*Pengantar Termodinamika Kimia

Kimia Dasar II - Liana Aisyahwww.uin-suka.ac.id

*Kajian mengenai perubahan panas (dan bentuk-bentukenergi lainnya) yang menyertai reaksi kimiaTermodinamika Kimia:Pengertian Sederhana

*Chapter Outline(6) Hubungan Energi dalam Reaksi KimiaSifat Energi & Jenis-jenis Energi

Perubahan Energi dalam Reaksi Kimia

Pengantar TermodinamikaHukum I Termodinamika Energi, Kerja, dan Kalor

Entalpi Reaksi KimiaEntalpi, Entalpi Reaksi, Persamaan Termokimia, Perbandingan DH dan DE

*Chapter Outline(6) Hubungan Energi dalam Reaksi Kimia

KalorimetriKalor jenis dan Kapasitas KalorKalorimeter Volume KonstanKalorimeter Tekanan Konstan

Entalpi Pembentukan Standar dan Entalpi Reaksi StandarMetode LangsungMetode Tak Langsung

*Fokus kajian kimia dalam aspek:

Stoikiometri reaksi: Apa yang terjadi? (Reaktan, produk, berapa rasio jumlah molnya?)

Termodinamika kimia: Apakah suatu reaksi dapat terjadi (secara spontan)?

Kinetika kimia: Seberapa laju reaksi terjadi?

*Contoh KasusPers. laju reaksi:r = k [NaHCO3]x [CH3COOH]yDriving forces reaksi spontan:DGDH (Pers. Termokimia)DSPers. reaksi:spesies kimia yang terlibat perbandingannya (dalam mol)Seberapa laju reaksi terjadi?Dapatkah reaksi terjadi (secara spontan)?Apa yang terjadi ?KinetikaTermodinamikaStoikiometriReaksi antara soda kue dengan asam cuka:NaHCO3 (s) + CH3COOH (aq) NaCH3COO (aq) + CO2 (g) + H2O (l)

*Termodinamika Kimia : Apa yang menyebabkan (driving forces) suatu reaksi terjadi?Mengapa pada temperatur kamar es mencair secara spontan tetapi proses sebaliknya tidak?Mengapa kita mengalami penuaan secara alamiah tetapi proses sebaliknya tidak Konsep panas & energi Energi yang bermanfaat hasil dari reaksi kimia Entropi dan energi bebas (pengenalan)

*Spontanitas reaksi ditentukan olehfaktor energi (dalam kimia: entalpi) & entropiHukum Termodinamika(yang paling penting)

*Definisi EnergiKemampuan melakukan kerjaKemampuan melakukan kerja atau memberikan panasSegala sesuatu yang disebut energi dan segala sesuatu yang dapat diubah menjadi atau berasal dari energiDefinisi semakin kompleks & lengkap (inklusif)panas,kerja, massa,entropi

*

Energi Radiasi berasal dari matahari dan merupakan sumber energi utama di Bumi.Energi Termal adalah energi yang berkaitan dengan gerak acak atom-atom dan molekul.Energi Kimia tersimpan dalam satuan struktur zat kimia.Energi Nuklir merupakan energi yg tersimpan dalam gabungan neutron dan proton pada atom.Energi Potensial adalah energi yang tersedia akibat posisi suatu benda.6.1Jenis-jenis energi

*Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain(termasuk ke bentuk yang tidak disebut energi (mis: kerja)Hukum I TermodinamikaThermodyamics: a study of energy & its interconventions

*Sistem & Lingkungan:transfer energi (E) & materi (m)Sistem(Fokus Perhatian)LingkunganLingkunganLingkunganSistem TerbukaSistem TertutupSistem TerisolasiLingkunganE & mE

*terbukamassa & energiPerpindahan:tertutupenergiterisolasitdk terjadi apa2SISTEMLINGKUNGAN6.2Sistem & Lingkungan dalam kimia

*Keadaan SistemVariabel keadaan sistem:n (banyaknya zat)V (volume)p (tekanan)T (temperatur)Mis. persamaan keadaan gas:pV = nRTp = p (n, T, V)

*Fungsi KeadaanFungsi keadaan : sifat-sifat yang ditentukan oleh keadaan akhir & keadaaan awal sistem, terlepas dari bagaimana keadaan tersebut dicapai.Contoh: energi, tekanan, volume, suhuEnergi potential gravitasi potensial pendaki 1 dan pendaki 2 adalah sama, tidak bergantung pada lintasan yang dipilih.

