Termokimia

I Latar Belakang

Dalam makalah ini kami mengambil tema mengenai Termokimia Kami memilih tema ini karena kami rasa materi ini sangat penting untuk dipelajari Termokimia merupakan salah satu materi dasar dalam kimia yang harus dikuasai

Di dalam makalah ini kami membahas tentang konsep dasar dari termokimia yang kami sajikan pada bagian awal dari isi makalah Hal ini kami lakukan karena kami menilai untuk memahami suatu materi kita harus mengetahui konsep dasar terlebih dahulu kemudian dilanjutkan pada bagian inti materi

Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermal nya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi

karena termokimia ini merupakan salah satu materi dasar dalam kimia yang harus dikuasai Di dalam makalah ini kami membahas tentang konsep dasar dari termokimia yang kami sajikan pada bagian awal dari isi makalah Hal ini kami lakukan karena kami menilai untuk memahami suatu materi kita harus tahu konsep dasarnya terlebih dahulu setelah itu baru masuk ke inti materinya Termokimia merupakan materi yang harus dipahami dengan baik karena di dalamnya mencakup cukup banyak materi lainnya seperti termodinamika I kalor reaksi kerja entalpi kalorimeter hukum Hess penentuan H reaksi energi ikatan dan jenis-jenis kalor Maka dari itu kami berusaha untuk membuat materi termokimia dalam makalah ini menjadi ringkas dan mudah dipahami

Dasar Termokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energi panas dan energi kimia Sedangkan energi kimia didefinisikan sebagai energi yang dikandung setiap unsur atau senyawa Energi kimia yang terkandung dalam suatu zat adalah semacam energi potensial zat tersebut Energi potensial kimia yang terkandung dalam suatu zat disebut panas dalam atauentalpi dan dinyatakan dengan simbol H Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi Perubahan entalpi reaksi diberi simbol ΔH Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika disebut termokimia Secara operasional termokimia berkaitan dengan pengukuran dan pernafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia perubahan keadaan dan pembentukan larutan Termokimia merupakan pengetahuan dasar yang perlu diberikan atau yang dapat diperoleh dari reaksi-reaksi kimia tetapi juga perlu sebagai pengetahuan dasar untuk pengkajian teori ikatan kimia dan struktur kimia Fokus bahasan dalam termokimia adalah tentang jumlah kalor yang dapat dihasilkan oleh sejumlah tertentu pereaksi serta cara pengukuran kalor reaksi Termokimia merupakan penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi kimia II2 Termodinamika I Termodinamika kimia dapat didefenisikan sebagai cabang kimia yang menangani hubungan kalor kerja dan bentuk lain energy dengan kesetimbangan dalam reaksi kimia dan dalam perubahan keadaan Termokimia erat kaitannya dengan termodinamika karena termokimia menangani pengukuran dan penafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia perubahan keadaan dan pembentukan larutan Penerapan hukum termodinamika pertama dalam bidang kimia merupakan bahan kajian dari termokimiardquo Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan tetapi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain atau energi alam semesta adalah konstan

II Tujuan Penulisan1 Untuk mempelajari konsep dasar termokimia2 Untuk mempelajari materi-materi yang terkait dengan termokimia3 Memahami tentang termokimia lebih mendalam4 Memahami tentang termokimia dengan baik5 Untuk mengetahui peristiwa ndash peristiwa termokimia dan aplikasinya dalam kehidupan sehari ndash hari dalam berbagai bidang

I Konsep Dasar

Termokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energi panas dan energi kimia Sedangkan energi kimia didefinisikan sebagai energi yang dikandung setiap unsur atau senyawa Energi kimia yang terkandung dalam suatu zat adalah semacam energi potensial zat tersebut Energi potensial kimia yang terkandung dalam suatu zat disebut panas dalam atau entalpi dan dinyatakan dengan simbol H Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi Perubahan entalpi reaksi diberi simbol ΔH

Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika disebut termokimia Secara operasional termokimia berkaitan dengan pengukuran dan pernafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia perubahan keadaan dan pembentukan larutan

Termokimia merupakan pengetahuan dasar yang perlu diberikan atau yang dapat diperoleh dari reaksi-reaksi kimia tetapi juga perlu sebagai pengetahuan dasar untuk pengkajian teori ikatan kimia dan struktur kimia Fokus bahasan dalam termokimia adalah tentang jumlah kalor yang dapat dihasilkan oleh sejumlah tertentu pereaksi serta cara pengukuran kalor reaksi Termokimia merupakan penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi kimia

Termokimia membahas hubungan antara kalor sengan reaksi kimia atau proses-proses yang berhubungan dengan reaksi kimia Dalam praktiknya termokimia lebih banyak berhubungan dengan pengukuran kalor yang menyertai kimia atau proses- proses yang berhubungan dengan perubahan struktur zat misalnya perubahan wujud atau perubahan struktur kristal Untuk mempelajari perubahan kalor dari suatu proses perlu kiranya dikaji beberapa hal yang berhubungan dengan energi apa saja yang dimiliki oleh suatu zat bagaimana energi tersebut berubah bagaimana mengukur perubahan energi tersebut serta bagaimana pula hubungannya dengan struktur zat

II Termodinamika I

Termodinamika kimia dapat didefenisikan sebagai cabang kimia yang menangani hubungan kalor kerja dan bentuk lain energi dengan kesetimbangan dalam reaksi kimia dan dalam perubahan keadaan Termokimia erat kaitannya dengan termodinamika karena termokimia

menangani pengukuran dan penafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia perubahan keadaan dan pembentukan larutan

Thermodinamika merupakan ilmu tentang energi yang secara spesifik membahas tentang hubungan antara energi panas dengan kerja Seperti telah diketahui bahwa energi di dalam alam dapat terwujud dalam berbagai bentuk selain energi panas dan kerja yaitu energi kimia energi listrik energi nuklir energi gelombang elektromagnit energi akibat gaya magnit dan lain-lain Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain baik secara alami maupun hasil rekayasa tehnologi Selain itu energi di alam semesta bersifat kekal tidak dapat dibangkitkan atau dihilangkan yang terjadi adalah perubahan energi dari satu bentuk menjadi bentuk lain tanpa ada pengurangan atau penambahan Prinsip ini disebut sebagai prinsip konservasi atau kekekalan energi

Suatu sistem thermodinamika adalah suatu masa atau daerah yang dipilih untuk dijadikan obyek analisis Daerah sekitar sistem tersebut disebut sebagai lingkungan Batas antara sistem dengan lingkungannya disebut batas sistem (boundary) seperti terlihat pada Gambar 11 Dalam aplikasinya batas sistem nerupakan bagian dari sistem maupu lingkungannya dan dapat tetap atau dapat berubah posisi atau bergerak

Penerapan hukum termodinamika pertama dalam bidang kimia merupakan bahan kajian dari termokimiardquo Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan tetapi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain atau energi alam semesta adalah konstanrdquo hukum termodinamika 1

Perubahan kalor pada tekanan konstan

DH = DE + PDV

W= PDV

DE = energi dalam

Pada proses siklis (keadaan akhir identik dengan kedaan awal) U1 =U2 egrave U2 - U1 = 0 karena U adalah fungsi keadaan dan dalam keadaan sama nilai U juga sama Pada proses siklis dimungkinkan adanya panas yang keluar sistem Sehingga panas netto yg masuk ke dalam sistem seluruhnya dipakai untuk melakukan usaha

Hukum pertama termodinamika dapat dirumuskan sbg∆U = Q ndash W

Dimana ∆U = perubahan tenaga dakhil sistemQ = panas yang masukkeluar dari sistemW = Usaha yang dilakukan thp system

Tenaga dakhil adalah jumlah tenaga kinetik dan tenaga potensial molekul-molekulnya (pada gas sempurna molekulnya tidak tarik-menarik) Perumusan di atas tidak meninjau kemungkinan sistem yg bergerak nisbi terhadap lingkungan Mekanika ∆Ek = W (tenaga kinetik benda = usaha yg dilakukan thp sistem) Termodinamika W-nya (-) agrave ∆Ek = -W

Pada suatu proses tenaga kinetik maupun tenaga dakhil dapat berubah yg disebabkan oleh arus panas ataupun usaha Sehingga hukum pertama dapat ditulis

∆U + ∆Ek = Q ndash Wt

Dimana

Wt = Usaha total (usaha sistem sendiri juga gaya-gaya yg lain)

Usaha tersebut karena gaya konservatif maupun nonkonservatif

Wt = Wk + Wnk

Dengan rumus hukum pertama termodinamika berubah Menurut mekanika besar usaha oleh gaya konservatif misalnya gaya gravitasi Wk = -∆Ep pada termodinamika menjadi Wk = ∆Ep

∆U + ∆Ek + ∆EP = Q ndash Wnk

III Kalor Reaksi

Perubahan energi dalam reaksi kimia selalu dapat dibuat sebagai panas sebab itu lebih tepat bila istilahnya disebut panas reaksi Kebanyakan reaksi kimia tidaklah tertutup dari dunia luar Bila temperatur dari campuran reaksi naik dan energi potensial dari zat-zat kimia yang bersangkutan turun maka disebut sebagai reaksi eksoterm Namun bila pada pada suatu reaksi temperatur dari campuran turun dan energi potensial dari zat-zat yang ikut dalam reaksi naik maka disebut sebagai reaksi endoterm

Ada beberapa macam jenis perubahan pada suatu sistem Salah satunya adalah sistim terbuka yaitu ketika massa panas dan kerja dapat berubah-ubah Ada juga sistim tertutup dimana tidak ada perubahan massa tetapi hanya panas dan kerja saja Sementara perubahan adiabatis merupakan suatu keadaan dimana sistim diisolasi dari lingkungan sehingga tidak ada panas yang dapat mengalir Kemudian ada pula perubahan yang terjadi pada temperature tetap yang dinamakan perubahan isotermik

Pada perubahan suhu ditandai dengan ∆t (t menunjukkan temperatur) dihitung dengan cara mengurangi temperatur akhir dengan temperatur mula-mula

∆t = takhir ndash tmula-mula

Demikian juga perubahan energi potensial

∆(EP) = (EP)akhir ndash (EP)mula-mula

Dari definisi ini didapat suatu kesepakatan dalam tanda aljabar untuk perubahan eksoterm dan endoterm Dalam perubahan eksotermik energi potensial dari hasil reaksi lebih rendah dari energi potensial pereaksi berarti EPakhir lebih rendah dari EPmula-mula Sehingga harga ∆(EP) mempunyai harga negatif Pada reaksi endoterm terjadi kebalikannya sehingga harga ∆(EP) adalah positif

Pada suatu reaksi reaksi pembentukannya didefinisikan sebagai reaksi yang membentuk senyawa tunggal dari unsur-unsur penyusunnya (contoh C + frac12O2 + 2H2rarr CH3OH) Sementara panas pembentukannya didasarkan pada 1 mol senyawa terbentuk Panas pembentukan standar yaitu 29815 K (∆Hdegf298)

Panas standar adalah pada 25degC seperti contoh reaksi

middot 4HCl(g) rarr 2H2(g) + 2Cl2(g) ∆Hdeg298 = (4)(92307)

middot 2H2(g) + O2(g) rarr 2H2O(g) ∆Hdeg298 = (2)(-241818)

Sementara panas reaksi pada temperatur tidak standar

middot DHOT = DH0

298 + ograveT298 D Cp dT

Dapat disimpulkan bahwa kalor reaksi (∆H) adalah kalor yang diserap (diperlukan) atau dilepaskan (dihasilkan) dalam reaksi disebut juga perubahan entalpi Pada beberapa reaksi kimia jumlah kalor reaksi dapat diukur melallui suatu percobaan di dalam laboratorium Pengukuran kalor reaksi tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan alat yang disebut kalorimeter Kalorimeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang diberikan atau diambil dalam suatu proses tertentu Sebuah termometer sederhana terdiri dari bejana terisolasi alat pengaduk dan termometer

IV Kerja

Istilah kerja merupakan konsep yang telah didefinisikan oleh ilmu utama mekanika Dalam termodinamika kerja secara umum didefinisikan sebagai gaya kali jarak Jika perpindahan jarak akibat gaya F adalah sebesar ds (ds=distancejarak) maka kerja yang dilakukan

DW= F ds

Simbol DW digunakan untuk jumlah kecil dari kerja dan merupakan fungsi yang tidak pasti karena kerja yang dilakukan tergantung pada jalannya reaksi Terdapat berbagai jenis kerja yang didefinisikan dengan persamaan

Kerja mekanik DW = F ds

Kerja ekspansi DW = p dV

Kerja gravitasi DW = mgdh

Kerja permukaan DW = γ dA

Kerja listrik DW = e dq

Sejumlah kecil tidak terhingga dari kerja dw dapat dilakukan oleh sistem yang bersangkutan pada lingkungannya atau oleh lingkunganya pada sistem itu Rekomendasi IUPAC 1970 adalah untuk mengambil dw positif dalam kasus yang terakhir dan negatif dalam kasus sebelumnya

yakni kerja positif dilakukan pada sistem Asal perubahan yang terjadi itu lambat dan tanpa gesekan kerja biasanya dapat dinyatakan dalam bentuk

Dw = ydx

atau sebagai jumlah suku-suku seperti

dw = sum yidxi

yi dan xi masing-masing adalah gaya dalam bentuk umum dan perpindahannya Misalnya kerja yang dilakukan pada benda dengan kenaikan yang kecil tidak terhingga dari volumenya dV terhadap tekanan

yang melawannya p adalah Denikian pula kerja yang dilakukan pada fase homogeny bila ia meningkatkan luas permukaannya dengan dA adalah +γ dA γ adalah tegangan permukaan terhadap lingkungan khusus itu Bila suatu sistem seperti sel galvani mengakibatkan dQ coulomb listrik mengalir ke dalam kondensor yang antara pelat-pelatnya terdapat tegangan E volt kerja yang dilakukan pada sel galvani adalah ndashEdQ joule (Bersamaan dengan itu atmosfer melakukan sejumlah kerja ndashpdV pada sel dV adalah perubahan volume sel selama proses kimia yang bersangkutan) Pernyataan-pernyataan serupa dapat diperoleh bagi peregangan kawat kerja magnetisasi dan sebagainya

Tanda yang akan digunakan selanjutnya adalah

a Kerja adalah positif jika sistem melakukan kerja terhadap sekeliling

b Kerja adalah negatif jika kerja dilakukan terhadap sistem oleh sekeliling

Kerja total yang dilakukan sistem dapat diperoleh dengan mengintegrasikan persamaan di atas Sebagai contoh kerja ekspansi diberikan sebagai

Dapat dicatat bahwa semua bentuk kerja dapat saling dipertukarkan dengan menggunakan sarana mekanik sederhana seperti kerekan tanpa gesekan motor listrik dan sebagainya Bila istilah lsquokerjarsquo dipakai dengan benar bentuk apa pun kerja yang kita bahas selalu dapat diubah (karena saling dipertukarkan) untuk mengangkat sebuah beban Dalam kebanyakan sistem kimia selain sel galvani kerja perubahan volume adalah satu-satunya bentuk kerja yang sebagian besar dapat dirasakan Tetapi

kemungkinan bahwa bentuk lain menjadi penting harus selalu diingat dalam pendekatan masalah baru Dalam hal itu mungkin perlu untuk memperkenalkan variable keadaan tambahan misalnya luas permukaan dari sistem atau kuat medan magnetik

Dalam penggunaan pernyataan dw = ydx biasanya perlu dirincikan bahwa proses yang bersangkutan adalah lambat jika tidak ada kekaburan tentang nilai gaya y Misalnya bila suatu gas mengembang atau mengempis dengan tiba-tiba tekanan dalamnya tidak sama dengan gaya luar per satuan luas dan memang tekanannya berubah dari satu daerah gas ke daerah lainnya Di sini terjadi percepatan dan kerja dilakukan dalam menciptakan energi kinetik Kesulitan ini hilang bilang perubahan-perubahannya berlaku lambat sekali dan bila gesekan tidak ada karena gaya-gaya yang sebaliknya mendekati kesetaraan

Dalam termokimia ada dua hal yang perlu diperhatikan yang menyangkut perpindahan energi yaitu sistem dan lingkungan Segala sesuatu yang menjadi pusat perhatian dalam mempelajari perubahan energi disebut sistem sedangkan hal-hal yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem disebut lingkungan

Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan sistem dibedakan menjadi tiga macam yaitu

1 Sistem Terbuka

Sistem terbuka adalah suatu sistem yang memungkinkan terjadi perpindahan energi dan zat (materi) antara lingkungan dengan sistem Pertukaran materi artinya ada hasil reaksi yang dapat meninggalkan sistem (wadah reaksi) misalnya gas atau ada sesuatu dari lingkungan yang dapat memasuki sistem

2 Sistem Tertutup

Suatu sistem yang antara sistem dan lingkungan dapat terjadi perpindahan energi tetapi tidak dapat terjadi pertukaran materi disebut sistem tertutup

3 Sistem Terisolasi

Sistem terisolasi merupakan sistem yang tidak memungkinkan terjadinya perpindahan energi dan materi antara sistem dengan lingkungan

Energi adalah kapasitas untuk melakukan kerja (w) atau menghasilkan panas (kalor=q) Pertukaran energi antara sistem dan lingkungan dapat berupa kalor (q) atau bentuk energi lainnya yang secara kolektif kita sebut kerja (w) Energi yang dipindahkan dalam bentuk kerja atau dalam bentuk kalor yang memengaruhi jumlah total energi yang terdapat dalam sistem disebut energi dalam (internal energy) Kerja adalah suatu bentuk pertukaran energi antara sistem dan lingkungan di luar kalor Salah satu bentuk kerja yang sering menyertai reaksi kimia adalah kerja tekanan-volum yaitu kerja yang berkaitan dengan pertambahan atau pengurangan volum sistem

V Entalpi

Entalpi (H) adalah jumlah total dari semua bentuk energi Entalpi (H) suatu zat ditentukan oleh jumlah energi dan semua bentuk energi yang dimiliki zat yang jumlahnya tidak dapat diukur dan akan tetap konstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar dari zat Energi kinetik ditimbulkan karena atom ndash atom dan molekul molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Entalpi akan tetap konstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar dari zat Misalnya entalpi untuk air dapat ditulis H H20 (l) dan untuk es ditulis H H20 (s)

Untuk menyatakan kalor reaksi pada tekanan tetap (qp ) digunakan besaran yang disebut Entalpi ( H )

H = E + ( PV )DH = DE + ( P DV )DH = (q + w ) + ( P DV )DH = qp ndash ( P DV ) + ( P DV )DH = qp

Untuk reaksi kimia DH = Hp ndash HrHp = entalpi produkHr = entalpi reaktan

Reaksi pada tekanan tetap qp = DH ( perubahan entalpi )Reaksi pada volume tetap qv = DE ( perubahan energi dalam )

Perubahan kalor atau entalpi yang terjadi selama proses penerimaan atau pelepasan kalor dinyatakan dengan rdquo perubahan entalpi (ΔH) rdquo Harga entalpi zat sebenarnya tidak dapat ditentukan atau diukur Tetapi ΔH dapat

ditentukan dengan cara mengukur jumlah kalor yang diserap sistem Misalnya pada perubahan es menjadi air yaitu 89 kalorigram Pada perubahan es menjadi air ΔH adalah positif karena entalpi hasil perubahan entalpi air lebih besar dari pada entalpi es Pada perubahan kimia selalu terjadi perubahan entalpi Besarnya perubahan entalpi adalah sama besar dengan selisih antara entalpi hasil reaksi dan jumlah entalpi pereaksi

Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan Energi kinetik ditimbulkan karena atom ndash atom dan molekul-molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Entalpi akan tetap konstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar dari zat Misalnya entalpi untuk air dapat ditulis H H20 (l) dan untuk es ditulis H H20 (s)

Entalpi (H) suatu zat ditentukan oleh jumlah energi dan semua bentuk energi yang dimiliki zat yang jumlahnya tidak dapat diukur Perubahan kalor atau entalpi yang terjadi selama proses penerimaan atau pelepasan kalor dinyatakan dengan rdquo perubahan entalpi (ΔH) rdquo Misalnya pada perubahan es menjadi air maka dapat ditulis sebagai berikut

Δ H = H H20 (l) -H H20 (s)

Apabila kita amati reaksi pembakaran bensin di dalam mesin motor Sebagian energi kimia yang dikandung bensin ketika bensin terbakar diubah menjadi energi panas dan energi mekanik untuk menggerakkan motor Demikian juga pada mekanisme kerja sel aki Pada saat sel aki bekerja energi kimia diubah menjadi energi listrik energi panas yang dipakai untuk membakar bensin dan reaksi pembakaran bensin menghasilkan gas menggerakkan piston sehingga menggerakkan roda motor

Harga entalpi zat sebenarnya tidak dapat ditentukan atau diukur Tetapi ΔH dapat ditentukan dengan cara mengukur jumlah kalor yang diserap sistem Misalnya pada perubahan es menjadi air yaitu 89 kalorigram Pada perubahan es menjadi air ΔH adalah positif karena entalpi hasil perubahan entalpi air lebih besar dari pada entalpi es

Termokimia merupakan bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan entalpi yang menyertai suatu reaksi Pada perubahan kimia selalu terjadi perubahan entalpi Besarnya perubahan entalpi adalah sama

besar dengan selisih antara entalpi hasil reaksi dam jumlah entalpi pereaksi

Pada reaksi endoterm entalpi sesudah reaksi menjadi lebih besar sehingga ΔH positif Sedangkan pada reaksi eksoterm entalpi sesudah reaksi menjadi lebih kecil sehingga ΔH negatif Perubahan entalpi pada suatu reaksi disebut kalor reaksi Kalor reaksi untuk reaksi-reaksi yang khas disebut dengan nama yang khas pula misalnya kalor pembentukankalor penguraian kalor pembakaran kalor pelarutan dan sebagainya

1 Entalpi Pembentukan Standar (ΔHf)

Entalpi pembentukan standar suatu senyawa menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk proses pembentukan 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya yang stabil pada keadaan standar (STP) Entalpi pembentukan standar diberi simbol (ΔH

f) simbol f berasal dari kata formation yang berarti pembentukan Contoh unsur-unsur yang stabil pada keadaan standar yaitu H2O2CN2AgCl2Br2SNaCa dan Hg

2 Entalpi Penguraian Standar (ΔHd)

Entalpi penguraian standar suatu senyawa menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk proses penguraian 1 mol senyawa dari unsure-unsurnya yang stabil pada keadaan standar (STP) Entalpi penguraian standar diberi simbol (ΔH

d) simbol d berasal dari kata decomposition yang berarti penguraian

Menurut Hukum Laplace jumlah kalor yang dibebaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnya Jadi entalpi penguraian merupakan kebalikan dari entalpi pembentukan senyawa yang sama Dengan demikian jumlah kalornya sama tetapi tandanya berlawanan karena reaksinya berlawanan arah

3 Entalpi Pembakaran Standar (ΔHc)

Entalpi pembakaran standar suatu senyawa menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk proses pembakaran 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya yang stabil pada keadaan standar (STP) Entalpi penguraian standar diberi simbol (ΔH

c) simbol d berasal dari kata combustion yang berarti pembakaranPembakaran selalu membebaskan kalor sehingga nilai entalpipembakaran selallu negatif (eksoterm)

4 Entalpi Pelarutan Standar (ΔHs)

Entalpi pelarutan standar menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk melarutkan 1 mol zat pada keadaan standar (STP) Entalpi penguraian standar diberi simbol (ΔH

s) simbol s berasal dari kata solvation yang berarti pelarutan

5 Entalpi Netralisasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHn Satuannya = kJ mol

6 Entalpi Penguapan Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHvap Satuannya = kJ mol

7 Entalpi Peleburan Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada pencairan peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHfus Satuannya = kJ mol

8 Entalpi Sublimasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsub Satuannya = kJ mol

VI Kalorimeter

Kalorimetri yaitu cara penentuan kalor reaksi dengan menggunakan kalorimeterPerubahan entalpi adalah perubahan kalor yang diukur pada tekanan konstan untuk menentukan perubahan entalpi dilakukan dengan cara yang sama dengan penentuan perubahan kalor yang dilakukan pada

tekanan konstan Perubahan kalor pada suatu reaksi dapat diukur melalui pengukuran perubahan suhu yang terjadi pada reaksi tersebut Pengukuran perubahan kalor dapat dilakukan dengan alat yang disebutkalorimeter

Kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi ( tidak ada perpindahan materi maupun energi dengan lingkungan di luar kalorimeter ) Kalorimeter terbagi menjadi dua yaitu kalorimeter bom dan kalorimeter sederhana Jika dua buah zat atau lebih dicampur menjadi satu maka zat yang suhunya tinggi akan melepaskan kalor sedangkan zat yang suhunya rendah akan menerima kalor sampai tercapai kesetimbangan termal

Menurut azas Black Kalor yang dilepas = kalor yang diterimaRumus yang digunakan adalah

dengan q = jumlah kalor ( J )m = massa zat ( g )DT = perubahan suhu ( oC atau K )c = kalor jenis ( J goC ) atau ( J g K )C = kapasitas kalor ( J oC ) atau ( J K )

Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka kalor reaksi = kalor yang diserap dibebaskan oleh larutan dan kalorimeter

tetapi tandanya berbeda

Beberapa jenis kalorimeter

1 Kalorimeter bom

Kalorimeter bom adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor (nilai kalori) yang dibebaskan pada pembakaran sempurna (dalam O2 berlebih) suatu senyawa bahan makanan bahan bakar atau khusus digunakan untuk menentukan kalor dari reaksi-reaksi pembakaran Kalorimeter ini terdiri dari sebuah bom (tempat berlangsungnya reaksi pembakaran terbuat dari bahan stainless steel dan diisi dengan gas oksigen pada tekanan tinggi ) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah yang kedap panas Sejumlah sampel ditempatkan pada tabung beroksigen yang tercelup dalam medium penyerap kalor (kalorimeter) dan sampel akan terbakar oleh api listrikdari kawat logam terpasang dalam tabung Reaksi pembakaran yang terjadi di dalam bom akan menghasilkan

kalor dan diserap oleh air dan bom Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka

Jumlah kalor yang diserap oleh air dapat dihitung dengan rumus

qair = m x c x DT

dengan

m = massa air dalam kalorimeter ( g )

c = kalor jenis air dalam kalorimeter (J goC ) atau ( J g K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Jumlah kalor yang diserap oleh bom dapat dihitung dengan rumus

qbom = Cbom x DT

dengan

Cbom = kapasitas kalor bom ( J oC ) atau ( J K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Reaksi yang berlangsung pada kalorimeter bom berlangsung pada volume tetap (DV = nol ) Oleh karena itu perubahan kalor yang terjadi di dalam sistem = perubahan energi dalamnya

DE = q + w dimana w = - P DV ( jika DV = nol maka w = nol )

maka DE = qv

Kalorimeter makanan adalah alat untuk menentukan nilai kalor zat makanankarbohidrat protein atau lemak Alat ini terdiri dari sebuah tabung kaca yang tingginya kurang lebih 19 cm dan garis menengahnya kurang lebih 75 cm Bagian dasarnya melengkung ke atas membentuk sebuah penyungkup Penyungkup ini disumbat dengan sebuah sumbat karet yang yang berlubang di bagian tengah Bagian atas tabung kaca ini ditutup dengan lempeng ebonit yang bundar Di dalam tabung kaca itu terdapat sebuah pengaduk yang tangkainya menembus tutup ebonit juga terdapat sebuah pipa spiraldari tembaga Ujung bawah pipa spiral itu

menembus lubang sumbat karet pada penyungkup dan ujung atasnya menembus tutup ebonit bagian tengah Pada tutup ebonit itu masih terdapat lagi sebuah lubang tempat untuk memasukkan sebuah termometer ke dalam tabung kaca Tabung kaca itu diletakkan di atas sebuah kepingasbes dan ditahan oleh 3 buah keping Keping itu berbentuk bujur sangkar yang sisinya kurang lebih 95 cm Di bawah keping asbes itu terdapat kabel listrik yang akan dihubungkan dengan sumber listrik bila digunakan Di atas keping asbes itu terdapat sebuah cawan aluminium Di atas cawan itu tergantung sebuah kawat nikelin yang berhubungan dengan kabel listrik di bawah keping asbes Kawat nikelin itulah yang akan menyalakan makanan dalam cawan bila berpijar oleh arus listrik Dekat cawan terdapat pipa logam untuk mengalirkan oksigen

2 Kalorimeter Sederhana

Pengukuran kalor reaksi selain kalor reaksi pembakaran dapat dilakukan dengan menggunakan kalorimeter pada tekanan tetap yaitu dengan kalorimeter sederhana yang dibuat dari gelas stirofoam Kalorimeter ini biasanya dipakai untuk mengukur kalor reaksi yang reaksinya berlangsung dalam fase larutan ( misalnya reaksi netralisasi asam ndash basa netralisasi pelarutan dan pengendapan )

Pada kalorimeter ini kalor reaksi = jumlah kalor yang diserap dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan

qreaksi = - (qlarutan + qkalorimeter )

qkalorimeter = Ckalorimeter x DT

dengan

Ckalorimeter = kapasitas kalor kalorimeter ( J oC ) atau ( J K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Jika harga kapasitas kalor kalorimeter sangat kecil maka dapat diabaikan sehingga perubahan kalor dapat dianggap hanya berakibat pada kenaikan suhu larutan dalam kalorimeter

qreaksi = - qlarutan qlarutan = m x c x DT

dengan m = massa larutan dalam kalorimeter ( g )c = kalor jenis larutan dalam kalorimeter (J goC ) atau ( J g K )DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Pada kalorimeter ini reaksi berlangsung pada tekanan tetap (DP = nol ) sehingga perubahan kalor yang terjadi dalam sistem = perubahan entalpinya

DH = qp

Kalorimeter larutan adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kaloryang terlibat pada reaksi kimia dalam sistem larutan Pada dasarnya kalor yang dibebaskandiserap menyebabkan perubahan suhu pada kalorimeter Berdasarkan perubahan suhu per kuantitas pereaksi kemudian dihitung kalor reaksi dari reaksi sistem larutan tersebut Kini kalorimeter larutan dengan ketelitian cukup tinggi dapat diperoleh dipasaran

Dalam menentukan entalpi berlaku persamaanQreaksi = - (Qlarutan + Q kalorimeter )Q reaksi = - (mc∆T + c∆T)Jika kapasitas kalori dalam kalorimeter diabaikan makaQreaksi = - (mc∆T)Keterangan m = massa zat (kg) c = kalor jenis (Jkg⁰C)∆t = perubahan suhu (Celcius)

Sementara itu persamaan reaksi yang mengikutsertakan perubahan entalpinya disebutpersamaan termokimia

H2 (g) + 12 O2 (g) mdashmdashgt H2O (l) ΔH = -286 kJ

Pada reaksi endoterm sistem menyerap energi Oleh karena itu entalpi sistem akan bertambah Artinya entalpi produk (Hp) lebih besar daripada entalpi pereaksi (Hr) Akibatnya perubahan entalpi merupakan selisih antara entalpi produk dengan entalpi pereaksi (Hp -Hr) bertanda positif Sehingga perubahan entalpi untuk reaksi endoterm dapat dinyatakan

ΔH = Hp- Hr gt 0

Reaksi eksoterm sistem membebaskan energi sehingga entalpi sistem akan berkurang artinya entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Sehingga p dapat dinyatakan sebagai berikut

ΔH = Hp- Hr lt 0

VII Hukum Hess

Pengukuran perubahan entalpi suatu reaksi kadangkala tidak dapat ditentukan langsung dengan kalorimeter misalnya penentuan perubahan entalpi pembentukan standar (DHf o )CO Reaksi pembakaran karbon tidak mungkin hanya menghasilkan gas CO saja tanpa disertai terbentuknya gas CO2 Jadi bila dilakukan pengukuran perubahan entalpi dari reaksi tersebut yang terukur tidak hanya reaksi pembentukan gas CO saja tetapi juga perubahan entalpi dari reaksi pembentukan gas CO2

Untuk mengatasi hal tersebut Henry Hess melakukan serangkaian percobaan dan menyimpulkan bahwa perubahan entalpi suatu reaksi merupakan fungsi keadaan

Artinya ldquo perubahan entalpi suatu reaksi hanya tergantung pada keadaan awal ( zat-zat pereaksi ) dan keadaan akhir ( zat-zat hasil reaksi ) dari suatu reaksi dan tidak tergantung pada jalannya reaksirdquo Pernyataan ini disebut Hukum Hess rumus yang dapat dipakai yaitu

ΔHreaksi = ΔH1 + ΔH2 +hellip

Menurut hukum Hess karena entalpi adalah fungsi keadaan perubahan entalpi dari suatu reaksi kimia adalah sama walaupun langkah-langkah yang digunakan untuk memperoleh produk berbeda Dengan kata lain hanya keadaan awal dan akhir yang berpengaruh terhadap perubahan entalpi bukan langkah-langkah yang dilakukan untuk mencapainya

Hal ini menyebabkan perubahan entalpi suatu reaksi dapat dihitung sekalipun tidak dapat diukur secara langsung Caranya adalah dengan melakukan operasi aritmatika pada beberapa persamaan reaksi yang perubahan entalpinya diketahui Persamaan-persamaan reaksi tersebut diatur sedemikian rupa sehingga penjumlahan semua persamaan akan menghasilkan reaksi yang kita inginkan Jika suatu persamaan reaksi

dikalikan (atau dibagi) dengan suatu angka perubahan entalpinya juga harus dikali (dibagi) Jika persamaan itu dibalik maka tanda perubahan entalpi harus dibalik pula (yaitu menjadi -ΔH) Berdasarkan Hukum Hess penentuan DH dapat dilakukan melalui 3 cara yaitu

1) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung melalui penjumlahan dari perubahan entalpi beberapa reaksi yang berhubungan

2) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung berdasarkan selisih entalpi pembentukan ( DHf o ) antara produk dan reaktan

3) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung berdasarkan data energi ikatan

Selain itu dengan menggunakan hukum Hess nilai ΔH juga dapat diketahui dengan pengurangan entalpi pembentukan produk-produk dikurangi entalpi pembentukan reaktan Secara matematis untuk reaksi-reaksi lainnya secara umum

Dengan mengetahui ΔHf (perubahan entalpi pembentukan) dari reaktan dan produknya dapat diramalkan perubahan entalpi reaksi apapun dengan rumus

ΔH=ΔHfP-ΔH fR

Perubahan entalpi suatu reaksi juga dapat diramalkan dari perubahan entalpi pembakaran reaktan dan produk dengan rumus

ΔH=-ΔHcP+ΔHcR

Konsep dari hukum Hess juga dapat diperluas untuk menghitung perubahan fungsi keadaan lainnya seperti entropi dan energi bebas Kedua aplikasi ini amat berguna karena besaran-besaran tersebut sulit atau tidak bisa diukur secara langsung sehingga perhitungan dengan hukum Hess digunakan sebagai salah satu cara menentukannya

Untuk perubahan entropi

middot ΔSo = Σ(ΔSfoproduk) - Σ(ΔSf

oreaktan)

middot ΔS = Σ(ΔSoproduk) - Σ(ΔSo

reaktan)

Untuk perubahan energi bebas

middot ΔGo = Σ(ΔGfoproduk) - Σ(ΔGf

oreaktan)

middot ΔG = Σ(ΔGoproduk) - Σ(ΔGo

reaktan)

VIII Penentuan ΔH Reaksi

Hukum Hess menyatakan bahwa perubahan entalpi tidak tergantung pada berapa banyak tahapan reaksi tetapi tergantung pada keadaan awal dan akhir Dengan kata lain untuk suatu reaksi keseluruhan tertentu perubahan entalpi selalu sama tak peduli apakah reaksi itu dilaksanakan secara langsung ataukah secara tak langsung dan lewat tahap-tahap yang berlainan

1 Penentuan ∆H Reaksi berdasarkan Eksperimen (Kalorimeter)

Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris merupakan penentuan yang didasarkan atau diukur dari perubahan suhu larutan dan kalorimeter dengan prinsip perpindahan kalor yaitu jumlah kalor yang diberikan sama dengan jumlah kalor yang diserap Kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi (tidak ada pertukaran materi maupun energi dengan lingkungan di luar kalorimeter) Dengan demikian semua kalor yang dibebaskan oleh reaksi yang terjadi dalam kalorimeter kita dapat menentukan jumlah kalor yang diserap oleh air serta perangkat kalorimeter berdasarkan rumus

qlarutan = m c ∆Tqkalorimeter = C ∆Tdimana q = jumlah kalorm = massa air (larutan) di dalam calorimeterc = kalor jenis air (larutan) di dalam calorimeterC = kapasitas kalor dari calorimeter∆T = kenaikan suhu larutan (kalorimeter)

Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka kalor reaksi sama dengan kalor yang diserap oleh larutan dan kalorimeter tetapi tandanya berbeda

Kalorimeter yang sering digunakan adalah kalorimeter bom Kalorimeter bom terdiri dari sebuah bom (wadah tempatberlangsungnya reaksi pembakaran biasanya terbuat dari berlangsungnya reaksi pembakaran biasanya terbuat dari bahan stainless steel) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah kedap panas Jadi kalor reaksi sama dengan

kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan

2 Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

Hukum Hess rdquo Kalor reaksi yang dilepas atau diserap hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhirrdquo Untuk mengubah zat A menjadi zat B (produk) diperlukan kalor reaksi sebesar ∆H Atau cara lain yaitu mengubah zat A menjadi zat B dengan kalor reaksi ∆H1 zat B diubah menjadi zat C dengan kalor reaksi ∆H2 dan zat C diubah menjadi zat D dengan kalor reaksi ∆H3 Sehingga harga perubahan entalpi adalah

∆Hreaksi = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3

Hal tersebut dapat dibuat siklus dan diagram tingkat energinya sebagaiberikut middot Siklus energi pembentukan zat D dari zat Amiddot Diagram tingkat energi pembentukan zat D dari zat A

Contoh Soal Diketahui data entalpi reaksi sebagai berikut Ca(s) + frac12 O2(g) rarr CaO(s) ∆H = - 6355 kJC(s) + O2(g) rarr CO2(g) ∆H = - 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(g) ∆H = - 12071 kJHitunglah perubahan entalpi reaksi CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s)

Penyelesaian CaO(s) rarr Ca(s) + frac12 O2(g) ∆H = + 6355 kJCO2(g) rarr C(s) + O2(g) ∆H = + 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 12071 kJ_________________________________________ _CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 1781 kJ

3 Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

Pembentukan Standar ( ∆Hof )

Cara lain perhitungan entalpi reaksi yaitu berdasarkan entalpi pembentukan standar( ∆Hof ) zat-zat yang ada pada reaksi tersebut

∆Hreaksi = sum∆Hof produk - sum∆Ho

f reaktan

TABEL ENTALPI PEMBENTUKAN BEBERAPA ZAT

Zat DHof ( kJmol ) Zat DHo

f ( kJmol )H2(g) 0 C2H4(g) + 525

O2(g) 0 CCl4(g) - 960C(s) 0 NH3(g) - 459H2O(g) - 2418 NO2(g) + 332H2O(l) - 2858 SO2(g) - 2968CO2(g) - 3935 HCl(g) - 923CO(g) -1105 NO(g) + 903

Contoh Soal Dari tabel entalpi pembentukan diatas tentukan

a ∆H reaksi pembakaran C2H4

b Tentukan jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran 56 g gas C2H4

c Reaksi pembakaran C2H4

a C2H4(g) + 3 O2(g)rarr2CO2(g) + 2H2O(l)

b ∆H reaksi = ∆Hof hasil reaksi - ∆Hof pereaksi

= ( 2 ∆Hof CO2 + 2 ∆Hof H2O ) ndash ( 1 ∆HofC2H4 + 3 ∆Hof O2)= ( 2 -3935 + 2 -2858 ) ndash ( 1 525 + 3 0 )= -787 ndash 5716 + 525= - 13061 kJmol

c Mr C2H4 = (2x12) + (4x1) = 28Mol C2H4 = 5628 = 2 mol∆H pembakaran 2 mol C2H4 = 2 mol x ( -13061 kJmol )

= -26122 kJ

Jadi pada pembakaran 56 gram gas C2H4 dibebaskan kalor sebesar = 26122 Kj

4 Penentuan ∆H Reaksi Dari Energi Ikatan

Reaksi kimia antarmolekul dapat dianggap berlangsung dalam 2 tahap yaitu

I Pemutusan ikatan pada pereaksi

II Pembentukan ikatan pada produk

Misalnya pada reaksi antara gas klorin dengan gas hidrogen membentuk gas hidrogen klorida dapat digambarkan sebagai berikut

Sesuai dengan hukum Hess ∆H reaksi total adalah ∆H tahap-I + ∆H tahap-II

∆H tahap-I = sum Energi ikatan pada pereaksi (yang putus)

∆H tahap-II = -sum Energi ikatan pada produk (yang terbentuk)

∆H reaksi = sum Energi ikatan pereaksi yang putus - sum Energi ikatan produk yang terbentuk

∆H reaksi = sum Eruas kiri - sum Eruas kanan

TABEL ENERGI IKATAN

Ikatan E (kJmol) Ikatan E (kJmol)H-H 436 O=O 498H-C 415 CequivN 891H-N 390 F-F 160C-C 345 Cl-Cl 243CequivC 837 H-Cl 432C-O 350 C=C 611C=O 741 I-I 150C-Cl 330 N=N 418O-H 450 C-F 485

Penyelesaian H ndash C ndash O-H +1 frac12 O=O rarr O=C=O +2H-O-H∆H reaksi = sumEpemutusan -sumEpembentukan

= (3Ec-H)+( 1EO-H) +(1EC-O)+ (1 frac12 EO=O) ndash (2EC=O) + (4EO-H)

= (3415)+(1460)+(1350)+1 frac12498) ndash(2741)+(4460)

= 2802-3322

= -520 kJmol

IX Energi Ikatan

Energi ikatan didefinisikan sebagai panas reaksi yang dihubungkan dengan pemecahan ikatan kimia dari molekul gas menjadi bagian-bagian gas Terkadang disebut juga entalpi ikatan nama yang sesungguhnya lebih tepat

Energi disosiasi ikatan (BE) dapat digunakan untuk menghitung panas reaksi yang dihubungkan dengan

ΔH0= - sum ni BEi + sum njBEj

dimana BE adalah energi ikatan per mol ikatan nj dan ni adalah jumlah mol ikatan yang pecah atau terbentuk dalam hal reaktan dan produk

Dalam hal yang sama data panas reaksi dapat juga digunakan untuk menghitung energi disosiasi ikatan dari setiap ikatan tertentu asal saja data lain dalam persamaan diketahui Satu hal yang harus diingat bahwa lingkungan sekeliling atom sangat mempengaruhi energy ikatan dari ikatan tertentu oleh karena itu harga yang diperoleh dari persamaan adalah harga rata-rata atau harga kira-kira

Walaupun energi ikatan adalah untuk molekul dalam fase gas tetapi harga kira-kira panas reaksi dapat dihitung dari fase terkondensasi dapat dikoreksi jika panas penguapan panas sublimasi dan lain-lain dapat diikutsertakan

Suatu reaksi yang DHndashnya ditentukan dengan menggunakan energi ikatan maka atom-atom yang terlibat dalam reaksi harus berwujud gas

Berdasarkan jenis dan letak atom terhadap atom-atom lain dalam molekulnya dikenal 3 jenis energi ikatan yaitu

a Energi Atomisasi

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan semua ikatan 1 mol molekul menjadi atom-atom bebas dalam keadaan gas

Energi atomisasi = jumlah seluruh ikatan atom-atom dalam 1 mol senyawa

b Energi Disosiasi Ikatan

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan salah 1 ikatan yang terdapat pada suatu molekul atau senyawa dalam keadaan gas

c Energi Ikatan Rata-Rata

Adalah energi rerata yang diperlukan untuk memutuskan ikatan atom-atom pada suatu senyawa ( notasinya = D ) Energi ikatan suatu molekul yang berwujud gas dapat ditentukan dari data entalpi pembentukan standar (DHf ) dan energi ikat unsur-unsurnya Prosesnya melalui 2 tahap yaitu

o Penguraian senyawa menjadi unsur-unsurnya

o Pengubahan unsur menjadi atom gas

Reaksi kimia pada dasarnya terdiri dari 2 proses

o Pemutusan ikatan pada pereaksi

o Pembentukan ikatan pada produk reaksi

Pada proses pemutusan ikatan = memerlukan energi

Pada proses pembentukan ikatan = membebaskan energi

1 Jenis-Jenis Kalor

Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan Energi kinetik ditimbulkan karena atomndashatom dan molekul-molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Sedangkan kalor adalah bentuk energi yang berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah Jika suatu benda menerima melepaskan kalor maka suhu benda itu akan naikturun atau wujud benda berubah

2 Kalor Pembentukan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembentukan 1 mol senyawa dariunsur-unsurnya pada suhu dan tekanan standar ( 25 oC 1 atm ) Entalpinya bisadilepaskan maupun diserap Satuannya adalah kJ mol Bentuk standar dari suatu unsur adalah bentuk yang paling stabil dari unsur itu pada keadaan standar ( 298 K 1 atm ) Jika perubahan entalpi pembentukan tidak diukur pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHf

Catatan

o DHf unsur bebas = nol

o Dalam entalpi pembentukan jumlah zat yang dihasilkan adalah 1 mol

o Dibentuk dari unsur-unsurnya dalam bentuk standar

3 Kalor Penguraian Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHd Satuannya = kJ mol Perubahan entalpi penguraian standar merupakan kebalikan dari perubahan entalpi pembentukan standar maka nilainya pun akan berlawanan tanda

Menurut Marquis de Laplace ldquo jumlah kalor yang dilepaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsur penyusunnya = jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsur penyusunnya ldquo Pernyataan ini disebut Hukum Laplace

4 Kalor Pembakaran Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembakaran 1 mol suatu zat secara sempurna pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHc Satuannya = kJ mol

5 Kalor Netralisasi Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHn Satuannya = kJ mol

6 Kalor Penguapan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran

tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHvap Satuannya = kJ mol

7 Kalor Peleburan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pencairan peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHfus Satuannya = kJ mol

8 Kalor Sublimasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsub Satuannya = kJ mol

9 Pelarutan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi ketika 1 mol zat melarut dalam suatu pelarut ( umumnya air ) pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsol Satuannya = kJ mol

BAB III

PENUTUP

I Kesimpulan

Singkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup termodinamika I kalor reaksi kerja entalpi kalorimeter hukum Hess penentuan DH reaksi energi ikatan dan jenis-jenis kalor merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Berdasarkan pembahasan yang tinjauan pustaka yang kami susun dalam makalah ini maka kami dapat menyimpulkan sebagai berikut

1 Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan

2 Berdasarkan perubahan entalpinya reaksi kimia dibedakan menjadi dua yaitu

a Reaksi Eksoterm dan

b Reaksi Endoterm

3 Sistem merupakan Pusat fokus perhatian yang diamati dalam suatu percobaanLingkungan merupakan hal-hal diluar sistem yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan Sistem dibedakan menjadi 3 macam

2 Sistem Terbuka

3 Sistem Tertutup

3 Sistem terisolasi

4 Dalam persamaan termokimia nilai DH yang dituliskan di persamaan termokimia disesuaikan dengan stoikiometri reaksinya artinya = jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi kimia = koefisien reaksinya ( fase reaktan maupun produk reaksinya harus dituliskan)

5 Ada beberapa jenis dalam menentukan Harga Perubahan Entalpi ∆H yaitu

a Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

b Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

c Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris

BAB IPENDAHULUAN

A Latar Belakang Masalah

Termokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energi panas dan energi kimia Sedangkan energi kimia didefinisikan sebagai energi yang dikandung setiap unsur atau senyawa Energi kimia yang terkandung dalam suatu zat adalah semacam energi potensial zat tersebut Energi potensial kimia yang terkandung dalam suatu zat disebut panas dalam atau entalpi dan dinyatakan dengan simbol H Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi Perubahan entalpi reaksi diberi simbol HΔ

Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika disebut termokimia Secara operasional termokimia berkaitan dengan pengukuran dan pernafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia perubahan keadaan dan pembentukan larutan

Termokimia merupakan pengetahuan dasar yang perlu diberikan atau yang dapat diperoleh dari reaksi-reaksi kimia tetapi juga perlu sebagai pengetahuan dasar untuk pengkajian teori ikatan kimia dan struktur kimia Fokus bahasan dalam termokimia adalah tentang jumlah kalor yang dapat dihasilkan oleh sejumlah tertentu pereaksi serta cara pengukuran kalor reaksi

Termokimia merupakan penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi kimia

Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan

Dengan kajian-kajian yang dilakukan mengenai pengaplikasian termokimia dalam kehidupan sehari-hari Dan untuk menguraikan permasalahan tersebut lebih detail lagi penulis mencoba membuat makalah yang isinya membahas tentang ldquoAplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-harirdquo

B Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dibiatkannya makalah ini adalah sebagai berikut

1) Dapat menjelaskan manfaat termokimia2) Mengetahui proses termokimia dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari3) Memahami materi-materi yang terkait dengan termokimia4) Memahami tentang termokimia lebih mendalam

C Manfaat Penulisan

Penulisan makalah ini memiliki manfaat sebagai berikut

1) Manfaat UmumMakalah hasil pengkajian penulis ini dapat menunjang materi pembelajaran

dan dapat dijadikan bahan baku referensi pembelajaran2) Manfaat Khusus

Penulis dapat menambah wawasan dan pengetahuan penulis serta dapat melatih penulis untuk memiliki rasa ingin tahu yang tinggi dan lebih telaten dalam mencari dan mengumpulkan sumber dan informasi selama melakukan pengkajian

3) Manfaat untuk penulis yang akan datingMakalah hasil pengkajian sebelumnya dapat dijadikan bahan referensi

sumber untuk pembuatan makalah selanjutnya dan dapat memberi gambaran dalam pengkajian yang akan dilakukannya

BAB IIISI

A Manfaat Termokimia

Manfaat positif dari termokimia yaitu

a) Dapat mempelajari suatu bentuk energi yang dibutuhkan oleh manusia untuk bergerak dalam bentuk energi kinetik dan tambahan-tambahan dalam melakukan proses fotosintesis yang membutuhkan eergi dari sinar matahari

b) Dapat mempelajari suatu sistem atau bagian alam semasta yang menjadi objek penelitian serta lingkungan atau bagian alam semesta yang berinteraksi dengan satu sistem

B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari1 Gas Elpiji

Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara

C4H10 + Udara ndashgt CO2 + H20 + N2Untuk mempermudah udara sepenuhnya bergantung dari oksigenC4H10 + (132)O2 ndashgt 4CO2 + 5H2O

Untuk reaksi sempurna dengan udaraC4H10 + (O2 + 376 N2) ndashgt CO2 + H20 + 376N2PenyetaraanC4H10 + 132(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)376N2

Reaksi juga bisa melibatkan bentuk tidak sempurna misal memerlukan 200 udaraC4H10 + 13(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)O2 + (132)376N2

Pembakaran ini pun bisa melibatkan beberapa fraksi karena elpiji biasanya tidak murni hanya bahan bakar butana

2 ThermometerTermometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur suhuCara kerja thermometerKetika temperature naik cairan dibola tabung mengembang lebih banyak daripada gelas yang menutupinya Hasilnya benang cairan yang tipis dipaksa ke atas secara kapiler Sebaliknya ketika temperature turun cairan mengerut dan cairan yang tipis ditabung bergerak kembali turun Gerakan ujung cairan tipis yang dinamakan meniscus dibaca terhadap skala yang menunjukkan temperatureZat untuk thermometer haruslah zat cair dengan sifat termometrik artinya mengalami perubahan fisis pada saat dipanaskan atau didinginkan misalnya raksa dan alkohol Zat cai tersebut memiliki dua titik tetap (fixed points) yaitu titik tertinggi dan titik terendah Misalnya titik didih air dan titik lebur es untuk suhu yang tidak terlalu tinggi Setelah itu pembagian dilakukan diantara kedua titik tetap menjadi bagian-bagian yang sama besar misalnya thermometer skala celcius dengan 100 bagian yang setiap bagiannya sebesar 1C

3 Pembakaran Batu BaraBatubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi

CaCO3(s) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + CO2(g)

Ca(OH)2(aq) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + H2O( 1048641)Namun biaya operasional desulfurisasi dan pembuangan deposit padatan kembali menjadi masalah baru Untuk meningkatkan nilai dari batubara dan menghilangkan pencemar SO2 dilakukan rekayasa batubara seperti gasifikasi dan reaksi karbon-uap Pada gasifikasi molekul-molekul besar dalam batubara dipecah melalui pemanasan pada suhu tinggi (600degC ndash 800degC) sehingga dihasilkan bahan bakar berupa gas Reaksinya adalah sebagai berikutBatubara(s) batubara cair (mudah menguap) CH4(g) + C(s)Arang yang terbentuk direaksikan dengan uap air menghasilkan campuran gas CO dan H2 yang disebut gas sintetik ReaksinyaC(s) + H2O() CO(g) + H2(g) ΔH = 175 kJ molndash1Untuk meningkatkan nilai gas sintetik gas CO diubah menjadi bahan bakar lain Misalnya gas CO direaksikan dengan uap air menjadi CO2 dan H2 ReaksinyaCO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH = ndash41 kJ molndash1Gas CO2 yang dihasilkan selanjutnya dipisahkan Campuran gas COdan H2 yang telah diperkaya akan bereaksi membentuk metana dan uapair Reaksinya

CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1

Setelah H2O diuapkan akan diperoleh CH4 yang disebut gas alam sintetik Dengan demikian batubara dapat diubah menjadi metana melalui proses pemisahan batubara cair

C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Berdasarkan perpindahan energinya atau perubahan entalpinya ada dua jenis reaksi

1) Reaksi eksoterm yaitu reaksi yang membebaskan kalor kalor mengalir dari sistem ke lingkungan (terjadi penurunan entalpi) entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Pada reaksi eksoterm umumnya suhu sistem menjadi naik adanya kenaikan suhu inilah yang menyebabkan sistem melepas kalor ke lingkunganReaksi eksoterm DH = HP - HR lt 0 atau DH = (-)

2) Reaksi Endoterm yaitu reaksi yang memerlukan kalor kalor mengalir dari lingkungan ke sistem (terjadi kenaikan entalpi) entalpi produk lebih besar daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda positif Pada reaksi endoterm umumnya suhu sistem terjadi penurunan adanya penurunan suhu inilah yang menyebabkan sistem menyerap kalor dari lingkungan

Reaksi endoterm DH = HP - HR gt 0 atau DH = (+)

D Hukum Dalam Termokimia

Dalam mempelajari reaksi kimia dan energi kita perlu memahami hukum-hukum yang mendasari tentang perubahan dan energi

a Hukum kekekalan energyDalam perubahan kimia atau fisika energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentu lainnya Hukum ini merupakan hukum termodinamika pertama dan menjadi dasar pengembangan hukum tentang energi selanjutnya seperti konversi energi

b Hukum LaplaceHukum ini diajukan oleh Marquis de Laplace dan dia menyatakan bahwa jumlah kalor yang dilepaskan dalam pembentukan sebuah senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menguraikan senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnyaPanjabaran dari hukum ini untuk entalphi reaksi H dan kalor reaksiΔC + O2 rarr CO2 H = -94 KkalΔCO2 rarr C + O2 H = +94 KkalΔSedangkan untuk kalor reaksiC + O2 rarr CO2 -94 KkalCO2 rarr C + O2 +94 KkalUntuk reaksi pertama unsur C bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan karbondioksida dan kalor sebesar 94 Kkal Sedangkan reaksi kedua karbondioksida terurai menjadi unsur C dan gas oksigen dengan membutuhkan kalor sebesar 94 KkalDari sisi tanda tampak jelas perbedaan antara entalphi reaksi dengan kalor reaksi jika entalphi bernilai positif maka kalor reaksi bernilai negatif demikian pula sebaliknya jika entalphi negatif maka kalor reaksi positif

c Hukum HessHukum ini diajukan oleh Germain Hess dia menyatakan bahwa entalphi reaksi ( H)Δ hanya tergantung pada keadaan awal reaksi dan hasil reaksi dan tidak bergantung pada jalannya reaksi

Jika suatu reaksi merupakan penjumlahan aljabar dari dua atau lebih reaksi maka perubahan entalphi ( H) atau kalor reaksinya juga merupakan penjumlahanΔ aljabar dari ( H) yang menyertai reaksi Untuk lebih mudah memahaminya kitaΔ perhatikan Bagan 1017

Berdasarkan persamaan reaksi gas karbon dioksida dapat terbentuk melalui dua tahap yang pertama pembentukan karbonmonoksida dari unsur-unsurnya dan dilanjutkan dengan oksidasi dari karbonmonoksida menjadi karbondioksida

Penjumlahan aljabar HΔ reaksi dari setiap tahap reaksi juga dilakukan sesuai dengan tahap reaksi maka HΔ reaksi dari pembentukan gas Karbon dioksida juga dapat dilakukanBerdasarkan berbagai jenis reaksi maka kita juga dapat mengembangkan jenis kalor reaksi atau H yang disesuaikan dengan jenis reaksinya ada empat jenis kalor reaksiΔ yaitu kalor reaksi pembentukan penguraian pembakaran dan pelarutan Keempat klasifikasi tersebut disederhanakan dalam bagan pada Bagan 1018

E Energi IkatanPada dasarnya reaksi kimia terdiri dari dua proses yaitu pemutusan ikatan

antar atom-atom dari senyawa yang bereaksi (proses yang memerlukan energi) dan penggabungan ikatan kembali dari atom-atom yang terlibat reaksi sehingga membentuk susunan baru (proses yang membebaskan energi)

Perubahan entalpi reaksi dapat dihitung dengan menggunakan data energi ikatan Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan oleh satu molekul gas menjadi atom-atom dalam keadaan gas Harga energi ikatan selalu positif dengan satuan kJ atau kkal serta diukur pada kondisi zat-zat berwujud gas

Entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga energi ikatan rata-rata sering berbeda dari entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga entalpi pembentukan standar Perbedaan ini terjadi karena energi ikatan yang terdapat dalam suatu tabel adalah energi ikatan rata-rata Energi ikatan C ndash H dalam contoh di atas bukan ikatan C ndash H dalam CH4 melainkan energi ikatan rata-rata C ndash H CH4(g) CH3(g) + H(g) H = +424 kJmolCH3(g) CH2(g) + H(g) H = +480 kJmolCH2(g) CH(g) + H(g) H = +425 kJmolCH(g) C(g) + H(g) H = +335 kJmolJadi energi ikatan rata-rata dari ikatan C ndash H adalah 416 kJmol Sedangkan energiikatan C ndash H yang dipakai di atas adalah +413 kJmol

Bahan Bakar dan Perubahan Entalpi Reaksi pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen Biasanya reaksi semacam ini digunakan untuk menghasilkan energi Bahan bakar adalah merupakan suatu senyawa yang bila dilakukan pembakaran terhadapnya dihasilkan kalor yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan

Jenis bahan bakar yang banyak kita kenal adalah bahan bakar fosil Bahan bakar fosil berasal dari pelapukan sisa organisme baik tumbuhan maupun hewan yang memerlukan waktu ribuan sampai jutaan tahun contohnya minyak bumi dan batu bara

Namun selain bahan bakar fosil dewasa ini telah dikembangkan pula bahan bakar jenis lain misalnya alkohol dan hidrogen Hidrogen cair dengan oksigen cair bersama-sama telah digunakan pada pesawat ulang-alik sebagai bahan bakar roket

pendorongnya Pembakaran hidrogen tidak memberi dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air

Matahari adalah umber energi terbesar di bumi tetapi penggunaan energi surya belum komersial Dewasa ini penggunaan energi surya yang komersial adalah untuk pemanas air rumah tangga (solar water heater) Nilai kalor dari bahan bakar umumnya dinyatakan dalam satuan kJgram yang menyatakan berapa kJ kalor yang dapat dihasilkan dari pembakaran 1 gram bahan bakar tersebut Contoh nilai kalor bahan bakar bensin adalah 48 kJg artinya setiap pembakaran sempurna 1 gram bensin akan dihasilkan kalor sebesar 48 kJ Pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan atau dalam industri umumnya tidak terbakar sempurna Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon (bahan bakar fosil) membentuk karbon dioksida dan uap air

Sedangkan pembakaran tidak sempurnanya menghasilkan karbon monoksida dan uap air Pembakaran tak sempurna mengurangi efisiensi bahan bakar kalor yang dihasilkan akan lebih sedikit dibandingkan apabila zat itu terbakar sempurna Kerugian lainnya adalah dihasilkannya gas karbon monoksida (CO) yang bersifat racun

BAB IIIPENUTUP

A KesimpulanSingkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar

yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup Reaksi endoterm Hukum dalam termokimia Energi ikatan dan arah proses merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Didalam termokimia ada istilah sistem dan lingkungan Sistem yang dimaksud adalah bagian dari alam yang dipelajari atau yang manjadi pokok perhatian dalam termokimia yang dipelajari yaitu perubahan energinya Sedangkan lingkungan yang dimaksud adalah segala sesuatu di luar sistem dengan apa sistem melakukan dan mengadakan pertukaran energi Energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha Energi hanya dapat diubah bentuknya dari bentuk yang satu dengan yang lainnya Misalnya pada pembangkit tenaga uap perubahan energi dimulai dari energi panas yang terbentuk di

boiler berubah menjadi energi mekanik pada turbin dan energi mekanik diubah menjadi energi listrik pada generator

TUGAS PENDAHULUAN (TERMOKIMIA)

1 Apa yang dimaksud dengan kalor kalorimeter dan kalorimetri 2 Sebutkan dan Jelaskan fungsi setiap alat dan bahan dalam percobaan termokimia 3 Gambarkan rangkaian alat kalorimeter smenarik mungkin dan berikan keterangan 4 Tuliskan hukum termodinamika dan jelaskan hubungannya antara rekasi eksoterm dan reaksi

endoterm 5 Perhitungkan secara teoritis (data setiap parameter yang anda cari direferensi) kalor reaksi

penetralan HCl dan NaOH 6

Nb Margin 4 3 3 3Sampul Pink Tulis TanganSiapkan MSDS dan Bagan Kerja (Print)

• Termokimia
• BAB I PENDAHULUAN
• • A Latar Belakang Masalah
  • Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan
  • B Tujuan Penulisan
  • C Manfaat Penulisan
  • • BAB II ISI
    • • A Manfaat Termokimia
      • • B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari
        • 1 Gas Elpiji
        • Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara
        • 3 Pembakaran Batu Bara
        • Batubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi
        • CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1
        • C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Termokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energi panas dan energi kimia Sedangkan energi kimia didefinisikan sebagai energi yang dikandung setiap unsur atau senyawa Energi kimia yang terkandung dalam suatu zat adalah semacam energi potensial zat tersebut Energi potensial kimia yang terkandung dalam suatu zat disebut panas dalam atau entalpi dan dinyatakan dengan simbol H Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi Perubahan entalpi reaksi diberi simbol ΔH

Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika disebut termokimia Secara operasional termokimia berkaitan dengan pengukuran dan pernafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia perubahan keadaan dan pembentukan larutan

Termokimia merupakan pengetahuan dasar yang perlu diberikan atau yang dapat diperoleh dari reaksi-reaksi kimia tetapi juga perlu sebagai pengetahuan dasar untuk pengkajian teori ikatan kimia dan struktur kimia Fokus bahasan dalam termokimia adalah tentang jumlah kalor yang dapat dihasilkan oleh sejumlah tertentu pereaksi serta cara pengukuran kalor reaksi Termokimia merupakan penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi kimia

Termokimia membahas hubungan antara kalor sengan reaksi kimia atau proses-proses yang berhubungan dengan reaksi kimia Dalam praktiknya termokimia lebih banyak berhubungan dengan pengukuran kalor yang menyertai kimia atau proses- proses yang berhubungan dengan perubahan struktur zat misalnya perubahan wujud atau perubahan struktur kristal Untuk mempelajari perubahan kalor dari suatu proses perlu kiranya dikaji beberapa hal yang berhubungan dengan energi apa saja yang dimiliki oleh suatu zat bagaimana energi tersebut berubah bagaimana mengukur perubahan energi tersebut serta bagaimana pula hubungannya dengan struktur zat

II Termodinamika I

Termodinamika kimia dapat didefenisikan sebagai cabang kimia yang menangani hubungan kalor kerja dan bentuk lain energi dengan kesetimbangan dalam reaksi kimia dan dalam perubahan keadaan Termokimia erat kaitannya dengan termodinamika karena termokimia

menangani pengukuran dan penafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia perubahan keadaan dan pembentukan larutan

Thermodinamika merupakan ilmu tentang energi yang secara spesifik membahas tentang hubungan antara energi panas dengan kerja Seperti telah diketahui bahwa energi di dalam alam dapat terwujud dalam berbagai bentuk selain energi panas dan kerja yaitu energi kimia energi listrik energi nuklir energi gelombang elektromagnit energi akibat gaya magnit dan lain-lain Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain baik secara alami maupun hasil rekayasa tehnologi Selain itu energi di alam semesta bersifat kekal tidak dapat dibangkitkan atau dihilangkan yang terjadi adalah perubahan energi dari satu bentuk menjadi bentuk lain tanpa ada pengurangan atau penambahan Prinsip ini disebut sebagai prinsip konservasi atau kekekalan energi

Suatu sistem thermodinamika adalah suatu masa atau daerah yang dipilih untuk dijadikan obyek analisis Daerah sekitar sistem tersebut disebut sebagai lingkungan Batas antara sistem dengan lingkungannya disebut batas sistem (boundary) seperti terlihat pada Gambar 11 Dalam aplikasinya batas sistem nerupakan bagian dari sistem maupu lingkungannya dan dapat tetap atau dapat berubah posisi atau bergerak

Penerapan hukum termodinamika pertama dalam bidang kimia merupakan bahan kajian dari termokimiardquo Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan tetapi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain atau energi alam semesta adalah konstanrdquo hukum termodinamika 1

Perubahan kalor pada tekanan konstan

DH = DE + PDV

W= PDV

DE = energi dalam

Pada proses siklis (keadaan akhir identik dengan kedaan awal) U1 =U2 egrave U2 - U1 = 0 karena U adalah fungsi keadaan dan dalam keadaan sama nilai U juga sama Pada proses siklis dimungkinkan adanya panas yang keluar sistem Sehingga panas netto yg masuk ke dalam sistem seluruhnya dipakai untuk melakukan usaha

Hukum pertama termodinamika dapat dirumuskan sbg∆U = Q ndash W

Dimana ∆U = perubahan tenaga dakhil sistemQ = panas yang masukkeluar dari sistemW = Usaha yang dilakukan thp system

Tenaga dakhil adalah jumlah tenaga kinetik dan tenaga potensial molekul-molekulnya (pada gas sempurna molekulnya tidak tarik-menarik) Perumusan di atas tidak meninjau kemungkinan sistem yg bergerak nisbi terhadap lingkungan Mekanika ∆Ek = W (tenaga kinetik benda = usaha yg dilakukan thp sistem) Termodinamika W-nya (-) agrave ∆Ek = -W

Pada suatu proses tenaga kinetik maupun tenaga dakhil dapat berubah yg disebabkan oleh arus panas ataupun usaha Sehingga hukum pertama dapat ditulis

∆U + ∆Ek = Q ndash Wt

Dimana

Wt = Usaha total (usaha sistem sendiri juga gaya-gaya yg lain)

Usaha tersebut karena gaya konservatif maupun nonkonservatif

Wt = Wk + Wnk

Dengan rumus hukum pertama termodinamika berubah Menurut mekanika besar usaha oleh gaya konservatif misalnya gaya gravitasi Wk = -∆Ep pada termodinamika menjadi Wk = ∆Ep

∆U + ∆Ek + ∆EP = Q ndash Wnk

III Kalor Reaksi

Perubahan energi dalam reaksi kimia selalu dapat dibuat sebagai panas sebab itu lebih tepat bila istilahnya disebut panas reaksi Kebanyakan reaksi kimia tidaklah tertutup dari dunia luar Bila temperatur dari campuran reaksi naik dan energi potensial dari zat-zat kimia yang bersangkutan turun maka disebut sebagai reaksi eksoterm Namun bila pada pada suatu reaksi temperatur dari campuran turun dan energi potensial dari zat-zat yang ikut dalam reaksi naik maka disebut sebagai reaksi endoterm

Ada beberapa macam jenis perubahan pada suatu sistem Salah satunya adalah sistim terbuka yaitu ketika massa panas dan kerja dapat berubah-ubah Ada juga sistim tertutup dimana tidak ada perubahan massa tetapi hanya panas dan kerja saja Sementara perubahan adiabatis merupakan suatu keadaan dimana sistim diisolasi dari lingkungan sehingga tidak ada panas yang dapat mengalir Kemudian ada pula perubahan yang terjadi pada temperature tetap yang dinamakan perubahan isotermik

Pada perubahan suhu ditandai dengan ∆t (t menunjukkan temperatur) dihitung dengan cara mengurangi temperatur akhir dengan temperatur mula-mula

∆t = takhir ndash tmula-mula

Demikian juga perubahan energi potensial

∆(EP) = (EP)akhir ndash (EP)mula-mula

Dari definisi ini didapat suatu kesepakatan dalam tanda aljabar untuk perubahan eksoterm dan endoterm Dalam perubahan eksotermik energi potensial dari hasil reaksi lebih rendah dari energi potensial pereaksi berarti EPakhir lebih rendah dari EPmula-mula Sehingga harga ∆(EP) mempunyai harga negatif Pada reaksi endoterm terjadi kebalikannya sehingga harga ∆(EP) adalah positif

Pada suatu reaksi reaksi pembentukannya didefinisikan sebagai reaksi yang membentuk senyawa tunggal dari unsur-unsur penyusunnya (contoh C + frac12O2 + 2H2rarr CH3OH) Sementara panas pembentukannya didasarkan pada 1 mol senyawa terbentuk Panas pembentukan standar yaitu 29815 K (∆Hdegf298)

Panas standar adalah pada 25degC seperti contoh reaksi

middot 4HCl(g) rarr 2H2(g) + 2Cl2(g) ∆Hdeg298 = (4)(92307)

middot 2H2(g) + O2(g) rarr 2H2O(g) ∆Hdeg298 = (2)(-241818)

Sementara panas reaksi pada temperatur tidak standar

middot DHOT = DH0

298 + ograveT298 D Cp dT

Dapat disimpulkan bahwa kalor reaksi (∆H) adalah kalor yang diserap (diperlukan) atau dilepaskan (dihasilkan) dalam reaksi disebut juga perubahan entalpi Pada beberapa reaksi kimia jumlah kalor reaksi dapat diukur melallui suatu percobaan di dalam laboratorium Pengukuran kalor reaksi tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan alat yang disebut kalorimeter Kalorimeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang diberikan atau diambil dalam suatu proses tertentu Sebuah termometer sederhana terdiri dari bejana terisolasi alat pengaduk dan termometer

IV Kerja

Istilah kerja merupakan konsep yang telah didefinisikan oleh ilmu utama mekanika Dalam termodinamika kerja secara umum didefinisikan sebagai gaya kali jarak Jika perpindahan jarak akibat gaya F adalah sebesar ds (ds=distancejarak) maka kerja yang dilakukan

DW= F ds

Simbol DW digunakan untuk jumlah kecil dari kerja dan merupakan fungsi yang tidak pasti karena kerja yang dilakukan tergantung pada jalannya reaksi Terdapat berbagai jenis kerja yang didefinisikan dengan persamaan

Kerja mekanik DW = F ds

Kerja ekspansi DW = p dV

Kerja gravitasi DW = mgdh

Kerja permukaan DW = γ dA

Kerja listrik DW = e dq

Sejumlah kecil tidak terhingga dari kerja dw dapat dilakukan oleh sistem yang bersangkutan pada lingkungannya atau oleh lingkunganya pada sistem itu Rekomendasi IUPAC 1970 adalah untuk mengambil dw positif dalam kasus yang terakhir dan negatif dalam kasus sebelumnya

yakni kerja positif dilakukan pada sistem Asal perubahan yang terjadi itu lambat dan tanpa gesekan kerja biasanya dapat dinyatakan dalam bentuk

Dw = ydx

atau sebagai jumlah suku-suku seperti

dw = sum yidxi

yi dan xi masing-masing adalah gaya dalam bentuk umum dan perpindahannya Misalnya kerja yang dilakukan pada benda dengan kenaikan yang kecil tidak terhingga dari volumenya dV terhadap tekanan

yang melawannya p adalah Denikian pula kerja yang dilakukan pada fase homogeny bila ia meningkatkan luas permukaannya dengan dA adalah +γ dA γ adalah tegangan permukaan terhadap lingkungan khusus itu Bila suatu sistem seperti sel galvani mengakibatkan dQ coulomb listrik mengalir ke dalam kondensor yang antara pelat-pelatnya terdapat tegangan E volt kerja yang dilakukan pada sel galvani adalah ndashEdQ joule (Bersamaan dengan itu atmosfer melakukan sejumlah kerja ndashpdV pada sel dV adalah perubahan volume sel selama proses kimia yang bersangkutan) Pernyataan-pernyataan serupa dapat diperoleh bagi peregangan kawat kerja magnetisasi dan sebagainya

Tanda yang akan digunakan selanjutnya adalah

a Kerja adalah positif jika sistem melakukan kerja terhadap sekeliling

b Kerja adalah negatif jika kerja dilakukan terhadap sistem oleh sekeliling

Kerja total yang dilakukan sistem dapat diperoleh dengan mengintegrasikan persamaan di atas Sebagai contoh kerja ekspansi diberikan sebagai

Dapat dicatat bahwa semua bentuk kerja dapat saling dipertukarkan dengan menggunakan sarana mekanik sederhana seperti kerekan tanpa gesekan motor listrik dan sebagainya Bila istilah lsquokerjarsquo dipakai dengan benar bentuk apa pun kerja yang kita bahas selalu dapat diubah (karena saling dipertukarkan) untuk mengangkat sebuah beban Dalam kebanyakan sistem kimia selain sel galvani kerja perubahan volume adalah satu-satunya bentuk kerja yang sebagian besar dapat dirasakan Tetapi

kemungkinan bahwa bentuk lain menjadi penting harus selalu diingat dalam pendekatan masalah baru Dalam hal itu mungkin perlu untuk memperkenalkan variable keadaan tambahan misalnya luas permukaan dari sistem atau kuat medan magnetik

Dalam penggunaan pernyataan dw = ydx biasanya perlu dirincikan bahwa proses yang bersangkutan adalah lambat jika tidak ada kekaburan tentang nilai gaya y Misalnya bila suatu gas mengembang atau mengempis dengan tiba-tiba tekanan dalamnya tidak sama dengan gaya luar per satuan luas dan memang tekanannya berubah dari satu daerah gas ke daerah lainnya Di sini terjadi percepatan dan kerja dilakukan dalam menciptakan energi kinetik Kesulitan ini hilang bilang perubahan-perubahannya berlaku lambat sekali dan bila gesekan tidak ada karena gaya-gaya yang sebaliknya mendekati kesetaraan

Dalam termokimia ada dua hal yang perlu diperhatikan yang menyangkut perpindahan energi yaitu sistem dan lingkungan Segala sesuatu yang menjadi pusat perhatian dalam mempelajari perubahan energi disebut sistem sedangkan hal-hal yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem disebut lingkungan

Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan sistem dibedakan menjadi tiga macam yaitu

1 Sistem Terbuka

Sistem terbuka adalah suatu sistem yang memungkinkan terjadi perpindahan energi dan zat (materi) antara lingkungan dengan sistem Pertukaran materi artinya ada hasil reaksi yang dapat meninggalkan sistem (wadah reaksi) misalnya gas atau ada sesuatu dari lingkungan yang dapat memasuki sistem

2 Sistem Tertutup

Suatu sistem yang antara sistem dan lingkungan dapat terjadi perpindahan energi tetapi tidak dapat terjadi pertukaran materi disebut sistem tertutup

3 Sistem Terisolasi

Sistem terisolasi merupakan sistem yang tidak memungkinkan terjadinya perpindahan energi dan materi antara sistem dengan lingkungan

Energi adalah kapasitas untuk melakukan kerja (w) atau menghasilkan panas (kalor=q) Pertukaran energi antara sistem dan lingkungan dapat berupa kalor (q) atau bentuk energi lainnya yang secara kolektif kita sebut kerja (w) Energi yang dipindahkan dalam bentuk kerja atau dalam bentuk kalor yang memengaruhi jumlah total energi yang terdapat dalam sistem disebut energi dalam (internal energy) Kerja adalah suatu bentuk pertukaran energi antara sistem dan lingkungan di luar kalor Salah satu bentuk kerja yang sering menyertai reaksi kimia adalah kerja tekanan-volum yaitu kerja yang berkaitan dengan pertambahan atau pengurangan volum sistem

V Entalpi

Entalpi (H) adalah jumlah total dari semua bentuk energi Entalpi (H) suatu zat ditentukan oleh jumlah energi dan semua bentuk energi yang dimiliki zat yang jumlahnya tidak dapat diukur dan akan tetap konstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar dari zat Energi kinetik ditimbulkan karena atom ndash atom dan molekul molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Entalpi akan tetap konstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar dari zat Misalnya entalpi untuk air dapat ditulis H H20 (l) dan untuk es ditulis H H20 (s)

Untuk menyatakan kalor reaksi pada tekanan tetap (qp ) digunakan besaran yang disebut Entalpi ( H )

H = E + ( PV )DH = DE + ( P DV )DH = (q + w ) + ( P DV )DH = qp ndash ( P DV ) + ( P DV )DH = qp

Untuk reaksi kimia DH = Hp ndash HrHp = entalpi produkHr = entalpi reaktan

Reaksi pada tekanan tetap qp = DH ( perubahan entalpi )Reaksi pada volume tetap qv = DE ( perubahan energi dalam )

Perubahan kalor atau entalpi yang terjadi selama proses penerimaan atau pelepasan kalor dinyatakan dengan rdquo perubahan entalpi (ΔH) rdquo Harga entalpi zat sebenarnya tidak dapat ditentukan atau diukur Tetapi ΔH dapat

ditentukan dengan cara mengukur jumlah kalor yang diserap sistem Misalnya pada perubahan es menjadi air yaitu 89 kalorigram Pada perubahan es menjadi air ΔH adalah positif karena entalpi hasil perubahan entalpi air lebih besar dari pada entalpi es Pada perubahan kimia selalu terjadi perubahan entalpi Besarnya perubahan entalpi adalah sama besar dengan selisih antara entalpi hasil reaksi dan jumlah entalpi pereaksi

Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan Energi kinetik ditimbulkan karena atom ndash atom dan molekul-molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Entalpi akan tetap konstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar dari zat Misalnya entalpi untuk air dapat ditulis H H20 (l) dan untuk es ditulis H H20 (s)

Entalpi (H) suatu zat ditentukan oleh jumlah energi dan semua bentuk energi yang dimiliki zat yang jumlahnya tidak dapat diukur Perubahan kalor atau entalpi yang terjadi selama proses penerimaan atau pelepasan kalor dinyatakan dengan rdquo perubahan entalpi (ΔH) rdquo Misalnya pada perubahan es menjadi air maka dapat ditulis sebagai berikut

Δ H = H H20 (l) -H H20 (s)

Apabila kita amati reaksi pembakaran bensin di dalam mesin motor Sebagian energi kimia yang dikandung bensin ketika bensin terbakar diubah menjadi energi panas dan energi mekanik untuk menggerakkan motor Demikian juga pada mekanisme kerja sel aki Pada saat sel aki bekerja energi kimia diubah menjadi energi listrik energi panas yang dipakai untuk membakar bensin dan reaksi pembakaran bensin menghasilkan gas menggerakkan piston sehingga menggerakkan roda motor

Harga entalpi zat sebenarnya tidak dapat ditentukan atau diukur Tetapi ΔH dapat ditentukan dengan cara mengukur jumlah kalor yang diserap sistem Misalnya pada perubahan es menjadi air yaitu 89 kalorigram Pada perubahan es menjadi air ΔH adalah positif karena entalpi hasil perubahan entalpi air lebih besar dari pada entalpi es

Termokimia merupakan bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan entalpi yang menyertai suatu reaksi Pada perubahan kimia selalu terjadi perubahan entalpi Besarnya perubahan entalpi adalah sama

besar dengan selisih antara entalpi hasil reaksi dam jumlah entalpi pereaksi

Pada reaksi endoterm entalpi sesudah reaksi menjadi lebih besar sehingga ΔH positif Sedangkan pada reaksi eksoterm entalpi sesudah reaksi menjadi lebih kecil sehingga ΔH negatif Perubahan entalpi pada suatu reaksi disebut kalor reaksi Kalor reaksi untuk reaksi-reaksi yang khas disebut dengan nama yang khas pula misalnya kalor pembentukankalor penguraian kalor pembakaran kalor pelarutan dan sebagainya

1 Entalpi Pembentukan Standar (ΔHf)

Entalpi pembentukan standar suatu senyawa menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk proses pembentukan 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya yang stabil pada keadaan standar (STP) Entalpi pembentukan standar diberi simbol (ΔH

f) simbol f berasal dari kata formation yang berarti pembentukan Contoh unsur-unsur yang stabil pada keadaan standar yaitu H2O2CN2AgCl2Br2SNaCa dan Hg

2 Entalpi Penguraian Standar (ΔHd)

Entalpi penguraian standar suatu senyawa menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk proses penguraian 1 mol senyawa dari unsure-unsurnya yang stabil pada keadaan standar (STP) Entalpi penguraian standar diberi simbol (ΔH

d) simbol d berasal dari kata decomposition yang berarti penguraian

Menurut Hukum Laplace jumlah kalor yang dibebaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnya Jadi entalpi penguraian merupakan kebalikan dari entalpi pembentukan senyawa yang sama Dengan demikian jumlah kalornya sama tetapi tandanya berlawanan karena reaksinya berlawanan arah

3 Entalpi Pembakaran Standar (ΔHc)

Entalpi pembakaran standar suatu senyawa menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk proses pembakaran 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya yang stabil pada keadaan standar (STP) Entalpi penguraian standar diberi simbol (ΔH

c) simbol d berasal dari kata combustion yang berarti pembakaranPembakaran selalu membebaskan kalor sehingga nilai entalpipembakaran selallu negatif (eksoterm)

4 Entalpi Pelarutan Standar (ΔHs)

Entalpi pelarutan standar menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk melarutkan 1 mol zat pada keadaan standar (STP) Entalpi penguraian standar diberi simbol (ΔH

s) simbol s berasal dari kata solvation yang berarti pelarutan

5 Entalpi Netralisasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHn Satuannya = kJ mol

6 Entalpi Penguapan Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHvap Satuannya = kJ mol

7 Entalpi Peleburan Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada pencairan peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHfus Satuannya = kJ mol

8 Entalpi Sublimasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsub Satuannya = kJ mol

VI Kalorimeter

Kalorimetri yaitu cara penentuan kalor reaksi dengan menggunakan kalorimeterPerubahan entalpi adalah perubahan kalor yang diukur pada tekanan konstan untuk menentukan perubahan entalpi dilakukan dengan cara yang sama dengan penentuan perubahan kalor yang dilakukan pada

tekanan konstan Perubahan kalor pada suatu reaksi dapat diukur melalui pengukuran perubahan suhu yang terjadi pada reaksi tersebut Pengukuran perubahan kalor dapat dilakukan dengan alat yang disebutkalorimeter

Kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi ( tidak ada perpindahan materi maupun energi dengan lingkungan di luar kalorimeter ) Kalorimeter terbagi menjadi dua yaitu kalorimeter bom dan kalorimeter sederhana Jika dua buah zat atau lebih dicampur menjadi satu maka zat yang suhunya tinggi akan melepaskan kalor sedangkan zat yang suhunya rendah akan menerima kalor sampai tercapai kesetimbangan termal

Menurut azas Black Kalor yang dilepas = kalor yang diterimaRumus yang digunakan adalah

dengan q = jumlah kalor ( J )m = massa zat ( g )DT = perubahan suhu ( oC atau K )c = kalor jenis ( J goC ) atau ( J g K )C = kapasitas kalor ( J oC ) atau ( J K )

Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka kalor reaksi = kalor yang diserap dibebaskan oleh larutan dan kalorimeter

tetapi tandanya berbeda

Beberapa jenis kalorimeter

1 Kalorimeter bom

Kalorimeter bom adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor (nilai kalori) yang dibebaskan pada pembakaran sempurna (dalam O2 berlebih) suatu senyawa bahan makanan bahan bakar atau khusus digunakan untuk menentukan kalor dari reaksi-reaksi pembakaran Kalorimeter ini terdiri dari sebuah bom (tempat berlangsungnya reaksi pembakaran terbuat dari bahan stainless steel dan diisi dengan gas oksigen pada tekanan tinggi ) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah yang kedap panas Sejumlah sampel ditempatkan pada tabung beroksigen yang tercelup dalam medium penyerap kalor (kalorimeter) dan sampel akan terbakar oleh api listrikdari kawat logam terpasang dalam tabung Reaksi pembakaran yang terjadi di dalam bom akan menghasilkan

kalor dan diserap oleh air dan bom Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka

Jumlah kalor yang diserap oleh air dapat dihitung dengan rumus

qair = m x c x DT

dengan

m = massa air dalam kalorimeter ( g )

c = kalor jenis air dalam kalorimeter (J goC ) atau ( J g K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Jumlah kalor yang diserap oleh bom dapat dihitung dengan rumus

qbom = Cbom x DT

dengan

Cbom = kapasitas kalor bom ( J oC ) atau ( J K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Reaksi yang berlangsung pada kalorimeter bom berlangsung pada volume tetap (DV = nol ) Oleh karena itu perubahan kalor yang terjadi di dalam sistem = perubahan energi dalamnya

DE = q + w dimana w = - P DV ( jika DV = nol maka w = nol )

maka DE = qv

Kalorimeter makanan adalah alat untuk menentukan nilai kalor zat makanankarbohidrat protein atau lemak Alat ini terdiri dari sebuah tabung kaca yang tingginya kurang lebih 19 cm dan garis menengahnya kurang lebih 75 cm Bagian dasarnya melengkung ke atas membentuk sebuah penyungkup Penyungkup ini disumbat dengan sebuah sumbat karet yang yang berlubang di bagian tengah Bagian atas tabung kaca ini ditutup dengan lempeng ebonit yang bundar Di dalam tabung kaca itu terdapat sebuah pengaduk yang tangkainya menembus tutup ebonit juga terdapat sebuah pipa spiraldari tembaga Ujung bawah pipa spiral itu

menembus lubang sumbat karet pada penyungkup dan ujung atasnya menembus tutup ebonit bagian tengah Pada tutup ebonit itu masih terdapat lagi sebuah lubang tempat untuk memasukkan sebuah termometer ke dalam tabung kaca Tabung kaca itu diletakkan di atas sebuah kepingasbes dan ditahan oleh 3 buah keping Keping itu berbentuk bujur sangkar yang sisinya kurang lebih 95 cm Di bawah keping asbes itu terdapat kabel listrik yang akan dihubungkan dengan sumber listrik bila digunakan Di atas keping asbes itu terdapat sebuah cawan aluminium Di atas cawan itu tergantung sebuah kawat nikelin yang berhubungan dengan kabel listrik di bawah keping asbes Kawat nikelin itulah yang akan menyalakan makanan dalam cawan bila berpijar oleh arus listrik Dekat cawan terdapat pipa logam untuk mengalirkan oksigen

2 Kalorimeter Sederhana

Pengukuran kalor reaksi selain kalor reaksi pembakaran dapat dilakukan dengan menggunakan kalorimeter pada tekanan tetap yaitu dengan kalorimeter sederhana yang dibuat dari gelas stirofoam Kalorimeter ini biasanya dipakai untuk mengukur kalor reaksi yang reaksinya berlangsung dalam fase larutan ( misalnya reaksi netralisasi asam ndash basa netralisasi pelarutan dan pengendapan )

Pada kalorimeter ini kalor reaksi = jumlah kalor yang diserap dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan

qreaksi = - (qlarutan + qkalorimeter )

qkalorimeter = Ckalorimeter x DT

dengan

Ckalorimeter = kapasitas kalor kalorimeter ( J oC ) atau ( J K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Jika harga kapasitas kalor kalorimeter sangat kecil maka dapat diabaikan sehingga perubahan kalor dapat dianggap hanya berakibat pada kenaikan suhu larutan dalam kalorimeter

qreaksi = - qlarutan qlarutan = m x c x DT

dengan m = massa larutan dalam kalorimeter ( g )c = kalor jenis larutan dalam kalorimeter (J goC ) atau ( J g K )DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Pada kalorimeter ini reaksi berlangsung pada tekanan tetap (DP = nol ) sehingga perubahan kalor yang terjadi dalam sistem = perubahan entalpinya

DH = qp

Kalorimeter larutan adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kaloryang terlibat pada reaksi kimia dalam sistem larutan Pada dasarnya kalor yang dibebaskandiserap menyebabkan perubahan suhu pada kalorimeter Berdasarkan perubahan suhu per kuantitas pereaksi kemudian dihitung kalor reaksi dari reaksi sistem larutan tersebut Kini kalorimeter larutan dengan ketelitian cukup tinggi dapat diperoleh dipasaran

Dalam menentukan entalpi berlaku persamaanQreaksi = - (Qlarutan + Q kalorimeter )Q reaksi = - (mc∆T + c∆T)Jika kapasitas kalori dalam kalorimeter diabaikan makaQreaksi = - (mc∆T)Keterangan m = massa zat (kg) c = kalor jenis (Jkg⁰C)∆t = perubahan suhu (Celcius)

Sementara itu persamaan reaksi yang mengikutsertakan perubahan entalpinya disebutpersamaan termokimia

H2 (g) + 12 O2 (g) mdashmdashgt H2O (l) ΔH = -286 kJ

Pada reaksi endoterm sistem menyerap energi Oleh karena itu entalpi sistem akan bertambah Artinya entalpi produk (Hp) lebih besar daripada entalpi pereaksi (Hr) Akibatnya perubahan entalpi merupakan selisih antara entalpi produk dengan entalpi pereaksi (Hp -Hr) bertanda positif Sehingga perubahan entalpi untuk reaksi endoterm dapat dinyatakan

ΔH = Hp- Hr gt 0

Reaksi eksoterm sistem membebaskan energi sehingga entalpi sistem akan berkurang artinya entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Sehingga p dapat dinyatakan sebagai berikut

ΔH = Hp- Hr lt 0

VII Hukum Hess

Pengukuran perubahan entalpi suatu reaksi kadangkala tidak dapat ditentukan langsung dengan kalorimeter misalnya penentuan perubahan entalpi pembentukan standar (DHf o )CO Reaksi pembakaran karbon tidak mungkin hanya menghasilkan gas CO saja tanpa disertai terbentuknya gas CO2 Jadi bila dilakukan pengukuran perubahan entalpi dari reaksi tersebut yang terukur tidak hanya reaksi pembentukan gas CO saja tetapi juga perubahan entalpi dari reaksi pembentukan gas CO2

Untuk mengatasi hal tersebut Henry Hess melakukan serangkaian percobaan dan menyimpulkan bahwa perubahan entalpi suatu reaksi merupakan fungsi keadaan

Artinya ldquo perubahan entalpi suatu reaksi hanya tergantung pada keadaan awal ( zat-zat pereaksi ) dan keadaan akhir ( zat-zat hasil reaksi ) dari suatu reaksi dan tidak tergantung pada jalannya reaksirdquo Pernyataan ini disebut Hukum Hess rumus yang dapat dipakai yaitu

ΔHreaksi = ΔH1 + ΔH2 +hellip

Menurut hukum Hess karena entalpi adalah fungsi keadaan perubahan entalpi dari suatu reaksi kimia adalah sama walaupun langkah-langkah yang digunakan untuk memperoleh produk berbeda Dengan kata lain hanya keadaan awal dan akhir yang berpengaruh terhadap perubahan entalpi bukan langkah-langkah yang dilakukan untuk mencapainya

Hal ini menyebabkan perubahan entalpi suatu reaksi dapat dihitung sekalipun tidak dapat diukur secara langsung Caranya adalah dengan melakukan operasi aritmatika pada beberapa persamaan reaksi yang perubahan entalpinya diketahui Persamaan-persamaan reaksi tersebut diatur sedemikian rupa sehingga penjumlahan semua persamaan akan menghasilkan reaksi yang kita inginkan Jika suatu persamaan reaksi

dikalikan (atau dibagi) dengan suatu angka perubahan entalpinya juga harus dikali (dibagi) Jika persamaan itu dibalik maka tanda perubahan entalpi harus dibalik pula (yaitu menjadi -ΔH) Berdasarkan Hukum Hess penentuan DH dapat dilakukan melalui 3 cara yaitu

1) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung melalui penjumlahan dari perubahan entalpi beberapa reaksi yang berhubungan

2) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung berdasarkan selisih entalpi pembentukan ( DHf o ) antara produk dan reaktan

3) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung berdasarkan data energi ikatan

Selain itu dengan menggunakan hukum Hess nilai ΔH juga dapat diketahui dengan pengurangan entalpi pembentukan produk-produk dikurangi entalpi pembentukan reaktan Secara matematis untuk reaksi-reaksi lainnya secara umum

Dengan mengetahui ΔHf (perubahan entalpi pembentukan) dari reaktan dan produknya dapat diramalkan perubahan entalpi reaksi apapun dengan rumus

ΔH=ΔHfP-ΔH fR

Perubahan entalpi suatu reaksi juga dapat diramalkan dari perubahan entalpi pembakaran reaktan dan produk dengan rumus

ΔH=-ΔHcP+ΔHcR

Konsep dari hukum Hess juga dapat diperluas untuk menghitung perubahan fungsi keadaan lainnya seperti entropi dan energi bebas Kedua aplikasi ini amat berguna karena besaran-besaran tersebut sulit atau tidak bisa diukur secara langsung sehingga perhitungan dengan hukum Hess digunakan sebagai salah satu cara menentukannya

Untuk perubahan entropi

middot ΔSo = Σ(ΔSfoproduk) - Σ(ΔSf

oreaktan)

middot ΔS = Σ(ΔSoproduk) - Σ(ΔSo

reaktan)

Untuk perubahan energi bebas

middot ΔGo = Σ(ΔGfoproduk) - Σ(ΔGf

oreaktan)

middot ΔG = Σ(ΔGoproduk) - Σ(ΔGo

reaktan)

VIII Penentuan ΔH Reaksi

Hukum Hess menyatakan bahwa perubahan entalpi tidak tergantung pada berapa banyak tahapan reaksi tetapi tergantung pada keadaan awal dan akhir Dengan kata lain untuk suatu reaksi keseluruhan tertentu perubahan entalpi selalu sama tak peduli apakah reaksi itu dilaksanakan secara langsung ataukah secara tak langsung dan lewat tahap-tahap yang berlainan

1 Penentuan ∆H Reaksi berdasarkan Eksperimen (Kalorimeter)

Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris merupakan penentuan yang didasarkan atau diukur dari perubahan suhu larutan dan kalorimeter dengan prinsip perpindahan kalor yaitu jumlah kalor yang diberikan sama dengan jumlah kalor yang diserap Kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi (tidak ada pertukaran materi maupun energi dengan lingkungan di luar kalorimeter) Dengan demikian semua kalor yang dibebaskan oleh reaksi yang terjadi dalam kalorimeter kita dapat menentukan jumlah kalor yang diserap oleh air serta perangkat kalorimeter berdasarkan rumus

qlarutan = m c ∆Tqkalorimeter = C ∆Tdimana q = jumlah kalorm = massa air (larutan) di dalam calorimeterc = kalor jenis air (larutan) di dalam calorimeterC = kapasitas kalor dari calorimeter∆T = kenaikan suhu larutan (kalorimeter)

Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka kalor reaksi sama dengan kalor yang diserap oleh larutan dan kalorimeter tetapi tandanya berbeda

Kalorimeter yang sering digunakan adalah kalorimeter bom Kalorimeter bom terdiri dari sebuah bom (wadah tempatberlangsungnya reaksi pembakaran biasanya terbuat dari berlangsungnya reaksi pembakaran biasanya terbuat dari bahan stainless steel) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah kedap panas Jadi kalor reaksi sama dengan

kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan

2 Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

Hukum Hess rdquo Kalor reaksi yang dilepas atau diserap hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhirrdquo Untuk mengubah zat A menjadi zat B (produk) diperlukan kalor reaksi sebesar ∆H Atau cara lain yaitu mengubah zat A menjadi zat B dengan kalor reaksi ∆H1 zat B diubah menjadi zat C dengan kalor reaksi ∆H2 dan zat C diubah menjadi zat D dengan kalor reaksi ∆H3 Sehingga harga perubahan entalpi adalah

∆Hreaksi = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3

Hal tersebut dapat dibuat siklus dan diagram tingkat energinya sebagaiberikut middot Siklus energi pembentukan zat D dari zat Amiddot Diagram tingkat energi pembentukan zat D dari zat A

Contoh Soal Diketahui data entalpi reaksi sebagai berikut Ca(s) + frac12 O2(g) rarr CaO(s) ∆H = - 6355 kJC(s) + O2(g) rarr CO2(g) ∆H = - 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(g) ∆H = - 12071 kJHitunglah perubahan entalpi reaksi CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s)

Penyelesaian CaO(s) rarr Ca(s) + frac12 O2(g) ∆H = + 6355 kJCO2(g) rarr C(s) + O2(g) ∆H = + 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 12071 kJ_________________________________________ _CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 1781 kJ

3 Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

Pembentukan Standar ( ∆Hof )

Cara lain perhitungan entalpi reaksi yaitu berdasarkan entalpi pembentukan standar( ∆Hof ) zat-zat yang ada pada reaksi tersebut

∆Hreaksi = sum∆Hof produk - sum∆Ho

f reaktan

TABEL ENTALPI PEMBENTUKAN BEBERAPA ZAT

Zat DHof ( kJmol ) Zat DHo

f ( kJmol )H2(g) 0 C2H4(g) + 525

O2(g) 0 CCl4(g) - 960C(s) 0 NH3(g) - 459H2O(g) - 2418 NO2(g) + 332H2O(l) - 2858 SO2(g) - 2968CO2(g) - 3935 HCl(g) - 923CO(g) -1105 NO(g) + 903

Contoh Soal Dari tabel entalpi pembentukan diatas tentukan

a ∆H reaksi pembakaran C2H4

b Tentukan jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran 56 g gas C2H4

c Reaksi pembakaran C2H4

a C2H4(g) + 3 O2(g)rarr2CO2(g) + 2H2O(l)

b ∆H reaksi = ∆Hof hasil reaksi - ∆Hof pereaksi

= ( 2 ∆Hof CO2 + 2 ∆Hof H2O ) ndash ( 1 ∆HofC2H4 + 3 ∆Hof O2)= ( 2 -3935 + 2 -2858 ) ndash ( 1 525 + 3 0 )= -787 ndash 5716 + 525= - 13061 kJmol

c Mr C2H4 = (2x12) + (4x1) = 28Mol C2H4 = 5628 = 2 mol∆H pembakaran 2 mol C2H4 = 2 mol x ( -13061 kJmol )

= -26122 kJ

Jadi pada pembakaran 56 gram gas C2H4 dibebaskan kalor sebesar = 26122 Kj

4 Penentuan ∆H Reaksi Dari Energi Ikatan

Reaksi kimia antarmolekul dapat dianggap berlangsung dalam 2 tahap yaitu

I Pemutusan ikatan pada pereaksi

II Pembentukan ikatan pada produk

Misalnya pada reaksi antara gas klorin dengan gas hidrogen membentuk gas hidrogen klorida dapat digambarkan sebagai berikut

Sesuai dengan hukum Hess ∆H reaksi total adalah ∆H tahap-I + ∆H tahap-II

∆H tahap-I = sum Energi ikatan pada pereaksi (yang putus)

∆H tahap-II = -sum Energi ikatan pada produk (yang terbentuk)

∆H reaksi = sum Energi ikatan pereaksi yang putus - sum Energi ikatan produk yang terbentuk

∆H reaksi = sum Eruas kiri - sum Eruas kanan

TABEL ENERGI IKATAN

Ikatan E (kJmol) Ikatan E (kJmol)H-H 436 O=O 498H-C 415 CequivN 891H-N 390 F-F 160C-C 345 Cl-Cl 243CequivC 837 H-Cl 432C-O 350 C=C 611C=O 741 I-I 150C-Cl 330 N=N 418O-H 450 C-F 485

Penyelesaian H ndash C ndash O-H +1 frac12 O=O rarr O=C=O +2H-O-H∆H reaksi = sumEpemutusan -sumEpembentukan

= (3Ec-H)+( 1EO-H) +(1EC-O)+ (1 frac12 EO=O) ndash (2EC=O) + (4EO-H)

= (3415)+(1460)+(1350)+1 frac12498) ndash(2741)+(4460)

= 2802-3322

= -520 kJmol

IX Energi Ikatan

Energi ikatan didefinisikan sebagai panas reaksi yang dihubungkan dengan pemecahan ikatan kimia dari molekul gas menjadi bagian-bagian gas Terkadang disebut juga entalpi ikatan nama yang sesungguhnya lebih tepat

Energi disosiasi ikatan (BE) dapat digunakan untuk menghitung panas reaksi yang dihubungkan dengan

ΔH0= - sum ni BEi + sum njBEj

dimana BE adalah energi ikatan per mol ikatan nj dan ni adalah jumlah mol ikatan yang pecah atau terbentuk dalam hal reaktan dan produk

Dalam hal yang sama data panas reaksi dapat juga digunakan untuk menghitung energi disosiasi ikatan dari setiap ikatan tertentu asal saja data lain dalam persamaan diketahui Satu hal yang harus diingat bahwa lingkungan sekeliling atom sangat mempengaruhi energy ikatan dari ikatan tertentu oleh karena itu harga yang diperoleh dari persamaan adalah harga rata-rata atau harga kira-kira

Walaupun energi ikatan adalah untuk molekul dalam fase gas tetapi harga kira-kira panas reaksi dapat dihitung dari fase terkondensasi dapat dikoreksi jika panas penguapan panas sublimasi dan lain-lain dapat diikutsertakan

Suatu reaksi yang DHndashnya ditentukan dengan menggunakan energi ikatan maka atom-atom yang terlibat dalam reaksi harus berwujud gas

Berdasarkan jenis dan letak atom terhadap atom-atom lain dalam molekulnya dikenal 3 jenis energi ikatan yaitu

a Energi Atomisasi

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan semua ikatan 1 mol molekul menjadi atom-atom bebas dalam keadaan gas

Energi atomisasi = jumlah seluruh ikatan atom-atom dalam 1 mol senyawa

b Energi Disosiasi Ikatan

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan salah 1 ikatan yang terdapat pada suatu molekul atau senyawa dalam keadaan gas

c Energi Ikatan Rata-Rata

Adalah energi rerata yang diperlukan untuk memutuskan ikatan atom-atom pada suatu senyawa ( notasinya = D ) Energi ikatan suatu molekul yang berwujud gas dapat ditentukan dari data entalpi pembentukan standar (DHf ) dan energi ikat unsur-unsurnya Prosesnya melalui 2 tahap yaitu

o Penguraian senyawa menjadi unsur-unsurnya

o Pengubahan unsur menjadi atom gas

Reaksi kimia pada dasarnya terdiri dari 2 proses

o Pemutusan ikatan pada pereaksi

o Pembentukan ikatan pada produk reaksi

Pada proses pemutusan ikatan = memerlukan energi

Pada proses pembentukan ikatan = membebaskan energi

1 Jenis-Jenis Kalor

Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan Energi kinetik ditimbulkan karena atomndashatom dan molekul-molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Sedangkan kalor adalah bentuk energi yang berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah Jika suatu benda menerima melepaskan kalor maka suhu benda itu akan naikturun atau wujud benda berubah

2 Kalor Pembentukan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembentukan 1 mol senyawa dariunsur-unsurnya pada suhu dan tekanan standar ( 25 oC 1 atm ) Entalpinya bisadilepaskan maupun diserap Satuannya adalah kJ mol Bentuk standar dari suatu unsur adalah bentuk yang paling stabil dari unsur itu pada keadaan standar ( 298 K 1 atm ) Jika perubahan entalpi pembentukan tidak diukur pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHf

Catatan

o DHf unsur bebas = nol

o Dalam entalpi pembentukan jumlah zat yang dihasilkan adalah 1 mol

o Dibentuk dari unsur-unsurnya dalam bentuk standar

3 Kalor Penguraian Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHd Satuannya = kJ mol Perubahan entalpi penguraian standar merupakan kebalikan dari perubahan entalpi pembentukan standar maka nilainya pun akan berlawanan tanda

Menurut Marquis de Laplace ldquo jumlah kalor yang dilepaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsur penyusunnya = jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsur penyusunnya ldquo Pernyataan ini disebut Hukum Laplace

4 Kalor Pembakaran Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembakaran 1 mol suatu zat secara sempurna pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHc Satuannya = kJ mol

5 Kalor Netralisasi Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHn Satuannya = kJ mol

6 Kalor Penguapan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran

tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHvap Satuannya = kJ mol

7 Kalor Peleburan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pencairan peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHfus Satuannya = kJ mol

8 Kalor Sublimasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsub Satuannya = kJ mol

9 Pelarutan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi ketika 1 mol zat melarut dalam suatu pelarut ( umumnya air ) pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsol Satuannya = kJ mol

BAB III

PENUTUP

I Kesimpulan

Singkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup termodinamika I kalor reaksi kerja entalpi kalorimeter hukum Hess penentuan DH reaksi energi ikatan dan jenis-jenis kalor merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Berdasarkan pembahasan yang tinjauan pustaka yang kami susun dalam makalah ini maka kami dapat menyimpulkan sebagai berikut

1 Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan

2 Berdasarkan perubahan entalpinya reaksi kimia dibedakan menjadi dua yaitu

a Reaksi Eksoterm dan

b Reaksi Endoterm

3 Sistem merupakan Pusat fokus perhatian yang diamati dalam suatu percobaanLingkungan merupakan hal-hal diluar sistem yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan Sistem dibedakan menjadi 3 macam

2 Sistem Terbuka

3 Sistem Tertutup

3 Sistem terisolasi

4 Dalam persamaan termokimia nilai DH yang dituliskan di persamaan termokimia disesuaikan dengan stoikiometri reaksinya artinya = jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi kimia = koefisien reaksinya ( fase reaktan maupun produk reaksinya harus dituliskan)

5 Ada beberapa jenis dalam menentukan Harga Perubahan Entalpi ∆H yaitu

a Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

b Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

c Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris

BAB IPENDAHULUAN

A Latar Belakang Masalah

Termokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energi panas dan energi kimia Sedangkan energi kimia didefinisikan sebagai energi yang dikandung setiap unsur atau senyawa Energi kimia yang terkandung dalam suatu zat adalah semacam energi potensial zat tersebut Energi potensial kimia yang terkandung dalam suatu zat disebut panas dalam atau entalpi dan dinyatakan dengan simbol H Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi Perubahan entalpi reaksi diberi simbol HΔ

Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika disebut termokimia Secara operasional termokimia berkaitan dengan pengukuran dan pernafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia perubahan keadaan dan pembentukan larutan

Termokimia merupakan pengetahuan dasar yang perlu diberikan atau yang dapat diperoleh dari reaksi-reaksi kimia tetapi juga perlu sebagai pengetahuan dasar untuk pengkajian teori ikatan kimia dan struktur kimia Fokus bahasan dalam termokimia adalah tentang jumlah kalor yang dapat dihasilkan oleh sejumlah tertentu pereaksi serta cara pengukuran kalor reaksi

Termokimia merupakan penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi kimia

Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan

Dengan kajian-kajian yang dilakukan mengenai pengaplikasian termokimia dalam kehidupan sehari-hari Dan untuk menguraikan permasalahan tersebut lebih detail lagi penulis mencoba membuat makalah yang isinya membahas tentang ldquoAplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-harirdquo

B Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dibiatkannya makalah ini adalah sebagai berikut

1) Dapat menjelaskan manfaat termokimia2) Mengetahui proses termokimia dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari3) Memahami materi-materi yang terkait dengan termokimia4) Memahami tentang termokimia lebih mendalam

C Manfaat Penulisan

Penulisan makalah ini memiliki manfaat sebagai berikut

1) Manfaat UmumMakalah hasil pengkajian penulis ini dapat menunjang materi pembelajaran

dan dapat dijadikan bahan baku referensi pembelajaran2) Manfaat Khusus

Penulis dapat menambah wawasan dan pengetahuan penulis serta dapat melatih penulis untuk memiliki rasa ingin tahu yang tinggi dan lebih telaten dalam mencari dan mengumpulkan sumber dan informasi selama melakukan pengkajian

3) Manfaat untuk penulis yang akan datingMakalah hasil pengkajian sebelumnya dapat dijadikan bahan referensi

sumber untuk pembuatan makalah selanjutnya dan dapat memberi gambaran dalam pengkajian yang akan dilakukannya

BAB IIISI

A Manfaat Termokimia

Manfaat positif dari termokimia yaitu

a) Dapat mempelajari suatu bentuk energi yang dibutuhkan oleh manusia untuk bergerak dalam bentuk energi kinetik dan tambahan-tambahan dalam melakukan proses fotosintesis yang membutuhkan eergi dari sinar matahari

b) Dapat mempelajari suatu sistem atau bagian alam semasta yang menjadi objek penelitian serta lingkungan atau bagian alam semesta yang berinteraksi dengan satu sistem

B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari1 Gas Elpiji

Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara

C4H10 + Udara ndashgt CO2 + H20 + N2Untuk mempermudah udara sepenuhnya bergantung dari oksigenC4H10 + (132)O2 ndashgt 4CO2 + 5H2O

Untuk reaksi sempurna dengan udaraC4H10 + (O2 + 376 N2) ndashgt CO2 + H20 + 376N2PenyetaraanC4H10 + 132(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)376N2

Reaksi juga bisa melibatkan bentuk tidak sempurna misal memerlukan 200 udaraC4H10 + 13(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)O2 + (132)376N2

Pembakaran ini pun bisa melibatkan beberapa fraksi karena elpiji biasanya tidak murni hanya bahan bakar butana

2 ThermometerTermometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur suhuCara kerja thermometerKetika temperature naik cairan dibola tabung mengembang lebih banyak daripada gelas yang menutupinya Hasilnya benang cairan yang tipis dipaksa ke atas secara kapiler Sebaliknya ketika temperature turun cairan mengerut dan cairan yang tipis ditabung bergerak kembali turun Gerakan ujung cairan tipis yang dinamakan meniscus dibaca terhadap skala yang menunjukkan temperatureZat untuk thermometer haruslah zat cair dengan sifat termometrik artinya mengalami perubahan fisis pada saat dipanaskan atau didinginkan misalnya raksa dan alkohol Zat cai tersebut memiliki dua titik tetap (fixed points) yaitu titik tertinggi dan titik terendah Misalnya titik didih air dan titik lebur es untuk suhu yang tidak terlalu tinggi Setelah itu pembagian dilakukan diantara kedua titik tetap menjadi bagian-bagian yang sama besar misalnya thermometer skala celcius dengan 100 bagian yang setiap bagiannya sebesar 1C

3 Pembakaran Batu BaraBatubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi

CaCO3(s) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + CO2(g)

Ca(OH)2(aq) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + H2O( 1048641)Namun biaya operasional desulfurisasi dan pembuangan deposit padatan kembali menjadi masalah baru Untuk meningkatkan nilai dari batubara dan menghilangkan pencemar SO2 dilakukan rekayasa batubara seperti gasifikasi dan reaksi karbon-uap Pada gasifikasi molekul-molekul besar dalam batubara dipecah melalui pemanasan pada suhu tinggi (600degC ndash 800degC) sehingga dihasilkan bahan bakar berupa gas Reaksinya adalah sebagai berikutBatubara(s) batubara cair (mudah menguap) CH4(g) + C(s)Arang yang terbentuk direaksikan dengan uap air menghasilkan campuran gas CO dan H2 yang disebut gas sintetik ReaksinyaC(s) + H2O() CO(g) + H2(g) ΔH = 175 kJ molndash1Untuk meningkatkan nilai gas sintetik gas CO diubah menjadi bahan bakar lain Misalnya gas CO direaksikan dengan uap air menjadi CO2 dan H2 ReaksinyaCO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH = ndash41 kJ molndash1Gas CO2 yang dihasilkan selanjutnya dipisahkan Campuran gas COdan H2 yang telah diperkaya akan bereaksi membentuk metana dan uapair Reaksinya

CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1

Setelah H2O diuapkan akan diperoleh CH4 yang disebut gas alam sintetik Dengan demikian batubara dapat diubah menjadi metana melalui proses pemisahan batubara cair

C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Berdasarkan perpindahan energinya atau perubahan entalpinya ada dua jenis reaksi

1) Reaksi eksoterm yaitu reaksi yang membebaskan kalor kalor mengalir dari sistem ke lingkungan (terjadi penurunan entalpi) entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Pada reaksi eksoterm umumnya suhu sistem menjadi naik adanya kenaikan suhu inilah yang menyebabkan sistem melepas kalor ke lingkunganReaksi eksoterm DH = HP - HR lt 0 atau DH = (-)

2) Reaksi Endoterm yaitu reaksi yang memerlukan kalor kalor mengalir dari lingkungan ke sistem (terjadi kenaikan entalpi) entalpi produk lebih besar daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda positif Pada reaksi endoterm umumnya suhu sistem terjadi penurunan adanya penurunan suhu inilah yang menyebabkan sistem menyerap kalor dari lingkungan

Reaksi endoterm DH = HP - HR gt 0 atau DH = (+)

D Hukum Dalam Termokimia

Dalam mempelajari reaksi kimia dan energi kita perlu memahami hukum-hukum yang mendasari tentang perubahan dan energi

a Hukum kekekalan energyDalam perubahan kimia atau fisika energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentu lainnya Hukum ini merupakan hukum termodinamika pertama dan menjadi dasar pengembangan hukum tentang energi selanjutnya seperti konversi energi

b Hukum LaplaceHukum ini diajukan oleh Marquis de Laplace dan dia menyatakan bahwa jumlah kalor yang dilepaskan dalam pembentukan sebuah senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menguraikan senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnyaPanjabaran dari hukum ini untuk entalphi reaksi H dan kalor reaksiΔC + O2 rarr CO2 H = -94 KkalΔCO2 rarr C + O2 H = +94 KkalΔSedangkan untuk kalor reaksiC + O2 rarr CO2 -94 KkalCO2 rarr C + O2 +94 KkalUntuk reaksi pertama unsur C bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan karbondioksida dan kalor sebesar 94 Kkal Sedangkan reaksi kedua karbondioksida terurai menjadi unsur C dan gas oksigen dengan membutuhkan kalor sebesar 94 KkalDari sisi tanda tampak jelas perbedaan antara entalphi reaksi dengan kalor reaksi jika entalphi bernilai positif maka kalor reaksi bernilai negatif demikian pula sebaliknya jika entalphi negatif maka kalor reaksi positif

c Hukum HessHukum ini diajukan oleh Germain Hess dia menyatakan bahwa entalphi reaksi ( H)Δ hanya tergantung pada keadaan awal reaksi dan hasil reaksi dan tidak bergantung pada jalannya reaksi

Jika suatu reaksi merupakan penjumlahan aljabar dari dua atau lebih reaksi maka perubahan entalphi ( H) atau kalor reaksinya juga merupakan penjumlahanΔ aljabar dari ( H) yang menyertai reaksi Untuk lebih mudah memahaminya kitaΔ perhatikan Bagan 1017

Berdasarkan persamaan reaksi gas karbon dioksida dapat terbentuk melalui dua tahap yang pertama pembentukan karbonmonoksida dari unsur-unsurnya dan dilanjutkan dengan oksidasi dari karbonmonoksida menjadi karbondioksida

