC. (98C 22C)

    = 7,9 104

    Perumusan Masalah

    Diketahui: massa sampel (m) = 250 g

    perubahan suhu (T) = 98C 22C = 76C

    Ditanya: Kalor/ panas yang diserap oleh air (q)

    Penjelasan dan penyelesaian

    Kalor/ panas yang diserap oleh air dihitung dengan menggunakan rumus: q = m. c. T

    Jadi 250 g air membutuhkan kalor/panas sebesar 7,9 104 J untuk merubah

    suhu dari 22C menjadi 98C

    Contoh

  • 31/10/2013 Rahmayeni

    Sebanyak 1,00 g sampel etanol dibakar dalam kalorimeter bom yang berisi air sebanyak 3000 g. Temperatur air meningkat dari 24,284C menjadi 26,225C. Kapasitas panas kalorimeter adalah 2,71 kJ/ C. Berapa jumlah panas yang dihasilkan dari pembakaran etanol?.

    Perumusan Masalah

    Diketahui:

    peubahan suhu (T) = 26,225C 24,284C = 1,941C

    Ditanya: Kalor/ panas yang dihasilkan dari pembakaran etanol (q)

    Penjelasan dan penyelesaian

    Kalor/ panas yang dilepas ke air hasil dari pembakaran etanol dihitung dengan

    menggunakan rumus: q1 = m. c. T

    massa air dalam kalorimeter (m) = 3000 g

    Kalor/ panas yang diserap oleh alat dihitung dengan menggunakan rumus: q2 = C.T

    Kalor/ panas yang dihasilkan dari pembakaran etanol (q total) dihitung dengan

    menjumlahkan panas yang diserap air dan kalorimeter

    c =2,71 kJ/ C

    Contoh

  • 31/10/2013 Rahmayeni

    Panas yang dilepas dari reaksi etanol ke air

    q = m. c. T

    = 3000 g . 4,184 J/gC. (1,941C)

    = 24,36 103 J = 24,36 kJ

    Panas dari reaksi etanol ke kalorimeter

    q = C. T

    = 2,71 kJ/C. (1,941C)

    = 5,26 kJ

    Panas total dari reaksi 1,000 g etanol adalah

    24,36 kJ + 5,26 kJ = 29,62 kJ

    Jadi panas yang dihasilkan dari pembakaran 1,000 g etanol adalah 29,62 kJ

  • 31/10/2013 Rahmayeni

    Materi dan energi di alam semesta adalah tetap.

    Lebih dikenal sebagai hukum kekekalan energi:

    Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan

    melalui reaksi kimia atau perubahan fisika.

    E = E sistim + E lingkungan = 0

    Perubahan energi internal sistem sebanding dengan jumlah

    panas yang diperoleh atau hilang dari sistem dan kerja yang

    dilakukan ke atau oleh sistem

    Esis = q + w

    Hukum Termodinamika Pertama (I)

  • 31/10/2013 Rahmayeni

    Berdasarkan Hk Thermodinamika I, energi hanya ditransfer antar

    sistem dan lingkungan.

    Keadaan termodinamika suatu sistem diatur pada kondisi yang

    spesifik: temperatur, tekanan, komposisi (identitas dan jumlah mol

    tiap komponen), dan keadaan fisika.

    Sifat sistem seperti P,V,T disebut sebagai fungsi keadaan.

    Nilai dari fungsi keadaan hanya tergantung pada

    keadaan sistem tersebut, tidak dipengaruhi

    bagaimana cara sistem tersebut mencapai keadaan

    yang dimaksud.

    Hal terpenting dalam fungsi keadaan termodinamika

    adalah bisa menjelaskan tentang perubahan.

    X = X akhir - X awal

  • 31/10/2013 Rahmayeni

    Hampir semua reaksi kimia dan perubahan fisika terjadi pada

    temperatur konstan.

    Jumlah panas yang ditransfer kedalam atau keluar sistem saat

    terjadi reaksi kimia atau perubahan fisika pada temperatur

    konstan, qp didefenisikan sebagai perubahan entalpi H dari

    proses.

    Perubahan entalpi sebanding dengan panas (qp) yang

    bertambah atau hilang oleh sistem saat terjadi proses pada

    temperatur konstan.

    Perubahan Entalpi

    H = qp

  • 31/10/2013 Rahmayeni

    Entalpi

    E=qp+w=qp-Peks V

    Jika Peks=Pint, maka

    E=qp-P V

    qp = E +P V

    Karena P tetap, P V = (PV), sehingga

    qp = (E +PV)

    H = E + PV

    qp = (E +PV) = H

  • 31/10/2013 Rahmayeni

    H = H akhir - H awalatau

    H = H produk - H reaktan

    contoh:

    2H2(g) + O2(g) 2H2O(g) H = -483,6 kJ

    H negatif, menunjukan hasil reaksi melepaskan panas (eksotermik)

    Reaksi ini menghasilkan energi 483,6 kilo Joule saat 2 molH2 bereaksi dengan 1 mol O2 menghasilkan 2 mol H2O.

    Penentuan Entalpi Reaksi

  • 31/10/2013 Rahmayeni

    diagram energi:Sifat-sifat Entalpi:

    1. Entalpi adalah sifat ekstensif

    (terukur berdasarkan banyak

    materi yang diukur. Besar H

    tergantung pada jumlah reaktan

    yang dipakai.

    2. Reaksi kimia yang sama tapi

    dengan arah yang berlawanan

    memiliki besar entalpi yang sama

    tapi dengan tanda yang

    berlawanan

    3. Perubahan entalpi suatu reaksi

    tergantung pada keadaan reaktan

    dan produk (g, l atau s)

  • 31/10/2013 Rahmayeni

    Hfinal < Hinitial

    dan H negatif (-H)

    Keadaan entalpi suatu sistem

    Hfinal > Hinitialdan H positif (+H)

    Jika entalpi sistem lebih besar

    pada akhir reaksi, maka sistem

    menyerap panas dari lingkungan

    (reaksi endotermik)

    Jika entalpi sistem lebih rendah

    pada akhir reaksi, maka sistem

    memberikan panas pada

    lingkungan (reaksi eksotermik)

  • 31/10/2013 Rahmayeni

    contoh:

    Dari reaksi pembakaran metana berikut, berapa energi yang

    dilepas jika sebanyak 4,5 g metana dibakar pada tekanan

    konstan ?

    CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(g) H = -802 kJ

    jawab:

    kJ 2