*Fungsi KeadaanDE = Eakhir EawalContoh: energi, tekanan, volume, suhuDp = pakhir pawalDV = Vakhir VawalDT = Takhir Tawaldiferensial eksak (d):dE, dp, dV, dTIntegrasinya: D =akhir awal

*Bukan Fungsi KeadaanContoh: panas (q), kerja (w)diferensial tak eksak (d):dq, dwIntegrasinya: bukan D Tetapi harga mutlak (q, w)DU = q + w FungsikeadaanBukanFungsikeadaan

*Hukum I Termodinamika dalam KimiaKelestarian energi dalam reaksi kimiaDU = q + w DUqw DHReaksi eksotermis Reaksi endotermis FokusdlmKimia

*Hukum I Termodinamika dalam KimiaKelestarian energi dalam reaksi kimiaDU = q + w Tenaga dalam sistem (U) dapat berubah karena: transfer panas (q) dari/ke lingkungan dan/atau kerja (w) oleh/kepada sistemBagaimana bentuk kelestarian energi lokal &Global akibat proses-proses ini?

*Hukum I Termodinamika dalam KimiaKelestarian energi dalam reaksi kimiaDU = q + w DU/DEU atau E = jumlah energi kinetik (EK) & energi potensial (EP) dari seluruh spesies dalam sistemUntuk suatu perubahan DE = Efinal - Einitial

TENAGA DALAM(Esistem)

*Energi Termal, Temperatur & PanasEnergi yang berkaitan dengan gerak acak atom-atom dan molekul. Sifat ekstensif (jumlahan dari energi termal komponennya; tergantung pada ukuran sistem)Energi termal:Perpindahan energi termal dari objek yang lebih panas (T lebih tinggi) ke objek yang lebih dingin (T lebih rendah)Panas atau kalor (q): Rerata energi kinetik (EK) dari molekul-molekul: (EK = mv2) Pengukur intensitas (energi termal (sifat intensif); tetapi tidak sama dengan energi termal.Temperatur (T):

*Panas , Temperatur, Energi TermalT lebih tinggi tetapi energi termal lebih rendah T lebih rendah tetapi energi termal lebih tinggi q baru muncul dalampembicaraan jika ada 2 benda dengan T berbeda berkontak(terjadi transfer energi termal)

*Panas , Temperatur, Energi Termalq baru muncul dalampembicaraan jika ada 2 benda dengan T berbeda bertemu(terjadi transfer energi termal)Eh ada yang iseng ...q

*Heat, qexothermic reactionheat, qburning fuel

*Heat, qendothermic reactionheat, qmelting ice

*Kuis 1 menit:Proses eksotermis atau endotermis?Definisikan terlebih dulu sistem:Segelas kopi,Bath tube, atau ...Segelas kopi + bath tubeqq keluar atau masuk kedalam sistem?

*H2O(l) + heat H2O(l) (temp. change)(25oC) (75oC)

H2O(s) + heat H2O(l) (physical change)

heat + 2HgO (s) 2Hg (l) + O2 (g) (chemical change)Effects of Heat

*EksotermikEndotermik6.2Pembentukan vs pemutusan ikatan: Eksotermis atau endotermis?

*Proses eksotermik adalah setiap proses yang melepaskan kalor (yaitu, perpindahan energi termal ke lingkungan). Proses endotermik adalah setiap proses dimana kalor harus disalurkan ke sistem oleh lingkungan. 6.2

*DEsistem + DElingkungan = 0orDEsistem = -DElingkunganReaksi kimia eksotermik!6.3

*Bentuk Hukum Pertama untuk DEsistem6.3DE = q + wDE perubahan energi dalam suatu sistemq jumlah kalor yang dipertukarkan antar sistem dan lingkunganw adalah kerja yang dilakukan pada (atau oleh) sistem tersebutw = -PDV ketika gas memuai thd tekanan eksternal yg konstan merupakan kerja yg dilakukan gas pd lingkungannya

*Kerja yang Dilakukan pada Suatu Sistem6.3w = Fdw = -P DVDw = wk. akhir- wk. awalkondisi awalKondisi akhirP eks

*Internal Energyif the system is open, DV 0,and q = DE + p DV If the system is closed, DV = 0,and q = DE

H = entalpiPert. #3

Jumat, 9 & 16 Feb 2010Kimia Dasar II - Liana Aisyah*Kimia Dasar II - Liana AisyahJumat, 9 & 16 Feb 2010Kimia Dasar II - Liana Aisyah*Kimia Dasar II - Liana AisyahJumat, 9 & 16 Feb 2010Kimia Dasar II - Liana Aisyah*Pada mata kuliah lanjutan (Kimia Fisika I) akan dijelaskan mengapa definisi sederhana energi tidak selalu tepat.Kimia Dasar II - Liana AisyahJumat, 9 & 16 Feb 2010Kimia Dasar II - Liana Aisyah*Kimia Dasar II - Liana Aisyah