Penjumlahan aljabar HΔ reaksi dari setiap tahap reaksi juga dilakukan sesuai dengan tahap reaksi maka HΔ reaksi dari pembentukan gas Karbon dioksida juga dapat dilakukanBerdasarkan berbagai jenis reaksi maka kita juga dapat mengembangkan jenis kalor reaksi atau H yang disesuaikan dengan jenis reaksinya ada empat jenis kalor reaksiΔ yaitu kalor reaksi pembentukan penguraian pembakaran dan pelarutan Keempat klasifikasi tersebut disederhanakan dalam bagan pada Bagan 1018

E Energi IkatanPada dasarnya reaksi kimia terdiri dari dua proses yaitu pemutusan ikatan

antar atom-atom dari senyawa yang bereaksi (proses yang memerlukan energi) dan penggabungan ikatan kembali dari atom-atom yang terlibat reaksi sehingga membentuk susunan baru (proses yang membebaskan energi)

Perubahan entalpi reaksi dapat dihitung dengan menggunakan data energi ikatan Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan oleh satu molekul gas menjadi atom-atom dalam keadaan gas Harga energi ikatan selalu positif dengan satuan kJ atau kkal serta diukur pada kondisi zat-zat berwujud gas

Entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga energi ikatan rata-rata sering berbeda dari entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga entalpi pembentukan standar Perbedaan ini terjadi karena energi ikatan yang terdapat dalam suatu tabel adalah energi ikatan rata-rata Energi ikatan C ndash H dalam contoh di atas bukan ikatan C ndash H dalam CH4 melainkan energi ikatan rata-rata C ndash H CH4(g) CH3(g) + H(g) H = +424 kJmolCH3(g) CH2(g) + H(g) H = +480 kJmolCH2(g) CH(g) + H(g) H = +425 kJmolCH(g) C(g) + H(g) H = +335 kJmolJadi energi ikatan rata-rata dari ikatan C ndash H adalah 416 kJmol Sedangkan energiikatan C ndash H yang dipakai di atas adalah +413 kJmol

Bahan Bakar dan Perubahan Entalpi Reaksi pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen Biasanya reaksi semacam ini digunakan untuk menghasilkan energi Bahan bakar adalah merupakan suatu senyawa yang bila dilakukan pembakaran terhadapnya dihasilkan kalor yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan

Jenis bahan bakar yang banyak kita kenal adalah bahan bakar fosil Bahan bakar fosil berasal dari pelapukan sisa organisme baik tumbuhan maupun hewan yang memerlukan waktu ribuan sampai jutaan tahun contohnya minyak bumi dan batu bara

Namun selain bahan bakar fosil dewasa ini telah dikembangkan pula bahan bakar jenis lain misalnya alkohol dan hidrogen Hidrogen cair dengan oksigen cair bersama-sama telah digunakan pada pesawat ulang-alik sebagai bahan bakar roket

pendorongnya Pembakaran hidrogen tidak memberi dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air

Matahari adalah umber energi terbesar di bumi tetapi penggunaan energi surya belum komersial Dewasa ini penggunaan energi surya yang komersial adalah untuk pemanas air rumah tangga (solar water heater) Nilai kalor dari bahan bakar umumnya dinyatakan dalam satuan kJgram yang menyatakan berapa kJ kalor yang dapat dihasilkan dari pembakaran 1 gram bahan bakar tersebut Contoh nilai kalor bahan bakar bensin adalah 48 kJg artinya setiap pembakaran sempurna 1 gram bensin akan dihasilkan kalor sebesar 48 kJ Pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan atau dalam industri umumnya tidak terbakar sempurna Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon (bahan bakar fosil) membentuk karbon dioksida dan uap air

Sedangkan pembakaran tidak sempurnanya menghasilkan karbon monoksida dan uap air Pembakaran tak sempurna mengurangi efisiensi bahan bakar kalor yang dihasilkan akan lebih sedikit dibandingkan apabila zat itu terbakar sempurna Kerugian lainnya adalah dihasilkannya gas karbon monoksida (CO) yang bersifat racun

BAB IIIPENUTUP

A KesimpulanSingkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar

yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup Reaksi endoterm Hukum dalam termokimia Energi ikatan dan arah proses merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Didalam termokimia ada istilah sistem dan lingkungan Sistem yang dimaksud adalah bagian dari alam yang dipelajari atau yang manjadi pokok perhatian dalam termokimia yang dipelajari yaitu perubahan energinya Sedangkan lingkungan yang dimaksud adalah segala sesuatu di luar sistem dengan apa sistem melakukan dan mengadakan pertukaran energi Energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha Energi hanya dapat diubah bentuknya dari bentuk yang satu dengan yang lainnya Misalnya pada pembangkit tenaga uap perubahan energi dimulai dari energi panas yang terbentuk di

boiler berubah menjadi energi mekanik pada turbin dan energi mekanik diubah menjadi energi listrik pada generator

TUGAS PENDAHULUAN (TERMOKIMIA)

1 Apa yang dimaksud dengan kalor kalorimeter dan kalorimetri 2 Sebutkan dan Jelaskan fungsi setiap alat dan bahan dalam percobaan termokimia 3 Gambarkan rangkaian alat kalorimeter smenarik mungkin dan berikan keterangan 4 Tuliskan hukum termodinamika dan jelaskan hubungannya antara rekasi eksoterm dan reaksi

endoterm 5 Perhitungkan secara teoritis (data setiap parameter yang anda cari direferensi) kalor reaksi

penetralan HCl dan NaOH 6

Nb Margin 4 3 3 3Sampul Pink Tulis TanganSiapkan MSDS dan Bagan Kerja (Print)

• Termokimia
• BAB I PENDAHULUAN
• • A Latar Belakang Masalah
  • Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan
  • B Tujuan Penulisan
  • C Manfaat Penulisan
  • • BAB II ISI
    • • A Manfaat Termokimia
      • • B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari
        • 1 Gas Elpiji
        • Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara
        • 3 Pembakaran Batu Bara
        • Batubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi
        • CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1
        • C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

menangani pengukuran dan penafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia perubahan keadaan dan pembentukan larutan

Thermodinamika merupakan ilmu tentang energi yang secara spesifik membahas tentang hubungan antara energi panas dengan kerja Seperti telah diketahui bahwa energi di dalam alam dapat terwujud dalam berbagai bentuk selain energi panas dan kerja yaitu energi kimia energi listrik energi nuklir energi gelombang elektromagnit energi akibat gaya magnit dan lain-lain Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain baik secara alami maupun hasil rekayasa tehnologi Selain itu energi di alam semesta bersifat kekal tidak dapat dibangkitkan atau dihilangkan yang terjadi adalah perubahan energi dari satu bentuk menjadi bentuk lain tanpa ada pengurangan atau penambahan Prinsip ini disebut sebagai prinsip konservasi atau kekekalan energi

Suatu sistem thermodinamika adalah suatu masa atau daerah yang dipilih untuk dijadikan obyek analisis Daerah sekitar sistem tersebut disebut sebagai lingkungan Batas antara sistem dengan lingkungannya disebut batas sistem (boundary) seperti terlihat pada Gambar 11 Dalam aplikasinya batas sistem nerupakan bagian dari sistem maupu lingkungannya dan dapat tetap atau dapat berubah posisi atau bergerak

Penerapan hukum termodinamika pertama dalam bidang kimia merupakan bahan kajian dari termokimiardquo Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan tetapi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain atau energi alam semesta adalah konstanrdquo hukum termodinamika 1

Perubahan kalor pada tekanan konstan

DH = DE + PDV

W= PDV

DE = energi dalam

Pada proses siklis (keadaan akhir identik dengan kedaan awal) U1 =U2 egrave U2 - U1 = 0 karena U adalah fungsi keadaan dan dalam keadaan sama nilai U juga sama Pada proses siklis dimungkinkan adanya panas yang keluar sistem Sehingga panas netto yg masuk ke dalam sistem seluruhnya dipakai untuk melakukan usaha

Hukum pertama termodinamika dapat dirumuskan sbg∆U = Q ndash W

Dimana ∆U = perubahan tenaga dakhil sistemQ = panas yang masukkeluar dari sistemW = Usaha yang dilakukan thp system

Tenaga dakhil adalah jumlah tenaga kinetik dan tenaga potensial molekul-molekulnya (pada gas sempurna molekulnya tidak tarik-menarik) Perumusan di atas tidak meninjau kemungkinan sistem yg bergerak nisbi terhadap lingkungan Mekanika ∆Ek = W (tenaga kinetik benda = usaha yg dilakukan thp sistem) Termodinamika W-nya (-) agrave ∆Ek = -W

Pada suatu proses tenaga kinetik maupun tenaga dakhil dapat berubah yg disebabkan oleh arus panas ataupun usaha Sehingga hukum pertama dapat ditulis

∆U + ∆Ek = Q ndash Wt

Dimana

Wt = Usaha total (usaha sistem sendiri juga gaya-gaya yg lain)

Usaha tersebut karena gaya konservatif maupun nonkonservatif

Wt = Wk + Wnk

Dengan rumus hukum pertama termodinamika berubah Menurut mekanika besar usaha oleh gaya konservatif misalnya gaya gravitasi Wk = -∆Ep pada termodinamika menjadi Wk = ∆Ep

∆U + ∆Ek + ∆EP = Q ndash Wnk

III Kalor Reaksi

Perubahan energi dalam reaksi kimia selalu dapat dibuat sebagai panas sebab itu lebih tepat bila istilahnya disebut panas reaksi Kebanyakan reaksi kimia tidaklah tertutup dari dunia luar Bila temperatur dari campuran reaksi naik dan energi potensial dari zat-zat kimia yang bersangkutan turun maka disebut sebagai reaksi eksoterm Namun bila pada pada suatu reaksi temperatur dari campuran turun dan energi potensial dari zat-zat yang ikut dalam reaksi naik maka disebut sebagai reaksi endoterm

Ada beberapa macam jenis perubahan pada suatu sistem Salah satunya adalah sistim terbuka yaitu ketika massa panas dan kerja dapat berubah-ubah Ada juga sistim tertutup dimana tidak ada perubahan massa tetapi hanya panas dan kerja saja Sementara perubahan adiabatis merupakan suatu keadaan dimana sistim diisolasi dari lingkungan sehingga tidak ada panas yang dapat mengalir Kemudian ada pula perubahan yang terjadi pada temperature tetap yang dinamakan perubahan isotermik

Pada perubahan suhu ditandai dengan ∆t (t menunjukkan temperatur) dihitung dengan cara mengurangi temperatur akhir dengan temperatur mula-mula

∆t = takhir ndash tmula-mula

Demikian juga perubahan energi potensial

∆(EP) = (EP)akhir ndash (EP)mula-mula

Dari definisi ini didapat suatu kesepakatan dalam tanda aljabar untuk perubahan eksoterm dan endoterm Dalam perubahan eksotermik energi potensial dari hasil reaksi lebih rendah dari energi potensial pereaksi berarti EPakhir lebih rendah dari EPmula-mula Sehingga harga ∆(EP) mempunyai harga negatif Pada reaksi endoterm terjadi kebalikannya sehingga harga ∆(EP) adalah positif

Pada suatu reaksi reaksi pembentukannya didefinisikan sebagai reaksi yang membentuk senyawa tunggal dari unsur-unsur penyusunnya (contoh C + frac12O2 + 2H2rarr CH3OH) Sementara panas pembentukannya didasarkan pada 1 mol senyawa terbentuk Panas pembentukan standar yaitu 29815 K (∆Hdegf298)

Panas standar adalah pada 25degC seperti contoh reaksi

middot 4HCl(g) rarr 2H2(g) + 2Cl2(g) ∆Hdeg298 = (4)(92307)

middot 2H2(g) + O2(g) rarr 2H2O(g) ∆Hdeg298 = (2)(-241818)

Sementara panas reaksi pada temperatur tidak standar

middot DHOT = DH0

298 + ograveT298 D Cp dT

Dapat disimpulkan bahwa kalor reaksi (∆H) adalah kalor yang diserap (diperlukan) atau dilepaskan (dihasilkan) dalam reaksi disebut juga perubahan entalpi Pada beberapa reaksi kimia jumlah kalor reaksi dapat diukur melallui suatu percobaan di dalam laboratorium Pengukuran kalor reaksi tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan alat yang disebut kalorimeter Kalorimeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang diberikan atau diambil dalam suatu proses tertentu Sebuah termometer sederhana terdiri dari bejana terisolasi alat pengaduk dan termometer

IV Kerja

Istilah kerja merupakan konsep yang telah didefinisikan oleh ilmu utama mekanika Dalam termodinamika kerja secara umum didefinisikan sebagai gaya kali jarak Jika perpindahan jarak akibat gaya F adalah sebesar ds (ds=distancejarak) maka kerja yang dilakukan

DW= F ds

Simbol DW digunakan untuk jumlah kecil dari kerja dan merupakan fungsi yang tidak pasti karena kerja yang dilakukan tergantung pada jalannya reaksi Terdapat berbagai jenis kerja yang didefinisikan dengan persamaan

Kerja mekanik DW = F ds

Kerja ekspansi DW = p dV

Kerja gravitasi DW = mgdh

Kerja permukaan DW = γ dA

Kerja listrik DW = e dq

Sejumlah kecil tidak terhingga dari kerja dw dapat dilakukan oleh sistem yang bersangkutan pada lingkungannya atau oleh lingkunganya pada sistem itu Rekomendasi IUPAC 1970 adalah untuk mengambil dw positif dalam kasus yang terakhir dan negatif dalam kasus sebelumnya

yakni kerja positif dilakukan pada sistem Asal perubahan yang terjadi itu lambat dan tanpa gesekan kerja biasanya dapat dinyatakan dalam bentuk

Dw = ydx

atau sebagai jumlah suku-suku seperti

dw = sum yidxi

yi dan xi masing-masing adalah gaya dalam bentuk umum dan perpindahannya Misalnya kerja yang dilakukan pada benda dengan kenaikan yang kecil tidak terhingga dari volumenya dV terhadap tekanan

yang melawannya p adalah Denikian pula kerja yang dilakukan pada fase homogeny bila ia meningkatkan luas permukaannya dengan dA adalah +γ dA γ adalah tegangan permukaan terhadap lingkungan khusus itu Bila suatu sistem seperti sel galvani mengakibatkan dQ coulomb listrik mengalir ke dalam kondensor yang antara pelat-pelatnya terdapat tegangan E volt kerja yang dilakukan pada sel galvani adalah ndashEdQ joule (Bersamaan dengan itu atmosfer melakukan sejumlah kerja ndashpdV pada sel dV adalah perubahan volume sel selama proses kimia yang bersangkutan) Pernyataan-pernyataan serupa dapat diperoleh bagi peregangan kawat kerja magnetisasi dan sebagainya

Tanda yang akan digunakan selanjutnya adalah

a Kerja adalah positif jika sistem melakukan kerja terhadap sekeliling

b Kerja adalah negatif jika kerja dilakukan terhadap sistem oleh sekeliling

Kerja total yang dilakukan sistem dapat diperoleh dengan mengintegrasikan persamaan di atas Sebagai contoh kerja ekspansi diberikan sebagai

Dapat dicatat bahwa semua bentuk kerja dapat saling dipertukarkan dengan menggunakan sarana mekanik sederhana seperti kerekan tanpa gesekan motor listrik dan sebagainya Bila istilah lsquokerjarsquo dipakai dengan benar bentuk apa pun kerja yang kita bahas selalu dapat diubah (karena saling dipertukarkan) untuk mengangkat sebuah beban Dalam kebanyakan sistem kimia selain sel galvani kerja perubahan volume adalah satu-satunya bentuk kerja yang sebagian besar dapat dirasakan Tetapi

kemungkinan bahwa bentuk lain menjadi penting harus selalu diingat dalam pendekatan masalah baru Dalam hal itu mungkin perlu untuk memperkenalkan variable keadaan tambahan misalnya luas permukaan dari sistem atau kuat medan magnetik

Dalam penggunaan pernyataan dw = ydx biasanya perlu dirincikan bahwa proses yang bersangkutan adalah lambat jika tidak ada kekaburan tentang nilai gaya y Misalnya bila suatu gas mengembang atau mengempis dengan tiba-tiba tekanan dalamnya tidak sama dengan gaya luar per satuan luas dan memang tekanannya berubah dari satu daerah gas ke daerah lainnya Di sini terjadi percepatan dan kerja dilakukan dalam menciptakan energi kinetik Kesulitan ini hilang bilang perubahan-perubahannya berlaku lambat sekali dan bila gesekan tidak ada karena gaya-gaya yang sebaliknya mendekati kesetaraan

Dalam termokimia ada dua hal yang perlu diperhatikan yang menyangkut perpindahan energi yaitu sistem dan lingkungan Segala sesuatu yang menjadi pusat perhatian dalam mempelajari perubahan energi disebut sistem sedangkan hal-hal yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem disebut lingkungan

Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan sistem dibedakan menjadi tiga macam yaitu

1 Sistem Terbuka

Sistem terbuka adalah suatu sistem yang memungkinkan terjadi perpindahan energi dan zat (materi) antara lingkungan dengan sistem Pertukaran materi artinya ada hasil reaksi yang dapat meninggalkan sistem (wadah reaksi) misalnya gas atau ada sesuatu dari lingkungan yang dapat memasuki sistem

2 Sistem Tertutup

Suatu sistem yang antara sistem dan lingkungan dapat terjadi perpindahan energi tetapi tidak dapat terjadi pertukaran materi disebut sistem tertutup

3 Sistem Terisolasi

Sistem terisolasi merupakan sistem yang tidak memungkinkan terjadinya perpindahan energi dan materi antara sistem dengan lingkungan

Energi adalah kapasitas untuk melakukan kerja (w) atau menghasilkan panas (kalor=q) Pertukaran energi antara sistem dan lingkungan dapat berupa kalor (q) atau bentuk energi lainnya yang secara kolektif kita sebut kerja (w) Energi yang dipindahkan dalam bentuk kerja atau dalam bentuk kalor yang memengaruhi jumlah total energi yang terdapat dalam sistem disebut energi dalam (internal energy) Kerja adalah suatu bentuk pertukaran energi antara sistem dan lingkungan di luar kalor Salah satu bentuk kerja yang sering menyertai reaksi kimia adalah kerja tekanan-volum yaitu kerja yang berkaitan dengan pertambahan atau pengurangan volum sistem

V Entalpi

Entalpi (H) adalah jumlah total dari semua bentuk energi Entalpi (H) suatu zat ditentukan oleh jumlah energi dan semua bentuk energi yang dimiliki zat yang jumlahnya tidak dapat diukur dan akan tetap konstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar dari zat Energi kinetik ditimbulkan karena atom ndash atom dan molekul molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Entalpi akan tetap konstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar dari zat Misalnya entalpi untuk air dapat ditulis H H20 (l) dan untuk es ditulis H H20 (s)

Untuk menyatakan kalor reaksi pada tekanan tetap (qp ) digunakan besaran yang disebut Entalpi ( H )

H = E + ( PV )DH = DE + ( P DV )DH = (q + w ) + ( P DV )DH = qp ndash ( P DV ) + ( P DV )DH = qp

Untuk reaksi kimia DH = Hp ndash HrHp = entalpi produkHr = entalpi reaktan

Reaksi pada tekanan tetap qp = DH ( perubahan entalpi )Reaksi pada volume tetap qv = DE ( perubahan energi dalam )

Perubahan kalor atau entalpi yang terjadi selama proses penerimaan atau pelepasan kalor dinyatakan dengan rdquo perubahan entalpi (ΔH) rdquo Harga entalpi zat sebenarnya tidak dapat ditentukan atau diukur Tetapi ΔH dapat

ditentukan dengan cara mengukur jumlah kalor yang diserap sistem Misalnya pada perubahan es menjadi air yaitu 89 kalorigram Pada perubahan es menjadi air ΔH adalah positif karena entalpi hasil perubahan entalpi air lebih besar dari pada entalpi es Pada perubahan kimia selalu terjadi perubahan entalpi Besarnya perubahan entalpi adalah sama besar dengan selisih antara entalpi hasil reaksi dan jumlah entalpi pereaksi

Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan Energi kinetik ditimbulkan karena atom ndash atom dan molekul-molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Entalpi akan tetap konstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar dari zat Misalnya entalpi untuk air dapat ditulis H H20 (l) dan untuk es ditulis H H20 (s)

Entalpi (H) suatu zat ditentukan oleh jumlah energi dan semua bentuk energi yang dimiliki zat yang jumlahnya tidak dapat diukur Perubahan kalor atau entalpi yang terjadi selama proses penerimaan atau pelepasan kalor dinyatakan dengan rdquo perubahan entalpi (ΔH) rdquo Misalnya pada perubahan es menjadi air maka dapat ditulis sebagai berikut

Δ H = H H20 (l) -H H20 (s)

Apabila kita amati reaksi pembakaran bensin di dalam mesin motor Sebagian energi kimia yang dikandung bensin ketika bensin terbakar diubah menjadi energi panas dan energi mekanik untuk menggerakkan motor Demikian juga pada mekanisme kerja sel aki Pada saat sel aki bekerja energi kimia diubah menjadi energi listrik energi panas yang dipakai untuk membakar bensin dan reaksi pembakaran bensin menghasilkan gas menggerakkan piston sehingga menggerakkan roda motor

Harga entalpi zat sebenarnya tidak dapat ditentukan atau diukur Tetapi ΔH dapat ditentukan dengan cara mengukur jumlah kalor yang diserap sistem Misalnya pada perubahan es menjadi air yaitu 89 kalorigram Pada perubahan es menjadi air ΔH adalah positif karena entalpi hasil perubahan entalpi air lebih besar dari pada entalpi es

Termokimia merupakan bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan entalpi yang menyertai suatu reaksi Pada perubahan kimia selalu terjadi perubahan entalpi Besarnya perubahan entalpi adalah sama

besar dengan selisih antara entalpi hasil reaksi dam jumlah entalpi pereaksi

Pada reaksi endoterm entalpi sesudah reaksi menjadi lebih besar sehingga ΔH positif Sedangkan pada reaksi eksoterm entalpi sesudah reaksi menjadi lebih kecil sehingga ΔH negatif Perubahan entalpi pada suatu reaksi disebut kalor reaksi Kalor reaksi untuk reaksi-reaksi yang khas disebut dengan nama yang khas pula misalnya kalor pembentukankalor penguraian kalor pembakaran kalor pelarutan dan sebagainya

1 Entalpi Pembentukan Standar (ΔHf)

Entalpi pembentukan standar suatu senyawa menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk proses pembentukan 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya yang stabil pada keadaan standar (STP) Entalpi pembentukan standar diberi simbol (ΔH

f) simbol f berasal dari kata formation yang berarti pembentukan Contoh unsur-unsur yang stabil pada keadaan standar yaitu H2O2CN2AgCl2Br2SNaCa dan Hg

2 Entalpi Penguraian Standar (ΔHd)

Entalpi penguraian standar suatu senyawa menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk proses penguraian 1 mol senyawa dari unsure-unsurnya yang stabil pada keadaan standar (STP) Entalpi penguraian standar diberi simbol (ΔH

d) simbol d berasal dari kata decomposition yang berarti penguraian

Menurut Hukum Laplace jumlah kalor yang dibebaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnya Jadi entalpi penguraian merupakan kebalikan dari entalpi pembentukan senyawa yang sama Dengan demikian jumlah kalornya sama tetapi tandanya berlawanan karena reaksinya berlawanan arah

3 Entalpi Pembakaran Standar (ΔHc)

Entalpi pembakaran standar suatu senyawa menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk proses pembakaran 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya yang stabil pada keadaan standar (STP) Entalpi penguraian standar diberi simbol (ΔH

c) simbol d berasal dari kata combustion yang berarti pembakaranPembakaran selalu membebaskan kalor sehingga nilai entalpipembakaran selallu negatif (eksoterm)

4 Entalpi Pelarutan Standar (ΔHs)

Entalpi pelarutan standar menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk melarutkan 1 mol zat pada keadaan standar (STP) Entalpi penguraian standar diberi simbol (ΔH

s) simbol s berasal dari kata solvation yang berarti pelarutan

5 Entalpi Netralisasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHn Satuannya = kJ mol

6 Entalpi Penguapan Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHvap Satuannya = kJ mol

7 Entalpi Peleburan Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada pencairan peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHfus Satuannya = kJ mol

8 Entalpi Sublimasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsub Satuannya = kJ mol

VI Kalorimeter

Kalorimetri yaitu cara penentuan kalor reaksi dengan menggunakan kalorimeterPerubahan entalpi adalah perubahan kalor yang diukur pada tekanan konstan untuk menentukan perubahan entalpi dilakukan dengan cara yang sama dengan penentuan perubahan kalor yang dilakukan pada

tekanan konstan Perubahan kalor pada suatu reaksi dapat diukur melalui pengukuran perubahan suhu yang terjadi pada reaksi tersebut Pengukuran perubahan kalor dapat dilakukan dengan alat yang disebutkalorimeter

Kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi ( tidak ada perpindahan materi maupun energi dengan lingkungan di luar kalorimeter ) Kalorimeter terbagi menjadi dua yaitu kalorimeter bom dan kalorimeter sederhana Jika dua buah zat atau lebih dicampur menjadi satu maka zat yang suhunya tinggi akan melepaskan kalor sedangkan zat yang suhunya rendah akan menerima kalor sampai tercapai kesetimbangan termal

Menurut azas Black Kalor yang dilepas = kalor yang diterimaRumus yang digunakan adalah

dengan q = jumlah kalor ( J )m = massa zat ( g )DT = perubahan suhu ( oC atau K )c = kalor jenis ( J goC ) atau ( J g K )C = kapasitas kalor ( J oC ) atau ( J K )

Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka kalor reaksi = kalor yang diserap dibebaskan oleh larutan dan kalorimeter

tetapi tandanya berbeda

Beberapa jenis kalorimeter

1 Kalorimeter bom

Kalorimeter bom adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor (nilai kalori) yang dibebaskan pada pembakaran sempurna (dalam O2 berlebih) suatu senyawa bahan makanan bahan bakar atau khusus digunakan untuk menentukan kalor dari reaksi-reaksi pembakaran Kalorimeter ini terdiri dari sebuah bom (tempat berlangsungnya reaksi pembakaran terbuat dari bahan stainless steel dan diisi dengan gas oksigen pada tekanan tinggi ) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah yang kedap panas Sejumlah sampel ditempatkan pada tabung beroksigen yang tercelup dalam medium penyerap kalor (kalorimeter) dan sampel akan terbakar oleh api listrikdari kawat logam terpasang dalam tabung Reaksi pembakaran yang terjadi di dalam bom akan menghasilkan

kalor dan diserap oleh air dan bom Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka

Jumlah kalor yang diserap oleh air dapat dihitung dengan rumus

qair = m x c x DT

dengan

m = massa air dalam kalorimeter ( g )

c = kalor jenis air dalam kalorimeter (J goC ) atau ( J g K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Jumlah kalor yang diserap oleh bom dapat dihitung dengan rumus

qbom = Cbom x DT

dengan

Cbom = kapasitas kalor bom ( J oC ) atau ( J K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Reaksi yang berlangsung pada kalorimeter bom berlangsung pada volume tetap (DV = nol ) Oleh karena itu perubahan kalor yang terjadi di dalam sistem = perubahan energi dalamnya

DE = q + w dimana w = - P DV ( jika DV = nol maka w = nol )

maka DE = qv

Kalorimeter makanan adalah alat untuk menentukan nilai kalor zat makanankarbohidrat protein atau lemak Alat ini terdiri dari sebuah tabung kaca yang tingginya kurang lebih 19 cm dan garis menengahnya kurang lebih 75 cm Bagian dasarnya melengkung ke atas membentuk sebuah penyungkup Penyungkup ini disumbat dengan sebuah sumbat karet yang yang berlubang di bagian tengah Bagian atas tabung kaca ini ditutup dengan lempeng ebonit yang bundar Di dalam tabung kaca itu terdapat sebuah pengaduk yang tangkainya menembus tutup ebonit juga terdapat sebuah pipa spiraldari tembaga Ujung bawah pipa spiral itu

menembus lubang sumbat karet pada penyungkup dan ujung atasnya menembus tutup ebonit bagian tengah Pada tutup ebonit itu masih terdapat lagi sebuah lubang tempat untuk memasukkan sebuah termometer ke dalam tabung kaca Tabung kaca itu diletakkan di atas sebuah kepingasbes dan ditahan oleh 3 buah keping Keping itu berbentuk bujur sangkar yang sisinya kurang lebih 95 cm Di bawah keping asbes itu terdapat kabel listrik yang akan dihubungkan dengan sumber listrik bila digunakan Di atas keping asbes itu terdapat sebuah cawan aluminium Di atas cawan itu tergantung sebuah kawat nikelin yang berhubungan dengan kabel listrik di bawah keping asbes Kawat nikelin itulah yang akan menyalakan makanan dalam cawan bila berpijar oleh arus listrik Dekat cawan terdapat pipa logam untuk mengalirkan oksigen

2 Kalorimeter Sederhana

Pengukuran kalor reaksi selain kalor reaksi pembakaran dapat dilakukan dengan menggunakan kalorimeter pada tekanan tetap yaitu dengan kalorimeter sederhana yang dibuat dari gelas stirofoam Kalorimeter ini biasanya dipakai untuk mengukur kalor reaksi yang reaksinya berlangsung dalam fase larutan ( misalnya reaksi netralisasi asam ndash basa netralisasi pelarutan dan pengendapan )

Pada kalorimeter ini kalor reaksi = jumlah kalor yang diserap dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan

qreaksi = - (qlarutan + qkalorimeter )

qkalorimeter = Ckalorimeter x DT

dengan

Ckalorimeter = kapasitas kalor kalorimeter ( J oC ) atau ( J K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Jika harga kapasitas kalor kalorimeter sangat kecil maka dapat diabaikan sehingga perubahan kalor dapat dianggap hanya berakibat pada kenaikan suhu larutan dalam kalorimeter

qreaksi = - qlarutan qlarutan = m x c x DT

dengan m = massa larutan dalam kalorimeter ( g )c = kalor jenis larutan dalam kalorimeter (J goC ) atau ( J g K )DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Pada kalorimeter ini reaksi berlangsung pada tekanan tetap (DP = nol ) sehingga perubahan kalor yang terjadi dalam sistem = perubahan entalpinya

DH = qp

Kalorimeter larutan adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kaloryang terlibat pada reaksi kimia dalam sistem larutan Pada dasarnya kalor yang dibebaskandiserap menyebabkan perubahan suhu pada kalorimeter Berdasarkan perubahan suhu per kuantitas pereaksi kemudian dihitung kalor reaksi dari reaksi sistem larutan tersebut Kini kalorimeter larutan dengan ketelitian cukup tinggi dapat diperoleh dipasaran

Dalam menentukan entalpi berlaku persamaanQreaksi = - (Qlarutan + Q kalorimeter )Q reaksi = - (mc∆T + c∆T)Jika kapasitas kalori dalam kalorimeter diabaikan makaQreaksi = - (mc∆T)Keterangan m = massa zat (kg) c = kalor jenis (Jkg⁰C)∆t = perubahan suhu (Celcius)

Sementara itu persamaan reaksi yang mengikutsertakan perubahan entalpinya disebutpersamaan termokimia

H2 (g) + 12 O2 (g) mdashmdashgt H2O (l) ΔH = -286 kJ

Pada reaksi endoterm sistem menyerap energi Oleh karena itu entalpi sistem akan bertambah Artinya entalpi produk (Hp) lebih besar daripada entalpi pereaksi (Hr) Akibatnya perubahan entalpi merupakan selisih antara entalpi produk dengan entalpi pereaksi (Hp -Hr) bertanda positif Sehingga perubahan entalpi untuk reaksi endoterm dapat dinyatakan

ΔH = Hp- Hr gt 0

Reaksi eksoterm sistem membebaskan energi sehingga entalpi sistem akan berkurang artinya entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Sehingga p dapat dinyatakan sebagai berikut

ΔH = Hp- Hr lt 0

VII Hukum Hess

Pengukuran perubahan entalpi suatu reaksi kadangkala tidak dapat ditentukan langsung dengan kalorimeter misalnya penentuan perubahan entalpi pembentukan standar (DHf o )CO Reaksi pembakaran karbon tidak mungkin hanya menghasilkan gas CO saja tanpa disertai terbentuknya gas CO2 Jadi bila dilakukan pengukuran perubahan entalpi dari reaksi tersebut yang terukur tidak hanya reaksi pembentukan gas CO saja tetapi juga perubahan entalpi dari reaksi pembentukan gas CO2

Untuk mengatasi hal tersebut Henry Hess melakukan serangkaian percobaan dan menyimpulkan bahwa perubahan entalpi suatu reaksi merupakan fungsi keadaan

Artinya ldquo perubahan entalpi suatu reaksi hanya tergantung pada keadaan awal ( zat-zat pereaksi ) dan keadaan akhir ( zat-zat hasil reaksi ) dari suatu reaksi dan tidak tergantung pada jalannya reaksirdquo Pernyataan ini disebut Hukum Hess rumus yang dapat dipakai yaitu

ΔHreaksi = ΔH1 + ΔH2 +hellip

Menurut hukum Hess karena entalpi adalah fungsi keadaan perubahan entalpi dari suatu reaksi kimia adalah sama walaupun langkah-langkah yang digunakan untuk memperoleh produk berbeda Dengan kata lain hanya keadaan awal dan akhir yang berpengaruh terhadap perubahan entalpi bukan langkah-langkah yang dilakukan untuk mencapainya

Hal ini menyebabkan perubahan entalpi suatu reaksi dapat dihitung sekalipun tidak dapat diukur secara langsung Caranya adalah dengan melakukan operasi aritmatika pada beberapa persamaan reaksi yang perubahan entalpinya diketahui Persamaan-persamaan reaksi tersebut diatur sedemikian rupa sehingga penjumlahan semua persamaan akan menghasilkan reaksi yang kita inginkan Jika suatu persamaan reaksi

dikalikan (atau dibagi) dengan suatu angka perubahan entalpinya juga harus dikali (dibagi) Jika persamaan itu dibalik maka tanda perubahan entalpi harus dibalik pula (yaitu menjadi -ΔH) Berdasarkan Hukum Hess penentuan DH dapat dilakukan melalui 3 cara yaitu

1) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung melalui penjumlahan dari perubahan entalpi beberapa reaksi yang berhubungan

2) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung berdasarkan selisih entalpi pembentukan ( DHf o ) antara produk dan reaktan

3) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung berdasarkan data energi ikatan

Selain itu dengan menggunakan hukum Hess nilai ΔH juga dapat diketahui dengan pengurangan entalpi pembentukan produk-produk dikurangi entalpi pembentukan reaktan Secara matematis untuk reaksi-reaksi lainnya secara umum

Dengan mengetahui ΔHf (perubahan entalpi pembentukan) dari reaktan dan produknya dapat diramalkan perubahan entalpi reaksi apapun dengan rumus

ΔH=ΔHfP-ΔH fR

Perubahan entalpi suatu reaksi juga dapat diramalkan dari perubahan entalpi pembakaran reaktan dan produk dengan rumus

ΔH=-ΔHcP+ΔHcR

Konsep dari hukum Hess juga dapat diperluas untuk menghitung perubahan fungsi keadaan lainnya seperti entropi dan energi bebas Kedua aplikasi ini amat berguna karena besaran-besaran tersebut sulit atau tidak bisa diukur secara langsung sehingga perhitungan dengan hukum Hess digunakan sebagai salah satu cara menentukannya

Untuk perubahan entropi

middot ΔSo = Σ(ΔSfoproduk) - Σ(ΔSf

oreaktan)

middot ΔS = Σ(ΔSoproduk) - Σ(ΔSo

reaktan)

Untuk perubahan energi bebas

middot ΔGo = Σ(ΔGfoproduk) - Σ(ΔGf

oreaktan)

middot ΔG = Σ(ΔGoproduk) - Σ(ΔGo

reaktan)

VIII Penentuan ΔH Reaksi

Hukum Hess menyatakan bahwa perubahan entalpi tidak tergantung pada berapa banyak tahapan reaksi tetapi tergantung pada keadaan awal dan akhir Dengan kata lain untuk suatu reaksi keseluruhan tertentu perubahan entalpi selalu sama tak peduli apakah reaksi itu dilaksanakan secara langsung ataukah secara tak langsung dan lewat tahap-tahap yang berlainan

1 Penentuan ∆H Reaksi berdasarkan Eksperimen (Kalorimeter)

Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris merupakan penentuan yang didasarkan atau diukur dari perubahan suhu larutan dan kalorimeter dengan prinsip perpindahan kalor yaitu jumlah kalor yang diberikan sama dengan jumlah kalor yang diserap Kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi (tidak ada pertukaran materi maupun energi dengan lingkungan di luar kalorimeter) Dengan demikian semua kalor yang dibebaskan oleh reaksi yang terjadi dalam kalorimeter kita dapat menentukan jumlah kalor yang diserap oleh air serta perangkat kalorimeter berdasarkan rumus

qlarutan = m c ∆Tqkalorimeter = C ∆Tdimana q = jumlah kalorm = massa air (larutan) di dalam calorimeterc = kalor jenis air (larutan) di dalam calorimeterC = kapasitas kalor dari calorimeter∆T = kenaikan suhu larutan (kalorimeter)

Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka kalor reaksi sama dengan kalor yang diserap oleh larutan dan kalorimeter tetapi tandanya berbeda

Kalorimeter yang sering digunakan adalah kalorimeter bom Kalorimeter bom terdiri dari sebuah bom (wadah tempatberlangsungnya reaksi pembakaran biasanya terbuat dari berlangsungnya reaksi pembakaran biasanya terbuat dari bahan stainless steel) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah kedap panas Jadi kalor reaksi sama dengan

kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan

2 Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

Hukum Hess rdquo Kalor reaksi yang dilepas atau diserap hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhirrdquo Untuk mengubah zat A menjadi zat B (produk) diperlukan kalor reaksi sebesar ∆H Atau cara lain yaitu mengubah zat A menjadi zat B dengan kalor reaksi ∆H1 zat B diubah menjadi zat C dengan kalor reaksi ∆H2 dan zat C diubah menjadi zat D dengan kalor reaksi ∆H3 Sehingga harga perubahan entalpi adalah

∆Hreaksi = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3

Hal tersebut dapat dibuat siklus dan diagram tingkat energinya sebagaiberikut middot Siklus energi pembentukan zat D dari zat Amiddot Diagram tingkat energi pembentukan zat D dari zat A

Contoh Soal Diketahui data entalpi reaksi sebagai berikut Ca(s) + frac12 O2(g) rarr CaO(s) ∆H = - 6355 kJC(s) + O2(g) rarr CO2(g) ∆H = - 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(g) ∆H = - 12071 kJHitunglah perubahan entalpi reaksi CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s)

Penyelesaian CaO(s) rarr Ca(s) + frac12 O2(g) ∆H = + 6355 kJCO2(g) rarr C(s) + O2(g) ∆H = + 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 12071 kJ_________________________________________ _CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 1781 kJ

3 Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

Pembentukan Standar ( ∆Hof )

Cara lain perhitungan entalpi reaksi yaitu berdasarkan entalpi pembentukan standar( ∆Hof ) zat-zat yang ada pada reaksi tersebut

∆Hreaksi = sum∆Hof produk - sum∆Ho

f reaktan

TABEL ENTALPI PEMBENTUKAN BEBERAPA ZAT

Zat DHof ( kJmol ) Zat DHo

f ( kJmol )H2(g) 0 C2H4(g) + 525

O2(g) 0 CCl4(g) - 960C(s) 0 NH3(g) - 459H2O(g) - 2418 NO2(g) + 332H2O(l) - 2858 SO2(g) - 2968CO2(g) - 3935 HCl(g) - 923CO(g) -1105 NO(g) + 903

Contoh Soal Dari tabel entalpi pembentukan diatas tentukan

a ∆H reaksi pembakaran C2H4

b Tentukan jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran 56 g gas C2H4

c Reaksi pembakaran C2H4

a C2H4(g) + 3 O2(g)rarr2CO2(g) + 2H2O(l)

b ∆H reaksi = ∆Hof hasil reaksi - ∆Hof pereaksi

= ( 2 ∆Hof CO2 + 2 ∆Hof H2O ) ndash ( 1 ∆HofC2H4 + 3 ∆Hof O2)= ( 2 -3935 + 2 -2858 ) ndash ( 1 525 + 3 0 )= -787 ndash 5716 + 525= - 13061 kJmol

c Mr C2H4 = (2x12) + (4x1) = 28Mol C2H4 = 5628 = 2 mol∆H pembakaran 2 mol C2H4 = 2 mol x ( -13061 kJmol )

= -26122 kJ

Jadi pada pembakaran 56 gram gas C2H4 dibebaskan kalor sebesar = 26122 Kj

4 Penentuan ∆H Reaksi Dari Energi Ikatan

Reaksi kimia antarmolekul dapat dianggap berlangsung dalam 2 tahap yaitu

I Pemutusan ikatan pada pereaksi

II Pembentukan ikatan pada produk

Misalnya pada reaksi antara gas klorin dengan gas hidrogen membentuk gas hidrogen klorida dapat digambarkan sebagai berikut

Sesuai dengan hukum Hess ∆H reaksi total adalah ∆H tahap-I + ∆H tahap-II

∆H tahap-I = sum Energi ikatan pada pereaksi (yang putus)

∆H tahap-II = -sum Energi ikatan pada produk (yang terbentuk)

∆H reaksi = sum Energi ikatan pereaksi yang putus - sum Energi ikatan produk yang terbentuk

∆H reaksi = sum Eruas kiri - sum Eruas kanan

TABEL ENERGI IKATAN

Ikatan E (kJmol) Ikatan E (kJmol)H-H 436 O=O 498H-C 415 CequivN 891H-N 390 F-F 160C-C 345 Cl-Cl 243CequivC 837 H-Cl 432C-O 350 C=C 611C=O 741 I-I 150C-Cl 330 N=N 418O-H 450 C-F 485

Penyelesaian H ndash C ndash O-H +1 frac12 O=O rarr O=C=O +2H-O-H∆H reaksi = sumEpemutusan -sumEpembentukan

= (3Ec-H)+( 1EO-H) +(1EC-O)+ (1 frac12 EO=O) ndash (2EC=O) + (4EO-H)

= (3415)+(1460)+(1350)+1 frac12498) ndash(2741)+(4460)

= 2802-3322

= -520 kJmol

IX Energi Ikatan

Energi ikatan didefinisikan sebagai panas reaksi yang dihubungkan dengan pemecahan ikatan kimia dari molekul gas menjadi bagian-bagian gas Terkadang disebut juga entalpi ikatan nama yang sesungguhnya lebih tepat

Energi disosiasi ikatan (BE) dapat digunakan untuk menghitung panas reaksi yang dihubungkan dengan

ΔH0= - sum ni BEi + sum njBEj

dimana BE adalah energi ikatan per mol ikatan nj dan ni adalah jumlah mol ikatan yang pecah atau terbentuk dalam hal reaktan dan produk

Dalam hal yang sama data panas reaksi dapat juga digunakan untuk menghitung energi disosiasi ikatan dari setiap ikatan tertentu asal saja data lain dalam persamaan diketahui Satu hal yang harus diingat bahwa lingkungan sekeliling atom sangat mempengaruhi energy ikatan dari ikatan tertentu oleh karena itu harga yang diperoleh dari persamaan adalah harga rata-rata atau harga kira-kira

Walaupun energi ikatan adalah untuk molekul dalam fase gas tetapi harga kira-kira panas reaksi dapat dihitung dari fase terkondensasi dapat dikoreksi jika panas penguapan panas sublimasi dan lain-lain dapat diikutsertakan

Suatu reaksi yang DHndashnya ditentukan dengan menggunakan energi ikatan maka atom-atom yang terlibat dalam reaksi harus berwujud gas

Berdasarkan jenis dan letak atom terhadap atom-atom lain dalam molekulnya dikenal 3 jenis energi ikatan yaitu

a Energi Atomisasi

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan semua ikatan 1 mol molekul menjadi atom-atom bebas dalam keadaan gas

Energi atomisasi = jumlah seluruh ikatan atom-atom dalam 1 mol senyawa

b Energi Disosiasi Ikatan

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan salah 1 ikatan yang terdapat pada suatu molekul atau senyawa dalam keadaan gas

c Energi Ikatan Rata-Rata

Adalah energi rerata yang diperlukan untuk memutuskan ikatan atom-atom pada suatu senyawa ( notasinya = D ) Energi ikatan suatu molekul yang berwujud gas dapat ditentukan dari data entalpi pembentukan standar (DHf ) dan energi ikat unsur-unsurnya Prosesnya melalui 2 tahap yaitu

o Penguraian senyawa menjadi unsur-unsurnya

o Pengubahan unsur menjadi atom gas

Reaksi kimia pada dasarnya terdiri dari 2 proses

o Pemutusan ikatan pada pereaksi

o Pembentukan ikatan pada produk reaksi

Pada proses pemutusan ikatan = memerlukan energi

Pada proses pembentukan ikatan = membebaskan energi

1 Jenis-Jenis Kalor

Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan Energi kinetik ditimbulkan karena atomndashatom dan molekul-molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Sedangkan kalor adalah bentuk energi yang berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah Jika suatu benda menerima melepaskan kalor maka suhu benda itu akan naikturun atau wujud benda berubah

2 Kalor Pembentukan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembentukan 1 mol senyawa dariunsur-unsurnya pada suhu dan tekanan standar ( 25 oC 1 atm ) Entalpinya bisadilepaskan maupun diserap Satuannya adalah kJ mol Bentuk standar dari suatu unsur adalah bentuk yang paling stabil dari unsur itu pada keadaan standar ( 298 K 1 atm ) Jika perubahan entalpi pembentukan tidak diukur pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHf

Catatan

o DHf unsur bebas = nol

o Dalam entalpi pembentukan jumlah zat yang dihasilkan adalah 1 mol

o Dibentuk dari unsur-unsurnya dalam bentuk standar

3 Kalor Penguraian Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHd Satuannya = kJ mol Perubahan entalpi penguraian standar merupakan kebalikan dari perubahan entalpi pembentukan standar maka nilainya pun akan berlawanan tanda

Menurut Marquis de Laplace ldquo jumlah kalor yang dilepaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsur penyusunnya = jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsur penyusunnya ldquo Pernyataan ini disebut Hukum Laplace

4 Kalor Pembakaran Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembakaran 1 mol suatu zat secara sempurna pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHc Satuannya = kJ mol

5 Kalor Netralisasi Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHn Satuannya = kJ mol

6 Kalor Penguapan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran

tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHvap Satuannya = kJ mol

7 Kalor Peleburan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pencairan peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHfus Satuannya = kJ mol

8 Kalor Sublimasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsub Satuannya = kJ mol

9 Pelarutan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi ketika 1 mol zat melarut dalam suatu pelarut ( umumnya air ) pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsol Satuannya = kJ mol

BAB III

PENUTUP

I Kesimpulan

Singkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup termodinamika I kalor reaksi kerja entalpi kalorimeter hukum Hess penentuan DH reaksi energi ikatan dan jenis-jenis kalor merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Berdasarkan pembahasan yang tinjauan pustaka yang kami susun dalam makalah ini maka kami dapat menyimpulkan sebagai berikut

1 Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan

2 Berdasarkan perubahan entalpinya reaksi kimia dibedakan menjadi dua yaitu

a Reaksi Eksoterm dan

b Reaksi Endoterm

3 Sistem merupakan Pusat fokus perhatian yang diamati dalam suatu percobaanLingkungan merupakan hal-hal diluar sistem yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan Sistem dibedakan menjadi 3 macam

2 Sistem Terbuka

3 Sistem Tertutup

3 Sistem terisolasi

4 Dalam persamaan termokimia nilai DH yang dituliskan di persamaan termokimia disesuaikan dengan stoikiometri reaksinya artinya = jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi kimia = koefisien reaksinya ( fase reaktan maupun produk reaksinya harus dituliskan)

5 Ada beberapa jenis dalam menentukan Harga Perubahan Entalpi ∆H yaitu

a Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

b Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

c Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris

BAB IPENDAHULUAN

A Latar Belakang Masalah

Termokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energi panas dan energi kimia Sedangkan energi kimia didefinisikan sebagai energi yang dikandung setiap unsur atau senyawa Energi kimia yang terkandung dalam suatu zat adalah semacam energi potensial zat tersebut Energi potensial kimia yang terkandung dalam suatu zat disebut panas dalam atau entalpi dan dinyatakan dengan simbol H Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi Perubahan entalpi reaksi diberi simbol HΔ

Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika disebut termokimia Secara operasional termokimia berkaitan dengan pengukuran dan pernafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia perubahan keadaan dan pembentukan larutan

Termokimia merupakan pengetahuan dasar yang perlu diberikan atau yang dapat diperoleh dari reaksi-reaksi kimia tetapi juga perlu sebagai pengetahuan dasar untuk pengkajian teori ikatan kimia dan struktur kimia Fokus bahasan dalam termokimia adalah tentang jumlah kalor yang dapat dihasilkan oleh sejumlah tertentu pereaksi serta cara pengukuran kalor reaksi

Termokimia merupakan penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi kimia

Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan

Dengan kajian-kajian yang dilakukan mengenai pengaplikasian termokimia dalam kehidupan sehari-hari Dan untuk menguraikan permasalahan tersebut lebih detail lagi penulis mencoba membuat makalah yang isinya membahas tentang ldquoAplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-harirdquo

B Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dibiatkannya makalah ini adalah sebagai berikut

1) Dapat menjelaskan manfaat termokimia2) Mengetahui proses termokimia dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari3) Memahami materi-materi yang terkait dengan termokimia4) Memahami tentang termokimia lebih mendalam

C Manfaat Penulisan

Penulisan makalah ini memiliki manfaat sebagai berikut

1) Manfaat UmumMakalah hasil pengkajian penulis ini dapat menunjang materi pembelajaran

dan dapat dijadikan bahan baku referensi pembelajaran2) Manfaat Khusus

Penulis dapat menambah wawasan dan pengetahuan penulis serta dapat melatih penulis untuk memiliki rasa ingin tahu yang tinggi dan lebih telaten dalam mencari dan mengumpulkan sumber dan informasi selama melakukan pengkajian

3) Manfaat untuk penulis yang akan datingMakalah hasil pengkajian sebelumnya dapat dijadikan bahan referensi

sumber untuk pembuatan makalah selanjutnya dan dapat memberi gambaran dalam pengkajian yang akan dilakukannya

BAB IIISI

A Manfaat Termokimia

Manfaat positif dari termokimia yaitu

a) Dapat mempelajari suatu bentuk energi yang dibutuhkan oleh manusia untuk bergerak dalam bentuk energi kinetik dan tambahan-tambahan dalam melakukan proses fotosintesis yang membutuhkan eergi dari sinar matahari

b) Dapat mempelajari suatu sistem atau bagian alam semasta yang menjadi objek penelitian serta lingkungan atau bagian alam semesta yang berinteraksi dengan satu sistem

B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari1 Gas Elpiji

Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara

C4H10 + Udara ndashgt CO2 + H20 + N2Untuk mempermudah udara sepenuhnya bergantung dari oksigenC4H10 + (132)O2 ndashgt 4CO2 + 5H2O

Untuk reaksi sempurna dengan udaraC4H10 + (O2 + 376 N2) ndashgt CO2 + H20 + 376N2PenyetaraanC4H10 + 132(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)376N2

Reaksi juga bisa melibatkan bentuk tidak sempurna misal memerlukan 200 udaraC4H10 + 13(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)O2 + (132)376N2

Pembakaran ini pun bisa melibatkan beberapa fraksi karena elpiji biasanya tidak murni hanya bahan bakar butana

2 ThermometerTermometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur suhuCara kerja thermometerKetika temperature naik cairan dibola tabung mengembang lebih banyak daripada gelas yang menutupinya Hasilnya benang cairan yang tipis dipaksa ke atas secara kapiler Sebaliknya ketika temperature turun cairan mengerut dan cairan yang tipis ditabung bergerak kembali turun Gerakan ujung cairan tipis yang dinamakan meniscus dibaca terhadap skala yang menunjukkan temperatureZat untuk thermometer haruslah zat cair dengan sifat termometrik artinya mengalami perubahan fisis pada saat dipanaskan atau didinginkan misalnya raksa dan alkohol Zat cai tersebut memiliki dua titik tetap (fixed points) yaitu titik tertinggi dan titik terendah Misalnya titik didih air dan titik lebur es untuk suhu yang tidak terlalu tinggi Setelah itu pembagian dilakukan diantara kedua titik tetap menjadi bagian-bagian yang sama besar misalnya thermometer skala celcius dengan 100 bagian yang setiap bagiannya sebesar 1C

3 Pembakaran Batu BaraBatubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi

CaCO3(s) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + CO2(g)

Ca(OH)2(aq) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + H2O( 1048641)Namun biaya operasional desulfurisasi dan pembuangan deposit padatan kembali menjadi masalah baru Untuk meningkatkan nilai dari batubara dan menghilangkan pencemar SO2 dilakukan rekayasa batubara seperti gasifikasi dan reaksi karbon-uap Pada gasifikasi molekul-molekul besar dalam batubara dipecah melalui pemanasan pada suhu tinggi (600degC ndash 800degC) sehingga dihasilkan bahan bakar berupa gas Reaksinya adalah sebagai berikutBatubara(s) batubara cair (mudah menguap) CH4(g) + C(s)Arang yang terbentuk direaksikan dengan uap air menghasilkan campuran gas CO dan H2 yang disebut gas sintetik ReaksinyaC(s) + H2O() CO(g) + H2(g) ΔH = 175 kJ molndash1Untuk meningkatkan nilai gas sintetik gas CO diubah menjadi bahan bakar lain Misalnya gas CO direaksikan dengan uap air menjadi CO2 dan H2 ReaksinyaCO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH = ndash41 kJ molndash1Gas CO2 yang dihasilkan selanjutnya dipisahkan Campuran gas COdan H2 yang telah diperkaya akan bereaksi membentuk metana dan uapair Reaksinya

CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1

Setelah H2O diuapkan akan diperoleh CH4 yang disebut gas alam sintetik Dengan demikian batubara dapat diubah menjadi metana melalui proses pemisahan batubara cair

C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Berdasarkan perpindahan energinya atau perubahan entalpinya ada dua jenis reaksi

1) Reaksi eksoterm yaitu reaksi yang membebaskan kalor kalor mengalir dari sistem ke lingkungan (terjadi penurunan entalpi) entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Pada reaksi eksoterm umumnya suhu sistem menjadi naik adanya kenaikan suhu inilah yang menyebabkan sistem melepas kalor ke lingkunganReaksi eksoterm DH = HP - HR lt 0 atau DH = (-)

2) Reaksi Endoterm yaitu reaksi yang memerlukan kalor kalor mengalir dari lingkungan ke sistem (terjadi kenaikan entalpi) entalpi produk lebih besar daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda positif Pada reaksi endoterm umumnya suhu sistem terjadi penurunan adanya penurunan suhu inilah yang menyebabkan sistem menyerap kalor dari lingkungan

Reaksi endoterm DH = HP - HR gt 0 atau DH = (+)

D Hukum Dalam Termokimia

Dalam mempelajari reaksi kimia dan energi kita perlu memahami hukum-hukum yang mendasari tentang perubahan dan energi

a Hukum kekekalan energyDalam perubahan kimia atau fisika energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentu lainnya Hukum ini merupakan hukum termodinamika pertama dan menjadi dasar pengembangan hukum tentang energi selanjutnya seperti konversi energi

b Hukum LaplaceHukum ini diajukan oleh Marquis de Laplace dan dia menyatakan bahwa jumlah kalor yang dilepaskan dalam pembentukan sebuah senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menguraikan senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnyaPanjabaran dari hukum ini untuk entalphi reaksi H dan kalor reaksiΔC + O2 rarr CO2 H = -94 KkalΔCO2 rarr C + O2 H = +94 KkalΔSedangkan untuk kalor reaksiC + O2 rarr CO2 -94 KkalCO2 rarr C + O2 +94 KkalUntuk reaksi pertama unsur C bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan karbondioksida dan kalor sebesar 94 Kkal Sedangkan reaksi kedua karbondioksida terurai menjadi unsur C dan gas oksigen dengan membutuhkan kalor sebesar 94 KkalDari sisi tanda tampak jelas perbedaan antara entalphi reaksi dengan kalor reaksi jika entalphi bernilai positif maka kalor reaksi bernilai negatif demikian pula sebaliknya jika entalphi negatif maka kalor reaksi positif

c Hukum HessHukum ini diajukan oleh Germain Hess dia menyatakan bahwa entalphi reaksi ( H)Δ hanya tergantung pada keadaan awal reaksi dan hasil reaksi dan tidak bergantung pada jalannya reaksi

Jika suatu reaksi merupakan penjumlahan aljabar dari dua atau lebih reaksi maka perubahan entalphi ( H) atau kalor reaksinya juga merupakan penjumlahanΔ aljabar dari ( H) yang menyertai reaksi Untuk lebih mudah memahaminya kitaΔ perhatikan Bagan 1017

Berdasarkan persamaan reaksi gas karbon dioksida dapat terbentuk melalui dua tahap yang pertama pembentukan karbonmonoksida dari unsur-unsurnya dan dilanjutkan dengan oksidasi dari karbonmonoksida menjadi karbondioksida

Penjumlahan aljabar HΔ reaksi dari setiap tahap reaksi juga dilakukan sesuai dengan tahap reaksi maka HΔ reaksi dari pembentukan gas Karbon dioksida juga dapat dilakukanBerdasarkan berbagai jenis reaksi maka kita juga dapat mengembangkan jenis kalor reaksi atau H yang disesuaikan dengan jenis reaksinya ada empat jenis kalor reaksiΔ yaitu kalor reaksi pembentukan penguraian pembakaran dan pelarutan Keempat klasifikasi tersebut disederhanakan dalam bagan pada Bagan 1018

E Energi IkatanPada dasarnya reaksi kimia terdiri dari dua proses yaitu pemutusan ikatan

antar atom-atom dari senyawa yang bereaksi (proses yang memerlukan energi) dan penggabungan ikatan kembali dari atom-atom yang terlibat reaksi sehingga membentuk susunan baru (proses yang membebaskan energi)

Perubahan entalpi reaksi dapat dihitung dengan menggunakan data energi ikatan Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan oleh satu molekul gas menjadi atom-atom dalam keadaan gas Harga energi ikatan selalu positif dengan satuan kJ atau kkal serta diukur pada kondisi zat-zat berwujud gas

Entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga energi ikatan rata-rata sering berbeda dari entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga entalpi pembentukan standar Perbedaan ini terjadi karena energi ikatan yang terdapat dalam suatu tabel adalah energi ikatan rata-rata Energi ikatan C ndash H dalam contoh di atas bukan ikatan C ndash H dalam CH4 melainkan energi ikatan rata-rata C ndash H CH4(g) CH3(g) + H(g) H = +424 kJmolCH3(g) CH2(g) + H(g) H = +480 kJmolCH2(g) CH(g) + H(g) H = +425 kJmolCH(g) C(g) + H(g) H = +335 kJmolJadi energi ikatan rata-rata dari ikatan C ndash H adalah 416 kJmol Sedangkan energiikatan C ndash H yang dipakai di atas adalah +413 kJmol

Bahan Bakar dan Perubahan Entalpi Reaksi pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen Biasanya reaksi semacam ini digunakan untuk menghasilkan energi Bahan bakar adalah merupakan suatu senyawa yang bila dilakukan pembakaran terhadapnya dihasilkan kalor yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan

Jenis bahan bakar yang banyak kita kenal adalah bahan bakar fosil Bahan bakar fosil berasal dari pelapukan sisa organisme baik tumbuhan maupun hewan yang memerlukan waktu ribuan sampai jutaan tahun contohnya minyak bumi dan batu bara

Namun selain bahan bakar fosil dewasa ini telah dikembangkan pula bahan bakar jenis lain misalnya alkohol dan hidrogen Hidrogen cair dengan oksigen cair bersama-sama telah digunakan pada pesawat ulang-alik sebagai bahan bakar roket

pendorongnya Pembakaran hidrogen tidak memberi dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air

Matahari adalah umber energi terbesar di bumi tetapi penggunaan energi surya belum komersial Dewasa ini penggunaan energi surya yang komersial adalah untuk pemanas air rumah tangga (solar water heater) Nilai kalor dari bahan bakar umumnya dinyatakan dalam satuan kJgram yang menyatakan berapa kJ kalor yang dapat dihasilkan dari pembakaran 1 gram bahan bakar tersebut Contoh nilai kalor bahan bakar bensin adalah 48 kJg artinya setiap pembakaran sempurna 1 gram bensin akan dihasilkan kalor sebesar 48 kJ Pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan atau dalam industri umumnya tidak terbakar sempurna Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon (bahan bakar fosil) membentuk karbon dioksida dan uap air

Sedangkan pembakaran tidak sempurnanya menghasilkan karbon monoksida dan uap air Pembakaran tak sempurna mengurangi efisiensi bahan bakar kalor yang dihasilkan akan lebih sedikit dibandingkan apabila zat itu terbakar sempurna Kerugian lainnya adalah dihasilkannya gas karbon monoksida (CO) yang bersifat racun

BAB IIIPENUTUP

A KesimpulanSingkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar

yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup Reaksi endoterm Hukum dalam termokimia Energi ikatan dan arah proses merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Didalam termokimia ada istilah sistem dan lingkungan Sistem yang dimaksud adalah bagian dari alam yang dipelajari atau yang manjadi pokok perhatian dalam termokimia yang dipelajari yaitu perubahan energinya Sedangkan lingkungan yang dimaksud adalah segala sesuatu di luar sistem dengan apa sistem melakukan dan mengadakan pertukaran energi Energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha Energi hanya dapat diubah bentuknya dari bentuk yang satu dengan yang lainnya Misalnya pada pembangkit tenaga uap perubahan energi dimulai dari energi panas yang terbentuk di

boiler berubah menjadi energi mekanik pada turbin dan energi mekanik diubah menjadi energi listrik pada generator

TUGAS PENDAHULUAN (TERMOKIMIA)

1 Apa yang dimaksud dengan kalor kalorimeter dan kalorimetri 2 Sebutkan dan Jelaskan fungsi setiap alat dan bahan dalam percobaan termokimia 3 Gambarkan rangkaian alat kalorimeter smenarik mungkin dan berikan keterangan 4 Tuliskan hukum termodinamika dan jelaskan hubungannya antara rekasi eksoterm dan reaksi

endoterm 5 Perhitungkan secara teoritis (data setiap parameter yang anda cari direferensi) kalor reaksi

penetralan HCl dan NaOH 6

Nb Margin 4 3 3 3Sampul Pink Tulis TanganSiapkan MSDS dan Bagan Kerja (Print)

• Termokimia
• BAB I PENDAHULUAN
• • A Latar Belakang Masalah
  • Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan
  • B Tujuan Penulisan
  • C Manfaat Penulisan
  • • BAB II ISI
    • • A Manfaat Termokimia
      • • B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari
        • 1 Gas Elpiji
        • Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara
        • 3 Pembakaran Batu Bara
        • Batubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi
        • CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1
        • C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Dimana ∆U = perubahan tenaga dakhil sistemQ = panas yang masukkeluar dari sistemW = Usaha yang dilakukan thp system

Tenaga dakhil adalah jumlah tenaga kinetik dan tenaga potensial molekul-molekulnya (pada gas sempurna molekulnya tidak tarik-menarik) Perumusan di atas tidak meninjau kemungkinan sistem yg bergerak nisbi terhadap lingkungan Mekanika ∆Ek = W (tenaga kinetik benda = usaha yg dilakukan thp sistem) Termodinamika W-nya (-) agrave ∆Ek = -W

Pada suatu proses tenaga kinetik maupun tenaga dakhil dapat berubah yg disebabkan oleh arus panas ataupun usaha Sehingga hukum pertama dapat ditulis

∆U + ∆Ek = Q ndash Wt

Dimana

Wt = Usaha total (usaha sistem sendiri juga gaya-gaya yg lain)

Usaha tersebut karena gaya konservatif maupun nonkonservatif

Wt = Wk + Wnk

Dengan rumus hukum pertama termodinamika berubah Menurut mekanika besar usaha oleh gaya konservatif misalnya gaya gravitasi Wk = -∆Ep pada termodinamika menjadi Wk = ∆Ep

∆U + ∆Ek + ∆EP = Q ndash Wnk

III Kalor Reaksi

Perubahan energi dalam reaksi kimia selalu dapat dibuat sebagai panas sebab itu lebih tepat bila istilahnya disebut panas reaksi Kebanyakan reaksi kimia tidaklah tertutup dari dunia luar Bila temperatur dari campuran reaksi naik dan energi potensial dari zat-zat kimia yang bersangkutan turun maka disebut sebagai reaksi eksoterm Namun bila pada pada suatu reaksi temperatur dari campuran turun dan energi potensial dari zat-zat yang ikut dalam reaksi naik maka disebut sebagai reaksi endoterm

Ada beberapa macam jenis perubahan pada suatu sistem Salah satunya adalah sistim terbuka yaitu ketika massa panas dan kerja dapat berubah-ubah Ada juga sistim tertutup dimana tidak ada perubahan massa tetapi hanya panas dan kerja saja Sementara perubahan adiabatis merupakan suatu keadaan dimana sistim diisolasi dari lingkungan sehingga tidak ada panas yang dapat mengalir Kemudian ada pula perubahan yang terjadi pada temperature tetap yang dinamakan perubahan isotermik

Pada perubahan suhu ditandai dengan ∆t (t menunjukkan temperatur) dihitung dengan cara mengurangi temperatur akhir dengan temperatur mula-mula

∆t = takhir ndash tmula-mula

Demikian juga perubahan energi potensial

∆(EP) = (EP)akhir ndash (EP)mula-mula

Dari definisi ini didapat suatu kesepakatan dalam tanda aljabar untuk perubahan eksoterm dan endoterm Dalam perubahan eksotermik energi potensial dari hasil reaksi lebih rendah dari energi potensial pereaksi berarti EPakhir lebih rendah dari EPmula-mula Sehingga harga ∆(EP) mempunyai harga negatif Pada reaksi endoterm terjadi kebalikannya sehingga harga ∆(EP) adalah positif

Pada suatu reaksi reaksi pembentukannya didefinisikan sebagai reaksi yang membentuk senyawa tunggal dari unsur-unsur penyusunnya (contoh C + frac12O2 + 2H2rarr CH3OH) Sementara panas pembentukannya didasarkan pada 1 mol senyawa terbentuk Panas pembentukan standar yaitu 29815 K (∆Hdegf298)

Panas standar adalah pada 25degC seperti contoh reaksi

middot 4HCl(g) rarr 2H2(g) + 2Cl2(g) ∆Hdeg298 = (4)(92307)

middot 2H2(g) + O2(g) rarr 2H2O(g) ∆Hdeg298 = (2)(-241818)

Sementara panas reaksi pada temperatur tidak standar

middot DHOT = DH0

298 + ograveT298 D Cp dT

Dapat disimpulkan bahwa kalor reaksi (∆H) adalah kalor yang diserap (diperlukan) atau dilepaskan (dihasilkan) dalam reaksi disebut juga perubahan entalpi Pada beberapa reaksi kimia jumlah kalor reaksi dapat diukur melallui suatu percobaan di dalam laboratorium Pengukuran kalor reaksi tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan alat yang disebut kalorimeter Kalorimeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang diberikan atau diambil dalam suatu proses tertentu Sebuah termometer sederhana terdiri dari bejana terisolasi alat pengaduk dan termometer

IV Kerja

Istilah kerja merupakan konsep yang telah didefinisikan oleh ilmu utama mekanika Dalam termodinamika kerja secara umum didefinisikan sebagai gaya kali jarak Jika perpindahan jarak akibat gaya F adalah sebesar ds (ds=distancejarak) maka kerja yang dilakukan

DW= F ds

Simbol DW digunakan untuk jumlah kecil dari kerja dan merupakan fungsi yang tidak pasti karena kerja yang dilakukan tergantung pada jalannya reaksi Terdapat berbagai jenis kerja yang didefinisikan dengan persamaan

Kerja mekanik DW = F ds

Kerja ekspansi DW = p dV

Kerja gravitasi DW = mgdh

Kerja permukaan DW = γ dA

Kerja listrik DW = e dq

Sejumlah kecil tidak terhingga dari kerja dw dapat dilakukan oleh sistem yang bersangkutan pada lingkungannya atau oleh lingkunganya pada sistem itu Rekomendasi IUPAC 1970 adalah untuk mengambil dw positif dalam kasus yang terakhir dan negatif dalam kasus sebelumnya

yakni kerja positif dilakukan pada sistem Asal perubahan yang terjadi itu lambat dan tanpa gesekan kerja biasanya dapat dinyatakan dalam bentuk

Dw = ydx

atau sebagai jumlah suku-suku seperti

dw = sum yidxi

yi dan xi masing-masing adalah gaya dalam bentuk umum dan perpindahannya Misalnya kerja yang dilakukan pada benda dengan kenaikan yang kecil tidak terhingga dari volumenya dV terhadap tekanan

yang melawannya p adalah Denikian pula kerja yang dilakukan pada fase homogeny bila ia meningkatkan luas permukaannya dengan dA adalah +γ dA γ adalah tegangan permukaan terhadap lingkungan khusus itu Bila suatu sistem seperti sel galvani mengakibatkan dQ coulomb listrik mengalir ke dalam kondensor yang antara pelat-pelatnya terdapat tegangan E volt kerja yang dilakukan pada sel galvani adalah ndashEdQ joule (Bersamaan dengan itu atmosfer melakukan sejumlah kerja ndashpdV pada sel dV adalah perubahan volume sel selama proses kimia yang bersangkutan) Pernyataan-pernyataan serupa dapat diperoleh bagi peregangan kawat kerja magnetisasi dan sebagainya

Tanda yang akan digunakan selanjutnya adalah

a Kerja adalah positif jika sistem melakukan kerja terhadap sekeliling

b Kerja adalah negatif jika kerja dilakukan terhadap sistem oleh sekeliling

Kerja total yang dilakukan sistem dapat diperoleh dengan mengintegrasikan persamaan di atas Sebagai contoh kerja ekspansi diberikan sebagai

Dapat dicatat bahwa semua bentuk kerja dapat saling dipertukarkan dengan menggunakan sarana mekanik sederhana seperti kerekan tanpa gesekan motor listrik dan sebagainya Bila istilah lsquokerjarsquo dipakai dengan benar bentuk apa pun kerja yang kita bahas selalu dapat diubah (karena saling dipertukarkan) untuk mengangkat sebuah beban Dalam kebanyakan sistem kimia selain sel galvani kerja perubahan volume adalah satu-satunya bentuk kerja yang sebagian besar dapat dirasakan Tetapi

kemungkinan bahwa bentuk lain menjadi penting harus selalu diingat dalam pendekatan masalah baru Dalam hal itu mungkin perlu untuk memperkenalkan variable keadaan tambahan misalnya luas permukaan dari sistem atau kuat medan magnetik

Dalam penggunaan pernyataan dw = ydx biasanya perlu dirincikan bahwa proses yang bersangkutan adalah lambat jika tidak ada kekaburan tentang nilai gaya y Misalnya bila suatu gas mengembang atau mengempis dengan tiba-tiba tekanan dalamnya tidak sama dengan gaya luar per satuan luas dan memang tekanannya berubah dari satu daerah gas ke daerah lainnya Di sini terjadi percepatan dan kerja dilakukan dalam menciptakan energi kinetik Kesulitan ini hilang bilang perubahan-perubahannya berlaku lambat sekali dan bila gesekan tidak ada karena gaya-gaya yang sebaliknya mendekati kesetaraan

Dalam termokimia ada dua hal yang perlu diperhatikan yang menyangkut perpindahan energi yaitu sistem dan lingkungan Segala sesuatu yang menjadi pusat perhatian dalam mempelajari perubahan energi disebut sistem sedangkan hal-hal yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem disebut lingkungan

Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan sistem dibedakan menjadi tiga macam yaitu

1 Sistem Terbuka

Sistem terbuka adalah suatu sistem yang memungkinkan terjadi perpindahan energi dan zat (materi) antara lingkungan dengan sistem Pertukaran materi artinya ada hasil reaksi yang dapat meninggalkan sistem (wadah reaksi) misalnya gas atau ada sesuatu dari lingkungan yang dapat memasuki sistem

2 Sistem Tertutup

Suatu sistem yang antara sistem dan lingkungan dapat terjadi perpindahan energi tetapi tidak dapat terjadi pertukaran materi disebut sistem tertutup

3 Sistem Terisolasi

Sistem terisolasi merupakan sistem yang tidak memungkinkan terjadinya perpindahan energi dan materi antara sistem dengan lingkungan

Energi adalah kapasitas untuk melakukan kerja (w) atau menghasilkan panas (kalor=q) Pertukaran energi antara sistem dan lingkungan dapat berupa kalor (q) atau bentuk energi lainnya yang secara kolektif kita sebut kerja (w) Energi yang dipindahkan dalam bentuk kerja atau dalam bentuk kalor yang memengaruhi jumlah total energi yang terdapat dalam sistem disebut energi dalam (internal energy) Kerja adalah suatu bentuk pertukaran energi antara sistem dan lingkungan di luar kalor Salah satu bentuk kerja yang sering menyertai reaksi kimia adalah kerja tekanan-volum yaitu kerja yang berkaitan dengan pertambahan atau pengurangan volum sistem

V Entalpi

Entalpi (H) adalah jumlah total dari semua bentuk energi Entalpi (H) suatu zat ditentukan oleh jumlah energi dan semua bentuk energi yang dimiliki zat yang jumlahnya tidak dapat diukur dan akan tetap konstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar dari zat Energi kinetik ditimbulkan karena atom ndash atom dan molekul molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Entalpi akan tetap konstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar dari zat Misalnya entalpi untuk air dapat ditulis H H20 (l) dan untuk es ditulis H H20 (s)

Untuk menyatakan kalor reaksi pada tekanan tetap (qp ) digunakan besaran yang disebut Entalpi ( H )

H = E + ( PV )DH = DE + ( P DV )DH = (q + w ) + ( P DV )DH = qp ndash ( P DV ) + ( P DV )DH = qp

Untuk reaksi kimia DH = Hp ndash HrHp = entalpi produkHr = entalpi reaktan

Reaksi pada tekanan tetap qp = DH ( perubahan entalpi )Reaksi pada volume tetap qv = DE ( perubahan energi dalam )

Perubahan kalor atau entalpi yang terjadi selama proses penerimaan atau pelepasan kalor dinyatakan dengan rdquo perubahan entalpi (ΔH) rdquo Harga entalpi zat sebenarnya tidak dapat ditentukan atau diukur Tetapi ΔH dapat

ditentukan dengan cara mengukur jumlah kalor yang diserap sistem Misalnya pada perubahan es menjadi air yaitu 89 kalorigram Pada perubahan es menjadi air ΔH adalah positif karena entalpi hasil perubahan entalpi air lebih besar dari pada entalpi es Pada perubahan kimia selalu terjadi perubahan entalpi Besarnya perubahan entalpi adalah sama besar dengan selisih antara entalpi hasil reaksi dan jumlah entalpi pereaksi

Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan Energi kinetik ditimbulkan karena atom ndash atom dan molekul-molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Entalpi akan tetap konstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar dari zat Misalnya entalpi untuk air dapat ditulis H H20 (l) dan untuk es ditulis H H20 (s)

Entalpi (H) suatu zat ditentukan oleh jumlah energi dan semua bentuk energi yang dimiliki zat yang jumlahnya tidak dapat diukur Perubahan kalor atau entalpi yang terjadi selama proses penerimaan atau pelepasan kalor dinyatakan dengan rdquo perubahan entalpi (ΔH) rdquo Misalnya pada perubahan es menjadi air maka dapat ditulis sebagai berikut

Δ H = H H20 (l) -H H20 (s)

Apabila kita amati reaksi pembakaran bensin di dalam mesin motor Sebagian energi kimia yang dikandung bensin ketika bensin terbakar diubah menjadi energi panas dan energi mekanik untuk menggerakkan motor Demikian juga pada mekanisme kerja sel aki Pada saat sel aki bekerja energi kimia diubah menjadi energi listrik energi panas yang dipakai untuk membakar bensin dan reaksi pembakaran bensin menghasilkan gas menggerakkan piston sehingga menggerakkan roda motor

Harga entalpi zat sebenarnya tidak dapat ditentukan atau diukur Tetapi ΔH dapat ditentukan dengan cara mengukur jumlah kalor yang diserap sistem Misalnya pada perubahan es menjadi air yaitu 89 kalorigram Pada perubahan es menjadi air ΔH adalah positif karena entalpi hasil perubahan entalpi air lebih besar dari pada entalpi es

Termokimia merupakan bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan entalpi yang menyertai suatu reaksi Pada perubahan kimia selalu terjadi perubahan entalpi Besarnya perubahan entalpi adalah sama

besar dengan selisih antara entalpi hasil reaksi dam jumlah entalpi pereaksi

Pada reaksi endoterm entalpi sesudah reaksi menjadi lebih besar sehingga ΔH positif Sedangkan pada reaksi eksoterm entalpi sesudah reaksi menjadi lebih kecil sehingga ΔH negatif Perubahan entalpi pada suatu reaksi disebut kalor reaksi Kalor reaksi untuk reaksi-reaksi yang khas disebut dengan nama yang khas pula misalnya kalor pembentukankalor penguraian kalor pembakaran kalor pelarutan dan sebagainya

1 Entalpi Pembentukan Standar (ΔHf)

Entalpi pembentukan standar suatu senyawa menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk proses pembentukan 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya yang stabil pada keadaan standar (STP) Entalpi pembentukan standar diberi simbol (ΔH

f) simbol f berasal dari kata formation yang berarti pembentukan Contoh unsur-unsur yang stabil pada keadaan standar yaitu H2O2CN2AgCl2Br2SNaCa dan Hg

2 Entalpi Penguraian Standar (ΔHd)

Entalpi penguraian standar suatu senyawa menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk proses penguraian 1 mol senyawa dari unsure-unsurnya yang stabil pada keadaan standar (STP) Entalpi penguraian standar diberi simbol (ΔH

d) simbol d berasal dari kata decomposition yang berarti penguraian

Menurut Hukum Laplace jumlah kalor yang dibebaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnya Jadi entalpi penguraian merupakan kebalikan dari entalpi pembentukan senyawa yang sama Dengan demikian jumlah kalornya sama tetapi tandanya berlawanan karena reaksinya berlawanan arah

3 Entalpi Pembakaran Standar (ΔHc)

Entalpi pembakaran standar suatu senyawa menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk proses pembakaran 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya yang stabil pada keadaan standar (STP) Entalpi penguraian standar diberi simbol (ΔH

c) simbol d berasal dari kata combustion yang berarti pembakaranPembakaran selalu membebaskan kalor sehingga nilai entalpipembakaran selallu negatif (eksoterm)

4 Entalpi Pelarutan Standar (ΔHs)

Entalpi pelarutan standar menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk melarutkan 1 mol zat pada keadaan standar (STP) Entalpi penguraian standar diberi simbol (ΔH

s) simbol s berasal dari kata solvation yang berarti pelarutan

5 Entalpi Netralisasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHn Satuannya = kJ mol

6 Entalpi Penguapan Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHvap Satuannya = kJ mol

7 Entalpi Peleburan Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada pencairan peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHfus Satuannya = kJ mol

8 Entalpi Sublimasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsub Satuannya = kJ mol

VI Kalorimeter

Kalorimetri yaitu cara penentuan kalor reaksi dengan menggunakan kalorimeterPerubahan entalpi adalah perubahan kalor yang diukur pada tekanan konstan untuk menentukan perubahan entalpi dilakukan dengan cara yang sama dengan penentuan perubahan kalor yang dilakukan pada

tekanan konstan Perubahan kalor pada suatu reaksi dapat diukur melalui pengukuran perubahan suhu yang terjadi pada reaksi tersebut Pengukuran perubahan kalor dapat dilakukan dengan alat yang disebutkalorimeter

Kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi ( tidak ada perpindahan materi maupun energi dengan lingkungan di luar kalorimeter ) Kalorimeter terbagi menjadi dua yaitu kalorimeter bom dan kalorimeter sederhana Jika dua buah zat atau lebih dicampur menjadi satu maka zat yang suhunya tinggi akan melepaskan kalor sedangkan zat yang suhunya rendah akan menerima kalor sampai tercapai kesetimbangan termal

Menurut azas Black Kalor yang dilepas = kalor yang diterimaRumus yang digunakan adalah

dengan q = jumlah kalor ( J )m = massa zat ( g )DT = perubahan suhu ( oC atau K )c = kalor jenis ( J goC ) atau ( J g K )C = kapasitas kalor ( J oC ) atau ( J K )

Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka kalor reaksi = kalor yang diserap dibebaskan oleh larutan dan kalorimeter

tetapi tandanya berbeda

Beberapa jenis kalorimeter

1 Kalorimeter bom

Kalorimeter bom adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor (nilai kalori) yang dibebaskan pada pembakaran sempurna (dalam O2 berlebih) suatu senyawa bahan makanan bahan bakar atau khusus digunakan untuk menentukan kalor dari reaksi-reaksi pembakaran Kalorimeter ini terdiri dari sebuah bom (tempat berlangsungnya reaksi pembakaran terbuat dari bahan stainless steel dan diisi dengan gas oksigen pada tekanan tinggi ) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah yang kedap panas Sejumlah sampel ditempatkan pada tabung beroksigen yang tercelup dalam medium penyerap kalor (kalorimeter) dan sampel akan terbakar oleh api listrikdari kawat logam terpasang dalam tabung Reaksi pembakaran yang terjadi di dalam bom akan menghasilkan

kalor dan diserap oleh air dan bom Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka

Jumlah kalor yang diserap oleh air dapat dihitung dengan rumus

qair = m x c x DT

dengan

m = massa air dalam kalorimeter ( g )

c = kalor jenis air dalam kalorimeter (J goC ) atau ( J g K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Jumlah kalor yang diserap oleh bom dapat dihitung dengan rumus

qbom = Cbom x DT

dengan

Cbom = kapasitas kalor bom ( J oC ) atau ( J K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Reaksi yang berlangsung pada kalorimeter bom berlangsung pada volume tetap (DV = nol ) Oleh karena itu perubahan kalor yang terjadi di dalam sistem = perubahan energi dalamnya

DE = q + w dimana w = - P DV ( jika DV = nol maka w = nol )

maka DE = qv

Kalorimeter makanan adalah alat untuk menentukan nilai kalor zat makanankarbohidrat protein atau lemak Alat ini terdiri dari sebuah tabung kaca yang tingginya kurang lebih 19 cm dan garis menengahnya kurang lebih 75 cm Bagian dasarnya melengkung ke atas membentuk sebuah penyungkup Penyungkup ini disumbat dengan sebuah sumbat karet yang yang berlubang di bagian tengah Bagian atas tabung kaca ini ditutup dengan lempeng ebonit yang bundar Di dalam tabung kaca itu terdapat sebuah pengaduk yang tangkainya menembus tutup ebonit juga terdapat sebuah pipa spiraldari tembaga Ujung bawah pipa spiral itu

menembus lubang sumbat karet pada penyungkup dan ujung atasnya menembus tutup ebonit bagian tengah Pada tutup ebonit itu masih terdapat lagi sebuah lubang tempat untuk memasukkan sebuah termometer ke dalam tabung kaca Tabung kaca itu diletakkan di atas sebuah kepingasbes dan ditahan oleh 3 buah keping Keping itu berbentuk bujur sangkar yang sisinya kurang lebih 95 cm Di bawah keping asbes itu terdapat kabel listrik yang akan dihubungkan dengan sumber listrik bila digunakan Di atas keping asbes itu terdapat sebuah cawan aluminium Di atas cawan itu tergantung sebuah kawat nikelin yang berhubungan dengan kabel listrik di bawah keping asbes Kawat nikelin itulah yang akan menyalakan makanan dalam cawan bila berpijar oleh arus listrik Dekat cawan terdapat pipa logam untuk mengalirkan oksigen

2 Kalorimeter Sederhana

Pengukuran kalor reaksi selain kalor reaksi pembakaran dapat dilakukan dengan menggunakan kalorimeter pada tekanan tetap yaitu dengan kalorimeter sederhana yang dibuat dari gelas stirofoam Kalorimeter ini biasanya dipakai untuk mengukur kalor reaksi yang reaksinya berlangsung dalam fase larutan ( misalnya reaksi netralisasi asam ndash basa netralisasi pelarutan dan pengendapan )

Pada kalorimeter ini kalor reaksi = jumlah kalor yang diserap dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan

qreaksi = - (qlarutan + qkalorimeter )

qkalorimeter = Ckalorimeter x DT

dengan

Ckalorimeter = kapasitas kalor kalorimeter ( J oC ) atau ( J K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Jika harga kapasitas kalor kalorimeter sangat kecil maka dapat diabaikan sehingga perubahan kalor dapat dianggap hanya berakibat pada kenaikan suhu larutan dalam kalorimeter

qreaksi = - qlarutan qlarutan = m x c x DT

dengan m = massa larutan dalam kalorimeter ( g )c = kalor jenis larutan dalam kalorimeter (J goC ) atau ( J g K )DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Pada kalorimeter ini reaksi berlangsung pada tekanan tetap (DP = nol ) sehingga perubahan kalor yang terjadi dalam sistem = perubahan entalpinya

DH = qp

Kalorimeter larutan adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kaloryang terlibat pada reaksi kimia dalam sistem larutan Pada dasarnya kalor yang dibebaskandiserap menyebabkan perubahan suhu pada kalorimeter Berdasarkan perubahan suhu per kuantitas pereaksi kemudian dihitung kalor reaksi dari reaksi sistem larutan tersebut Kini kalorimeter larutan dengan ketelitian cukup tinggi dapat diperoleh dipasaran

Dalam menentukan entalpi berlaku persamaanQreaksi = - (Qlarutan + Q kalorimeter )Q reaksi = - (mc∆T + c∆T)Jika kapasitas kalori dalam kalorimeter diabaikan makaQreaksi = - (mc∆T)Keterangan m = massa zat (kg) c = kalor jenis (Jkg⁰C)∆t = perubahan suhu (Celcius)

Sementara itu persamaan reaksi yang mengikutsertakan perubahan entalpinya disebutpersamaan termokimia

H2 (g) + 12 O2 (g) mdashmdashgt H2O (l) ΔH = -286 kJ

Pada reaksi endoterm sistem menyerap energi Oleh karena itu entalpi sistem akan bertambah Artinya entalpi produk (Hp) lebih besar daripada entalpi pereaksi (Hr) Akibatnya perubahan entalpi merupakan selisih antara entalpi produk dengan entalpi pereaksi (Hp -Hr) bertanda positif Sehingga perubahan entalpi untuk reaksi endoterm dapat dinyatakan

ΔH = Hp- Hr gt 0

Reaksi eksoterm sistem membebaskan energi sehingga entalpi sistem akan berkurang artinya entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Sehingga p dapat dinyatakan sebagai berikut

ΔH = Hp- Hr lt 0

VII Hukum Hess

Pengukuran perubahan entalpi suatu reaksi kadangkala tidak dapat ditentukan langsung dengan kalorimeter misalnya penentuan perubahan entalpi pembentukan standar (DHf o )CO Reaksi pembakaran karbon tidak mungkin hanya menghasilkan gas CO saja tanpa disertai terbentuknya gas CO2 Jadi bila dilakukan pengukuran perubahan entalpi dari reaksi tersebut yang terukur tidak hanya reaksi pembentukan gas CO saja tetapi juga perubahan entalpi dari reaksi pembentukan gas CO2

Untuk mengatasi hal tersebut Henry Hess melakukan serangkaian percobaan dan menyimpulkan bahwa perubahan entalpi suatu reaksi merupakan fungsi keadaan

Artinya ldquo perubahan entalpi suatu reaksi hanya tergantung pada keadaan awal ( zat-zat pereaksi ) dan keadaan akhir ( zat-zat hasil reaksi ) dari suatu reaksi dan tidak tergantung pada jalannya reaksirdquo Pernyataan ini disebut Hukum Hess rumus yang dapat dipakai yaitu

ΔHreaksi = ΔH1 + ΔH2 +hellip

Menurut hukum Hess karena entalpi adalah fungsi keadaan perubahan entalpi dari suatu reaksi kimia adalah sama walaupun langkah-langkah yang digunakan untuk memperoleh produk berbeda Dengan kata lain hanya keadaan awal dan akhir yang berpengaruh terhadap perubahan entalpi bukan langkah-langkah yang dilakukan untuk mencapainya

Hal ini menyebabkan perubahan entalpi suatu reaksi dapat dihitung sekalipun tidak dapat diukur secara langsung Caranya adalah dengan melakukan operasi aritmatika pada beberapa persamaan reaksi yang perubahan entalpinya diketahui Persamaan-persamaan reaksi tersebut diatur sedemikian rupa sehingga penjumlahan semua persamaan akan menghasilkan reaksi yang kita inginkan Jika suatu persamaan reaksi

dikalikan (atau dibagi) dengan suatu angka perubahan entalpinya juga harus dikali (dibagi) Jika persamaan itu dibalik maka tanda perubahan entalpi harus dibalik pula (yaitu menjadi -ΔH) Berdasarkan Hukum Hess penentuan DH dapat dilakukan melalui 3 cara yaitu

1) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung melalui penjumlahan dari perubahan entalpi beberapa reaksi yang berhubungan

2) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung berdasarkan selisih entalpi pembentukan ( DHf o ) antara produk dan reaktan

3) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung berdasarkan data energi ikatan

Selain itu dengan menggunakan hukum Hess nilai ΔH juga dapat diketahui dengan pengurangan entalpi pembentukan produk-produk dikurangi entalpi pembentukan reaktan Secara matematis untuk reaksi-reaksi lainnya secara umum

Dengan mengetahui ΔHf (perubahan entalpi pembentukan) dari reaktan dan produknya dapat diramalkan perubahan entalpi reaksi apapun dengan rumus

ΔH=ΔHfP-ΔH fR

Perubahan entalpi suatu reaksi juga dapat diramalkan dari perubahan entalpi pembakaran reaktan dan produk dengan rumus

ΔH=-ΔHcP+ΔHcR

Konsep dari hukum Hess juga dapat diperluas untuk menghitung perubahan fungsi keadaan lainnya seperti entropi dan energi bebas Kedua aplikasi ini amat berguna karena besaran-besaran tersebut sulit atau tidak bisa diukur secara langsung sehingga perhitungan dengan hukum Hess digunakan sebagai salah satu cara menentukannya

Untuk perubahan entropi

middot ΔSo = Σ(ΔSfoproduk) - Σ(ΔSf

oreaktan)

middot ΔS = Σ(ΔSoproduk) - Σ(ΔSo

reaktan)

Untuk perubahan energi bebas

middot ΔGo = Σ(ΔGfoproduk) - Σ(ΔGf

oreaktan)

middot ΔG = Σ(ΔGoproduk) - Σ(ΔGo

reaktan)

VIII Penentuan ΔH Reaksi

Hukum Hess menyatakan bahwa perubahan entalpi tidak tergantung pada berapa banyak tahapan reaksi tetapi tergantung pada keadaan awal dan akhir Dengan kata lain untuk suatu reaksi keseluruhan tertentu perubahan entalpi selalu sama tak peduli apakah reaksi itu dilaksanakan secara langsung ataukah secara tak langsung dan lewat tahap-tahap yang berlainan

1 Penentuan ∆H Reaksi berdasarkan Eksperimen (Kalorimeter)

Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris merupakan penentuan yang didasarkan atau diukur dari perubahan suhu larutan dan kalorimeter dengan prinsip perpindahan kalor yaitu jumlah kalor yang diberikan sama dengan jumlah kalor yang diserap Kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi (tidak ada pertukaran materi maupun energi dengan lingkungan di luar kalorimeter) Dengan demikian semua kalor yang dibebaskan oleh reaksi yang terjadi dalam kalorimeter kita dapat menentukan jumlah kalor yang diserap oleh air serta perangkat kalorimeter berdasarkan rumus

qlarutan = m c ∆Tqkalorimeter = C ∆Tdimana q = jumlah kalorm = massa air (larutan) di dalam calorimeterc = kalor jenis air (larutan) di dalam calorimeterC = kapasitas kalor dari calorimeter∆T = kenaikan suhu larutan (kalorimeter)

Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka kalor reaksi sama dengan kalor yang diserap oleh larutan dan kalorimeter tetapi tandanya berbeda

Kalorimeter yang sering digunakan adalah kalorimeter bom Kalorimeter bom terdiri dari sebuah bom (wadah tempatberlangsungnya reaksi pembakaran biasanya terbuat dari berlangsungnya reaksi pembakaran biasanya terbuat dari bahan stainless steel) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah kedap panas Jadi kalor reaksi sama dengan

kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan

2 Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

Hukum Hess rdquo Kalor reaksi yang dilepas atau diserap hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhirrdquo Untuk mengubah zat A menjadi zat B (produk) diperlukan kalor reaksi sebesar ∆H Atau cara lain yaitu mengubah zat A menjadi zat B dengan kalor reaksi ∆H1 zat B diubah menjadi zat C dengan kalor reaksi ∆H2 dan zat C diubah menjadi zat D dengan kalor reaksi ∆H3 Sehingga harga perubahan entalpi adalah

∆Hreaksi = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3

Hal tersebut dapat dibuat siklus dan diagram tingkat energinya sebagaiberikut middot Siklus energi pembentukan zat D dari zat Amiddot Diagram tingkat energi pembentukan zat D dari zat A

Contoh Soal Diketahui data entalpi reaksi sebagai berikut Ca(s) + frac12 O2(g) rarr CaO(s) ∆H = - 6355 kJC(s) + O2(g) rarr CO2(g) ∆H = - 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(g) ∆H = - 12071 kJHitunglah perubahan entalpi reaksi CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s)

Penyelesaian CaO(s) rarr Ca(s) + frac12 O2(g) ∆H = + 6355 kJCO2(g) rarr C(s) + O2(g) ∆H = + 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 12071 kJ_________________________________________ _CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 1781 kJ

3 Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

Pembentukan Standar ( ∆Hof )

Cara lain perhitungan entalpi reaksi yaitu berdasarkan entalpi pembentukan standar( ∆Hof ) zat-zat yang ada pada reaksi tersebut

∆Hreaksi = sum∆Hof produk - sum∆Ho

f reaktan

TABEL ENTALPI PEMBENTUKAN BEBERAPA ZAT

Zat DHof ( kJmol ) Zat DHo

f ( kJmol )H2(g) 0 C2H4(g) + 525

O2(g) 0 CCl4(g) - 960C(s) 0 NH3(g) - 459H2O(g) - 2418 NO2(g) + 332H2O(l) - 2858 SO2(g) - 2968CO2(g) - 3935 HCl(g) - 923CO(g) -1105 NO(g) + 903

Contoh Soal Dari tabel entalpi pembentukan diatas tentukan

a ∆H reaksi pembakaran C2H4

b Tentukan jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran 56 g gas C2H4

c Reaksi pembakaran C2H4

a C2H4(g) + 3 O2(g)rarr2CO2(g) + 2H2O(l)

b ∆H reaksi = ∆Hof hasil reaksi - ∆Hof pereaksi

= ( 2 ∆Hof CO2 + 2 ∆Hof H2O ) ndash ( 1 ∆HofC2H4 + 3 ∆Hof O2)= ( 2 -3935 + 2 -2858 ) ndash ( 1 525 + 3 0 )= -787 ndash 5716 + 525= - 13061 kJmol

c Mr C2H4 = (2x12) + (4x1) = 28Mol C2H4 = 5628 = 2 mol∆H pembakaran 2 mol C2H4 = 2 mol x ( -13061 kJmol )

= -26122 kJ

Jadi pada pembakaran 56 gram gas C2H4 dibebaskan kalor sebesar = 26122 Kj

4 Penentuan ∆H Reaksi Dari Energi Ikatan

Reaksi kimia antarmolekul dapat dianggap berlangsung dalam 2 tahap yaitu

I Pemutusan ikatan pada pereaksi

II Pembentukan ikatan pada produk

Misalnya pada reaksi antara gas klorin dengan gas hidrogen membentuk gas hidrogen klorida dapat digambarkan sebagai berikut

Sesuai dengan hukum Hess ∆H reaksi total adalah ∆H tahap-I + ∆H tahap-II

∆H tahap-I = sum Energi ikatan pada pereaksi (yang putus)

∆H tahap-II = -sum Energi ikatan pada produk (yang terbentuk)

∆H reaksi = sum Energi ikatan pereaksi yang putus - sum Energi ikatan produk yang terbentuk

∆H reaksi = sum Eruas kiri - sum Eruas kanan

TABEL ENERGI IKATAN

Ikatan E (kJmol) Ikatan E (kJmol)H-H 436 O=O 498H-C 415 CequivN 891H-N 390 F-F 160C-C 345 Cl-Cl 243CequivC 837 H-Cl 432C-O 350 C=C 611C=O 741 I-I 150C-Cl 330 N=N 418O-H 450 C-F 485

Penyelesaian H ndash C ndash O-H +1 frac12 O=O rarr O=C=O +2H-O-H∆H reaksi = sumEpemutusan -sumEpembentukan

= (3Ec-H)+( 1EO-H) +(1EC-O)+ (1 frac12 EO=O) ndash (2EC=O) + (4EO-H)

= (3415)+(1460)+(1350)+1 frac12498) ndash(2741)+(4460)

= 2802-3322

= -520 kJmol

IX Energi Ikatan

Energi ikatan didefinisikan sebagai panas reaksi yang dihubungkan dengan pemecahan ikatan kimia dari molekul gas menjadi bagian-bagian gas Terkadang disebut juga entalpi ikatan nama yang sesungguhnya lebih tepat

Energi disosiasi ikatan (BE) dapat digunakan untuk menghitung panas reaksi yang dihubungkan dengan

ΔH0= - sum ni BEi + sum njBEj

dimana BE adalah energi ikatan per mol ikatan nj dan ni adalah jumlah mol ikatan yang pecah atau terbentuk dalam hal reaktan dan produk

Dalam hal yang sama data panas reaksi dapat juga digunakan untuk menghitung energi disosiasi ikatan dari setiap ikatan tertentu asal saja data lain dalam persamaan diketahui Satu hal yang harus diingat bahwa lingkungan sekeliling atom sangat mempengaruhi energy ikatan dari ikatan tertentu oleh karena itu harga yang diperoleh dari persamaan adalah harga rata-rata atau harga kira-kira

Walaupun energi ikatan adalah untuk molekul dalam fase gas tetapi harga kira-kira panas reaksi dapat dihitung dari fase terkondensasi dapat dikoreksi jika panas penguapan panas sublimasi dan lain-lain dapat diikutsertakan

Suatu reaksi yang DHndashnya ditentukan dengan menggunakan energi ikatan maka atom-atom yang terlibat dalam reaksi harus berwujud gas

Berdasarkan jenis dan letak atom terhadap atom-atom lain dalam molekulnya dikenal 3 jenis energi ikatan yaitu

a Energi Atomisasi

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan semua ikatan 1 mol molekul menjadi atom-atom bebas dalam keadaan gas

Energi atomisasi = jumlah seluruh ikatan atom-atom dalam 1 mol senyawa

b Energi Disosiasi Ikatan

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan salah 1 ikatan yang terdapat pada suatu molekul atau senyawa dalam keadaan gas

c Energi Ikatan Rata-Rata

Adalah energi rerata yang diperlukan untuk memutuskan ikatan atom-atom pada suatu senyawa ( notasinya = D ) Energi ikatan suatu molekul yang berwujud gas dapat ditentukan dari data entalpi pembentukan standar (DHf ) dan energi ikat unsur-unsurnya Prosesnya melalui 2 tahap yaitu

o Penguraian senyawa menjadi unsur-unsurnya

o Pengubahan unsur menjadi atom gas

Reaksi kimia pada dasarnya terdiri dari 2 proses

o Pemutusan ikatan pada pereaksi

o Pembentukan ikatan pada produk reaksi

Pada proses pemutusan ikatan = memerlukan energi

Pada proses pembentukan ikatan = membebaskan energi

1 Jenis-Jenis Kalor

Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan Energi kinetik ditimbulkan karena atomndashatom dan molekul-molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Sedangkan kalor adalah bentuk energi yang berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah Jika suatu benda menerima melepaskan kalor maka suhu benda itu akan naikturun atau wujud benda berubah

2 Kalor Pembentukan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembentukan 1 mol senyawa dariunsur-unsurnya pada suhu dan tekanan standar ( 25 oC 1 atm ) Entalpinya bisadilepaskan maupun diserap Satuannya adalah kJ mol Bentuk standar dari suatu unsur adalah bentuk yang paling stabil dari unsur itu pada keadaan standar ( 298 K 1 atm ) Jika perubahan entalpi pembentukan tidak diukur pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHf

Catatan

o DHf unsur bebas = nol

o Dalam entalpi pembentukan jumlah zat yang dihasilkan adalah 1 mol

o Dibentuk dari unsur-unsurnya dalam bentuk standar

3 Kalor Penguraian Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHd Satuannya = kJ mol Perubahan entalpi penguraian standar merupakan kebalikan dari perubahan entalpi pembentukan standar maka nilainya pun akan berlawanan tanda

Menurut Marquis de Laplace ldquo jumlah kalor yang dilepaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsur penyusunnya = jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsur penyusunnya ldquo Pernyataan ini disebut Hukum Laplace

4 Kalor Pembakaran Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembakaran 1 mol suatu zat secara sempurna pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHc Satuannya = kJ mol

5 Kalor Netralisasi Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHn Satuannya = kJ mol

6 Kalor Penguapan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran

tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHvap Satuannya = kJ mol

7 Kalor Peleburan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pencairan peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHfus Satuannya = kJ mol

8 Kalor Sublimasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsub Satuannya = kJ mol

9 Pelarutan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi ketika 1 mol zat melarut dalam suatu pelarut ( umumnya air ) pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsol Satuannya = kJ mol

BAB III

PENUTUP

I Kesimpulan

Singkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup termodinamika I kalor reaksi kerja entalpi kalorimeter hukum Hess penentuan DH reaksi energi ikatan dan jenis-jenis kalor merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Berdasarkan pembahasan yang tinjauan pustaka yang kami susun dalam makalah ini maka kami dapat menyimpulkan sebagai berikut

1 Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan

2 Berdasarkan perubahan entalpinya reaksi kimia dibedakan menjadi dua yaitu

a Reaksi Eksoterm dan

b Reaksi Endoterm

3 Sistem merupakan Pusat fokus perhatian yang diamati dalam suatu percobaanLingkungan merupakan hal-hal diluar sistem yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan Sistem dibedakan menjadi 3 macam

2 Sistem Terbuka

3 Sistem Tertutup

3 Sistem terisolasi

4 Dalam persamaan termokimia nilai DH yang dituliskan di persamaan termokimia disesuaikan dengan stoikiometri reaksinya artinya = jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi kimia = koefisien reaksinya ( fase reaktan maupun produk reaksinya harus dituliskan)

5 Ada beberapa jenis dalam menentukan Harga Perubahan Entalpi ∆H yaitu

a Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

b Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

c Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris

BAB IPENDAHULUAN

A Latar Belakang Masalah

Termokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energi panas dan energi kimia Sedangkan energi kimia didefinisikan sebagai energi yang dikandung setiap unsur atau senyawa Energi kimia yang terkandung dalam suatu zat adalah semacam energi potensial zat tersebut Energi potensial kimia yang terkandung dalam suatu zat disebut panas dalam atau entalpi dan dinyatakan dengan simbol H Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi Perubahan entalpi reaksi diberi simbol HΔ

Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika disebut termokimia Secara operasional termokimia berkaitan dengan pengukuran dan pernafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia perubahan keadaan dan pembentukan larutan

Termokimia merupakan pengetahuan dasar yang perlu diberikan atau yang dapat diperoleh dari reaksi-reaksi kimia tetapi juga perlu sebagai pengetahuan dasar untuk pengkajian teori ikatan kimia dan struktur kimia Fokus bahasan dalam termokimia adalah tentang jumlah kalor yang dapat dihasilkan oleh sejumlah tertentu pereaksi serta cara pengukuran kalor reaksi

Termokimia merupakan penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi kimia

Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan

Dengan kajian-kajian yang dilakukan mengenai pengaplikasian termokimia dalam kehidupan sehari-hari Dan untuk menguraikan permasalahan tersebut lebih detail lagi penulis mencoba membuat makalah yang isinya membahas tentang ldquoAplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-harirdquo

B Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dibiatkannya makalah ini adalah sebagai berikut

1) Dapat menjelaskan manfaat termokimia2) Mengetahui proses termokimia dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari3) Memahami materi-materi yang terkait dengan termokimia4) Memahami tentang termokimia lebih mendalam

C Manfaat Penulisan

Penulisan makalah ini memiliki manfaat sebagai berikut

1) Manfaat UmumMakalah hasil pengkajian penulis ini dapat menunjang materi pembelajaran

dan dapat dijadikan bahan baku referensi pembelajaran2) Manfaat Khusus

Penulis dapat menambah wawasan dan pengetahuan penulis serta dapat melatih penulis untuk memiliki rasa ingin tahu yang tinggi dan lebih telaten dalam mencari dan mengumpulkan sumber dan informasi selama melakukan pengkajian

3) Manfaat untuk penulis yang akan datingMakalah hasil pengkajian sebelumnya dapat dijadikan bahan referensi

sumber untuk pembuatan makalah selanjutnya dan dapat memberi gambaran dalam pengkajian yang akan dilakukannya

BAB IIISI

A Manfaat Termokimia

Manfaat positif dari termokimia yaitu

a) Dapat mempelajari suatu bentuk energi yang dibutuhkan oleh manusia untuk bergerak dalam bentuk energi kinetik dan tambahan-tambahan dalam melakukan proses fotosintesis yang membutuhkan eergi dari sinar matahari

b) Dapat mempelajari suatu sistem atau bagian alam semasta yang menjadi objek penelitian serta lingkungan atau bagian alam semesta yang berinteraksi dengan satu sistem

B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari1 Gas Elpiji

Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara

C4H10 + Udara ndashgt CO2 + H20 + N2Untuk mempermudah udara sepenuhnya bergantung dari oksigenC4H10 + (132)O2 ndashgt 4CO2 + 5H2O

Untuk reaksi sempurna dengan udaraC4H10 + (O2 + 376 N2) ndashgt CO2 + H20 + 376N2PenyetaraanC4H10 + 132(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)376N2

Reaksi juga bisa melibatkan bentuk tidak sempurna misal memerlukan 200 udaraC4H10 + 13(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)O2 + (132)376N2

Pembakaran ini pun bisa melibatkan beberapa fraksi karena elpiji biasanya tidak murni hanya bahan bakar butana

2 ThermometerTermometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur suhuCara kerja thermometerKetika temperature naik cairan dibola tabung mengembang lebih banyak daripada gelas yang menutupinya Hasilnya benang cairan yang tipis dipaksa ke atas secara kapiler Sebaliknya ketika temperature turun cairan mengerut dan cairan yang tipis ditabung bergerak kembali turun Gerakan ujung cairan tipis yang dinamakan meniscus dibaca terhadap skala yang menunjukkan temperatureZat untuk thermometer haruslah zat cair dengan sifat termometrik artinya mengalami perubahan fisis pada saat dipanaskan atau didinginkan misalnya raksa dan alkohol Zat cai tersebut memiliki dua titik tetap (fixed points) yaitu titik tertinggi dan titik terendah Misalnya titik didih air dan titik lebur es untuk suhu yang tidak terlalu tinggi Setelah itu pembagian dilakukan diantara kedua titik tetap menjadi bagian-bagian yang sama besar misalnya thermometer skala celcius dengan 100 bagian yang setiap bagiannya sebesar 1C

3 Pembakaran Batu BaraBatubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi

CaCO3(s) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + CO2(g)

Ca(OH)2(aq) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + H2O( 1048641)Namun biaya operasional desulfurisasi dan pembuangan deposit padatan kembali menjadi masalah baru Untuk meningkatkan nilai dari batubara dan menghilangkan pencemar SO2 dilakukan rekayasa batubara seperti gasifikasi dan reaksi karbon-uap Pada gasifikasi molekul-molekul besar dalam batubara dipecah melalui pemanasan pada suhu tinggi (600degC ndash 800degC) sehingga dihasilkan bahan bakar berupa gas Reaksinya adalah sebagai berikutBatubara(s) batubara cair (mudah menguap) CH4(g) + C(s)Arang yang terbentuk direaksikan dengan uap air menghasilkan campuran gas CO dan H2 yang disebut gas sintetik ReaksinyaC(s) + H2O() CO(g) + H2(g) ΔH = 175 kJ molndash1Untuk meningkatkan nilai gas sintetik gas CO diubah menjadi bahan bakar lain Misalnya gas CO direaksikan dengan uap air menjadi CO2 dan H2 ReaksinyaCO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH = ndash41 kJ molndash1Gas CO2 yang dihasilkan selanjutnya dipisahkan Campuran gas COdan H2 yang telah diperkaya akan bereaksi membentuk metana dan uapair Reaksinya

CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1

Setelah H2O diuapkan akan diperoleh CH4 yang disebut gas alam sintetik Dengan demikian batubara dapat diubah menjadi metana melalui proses pemisahan batubara cair

C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Berdasarkan perpindahan energinya atau perubahan entalpinya ada dua jenis reaksi

1) Reaksi eksoterm yaitu reaksi yang membebaskan kalor kalor mengalir dari sistem ke lingkungan (terjadi penurunan entalpi) entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Pada reaksi eksoterm umumnya suhu sistem menjadi naik adanya kenaikan suhu inilah yang menyebabkan sistem melepas kalor ke lingkunganReaksi eksoterm DH = HP - HR lt 0 atau DH = (-)

2) Reaksi Endoterm yaitu reaksi yang memerlukan kalor kalor mengalir dari lingkungan ke sistem (terjadi kenaikan entalpi) entalpi produk lebih besar daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda positif Pada reaksi endoterm umumnya suhu sistem terjadi penurunan adanya penurunan suhu inilah yang menyebabkan sistem menyerap kalor dari lingkungan

Reaksi endoterm DH = HP - HR gt 0 atau DH = (+)

D Hukum Dalam Termokimia

Dalam mempelajari reaksi kimia dan energi kita perlu memahami hukum-hukum yang mendasari tentang perubahan dan energi

a Hukum kekekalan energyDalam perubahan kimia atau fisika energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentu lainnya Hukum ini merupakan hukum termodinamika pertama dan menjadi dasar pengembangan hukum tentang energi selanjutnya seperti konversi energi

b Hukum LaplaceHukum ini diajukan oleh Marquis de Laplace dan dia menyatakan bahwa jumlah kalor yang dilepaskan dalam pembentukan sebuah senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menguraikan senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnyaPanjabaran dari hukum ini untuk entalphi reaksi H dan kalor reaksiΔC + O2 rarr CO2 H = -94 KkalΔCO2 rarr C + O2 H = +94 KkalΔSedangkan untuk kalor reaksiC + O2 rarr CO2 -94 KkalCO2 rarr C + O2 +94 KkalUntuk reaksi pertama unsur C bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan karbondioksida dan kalor sebesar 94 Kkal Sedangkan reaksi kedua karbondioksida terurai menjadi unsur C dan gas oksigen dengan membutuhkan kalor sebesar 94 KkalDari sisi tanda tampak jelas perbedaan antara entalphi reaksi dengan kalor reaksi jika entalphi bernilai positif maka kalor reaksi bernilai negatif demikian pula sebaliknya jika entalphi negatif maka kalor reaksi positif

c Hukum HessHukum ini diajukan oleh Germain Hess dia menyatakan bahwa entalphi reaksi ( H)Δ hanya tergantung pada keadaan awal reaksi dan hasil reaksi dan tidak bergantung pada jalannya reaksi

Jika suatu reaksi merupakan penjumlahan aljabar dari dua atau lebih reaksi maka perubahan entalphi ( H) atau kalor reaksinya juga merupakan penjumlahanΔ aljabar dari ( H) yang menyertai reaksi Untuk lebih mudah memahaminya kitaΔ perhatikan Bagan 1017

Berdasarkan persamaan reaksi gas karbon dioksida dapat terbentuk melalui dua tahap yang pertama pembentukan karbonmonoksida dari unsur-unsurnya dan dilanjutkan dengan oksidasi dari karbonmonoksida menjadi karbondioksida

Penjumlahan aljabar HΔ reaksi dari setiap tahap reaksi juga dilakukan sesuai dengan tahap reaksi maka HΔ reaksi dari pembentukan gas Karbon dioksida juga dapat dilakukanBerdasarkan berbagai jenis reaksi maka kita juga dapat mengembangkan jenis kalor reaksi atau H yang disesuaikan dengan jenis reaksinya ada empat jenis kalor reaksiΔ yaitu kalor reaksi pembentukan penguraian pembakaran dan pelarutan Keempat klasifikasi tersebut disederhanakan dalam bagan pada Bagan 1018

E Energi IkatanPada dasarnya reaksi kimia terdiri dari dua proses yaitu pemutusan ikatan

antar atom-atom dari senyawa yang bereaksi (proses yang memerlukan energi) dan penggabungan ikatan kembali dari atom-atom yang terlibat reaksi sehingga membentuk susunan baru (proses yang membebaskan energi)

Perubahan entalpi reaksi dapat dihitung dengan menggunakan data energi ikatan Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan oleh satu molekul gas menjadi atom-atom dalam keadaan gas Harga energi ikatan selalu positif dengan satuan kJ atau kkal serta diukur pada kondisi zat-zat berwujud gas

Entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga energi ikatan rata-rata sering berbeda dari entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga entalpi pembentukan standar Perbedaan ini terjadi karena energi ikatan yang terdapat dalam suatu tabel adalah energi ikatan rata-rata Energi ikatan C ndash H dalam contoh di atas bukan ikatan C ndash H dalam CH4 melainkan energi ikatan rata-rata C ndash H CH4(g) CH3(g) + H(g) H = +424 kJmolCH3(g) CH2(g) + H(g) H = +480 kJmolCH2(g) CH(g) + H(g) H = +425 kJmolCH(g) C(g) + H(g) H = +335 kJmolJadi energi ikatan rata-rata dari ikatan C ndash H adalah 416 kJmol Sedangkan energiikatan C ndash H yang dipakai di atas adalah +413 kJmol

Bahan Bakar dan Perubahan Entalpi Reaksi pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen Biasanya reaksi semacam ini digunakan untuk menghasilkan energi Bahan bakar adalah merupakan suatu senyawa yang bila dilakukan pembakaran terhadapnya dihasilkan kalor yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan

Jenis bahan bakar yang banyak kita kenal adalah bahan bakar fosil Bahan bakar fosil berasal dari pelapukan sisa organisme baik tumbuhan maupun hewan yang memerlukan waktu ribuan sampai jutaan tahun contohnya minyak bumi dan batu bara

Namun selain bahan bakar fosil dewasa ini telah dikembangkan pula bahan bakar jenis lain misalnya alkohol dan hidrogen Hidrogen cair dengan oksigen cair bersama-sama telah digunakan pada pesawat ulang-alik sebagai bahan bakar roket

pendorongnya Pembakaran hidrogen tidak memberi dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air

Matahari adalah umber energi terbesar di bumi tetapi penggunaan energi surya belum komersial Dewasa ini penggunaan energi surya yang komersial adalah untuk pemanas air rumah tangga (solar water heater) Nilai kalor dari bahan bakar umumnya dinyatakan dalam satuan kJgram yang menyatakan berapa kJ kalor yang dapat dihasilkan dari pembakaran 1 gram bahan bakar tersebut Contoh nilai kalor bahan bakar bensin adalah 48 kJg artinya setiap pembakaran sempurna 1 gram bensin akan dihasilkan kalor sebesar 48 kJ Pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan atau dalam industri umumnya tidak terbakar sempurna Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon (bahan bakar fosil) membentuk karbon dioksida dan uap air

Sedangkan pembakaran tidak sempurnanya menghasilkan karbon monoksida dan uap air Pembakaran tak sempurna mengurangi efisiensi bahan bakar kalor yang dihasilkan akan lebih sedikit dibandingkan apabila zat itu terbakar sempurna Kerugian lainnya adalah dihasilkannya gas karbon monoksida (CO) yang bersifat racun

BAB IIIPENUTUP

A KesimpulanSingkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar

yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup Reaksi endoterm Hukum dalam termokimia Energi ikatan dan arah proses merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Didalam termokimia ada istilah sistem dan lingkungan Sistem yang dimaksud adalah bagian dari alam yang dipelajari atau yang manjadi pokok perhatian dalam termokimia yang dipelajari yaitu perubahan energinya Sedangkan lingkungan yang dimaksud adalah segala sesuatu di luar sistem dengan apa sistem melakukan dan mengadakan pertukaran energi Energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha Energi hanya dapat diubah bentuknya dari bentuk yang satu dengan yang lainnya Misalnya pada pembangkit tenaga uap perubahan energi dimulai dari energi panas yang terbentuk di

boiler berubah menjadi energi mekanik pada turbin dan energi mekanik diubah menjadi energi listrik pada generator

TUGAS PENDAHULUAN (TERMOKIMIA)

1 Apa yang dimaksud dengan kalor kalorimeter dan kalorimetri 2 Sebutkan dan Jelaskan fungsi setiap alat dan bahan dalam percobaan termokimia 3 Gambarkan rangkaian alat kalorimeter smenarik mungkin dan berikan keterangan 4 Tuliskan hukum termodinamika dan jelaskan hubungannya antara rekasi eksoterm dan reaksi

endoterm 5 Perhitungkan secara teoritis (data setiap parameter yang anda cari direferensi) kalor reaksi

penetralan HCl dan NaOH 6

Nb Margin 4 3 3 3Sampul Pink Tulis TanganSiapkan MSDS dan Bagan Kerja (Print)

• Termokimia
• BAB I PENDAHULUAN
• • A Latar Belakang Masalah
  • Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan
  • B Tujuan Penulisan
  • C Manfaat Penulisan
  • • BAB II ISI
    • • A Manfaat Termokimia
      • • B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari
        • 1 Gas Elpiji
        • Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara
        • 3 Pembakaran Batu Bara
        • Batubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi
        • CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1
        • C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Ada beberapa macam jenis perubahan pada suatu sistem Salah satunya adalah sistim terbuka yaitu ketika massa panas dan kerja dapat berubah-ubah Ada juga sistim tertutup dimana tidak ada perubahan massa tetapi hanya panas dan kerja saja Sementara perubahan adiabatis merupakan suatu keadaan dimana sistim diisolasi dari lingkungan sehingga tidak ada panas yang dapat mengalir Kemudian ada pula perubahan yang terjadi pada temperature tetap yang dinamakan perubahan isotermik

Pada perubahan suhu ditandai dengan ∆t (t menunjukkan temperatur) dihitung dengan cara mengurangi temperatur akhir dengan temperatur mula-mula

∆t = takhir ndash tmula-mula

Demikian juga perubahan energi potensial

∆(EP) = (EP)akhir ndash (EP)mula-mula

Dari definisi ini didapat suatu kesepakatan dalam tanda aljabar untuk perubahan eksoterm dan endoterm Dalam perubahan eksotermik energi potensial dari hasil reaksi lebih rendah dari energi potensial pereaksi berarti EPakhir lebih rendah dari EPmula-mula Sehingga harga ∆(EP) mempunyai harga negatif Pada reaksi endoterm terjadi kebalikannya sehingga harga ∆(EP) adalah positif

Pada suatu reaksi reaksi pembentukannya didefinisikan sebagai reaksi yang membentuk senyawa tunggal dari unsur-unsur penyusunnya (contoh C + frac12O2 + 2H2rarr CH3OH) Sementara panas pembentukannya didasarkan pada 1 mol senyawa terbentuk Panas pembentukan standar yaitu 29815 K (∆Hdegf298)

Panas standar adalah pada 25degC seperti contoh reaksi

middot 4HCl(g) rarr 2H2(g) + 2Cl2(g) ∆Hdeg298 = (4)(92307)

middot 2H2(g) + O2(g) rarr 2H2O(g) ∆Hdeg298 = (2)(-241818)

Sementara panas reaksi pada temperatur tidak standar

middot DHOT = DH0

298 + ograveT298 D Cp dT

Dapat disimpulkan bahwa kalor reaksi (∆H) adalah kalor yang diserap (diperlukan) atau dilepaskan (dihasilkan) dalam reaksi disebut juga perubahan entalpi Pada beberapa reaksi kimia jumlah kalor reaksi dapat diukur melallui suatu percobaan di dalam laboratorium Pengukuran kalor reaksi tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan alat yang disebut kalorimeter Kalorimeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang diberikan atau diambil dalam suatu proses tertentu Sebuah termometer sederhana terdiri dari bejana terisolasi alat pengaduk dan termometer

IV Kerja

Istilah kerja merupakan konsep yang telah didefinisikan oleh ilmu utama mekanika Dalam termodinamika kerja secara umum didefinisikan sebagai gaya kali jarak Jika perpindahan jarak akibat gaya F adalah sebesar ds (ds=distancejarak) maka kerja yang dilakukan

DW= F ds

Simbol DW digunakan untuk jumlah kecil dari kerja dan merupakan fungsi yang tidak pasti karena kerja yang dilakukan tergantung pada jalannya reaksi Terdapat berbagai jenis kerja yang didefinisikan dengan persamaan

Kerja mekanik DW = F ds

Kerja ekspansi DW = p dV

Kerja gravitasi DW = mgdh

Kerja permukaan DW = γ dA

Kerja listrik DW = e dq

Sejumlah kecil tidak terhingga dari kerja dw dapat dilakukan oleh sistem yang bersangkutan pada lingkungannya atau oleh lingkunganya pada sistem itu Rekomendasi IUPAC 1970 adalah untuk mengambil dw positif dalam kasus yang terakhir dan negatif dalam kasus sebelumnya

yakni kerja positif dilakukan pada sistem Asal perubahan yang terjadi itu lambat dan tanpa gesekan kerja biasanya dapat dinyatakan dalam bentuk

Dw = ydx

atau sebagai jumlah suku-suku seperti

dw = sum yidxi

yi dan xi masing-masing adalah gaya dalam bentuk umum dan perpindahannya Misalnya kerja yang dilakukan pada benda dengan kenaikan yang kecil tidak terhingga dari volumenya dV terhadap tekanan

yang melawannya p adalah Denikian pula kerja yang dilakukan pada fase homogeny bila ia meningkatkan luas permukaannya dengan dA adalah +γ dA γ adalah tegangan permukaan terhadap lingkungan khusus itu Bila suatu sistem seperti sel galvani mengakibatkan dQ coulomb listrik mengalir ke dalam kondensor yang antara pelat-pelatnya terdapat tegangan E volt kerja yang dilakukan pada sel galvani adalah ndashEdQ joule (Bersamaan dengan itu atmosfer melakukan sejumlah kerja ndashpdV pada sel dV adalah perubahan volume sel selama proses kimia yang bersangkutan) Pernyataan-pernyataan serupa dapat diperoleh bagi peregangan kawat kerja magnetisasi dan sebagainya

Tanda yang akan digunakan selanjutnya adalah

a Kerja adalah positif jika sistem melakukan kerja terhadap sekeliling

b Kerja adalah negatif jika kerja dilakukan terhadap sistem oleh sekeliling

Kerja total yang dilakukan sistem dapat diperoleh dengan mengintegrasikan persamaan di atas Sebagai contoh kerja ekspansi diberikan sebagai

Dapat dicatat bahwa semua bentuk kerja dapat saling dipertukarkan dengan menggunakan sarana mekanik sederhana seperti kerekan tanpa gesekan motor listrik dan sebagainya Bila istilah lsquokerjarsquo dipakai dengan benar bentuk apa pun kerja yang kita bahas selalu dapat diubah (karena saling dipertukarkan) untuk mengangkat sebuah beban Dalam kebanyakan sistem kimia selain sel galvani kerja perubahan volume adalah satu-satunya bentuk kerja yang sebagian besar dapat dirasakan Tetapi

kemungkinan bahwa bentuk lain menjadi penting harus selalu diingat dalam pendekatan masalah baru Dalam hal itu mungkin perlu untuk memperkenalkan variable keadaan tambahan misalnya luas permukaan dari sistem atau kuat medan magnetik

Dalam penggunaan pernyataan dw = ydx biasanya perlu dirincikan bahwa proses yang bersangkutan adalah lambat jika tidak ada kekaburan tentang nilai gaya y Misalnya bila suatu gas mengembang atau mengempis dengan tiba-tiba tekanan dalamnya tidak sama dengan gaya luar per satuan luas dan memang tekanannya berubah dari satu daerah gas ke daerah lainnya Di sini terjadi percepatan dan kerja dilakukan dalam menciptakan energi kinetik Kesulitan ini hilang bilang perubahan-perubahannya berlaku lambat sekali dan bila gesekan tidak ada karena gaya-gaya yang sebaliknya mendekati kesetaraan

Dalam termokimia ada dua hal yang perlu diperhatikan yang menyangkut perpindahan energi yaitu sistem dan lingkungan Segala sesuatu yang menjadi pusat perhatian dalam mempelajari perubahan energi disebut sistem sedangkan hal-hal yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem disebut lingkungan

Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan sistem dibedakan menjadi tiga macam yaitu

1 Sistem Terbuka

Sistem terbuka adalah suatu sistem yang memungkinkan terjadi perpindahan energi dan zat (materi) antara lingkungan dengan sistem Pertukaran materi artinya ada hasil reaksi yang dapat meninggalkan sistem (wadah reaksi) misalnya gas atau ada sesuatu dari lingkungan yang dapat memasuki sistem

2 Sistem Tertutup

Suatu sistem yang antara sistem dan lingkungan dapat terjadi perpindahan energi tetapi tidak dapat terjadi pertukaran materi disebut sistem tertutup

3 Sistem Terisolasi

Sistem terisolasi merupakan sistem yang tidak memungkinkan terjadinya perpindahan energi dan materi antara sistem dengan lingkungan

Energi adalah kapasitas untuk melakukan kerja (w) atau menghasilkan panas (kalor=q) Pertukaran energi antara sistem dan lingkungan dapat berupa kalor (q) atau bentuk energi lainnya yang secara kolektif kita sebut kerja (w) Energi yang dipindahkan dalam bentuk kerja atau dalam bentuk kalor yang memengaruhi jumlah total energi yang terdapat dalam sistem disebut energi dalam (internal energy) Kerja adalah suatu bentuk pertukaran energi antara sistem dan lingkungan di luar kalor Salah satu bentuk kerja yang sering menyertai reaksi kimia adalah kerja tekanan-volum yaitu kerja yang berkaitan dengan pertambahan atau pengurangan volum sistem

V Entalpi

Entalpi (H) adalah jumlah total dari semua bentuk energi Entalpi (H) suatu zat ditentukan oleh jumlah energi dan semua bentuk energi yang dimiliki zat yang jumlahnya tidak dapat diukur dan akan tetap konstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar dari zat Energi kinetik ditimbulkan karena atom ndash atom dan molekul molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Entalpi akan tetap konstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar dari zat Misalnya entalpi untuk air dapat ditulis H H20 (l) dan untuk es ditulis H H20 (s)

Untuk menyatakan kalor reaksi pada tekanan tetap (qp ) digunakan besaran yang disebut Entalpi ( H )

H = E + ( PV )DH = DE + ( P DV )DH = (q + w ) + ( P DV )DH = qp ndash ( P DV ) + ( P DV )DH = qp

Untuk reaksi kimia DH = Hp ndash HrHp = entalpi produkHr = entalpi reaktan

Reaksi pada tekanan tetap qp = DH ( perubahan entalpi )Reaksi pada volume tetap qv = DE ( perubahan energi dalam )

Perubahan kalor atau entalpi yang terjadi selama proses penerimaan atau pelepasan kalor dinyatakan dengan rdquo perubahan entalpi (ΔH) rdquo Harga entalpi zat sebenarnya tidak dapat ditentukan atau diukur Tetapi ΔH dapat

ditentukan dengan cara mengukur jumlah kalor yang diserap sistem Misalnya pada perubahan es menjadi air yaitu 89 kalorigram Pada perubahan es menjadi air ΔH adalah positif karena entalpi hasil perubahan entalpi air lebih besar dari pada entalpi es Pada perubahan kimia selalu terjadi perubahan entalpi Besarnya perubahan entalpi adalah sama besar dengan selisih antara entalpi hasil reaksi dan jumlah entalpi pereaksi

Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan Energi kinetik ditimbulkan karena atom ndash atom dan molekul-molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Entalpi akan tetap konstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar dari zat Misalnya entalpi untuk air dapat ditulis H H20 (l) dan untuk es ditulis H H20 (s)

Entalpi (H) suatu zat ditentukan oleh jumlah energi dan semua bentuk energi yang dimiliki zat yang jumlahnya tidak dapat diukur Perubahan kalor atau entalpi yang terjadi selama proses penerimaan atau pelepasan kalor dinyatakan dengan rdquo perubahan entalpi (ΔH) rdquo Misalnya pada perubahan es menjadi air maka dapat ditulis sebagai berikut

Δ H = H H20 (l) -H H20 (s)

Apabila kita amati reaksi pembakaran bensin di dalam mesin motor Sebagian energi kimia yang dikandung bensin ketika bensin terbakar diubah menjadi energi panas dan energi mekanik untuk menggerakkan motor Demikian juga pada mekanisme kerja sel aki Pada saat sel aki bekerja energi kimia diubah menjadi energi listrik energi panas yang dipakai untuk membakar bensin dan reaksi pembakaran bensin menghasilkan gas menggerakkan piston sehingga menggerakkan roda motor

Harga entalpi zat sebenarnya tidak dapat ditentukan atau diukur Tetapi ΔH dapat ditentukan dengan cara mengukur jumlah kalor yang diserap sistem Misalnya pada perubahan es menjadi air yaitu 89 kalorigram Pada perubahan es menjadi air ΔH adalah positif karena entalpi hasil perubahan entalpi air lebih besar dari pada entalpi es

Termokimia merupakan bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan entalpi yang menyertai suatu reaksi Pada perubahan kimia selalu terjadi perubahan entalpi Besarnya perubahan entalpi adalah sama

besar dengan selisih antara entalpi hasil reaksi dam jumlah entalpi pereaksi

Pada reaksi endoterm entalpi sesudah reaksi menjadi lebih besar sehingga ΔH positif Sedangkan pada reaksi eksoterm entalpi sesudah reaksi menjadi lebih kecil sehingga ΔH negatif Perubahan entalpi pada suatu reaksi disebut kalor reaksi Kalor reaksi untuk reaksi-reaksi yang khas disebut dengan nama yang khas pula misalnya kalor pembentukankalor penguraian kalor pembakaran kalor pelarutan dan sebagainya

1 Entalpi Pembentukan Standar (ΔHf)

Entalpi pembentukan standar suatu senyawa menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk proses pembentukan 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya yang stabil pada keadaan standar (STP) Entalpi pembentukan standar diberi simbol (ΔH

f) simbol f berasal dari kata formation yang berarti pembentukan Contoh unsur-unsur yang stabil pada keadaan standar yaitu H2O2CN2AgCl2Br2SNaCa dan Hg

2 Entalpi Penguraian Standar (ΔHd)

Entalpi penguraian standar suatu senyawa menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk proses penguraian 1 mol senyawa dari unsure-unsurnya yang stabil pada keadaan standar (STP) Entalpi penguraian standar diberi simbol (ΔH

d) simbol d berasal dari kata decomposition yang berarti penguraian

Menurut Hukum Laplace jumlah kalor yang dibebaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnya Jadi entalpi penguraian merupakan kebalikan dari entalpi pembentukan senyawa yang sama Dengan demikian jumlah kalornya sama tetapi tandanya berlawanan karena reaksinya berlawanan arah

3 Entalpi Pembakaran Standar (ΔHc)

Entalpi pembakaran standar suatu senyawa menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk proses pembakaran 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya yang stabil pada keadaan standar (STP) Entalpi penguraian standar diberi simbol (ΔH

c) simbol d berasal dari kata combustion yang berarti pembakaranPembakaran selalu membebaskan kalor sehingga nilai entalpipembakaran selallu negatif (eksoterm)

4 Entalpi Pelarutan Standar (ΔHs)

Entalpi pelarutan standar menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk melarutkan 1 mol zat pada keadaan standar (STP) Entalpi penguraian standar diberi simbol (ΔH

s) simbol s berasal dari kata solvation yang berarti pelarutan

5 Entalpi Netralisasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHn Satuannya = kJ mol

6 Entalpi Penguapan Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHvap Satuannya = kJ mol

7 Entalpi Peleburan Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada pencairan peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHfus Satuannya = kJ mol

8 Entalpi Sublimasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsub Satuannya = kJ mol

VI Kalorimeter

Kalorimetri yaitu cara penentuan kalor reaksi dengan menggunakan kalorimeterPerubahan entalpi adalah perubahan kalor yang diukur pada tekanan konstan untuk menentukan perubahan entalpi dilakukan dengan cara yang sama dengan penentuan perubahan kalor yang dilakukan pada

tekanan konstan Perubahan kalor pada suatu reaksi dapat diukur melalui pengukuran perubahan suhu yang terjadi pada reaksi tersebut Pengukuran perubahan kalor dapat dilakukan dengan alat yang disebutkalorimeter

Kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi ( tidak ada perpindahan materi maupun energi dengan lingkungan di luar kalorimeter ) Kalorimeter terbagi menjadi dua yaitu kalorimeter bom dan kalorimeter sederhana Jika dua buah zat atau lebih dicampur menjadi satu maka zat yang suhunya tinggi akan melepaskan kalor sedangkan zat yang suhunya rendah akan menerima kalor sampai tercapai kesetimbangan termal

Menurut azas Black Kalor yang dilepas = kalor yang diterimaRumus yang digunakan adalah

dengan q = jumlah kalor ( J )m = massa zat ( g )DT = perubahan suhu ( oC atau K )c = kalor jenis ( J goC ) atau ( J g K )C = kapasitas kalor ( J oC ) atau ( J K )

Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka kalor reaksi = kalor yang diserap dibebaskan oleh larutan dan kalorimeter

tetapi tandanya berbeda

Beberapa jenis kalorimeter

1 Kalorimeter bom

Kalorimeter bom adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor (nilai kalori) yang dibebaskan pada pembakaran sempurna (dalam O2 berlebih) suatu senyawa bahan makanan bahan bakar atau khusus digunakan untuk menentukan kalor dari reaksi-reaksi pembakaran Kalorimeter ini terdiri dari sebuah bom (tempat berlangsungnya reaksi pembakaran terbuat dari bahan stainless steel dan diisi dengan gas oksigen pada tekanan tinggi ) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah yang kedap panas Sejumlah sampel ditempatkan pada tabung beroksigen yang tercelup dalam medium penyerap kalor (kalorimeter) dan sampel akan terbakar oleh api listrikdari kawat logam terpasang dalam tabung Reaksi pembakaran yang terjadi di dalam bom akan menghasilkan

kalor dan diserap oleh air dan bom Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka

Jumlah kalor yang diserap oleh air dapat dihitung dengan rumus

qair = m x c x DT

dengan

m = massa air dalam kalorimeter ( g )

c = kalor jenis air dalam kalorimeter (J goC ) atau ( J g K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Jumlah kalor yang diserap oleh bom dapat dihitung dengan rumus

qbom = Cbom x DT

dengan

Cbom = kapasitas kalor bom ( J oC ) atau ( J K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Reaksi yang berlangsung pada kalorimeter bom berlangsung pada volume tetap (DV = nol ) Oleh karena itu perubahan kalor yang terjadi di dalam sistem = perubahan energi dalamnya

DE = q + w dimana w = - P DV ( jika DV = nol maka w = nol )

maka DE = qv

Kalorimeter makanan adalah alat untuk menentukan nilai kalor zat makanankarbohidrat protein atau lemak Alat ini terdiri dari sebuah tabung kaca yang tingginya kurang lebih 19 cm dan garis menengahnya kurang lebih 75 cm Bagian dasarnya melengkung ke atas membentuk sebuah penyungkup Penyungkup ini disumbat dengan sebuah sumbat karet yang yang berlubang di bagian tengah Bagian atas tabung kaca ini ditutup dengan lempeng ebonit yang bundar Di dalam tabung kaca itu terdapat sebuah pengaduk yang tangkainya menembus tutup ebonit juga terdapat sebuah pipa spiraldari tembaga Ujung bawah pipa spiral itu

menembus lubang sumbat karet pada penyungkup dan ujung atasnya menembus tutup ebonit bagian tengah Pada tutup ebonit itu masih terdapat lagi sebuah lubang tempat untuk memasukkan sebuah termometer ke dalam tabung kaca Tabung kaca itu diletakkan di atas sebuah kepingasbes dan ditahan oleh 3 buah keping Keping itu berbentuk bujur sangkar yang sisinya kurang lebih 95 cm Di bawah keping asbes itu terdapat kabel listrik yang akan dihubungkan dengan sumber listrik bila digunakan Di atas keping asbes itu terdapat sebuah cawan aluminium Di atas cawan itu tergantung sebuah kawat nikelin yang berhubungan dengan kabel listrik di bawah keping asbes Kawat nikelin itulah yang akan menyalakan makanan dalam cawan bila berpijar oleh arus listrik Dekat cawan terdapat pipa logam untuk mengalirkan oksigen

2 Kalorimeter Sederhana

Pengukuran kalor reaksi selain kalor reaksi pembakaran dapat dilakukan dengan menggunakan kalorimeter pada tekanan tetap yaitu dengan kalorimeter sederhana yang dibuat dari gelas stirofoam Kalorimeter ini biasanya dipakai untuk mengukur kalor reaksi yang reaksinya berlangsung dalam fase larutan ( misalnya reaksi netralisasi asam ndash basa netralisasi pelarutan dan pengendapan )

Pada kalorimeter ini kalor reaksi = jumlah kalor yang diserap dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan

qreaksi = - (qlarutan + qkalorimeter )

qkalorimeter = Ckalorimeter x DT

dengan

Ckalorimeter = kapasitas kalor kalorimeter ( J oC ) atau ( J K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Jika harga kapasitas kalor kalorimeter sangat kecil maka dapat diabaikan sehingga perubahan kalor dapat dianggap hanya berakibat pada kenaikan suhu larutan dalam kalorimeter

qreaksi = - qlarutan qlarutan = m x c x DT

dengan m = massa larutan dalam kalorimeter ( g )c = kalor jenis larutan dalam kalorimeter (J goC ) atau ( J g K )DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Pada kalorimeter ini reaksi berlangsung pada tekanan tetap (DP = nol ) sehingga perubahan kalor yang terjadi dalam sistem = perubahan entalpinya

DH = qp

Kalorimeter larutan adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kaloryang terlibat pada reaksi kimia dalam sistem larutan Pada dasarnya kalor yang dibebaskandiserap menyebabkan perubahan suhu pada kalorimeter Berdasarkan perubahan suhu per kuantitas pereaksi kemudian dihitung kalor reaksi dari reaksi sistem larutan tersebut Kini kalorimeter larutan dengan ketelitian cukup tinggi dapat diperoleh dipasaran

Dalam menentukan entalpi berlaku persamaanQreaksi = - (Qlarutan + Q kalorimeter )Q reaksi = - (mc∆T + c∆T)Jika kapasitas kalori dalam kalorimeter diabaikan makaQreaksi = - (mc∆T)Keterangan m = massa zat (kg) c = kalor jenis (Jkg⁰C)∆t = perubahan suhu (Celcius)

Sementara itu persamaan reaksi yang mengikutsertakan perubahan entalpinya disebutpersamaan termokimia

H2 (g) + 12 O2 (g) mdashmdashgt H2O (l) ΔH = -286 kJ

Pada reaksi endoterm sistem menyerap energi Oleh karena itu entalpi sistem akan bertambah Artinya entalpi produk (Hp) lebih besar daripada entalpi pereaksi (Hr) Akibatnya perubahan entalpi merupakan selisih antara entalpi produk dengan entalpi pereaksi (Hp -Hr) bertanda positif Sehingga perubahan entalpi untuk reaksi endoterm dapat dinyatakan

ΔH = Hp- Hr gt 0

Reaksi eksoterm sistem membebaskan energi sehingga entalpi sistem akan berkurang artinya entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Sehingga p dapat dinyatakan sebagai berikut

ΔH = Hp- Hr lt 0

VII Hukum Hess

Pengukuran perubahan entalpi suatu reaksi kadangkala tidak dapat ditentukan langsung dengan kalorimeter misalnya penentuan perubahan entalpi pembentukan standar (DHf o )CO Reaksi pembakaran karbon tidak mungkin hanya menghasilkan gas CO saja tanpa disertai terbentuknya gas CO2 Jadi bila dilakukan pengukuran perubahan entalpi dari reaksi tersebut yang terukur tidak hanya reaksi pembentukan gas CO saja tetapi juga perubahan entalpi dari reaksi pembentukan gas CO2

Untuk mengatasi hal tersebut Henry Hess melakukan serangkaian percobaan dan menyimpulkan bahwa perubahan entalpi suatu reaksi merupakan fungsi keadaan

Artinya ldquo perubahan entalpi suatu reaksi hanya tergantung pada keadaan awal ( zat-zat pereaksi ) dan keadaan akhir ( zat-zat hasil reaksi ) dari suatu reaksi dan tidak tergantung pada jalannya reaksirdquo Pernyataan ini disebut Hukum Hess rumus yang dapat dipakai yaitu

ΔHreaksi = ΔH1 + ΔH2 +hellip

Menurut hukum Hess karena entalpi adalah fungsi keadaan perubahan entalpi dari suatu reaksi kimia adalah sama walaupun langkah-langkah yang digunakan untuk memperoleh produk berbeda Dengan kata lain hanya keadaan awal dan akhir yang berpengaruh terhadap perubahan entalpi bukan langkah-langkah yang dilakukan untuk mencapainya

Hal ini menyebabkan perubahan entalpi suatu reaksi dapat dihitung sekalipun tidak dapat diukur secara langsung Caranya adalah dengan melakukan operasi aritmatika pada beberapa persamaan reaksi yang perubahan entalpinya diketahui Persamaan-persamaan reaksi tersebut diatur sedemikian rupa sehingga penjumlahan semua persamaan akan menghasilkan reaksi yang kita inginkan Jika suatu persamaan reaksi

dikalikan (atau dibagi) dengan suatu angka perubahan entalpinya juga harus dikali (dibagi) Jika persamaan itu dibalik maka tanda perubahan entalpi harus dibalik pula (yaitu menjadi -ΔH) Berdasarkan Hukum Hess penentuan DH dapat dilakukan melalui 3 cara yaitu

1) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung melalui penjumlahan dari perubahan entalpi beberapa reaksi yang berhubungan

2) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung berdasarkan selisih entalpi pembentukan ( DHf o ) antara produk dan reaktan

3) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung berdasarkan data energi ikatan

Selain itu dengan menggunakan hukum Hess nilai ΔH juga dapat diketahui dengan pengurangan entalpi pembentukan produk-produk dikurangi entalpi pembentukan reaktan Secara matematis untuk reaksi-reaksi lainnya secara umum

Dengan mengetahui ΔHf (perubahan entalpi pembentukan) dari reaktan dan produknya dapat diramalkan perubahan entalpi reaksi apapun dengan rumus

ΔH=ΔHfP-ΔH fR

Perubahan entalpi suatu reaksi juga dapat diramalkan dari perubahan entalpi pembakaran reaktan dan produk dengan rumus

ΔH=-ΔHcP+ΔHcR

Konsep dari hukum Hess juga dapat diperluas untuk menghitung perubahan fungsi keadaan lainnya seperti entropi dan energi bebas Kedua aplikasi ini amat berguna karena besaran-besaran tersebut sulit atau tidak bisa diukur secara langsung sehingga perhitungan dengan hukum Hess digunakan sebagai salah satu cara menentukannya

Untuk perubahan entropi

middot ΔSo = Σ(ΔSfoproduk) - Σ(ΔSf

oreaktan)

middot ΔS = Σ(ΔSoproduk) - Σ(ΔSo

reaktan)

Untuk perubahan energi bebas

middot ΔGo = Σ(ΔGfoproduk) - Σ(ΔGf

oreaktan)

middot ΔG = Σ(ΔGoproduk) - Σ(ΔGo

reaktan)

VIII Penentuan ΔH Reaksi

Hukum Hess menyatakan bahwa perubahan entalpi tidak tergantung pada berapa banyak tahapan reaksi tetapi tergantung pada keadaan awal dan akhir Dengan kata lain untuk suatu reaksi keseluruhan tertentu perubahan entalpi selalu sama tak peduli apakah reaksi itu dilaksanakan secara langsung ataukah secara tak langsung dan lewat tahap-tahap yang berlainan

1 Penentuan ∆H Reaksi berdasarkan Eksperimen (Kalorimeter)

Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris merupakan penentuan yang didasarkan atau diukur dari perubahan suhu larutan dan kalorimeter dengan prinsip perpindahan kalor yaitu jumlah kalor yang diberikan sama dengan jumlah kalor yang diserap Kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi (tidak ada pertukaran materi maupun energi dengan lingkungan di luar kalorimeter) Dengan demikian semua kalor yang dibebaskan oleh reaksi yang terjadi dalam kalorimeter kita dapat menentukan jumlah kalor yang diserap oleh air serta perangkat kalorimeter berdasarkan rumus

qlarutan = m c ∆Tqkalorimeter = C ∆Tdimana q = jumlah kalorm = massa air (larutan) di dalam calorimeterc = kalor jenis air (larutan) di dalam calorimeterC = kapasitas kalor dari calorimeter∆T = kenaikan suhu larutan (kalorimeter)

Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka kalor reaksi sama dengan kalor yang diserap oleh larutan dan kalorimeter tetapi tandanya berbeda

Kalorimeter yang sering digunakan adalah kalorimeter bom Kalorimeter bom terdiri dari sebuah bom (wadah tempatberlangsungnya reaksi pembakaran biasanya terbuat dari berlangsungnya reaksi pembakaran biasanya terbuat dari bahan stainless steel) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah kedap panas Jadi kalor reaksi sama dengan

kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan

2 Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

Hukum Hess rdquo Kalor reaksi yang dilepas atau diserap hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhirrdquo Untuk mengubah zat A menjadi zat B (produk) diperlukan kalor reaksi sebesar ∆H Atau cara lain yaitu mengubah zat A menjadi zat B dengan kalor reaksi ∆H1 zat B diubah menjadi zat C dengan kalor reaksi ∆H2 dan zat C diubah menjadi zat D dengan kalor reaksi ∆H3 Sehingga harga perubahan entalpi adalah

∆Hreaksi = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3

Hal tersebut dapat dibuat siklus dan diagram tingkat energinya sebagaiberikut middot Siklus energi pembentukan zat D dari zat Amiddot Diagram tingkat energi pembentukan zat D dari zat A

Contoh Soal Diketahui data entalpi reaksi sebagai berikut Ca(s) + frac12 O2(g) rarr CaO(s) ∆H = - 6355 kJC(s) + O2(g) rarr CO2(g) ∆H = - 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(g) ∆H = - 12071 kJHitunglah perubahan entalpi reaksi CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s)

Penyelesaian CaO(s) rarr Ca(s) + frac12 O2(g) ∆H = + 6355 kJCO2(g) rarr C(s) + O2(g) ∆H = + 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 12071 kJ_________________________________________ _CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 1781 kJ

3 Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

Pembentukan Standar ( ∆Hof )

Cara lain perhitungan entalpi reaksi yaitu berdasarkan entalpi pembentukan standar( ∆Hof ) zat-zat yang ada pada reaksi tersebut

∆Hreaksi = sum∆Hof produk - sum∆Ho

f reaktan

TABEL ENTALPI PEMBENTUKAN BEBERAPA ZAT

Zat DHof ( kJmol ) Zat DHo

f ( kJmol )H2(g) 0 C2H4(g) + 525

O2(g) 0 CCl4(g) - 960C(s) 0 NH3(g) - 459H2O(g) - 2418 NO2(g) + 332H2O(l) - 2858 SO2(g) - 2968CO2(g) - 3935 HCl(g) - 923CO(g) -1105 NO(g) + 903

Contoh Soal Dari tabel entalpi pembentukan diatas tentukan

a ∆H reaksi pembakaran C2H4

b Tentukan jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran 56 g gas C2H4

c Reaksi pembakaran C2H4

a C2H4(g) + 3 O2(g)rarr2CO2(g) + 2H2O(l)

b ∆H reaksi = ∆Hof hasil reaksi - ∆Hof pereaksi

= ( 2 ∆Hof CO2 + 2 ∆Hof H2O ) ndash ( 1 ∆HofC2H4 + 3 ∆Hof O2)= ( 2 -3935 + 2 -2858 ) ndash ( 1 525 + 3 0 )= -787 ndash 5716 + 525= - 13061 kJmol

c Mr C2H4 = (2x12) + (4x1) = 28Mol C2H4 = 5628 = 2 mol∆H pembakaran 2 mol C2H4 = 2 mol x ( -13061 kJmol )

= -26122 kJ

Jadi pada pembakaran 56 gram gas C2H4 dibebaskan kalor sebesar = 26122 Kj

4 Penentuan ∆H Reaksi Dari Energi Ikatan

Reaksi kimia antarmolekul dapat dianggap berlangsung dalam 2 tahap yaitu

I Pemutusan ikatan pada pereaksi

II Pembentukan ikatan pada produk

Misalnya pada reaksi antara gas klorin dengan gas hidrogen membentuk gas hidrogen klorida dapat digambarkan sebagai berikut

Sesuai dengan hukum Hess ∆H reaksi total adalah ∆H tahap-I + ∆H tahap-II

∆H tahap-I = sum Energi ikatan pada pereaksi (yang putus)

∆H tahap-II = -sum Energi ikatan pada produk (yang terbentuk)

∆H reaksi = sum Energi ikatan pereaksi yang putus - sum Energi ikatan produk yang terbentuk

∆H reaksi = sum Eruas kiri - sum Eruas kanan

TABEL ENERGI IKATAN

Ikatan E (kJmol) Ikatan E (kJmol)H-H 436 O=O 498H-C 415 CequivN 891H-N 390 F-F 160C-C 345 Cl-Cl 243CequivC 837 H-Cl 432C-O 350 C=C 611C=O 741 I-I 150C-Cl 330 N=N 418O-H 450 C-F 485

Penyelesaian H ndash C ndash O-H +1 frac12 O=O rarr O=C=O +2H-O-H∆H reaksi = sumEpemutusan -sumEpembentukan

= (3Ec-H)+( 1EO-H) +(1EC-O)+ (1 frac12 EO=O) ndash (2EC=O) + (4EO-H)

= (3415)+(1460)+(1350)+1 frac12498) ndash(2741)+(4460)

= 2802-3322

= -520 kJmol

IX Energi Ikatan

Energi ikatan didefinisikan sebagai panas reaksi yang dihubungkan dengan pemecahan ikatan kimia dari molekul gas menjadi bagian-bagian gas Terkadang disebut juga entalpi ikatan nama yang sesungguhnya lebih tepat

Energi disosiasi ikatan (BE) dapat digunakan untuk menghitung panas reaksi yang dihubungkan dengan

ΔH0= - sum ni BEi + sum njBEj

dimana BE adalah energi ikatan per mol ikatan nj dan ni adalah jumlah mol ikatan yang pecah atau terbentuk dalam hal reaktan dan produk

Dalam hal yang sama data panas reaksi dapat juga digunakan untuk menghitung energi disosiasi ikatan dari setiap ikatan tertentu asal saja data lain dalam persamaan diketahui Satu hal yang harus diingat bahwa lingkungan sekeliling atom sangat mempengaruhi energy ikatan dari ikatan tertentu oleh karena itu harga yang diperoleh dari persamaan adalah harga rata-rata atau harga kira-kira

Walaupun energi ikatan adalah untuk molekul dalam fase gas tetapi harga kira-kira panas reaksi dapat dihitung dari fase terkondensasi dapat dikoreksi jika panas penguapan panas sublimasi dan lain-lain dapat diikutsertakan

Suatu reaksi yang DHndashnya ditentukan dengan menggunakan energi ikatan maka atom-atom yang terlibat dalam reaksi harus berwujud gas

Berdasarkan jenis dan letak atom terhadap atom-atom lain dalam molekulnya dikenal 3 jenis energi ikatan yaitu

a Energi Atomisasi

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan semua ikatan 1 mol molekul menjadi atom-atom bebas dalam keadaan gas

Energi atomisasi = jumlah seluruh ikatan atom-atom dalam 1 mol senyawa

b Energi Disosiasi Ikatan

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan salah 1 ikatan yang terdapat pada suatu molekul atau senyawa dalam keadaan gas

c Energi Ikatan Rata-Rata

Adalah energi rerata yang diperlukan untuk memutuskan ikatan atom-atom pada suatu senyawa ( notasinya = D ) Energi ikatan suatu molekul yang berwujud gas dapat ditentukan dari data entalpi pembentukan standar (DHf ) dan energi ikat unsur-unsurnya Prosesnya melalui 2 tahap yaitu

o Penguraian senyawa menjadi unsur-unsurnya

o Pengubahan unsur menjadi atom gas

Reaksi kimia pada dasarnya terdiri dari 2 proses

o Pemutusan ikatan pada pereaksi

o Pembentukan ikatan pada produk reaksi

Pada proses pemutusan ikatan = memerlukan energi

Pada proses pembentukan ikatan = membebaskan energi

1 Jenis-Jenis Kalor

Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan Energi kinetik ditimbulkan karena atomndashatom dan molekul-molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Sedangkan kalor adalah bentuk energi yang berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah Jika suatu benda menerima melepaskan kalor maka suhu benda itu akan naikturun atau wujud benda berubah

2 Kalor Pembentukan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembentukan 1 mol senyawa dariunsur-unsurnya pada suhu dan tekanan standar ( 25 oC 1 atm ) Entalpinya bisadilepaskan maupun diserap Satuannya adalah kJ mol Bentuk standar dari suatu unsur adalah bentuk yang paling stabil dari unsur itu pada keadaan standar ( 298 K 1 atm ) Jika perubahan entalpi pembentukan tidak diukur pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHf

Catatan

o DHf unsur bebas = nol

o Dalam entalpi pembentukan jumlah zat yang dihasilkan adalah 1 mol

o Dibentuk dari unsur-unsurnya dalam bentuk standar

3 Kalor Penguraian Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHd Satuannya = kJ mol Perubahan entalpi penguraian standar merupakan kebalikan dari perubahan entalpi pembentukan standar maka nilainya pun akan berlawanan tanda

Menurut Marquis de Laplace ldquo jumlah kalor yang dilepaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsur penyusunnya = jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsur penyusunnya ldquo Pernyataan ini disebut Hukum Laplace

4 Kalor Pembakaran Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembakaran 1 mol suatu zat secara sempurna pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHc Satuannya = kJ mol

5 Kalor Netralisasi Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHn Satuannya = kJ mol

6 Kalor Penguapan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran

tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHvap Satuannya = kJ mol

7 Kalor Peleburan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pencairan peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHfus Satuannya = kJ mol

8 Kalor Sublimasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsub Satuannya = kJ mol

9 Pelarutan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi ketika 1 mol zat melarut dalam suatu pelarut ( umumnya air ) pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsol Satuannya = kJ mol

BAB III

PENUTUP

I Kesimpulan

Singkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup termodinamika I kalor reaksi kerja entalpi kalorimeter hukum Hess penentuan DH reaksi energi ikatan dan jenis-jenis kalor merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Berdasarkan pembahasan yang tinjauan pustaka yang kami susun dalam makalah ini maka kami dapat menyimpulkan sebagai berikut

1 Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan

2 Berdasarkan perubahan entalpinya reaksi kimia dibedakan menjadi dua yaitu

a Reaksi Eksoterm dan

b Reaksi Endoterm

3 Sistem merupakan Pusat fokus perhatian yang diamati dalam suatu percobaanLingkungan merupakan hal-hal diluar sistem yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan Sistem dibedakan menjadi 3 macam

2 Sistem Terbuka

3 Sistem Tertutup

3 Sistem terisolasi

4 Dalam persamaan termokimia nilai DH yang dituliskan di persamaan termokimia disesuaikan dengan stoikiometri reaksinya artinya = jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi kimia = koefisien reaksinya ( fase reaktan maupun produk reaksinya harus dituliskan)

5 Ada beberapa jenis dalam menentukan Harga Perubahan Entalpi ∆H yaitu

a Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

b Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

c Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris

BAB IPENDAHULUAN

A Latar Belakang Masalah

Termokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energi panas dan energi kimia Sedangkan energi kimia didefinisikan sebagai energi yang dikandung setiap unsur atau senyawa Energi kimia yang terkandung dalam suatu zat adalah semacam energi potensial zat tersebut Energi potensial kimia yang terkandung dalam suatu zat disebut panas dalam atau entalpi dan dinyatakan dengan simbol H Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi Perubahan entalpi reaksi diberi simbol HΔ

Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika disebut termokimia Secara operasional termokimia berkaitan dengan pengukuran dan pernafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia perubahan keadaan dan pembentukan larutan

Termokimia merupakan pengetahuan dasar yang perlu diberikan atau yang dapat diperoleh dari reaksi-reaksi kimia tetapi juga perlu sebagai pengetahuan dasar untuk pengkajian teori ikatan kimia dan struktur kimia Fokus bahasan dalam termokimia adalah tentang jumlah kalor yang dapat dihasilkan oleh sejumlah tertentu pereaksi serta cara pengukuran kalor reaksi

Termokimia merupakan penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi kimia

Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan

Dengan kajian-kajian yang dilakukan mengenai pengaplikasian termokimia dalam kehidupan sehari-hari Dan untuk menguraikan permasalahan tersebut lebih detail lagi penulis mencoba membuat makalah yang isinya membahas tentang ldquoAplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-harirdquo

B Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dibiatkannya makalah ini adalah sebagai berikut

1) Dapat menjelaskan manfaat termokimia2) Mengetahui proses termokimia dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari3) Memahami materi-materi yang terkait dengan termokimia4) Memahami tentang termokimia lebih mendalam

C Manfaat Penulisan

Penulisan makalah ini memiliki manfaat sebagai berikut

1) Manfaat UmumMakalah hasil pengkajian penulis ini dapat menunjang materi pembelajaran

dan dapat dijadikan bahan baku referensi pembelajaran2) Manfaat Khusus

Penulis dapat menambah wawasan dan pengetahuan penulis serta dapat melatih penulis untuk memiliki rasa ingin tahu yang tinggi dan lebih telaten dalam mencari dan mengumpulkan sumber dan informasi selama melakukan pengkajian

3) Manfaat untuk penulis yang akan datingMakalah hasil pengkajian sebelumnya dapat dijadikan bahan referensi

sumber untuk pembuatan makalah selanjutnya dan dapat memberi gambaran dalam pengkajian yang akan dilakukannya

BAB IIISI

A Manfaat Termokimia

Manfaat positif dari termokimia yaitu

a) Dapat mempelajari suatu bentuk energi yang dibutuhkan oleh manusia untuk bergerak dalam bentuk energi kinetik dan tambahan-tambahan dalam melakukan proses fotosintesis yang membutuhkan eergi dari sinar matahari

b) Dapat mempelajari suatu sistem atau bagian alam semasta yang menjadi objek penelitian serta lingkungan atau bagian alam semesta yang berinteraksi dengan satu sistem

B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari1 Gas Elpiji

Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara

C4H10 + Udara ndashgt CO2 + H20 + N2Untuk mempermudah udara sepenuhnya bergantung dari oksigenC4H10 + (132)O2 ndashgt 4CO2 + 5H2O

Untuk reaksi sempurna dengan udaraC4H10 + (O2 + 376 N2) ndashgt CO2 + H20 + 376N2PenyetaraanC4H10 + 132(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)376N2

Reaksi juga bisa melibatkan bentuk tidak sempurna misal memerlukan 200 udaraC4H10 + 13(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)O2 + (132)376N2

Pembakaran ini pun bisa melibatkan beberapa fraksi karena elpiji biasanya tidak murni hanya bahan bakar butana

2 ThermometerTermometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur suhuCara kerja thermometerKetika temperature naik cairan dibola tabung mengembang lebih banyak daripada gelas yang menutupinya Hasilnya benang cairan yang tipis dipaksa ke atas secara kapiler Sebaliknya ketika temperature turun cairan mengerut dan cairan yang tipis ditabung bergerak kembali turun Gerakan ujung cairan tipis yang dinamakan meniscus dibaca terhadap skala yang menunjukkan temperatureZat untuk thermometer haruslah zat cair dengan sifat termometrik artinya mengalami perubahan fisis pada saat dipanaskan atau didinginkan misalnya raksa dan alkohol Zat cai tersebut memiliki dua titik tetap (fixed points) yaitu titik tertinggi dan titik terendah Misalnya titik didih air dan titik lebur es untuk suhu yang tidak terlalu tinggi Setelah itu pembagian dilakukan diantara kedua titik tetap menjadi bagian-bagian yang sama besar misalnya thermometer skala celcius dengan 100 bagian yang setiap bagiannya sebesar 1C

3 Pembakaran Batu BaraBatubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi

CaCO3(s) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + CO2(g)

Ca(OH)2(aq) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + H2O( 1048641)Namun biaya operasional desulfurisasi dan pembuangan deposit padatan kembali menjadi masalah baru Untuk meningkatkan nilai dari batubara dan menghilangkan pencemar SO2 dilakukan rekayasa batubara seperti gasifikasi dan reaksi karbon-uap Pada gasifikasi molekul-molekul besar dalam batubara dipecah melalui pemanasan pada suhu tinggi (600degC ndash 800degC) sehingga dihasilkan bahan bakar berupa gas Reaksinya adalah sebagai berikutBatubara(s) batubara cair (mudah menguap) CH4(g) + C(s)Arang yang terbentuk direaksikan dengan uap air menghasilkan campuran gas CO dan H2 yang disebut gas sintetik ReaksinyaC(s) + H2O() CO(g) + H2(g) ΔH = 175 kJ molndash1Untuk meningkatkan nilai gas sintetik gas CO diubah menjadi bahan bakar lain Misalnya gas CO direaksikan dengan uap air menjadi CO2 dan H2 ReaksinyaCO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH = ndash41 kJ molndash1Gas CO2 yang dihasilkan selanjutnya dipisahkan Campuran gas COdan H2 yang telah diperkaya akan bereaksi membentuk metana dan uapair Reaksinya

CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1

Setelah H2O diuapkan akan diperoleh CH4 yang disebut gas alam sintetik Dengan demikian batubara dapat diubah menjadi metana melalui proses pemisahan batubara cair

C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Berdasarkan perpindahan energinya atau perubahan entalpinya ada dua jenis reaksi

1) Reaksi eksoterm yaitu reaksi yang membebaskan kalor kalor mengalir dari sistem ke lingkungan (terjadi penurunan entalpi) entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Pada reaksi eksoterm umumnya suhu sistem menjadi naik adanya kenaikan suhu inilah yang menyebabkan sistem melepas kalor ke lingkunganReaksi eksoterm DH = HP - HR lt 0 atau DH = (-)

2) Reaksi Endoterm yaitu reaksi yang memerlukan kalor kalor mengalir dari lingkungan ke sistem (terjadi kenaikan entalpi) entalpi produk lebih besar daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda positif Pada reaksi endoterm umumnya suhu sistem terjadi penurunan adanya penurunan suhu inilah yang menyebabkan sistem menyerap kalor dari lingkungan

Reaksi endoterm DH = HP - HR gt 0 atau DH = (+)

D Hukum Dalam Termokimia

Dalam mempelajari reaksi kimia dan energi kita perlu memahami hukum-hukum yang mendasari tentang perubahan dan energi

a Hukum kekekalan energyDalam perubahan kimia atau fisika energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentu lainnya Hukum ini merupakan hukum termodinamika pertama dan menjadi dasar pengembangan hukum tentang energi selanjutnya seperti konversi energi

b Hukum LaplaceHukum ini diajukan oleh Marquis de Laplace dan dia menyatakan bahwa jumlah kalor yang dilepaskan dalam pembentukan sebuah senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menguraikan senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnyaPanjabaran dari hukum ini untuk entalphi reaksi H dan kalor reaksiΔC + O2 rarr CO2 H = -94 KkalΔCO2 rarr C + O2 H = +94 KkalΔSedangkan untuk kalor reaksiC + O2 rarr CO2 -94 KkalCO2 rarr C + O2 +94 KkalUntuk reaksi pertama unsur C bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan karbondioksida dan kalor sebesar 94 Kkal Sedangkan reaksi kedua karbondioksida terurai menjadi unsur C dan gas oksigen dengan membutuhkan kalor sebesar 94 KkalDari sisi tanda tampak jelas perbedaan antara entalphi reaksi dengan kalor reaksi jika entalphi bernilai positif maka kalor reaksi bernilai negatif demikian pula sebaliknya jika entalphi negatif maka kalor reaksi positif

c Hukum HessHukum ini diajukan oleh Germain Hess dia menyatakan bahwa entalphi reaksi ( H)Δ hanya tergantung pada keadaan awal reaksi dan hasil reaksi dan tidak bergantung pada jalannya reaksi

Jika suatu reaksi merupakan penjumlahan aljabar dari dua atau lebih reaksi maka perubahan entalphi ( H) atau kalor reaksinya juga merupakan penjumlahanΔ aljabar dari ( H) yang menyertai reaksi Untuk lebih mudah memahaminya kitaΔ perhatikan Bagan 1017

Berdasarkan persamaan reaksi gas karbon dioksida dapat terbentuk melalui dua tahap yang pertama pembentukan karbonmonoksida dari unsur-unsurnya dan dilanjutkan dengan oksidasi dari karbonmonoksida menjadi karbondioksida

Penjumlahan aljabar HΔ reaksi dari setiap tahap reaksi juga dilakukan sesuai dengan tahap reaksi maka HΔ reaksi dari pembentukan gas Karbon dioksida juga dapat dilakukanBerdasarkan berbagai jenis reaksi maka kita juga dapat mengembangkan jenis kalor reaksi atau H yang disesuaikan dengan jenis reaksinya ada empat jenis kalor reaksiΔ yaitu kalor reaksi pembentukan penguraian pembakaran dan pelarutan Keempat klasifikasi tersebut disederhanakan dalam bagan pada Bagan 1018

E Energi IkatanPada dasarnya reaksi kimia terdiri dari dua proses yaitu pemutusan ikatan

antar atom-atom dari senyawa yang bereaksi (proses yang memerlukan energi) dan penggabungan ikatan kembali dari atom-atom yang terlibat reaksi sehingga membentuk susunan baru (proses yang membebaskan energi)

Perubahan entalpi reaksi dapat dihitung dengan menggunakan data energi ikatan Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan oleh satu molekul gas menjadi atom-atom dalam keadaan gas Harga energi ikatan selalu positif dengan satuan kJ atau kkal serta diukur pada kondisi zat-zat berwujud gas

Entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga energi ikatan rata-rata sering berbeda dari entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga entalpi pembentukan standar Perbedaan ini terjadi karena energi ikatan yang terdapat dalam suatu tabel adalah energi ikatan rata-rata Energi ikatan C ndash H dalam contoh di atas bukan ikatan C ndash H dalam CH4 melainkan energi ikatan rata-rata C ndash H CH4(g) CH3(g) + H(g) H = +424 kJmolCH3(g) CH2(g) + H(g) H = +480 kJmolCH2(g) CH(g) + H(g) H = +425 kJmolCH(g) C(g) + H(g) H = +335 kJmolJadi energi ikatan rata-rata dari ikatan C ndash H adalah 416 kJmol Sedangkan energiikatan C ndash H yang dipakai di atas adalah +413 kJmol

Bahan Bakar dan Perubahan Entalpi Reaksi pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen Biasanya reaksi semacam ini digunakan untuk menghasilkan energi Bahan bakar adalah merupakan suatu senyawa yang bila dilakukan pembakaran terhadapnya dihasilkan kalor yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan

Jenis bahan bakar yang banyak kita kenal adalah bahan bakar fosil Bahan bakar fosil berasal dari pelapukan sisa organisme baik tumbuhan maupun hewan yang memerlukan waktu ribuan sampai jutaan tahun contohnya minyak bumi dan batu bara

Namun selain bahan bakar fosil dewasa ini telah dikembangkan pula bahan bakar jenis lain misalnya alkohol dan hidrogen Hidrogen cair dengan oksigen cair bersama-sama telah digunakan pada pesawat ulang-alik sebagai bahan bakar roket

pendorongnya Pembakaran hidrogen tidak memberi dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air

Matahari adalah umber energi terbesar di bumi tetapi penggunaan energi surya belum komersial Dewasa ini penggunaan energi surya yang komersial adalah untuk pemanas air rumah tangga (solar water heater) Nilai kalor dari bahan bakar umumnya dinyatakan dalam satuan kJgram yang menyatakan berapa kJ kalor yang dapat dihasilkan dari pembakaran 1 gram bahan bakar tersebut Contoh nilai kalor bahan bakar bensin adalah 48 kJg artinya setiap pembakaran sempurna 1 gram bensin akan dihasilkan kalor sebesar 48 kJ Pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan atau dalam industri umumnya tidak terbakar sempurna Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon (bahan bakar fosil) membentuk karbon dioksida dan uap air

Sedangkan pembakaran tidak sempurnanya menghasilkan karbon monoksida dan uap air Pembakaran tak sempurna mengurangi efisiensi bahan bakar kalor yang dihasilkan akan lebih sedikit dibandingkan apabila zat itu terbakar sempurna Kerugian lainnya adalah dihasilkannya gas karbon monoksida (CO) yang bersifat racun

BAB IIIPENUTUP

A KesimpulanSingkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar

yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup Reaksi endoterm Hukum dalam termokimia Energi ikatan dan arah proses merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Didalam termokimia ada istilah sistem dan lingkungan Sistem yang dimaksud adalah bagian dari alam yang dipelajari atau yang manjadi pokok perhatian dalam termokimia yang dipelajari yaitu perubahan energinya Sedangkan lingkungan yang dimaksud adalah segala sesuatu di luar sistem dengan apa sistem melakukan dan mengadakan pertukaran energi Energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha Energi hanya dapat diubah bentuknya dari bentuk yang satu dengan yang lainnya Misalnya pada pembangkit tenaga uap perubahan energi dimulai dari energi panas yang terbentuk di

boiler berubah menjadi energi mekanik pada turbin dan energi mekanik diubah menjadi energi listrik pada generator

TUGAS PENDAHULUAN (TERMOKIMIA)

1 Apa yang dimaksud dengan kalor kalorimeter dan kalorimetri 2 Sebutkan dan Jelaskan fungsi setiap alat dan bahan dalam percobaan termokimia 3 Gambarkan rangkaian alat kalorimeter smenarik mungkin dan berikan keterangan 4 Tuliskan hukum termodinamika dan jelaskan hubungannya antara rekasi eksoterm dan reaksi

endoterm 5 Perhitungkan secara teoritis (data setiap parameter yang anda cari direferensi) kalor reaksi

penetralan HCl dan NaOH 6

Nb Margin 4 3 3 3Sampul Pink Tulis TanganSiapkan MSDS dan Bagan Kerja (Print)

• Termokimia
• BAB I PENDAHULUAN
• • A Latar Belakang Masalah
  • Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan
  • B Tujuan Penulisan
  • C Manfaat Penulisan
  • • BAB II ISI
    • • A Manfaat Termokimia
      • • B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari
        • 1 Gas Elpiji
        • Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara
        • 3 Pembakaran Batu Bara
        • Batubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi
        • CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1
        • C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

middot DHOT = DH0

298 + ograveT298 D Cp dT

Dapat disimpulkan bahwa kalor reaksi (∆H) adalah kalor yang diserap (diperlukan) atau dilepaskan (dihasilkan) dalam reaksi disebut juga perubahan entalpi Pada beberapa reaksi kimia jumlah kalor reaksi dapat diukur melallui suatu percobaan di dalam laboratorium Pengukuran kalor reaksi tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan alat yang disebut kalorimeter Kalorimeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang diberikan atau diambil dalam suatu proses tertentu Sebuah termometer sederhana terdiri dari bejana terisolasi alat pengaduk dan termometer

IV Kerja

Istilah kerja merupakan konsep yang telah didefinisikan oleh ilmu utama mekanika Dalam termodinamika kerja secara umum didefinisikan sebagai gaya kali jarak Jika perpindahan jarak akibat gaya F adalah sebesar ds (ds=distancejarak) maka kerja yang dilakukan

DW= F ds

Simbol DW digunakan untuk jumlah kecil dari kerja dan merupakan fungsi yang tidak pasti karena kerja yang dilakukan tergantung pada jalannya reaksi Terdapat berbagai jenis kerja yang didefinisikan dengan persamaan

Kerja mekanik DW = F ds

Kerja ekspansi DW = p dV

Kerja gravitasi DW = mgdh

Kerja permukaan DW = γ dA

Kerja listrik DW = e dq

Sejumlah kecil tidak terhingga dari kerja dw dapat dilakukan oleh sistem yang bersangkutan pada lingkungannya atau oleh lingkunganya pada sistem itu Rekomendasi IUPAC 1970 adalah untuk mengambil dw positif dalam kasus yang terakhir dan negatif dalam kasus sebelumnya

yakni kerja positif dilakukan pada sistem Asal perubahan yang terjadi itu lambat dan tanpa gesekan kerja biasanya dapat dinyatakan dalam bentuk

Dw = ydx

atau sebagai jumlah suku-suku seperti

dw = sum yidxi

yi dan xi masing-masing adalah gaya dalam bentuk umum dan perpindahannya Misalnya kerja yang dilakukan pada benda dengan kenaikan yang kecil tidak terhingga dari volumenya dV terhadap tekanan

yang melawannya p adalah Denikian pula kerja yang dilakukan pada fase homogeny bila ia meningkatkan luas permukaannya dengan dA adalah +γ dA γ adalah tegangan permukaan terhadap lingkungan khusus itu Bila suatu sistem seperti sel galvani mengakibatkan dQ coulomb listrik mengalir ke dalam kondensor yang antara pelat-pelatnya terdapat tegangan E volt kerja yang dilakukan pada sel galvani adalah ndashEdQ joule (Bersamaan dengan itu atmosfer melakukan sejumlah kerja ndashpdV pada sel dV adalah perubahan volume sel selama proses kimia yang bersangkutan) Pernyataan-pernyataan serupa dapat diperoleh bagi peregangan kawat kerja magnetisasi dan sebagainya

Tanda yang akan digunakan selanjutnya adalah

a Kerja adalah positif jika sistem melakukan kerja terhadap sekeliling

b Kerja adalah negatif jika kerja dilakukan terhadap sistem oleh sekeliling

Kerja total yang dilakukan sistem dapat diperoleh dengan mengintegrasikan persamaan di atas Sebagai contoh kerja ekspansi diberikan sebagai

Dapat dicatat bahwa semua bentuk kerja dapat saling dipertukarkan dengan menggunakan sarana mekanik sederhana seperti kerekan tanpa gesekan motor listrik dan sebagainya Bila istilah lsquokerjarsquo dipakai dengan benar bentuk apa pun kerja yang kita bahas selalu dapat diubah (karena saling dipertukarkan) untuk mengangkat sebuah beban Dalam kebanyakan sistem kimia selain sel galvani kerja perubahan volume adalah satu-satunya bentuk kerja yang sebagian besar dapat dirasakan Tetapi

kemungkinan bahwa bentuk lain menjadi penting harus selalu diingat dalam pendekatan masalah baru Dalam hal itu mungkin perlu untuk memperkenalkan variable keadaan tambahan misalnya luas permukaan dari sistem atau kuat medan magnetik

Dalam penggunaan pernyataan dw = ydx biasanya perlu dirincikan bahwa proses yang bersangkutan adalah lambat jika tidak ada kekaburan tentang nilai gaya y Misalnya bila suatu gas mengembang atau mengempis dengan tiba-tiba tekanan dalamnya tidak sama dengan gaya luar per satuan luas dan memang tekanannya berubah dari satu daerah gas ke daerah lainnya Di sini terjadi percepatan dan kerja dilakukan dalam menciptakan energi kinetik Kesulitan ini hilang bilang perubahan-perubahannya berlaku lambat sekali dan bila gesekan tidak ada karena gaya-gaya yang sebaliknya mendekati kesetaraan

Dalam termokimia ada dua hal yang perlu diperhatikan yang menyangkut perpindahan energi yaitu sistem dan lingkungan Segala sesuatu yang menjadi pusat perhatian dalam mempelajari perubahan energi disebut sistem sedangkan hal-hal yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem disebut lingkungan

Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan sistem dibedakan menjadi tiga macam yaitu

1 Sistem Terbuka

Sistem terbuka adalah suatu sistem yang memungkinkan terjadi perpindahan energi dan zat (materi) antara lingkungan dengan sistem Pertukaran materi artinya ada hasil reaksi yang dapat meninggalkan sistem (wadah reaksi) misalnya gas atau ada sesuatu dari lingkungan yang dapat memasuki sistem

2 Sistem Tertutup

Suatu sistem yang antara sistem dan lingkungan dapat terjadi perpindahan energi tetapi tidak dapat terjadi pertukaran materi disebut sistem tertutup

3 Sistem Terisolasi

Sistem terisolasi merupakan sistem yang tidak memungkinkan terjadinya perpindahan energi dan materi antara sistem dengan lingkungan

Energi adalah kapasitas untuk melakukan kerja (w) atau menghasilkan panas (kalor=q) Pertukaran energi antara sistem dan lingkungan dapat berupa kalor (q) atau bentuk energi lainnya yang secara kolektif kita sebut kerja (w) Energi yang dipindahkan dalam bentuk kerja atau dalam bentuk kalor yang memengaruhi jumlah total energi yang terdapat dalam sistem disebut energi dalam (internal energy) Kerja adalah suatu bentuk pertukaran energi antara sistem dan lingkungan di luar kalor Salah satu bentuk kerja yang sering menyertai reaksi kimia adalah kerja tekanan-volum yaitu kerja yang berkaitan dengan pertambahan atau pengurangan volum sistem

V Entalpi

Entalpi (H) adalah jumlah total dari semua bentuk energi Entalpi (H) suatu zat ditentukan oleh jumlah energi dan semua bentuk energi yang dimiliki zat yang jumlahnya tidak dapat diukur dan akan tetap konstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar dari zat Energi kinetik ditimbulkan karena atom ndash atom dan molekul molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Entalpi akan tetap konstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar dari zat Misalnya entalpi untuk air dapat ditulis H H20 (l) dan untuk es ditulis H H20 (s)

Untuk menyatakan kalor reaksi pada tekanan tetap (qp ) digunakan besaran yang disebut Entalpi ( H )

H = E + ( PV )DH = DE + ( P DV )DH = (q + w ) + ( P DV )DH = qp ndash ( P DV ) + ( P DV )DH = qp

Untuk reaksi kimia DH = Hp ndash HrHp = entalpi produkHr = entalpi reaktan

Reaksi pada tekanan tetap qp = DH ( perubahan entalpi )Reaksi pada volume tetap qv = DE ( perubahan energi dalam )

Perubahan kalor atau entalpi yang terjadi selama proses penerimaan atau pelepasan kalor dinyatakan dengan rdquo perubahan entalpi (ΔH) rdquo Harga entalpi zat sebenarnya tidak dapat ditentukan atau diukur Tetapi ΔH dapat

ditentukan dengan cara mengukur jumlah kalor yang diserap sistem Misalnya pada perubahan es menjadi air yaitu 89 kalorigram Pada perubahan es menjadi air ΔH adalah positif karena entalpi hasil perubahan entalpi air lebih besar dari pada entalpi es Pada perubahan kimia selalu terjadi perubahan entalpi Besarnya perubahan entalpi adalah sama besar dengan selisih antara entalpi hasil reaksi dan jumlah entalpi pereaksi

Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan Energi kinetik ditimbulkan karena atom ndash atom dan molekul-molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Entalpi akan tetap konstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar dari zat Misalnya entalpi untuk air dapat ditulis H H20 (l) dan untuk es ditulis H H20 (s)

Entalpi (H) suatu zat ditentukan oleh jumlah energi dan semua bentuk energi yang dimiliki zat yang jumlahnya tidak dapat diukur Perubahan kalor atau entalpi yang terjadi selama proses penerimaan atau pelepasan kalor dinyatakan dengan rdquo perubahan entalpi (ΔH) rdquo Misalnya pada perubahan es menjadi air maka dapat ditulis sebagai berikut

Δ H = H H20 (l) -H H20 (s)

Apabila kita amati reaksi pembakaran bensin di dalam mesin motor Sebagian energi kimia yang dikandung bensin ketika bensin terbakar diubah menjadi energi panas dan energi mekanik untuk menggerakkan motor Demikian juga pada mekanisme kerja sel aki Pada saat sel aki bekerja energi kimia diubah menjadi energi listrik energi panas yang dipakai untuk membakar bensin dan reaksi pembakaran bensin menghasilkan gas menggerakkan piston sehingga menggerakkan roda motor

Harga entalpi zat sebenarnya tidak dapat ditentukan atau diukur Tetapi ΔH dapat ditentukan dengan cara mengukur jumlah kalor yang diserap sistem Misalnya pada perubahan es menjadi air yaitu 89 kalorigram Pada perubahan es menjadi air ΔH adalah positif karena entalpi hasil perubahan entalpi air lebih besar dari pada entalpi es

Termokimia merupakan bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan entalpi yang menyertai suatu reaksi Pada perubahan kimia selalu terjadi perubahan entalpi Besarnya perubahan entalpi adalah sama

besar dengan selisih antara entalpi hasil reaksi dam jumlah entalpi pereaksi

Pada reaksi endoterm entalpi sesudah reaksi menjadi lebih besar sehingga ΔH positif Sedangkan pada reaksi eksoterm entalpi sesudah reaksi menjadi lebih kecil sehingga ΔH negatif Perubahan entalpi pada suatu reaksi disebut kalor reaksi Kalor reaksi untuk reaksi-reaksi yang khas disebut dengan nama yang khas pula misalnya kalor pembentukankalor penguraian kalor pembakaran kalor pelarutan dan sebagainya

1 Entalpi Pembentukan Standar (ΔHf)

Entalpi pembentukan standar suatu senyawa menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk proses pembentukan 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya yang stabil pada keadaan standar (STP) Entalpi pembentukan standar diberi simbol (ΔH

f) simbol f berasal dari kata formation yang berarti pembentukan Contoh unsur-unsur yang stabil pada keadaan standar yaitu H2O2CN2AgCl2Br2SNaCa dan Hg

2 Entalpi Penguraian Standar (ΔHd)

Entalpi penguraian standar suatu senyawa menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk proses penguraian 1 mol senyawa dari unsure-unsurnya yang stabil pada keadaan standar (STP) Entalpi penguraian standar diberi simbol (ΔH

d) simbol d berasal dari kata decomposition yang berarti penguraian

Menurut Hukum Laplace jumlah kalor yang dibebaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnya Jadi entalpi penguraian merupakan kebalikan dari entalpi pembentukan senyawa yang sama Dengan demikian jumlah kalornya sama tetapi tandanya berlawanan karena reaksinya berlawanan arah

3 Entalpi Pembakaran Standar (ΔHc)

Entalpi pembakaran standar suatu senyawa menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk proses pembakaran 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya yang stabil pada keadaan standar (STP) Entalpi penguraian standar diberi simbol (ΔH

c) simbol d berasal dari kata combustion yang berarti pembakaranPembakaran selalu membebaskan kalor sehingga nilai entalpipembakaran selallu negatif (eksoterm)

4 Entalpi Pelarutan Standar (ΔHs)

Entalpi pelarutan standar menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk melarutkan 1 mol zat pada keadaan standar (STP) Entalpi penguraian standar diberi simbol (ΔH

s) simbol s berasal dari kata solvation yang berarti pelarutan

5 Entalpi Netralisasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHn Satuannya = kJ mol

6 Entalpi Penguapan Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHvap Satuannya = kJ mol

7 Entalpi Peleburan Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada pencairan peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHfus Satuannya = kJ mol

8 Entalpi Sublimasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsub Satuannya = kJ mol

VI Kalorimeter

Kalorimetri yaitu cara penentuan kalor reaksi dengan menggunakan kalorimeterPerubahan entalpi adalah perubahan kalor yang diukur pada tekanan konstan untuk menentukan perubahan entalpi dilakukan dengan cara yang sama dengan penentuan perubahan kalor yang dilakukan pada

tekanan konstan Perubahan kalor pada suatu reaksi dapat diukur melalui pengukuran perubahan suhu yang terjadi pada reaksi tersebut Pengukuran perubahan kalor dapat dilakukan dengan alat yang disebutkalorimeter

Kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi ( tidak ada perpindahan materi maupun energi dengan lingkungan di luar kalorimeter ) Kalorimeter terbagi menjadi dua yaitu kalorimeter bom dan kalorimeter sederhana Jika dua buah zat atau lebih dicampur menjadi satu maka zat yang suhunya tinggi akan melepaskan kalor sedangkan zat yang suhunya rendah akan menerima kalor sampai tercapai kesetimbangan termal

Menurut azas Black Kalor yang dilepas = kalor yang diterimaRumus yang digunakan adalah

dengan q = jumlah kalor ( J )m = massa zat ( g )DT = perubahan suhu ( oC atau K )c = kalor jenis ( J goC ) atau ( J g K )C = kapasitas kalor ( J oC ) atau ( J K )

Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka kalor reaksi = kalor yang diserap dibebaskan oleh larutan dan kalorimeter

tetapi tandanya berbeda

Beberapa jenis kalorimeter

1 Kalorimeter bom

Kalorimeter bom adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor (nilai kalori) yang dibebaskan pada pembakaran sempurna (dalam O2 berlebih) suatu senyawa bahan makanan bahan bakar atau khusus digunakan untuk menentukan kalor dari reaksi-reaksi pembakaran Kalorimeter ini terdiri dari sebuah bom (tempat berlangsungnya reaksi pembakaran terbuat dari bahan stainless steel dan diisi dengan gas oksigen pada tekanan tinggi ) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah yang kedap panas Sejumlah sampel ditempatkan pada tabung beroksigen yang tercelup dalam medium penyerap kalor (kalorimeter) dan sampel akan terbakar oleh api listrikdari kawat logam terpasang dalam tabung Reaksi pembakaran yang terjadi di dalam bom akan menghasilkan

kalor dan diserap oleh air dan bom Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka

Jumlah kalor yang diserap oleh air dapat dihitung dengan rumus

qair = m x c x DT

dengan

m = massa air dalam kalorimeter ( g )

c = kalor jenis air dalam kalorimeter (J goC ) atau ( J g K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Jumlah kalor yang diserap oleh bom dapat dihitung dengan rumus

qbom = Cbom x DT

dengan

Cbom = kapasitas kalor bom ( J oC ) atau ( J K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Reaksi yang berlangsung pada kalorimeter bom berlangsung pada volume tetap (DV = nol ) Oleh karena itu perubahan kalor yang terjadi di dalam sistem = perubahan energi dalamnya

DE = q + w dimana w = - P DV ( jika DV = nol maka w = nol )

maka DE = qv

Kalorimeter makanan adalah alat untuk menentukan nilai kalor zat makanankarbohidrat protein atau lemak Alat ini terdiri dari sebuah tabung kaca yang tingginya kurang lebih 19 cm dan garis menengahnya kurang lebih 75 cm Bagian dasarnya melengkung ke atas membentuk sebuah penyungkup Penyungkup ini disumbat dengan sebuah sumbat karet yang yang berlubang di bagian tengah Bagian atas tabung kaca ini ditutup dengan lempeng ebonit yang bundar Di dalam tabung kaca itu terdapat sebuah pengaduk yang tangkainya menembus tutup ebonit juga terdapat sebuah pipa spiraldari tembaga Ujung bawah pipa spiral itu

menembus lubang sumbat karet pada penyungkup dan ujung atasnya menembus tutup ebonit bagian tengah Pada tutup ebonit itu masih terdapat lagi sebuah lubang tempat untuk memasukkan sebuah termometer ke dalam tabung kaca Tabung kaca itu diletakkan di atas sebuah kepingasbes dan ditahan oleh 3 buah keping Keping itu berbentuk bujur sangkar yang sisinya kurang lebih 95 cm Di bawah keping asbes itu terdapat kabel listrik yang akan dihubungkan dengan sumber listrik bila digunakan Di atas keping asbes itu terdapat sebuah cawan aluminium Di atas cawan itu tergantung sebuah kawat nikelin yang berhubungan dengan kabel listrik di bawah keping asbes Kawat nikelin itulah yang akan menyalakan makanan dalam cawan bila berpijar oleh arus listrik Dekat cawan terdapat pipa logam untuk mengalirkan oksigen

2 Kalorimeter Sederhana

Pengukuran kalor reaksi selain kalor reaksi pembakaran dapat dilakukan dengan menggunakan kalorimeter pada tekanan tetap yaitu dengan kalorimeter sederhana yang dibuat dari gelas stirofoam Kalorimeter ini biasanya dipakai untuk mengukur kalor reaksi yang reaksinya berlangsung dalam fase larutan ( misalnya reaksi netralisasi asam ndash basa netralisasi pelarutan dan pengendapan )

Pada kalorimeter ini kalor reaksi = jumlah kalor yang diserap dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan

qreaksi = - (qlarutan + qkalorimeter )

qkalorimeter = Ckalorimeter x DT

dengan

Ckalorimeter = kapasitas kalor kalorimeter ( J oC ) atau ( J K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Jika harga kapasitas kalor kalorimeter sangat kecil maka dapat diabaikan sehingga perubahan kalor dapat dianggap hanya berakibat pada kenaikan suhu larutan dalam kalorimeter

qreaksi = - qlarutan qlarutan = m x c x DT

dengan m = massa larutan dalam kalorimeter ( g )c = kalor jenis larutan dalam kalorimeter (J goC ) atau ( J g K )DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Pada kalorimeter ini reaksi berlangsung pada tekanan tetap (DP = nol ) sehingga perubahan kalor yang terjadi dalam sistem = perubahan entalpinya

DH = qp

Kalorimeter larutan adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kaloryang terlibat pada reaksi kimia dalam sistem larutan Pada dasarnya kalor yang dibebaskandiserap menyebabkan perubahan suhu pada kalorimeter Berdasarkan perubahan suhu per kuantitas pereaksi kemudian dihitung kalor reaksi dari reaksi sistem larutan tersebut Kini kalorimeter larutan dengan ketelitian cukup tinggi dapat diperoleh dipasaran

Dalam menentukan entalpi berlaku persamaanQreaksi = - (Qlarutan + Q kalorimeter )Q reaksi = - (mc∆T + c∆T)Jika kapasitas kalori dalam kalorimeter diabaikan makaQreaksi = - (mc∆T)Keterangan m = massa zat (kg) c = kalor jenis (Jkg⁰C)∆t = perubahan suhu (Celcius)

Sementara itu persamaan reaksi yang mengikutsertakan perubahan entalpinya disebutpersamaan termokimia

H2 (g) + 12 O2 (g) mdashmdashgt H2O (l) ΔH = -286 kJ

Pada reaksi endoterm sistem menyerap energi Oleh karena itu entalpi sistem akan bertambah Artinya entalpi produk (Hp) lebih besar daripada entalpi pereaksi (Hr) Akibatnya perubahan entalpi merupakan selisih antara entalpi produk dengan entalpi pereaksi (Hp -Hr) bertanda positif Sehingga perubahan entalpi untuk reaksi endoterm dapat dinyatakan

ΔH = Hp- Hr gt 0

Reaksi eksoterm sistem membebaskan energi sehingga entalpi sistem akan berkurang artinya entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Sehingga p dapat dinyatakan sebagai berikut

ΔH = Hp- Hr lt 0

VII Hukum Hess

Pengukuran perubahan entalpi suatu reaksi kadangkala tidak dapat ditentukan langsung dengan kalorimeter misalnya penentuan perubahan entalpi pembentukan standar (DHf o )CO Reaksi pembakaran karbon tidak mungkin hanya menghasilkan gas CO saja tanpa disertai terbentuknya gas CO2 Jadi bila dilakukan pengukuran perubahan entalpi dari reaksi tersebut yang terukur tidak hanya reaksi pembentukan gas CO saja tetapi juga perubahan entalpi dari reaksi pembentukan gas CO2

Untuk mengatasi hal tersebut Henry Hess melakukan serangkaian percobaan dan menyimpulkan bahwa perubahan entalpi suatu reaksi merupakan fungsi keadaan

Artinya ldquo perubahan entalpi suatu reaksi hanya tergantung pada keadaan awal ( zat-zat pereaksi ) dan keadaan akhir ( zat-zat hasil reaksi ) dari suatu reaksi dan tidak tergantung pada jalannya reaksirdquo Pernyataan ini disebut Hukum Hess rumus yang dapat dipakai yaitu

ΔHreaksi = ΔH1 + ΔH2 +hellip

Menurut hukum Hess karena entalpi adalah fungsi keadaan perubahan entalpi dari suatu reaksi kimia adalah sama walaupun langkah-langkah yang digunakan untuk memperoleh produk berbeda Dengan kata lain hanya keadaan awal dan akhir yang berpengaruh terhadap perubahan entalpi bukan langkah-langkah yang dilakukan untuk mencapainya

Hal ini menyebabkan perubahan entalpi suatu reaksi dapat dihitung sekalipun tidak dapat diukur secara langsung Caranya adalah dengan melakukan operasi aritmatika pada beberapa persamaan reaksi yang perubahan entalpinya diketahui Persamaan-persamaan reaksi tersebut diatur sedemikian rupa sehingga penjumlahan semua persamaan akan menghasilkan reaksi yang kita inginkan Jika suatu persamaan reaksi

dikalikan (atau dibagi) dengan suatu angka perubahan entalpinya juga harus dikali (dibagi) Jika persamaan itu dibalik maka tanda perubahan entalpi harus dibalik pula (yaitu menjadi -ΔH) Berdasarkan Hukum Hess penentuan DH dapat dilakukan melalui 3 cara yaitu

1) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung melalui penjumlahan dari perubahan entalpi beberapa reaksi yang berhubungan

2) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung berdasarkan selisih entalpi pembentukan ( DHf o ) antara produk dan reaktan

3) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung berdasarkan data energi ikatan

Selain itu dengan menggunakan hukum Hess nilai ΔH juga dapat diketahui dengan pengurangan entalpi pembentukan produk-produk dikurangi entalpi pembentukan reaktan Secara matematis untuk reaksi-reaksi lainnya secara umum

Dengan mengetahui ΔHf (perubahan entalpi pembentukan) dari reaktan dan produknya dapat diramalkan perubahan entalpi reaksi apapun dengan rumus

ΔH=ΔHfP-ΔH fR

Perubahan entalpi suatu reaksi juga dapat diramalkan dari perubahan entalpi pembakaran reaktan dan produk dengan rumus

ΔH=-ΔHcP+ΔHcR

Konsep dari hukum Hess juga dapat diperluas untuk menghitung perubahan fungsi keadaan lainnya seperti entropi dan energi bebas Kedua aplikasi ini amat berguna karena besaran-besaran tersebut sulit atau tidak bisa diukur secara langsung sehingga perhitungan dengan hukum Hess digunakan sebagai salah satu cara menentukannya

Untuk perubahan entropi

middot ΔSo = Σ(ΔSfoproduk) - Σ(ΔSf

oreaktan)

middot ΔS = Σ(ΔSoproduk) - Σ(ΔSo

reaktan)

Untuk perubahan energi bebas

middot ΔGo = Σ(ΔGfoproduk) - Σ(ΔGf

oreaktan)

middot ΔG = Σ(ΔGoproduk) - Σ(ΔGo

reaktan)

VIII Penentuan ΔH Reaksi

Hukum Hess menyatakan bahwa perubahan entalpi tidak tergantung pada berapa banyak tahapan reaksi tetapi tergantung pada keadaan awal dan akhir Dengan kata lain untuk suatu reaksi keseluruhan tertentu perubahan entalpi selalu sama tak peduli apakah reaksi itu dilaksanakan secara langsung ataukah secara tak langsung dan lewat tahap-tahap yang berlainan

1 Penentuan ∆H Reaksi berdasarkan Eksperimen (Kalorimeter)

Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris merupakan penentuan yang didasarkan atau diukur dari perubahan suhu larutan dan kalorimeter dengan prinsip perpindahan kalor yaitu jumlah kalor yang diberikan sama dengan jumlah kalor yang diserap Kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi (tidak ada pertukaran materi maupun energi dengan lingkungan di luar kalorimeter) Dengan demikian semua kalor yang dibebaskan oleh reaksi yang terjadi dalam kalorimeter kita dapat menentukan jumlah kalor yang diserap oleh air serta perangkat kalorimeter berdasarkan rumus

qlarutan = m c ∆Tqkalorimeter = C ∆Tdimana q = jumlah kalorm = massa air (larutan) di dalam calorimeterc = kalor jenis air (larutan) di dalam calorimeterC = kapasitas kalor dari calorimeter∆T = kenaikan suhu larutan (kalorimeter)

Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka kalor reaksi sama dengan kalor yang diserap oleh larutan dan kalorimeter tetapi tandanya berbeda

Kalorimeter yang sering digunakan adalah kalorimeter bom Kalorimeter bom terdiri dari sebuah bom (wadah tempatberlangsungnya reaksi pembakaran biasanya terbuat dari berlangsungnya reaksi pembakaran biasanya terbuat dari bahan stainless steel) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah kedap panas Jadi kalor reaksi sama dengan

kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan

2 Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

Hukum Hess rdquo Kalor reaksi yang dilepas atau diserap hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhirrdquo Untuk mengubah zat A menjadi zat B (produk) diperlukan kalor reaksi sebesar ∆H Atau cara lain yaitu mengubah zat A menjadi zat B dengan kalor reaksi ∆H1 zat B diubah menjadi zat C dengan kalor reaksi ∆H2 dan zat C diubah menjadi zat D dengan kalor reaksi ∆H3 Sehingga harga perubahan entalpi adalah

∆Hreaksi = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3

Hal tersebut dapat dibuat siklus dan diagram tingkat energinya sebagaiberikut middot Siklus energi pembentukan zat D dari zat Amiddot Diagram tingkat energi pembentukan zat D dari zat A

Contoh Soal Diketahui data entalpi reaksi sebagai berikut Ca(s) + frac12 O2(g) rarr CaO(s) ∆H = - 6355 kJC(s) + O2(g) rarr CO2(g) ∆H = - 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(g) ∆H = - 12071 kJHitunglah perubahan entalpi reaksi CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s)

Penyelesaian CaO(s) rarr Ca(s) + frac12 O2(g) ∆H = + 6355 kJCO2(g) rarr C(s) + O2(g) ∆H = + 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 12071 kJ_________________________________________ _CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 1781 kJ

3 Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

Pembentukan Standar ( ∆Hof )

Cara lain perhitungan entalpi reaksi yaitu berdasarkan entalpi pembentukan standar( ∆Hof ) zat-zat yang ada pada reaksi tersebut

∆Hreaksi = sum∆Hof produk - sum∆Ho

f reaktan

TABEL ENTALPI PEMBENTUKAN BEBERAPA ZAT

Zat DHof ( kJmol ) Zat DHo

f ( kJmol )H2(g) 0 C2H4(g) + 525

O2(g) 0 CCl4(g) - 960C(s) 0 NH3(g) - 459H2O(g) - 2418 NO2(g) + 332H2O(l) - 2858 SO2(g) - 2968CO2(g) - 3935 HCl(g) - 923CO(g) -1105 NO(g) + 903

Contoh Soal Dari tabel entalpi pembentukan diatas tentukan

a ∆H reaksi pembakaran C2H4

b Tentukan jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran 56 g gas C2H4

c Reaksi pembakaran C2H4

a C2H4(g) + 3 O2(g)rarr2CO2(g) + 2H2O(l)

b ∆H reaksi = ∆Hof hasil reaksi - ∆Hof pereaksi

= ( 2 ∆Hof CO2 + 2 ∆Hof H2O ) ndash ( 1 ∆HofC2H4 + 3 ∆Hof O2)= ( 2 -3935 + 2 -2858 ) ndash ( 1 525 + 3 0 )= -787 ndash 5716 + 525= - 13061 kJmol

c Mr C2H4 = (2x12) + (4x1) = 28Mol C2H4 = 5628 = 2 mol∆H pembakaran 2 mol C2H4 = 2 mol x ( -13061 kJmol )

= -26122 kJ

Jadi pada pembakaran 56 gram gas C2H4 dibebaskan kalor sebesar = 26122 Kj

4 Penentuan ∆H Reaksi Dari Energi Ikatan

Reaksi kimia antarmolekul dapat dianggap berlangsung dalam 2 tahap yaitu

I Pemutusan ikatan pada pereaksi

II Pembentukan ikatan pada produk

Misalnya pada reaksi antara gas klorin dengan gas hidrogen membentuk gas hidrogen klorida dapat digambarkan sebagai berikut

Sesuai dengan hukum Hess ∆H reaksi total adalah ∆H tahap-I + ∆H tahap-II

∆H tahap-I = sum Energi ikatan pada pereaksi (yang putus)

∆H tahap-II = -sum Energi ikatan pada produk (yang terbentuk)

∆H reaksi = sum Energi ikatan pereaksi yang putus - sum Energi ikatan produk yang terbentuk

∆H reaksi = sum Eruas kiri - sum Eruas kanan

TABEL ENERGI IKATAN

Ikatan E (kJmol) Ikatan E (kJmol)H-H 436 O=O 498H-C 415 CequivN 891H-N 390 F-F 160C-C 345 Cl-Cl 243CequivC 837 H-Cl 432C-O 350 C=C 611C=O 741 I-I 150C-Cl 330 N=N 418O-H 450 C-F 485

Penyelesaian H ndash C ndash O-H +1 frac12 O=O rarr O=C=O +2H-O-H∆H reaksi = sumEpemutusan -sumEpembentukan

= (3Ec-H)+( 1EO-H) +(1EC-O)+ (1 frac12 EO=O) ndash (2EC=O) + (4EO-H)

= (3415)+(1460)+(1350)+1 frac12498) ndash(2741)+(4460)

= 2802-3322

= -520 kJmol

IX Energi Ikatan

Energi ikatan didefinisikan sebagai panas reaksi yang dihubungkan dengan pemecahan ikatan kimia dari molekul gas menjadi bagian-bagian gas Terkadang disebut juga entalpi ikatan nama yang sesungguhnya lebih tepat

Energi disosiasi ikatan (BE) dapat digunakan untuk menghitung panas reaksi yang dihubungkan dengan

ΔH0= - sum ni BEi + sum njBEj

dimana BE adalah energi ikatan per mol ikatan nj dan ni adalah jumlah mol ikatan yang pecah atau terbentuk dalam hal reaktan dan produk

Dalam hal yang sama data panas reaksi dapat juga digunakan untuk menghitung energi disosiasi ikatan dari setiap ikatan tertentu asal saja data lain dalam persamaan diketahui Satu hal yang harus diingat bahwa lingkungan sekeliling atom sangat mempengaruhi energy ikatan dari ikatan tertentu oleh karena itu harga yang diperoleh dari persamaan adalah harga rata-rata atau harga kira-kira

Walaupun energi ikatan adalah untuk molekul dalam fase gas tetapi harga kira-kira panas reaksi dapat dihitung dari fase terkondensasi dapat dikoreksi jika panas penguapan panas sublimasi dan lain-lain dapat diikutsertakan

Suatu reaksi yang DHndashnya ditentukan dengan menggunakan energi ikatan maka atom-atom yang terlibat dalam reaksi harus berwujud gas

Berdasarkan jenis dan letak atom terhadap atom-atom lain dalam molekulnya dikenal 3 jenis energi ikatan yaitu

a Energi Atomisasi

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan semua ikatan 1 mol molekul menjadi atom-atom bebas dalam keadaan gas

Energi atomisasi = jumlah seluruh ikatan atom-atom dalam 1 mol senyawa

b Energi Disosiasi Ikatan

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan salah 1 ikatan yang terdapat pada suatu molekul atau senyawa dalam keadaan gas

c Energi Ikatan Rata-Rata

Adalah energi rerata yang diperlukan untuk memutuskan ikatan atom-atom pada suatu senyawa ( notasinya = D ) Energi ikatan suatu molekul yang berwujud gas dapat ditentukan dari data entalpi pembentukan standar (DHf ) dan energi ikat unsur-unsurnya Prosesnya melalui 2 tahap yaitu

o Penguraian senyawa menjadi unsur-unsurnya

o Pengubahan unsur menjadi atom gas

Reaksi kimia pada dasarnya terdiri dari 2 proses

o Pemutusan ikatan pada pereaksi

o Pembentukan ikatan pada produk reaksi

Pada proses pemutusan ikatan = memerlukan energi

Pada proses pembentukan ikatan = membebaskan energi

1 Jenis-Jenis Kalor

Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan Energi kinetik ditimbulkan karena atomndashatom dan molekul-molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Sedangkan kalor adalah bentuk energi yang berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah Jika suatu benda menerima melepaskan kalor maka suhu benda itu akan naikturun atau wujud benda berubah

2 Kalor Pembentukan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembentukan 1 mol senyawa dariunsur-unsurnya pada suhu dan tekanan standar ( 25 oC 1 atm ) Entalpinya bisadilepaskan maupun diserap Satuannya adalah kJ mol Bentuk standar dari suatu unsur adalah bentuk yang paling stabil dari unsur itu pada keadaan standar ( 298 K 1 atm ) Jika perubahan entalpi pembentukan tidak diukur pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHf

Catatan

o DHf unsur bebas = nol

o Dalam entalpi pembentukan jumlah zat yang dihasilkan adalah 1 mol

o Dibentuk dari unsur-unsurnya dalam bentuk standar

3 Kalor Penguraian Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHd Satuannya = kJ mol Perubahan entalpi penguraian standar merupakan kebalikan dari perubahan entalpi pembentukan standar maka nilainya pun akan berlawanan tanda

Menurut Marquis de Laplace ldquo jumlah kalor yang dilepaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsur penyusunnya = jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsur penyusunnya ldquo Pernyataan ini disebut Hukum Laplace

4 Kalor Pembakaran Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembakaran 1 mol suatu zat secara sempurna pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHc Satuannya = kJ mol

5 Kalor Netralisasi Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHn Satuannya = kJ mol

6 Kalor Penguapan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran

tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHvap Satuannya = kJ mol

7 Kalor Peleburan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pencairan peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHfus Satuannya = kJ mol

8 Kalor Sublimasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsub Satuannya = kJ mol

9 Pelarutan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi ketika 1 mol zat melarut dalam suatu pelarut ( umumnya air ) pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsol Satuannya = kJ mol

BAB III

PENUTUP

I Kesimpulan

Singkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup termodinamika I kalor reaksi kerja entalpi kalorimeter hukum Hess penentuan DH reaksi energi ikatan dan jenis-jenis kalor merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Berdasarkan pembahasan yang tinjauan pustaka yang kami susun dalam makalah ini maka kami dapat menyimpulkan sebagai berikut

1 Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan

2 Berdasarkan perubahan entalpinya reaksi kimia dibedakan menjadi dua yaitu

a Reaksi Eksoterm dan

b Reaksi Endoterm

3 Sistem merupakan Pusat fokus perhatian yang diamati dalam suatu percobaanLingkungan merupakan hal-hal diluar sistem yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan Sistem dibedakan menjadi 3 macam

2 Sistem Terbuka

3 Sistem Tertutup

3 Sistem terisolasi

4 Dalam persamaan termokimia nilai DH yang dituliskan di persamaan termokimia disesuaikan dengan stoikiometri reaksinya artinya = jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi kimia = koefisien reaksinya ( fase reaktan maupun produk reaksinya harus dituliskan)

5 Ada beberapa jenis dalam menentukan Harga Perubahan Entalpi ∆H yaitu

a Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

b Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

c Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris

BAB IPENDAHULUAN

A Latar Belakang Masalah

Termokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energi panas dan energi kimia Sedangkan energi kimia didefinisikan sebagai energi yang dikandung setiap unsur atau senyawa Energi kimia yang terkandung dalam suatu zat adalah semacam energi potensial zat tersebut Energi potensial kimia yang terkandung dalam suatu zat disebut panas dalam atau entalpi dan dinyatakan dengan simbol H Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi Perubahan entalpi reaksi diberi simbol HΔ

Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika disebut termokimia Secara operasional termokimia berkaitan dengan pengukuran dan pernafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia perubahan keadaan dan pembentukan larutan

Termokimia merupakan pengetahuan dasar yang perlu diberikan atau yang dapat diperoleh dari reaksi-reaksi kimia tetapi juga perlu sebagai pengetahuan dasar untuk pengkajian teori ikatan kimia dan struktur kimia Fokus bahasan dalam termokimia adalah tentang jumlah kalor yang dapat dihasilkan oleh sejumlah tertentu pereaksi serta cara pengukuran kalor reaksi

Termokimia merupakan penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi kimia

Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan

Dengan kajian-kajian yang dilakukan mengenai pengaplikasian termokimia dalam kehidupan sehari-hari Dan untuk menguraikan permasalahan tersebut lebih detail lagi penulis mencoba membuat makalah yang isinya membahas tentang ldquoAplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-harirdquo

B Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dibiatkannya makalah ini adalah sebagai berikut

1) Dapat menjelaskan manfaat termokimia2) Mengetahui proses termokimia dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari3) Memahami materi-materi yang terkait dengan termokimia4) Memahami tentang termokimia lebih mendalam

C Manfaat Penulisan

Penulisan makalah ini memiliki manfaat sebagai berikut

1) Manfaat UmumMakalah hasil pengkajian penulis ini dapat menunjang materi pembelajaran

dan dapat dijadikan bahan baku referensi pembelajaran2) Manfaat Khusus

Penulis dapat menambah wawasan dan pengetahuan penulis serta dapat melatih penulis untuk memiliki rasa ingin tahu yang tinggi dan lebih telaten dalam mencari dan mengumpulkan sumber dan informasi selama melakukan pengkajian

3) Manfaat untuk penulis yang akan datingMakalah hasil pengkajian sebelumnya dapat dijadikan bahan referensi

sumber untuk pembuatan makalah selanjutnya dan dapat memberi gambaran dalam pengkajian yang akan dilakukannya

BAB IIISI

A Manfaat Termokimia

Manfaat positif dari termokimia yaitu

a) Dapat mempelajari suatu bentuk energi yang dibutuhkan oleh manusia untuk bergerak dalam bentuk energi kinetik dan tambahan-tambahan dalam melakukan proses fotosintesis yang membutuhkan eergi dari sinar matahari

b) Dapat mempelajari suatu sistem atau bagian alam semasta yang menjadi objek penelitian serta lingkungan atau bagian alam semesta yang berinteraksi dengan satu sistem

B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari1 Gas Elpiji

Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara

C4H10 + Udara ndashgt CO2 + H20 + N2Untuk mempermudah udara sepenuhnya bergantung dari oksigenC4H10 + (132)O2 ndashgt 4CO2 + 5H2O

Untuk reaksi sempurna dengan udaraC4H10 + (O2 + 376 N2) ndashgt CO2 + H20 + 376N2PenyetaraanC4H10 + 132(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)376N2

Reaksi juga bisa melibatkan bentuk tidak sempurna misal memerlukan 200 udaraC4H10 + 13(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)O2 + (132)376N2

Pembakaran ini pun bisa melibatkan beberapa fraksi karena elpiji biasanya tidak murni hanya bahan bakar butana

2 ThermometerTermometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur suhuCara kerja thermometerKetika temperature naik cairan dibola tabung mengembang lebih banyak daripada gelas yang menutupinya Hasilnya benang cairan yang tipis dipaksa ke atas secara kapiler Sebaliknya ketika temperature turun cairan mengerut dan cairan yang tipis ditabung bergerak kembali turun Gerakan ujung cairan tipis yang dinamakan meniscus dibaca terhadap skala yang menunjukkan temperatureZat untuk thermometer haruslah zat cair dengan sifat termometrik artinya mengalami perubahan fisis pada saat dipanaskan atau didinginkan misalnya raksa dan alkohol Zat cai tersebut memiliki dua titik tetap (fixed points) yaitu titik tertinggi dan titik terendah Misalnya titik didih air dan titik lebur es untuk suhu yang tidak terlalu tinggi Setelah itu pembagian dilakukan diantara kedua titik tetap menjadi bagian-bagian yang sama besar misalnya thermometer skala celcius dengan 100 bagian yang setiap bagiannya sebesar 1C

3 Pembakaran Batu BaraBatubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi

CaCO3(s) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + CO2(g)

Ca(OH)2(aq) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + H2O( 1048641)Namun biaya operasional desulfurisasi dan pembuangan deposit padatan kembali menjadi masalah baru Untuk meningkatkan nilai dari batubara dan menghilangkan pencemar SO2 dilakukan rekayasa batubara seperti gasifikasi dan reaksi karbon-uap Pada gasifikasi molekul-molekul besar dalam batubara dipecah melalui pemanasan pada suhu tinggi (600degC ndash 800degC) sehingga dihasilkan bahan bakar berupa gas Reaksinya adalah sebagai berikutBatubara(s) batubara cair (mudah menguap) CH4(g) + C(s)Arang yang terbentuk direaksikan dengan uap air menghasilkan campuran gas CO dan H2 yang disebut gas sintetik ReaksinyaC(s) + H2O() CO(g) + H2(g) ΔH = 175 kJ molndash1Untuk meningkatkan nilai gas sintetik gas CO diubah menjadi bahan bakar lain Misalnya gas CO direaksikan dengan uap air menjadi CO2 dan H2 ReaksinyaCO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH = ndash41 kJ molndash1Gas CO2 yang dihasilkan selanjutnya dipisahkan Campuran gas COdan H2 yang telah diperkaya akan bereaksi membentuk metana dan uapair Reaksinya

CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1

Setelah H2O diuapkan akan diperoleh CH4 yang disebut gas alam sintetik Dengan demikian batubara dapat diubah menjadi metana melalui proses pemisahan batubara cair

C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Berdasarkan perpindahan energinya atau perubahan entalpinya ada dua jenis reaksi

1) Reaksi eksoterm yaitu reaksi yang membebaskan kalor kalor mengalir dari sistem ke lingkungan (terjadi penurunan entalpi) entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Pada reaksi eksoterm umumnya suhu sistem menjadi naik adanya kenaikan suhu inilah yang menyebabkan sistem melepas kalor ke lingkunganReaksi eksoterm DH = HP - HR lt 0 atau DH = (-)

2) Reaksi Endoterm yaitu reaksi yang memerlukan kalor kalor mengalir dari lingkungan ke sistem (terjadi kenaikan entalpi) entalpi produk lebih besar daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda positif Pada reaksi endoterm umumnya suhu sistem terjadi penurunan adanya penurunan suhu inilah yang menyebabkan sistem menyerap kalor dari lingkungan

Reaksi endoterm DH = HP - HR gt 0 atau DH = (+)

D Hukum Dalam Termokimia

Dalam mempelajari reaksi kimia dan energi kita perlu memahami hukum-hukum yang mendasari tentang perubahan dan energi

a Hukum kekekalan energyDalam perubahan kimia atau fisika energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentu lainnya Hukum ini merupakan hukum termodinamika pertama dan menjadi dasar pengembangan hukum tentang energi selanjutnya seperti konversi energi

b Hukum LaplaceHukum ini diajukan oleh Marquis de Laplace dan dia menyatakan bahwa jumlah kalor yang dilepaskan dalam pembentukan sebuah senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menguraikan senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnyaPanjabaran dari hukum ini untuk entalphi reaksi H dan kalor reaksiΔC + O2 rarr CO2 H = -94 KkalΔCO2 rarr C + O2 H = +94 KkalΔSedangkan untuk kalor reaksiC + O2 rarr CO2 -94 KkalCO2 rarr C + O2 +94 KkalUntuk reaksi pertama unsur C bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan karbondioksida dan kalor sebesar 94 Kkal Sedangkan reaksi kedua karbondioksida terurai menjadi unsur C dan gas oksigen dengan membutuhkan kalor sebesar 94 KkalDari sisi tanda tampak jelas perbedaan antara entalphi reaksi dengan kalor reaksi jika entalphi bernilai positif maka kalor reaksi bernilai negatif demikian pula sebaliknya jika entalphi negatif maka kalor reaksi positif

c Hukum HessHukum ini diajukan oleh Germain Hess dia menyatakan bahwa entalphi reaksi ( H)Δ hanya tergantung pada keadaan awal reaksi dan hasil reaksi dan tidak bergantung pada jalannya reaksi

Jika suatu reaksi merupakan penjumlahan aljabar dari dua atau lebih reaksi maka perubahan entalphi ( H) atau kalor reaksinya juga merupakan penjumlahanΔ aljabar dari ( H) yang menyertai reaksi Untuk lebih mudah memahaminya kitaΔ perhatikan Bagan 1017

Berdasarkan persamaan reaksi gas karbon dioksida dapat terbentuk melalui dua tahap yang pertama pembentukan karbonmonoksida dari unsur-unsurnya dan dilanjutkan dengan oksidasi dari karbonmonoksida menjadi karbondioksida

Penjumlahan aljabar HΔ reaksi dari setiap tahap reaksi juga dilakukan sesuai dengan tahap reaksi maka HΔ reaksi dari pembentukan gas Karbon dioksida juga dapat dilakukanBerdasarkan berbagai jenis reaksi maka kita juga dapat mengembangkan jenis kalor reaksi atau H yang disesuaikan dengan jenis reaksinya ada empat jenis kalor reaksiΔ yaitu kalor reaksi pembentukan penguraian pembakaran dan pelarutan Keempat klasifikasi tersebut disederhanakan dalam bagan pada Bagan 1018

E Energi IkatanPada dasarnya reaksi kimia terdiri dari dua proses yaitu pemutusan ikatan

antar atom-atom dari senyawa yang bereaksi (proses yang memerlukan energi) dan penggabungan ikatan kembali dari atom-atom yang terlibat reaksi sehingga membentuk susunan baru (proses yang membebaskan energi)

Perubahan entalpi reaksi dapat dihitung dengan menggunakan data energi ikatan Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan oleh satu molekul gas menjadi atom-atom dalam keadaan gas Harga energi ikatan selalu positif dengan satuan kJ atau kkal serta diukur pada kondisi zat-zat berwujud gas

Entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga energi ikatan rata-rata sering berbeda dari entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga entalpi pembentukan standar Perbedaan ini terjadi karena energi ikatan yang terdapat dalam suatu tabel adalah energi ikatan rata-rata Energi ikatan C ndash H dalam contoh di atas bukan ikatan C ndash H dalam CH4 melainkan energi ikatan rata-rata C ndash H CH4(g) CH3(g) + H(g) H = +424 kJmolCH3(g) CH2(g) + H(g) H = +480 kJmolCH2(g) CH(g) + H(g) H = +425 kJmolCH(g) C(g) + H(g) H = +335 kJmolJadi energi ikatan rata-rata dari ikatan C ndash H adalah 416 kJmol Sedangkan energiikatan C ndash H yang dipakai di atas adalah +413 kJmol

Bahan Bakar dan Perubahan Entalpi Reaksi pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen Biasanya reaksi semacam ini digunakan untuk menghasilkan energi Bahan bakar adalah merupakan suatu senyawa yang bila dilakukan pembakaran terhadapnya dihasilkan kalor yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan

Jenis bahan bakar yang banyak kita kenal adalah bahan bakar fosil Bahan bakar fosil berasal dari pelapukan sisa organisme baik tumbuhan maupun hewan yang memerlukan waktu ribuan sampai jutaan tahun contohnya minyak bumi dan batu bara

Namun selain bahan bakar fosil dewasa ini telah dikembangkan pula bahan bakar jenis lain misalnya alkohol dan hidrogen Hidrogen cair dengan oksigen cair bersama-sama telah digunakan pada pesawat ulang-alik sebagai bahan bakar roket

pendorongnya Pembakaran hidrogen tidak memberi dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air

Matahari adalah umber energi terbesar di bumi tetapi penggunaan energi surya belum komersial Dewasa ini penggunaan energi surya yang komersial adalah untuk pemanas air rumah tangga (solar water heater) Nilai kalor dari bahan bakar umumnya dinyatakan dalam satuan kJgram yang menyatakan berapa kJ kalor yang dapat dihasilkan dari pembakaran 1 gram bahan bakar tersebut Contoh nilai kalor bahan bakar bensin adalah 48 kJg artinya setiap pembakaran sempurna 1 gram bensin akan dihasilkan kalor sebesar 48 kJ Pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan atau dalam industri umumnya tidak terbakar sempurna Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon (bahan bakar fosil) membentuk karbon dioksida dan uap air

Sedangkan pembakaran tidak sempurnanya menghasilkan karbon monoksida dan uap air Pembakaran tak sempurna mengurangi efisiensi bahan bakar kalor yang dihasilkan akan lebih sedikit dibandingkan apabila zat itu terbakar sempurna Kerugian lainnya adalah dihasilkannya gas karbon monoksida (CO) yang bersifat racun

BAB IIIPENUTUP

A KesimpulanSingkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar

yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup Reaksi endoterm Hukum dalam termokimia Energi ikatan dan arah proses merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Didalam termokimia ada istilah sistem dan lingkungan Sistem yang dimaksud adalah bagian dari alam yang dipelajari atau yang manjadi pokok perhatian dalam termokimia yang dipelajari yaitu perubahan energinya Sedangkan lingkungan yang dimaksud adalah segala sesuatu di luar sistem dengan apa sistem melakukan dan mengadakan pertukaran energi Energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha Energi hanya dapat diubah bentuknya dari bentuk yang satu dengan yang lainnya Misalnya pada pembangkit tenaga uap perubahan energi dimulai dari energi panas yang terbentuk di

boiler berubah menjadi energi mekanik pada turbin dan energi mekanik diubah menjadi energi listrik pada generator

TUGAS PENDAHULUAN (TERMOKIMIA)

1 Apa yang dimaksud dengan kalor kalorimeter dan kalorimetri 2 Sebutkan dan Jelaskan fungsi setiap alat dan bahan dalam percobaan termokimia 3 Gambarkan rangkaian alat kalorimeter smenarik mungkin dan berikan keterangan 4 Tuliskan hukum termodinamika dan jelaskan hubungannya antara rekasi eksoterm dan reaksi

endoterm 5 Perhitungkan secara teoritis (data setiap parameter yang anda cari direferensi) kalor reaksi

penetralan HCl dan NaOH 6

Nb Margin 4 3 3 3Sampul Pink Tulis TanganSiapkan MSDS dan Bagan Kerja (Print)

• Termokimia
• BAB I PENDAHULUAN
• • A Latar Belakang Masalah
  • Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan
  • B Tujuan Penulisan
  • C Manfaat Penulisan
  • • BAB II ISI
    • • A Manfaat Termokimia
      • • B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari
        • 1 Gas Elpiji
        • Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara
        • 3 Pembakaran Batu Bara
        • Batubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi
        • CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1
        • C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

yakni kerja positif dilakukan pada sistem Asal perubahan yang terjadi itu lambat dan tanpa gesekan kerja biasanya dapat dinyatakan dalam bentuk

Dw = ydx

atau sebagai jumlah suku-suku seperti

dw = sum yidxi

yi dan xi masing-masing adalah gaya dalam bentuk umum dan perpindahannya Misalnya kerja yang dilakukan pada benda dengan kenaikan yang kecil tidak terhingga dari volumenya dV terhadap tekanan

yang melawannya p adalah Denikian pula kerja yang dilakukan pada fase homogeny bila ia meningkatkan luas permukaannya dengan dA adalah +γ dA γ adalah tegangan permukaan terhadap lingkungan khusus itu Bila suatu sistem seperti sel galvani mengakibatkan dQ coulomb listrik mengalir ke dalam kondensor yang antara pelat-pelatnya terdapat tegangan E volt kerja yang dilakukan pada sel galvani adalah ndashEdQ joule (Bersamaan dengan itu atmosfer melakukan sejumlah kerja ndashpdV pada sel dV adalah perubahan volume sel selama proses kimia yang bersangkutan) Pernyataan-pernyataan serupa dapat diperoleh bagi peregangan kawat kerja magnetisasi dan sebagainya

Tanda yang akan digunakan selanjutnya adalah

a Kerja adalah positif jika sistem melakukan kerja terhadap sekeliling

b Kerja adalah negatif jika kerja dilakukan terhadap sistem oleh sekeliling

Kerja total yang dilakukan sistem dapat diperoleh dengan mengintegrasikan persamaan di atas Sebagai contoh kerja ekspansi diberikan sebagai

Dapat dicatat bahwa semua bentuk kerja dapat saling dipertukarkan dengan menggunakan sarana mekanik sederhana seperti kerekan tanpa gesekan motor listrik dan sebagainya Bila istilah lsquokerjarsquo dipakai dengan benar bentuk apa pun kerja yang kita bahas selalu dapat diubah (karena saling dipertukarkan) untuk mengangkat sebuah beban Dalam kebanyakan sistem kimia selain sel galvani kerja perubahan volume adalah satu-satunya bentuk kerja yang sebagian besar dapat dirasakan Tetapi

kemungkinan bahwa bentuk lain menjadi penting harus selalu diingat dalam pendekatan masalah baru Dalam hal itu mungkin perlu untuk memperkenalkan variable keadaan tambahan misalnya luas permukaan dari sistem atau kuat medan magnetik

Dalam penggunaan pernyataan dw = ydx biasanya perlu dirincikan bahwa proses yang bersangkutan adalah lambat jika tidak ada kekaburan tentang nilai gaya y Misalnya bila suatu gas mengembang atau mengempis dengan tiba-tiba tekanan dalamnya tidak sama dengan gaya luar per satuan luas dan memang tekanannya berubah dari satu daerah gas ke daerah lainnya Di sini terjadi percepatan dan kerja dilakukan dalam menciptakan energi kinetik Kesulitan ini hilang bilang perubahan-perubahannya berlaku lambat sekali dan bila gesekan tidak ada karena gaya-gaya yang sebaliknya mendekati kesetaraan

Dalam termokimia ada dua hal yang perlu diperhatikan yang menyangkut perpindahan energi yaitu sistem dan lingkungan Segala sesuatu yang menjadi pusat perhatian dalam mempelajari perubahan energi disebut sistem sedangkan hal-hal yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem disebut lingkungan

Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan sistem dibedakan menjadi tiga macam yaitu

1 Sistem Terbuka

Sistem terbuka adalah suatu sistem yang memungkinkan terjadi perpindahan energi dan zat (materi) antara lingkungan dengan sistem Pertukaran materi artinya ada hasil reaksi yang dapat meninggalkan sistem (wadah reaksi) misalnya gas atau ada sesuatu dari lingkungan yang dapat memasuki sistem

2 Sistem Tertutup

Suatu sistem yang antara sistem dan lingkungan dapat terjadi perpindahan energi tetapi tidak dapat terjadi pertukaran materi disebut sistem tertutup

3 Sistem Terisolasi

Sistem terisolasi merupakan sistem yang tidak memungkinkan terjadinya perpindahan energi dan materi antara sistem dengan lingkungan

Energi adalah kapasitas untuk melakukan kerja (w) atau menghasilkan panas (kalor=q) Pertukaran energi antara sistem dan lingkungan dapat berupa kalor (q) atau bentuk energi lainnya yang secara kolektif kita sebut kerja (w) Energi yang dipindahkan dalam bentuk kerja atau dalam bentuk kalor yang memengaruhi jumlah total energi yang terdapat dalam sistem disebut energi dalam (internal energy) Kerja adalah suatu bentuk pertukaran energi antara sistem dan lingkungan di luar kalor Salah satu bentuk kerja yang sering menyertai reaksi kimia adalah kerja tekanan-volum yaitu kerja yang berkaitan dengan pertambahan atau pengurangan volum sistem

V Entalpi

Entalpi (H) adalah jumlah total dari semua bentuk energi Entalpi (H) suatu zat ditentukan oleh jumlah energi dan semua bentuk energi yang dimiliki zat yang jumlahnya tidak dapat diukur dan akan tetap konstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar dari zat Energi kinetik ditimbulkan karena atom ndash atom dan molekul molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Entalpi akan tetap konstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar dari zat Misalnya entalpi untuk air dapat ditulis H H20 (l) dan untuk es ditulis H H20 (s)

Untuk menyatakan kalor reaksi pada tekanan tetap (qp ) digunakan besaran yang disebut Entalpi ( H )

H = E + ( PV )DH = DE + ( P DV )DH = (q + w ) + ( P DV )DH = qp ndash ( P DV ) + ( P DV )DH = qp

Untuk reaksi kimia DH = Hp ndash HrHp = entalpi produkHr = entalpi reaktan

Reaksi pada tekanan tetap qp = DH ( perubahan entalpi )Reaksi pada volume tetap qv = DE ( perubahan energi dalam )

Perubahan kalor atau entalpi yang terjadi selama proses penerimaan atau pelepasan kalor dinyatakan dengan rdquo perubahan entalpi (ΔH) rdquo Harga entalpi zat sebenarnya tidak dapat ditentukan atau diukur Tetapi ΔH dapat

ditentukan dengan cara mengukur jumlah kalor yang diserap sistem Misalnya pada perubahan es menjadi air yaitu 89 kalorigram Pada perubahan es menjadi air ΔH adalah positif karena entalpi hasil perubahan entalpi air lebih besar dari pada entalpi es Pada perubahan kimia selalu terjadi perubahan entalpi Besarnya perubahan entalpi adalah sama besar dengan selisih antara entalpi hasil reaksi dan jumlah entalpi pereaksi

Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan Energi kinetik ditimbulkan karena atom ndash atom dan molekul-molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Entalpi akan tetap konstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar dari zat Misalnya entalpi untuk air dapat ditulis H H20 (l) dan untuk es ditulis H H20 (s)

Entalpi (H) suatu zat ditentukan oleh jumlah energi dan semua bentuk energi yang dimiliki zat yang jumlahnya tidak dapat diukur Perubahan kalor atau entalpi yang terjadi selama proses penerimaan atau pelepasan kalor dinyatakan dengan rdquo perubahan entalpi (ΔH) rdquo Misalnya pada perubahan es menjadi air maka dapat ditulis sebagai berikut

Δ H = H H20 (l) -H H20 (s)

Apabila kita amati reaksi pembakaran bensin di dalam mesin motor Sebagian energi kimia yang dikandung bensin ketika bensin terbakar diubah menjadi energi panas dan energi mekanik untuk menggerakkan motor Demikian juga pada mekanisme kerja sel aki Pada saat sel aki bekerja energi kimia diubah menjadi energi listrik energi panas yang dipakai untuk membakar bensin dan reaksi pembakaran bensin menghasilkan gas menggerakkan piston sehingga menggerakkan roda motor

Harga entalpi zat sebenarnya tidak dapat ditentukan atau diukur Tetapi ΔH dapat ditentukan dengan cara mengukur jumlah kalor yang diserap sistem Misalnya pada perubahan es menjadi air yaitu 89 kalorigram Pada perubahan es menjadi air ΔH adalah positif karena entalpi hasil perubahan entalpi air lebih besar dari pada entalpi es

Termokimia merupakan bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan entalpi yang menyertai suatu reaksi Pada perubahan kimia selalu terjadi perubahan entalpi Besarnya perubahan entalpi adalah sama

besar dengan selisih antara entalpi hasil reaksi dam jumlah entalpi pereaksi

Pada reaksi endoterm entalpi sesudah reaksi menjadi lebih besar sehingga ΔH positif Sedangkan pada reaksi eksoterm entalpi sesudah reaksi menjadi lebih kecil sehingga ΔH negatif Perubahan entalpi pada suatu reaksi disebut kalor reaksi Kalor reaksi untuk reaksi-reaksi yang khas disebut dengan nama yang khas pula misalnya kalor pembentukankalor penguraian kalor pembakaran kalor pelarutan dan sebagainya

1 Entalpi Pembentukan Standar (ΔHf)

Entalpi pembentukan standar suatu senyawa menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk proses pembentukan 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya yang stabil pada keadaan standar (STP) Entalpi pembentukan standar diberi simbol (ΔH

f) simbol f berasal dari kata formation yang berarti pembentukan Contoh unsur-unsur yang stabil pada keadaan standar yaitu H2O2CN2AgCl2Br2SNaCa dan Hg

2 Entalpi Penguraian Standar (ΔHd)

Entalpi penguraian standar suatu senyawa menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk proses penguraian 1 mol senyawa dari unsure-unsurnya yang stabil pada keadaan standar (STP) Entalpi penguraian standar diberi simbol (ΔH

d) simbol d berasal dari kata decomposition yang berarti penguraian

Menurut Hukum Laplace jumlah kalor yang dibebaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnya Jadi entalpi penguraian merupakan kebalikan dari entalpi pembentukan senyawa yang sama Dengan demikian jumlah kalornya sama tetapi tandanya berlawanan karena reaksinya berlawanan arah

3 Entalpi Pembakaran Standar (ΔHc)

Entalpi pembakaran standar suatu senyawa menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk proses pembakaran 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya yang stabil pada keadaan standar (STP) Entalpi penguraian standar diberi simbol (ΔH

c) simbol d berasal dari kata combustion yang berarti pembakaranPembakaran selalu membebaskan kalor sehingga nilai entalpipembakaran selallu negatif (eksoterm)

4 Entalpi Pelarutan Standar (ΔHs)

Entalpi pelarutan standar menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk melarutkan 1 mol zat pada keadaan standar (STP) Entalpi penguraian standar diberi simbol (ΔH

s) simbol s berasal dari kata solvation yang berarti pelarutan

5 Entalpi Netralisasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHn Satuannya = kJ mol

6 Entalpi Penguapan Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHvap Satuannya = kJ mol

7 Entalpi Peleburan Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada pencairan peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHfus Satuannya = kJ mol

8 Entalpi Sublimasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsub Satuannya = kJ mol

VI Kalorimeter

Kalorimetri yaitu cara penentuan kalor reaksi dengan menggunakan kalorimeterPerubahan entalpi adalah perubahan kalor yang diukur pada tekanan konstan untuk menentukan perubahan entalpi dilakukan dengan cara yang sama dengan penentuan perubahan kalor yang dilakukan pada

tekanan konstan Perubahan kalor pada suatu reaksi dapat diukur melalui pengukuran perubahan suhu yang terjadi pada reaksi tersebut Pengukuran perubahan kalor dapat dilakukan dengan alat yang disebutkalorimeter

Kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi ( tidak ada perpindahan materi maupun energi dengan lingkungan di luar kalorimeter ) Kalorimeter terbagi menjadi dua yaitu kalorimeter bom dan kalorimeter sederhana Jika dua buah zat atau lebih dicampur menjadi satu maka zat yang suhunya tinggi akan melepaskan kalor sedangkan zat yang suhunya rendah akan menerima kalor sampai tercapai kesetimbangan termal

Menurut azas Black Kalor yang dilepas = kalor yang diterimaRumus yang digunakan adalah

dengan q = jumlah kalor ( J )m = massa zat ( g )DT = perubahan suhu ( oC atau K )c = kalor jenis ( J goC ) atau ( J g K )C = kapasitas kalor ( J oC ) atau ( J K )

Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka kalor reaksi = kalor yang diserap dibebaskan oleh larutan dan kalorimeter

tetapi tandanya berbeda

Beberapa jenis kalorimeter

1 Kalorimeter bom

Kalorimeter bom adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor (nilai kalori) yang dibebaskan pada pembakaran sempurna (dalam O2 berlebih) suatu senyawa bahan makanan bahan bakar atau khusus digunakan untuk menentukan kalor dari reaksi-reaksi pembakaran Kalorimeter ini terdiri dari sebuah bom (tempat berlangsungnya reaksi pembakaran terbuat dari bahan stainless steel dan diisi dengan gas oksigen pada tekanan tinggi ) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah yang kedap panas Sejumlah sampel ditempatkan pada tabung beroksigen yang tercelup dalam medium penyerap kalor (kalorimeter) dan sampel akan terbakar oleh api listrikdari kawat logam terpasang dalam tabung Reaksi pembakaran yang terjadi di dalam bom akan menghasilkan

kalor dan diserap oleh air dan bom Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka

Jumlah kalor yang diserap oleh air dapat dihitung dengan rumus

qair = m x c x DT

dengan

m = massa air dalam kalorimeter ( g )

c = kalor jenis air dalam kalorimeter (J goC ) atau ( J g K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Jumlah kalor yang diserap oleh bom dapat dihitung dengan rumus

qbom = Cbom x DT

dengan

Cbom = kapasitas kalor bom ( J oC ) atau ( J K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Reaksi yang berlangsung pada kalorimeter bom berlangsung pada volume tetap (DV = nol ) Oleh karena itu perubahan kalor yang terjadi di dalam sistem = perubahan energi dalamnya

DE = q + w dimana w = - P DV ( jika DV = nol maka w = nol )

maka DE = qv

Kalorimeter makanan adalah alat untuk menentukan nilai kalor zat makanankarbohidrat protein atau lemak Alat ini terdiri dari sebuah tabung kaca yang tingginya kurang lebih 19 cm dan garis menengahnya kurang lebih 75 cm Bagian dasarnya melengkung ke atas membentuk sebuah penyungkup Penyungkup ini disumbat dengan sebuah sumbat karet yang yang berlubang di bagian tengah Bagian atas tabung kaca ini ditutup dengan lempeng ebonit yang bundar Di dalam tabung kaca itu terdapat sebuah pengaduk yang tangkainya menembus tutup ebonit juga terdapat sebuah pipa spiraldari tembaga Ujung bawah pipa spiral itu

menembus lubang sumbat karet pada penyungkup dan ujung atasnya menembus tutup ebonit bagian tengah Pada tutup ebonit itu masih terdapat lagi sebuah lubang tempat untuk memasukkan sebuah termometer ke dalam tabung kaca Tabung kaca itu diletakkan di atas sebuah kepingasbes dan ditahan oleh 3 buah keping Keping itu berbentuk bujur sangkar yang sisinya kurang lebih 95 cm Di bawah keping asbes itu terdapat kabel listrik yang akan dihubungkan dengan sumber listrik bila digunakan Di atas keping asbes itu terdapat sebuah cawan aluminium Di atas cawan itu tergantung sebuah kawat nikelin yang berhubungan dengan kabel listrik di bawah keping asbes Kawat nikelin itulah yang akan menyalakan makanan dalam cawan bila berpijar oleh arus listrik Dekat cawan terdapat pipa logam untuk mengalirkan oksigen

2 Kalorimeter Sederhana

Pengukuran kalor reaksi selain kalor reaksi pembakaran dapat dilakukan dengan menggunakan kalorimeter pada tekanan tetap yaitu dengan kalorimeter sederhana yang dibuat dari gelas stirofoam Kalorimeter ini biasanya dipakai untuk mengukur kalor reaksi yang reaksinya berlangsung dalam fase larutan ( misalnya reaksi netralisasi asam ndash basa netralisasi pelarutan dan pengendapan )

Pada kalorimeter ini kalor reaksi = jumlah kalor yang diserap dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan

qreaksi = - (qlarutan + qkalorimeter )

qkalorimeter = Ckalorimeter x DT

dengan

Ckalorimeter = kapasitas kalor kalorimeter ( J oC ) atau ( J K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Jika harga kapasitas kalor kalorimeter sangat kecil maka dapat diabaikan sehingga perubahan kalor dapat dianggap hanya berakibat pada kenaikan suhu larutan dalam kalorimeter

qreaksi = - qlarutan qlarutan = m x c x DT

dengan m = massa larutan dalam kalorimeter ( g )c = kalor jenis larutan dalam kalorimeter (J goC ) atau ( J g K )DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Pada kalorimeter ini reaksi berlangsung pada tekanan tetap (DP = nol ) sehingga perubahan kalor yang terjadi dalam sistem = perubahan entalpinya

DH = qp

Kalorimeter larutan adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kaloryang terlibat pada reaksi kimia dalam sistem larutan Pada dasarnya kalor yang dibebaskandiserap menyebabkan perubahan suhu pada kalorimeter Berdasarkan perubahan suhu per kuantitas pereaksi kemudian dihitung kalor reaksi dari reaksi sistem larutan tersebut Kini kalorimeter larutan dengan ketelitian cukup tinggi dapat diperoleh dipasaran

Dalam menentukan entalpi berlaku persamaanQreaksi = - (Qlarutan + Q kalorimeter )Q reaksi = - (mc∆T + c∆T)Jika kapasitas kalori dalam kalorimeter diabaikan makaQreaksi = - (mc∆T)Keterangan m = massa zat (kg) c = kalor jenis (Jkg⁰C)∆t = perubahan suhu (Celcius)

Sementara itu persamaan reaksi yang mengikutsertakan perubahan entalpinya disebutpersamaan termokimia

H2 (g) + 12 O2 (g) mdashmdashgt H2O (l) ΔH = -286 kJ

Pada reaksi endoterm sistem menyerap energi Oleh karena itu entalpi sistem akan bertambah Artinya entalpi produk (Hp) lebih besar daripada entalpi pereaksi (Hr) Akibatnya perubahan entalpi merupakan selisih antara entalpi produk dengan entalpi pereaksi (Hp -Hr) bertanda positif Sehingga perubahan entalpi untuk reaksi endoterm dapat dinyatakan

ΔH = Hp- Hr gt 0

Reaksi eksoterm sistem membebaskan energi sehingga entalpi sistem akan berkurang artinya entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Sehingga p dapat dinyatakan sebagai berikut

ΔH = Hp- Hr lt 0

VII Hukum Hess

Pengukuran perubahan entalpi suatu reaksi kadangkala tidak dapat ditentukan langsung dengan kalorimeter misalnya penentuan perubahan entalpi pembentukan standar (DHf o )CO Reaksi pembakaran karbon tidak mungkin hanya menghasilkan gas CO saja tanpa disertai terbentuknya gas CO2 Jadi bila dilakukan pengukuran perubahan entalpi dari reaksi tersebut yang terukur tidak hanya reaksi pembentukan gas CO saja tetapi juga perubahan entalpi dari reaksi pembentukan gas CO2

Untuk mengatasi hal tersebut Henry Hess melakukan serangkaian percobaan dan menyimpulkan bahwa perubahan entalpi suatu reaksi merupakan fungsi keadaan

Artinya ldquo perubahan entalpi suatu reaksi hanya tergantung pada keadaan awal ( zat-zat pereaksi ) dan keadaan akhir ( zat-zat hasil reaksi ) dari suatu reaksi dan tidak tergantung pada jalannya reaksirdquo Pernyataan ini disebut Hukum Hess rumus yang dapat dipakai yaitu

ΔHreaksi = ΔH1 + ΔH2 +hellip

Menurut hukum Hess karena entalpi adalah fungsi keadaan perubahan entalpi dari suatu reaksi kimia adalah sama walaupun langkah-langkah yang digunakan untuk memperoleh produk berbeda Dengan kata lain hanya keadaan awal dan akhir yang berpengaruh terhadap perubahan entalpi bukan langkah-langkah yang dilakukan untuk mencapainya

Hal ini menyebabkan perubahan entalpi suatu reaksi dapat dihitung sekalipun tidak dapat diukur secara langsung Caranya adalah dengan melakukan operasi aritmatika pada beberapa persamaan reaksi yang perubahan entalpinya diketahui Persamaan-persamaan reaksi tersebut diatur sedemikian rupa sehingga penjumlahan semua persamaan akan menghasilkan reaksi yang kita inginkan Jika suatu persamaan reaksi

dikalikan (atau dibagi) dengan suatu angka perubahan entalpinya juga harus dikali (dibagi) Jika persamaan itu dibalik maka tanda perubahan entalpi harus dibalik pula (yaitu menjadi -ΔH) Berdasarkan Hukum Hess penentuan DH dapat dilakukan melalui 3 cara yaitu

1) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung melalui penjumlahan dari perubahan entalpi beberapa reaksi yang berhubungan

2) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung berdasarkan selisih entalpi pembentukan ( DHf o ) antara produk dan reaktan

3) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung berdasarkan data energi ikatan

Selain itu dengan menggunakan hukum Hess nilai ΔH juga dapat diketahui dengan pengurangan entalpi pembentukan produk-produk dikurangi entalpi pembentukan reaktan Secara matematis untuk reaksi-reaksi lainnya secara umum

Dengan mengetahui ΔHf (perubahan entalpi pembentukan) dari reaktan dan produknya dapat diramalkan perubahan entalpi reaksi apapun dengan rumus

ΔH=ΔHfP-ΔH fR

Perubahan entalpi suatu reaksi juga dapat diramalkan dari perubahan entalpi pembakaran reaktan dan produk dengan rumus

ΔH=-ΔHcP+ΔHcR

Konsep dari hukum Hess juga dapat diperluas untuk menghitung perubahan fungsi keadaan lainnya seperti entropi dan energi bebas Kedua aplikasi ini amat berguna karena besaran-besaran tersebut sulit atau tidak bisa diukur secara langsung sehingga perhitungan dengan hukum Hess digunakan sebagai salah satu cara menentukannya

Untuk perubahan entropi

middot ΔSo = Σ(ΔSfoproduk) - Σ(ΔSf

oreaktan)

middot ΔS = Σ(ΔSoproduk) - Σ(ΔSo

reaktan)

Untuk perubahan energi bebas

middot ΔGo = Σ(ΔGfoproduk) - Σ(ΔGf

oreaktan)

middot ΔG = Σ(ΔGoproduk) - Σ(ΔGo

reaktan)

VIII Penentuan ΔH Reaksi

Hukum Hess menyatakan bahwa perubahan entalpi tidak tergantung pada berapa banyak tahapan reaksi tetapi tergantung pada keadaan awal dan akhir Dengan kata lain untuk suatu reaksi keseluruhan tertentu perubahan entalpi selalu sama tak peduli apakah reaksi itu dilaksanakan secara langsung ataukah secara tak langsung dan lewat tahap-tahap yang berlainan

1 Penentuan ∆H Reaksi berdasarkan Eksperimen (Kalorimeter)

Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris merupakan penentuan yang didasarkan atau diukur dari perubahan suhu larutan dan kalorimeter dengan prinsip perpindahan kalor yaitu jumlah kalor yang diberikan sama dengan jumlah kalor yang diserap Kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi (tidak ada pertukaran materi maupun energi dengan lingkungan di luar kalorimeter) Dengan demikian semua kalor yang dibebaskan oleh reaksi yang terjadi dalam kalorimeter kita dapat menentukan jumlah kalor yang diserap oleh air serta perangkat kalorimeter berdasarkan rumus

qlarutan = m c ∆Tqkalorimeter = C ∆Tdimana q = jumlah kalorm = massa air (larutan) di dalam calorimeterc = kalor jenis air (larutan) di dalam calorimeterC = kapasitas kalor dari calorimeter∆T = kenaikan suhu larutan (kalorimeter)

Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka kalor reaksi sama dengan kalor yang diserap oleh larutan dan kalorimeter tetapi tandanya berbeda

Kalorimeter yang sering digunakan adalah kalorimeter bom Kalorimeter bom terdiri dari sebuah bom (wadah tempatberlangsungnya reaksi pembakaran biasanya terbuat dari berlangsungnya reaksi pembakaran biasanya terbuat dari bahan stainless steel) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah kedap panas Jadi kalor reaksi sama dengan

kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan

2 Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

Hukum Hess rdquo Kalor reaksi yang dilepas atau diserap hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhirrdquo Untuk mengubah zat A menjadi zat B (produk) diperlukan kalor reaksi sebesar ∆H Atau cara lain yaitu mengubah zat A menjadi zat B dengan kalor reaksi ∆H1 zat B diubah menjadi zat C dengan kalor reaksi ∆H2 dan zat C diubah menjadi zat D dengan kalor reaksi ∆H3 Sehingga harga perubahan entalpi adalah

∆Hreaksi = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3

Hal tersebut dapat dibuat siklus dan diagram tingkat energinya sebagaiberikut middot Siklus energi pembentukan zat D dari zat Amiddot Diagram tingkat energi pembentukan zat D dari zat A

Contoh Soal Diketahui data entalpi reaksi sebagai berikut Ca(s) + frac12 O2(g) rarr CaO(s) ∆H = - 6355 kJC(s) + O2(g) rarr CO2(g) ∆H = - 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(g) ∆H = - 12071 kJHitunglah perubahan entalpi reaksi CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s)

Penyelesaian CaO(s) rarr Ca(s) + frac12 O2(g) ∆H = + 6355 kJCO2(g) rarr C(s) + O2(g) ∆H = + 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 12071 kJ_________________________________________ _CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 1781 kJ

3 Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

Pembentukan Standar ( ∆Hof )

Cara lain perhitungan entalpi reaksi yaitu berdasarkan entalpi pembentukan standar( ∆Hof ) zat-zat yang ada pada reaksi tersebut

∆Hreaksi = sum∆Hof produk - sum∆Ho

f reaktan

TABEL ENTALPI PEMBENTUKAN BEBERAPA ZAT

Zat DHof ( kJmol ) Zat DHo

f ( kJmol )H2(g) 0 C2H4(g) + 525

O2(g) 0 CCl4(g) - 960C(s) 0 NH3(g) - 459H2O(g) - 2418 NO2(g) + 332H2O(l) - 2858 SO2(g) - 2968CO2(g) - 3935 HCl(g) - 923CO(g) -1105 NO(g) + 903

Contoh Soal Dari tabel entalpi pembentukan diatas tentukan

a ∆H reaksi pembakaran C2H4

b Tentukan jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran 56 g gas C2H4

c Reaksi pembakaran C2H4

a C2H4(g) + 3 O2(g)rarr2CO2(g) + 2H2O(l)

b ∆H reaksi = ∆Hof hasil reaksi - ∆Hof pereaksi

= ( 2 ∆Hof CO2 + 2 ∆Hof H2O ) ndash ( 1 ∆HofC2H4 + 3 ∆Hof O2)= ( 2 -3935 + 2 -2858 ) ndash ( 1 525 + 3 0 )= -787 ndash 5716 + 525= - 13061 kJmol

c Mr C2H4 = (2x12) + (4x1) = 28Mol C2H4 = 5628 = 2 mol∆H pembakaran 2 mol C2H4 = 2 mol x ( -13061 kJmol )

= -26122 kJ

Jadi pada pembakaran 56 gram gas C2H4 dibebaskan kalor sebesar = 26122 Kj

4 Penentuan ∆H Reaksi Dari Energi Ikatan

Reaksi kimia antarmolekul dapat dianggap berlangsung dalam 2 tahap yaitu

I Pemutusan ikatan pada pereaksi

II Pembentukan ikatan pada produk

Misalnya pada reaksi antara gas klorin dengan gas hidrogen membentuk gas hidrogen klorida dapat digambarkan sebagai berikut

Sesuai dengan hukum Hess ∆H reaksi total adalah ∆H tahap-I + ∆H tahap-II

∆H tahap-I = sum Energi ikatan pada pereaksi (yang putus)

∆H tahap-II = -sum Energi ikatan pada produk (yang terbentuk)

∆H reaksi = sum Energi ikatan pereaksi yang putus - sum Energi ikatan produk yang terbentuk

∆H reaksi = sum Eruas kiri - sum Eruas kanan

TABEL ENERGI IKATAN

Ikatan E (kJmol) Ikatan E (kJmol)H-H 436 O=O 498H-C 415 CequivN 891H-N 390 F-F 160C-C 345 Cl-Cl 243CequivC 837 H-Cl 432C-O 350 C=C 611C=O 741 I-I 150C-Cl 330 N=N 418O-H 450 C-F 485

Penyelesaian H ndash C ndash O-H +1 frac12 O=O rarr O=C=O +2H-O-H∆H reaksi = sumEpemutusan -sumEpembentukan

= (3Ec-H)+( 1EO-H) +(1EC-O)+ (1 frac12 EO=O) ndash (2EC=O) + (4EO-H)

= (3415)+(1460)+(1350)+1 frac12498) ndash(2741)+(4460)

= 2802-3322

= -520 kJmol

IX Energi Ikatan

Energi ikatan didefinisikan sebagai panas reaksi yang dihubungkan dengan pemecahan ikatan kimia dari molekul gas menjadi bagian-bagian gas Terkadang disebut juga entalpi ikatan nama yang sesungguhnya lebih tepat

Energi disosiasi ikatan (BE) dapat digunakan untuk menghitung panas reaksi yang dihubungkan dengan

ΔH0= - sum ni BEi + sum njBEj

dimana BE adalah energi ikatan per mol ikatan nj dan ni adalah jumlah mol ikatan yang pecah atau terbentuk dalam hal reaktan dan produk

Dalam hal yang sama data panas reaksi dapat juga digunakan untuk menghitung energi disosiasi ikatan dari setiap ikatan tertentu asal saja data lain dalam persamaan diketahui Satu hal yang harus diingat bahwa lingkungan sekeliling atom sangat mempengaruhi energy ikatan dari ikatan tertentu oleh karena itu harga yang diperoleh dari persamaan adalah harga rata-rata atau harga kira-kira

Walaupun energi ikatan adalah untuk molekul dalam fase gas tetapi harga kira-kira panas reaksi dapat dihitung dari fase terkondensasi dapat dikoreksi jika panas penguapan panas sublimasi dan lain-lain dapat diikutsertakan

Suatu reaksi yang DHndashnya ditentukan dengan menggunakan energi ikatan maka atom-atom yang terlibat dalam reaksi harus berwujud gas

Berdasarkan jenis dan letak atom terhadap atom-atom lain dalam molekulnya dikenal 3 jenis energi ikatan yaitu

a Energi Atomisasi

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan semua ikatan 1 mol molekul menjadi atom-atom bebas dalam keadaan gas

Energi atomisasi = jumlah seluruh ikatan atom-atom dalam 1 mol senyawa

b Energi Disosiasi Ikatan

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan salah 1 ikatan yang terdapat pada suatu molekul atau senyawa dalam keadaan gas

c Energi Ikatan Rata-Rata

Adalah energi rerata yang diperlukan untuk memutuskan ikatan atom-atom pada suatu senyawa ( notasinya = D ) Energi ikatan suatu molekul yang berwujud gas dapat ditentukan dari data entalpi pembentukan standar (DHf ) dan energi ikat unsur-unsurnya Prosesnya melalui 2 tahap yaitu

o Penguraian senyawa menjadi unsur-unsurnya

o Pengubahan unsur menjadi atom gas

Reaksi kimia pada dasarnya terdiri dari 2 proses

o Pemutusan ikatan pada pereaksi

o Pembentukan ikatan pada produk reaksi

Pada proses pemutusan ikatan = memerlukan energi

Pada proses pembentukan ikatan = membebaskan energi

1 Jenis-Jenis Kalor

Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan Energi kinetik ditimbulkan karena atomndashatom dan molekul-molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Sedangkan kalor adalah bentuk energi yang berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah Jika suatu benda menerima melepaskan kalor maka suhu benda itu akan naikturun atau wujud benda berubah

2 Kalor Pembentukan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembentukan 1 mol senyawa dariunsur-unsurnya pada suhu dan tekanan standar ( 25 oC 1 atm ) Entalpinya bisadilepaskan maupun diserap Satuannya adalah kJ mol Bentuk standar dari suatu unsur adalah bentuk yang paling stabil dari unsur itu pada keadaan standar ( 298 K 1 atm ) Jika perubahan entalpi pembentukan tidak diukur pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHf

Catatan

o DHf unsur bebas = nol

o Dalam entalpi pembentukan jumlah zat yang dihasilkan adalah 1 mol

o Dibentuk dari unsur-unsurnya dalam bentuk standar

3 Kalor Penguraian Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHd Satuannya = kJ mol Perubahan entalpi penguraian standar merupakan kebalikan dari perubahan entalpi pembentukan standar maka nilainya pun akan berlawanan tanda

Menurut Marquis de Laplace ldquo jumlah kalor yang dilepaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsur penyusunnya = jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsur penyusunnya ldquo Pernyataan ini disebut Hukum Laplace

4 Kalor Pembakaran Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembakaran 1 mol suatu zat secara sempurna pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHc Satuannya = kJ mol

5 Kalor Netralisasi Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHn Satuannya = kJ mol

6 Kalor Penguapan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran

tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHvap Satuannya = kJ mol

7 Kalor Peleburan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pencairan peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHfus Satuannya = kJ mol

8 Kalor Sublimasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsub Satuannya = kJ mol

9 Pelarutan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi ketika 1 mol zat melarut dalam suatu pelarut ( umumnya air ) pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsol Satuannya = kJ mol

BAB III

PENUTUP

I Kesimpulan

Singkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup termodinamika I kalor reaksi kerja entalpi kalorimeter hukum Hess penentuan DH reaksi energi ikatan dan jenis-jenis kalor merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Berdasarkan pembahasan yang tinjauan pustaka yang kami susun dalam makalah ini maka kami dapat menyimpulkan sebagai berikut

1 Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan

2 Berdasarkan perubahan entalpinya reaksi kimia dibedakan menjadi dua yaitu

a Reaksi Eksoterm dan

b Reaksi Endoterm

3 Sistem merupakan Pusat fokus perhatian yang diamati dalam suatu percobaanLingkungan merupakan hal-hal diluar sistem yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan Sistem dibedakan menjadi 3 macam

2 Sistem Terbuka

3 Sistem Tertutup

3 Sistem terisolasi

4 Dalam persamaan termokimia nilai DH yang dituliskan di persamaan termokimia disesuaikan dengan stoikiometri reaksinya artinya = jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi kimia = koefisien reaksinya ( fase reaktan maupun produk reaksinya harus dituliskan)

5 Ada beberapa jenis dalam menentukan Harga Perubahan Entalpi ∆H yaitu

a Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

b Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

c Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris

BAB IPENDAHULUAN

A Latar Belakang Masalah

Termokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energi panas dan energi kimia Sedangkan energi kimia didefinisikan sebagai energi yang dikandung setiap unsur atau senyawa Energi kimia yang terkandung dalam suatu zat adalah semacam energi potensial zat tersebut Energi potensial kimia yang terkandung dalam suatu zat disebut panas dalam atau entalpi dan dinyatakan dengan simbol H Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi Perubahan entalpi reaksi diberi simbol HΔ

Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika disebut termokimia Secara operasional termokimia berkaitan dengan pengukuran dan pernafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia perubahan keadaan dan pembentukan larutan

Termokimia merupakan pengetahuan dasar yang perlu diberikan atau yang dapat diperoleh dari reaksi-reaksi kimia tetapi juga perlu sebagai pengetahuan dasar untuk pengkajian teori ikatan kimia dan struktur kimia Fokus bahasan dalam termokimia adalah tentang jumlah kalor yang dapat dihasilkan oleh sejumlah tertentu pereaksi serta cara pengukuran kalor reaksi

Termokimia merupakan penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi kimia

Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan

Dengan kajian-kajian yang dilakukan mengenai pengaplikasian termokimia dalam kehidupan sehari-hari Dan untuk menguraikan permasalahan tersebut lebih detail lagi penulis mencoba membuat makalah yang isinya membahas tentang ldquoAplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-harirdquo

B Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dibiatkannya makalah ini adalah sebagai berikut

1) Dapat menjelaskan manfaat termokimia2) Mengetahui proses termokimia dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari3) Memahami materi-materi yang terkait dengan termokimia4) Memahami tentang termokimia lebih mendalam

C Manfaat Penulisan

Penulisan makalah ini memiliki manfaat sebagai berikut

1) Manfaat UmumMakalah hasil pengkajian penulis ini dapat menunjang materi pembelajaran

dan dapat dijadikan bahan baku referensi pembelajaran2) Manfaat Khusus

Penulis dapat menambah wawasan dan pengetahuan penulis serta dapat melatih penulis untuk memiliki rasa ingin tahu yang tinggi dan lebih telaten dalam mencari dan mengumpulkan sumber dan informasi selama melakukan pengkajian

3) Manfaat untuk penulis yang akan datingMakalah hasil pengkajian sebelumnya dapat dijadikan bahan referensi

sumber untuk pembuatan makalah selanjutnya dan dapat memberi gambaran dalam pengkajian yang akan dilakukannya

BAB IIISI

A Manfaat Termokimia

Manfaat positif dari termokimia yaitu

a) Dapat mempelajari suatu bentuk energi yang dibutuhkan oleh manusia untuk bergerak dalam bentuk energi kinetik dan tambahan-tambahan dalam melakukan proses fotosintesis yang membutuhkan eergi dari sinar matahari

b) Dapat mempelajari suatu sistem atau bagian alam semasta yang menjadi objek penelitian serta lingkungan atau bagian alam semesta yang berinteraksi dengan satu sistem

B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari1 Gas Elpiji

Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara

C4H10 + Udara ndashgt CO2 + H20 + N2Untuk mempermudah udara sepenuhnya bergantung dari oksigenC4H10 + (132)O2 ndashgt 4CO2 + 5H2O

Untuk reaksi sempurna dengan udaraC4H10 + (O2 + 376 N2) ndashgt CO2 + H20 + 376N2PenyetaraanC4H10 + 132(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)376N2

Reaksi juga bisa melibatkan bentuk tidak sempurna misal memerlukan 200 udaraC4H10 + 13(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)O2 + (132)376N2

Pembakaran ini pun bisa melibatkan beberapa fraksi karena elpiji biasanya tidak murni hanya bahan bakar butana

2 ThermometerTermometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur suhuCara kerja thermometerKetika temperature naik cairan dibola tabung mengembang lebih banyak daripada gelas yang menutupinya Hasilnya benang cairan yang tipis dipaksa ke atas secara kapiler Sebaliknya ketika temperature turun cairan mengerut dan cairan yang tipis ditabung bergerak kembali turun Gerakan ujung cairan tipis yang dinamakan meniscus dibaca terhadap skala yang menunjukkan temperatureZat untuk thermometer haruslah zat cair dengan sifat termometrik artinya mengalami perubahan fisis pada saat dipanaskan atau didinginkan misalnya raksa dan alkohol Zat cai tersebut memiliki dua titik tetap (fixed points) yaitu titik tertinggi dan titik terendah Misalnya titik didih air dan titik lebur es untuk suhu yang tidak terlalu tinggi Setelah itu pembagian dilakukan diantara kedua titik tetap menjadi bagian-bagian yang sama besar misalnya thermometer skala celcius dengan 100 bagian yang setiap bagiannya sebesar 1C

3 Pembakaran Batu BaraBatubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi

CaCO3(s) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + CO2(g)

Ca(OH)2(aq) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + H2O( 1048641)Namun biaya operasional desulfurisasi dan pembuangan deposit padatan kembali menjadi masalah baru Untuk meningkatkan nilai dari batubara dan menghilangkan pencemar SO2 dilakukan rekayasa batubara seperti gasifikasi dan reaksi karbon-uap Pada gasifikasi molekul-molekul besar dalam batubara dipecah melalui pemanasan pada suhu tinggi (600degC ndash 800degC) sehingga dihasilkan bahan bakar berupa gas Reaksinya adalah sebagai berikutBatubara(s) batubara cair (mudah menguap) CH4(g) + C(s)Arang yang terbentuk direaksikan dengan uap air menghasilkan campuran gas CO dan H2 yang disebut gas sintetik ReaksinyaC(s) + H2O() CO(g) + H2(g) ΔH = 175 kJ molndash1Untuk meningkatkan nilai gas sintetik gas CO diubah menjadi bahan bakar lain Misalnya gas CO direaksikan dengan uap air menjadi CO2 dan H2 ReaksinyaCO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH = ndash41 kJ molndash1Gas CO2 yang dihasilkan selanjutnya dipisahkan Campuran gas COdan H2 yang telah diperkaya akan bereaksi membentuk metana dan uapair Reaksinya

CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1

Setelah H2O diuapkan akan diperoleh CH4 yang disebut gas alam sintetik Dengan demikian batubara dapat diubah menjadi metana melalui proses pemisahan batubara cair

C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Berdasarkan perpindahan energinya atau perubahan entalpinya ada dua jenis reaksi

1) Reaksi eksoterm yaitu reaksi yang membebaskan kalor kalor mengalir dari sistem ke lingkungan (terjadi penurunan entalpi) entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Pada reaksi eksoterm umumnya suhu sistem menjadi naik adanya kenaikan suhu inilah yang menyebabkan sistem melepas kalor ke lingkunganReaksi eksoterm DH = HP - HR lt 0 atau DH = (-)

2) Reaksi Endoterm yaitu reaksi yang memerlukan kalor kalor mengalir dari lingkungan ke sistem (terjadi kenaikan entalpi) entalpi produk lebih besar daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda positif Pada reaksi endoterm umumnya suhu sistem terjadi penurunan adanya penurunan suhu inilah yang menyebabkan sistem menyerap kalor dari lingkungan

Reaksi endoterm DH = HP - HR gt 0 atau DH = (+)

D Hukum Dalam Termokimia

Dalam mempelajari reaksi kimia dan energi kita perlu memahami hukum-hukum yang mendasari tentang perubahan dan energi

a Hukum kekekalan energyDalam perubahan kimia atau fisika energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentu lainnya Hukum ini merupakan hukum termodinamika pertama dan menjadi dasar pengembangan hukum tentang energi selanjutnya seperti konversi energi

b Hukum LaplaceHukum ini diajukan oleh Marquis de Laplace dan dia menyatakan bahwa jumlah kalor yang dilepaskan dalam pembentukan sebuah senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menguraikan senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnyaPanjabaran dari hukum ini untuk entalphi reaksi H dan kalor reaksiΔC + O2 rarr CO2 H = -94 KkalΔCO2 rarr C + O2 H = +94 KkalΔSedangkan untuk kalor reaksiC + O2 rarr CO2 -94 KkalCO2 rarr C + O2 +94 KkalUntuk reaksi pertama unsur C bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan karbondioksida dan kalor sebesar 94 Kkal Sedangkan reaksi kedua karbondioksida terurai menjadi unsur C dan gas oksigen dengan membutuhkan kalor sebesar 94 KkalDari sisi tanda tampak jelas perbedaan antara entalphi reaksi dengan kalor reaksi jika entalphi bernilai positif maka kalor reaksi bernilai negatif demikian pula sebaliknya jika entalphi negatif maka kalor reaksi positif

c Hukum HessHukum ini diajukan oleh Germain Hess dia menyatakan bahwa entalphi reaksi ( H)Δ hanya tergantung pada keadaan awal reaksi dan hasil reaksi dan tidak bergantung pada jalannya reaksi

Jika suatu reaksi merupakan penjumlahan aljabar dari dua atau lebih reaksi maka perubahan entalphi ( H) atau kalor reaksinya juga merupakan penjumlahanΔ aljabar dari ( H) yang menyertai reaksi Untuk lebih mudah memahaminya kitaΔ perhatikan Bagan 1017

Berdasarkan persamaan reaksi gas karbon dioksida dapat terbentuk melalui dua tahap yang pertama pembentukan karbonmonoksida dari unsur-unsurnya dan dilanjutkan dengan oksidasi dari karbonmonoksida menjadi karbondioksida

Penjumlahan aljabar HΔ reaksi dari setiap tahap reaksi juga dilakukan sesuai dengan tahap reaksi maka HΔ reaksi dari pembentukan gas Karbon dioksida juga dapat dilakukanBerdasarkan berbagai jenis reaksi maka kita juga dapat mengembangkan jenis kalor reaksi atau H yang disesuaikan dengan jenis reaksinya ada empat jenis kalor reaksiΔ yaitu kalor reaksi pembentukan penguraian pembakaran dan pelarutan Keempat klasifikasi tersebut disederhanakan dalam bagan pada Bagan 1018

E Energi IkatanPada dasarnya reaksi kimia terdiri dari dua proses yaitu pemutusan ikatan

antar atom-atom dari senyawa yang bereaksi (proses yang memerlukan energi) dan penggabungan ikatan kembali dari atom-atom yang terlibat reaksi sehingga membentuk susunan baru (proses yang membebaskan energi)

Perubahan entalpi reaksi dapat dihitung dengan menggunakan data energi ikatan Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan oleh satu molekul gas menjadi atom-atom dalam keadaan gas Harga energi ikatan selalu positif dengan satuan kJ atau kkal serta diukur pada kondisi zat-zat berwujud gas

Entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga energi ikatan rata-rata sering berbeda dari entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga entalpi pembentukan standar Perbedaan ini terjadi karena energi ikatan yang terdapat dalam suatu tabel adalah energi ikatan rata-rata Energi ikatan C ndash H dalam contoh di atas bukan ikatan C ndash H dalam CH4 melainkan energi ikatan rata-rata C ndash H CH4(g) CH3(g) + H(g) H = +424 kJmolCH3(g) CH2(g) + H(g) H = +480 kJmolCH2(g) CH(g) + H(g) H = +425 kJmolCH(g) C(g) + H(g) H = +335 kJmolJadi energi ikatan rata-rata dari ikatan C ndash H adalah 416 kJmol Sedangkan energiikatan C ndash H yang dipakai di atas adalah +413 kJmol

Bahan Bakar dan Perubahan Entalpi Reaksi pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen Biasanya reaksi semacam ini digunakan untuk menghasilkan energi Bahan bakar adalah merupakan suatu senyawa yang bila dilakukan pembakaran terhadapnya dihasilkan kalor yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan

Jenis bahan bakar yang banyak kita kenal adalah bahan bakar fosil Bahan bakar fosil berasal dari pelapukan sisa organisme baik tumbuhan maupun hewan yang memerlukan waktu ribuan sampai jutaan tahun contohnya minyak bumi dan batu bara

Namun selain bahan bakar fosil dewasa ini telah dikembangkan pula bahan bakar jenis lain misalnya alkohol dan hidrogen Hidrogen cair dengan oksigen cair bersama-sama telah digunakan pada pesawat ulang-alik sebagai bahan bakar roket

pendorongnya Pembakaran hidrogen tidak memberi dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air

Matahari adalah umber energi terbesar di bumi tetapi penggunaan energi surya belum komersial Dewasa ini penggunaan energi surya yang komersial adalah untuk pemanas air rumah tangga (solar water heater) Nilai kalor dari bahan bakar umumnya dinyatakan dalam satuan kJgram yang menyatakan berapa kJ kalor yang dapat dihasilkan dari pembakaran 1 gram bahan bakar tersebut Contoh nilai kalor bahan bakar bensin adalah 48 kJg artinya setiap pembakaran sempurna 1 gram bensin akan dihasilkan kalor sebesar 48 kJ Pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan atau dalam industri umumnya tidak terbakar sempurna Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon (bahan bakar fosil) membentuk karbon dioksida dan uap air

Sedangkan pembakaran tidak sempurnanya menghasilkan karbon monoksida dan uap air Pembakaran tak sempurna mengurangi efisiensi bahan bakar kalor yang dihasilkan akan lebih sedikit dibandingkan apabila zat itu terbakar sempurna Kerugian lainnya adalah dihasilkannya gas karbon monoksida (CO) yang bersifat racun

BAB IIIPENUTUP

A KesimpulanSingkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar

yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup Reaksi endoterm Hukum dalam termokimia Energi ikatan dan arah proses merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Didalam termokimia ada istilah sistem dan lingkungan Sistem yang dimaksud adalah bagian dari alam yang dipelajari atau yang manjadi pokok perhatian dalam termokimia yang dipelajari yaitu perubahan energinya Sedangkan lingkungan yang dimaksud adalah segala sesuatu di luar sistem dengan apa sistem melakukan dan mengadakan pertukaran energi Energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha Energi hanya dapat diubah bentuknya dari bentuk yang satu dengan yang lainnya Misalnya pada pembangkit tenaga uap perubahan energi dimulai dari energi panas yang terbentuk di

boiler berubah menjadi energi mekanik pada turbin dan energi mekanik diubah menjadi energi listrik pada generator

TUGAS PENDAHULUAN (TERMOKIMIA)

1 Apa yang dimaksud dengan kalor kalorimeter dan kalorimetri 2 Sebutkan dan Jelaskan fungsi setiap alat dan bahan dalam percobaan termokimia 3 Gambarkan rangkaian alat kalorimeter smenarik mungkin dan berikan keterangan 4 Tuliskan hukum termodinamika dan jelaskan hubungannya antara rekasi eksoterm dan reaksi

endoterm 5 Perhitungkan secara teoritis (data setiap parameter yang anda cari direferensi) kalor reaksi

penetralan HCl dan NaOH 6

Nb Margin 4 3 3 3Sampul Pink Tulis TanganSiapkan MSDS dan Bagan Kerja (Print)

• Termokimia
• BAB I PENDAHULUAN
• • A Latar Belakang Masalah
  • Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan
  • B Tujuan Penulisan
  • C Manfaat Penulisan
  • • BAB II ISI
    • • A Manfaat Termokimia
      • • B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari
        • 1 Gas Elpiji
        • Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara
        • 3 Pembakaran Batu Bara
        • Batubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi
        • CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1
        • C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

kemungkinan bahwa bentuk lain menjadi penting harus selalu diingat dalam pendekatan masalah baru Dalam hal itu mungkin perlu untuk memperkenalkan variable keadaan tambahan misalnya luas permukaan dari sistem atau kuat medan magnetik

Dalam penggunaan pernyataan dw = ydx biasanya perlu dirincikan bahwa proses yang bersangkutan adalah lambat jika tidak ada kekaburan tentang nilai gaya y Misalnya bila suatu gas mengembang atau mengempis dengan tiba-tiba tekanan dalamnya tidak sama dengan gaya luar per satuan luas dan memang tekanannya berubah dari satu daerah gas ke daerah lainnya Di sini terjadi percepatan dan kerja dilakukan dalam menciptakan energi kinetik Kesulitan ini hilang bilang perubahan-perubahannya berlaku lambat sekali dan bila gesekan tidak ada karena gaya-gaya yang sebaliknya mendekati kesetaraan

Dalam termokimia ada dua hal yang perlu diperhatikan yang menyangkut perpindahan energi yaitu sistem dan lingkungan Segala sesuatu yang menjadi pusat perhatian dalam mempelajari perubahan energi disebut sistem sedangkan hal-hal yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem disebut lingkungan

Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan sistem dibedakan menjadi tiga macam yaitu

1 Sistem Terbuka

Sistem terbuka adalah suatu sistem yang memungkinkan terjadi perpindahan energi dan zat (materi) antara lingkungan dengan sistem Pertukaran materi artinya ada hasil reaksi yang dapat meninggalkan sistem (wadah reaksi) misalnya gas atau ada sesuatu dari lingkungan yang dapat memasuki sistem

2 Sistem Tertutup

Suatu sistem yang antara sistem dan lingkungan dapat terjadi perpindahan energi tetapi tidak dapat terjadi pertukaran materi disebut sistem tertutup

3 Sistem Terisolasi

Sistem terisolasi merupakan sistem yang tidak memungkinkan terjadinya perpindahan energi dan materi antara sistem dengan lingkungan

Energi adalah kapasitas untuk melakukan kerja (w) atau menghasilkan panas (kalor=q) Pertukaran energi antara sistem dan lingkungan dapat berupa kalor (q) atau bentuk energi lainnya yang secara kolektif kita sebut kerja (w) Energi yang dipindahkan dalam bentuk kerja atau dalam bentuk kalor yang memengaruhi jumlah total energi yang terdapat dalam sistem disebut energi dalam (internal energy) Kerja adalah suatu bentuk pertukaran energi antara sistem dan lingkungan di luar kalor Salah satu bentuk kerja yang sering menyertai reaksi kimia adalah kerja tekanan-volum yaitu kerja yang berkaitan dengan pertambahan atau pengurangan volum sistem

V Entalpi

Entalpi (H) adalah jumlah total dari semua bentuk energi Entalpi (H) suatu zat ditentukan oleh jumlah energi dan semua bentuk energi yang dimiliki zat yang jumlahnya tidak dapat diukur dan akan tetap konstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar dari zat Energi kinetik ditimbulkan karena atom ndash atom dan molekul molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Entalpi akan tetap konstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar dari zat Misalnya entalpi untuk air dapat ditulis H H20 (l) dan untuk es ditulis H H20 (s)

Untuk menyatakan kalor reaksi pada tekanan tetap (qp ) digunakan besaran yang disebut Entalpi ( H )

H = E + ( PV )DH = DE + ( P DV )DH = (q + w ) + ( P DV )DH = qp ndash ( P DV ) + ( P DV )DH = qp

Untuk reaksi kimia DH = Hp ndash HrHp = entalpi produkHr = entalpi reaktan

Reaksi pada tekanan tetap qp = DH ( perubahan entalpi )Reaksi pada volume tetap qv = DE ( perubahan energi dalam )

Perubahan kalor atau entalpi yang terjadi selama proses penerimaan atau pelepasan kalor dinyatakan dengan rdquo perubahan entalpi (ΔH) rdquo Harga entalpi zat sebenarnya tidak dapat ditentukan atau diukur Tetapi ΔH dapat

ditentukan dengan cara mengukur jumlah kalor yang diserap sistem Misalnya pada perubahan es menjadi air yaitu 89 kalorigram Pada perubahan es menjadi air ΔH adalah positif karena entalpi hasil perubahan entalpi air lebih besar dari pada entalpi es Pada perubahan kimia selalu terjadi perubahan entalpi Besarnya perubahan entalpi adalah sama besar dengan selisih antara entalpi hasil reaksi dan jumlah entalpi pereaksi

Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan Energi kinetik ditimbulkan karena atom ndash atom dan molekul-molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Entalpi akan tetap konstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar dari zat Misalnya entalpi untuk air dapat ditulis H H20 (l) dan untuk es ditulis H H20 (s)

Entalpi (H) suatu zat ditentukan oleh jumlah energi dan semua bentuk energi yang dimiliki zat yang jumlahnya tidak dapat diukur Perubahan kalor atau entalpi yang terjadi selama proses penerimaan atau pelepasan kalor dinyatakan dengan rdquo perubahan entalpi (ΔH) rdquo Misalnya pada perubahan es menjadi air maka dapat ditulis sebagai berikut

Δ H = H H20 (l) -H H20 (s)

Apabila kita amati reaksi pembakaran bensin di dalam mesin motor Sebagian energi kimia yang dikandung bensin ketika bensin terbakar diubah menjadi energi panas dan energi mekanik untuk menggerakkan motor Demikian juga pada mekanisme kerja sel aki Pada saat sel aki bekerja energi kimia diubah menjadi energi listrik energi panas yang dipakai untuk membakar bensin dan reaksi pembakaran bensin menghasilkan gas menggerakkan piston sehingga menggerakkan roda motor

Harga entalpi zat sebenarnya tidak dapat ditentukan atau diukur Tetapi ΔH dapat ditentukan dengan cara mengukur jumlah kalor yang diserap sistem Misalnya pada perubahan es menjadi air yaitu 89 kalorigram Pada perubahan es menjadi air ΔH adalah positif karena entalpi hasil perubahan entalpi air lebih besar dari pada entalpi es

Termokimia merupakan bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan entalpi yang menyertai suatu reaksi Pada perubahan kimia selalu terjadi perubahan entalpi Besarnya perubahan entalpi adalah sama

besar dengan selisih antara entalpi hasil reaksi dam jumlah entalpi pereaksi

Pada reaksi endoterm entalpi sesudah reaksi menjadi lebih besar sehingga ΔH positif Sedangkan pada reaksi eksoterm entalpi sesudah reaksi menjadi lebih kecil sehingga ΔH negatif Perubahan entalpi pada suatu reaksi disebut kalor reaksi Kalor reaksi untuk reaksi-reaksi yang khas disebut dengan nama yang khas pula misalnya kalor pembentukankalor penguraian kalor pembakaran kalor pelarutan dan sebagainya

1 Entalpi Pembentukan Standar (ΔHf)

Entalpi pembentukan standar suatu senyawa menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk proses pembentukan 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya yang stabil pada keadaan standar (STP) Entalpi pembentukan standar diberi simbol (ΔH

f) simbol f berasal dari kata formation yang berarti pembentukan Contoh unsur-unsur yang stabil pada keadaan standar yaitu H2O2CN2AgCl2Br2SNaCa dan Hg

2 Entalpi Penguraian Standar (ΔHd)

Entalpi penguraian standar suatu senyawa menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk proses penguraian 1 mol senyawa dari unsure-unsurnya yang stabil pada keadaan standar (STP) Entalpi penguraian standar diberi simbol (ΔH

d) simbol d berasal dari kata decomposition yang berarti penguraian

Menurut Hukum Laplace jumlah kalor yang dibebaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnya Jadi entalpi penguraian merupakan kebalikan dari entalpi pembentukan senyawa yang sama Dengan demikian jumlah kalornya sama tetapi tandanya berlawanan karena reaksinya berlawanan arah

3 Entalpi Pembakaran Standar (ΔHc)

Entalpi pembakaran standar suatu senyawa menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk proses pembakaran 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya yang stabil pada keadaan standar (STP) Entalpi penguraian standar diberi simbol (ΔH

c) simbol d berasal dari kata combustion yang berarti pembakaranPembakaran selalu membebaskan kalor sehingga nilai entalpipembakaran selallu negatif (eksoterm)

4 Entalpi Pelarutan Standar (ΔHs)

Entalpi pelarutan standar menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk melarutkan 1 mol zat pada keadaan standar (STP) Entalpi penguraian standar diberi simbol (ΔH

s) simbol s berasal dari kata solvation yang berarti pelarutan

5 Entalpi Netralisasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHn Satuannya = kJ mol

6 Entalpi Penguapan Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHvap Satuannya = kJ mol

7 Entalpi Peleburan Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada pencairan peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHfus Satuannya = kJ mol

8 Entalpi Sublimasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsub Satuannya = kJ mol

VI Kalorimeter

Kalorimetri yaitu cara penentuan kalor reaksi dengan menggunakan kalorimeterPerubahan entalpi adalah perubahan kalor yang diukur pada tekanan konstan untuk menentukan perubahan entalpi dilakukan dengan cara yang sama dengan penentuan perubahan kalor yang dilakukan pada

tekanan konstan Perubahan kalor pada suatu reaksi dapat diukur melalui pengukuran perubahan suhu yang terjadi pada reaksi tersebut Pengukuran perubahan kalor dapat dilakukan dengan alat yang disebutkalorimeter

Kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi ( tidak ada perpindahan materi maupun energi dengan lingkungan di luar kalorimeter ) Kalorimeter terbagi menjadi dua yaitu kalorimeter bom dan kalorimeter sederhana Jika dua buah zat atau lebih dicampur menjadi satu maka zat yang suhunya tinggi akan melepaskan kalor sedangkan zat yang suhunya rendah akan menerima kalor sampai tercapai kesetimbangan termal

Menurut azas Black Kalor yang dilepas = kalor yang diterimaRumus yang digunakan adalah

dengan q = jumlah kalor ( J )m = massa zat ( g )DT = perubahan suhu ( oC atau K )c = kalor jenis ( J goC ) atau ( J g K )C = kapasitas kalor ( J oC ) atau ( J K )

Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka kalor reaksi = kalor yang diserap dibebaskan oleh larutan dan kalorimeter

tetapi tandanya berbeda

Beberapa jenis kalorimeter

1 Kalorimeter bom

Kalorimeter bom adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor (nilai kalori) yang dibebaskan pada pembakaran sempurna (dalam O2 berlebih) suatu senyawa bahan makanan bahan bakar atau khusus digunakan untuk menentukan kalor dari reaksi-reaksi pembakaran Kalorimeter ini terdiri dari sebuah bom (tempat berlangsungnya reaksi pembakaran terbuat dari bahan stainless steel dan diisi dengan gas oksigen pada tekanan tinggi ) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah yang kedap panas Sejumlah sampel ditempatkan pada tabung beroksigen yang tercelup dalam medium penyerap kalor (kalorimeter) dan sampel akan terbakar oleh api listrikdari kawat logam terpasang dalam tabung Reaksi pembakaran yang terjadi di dalam bom akan menghasilkan

kalor dan diserap oleh air dan bom Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka

Jumlah kalor yang diserap oleh air dapat dihitung dengan rumus

qair = m x c x DT

dengan

m = massa air dalam kalorimeter ( g )

c = kalor jenis air dalam kalorimeter (J goC ) atau ( J g K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Jumlah kalor yang diserap oleh bom dapat dihitung dengan rumus

qbom = Cbom x DT

dengan

Cbom = kapasitas kalor bom ( J oC ) atau ( J K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Reaksi yang berlangsung pada kalorimeter bom berlangsung pada volume tetap (DV = nol ) Oleh karena itu perubahan kalor yang terjadi di dalam sistem = perubahan energi dalamnya

DE = q + w dimana w = - P DV ( jika DV = nol maka w = nol )

maka DE = qv

Kalorimeter makanan adalah alat untuk menentukan nilai kalor zat makanankarbohidrat protein atau lemak Alat ini terdiri dari sebuah tabung kaca yang tingginya kurang lebih 19 cm dan garis menengahnya kurang lebih 75 cm Bagian dasarnya melengkung ke atas membentuk sebuah penyungkup Penyungkup ini disumbat dengan sebuah sumbat karet yang yang berlubang di bagian tengah Bagian atas tabung kaca ini ditutup dengan lempeng ebonit yang bundar Di dalam tabung kaca itu terdapat sebuah pengaduk yang tangkainya menembus tutup ebonit juga terdapat sebuah pipa spiraldari tembaga Ujung bawah pipa spiral itu

menembus lubang sumbat karet pada penyungkup dan ujung atasnya menembus tutup ebonit bagian tengah Pada tutup ebonit itu masih terdapat lagi sebuah lubang tempat untuk memasukkan sebuah termometer ke dalam tabung kaca Tabung kaca itu diletakkan di atas sebuah kepingasbes dan ditahan oleh 3 buah keping Keping itu berbentuk bujur sangkar yang sisinya kurang lebih 95 cm Di bawah keping asbes itu terdapat kabel listrik yang akan dihubungkan dengan sumber listrik bila digunakan Di atas keping asbes itu terdapat sebuah cawan aluminium Di atas cawan itu tergantung sebuah kawat nikelin yang berhubungan dengan kabel listrik di bawah keping asbes Kawat nikelin itulah yang akan menyalakan makanan dalam cawan bila berpijar oleh arus listrik Dekat cawan terdapat pipa logam untuk mengalirkan oksigen

2 Kalorimeter Sederhana

Pengukuran kalor reaksi selain kalor reaksi pembakaran dapat dilakukan dengan menggunakan kalorimeter pada tekanan tetap yaitu dengan kalorimeter sederhana yang dibuat dari gelas stirofoam Kalorimeter ini biasanya dipakai untuk mengukur kalor reaksi yang reaksinya berlangsung dalam fase larutan ( misalnya reaksi netralisasi asam ndash basa netralisasi pelarutan dan pengendapan )

Pada kalorimeter ini kalor reaksi = jumlah kalor yang diserap dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan

qreaksi = - (qlarutan + qkalorimeter )

qkalorimeter = Ckalorimeter x DT

dengan

Ckalorimeter = kapasitas kalor kalorimeter ( J oC ) atau ( J K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Jika harga kapasitas kalor kalorimeter sangat kecil maka dapat diabaikan sehingga perubahan kalor dapat dianggap hanya berakibat pada kenaikan suhu larutan dalam kalorimeter

qreaksi = - qlarutan qlarutan = m x c x DT

dengan m = massa larutan dalam kalorimeter ( g )c = kalor jenis larutan dalam kalorimeter (J goC ) atau ( J g K )DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Pada kalorimeter ini reaksi berlangsung pada tekanan tetap (DP = nol ) sehingga perubahan kalor yang terjadi dalam sistem = perubahan entalpinya

DH = qp

Kalorimeter larutan adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kaloryang terlibat pada reaksi kimia dalam sistem larutan Pada dasarnya kalor yang dibebaskandiserap menyebabkan perubahan suhu pada kalorimeter Berdasarkan perubahan suhu per kuantitas pereaksi kemudian dihitung kalor reaksi dari reaksi sistem larutan tersebut Kini kalorimeter larutan dengan ketelitian cukup tinggi dapat diperoleh dipasaran

Dalam menentukan entalpi berlaku persamaanQreaksi = - (Qlarutan + Q kalorimeter )Q reaksi = - (mc∆T + c∆T)Jika kapasitas kalori dalam kalorimeter diabaikan makaQreaksi = - (mc∆T)Keterangan m = massa zat (kg) c = kalor jenis (Jkg⁰C)∆t = perubahan suhu (Celcius)

Sementara itu persamaan reaksi yang mengikutsertakan perubahan entalpinya disebutpersamaan termokimia

H2 (g) + 12 O2 (g) mdashmdashgt H2O (l) ΔH = -286 kJ

Pada reaksi endoterm sistem menyerap energi Oleh karena itu entalpi sistem akan bertambah Artinya entalpi produk (Hp) lebih besar daripada entalpi pereaksi (Hr) Akibatnya perubahan entalpi merupakan selisih antara entalpi produk dengan entalpi pereaksi (Hp -Hr) bertanda positif Sehingga perubahan entalpi untuk reaksi endoterm dapat dinyatakan

ΔH = Hp- Hr gt 0

Reaksi eksoterm sistem membebaskan energi sehingga entalpi sistem akan berkurang artinya entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Sehingga p dapat dinyatakan sebagai berikut

ΔH = Hp- Hr lt 0

VII Hukum Hess

Pengukuran perubahan entalpi suatu reaksi kadangkala tidak dapat ditentukan langsung dengan kalorimeter misalnya penentuan perubahan entalpi pembentukan standar (DHf o )CO Reaksi pembakaran karbon tidak mungkin hanya menghasilkan gas CO saja tanpa disertai terbentuknya gas CO2 Jadi bila dilakukan pengukuran perubahan entalpi dari reaksi tersebut yang terukur tidak hanya reaksi pembentukan gas CO saja tetapi juga perubahan entalpi dari reaksi pembentukan gas CO2

Untuk mengatasi hal tersebut Henry Hess melakukan serangkaian percobaan dan menyimpulkan bahwa perubahan entalpi suatu reaksi merupakan fungsi keadaan

Artinya ldquo perubahan entalpi suatu reaksi hanya tergantung pada keadaan awal ( zat-zat pereaksi ) dan keadaan akhir ( zat-zat hasil reaksi ) dari suatu reaksi dan tidak tergantung pada jalannya reaksirdquo Pernyataan ini disebut Hukum Hess rumus yang dapat dipakai yaitu

ΔHreaksi = ΔH1 + ΔH2 +hellip

Menurut hukum Hess karena entalpi adalah fungsi keadaan perubahan entalpi dari suatu reaksi kimia adalah sama walaupun langkah-langkah yang digunakan untuk memperoleh produk berbeda Dengan kata lain hanya keadaan awal dan akhir yang berpengaruh terhadap perubahan entalpi bukan langkah-langkah yang dilakukan untuk mencapainya

Hal ini menyebabkan perubahan entalpi suatu reaksi dapat dihitung sekalipun tidak dapat diukur secara langsung Caranya adalah dengan melakukan operasi aritmatika pada beberapa persamaan reaksi yang perubahan entalpinya diketahui Persamaan-persamaan reaksi tersebut diatur sedemikian rupa sehingga penjumlahan semua persamaan akan menghasilkan reaksi yang kita inginkan Jika suatu persamaan reaksi

dikalikan (atau dibagi) dengan suatu angka perubahan entalpinya juga harus dikali (dibagi) Jika persamaan itu dibalik maka tanda perubahan entalpi harus dibalik pula (yaitu menjadi -ΔH) Berdasarkan Hukum Hess penentuan DH dapat dilakukan melalui 3 cara yaitu

1) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung melalui penjumlahan dari perubahan entalpi beberapa reaksi yang berhubungan

2) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung berdasarkan selisih entalpi pembentukan ( DHf o ) antara produk dan reaktan

3) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung berdasarkan data energi ikatan

Selain itu dengan menggunakan hukum Hess nilai ΔH juga dapat diketahui dengan pengurangan entalpi pembentukan produk-produk dikurangi entalpi pembentukan reaktan Secara matematis untuk reaksi-reaksi lainnya secara umum

Dengan mengetahui ΔHf (perubahan entalpi pembentukan) dari reaktan dan produknya dapat diramalkan perubahan entalpi reaksi apapun dengan rumus

ΔH=ΔHfP-ΔH fR

Perubahan entalpi suatu reaksi juga dapat diramalkan dari perubahan entalpi pembakaran reaktan dan produk dengan rumus

ΔH=-ΔHcP+ΔHcR

Konsep dari hukum Hess juga dapat diperluas untuk menghitung perubahan fungsi keadaan lainnya seperti entropi dan energi bebas Kedua aplikasi ini amat berguna karena besaran-besaran tersebut sulit atau tidak bisa diukur secara langsung sehingga perhitungan dengan hukum Hess digunakan sebagai salah satu cara menentukannya

Untuk perubahan entropi

middot ΔSo = Σ(ΔSfoproduk) - Σ(ΔSf

oreaktan)

middot ΔS = Σ(ΔSoproduk) - Σ(ΔSo

reaktan)

Untuk perubahan energi bebas

middot ΔGo = Σ(ΔGfoproduk) - Σ(ΔGf

oreaktan)

middot ΔG = Σ(ΔGoproduk) - Σ(ΔGo

reaktan)

VIII Penentuan ΔH Reaksi

Hukum Hess menyatakan bahwa perubahan entalpi tidak tergantung pada berapa banyak tahapan reaksi tetapi tergantung pada keadaan awal dan akhir Dengan kata lain untuk suatu reaksi keseluruhan tertentu perubahan entalpi selalu sama tak peduli apakah reaksi itu dilaksanakan secara langsung ataukah secara tak langsung dan lewat tahap-tahap yang berlainan

1 Penentuan ∆H Reaksi berdasarkan Eksperimen (Kalorimeter)

Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris merupakan penentuan yang didasarkan atau diukur dari perubahan suhu larutan dan kalorimeter dengan prinsip perpindahan kalor yaitu jumlah kalor yang diberikan sama dengan jumlah kalor yang diserap Kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi (tidak ada pertukaran materi maupun energi dengan lingkungan di luar kalorimeter) Dengan demikian semua kalor yang dibebaskan oleh reaksi yang terjadi dalam kalorimeter kita dapat menentukan jumlah kalor yang diserap oleh air serta perangkat kalorimeter berdasarkan rumus

qlarutan = m c ∆Tqkalorimeter = C ∆Tdimana q = jumlah kalorm = massa air (larutan) di dalam calorimeterc = kalor jenis air (larutan) di dalam calorimeterC = kapasitas kalor dari calorimeter∆T = kenaikan suhu larutan (kalorimeter)

Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka kalor reaksi sama dengan kalor yang diserap oleh larutan dan kalorimeter tetapi tandanya berbeda

Kalorimeter yang sering digunakan adalah kalorimeter bom Kalorimeter bom terdiri dari sebuah bom (wadah tempatberlangsungnya reaksi pembakaran biasanya terbuat dari berlangsungnya reaksi pembakaran biasanya terbuat dari bahan stainless steel) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah kedap panas Jadi kalor reaksi sama dengan

kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan

2 Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

Hukum Hess rdquo Kalor reaksi yang dilepas atau diserap hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhirrdquo Untuk mengubah zat A menjadi zat B (produk) diperlukan kalor reaksi sebesar ∆H Atau cara lain yaitu mengubah zat A menjadi zat B dengan kalor reaksi ∆H1 zat B diubah menjadi zat C dengan kalor reaksi ∆H2 dan zat C diubah menjadi zat D dengan kalor reaksi ∆H3 Sehingga harga perubahan entalpi adalah

∆Hreaksi = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3

Hal tersebut dapat dibuat siklus dan diagram tingkat energinya sebagaiberikut middot Siklus energi pembentukan zat D dari zat Amiddot Diagram tingkat energi pembentukan zat D dari zat A

Contoh Soal Diketahui data entalpi reaksi sebagai berikut Ca(s) + frac12 O2(g) rarr CaO(s) ∆H = - 6355 kJC(s) + O2(g) rarr CO2(g) ∆H = - 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(g) ∆H = - 12071 kJHitunglah perubahan entalpi reaksi CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s)

Penyelesaian CaO(s) rarr Ca(s) + frac12 O2(g) ∆H = + 6355 kJCO2(g) rarr C(s) + O2(g) ∆H = + 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 12071 kJ_________________________________________ _CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 1781 kJ

3 Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

Pembentukan Standar ( ∆Hof )

Cara lain perhitungan entalpi reaksi yaitu berdasarkan entalpi pembentukan standar( ∆Hof ) zat-zat yang ada pada reaksi tersebut

∆Hreaksi = sum∆Hof produk - sum∆Ho

f reaktan

TABEL ENTALPI PEMBENTUKAN BEBERAPA ZAT

Zat DHof ( kJmol ) Zat DHo

f ( kJmol )H2(g) 0 C2H4(g) + 525

O2(g) 0 CCl4(g) - 960C(s) 0 NH3(g) - 459H2O(g) - 2418 NO2(g) + 332H2O(l) - 2858 SO2(g) - 2968CO2(g) - 3935 HCl(g) - 923CO(g) -1105 NO(g) + 903

Contoh Soal Dari tabel entalpi pembentukan diatas tentukan

a ∆H reaksi pembakaran C2H4

b Tentukan jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran 56 g gas C2H4

c Reaksi pembakaran C2H4

a C2H4(g) + 3 O2(g)rarr2CO2(g) + 2H2O(l)

b ∆H reaksi = ∆Hof hasil reaksi - ∆Hof pereaksi

= ( 2 ∆Hof CO2 + 2 ∆Hof H2O ) ndash ( 1 ∆HofC2H4 + 3 ∆Hof O2)= ( 2 -3935 + 2 -2858 ) ndash ( 1 525 + 3 0 )= -787 ndash 5716 + 525= - 13061 kJmol

c Mr C2H4 = (2x12) + (4x1) = 28Mol C2H4 = 5628 = 2 mol∆H pembakaran 2 mol C2H4 = 2 mol x ( -13061 kJmol )

= -26122 kJ

Jadi pada pembakaran 56 gram gas C2H4 dibebaskan kalor sebesar = 26122 Kj

4 Penentuan ∆H Reaksi Dari Energi Ikatan

Reaksi kimia antarmolekul dapat dianggap berlangsung dalam 2 tahap yaitu

I Pemutusan ikatan pada pereaksi

II Pembentukan ikatan pada produk

Misalnya pada reaksi antara gas klorin dengan gas hidrogen membentuk gas hidrogen klorida dapat digambarkan sebagai berikut

Sesuai dengan hukum Hess ∆H reaksi total adalah ∆H tahap-I + ∆H tahap-II

∆H tahap-I = sum Energi ikatan pada pereaksi (yang putus)

∆H tahap-II = -sum Energi ikatan pada produk (yang terbentuk)

∆H reaksi = sum Energi ikatan pereaksi yang putus - sum Energi ikatan produk yang terbentuk

∆H reaksi = sum Eruas kiri - sum Eruas kanan

TABEL ENERGI IKATAN

Ikatan E (kJmol) Ikatan E (kJmol)H-H 436 O=O 498H-C 415 CequivN 891H-N 390 F-F 160C-C 345 Cl-Cl 243CequivC 837 H-Cl 432C-O 350 C=C 611C=O 741 I-I 150C-Cl 330 N=N 418O-H 450 C-F 485

Penyelesaian H ndash C ndash O-H +1 frac12 O=O rarr O=C=O +2H-O-H∆H reaksi = sumEpemutusan -sumEpembentukan

= (3Ec-H)+( 1EO-H) +(1EC-O)+ (1 frac12 EO=O) ndash (2EC=O) + (4EO-H)

= (3415)+(1460)+(1350)+1 frac12498) ndash(2741)+(4460)

= 2802-3322

= -520 kJmol

IX Energi Ikatan

Energi ikatan didefinisikan sebagai panas reaksi yang dihubungkan dengan pemecahan ikatan kimia dari molekul gas menjadi bagian-bagian gas Terkadang disebut juga entalpi ikatan nama yang sesungguhnya lebih tepat

Energi disosiasi ikatan (BE) dapat digunakan untuk menghitung panas reaksi yang dihubungkan dengan

ΔH0= - sum ni BEi + sum njBEj

dimana BE adalah energi ikatan per mol ikatan nj dan ni adalah jumlah mol ikatan yang pecah atau terbentuk dalam hal reaktan dan produk

Dalam hal yang sama data panas reaksi dapat juga digunakan untuk menghitung energi disosiasi ikatan dari setiap ikatan tertentu asal saja data lain dalam persamaan diketahui Satu hal yang harus diingat bahwa lingkungan sekeliling atom sangat mempengaruhi energy ikatan dari ikatan tertentu oleh karena itu harga yang diperoleh dari persamaan adalah harga rata-rata atau harga kira-kira

Walaupun energi ikatan adalah untuk molekul dalam fase gas tetapi harga kira-kira panas reaksi dapat dihitung dari fase terkondensasi dapat dikoreksi jika panas penguapan panas sublimasi dan lain-lain dapat diikutsertakan

Suatu reaksi yang DHndashnya ditentukan dengan menggunakan energi ikatan maka atom-atom yang terlibat dalam reaksi harus berwujud gas

Berdasarkan jenis dan letak atom terhadap atom-atom lain dalam molekulnya dikenal 3 jenis energi ikatan yaitu

a Energi Atomisasi

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan semua ikatan 1 mol molekul menjadi atom-atom bebas dalam keadaan gas

Energi atomisasi = jumlah seluruh ikatan atom-atom dalam 1 mol senyawa

b Energi Disosiasi Ikatan

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan salah 1 ikatan yang terdapat pada suatu molekul atau senyawa dalam keadaan gas

c Energi Ikatan Rata-Rata

Adalah energi rerata yang diperlukan untuk memutuskan ikatan atom-atom pada suatu senyawa ( notasinya = D ) Energi ikatan suatu molekul yang berwujud gas dapat ditentukan dari data entalpi pembentukan standar (DHf ) dan energi ikat unsur-unsurnya Prosesnya melalui 2 tahap yaitu

o Penguraian senyawa menjadi unsur-unsurnya

o Pengubahan unsur menjadi atom gas

Reaksi kimia pada dasarnya terdiri dari 2 proses

o Pemutusan ikatan pada pereaksi

o Pembentukan ikatan pada produk reaksi

Pada proses pemutusan ikatan = memerlukan energi

Pada proses pembentukan ikatan = membebaskan energi

1 Jenis-Jenis Kalor

Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan Energi kinetik ditimbulkan karena atomndashatom dan molekul-molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Sedangkan kalor adalah bentuk energi yang berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah Jika suatu benda menerima melepaskan kalor maka suhu benda itu akan naikturun atau wujud benda berubah

2 Kalor Pembentukan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembentukan 1 mol senyawa dariunsur-unsurnya pada suhu dan tekanan standar ( 25 oC 1 atm ) Entalpinya bisadilepaskan maupun diserap Satuannya adalah kJ mol Bentuk standar dari suatu unsur adalah bentuk yang paling stabil dari unsur itu pada keadaan standar ( 298 K 1 atm ) Jika perubahan entalpi pembentukan tidak diukur pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHf

Catatan

o DHf unsur bebas = nol

o Dalam entalpi pembentukan jumlah zat yang dihasilkan adalah 1 mol

o Dibentuk dari unsur-unsurnya dalam bentuk standar

3 Kalor Penguraian Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHd Satuannya = kJ mol Perubahan entalpi penguraian standar merupakan kebalikan dari perubahan entalpi pembentukan standar maka nilainya pun akan berlawanan tanda

Menurut Marquis de Laplace ldquo jumlah kalor yang dilepaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsur penyusunnya = jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsur penyusunnya ldquo Pernyataan ini disebut Hukum Laplace

4 Kalor Pembakaran Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembakaran 1 mol suatu zat secara sempurna pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHc Satuannya = kJ mol

5 Kalor Netralisasi Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHn Satuannya = kJ mol

6 Kalor Penguapan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran

tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHvap Satuannya = kJ mol

7 Kalor Peleburan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pencairan peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHfus Satuannya = kJ mol

8 Kalor Sublimasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsub Satuannya = kJ mol

9 Pelarutan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi ketika 1 mol zat melarut dalam suatu pelarut ( umumnya air ) pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsol Satuannya = kJ mol

BAB III

PENUTUP

I Kesimpulan

Singkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup termodinamika I kalor reaksi kerja entalpi kalorimeter hukum Hess penentuan DH reaksi energi ikatan dan jenis-jenis kalor merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Berdasarkan pembahasan yang tinjauan pustaka yang kami susun dalam makalah ini maka kami dapat menyimpulkan sebagai berikut

1 Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan

2 Berdasarkan perubahan entalpinya reaksi kimia dibedakan menjadi dua yaitu

a Reaksi Eksoterm dan

b Reaksi Endoterm

3 Sistem merupakan Pusat fokus perhatian yang diamati dalam suatu percobaanLingkungan merupakan hal-hal diluar sistem yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan Sistem dibedakan menjadi 3 macam

2 Sistem Terbuka

3 Sistem Tertutup

3 Sistem terisolasi

4 Dalam persamaan termokimia nilai DH yang dituliskan di persamaan termokimia disesuaikan dengan stoikiometri reaksinya artinya = jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi kimia = koefisien reaksinya ( fase reaktan maupun produk reaksinya harus dituliskan)

5 Ada beberapa jenis dalam menentukan Harga Perubahan Entalpi ∆H yaitu

a Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

b Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

c Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris

BAB IPENDAHULUAN

A Latar Belakang Masalah

Termokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energi panas dan energi kimia Sedangkan energi kimia didefinisikan sebagai energi yang dikandung setiap unsur atau senyawa Energi kimia yang terkandung dalam suatu zat adalah semacam energi potensial zat tersebut Energi potensial kimia yang terkandung dalam suatu zat disebut panas dalam atau entalpi dan dinyatakan dengan simbol H Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi Perubahan entalpi reaksi diberi simbol HΔ

Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika disebut termokimia Secara operasional termokimia berkaitan dengan pengukuran dan pernafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia perubahan keadaan dan pembentukan larutan

Termokimia merupakan pengetahuan dasar yang perlu diberikan atau yang dapat diperoleh dari reaksi-reaksi kimia tetapi juga perlu sebagai pengetahuan dasar untuk pengkajian teori ikatan kimia dan struktur kimia Fokus bahasan dalam termokimia adalah tentang jumlah kalor yang dapat dihasilkan oleh sejumlah tertentu pereaksi serta cara pengukuran kalor reaksi

Termokimia merupakan penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi kimia

Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan

Dengan kajian-kajian yang dilakukan mengenai pengaplikasian termokimia dalam kehidupan sehari-hari Dan untuk menguraikan permasalahan tersebut lebih detail lagi penulis mencoba membuat makalah yang isinya membahas tentang ldquoAplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-harirdquo

B Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dibiatkannya makalah ini adalah sebagai berikut

1) Dapat menjelaskan manfaat termokimia2) Mengetahui proses termokimia dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari3) Memahami materi-materi yang terkait dengan termokimia4) Memahami tentang termokimia lebih mendalam

C Manfaat Penulisan

Penulisan makalah ini memiliki manfaat sebagai berikut

1) Manfaat UmumMakalah hasil pengkajian penulis ini dapat menunjang materi pembelajaran

dan dapat dijadikan bahan baku referensi pembelajaran2) Manfaat Khusus

Penulis dapat menambah wawasan dan pengetahuan penulis serta dapat melatih penulis untuk memiliki rasa ingin tahu yang tinggi dan lebih telaten dalam mencari dan mengumpulkan sumber dan informasi selama melakukan pengkajian

3) Manfaat untuk penulis yang akan datingMakalah hasil pengkajian sebelumnya dapat dijadikan bahan referensi

sumber untuk pembuatan makalah selanjutnya dan dapat memberi gambaran dalam pengkajian yang akan dilakukannya

BAB IIISI

A Manfaat Termokimia

Manfaat positif dari termokimia yaitu

a) Dapat mempelajari suatu bentuk energi yang dibutuhkan oleh manusia untuk bergerak dalam bentuk energi kinetik dan tambahan-tambahan dalam melakukan proses fotosintesis yang membutuhkan eergi dari sinar matahari

b) Dapat mempelajari suatu sistem atau bagian alam semasta yang menjadi objek penelitian serta lingkungan atau bagian alam semesta yang berinteraksi dengan satu sistem

B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari1 Gas Elpiji

Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara

C4H10 + Udara ndashgt CO2 + H20 + N2Untuk mempermudah udara sepenuhnya bergantung dari oksigenC4H10 + (132)O2 ndashgt 4CO2 + 5H2O

Untuk reaksi sempurna dengan udaraC4H10 + (O2 + 376 N2) ndashgt CO2 + H20 + 376N2PenyetaraanC4H10 + 132(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)376N2

Reaksi juga bisa melibatkan bentuk tidak sempurna misal memerlukan 200 udaraC4H10 + 13(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)O2 + (132)376N2

Pembakaran ini pun bisa melibatkan beberapa fraksi karena elpiji biasanya tidak murni hanya bahan bakar butana

2 ThermometerTermometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur suhuCara kerja thermometerKetika temperature naik cairan dibola tabung mengembang lebih banyak daripada gelas yang menutupinya Hasilnya benang cairan yang tipis dipaksa ke atas secara kapiler Sebaliknya ketika temperature turun cairan mengerut dan cairan yang tipis ditabung bergerak kembali turun Gerakan ujung cairan tipis yang dinamakan meniscus dibaca terhadap skala yang menunjukkan temperatureZat untuk thermometer haruslah zat cair dengan sifat termometrik artinya mengalami perubahan fisis pada saat dipanaskan atau didinginkan misalnya raksa dan alkohol Zat cai tersebut memiliki dua titik tetap (fixed points) yaitu titik tertinggi dan titik terendah Misalnya titik didih air dan titik lebur es untuk suhu yang tidak terlalu tinggi Setelah itu pembagian dilakukan diantara kedua titik tetap menjadi bagian-bagian yang sama besar misalnya thermometer skala celcius dengan 100 bagian yang setiap bagiannya sebesar 1C

3 Pembakaran Batu BaraBatubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi

CaCO3(s) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + CO2(g)

Ca(OH)2(aq) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + H2O( 1048641)Namun biaya operasional desulfurisasi dan pembuangan deposit padatan kembali menjadi masalah baru Untuk meningkatkan nilai dari batubara dan menghilangkan pencemar SO2 dilakukan rekayasa batubara seperti gasifikasi dan reaksi karbon-uap Pada gasifikasi molekul-molekul besar dalam batubara dipecah melalui pemanasan pada suhu tinggi (600degC ndash 800degC) sehingga dihasilkan bahan bakar berupa gas Reaksinya adalah sebagai berikutBatubara(s) batubara cair (mudah menguap) CH4(g) + C(s)Arang yang terbentuk direaksikan dengan uap air menghasilkan campuran gas CO dan H2 yang disebut gas sintetik ReaksinyaC(s) + H2O() CO(g) + H2(g) ΔH = 175 kJ molndash1Untuk meningkatkan nilai gas sintetik gas CO diubah menjadi bahan bakar lain Misalnya gas CO direaksikan dengan uap air menjadi CO2 dan H2 ReaksinyaCO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH = ndash41 kJ molndash1Gas CO2 yang dihasilkan selanjutnya dipisahkan Campuran gas COdan H2 yang telah diperkaya akan bereaksi membentuk metana dan uapair Reaksinya

CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1

Setelah H2O diuapkan akan diperoleh CH4 yang disebut gas alam sintetik Dengan demikian batubara dapat diubah menjadi metana melalui proses pemisahan batubara cair

C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Berdasarkan perpindahan energinya atau perubahan entalpinya ada dua jenis reaksi

1) Reaksi eksoterm yaitu reaksi yang membebaskan kalor kalor mengalir dari sistem ke lingkungan (terjadi penurunan entalpi) entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Pada reaksi eksoterm umumnya suhu sistem menjadi naik adanya kenaikan suhu inilah yang menyebabkan sistem melepas kalor ke lingkunganReaksi eksoterm DH = HP - HR lt 0 atau DH = (-)

2) Reaksi Endoterm yaitu reaksi yang memerlukan kalor kalor mengalir dari lingkungan ke sistem (terjadi kenaikan entalpi) entalpi produk lebih besar daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda positif Pada reaksi endoterm umumnya suhu sistem terjadi penurunan adanya penurunan suhu inilah yang menyebabkan sistem menyerap kalor dari lingkungan

Reaksi endoterm DH = HP - HR gt 0 atau DH = (+)

D Hukum Dalam Termokimia

Dalam mempelajari reaksi kimia dan energi kita perlu memahami hukum-hukum yang mendasari tentang perubahan dan energi

a Hukum kekekalan energyDalam perubahan kimia atau fisika energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentu lainnya Hukum ini merupakan hukum termodinamika pertama dan menjadi dasar pengembangan hukum tentang energi selanjutnya seperti konversi energi

b Hukum LaplaceHukum ini diajukan oleh Marquis de Laplace dan dia menyatakan bahwa jumlah kalor yang dilepaskan dalam pembentukan sebuah senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menguraikan senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnyaPanjabaran dari hukum ini untuk entalphi reaksi H dan kalor reaksiΔC + O2 rarr CO2 H = -94 KkalΔCO2 rarr C + O2 H = +94 KkalΔSedangkan untuk kalor reaksiC + O2 rarr CO2 -94 KkalCO2 rarr C + O2 +94 KkalUntuk reaksi pertama unsur C bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan karbondioksida dan kalor sebesar 94 Kkal Sedangkan reaksi kedua karbondioksida terurai menjadi unsur C dan gas oksigen dengan membutuhkan kalor sebesar 94 KkalDari sisi tanda tampak jelas perbedaan antara entalphi reaksi dengan kalor reaksi jika entalphi bernilai positif maka kalor reaksi bernilai negatif demikian pula sebaliknya jika entalphi negatif maka kalor reaksi positif

c Hukum HessHukum ini diajukan oleh Germain Hess dia menyatakan bahwa entalphi reaksi ( H)Δ hanya tergantung pada keadaan awal reaksi dan hasil reaksi dan tidak bergantung pada jalannya reaksi

Jika suatu reaksi merupakan penjumlahan aljabar dari dua atau lebih reaksi maka perubahan entalphi ( H) atau kalor reaksinya juga merupakan penjumlahanΔ aljabar dari ( H) yang menyertai reaksi Untuk lebih mudah memahaminya kitaΔ perhatikan Bagan 1017

Berdasarkan persamaan reaksi gas karbon dioksida dapat terbentuk melalui dua tahap yang pertama pembentukan karbonmonoksida dari unsur-unsurnya dan dilanjutkan dengan oksidasi dari karbonmonoksida menjadi karbondioksida

Penjumlahan aljabar HΔ reaksi dari setiap tahap reaksi juga dilakukan sesuai dengan tahap reaksi maka HΔ reaksi dari pembentukan gas Karbon dioksida juga dapat dilakukanBerdasarkan berbagai jenis reaksi maka kita juga dapat mengembangkan jenis kalor reaksi atau H yang disesuaikan dengan jenis reaksinya ada empat jenis kalor reaksiΔ yaitu kalor reaksi pembentukan penguraian pembakaran dan pelarutan Keempat klasifikasi tersebut disederhanakan dalam bagan pada Bagan 1018

E Energi IkatanPada dasarnya reaksi kimia terdiri dari dua proses yaitu pemutusan ikatan

antar atom-atom dari senyawa yang bereaksi (proses yang memerlukan energi) dan penggabungan ikatan kembali dari atom-atom yang terlibat reaksi sehingga membentuk susunan baru (proses yang membebaskan energi)

Perubahan entalpi reaksi dapat dihitung dengan menggunakan data energi ikatan Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan oleh satu molekul gas menjadi atom-atom dalam keadaan gas Harga energi ikatan selalu positif dengan satuan kJ atau kkal serta diukur pada kondisi zat-zat berwujud gas

Entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga energi ikatan rata-rata sering berbeda dari entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga entalpi pembentukan standar Perbedaan ini terjadi karena energi ikatan yang terdapat dalam suatu tabel adalah energi ikatan rata-rata Energi ikatan C ndash H dalam contoh di atas bukan ikatan C ndash H dalam CH4 melainkan energi ikatan rata-rata C ndash H CH4(g) CH3(g) + H(g) H = +424 kJmolCH3(g) CH2(g) + H(g) H = +480 kJmolCH2(g) CH(g) + H(g) H = +425 kJmolCH(g) C(g) + H(g) H = +335 kJmolJadi energi ikatan rata-rata dari ikatan C ndash H adalah 416 kJmol Sedangkan energiikatan C ndash H yang dipakai di atas adalah +413 kJmol

Bahan Bakar dan Perubahan Entalpi Reaksi pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen Biasanya reaksi semacam ini digunakan untuk menghasilkan energi Bahan bakar adalah merupakan suatu senyawa yang bila dilakukan pembakaran terhadapnya dihasilkan kalor yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan

Jenis bahan bakar yang banyak kita kenal adalah bahan bakar fosil Bahan bakar fosil berasal dari pelapukan sisa organisme baik tumbuhan maupun hewan yang memerlukan waktu ribuan sampai jutaan tahun contohnya minyak bumi dan batu bara

Namun selain bahan bakar fosil dewasa ini telah dikembangkan pula bahan bakar jenis lain misalnya alkohol dan hidrogen Hidrogen cair dengan oksigen cair bersama-sama telah digunakan pada pesawat ulang-alik sebagai bahan bakar roket

pendorongnya Pembakaran hidrogen tidak memberi dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air

Matahari adalah umber energi terbesar di bumi tetapi penggunaan energi surya belum komersial Dewasa ini penggunaan energi surya yang komersial adalah untuk pemanas air rumah tangga (solar water heater) Nilai kalor dari bahan bakar umumnya dinyatakan dalam satuan kJgram yang menyatakan berapa kJ kalor yang dapat dihasilkan dari pembakaran 1 gram bahan bakar tersebut Contoh nilai kalor bahan bakar bensin adalah 48 kJg artinya setiap pembakaran sempurna 1 gram bensin akan dihasilkan kalor sebesar 48 kJ Pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan atau dalam industri umumnya tidak terbakar sempurna Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon (bahan bakar fosil) membentuk karbon dioksida dan uap air

Sedangkan pembakaran tidak sempurnanya menghasilkan karbon monoksida dan uap air Pembakaran tak sempurna mengurangi efisiensi bahan bakar kalor yang dihasilkan akan lebih sedikit dibandingkan apabila zat itu terbakar sempurna Kerugian lainnya adalah dihasilkannya gas karbon monoksida (CO) yang bersifat racun

BAB IIIPENUTUP

A KesimpulanSingkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar

yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup Reaksi endoterm Hukum dalam termokimia Energi ikatan dan arah proses merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Didalam termokimia ada istilah sistem dan lingkungan Sistem yang dimaksud adalah bagian dari alam yang dipelajari atau yang manjadi pokok perhatian dalam termokimia yang dipelajari yaitu perubahan energinya Sedangkan lingkungan yang dimaksud adalah segala sesuatu di luar sistem dengan apa sistem melakukan dan mengadakan pertukaran energi Energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha Energi hanya dapat diubah bentuknya dari bentuk yang satu dengan yang lainnya Misalnya pada pembangkit tenaga uap perubahan energi dimulai dari energi panas yang terbentuk di

boiler berubah menjadi energi mekanik pada turbin dan energi mekanik diubah menjadi energi listrik pada generator

TUGAS PENDAHULUAN (TERMOKIMIA)

1 Apa yang dimaksud dengan kalor kalorimeter dan kalorimetri 2 Sebutkan dan Jelaskan fungsi setiap alat dan bahan dalam percobaan termokimia 3 Gambarkan rangkaian alat kalorimeter smenarik mungkin dan berikan keterangan 4 Tuliskan hukum termodinamika dan jelaskan hubungannya antara rekasi eksoterm dan reaksi

endoterm 5 Perhitungkan secara teoritis (data setiap parameter yang anda cari direferensi) kalor reaksi

penetralan HCl dan NaOH 6

Nb Margin 4 3 3 3Sampul Pink Tulis TanganSiapkan MSDS dan Bagan Kerja (Print)

• Termokimia
• BAB I PENDAHULUAN
• • A Latar Belakang Masalah
  • Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan
  • B Tujuan Penulisan
  • C Manfaat Penulisan
  • • BAB II ISI
    • • A Manfaat Termokimia
      • • B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari
        • 1 Gas Elpiji
        • Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara
        • 3 Pembakaran Batu Bara
        • Batubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi
        • CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1
        • C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Energi adalah kapasitas untuk melakukan kerja (w) atau menghasilkan panas (kalor=q) Pertukaran energi antara sistem dan lingkungan dapat berupa kalor (q) atau bentuk energi lainnya yang secara kolektif kita sebut kerja (w) Energi yang dipindahkan dalam bentuk kerja atau dalam bentuk kalor yang memengaruhi jumlah total energi yang terdapat dalam sistem disebut energi dalam (internal energy) Kerja adalah suatu bentuk pertukaran energi antara sistem dan lingkungan di luar kalor Salah satu bentuk kerja yang sering menyertai reaksi kimia adalah kerja tekanan-volum yaitu kerja yang berkaitan dengan pertambahan atau pengurangan volum sistem

V Entalpi

Entalpi (H) adalah jumlah total dari semua bentuk energi Entalpi (H) suatu zat ditentukan oleh jumlah energi dan semua bentuk energi yang dimiliki zat yang jumlahnya tidak dapat diukur dan akan tetap konstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar dari zat Energi kinetik ditimbulkan karena atom ndash atom dan molekul molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Entalpi akan tetap konstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar dari zat Misalnya entalpi untuk air dapat ditulis H H20 (l) dan untuk es ditulis H H20 (s)

Untuk menyatakan kalor reaksi pada tekanan tetap (qp ) digunakan besaran yang disebut Entalpi ( H )

H = E + ( PV )DH = DE + ( P DV )DH = (q + w ) + ( P DV )DH = qp ndash ( P DV ) + ( P DV )DH = qp

Untuk reaksi kimia DH = Hp ndash HrHp = entalpi produkHr = entalpi reaktan

Reaksi pada tekanan tetap qp = DH ( perubahan entalpi )Reaksi pada volume tetap qv = DE ( perubahan energi dalam )

Perubahan kalor atau entalpi yang terjadi selama proses penerimaan atau pelepasan kalor dinyatakan dengan rdquo perubahan entalpi (ΔH) rdquo Harga entalpi zat sebenarnya tidak dapat ditentukan atau diukur Tetapi ΔH dapat

ditentukan dengan cara mengukur jumlah kalor yang diserap sistem Misalnya pada perubahan es menjadi air yaitu 89 kalorigram Pada perubahan es menjadi air ΔH adalah positif karena entalpi hasil perubahan entalpi air lebih besar dari pada entalpi es Pada perubahan kimia selalu terjadi perubahan entalpi Besarnya perubahan entalpi adalah sama besar dengan selisih antara entalpi hasil reaksi dan jumlah entalpi pereaksi

Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan Energi kinetik ditimbulkan karena atom ndash atom dan molekul-molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Entalpi akan tetap konstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar dari zat Misalnya entalpi untuk air dapat ditulis H H20 (l) dan untuk es ditulis H H20 (s)

Entalpi (H) suatu zat ditentukan oleh jumlah energi dan semua bentuk energi yang dimiliki zat yang jumlahnya tidak dapat diukur Perubahan kalor atau entalpi yang terjadi selama proses penerimaan atau pelepasan kalor dinyatakan dengan rdquo perubahan entalpi (ΔH) rdquo Misalnya pada perubahan es menjadi air maka dapat ditulis sebagai berikut

Δ H = H H20 (l) -H H20 (s)

Apabila kita amati reaksi pembakaran bensin di dalam mesin motor Sebagian energi kimia yang dikandung bensin ketika bensin terbakar diubah menjadi energi panas dan energi mekanik untuk menggerakkan motor Demikian juga pada mekanisme kerja sel aki Pada saat sel aki bekerja energi kimia diubah menjadi energi listrik energi panas yang dipakai untuk membakar bensin dan reaksi pembakaran bensin menghasilkan gas menggerakkan piston sehingga menggerakkan roda motor

Harga entalpi zat sebenarnya tidak dapat ditentukan atau diukur Tetapi ΔH dapat ditentukan dengan cara mengukur jumlah kalor yang diserap sistem Misalnya pada perubahan es menjadi air yaitu 89 kalorigram Pada perubahan es menjadi air ΔH adalah positif karena entalpi hasil perubahan entalpi air lebih besar dari pada entalpi es

Termokimia merupakan bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan entalpi yang menyertai suatu reaksi Pada perubahan kimia selalu terjadi perubahan entalpi Besarnya perubahan entalpi adalah sama

besar dengan selisih antara entalpi hasil reaksi dam jumlah entalpi pereaksi

Pada reaksi endoterm entalpi sesudah reaksi menjadi lebih besar sehingga ΔH positif Sedangkan pada reaksi eksoterm entalpi sesudah reaksi menjadi lebih kecil sehingga ΔH negatif Perubahan entalpi pada suatu reaksi disebut kalor reaksi Kalor reaksi untuk reaksi-reaksi yang khas disebut dengan nama yang khas pula misalnya kalor pembentukankalor penguraian kalor pembakaran kalor pelarutan dan sebagainya

1 Entalpi Pembentukan Standar (ΔHf)

Entalpi pembentukan standar suatu senyawa menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk proses pembentukan 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya yang stabil pada keadaan standar (STP) Entalpi pembentukan standar diberi simbol (ΔH

f) simbol f berasal dari kata formation yang berarti pembentukan Contoh unsur-unsur yang stabil pada keadaan standar yaitu H2O2CN2AgCl2Br2SNaCa dan Hg

2 Entalpi Penguraian Standar (ΔHd)

Entalpi penguraian standar suatu senyawa menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk proses penguraian 1 mol senyawa dari unsure-unsurnya yang stabil pada keadaan standar (STP) Entalpi penguraian standar diberi simbol (ΔH

d) simbol d berasal dari kata decomposition yang berarti penguraian

Menurut Hukum Laplace jumlah kalor yang dibebaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnya Jadi entalpi penguraian merupakan kebalikan dari entalpi pembentukan senyawa yang sama Dengan demikian jumlah kalornya sama tetapi tandanya berlawanan karena reaksinya berlawanan arah

3 Entalpi Pembakaran Standar (ΔHc)

Entalpi pembakaran standar suatu senyawa menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk proses pembakaran 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya yang stabil pada keadaan standar (STP) Entalpi penguraian standar diberi simbol (ΔH

c) simbol d berasal dari kata combustion yang berarti pembakaranPembakaran selalu membebaskan kalor sehingga nilai entalpipembakaran selallu negatif (eksoterm)

4 Entalpi Pelarutan Standar (ΔHs)

Entalpi pelarutan standar menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk melarutkan 1 mol zat pada keadaan standar (STP) Entalpi penguraian standar diberi simbol (ΔH

s) simbol s berasal dari kata solvation yang berarti pelarutan

5 Entalpi Netralisasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHn Satuannya = kJ mol

6 Entalpi Penguapan Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHvap Satuannya = kJ mol

7 Entalpi Peleburan Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada pencairan peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHfus Satuannya = kJ mol

8 Entalpi Sublimasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsub Satuannya = kJ mol

VI Kalorimeter

Kalorimetri yaitu cara penentuan kalor reaksi dengan menggunakan kalorimeterPerubahan entalpi adalah perubahan kalor yang diukur pada tekanan konstan untuk menentukan perubahan entalpi dilakukan dengan cara yang sama dengan penentuan perubahan kalor yang dilakukan pada

tekanan konstan Perubahan kalor pada suatu reaksi dapat diukur melalui pengukuran perubahan suhu yang terjadi pada reaksi tersebut Pengukuran perubahan kalor dapat dilakukan dengan alat yang disebutkalorimeter

Kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi ( tidak ada perpindahan materi maupun energi dengan lingkungan di luar kalorimeter ) Kalorimeter terbagi menjadi dua yaitu kalorimeter bom dan kalorimeter sederhana Jika dua buah zat atau lebih dicampur menjadi satu maka zat yang suhunya tinggi akan melepaskan kalor sedangkan zat yang suhunya rendah akan menerima kalor sampai tercapai kesetimbangan termal

Menurut azas Black Kalor yang dilepas = kalor yang diterimaRumus yang digunakan adalah

dengan q = jumlah kalor ( J )m = massa zat ( g )DT = perubahan suhu ( oC atau K )c = kalor jenis ( J goC ) atau ( J g K )C = kapasitas kalor ( J oC ) atau ( J K )

Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka kalor reaksi = kalor yang diserap dibebaskan oleh larutan dan kalorimeter

tetapi tandanya berbeda

Beberapa jenis kalorimeter

1 Kalorimeter bom

Kalorimeter bom adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor (nilai kalori) yang dibebaskan pada pembakaran sempurna (dalam O2 berlebih) suatu senyawa bahan makanan bahan bakar atau khusus digunakan untuk menentukan kalor dari reaksi-reaksi pembakaran Kalorimeter ini terdiri dari sebuah bom (tempat berlangsungnya reaksi pembakaran terbuat dari bahan stainless steel dan diisi dengan gas oksigen pada tekanan tinggi ) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah yang kedap panas Sejumlah sampel ditempatkan pada tabung beroksigen yang tercelup dalam medium penyerap kalor (kalorimeter) dan sampel akan terbakar oleh api listrikdari kawat logam terpasang dalam tabung Reaksi pembakaran yang terjadi di dalam bom akan menghasilkan

kalor dan diserap oleh air dan bom Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka

Jumlah kalor yang diserap oleh air dapat dihitung dengan rumus

qair = m x c x DT

dengan

m = massa air dalam kalorimeter ( g )

c = kalor jenis air dalam kalorimeter (J goC ) atau ( J g K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Jumlah kalor yang diserap oleh bom dapat dihitung dengan rumus

qbom = Cbom x DT

dengan

Cbom = kapasitas kalor bom ( J oC ) atau ( J K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Reaksi yang berlangsung pada kalorimeter bom berlangsung pada volume tetap (DV = nol ) Oleh karena itu perubahan kalor yang terjadi di dalam sistem = perubahan energi dalamnya

DE = q + w dimana w = - P DV ( jika DV = nol maka w = nol )

maka DE = qv

Kalorimeter makanan adalah alat untuk menentukan nilai kalor zat makanankarbohidrat protein atau lemak Alat ini terdiri dari sebuah tabung kaca yang tingginya kurang lebih 19 cm dan garis menengahnya kurang lebih 75 cm Bagian dasarnya melengkung ke atas membentuk sebuah penyungkup Penyungkup ini disumbat dengan sebuah sumbat karet yang yang berlubang di bagian tengah Bagian atas tabung kaca ini ditutup dengan lempeng ebonit yang bundar Di dalam tabung kaca itu terdapat sebuah pengaduk yang tangkainya menembus tutup ebonit juga terdapat sebuah pipa spiraldari tembaga Ujung bawah pipa spiral itu

menembus lubang sumbat karet pada penyungkup dan ujung atasnya menembus tutup ebonit bagian tengah Pada tutup ebonit itu masih terdapat lagi sebuah lubang tempat untuk memasukkan sebuah termometer ke dalam tabung kaca Tabung kaca itu diletakkan di atas sebuah kepingasbes dan ditahan oleh 3 buah keping Keping itu berbentuk bujur sangkar yang sisinya kurang lebih 95 cm Di bawah keping asbes itu terdapat kabel listrik yang akan dihubungkan dengan sumber listrik bila digunakan Di atas keping asbes itu terdapat sebuah cawan aluminium Di atas cawan itu tergantung sebuah kawat nikelin yang berhubungan dengan kabel listrik di bawah keping asbes Kawat nikelin itulah yang akan menyalakan makanan dalam cawan bila berpijar oleh arus listrik Dekat cawan terdapat pipa logam untuk mengalirkan oksigen

2 Kalorimeter Sederhana

Pengukuran kalor reaksi selain kalor reaksi pembakaran dapat dilakukan dengan menggunakan kalorimeter pada tekanan tetap yaitu dengan kalorimeter sederhana yang dibuat dari gelas stirofoam Kalorimeter ini biasanya dipakai untuk mengukur kalor reaksi yang reaksinya berlangsung dalam fase larutan ( misalnya reaksi netralisasi asam ndash basa netralisasi pelarutan dan pengendapan )

Pada kalorimeter ini kalor reaksi = jumlah kalor yang diserap dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan

qreaksi = - (qlarutan + qkalorimeter )

qkalorimeter = Ckalorimeter x DT

dengan

Ckalorimeter = kapasitas kalor kalorimeter ( J oC ) atau ( J K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Jika harga kapasitas kalor kalorimeter sangat kecil maka dapat diabaikan sehingga perubahan kalor dapat dianggap hanya berakibat pada kenaikan suhu larutan dalam kalorimeter

qreaksi = - qlarutan qlarutan = m x c x DT

dengan m = massa larutan dalam kalorimeter ( g )c = kalor jenis larutan dalam kalorimeter (J goC ) atau ( J g K )DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Pada kalorimeter ini reaksi berlangsung pada tekanan tetap (DP = nol ) sehingga perubahan kalor yang terjadi dalam sistem = perubahan entalpinya

DH = qp

Kalorimeter larutan adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kaloryang terlibat pada reaksi kimia dalam sistem larutan Pada dasarnya kalor yang dibebaskandiserap menyebabkan perubahan suhu pada kalorimeter Berdasarkan perubahan suhu per kuantitas pereaksi kemudian dihitung kalor reaksi dari reaksi sistem larutan tersebut Kini kalorimeter larutan dengan ketelitian cukup tinggi dapat diperoleh dipasaran

Dalam menentukan entalpi berlaku persamaanQreaksi = - (Qlarutan + Q kalorimeter )Q reaksi = - (mc∆T + c∆T)Jika kapasitas kalori dalam kalorimeter diabaikan makaQreaksi = - (mc∆T)Keterangan m = massa zat (kg) c = kalor jenis (Jkg⁰C)∆t = perubahan suhu (Celcius)

Sementara itu persamaan reaksi yang mengikutsertakan perubahan entalpinya disebutpersamaan termokimia

H2 (g) + 12 O2 (g) mdashmdashgt H2O (l) ΔH = -286 kJ

Pada reaksi endoterm sistem menyerap energi Oleh karena itu entalpi sistem akan bertambah Artinya entalpi produk (Hp) lebih besar daripada entalpi pereaksi (Hr) Akibatnya perubahan entalpi merupakan selisih antara entalpi produk dengan entalpi pereaksi (Hp -Hr) bertanda positif Sehingga perubahan entalpi untuk reaksi endoterm dapat dinyatakan

ΔH = Hp- Hr gt 0

Reaksi eksoterm sistem membebaskan energi sehingga entalpi sistem akan berkurang artinya entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Sehingga p dapat dinyatakan sebagai berikut

ΔH = Hp- Hr lt 0

VII Hukum Hess

Pengukuran perubahan entalpi suatu reaksi kadangkala tidak dapat ditentukan langsung dengan kalorimeter misalnya penentuan perubahan entalpi pembentukan standar (DHf o )CO Reaksi pembakaran karbon tidak mungkin hanya menghasilkan gas CO saja tanpa disertai terbentuknya gas CO2 Jadi bila dilakukan pengukuran perubahan entalpi dari reaksi tersebut yang terukur tidak hanya reaksi pembentukan gas CO saja tetapi juga perubahan entalpi dari reaksi pembentukan gas CO2

Untuk mengatasi hal tersebut Henry Hess melakukan serangkaian percobaan dan menyimpulkan bahwa perubahan entalpi suatu reaksi merupakan fungsi keadaan

Artinya ldquo perubahan entalpi suatu reaksi hanya tergantung pada keadaan awal ( zat-zat pereaksi ) dan keadaan akhir ( zat-zat hasil reaksi ) dari suatu reaksi dan tidak tergantung pada jalannya reaksirdquo Pernyataan ini disebut Hukum Hess rumus yang dapat dipakai yaitu

ΔHreaksi = ΔH1 + ΔH2 +hellip

Menurut hukum Hess karena entalpi adalah fungsi keadaan perubahan entalpi dari suatu reaksi kimia adalah sama walaupun langkah-langkah yang digunakan untuk memperoleh produk berbeda Dengan kata lain hanya keadaan awal dan akhir yang berpengaruh terhadap perubahan entalpi bukan langkah-langkah yang dilakukan untuk mencapainya

Hal ini menyebabkan perubahan entalpi suatu reaksi dapat dihitung sekalipun tidak dapat diukur secara langsung Caranya adalah dengan melakukan operasi aritmatika pada beberapa persamaan reaksi yang perubahan entalpinya diketahui Persamaan-persamaan reaksi tersebut diatur sedemikian rupa sehingga penjumlahan semua persamaan akan menghasilkan reaksi yang kita inginkan Jika suatu persamaan reaksi

dikalikan (atau dibagi) dengan suatu angka perubahan entalpinya juga harus dikali (dibagi) Jika persamaan itu dibalik maka tanda perubahan entalpi harus dibalik pula (yaitu menjadi -ΔH) Berdasarkan Hukum Hess penentuan DH dapat dilakukan melalui 3 cara yaitu

1) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung melalui penjumlahan dari perubahan entalpi beberapa reaksi yang berhubungan

2) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung berdasarkan selisih entalpi pembentukan ( DHf o ) antara produk dan reaktan

3) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung berdasarkan data energi ikatan

Selain itu dengan menggunakan hukum Hess nilai ΔH juga dapat diketahui dengan pengurangan entalpi pembentukan produk-produk dikurangi entalpi pembentukan reaktan Secara matematis untuk reaksi-reaksi lainnya secara umum

Dengan mengetahui ΔHf (perubahan entalpi pembentukan) dari reaktan dan produknya dapat diramalkan perubahan entalpi reaksi apapun dengan rumus

ΔH=ΔHfP-ΔH fR

Perubahan entalpi suatu reaksi juga dapat diramalkan dari perubahan entalpi pembakaran reaktan dan produk dengan rumus

ΔH=-ΔHcP+ΔHcR

Konsep dari hukum Hess juga dapat diperluas untuk menghitung perubahan fungsi keadaan lainnya seperti entropi dan energi bebas Kedua aplikasi ini amat berguna karena besaran-besaran tersebut sulit atau tidak bisa diukur secara langsung sehingga perhitungan dengan hukum Hess digunakan sebagai salah satu cara menentukannya

Untuk perubahan entropi

middot ΔSo = Σ(ΔSfoproduk) - Σ(ΔSf

oreaktan)

middot ΔS = Σ(ΔSoproduk) - Σ(ΔSo

reaktan)

Untuk perubahan energi bebas

middot ΔGo = Σ(ΔGfoproduk) - Σ(ΔGf

oreaktan)

middot ΔG = Σ(ΔGoproduk) - Σ(ΔGo

reaktan)

VIII Penentuan ΔH Reaksi

Hukum Hess menyatakan bahwa perubahan entalpi tidak tergantung pada berapa banyak tahapan reaksi tetapi tergantung pada keadaan awal dan akhir Dengan kata lain untuk suatu reaksi keseluruhan tertentu perubahan entalpi selalu sama tak peduli apakah reaksi itu dilaksanakan secara langsung ataukah secara tak langsung dan lewat tahap-tahap yang berlainan

1 Penentuan ∆H Reaksi berdasarkan Eksperimen (Kalorimeter)

Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris merupakan penentuan yang didasarkan atau diukur dari perubahan suhu larutan dan kalorimeter dengan prinsip perpindahan kalor yaitu jumlah kalor yang diberikan sama dengan jumlah kalor yang diserap Kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi (tidak ada pertukaran materi maupun energi dengan lingkungan di luar kalorimeter) Dengan demikian semua kalor yang dibebaskan oleh reaksi yang terjadi dalam kalorimeter kita dapat menentukan jumlah kalor yang diserap oleh air serta perangkat kalorimeter berdasarkan rumus

qlarutan = m c ∆Tqkalorimeter = C ∆Tdimana q = jumlah kalorm = massa air (larutan) di dalam calorimeterc = kalor jenis air (larutan) di dalam calorimeterC = kapasitas kalor dari calorimeter∆T = kenaikan suhu larutan (kalorimeter)

Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka kalor reaksi sama dengan kalor yang diserap oleh larutan dan kalorimeter tetapi tandanya berbeda

Kalorimeter yang sering digunakan adalah kalorimeter bom Kalorimeter bom terdiri dari sebuah bom (wadah tempatberlangsungnya reaksi pembakaran biasanya terbuat dari berlangsungnya reaksi pembakaran biasanya terbuat dari bahan stainless steel) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah kedap panas Jadi kalor reaksi sama dengan

kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan

2 Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

Hukum Hess rdquo Kalor reaksi yang dilepas atau diserap hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhirrdquo Untuk mengubah zat A menjadi zat B (produk) diperlukan kalor reaksi sebesar ∆H Atau cara lain yaitu mengubah zat A menjadi zat B dengan kalor reaksi ∆H1 zat B diubah menjadi zat C dengan kalor reaksi ∆H2 dan zat C diubah menjadi zat D dengan kalor reaksi ∆H3 Sehingga harga perubahan entalpi adalah

∆Hreaksi = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3

Hal tersebut dapat dibuat siklus dan diagram tingkat energinya sebagaiberikut middot Siklus energi pembentukan zat D dari zat Amiddot Diagram tingkat energi pembentukan zat D dari zat A

Contoh Soal Diketahui data entalpi reaksi sebagai berikut Ca(s) + frac12 O2(g) rarr CaO(s) ∆H = - 6355 kJC(s) + O2(g) rarr CO2(g) ∆H = - 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(g) ∆H = - 12071 kJHitunglah perubahan entalpi reaksi CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s)

Penyelesaian CaO(s) rarr Ca(s) + frac12 O2(g) ∆H = + 6355 kJCO2(g) rarr C(s) + O2(g) ∆H = + 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 12071 kJ_________________________________________ _CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 1781 kJ

3 Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

Pembentukan Standar ( ∆Hof )

Cara lain perhitungan entalpi reaksi yaitu berdasarkan entalpi pembentukan standar( ∆Hof ) zat-zat yang ada pada reaksi tersebut

∆Hreaksi = sum∆Hof produk - sum∆Ho

f reaktan

TABEL ENTALPI PEMBENTUKAN BEBERAPA ZAT

Zat DHof ( kJmol ) Zat DHo

f ( kJmol )H2(g) 0 C2H4(g) + 525

O2(g) 0 CCl4(g) - 960C(s) 0 NH3(g) - 459H2O(g) - 2418 NO2(g) + 332H2O(l) - 2858 SO2(g) - 2968CO2(g) - 3935 HCl(g) - 923CO(g) -1105 NO(g) + 903

Contoh Soal Dari tabel entalpi pembentukan diatas tentukan

a ∆H reaksi pembakaran C2H4

b Tentukan jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran 56 g gas C2H4

c Reaksi pembakaran C2H4

a C2H4(g) + 3 O2(g)rarr2CO2(g) + 2H2O(l)

b ∆H reaksi = ∆Hof hasil reaksi - ∆Hof pereaksi

= ( 2 ∆Hof CO2 + 2 ∆Hof H2O ) ndash ( 1 ∆HofC2H4 + 3 ∆Hof O2)= ( 2 -3935 + 2 -2858 ) ndash ( 1 525 + 3 0 )= -787 ndash 5716 + 525= - 13061 kJmol

c Mr C2H4 = (2x12) + (4x1) = 28Mol C2H4 = 5628 = 2 mol∆H pembakaran 2 mol C2H4 = 2 mol x ( -13061 kJmol )

= -26122 kJ

Jadi pada pembakaran 56 gram gas C2H4 dibebaskan kalor sebesar = 26122 Kj

4 Penentuan ∆H Reaksi Dari Energi Ikatan

Reaksi kimia antarmolekul dapat dianggap berlangsung dalam 2 tahap yaitu

I Pemutusan ikatan pada pereaksi

II Pembentukan ikatan pada produk

Misalnya pada reaksi antara gas klorin dengan gas hidrogen membentuk gas hidrogen klorida dapat digambarkan sebagai berikut

Sesuai dengan hukum Hess ∆H reaksi total adalah ∆H tahap-I + ∆H tahap-II

∆H tahap-I = sum Energi ikatan pada pereaksi (yang putus)

∆H tahap-II = -sum Energi ikatan pada produk (yang terbentuk)

∆H reaksi = sum Energi ikatan pereaksi yang putus - sum Energi ikatan produk yang terbentuk

∆H reaksi = sum Eruas kiri - sum Eruas kanan

TABEL ENERGI IKATAN

Ikatan E (kJmol) Ikatan E (kJmol)H-H 436 O=O 498H-C 415 CequivN 891H-N 390 F-F 160C-C 345 Cl-Cl 243CequivC 837 H-Cl 432C-O 350 C=C 611C=O 741 I-I 150C-Cl 330 N=N 418O-H 450 C-F 485

Penyelesaian H ndash C ndash O-H +1 frac12 O=O rarr O=C=O +2H-O-H∆H reaksi = sumEpemutusan -sumEpembentukan

= (3Ec-H)+( 1EO-H) +(1EC-O)+ (1 frac12 EO=O) ndash (2EC=O) + (4EO-H)

= (3415)+(1460)+(1350)+1 frac12498) ndash(2741)+(4460)

= 2802-3322

= -520 kJmol

IX Energi Ikatan

Energi ikatan didefinisikan sebagai panas reaksi yang dihubungkan dengan pemecahan ikatan kimia dari molekul gas menjadi bagian-bagian gas Terkadang disebut juga entalpi ikatan nama yang sesungguhnya lebih tepat

Energi disosiasi ikatan (BE) dapat digunakan untuk menghitung panas reaksi yang dihubungkan dengan

ΔH0= - sum ni BEi + sum njBEj

dimana BE adalah energi ikatan per mol ikatan nj dan ni adalah jumlah mol ikatan yang pecah atau terbentuk dalam hal reaktan dan produk

Dalam hal yang sama data panas reaksi dapat juga digunakan untuk menghitung energi disosiasi ikatan dari setiap ikatan tertentu asal saja data lain dalam persamaan diketahui Satu hal yang harus diingat bahwa lingkungan sekeliling atom sangat mempengaruhi energy ikatan dari ikatan tertentu oleh karena itu harga yang diperoleh dari persamaan adalah harga rata-rata atau harga kira-kira

Walaupun energi ikatan adalah untuk molekul dalam fase gas tetapi harga kira-kira panas reaksi dapat dihitung dari fase terkondensasi dapat dikoreksi jika panas penguapan panas sublimasi dan lain-lain dapat diikutsertakan

Suatu reaksi yang DHndashnya ditentukan dengan menggunakan energi ikatan maka atom-atom yang terlibat dalam reaksi harus berwujud gas

Berdasarkan jenis dan letak atom terhadap atom-atom lain dalam molekulnya dikenal 3 jenis energi ikatan yaitu

a Energi Atomisasi

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan semua ikatan 1 mol molekul menjadi atom-atom bebas dalam keadaan gas

Energi atomisasi = jumlah seluruh ikatan atom-atom dalam 1 mol senyawa

b Energi Disosiasi Ikatan

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan salah 1 ikatan yang terdapat pada suatu molekul atau senyawa dalam keadaan gas

c Energi Ikatan Rata-Rata

Adalah energi rerata yang diperlukan untuk memutuskan ikatan atom-atom pada suatu senyawa ( notasinya = D ) Energi ikatan suatu molekul yang berwujud gas dapat ditentukan dari data entalpi pembentukan standar (DHf ) dan energi ikat unsur-unsurnya Prosesnya melalui 2 tahap yaitu

o Penguraian senyawa menjadi unsur-unsurnya

o Pengubahan unsur menjadi atom gas

Reaksi kimia pada dasarnya terdiri dari 2 proses

o Pemutusan ikatan pada pereaksi

o Pembentukan ikatan pada produk reaksi

Pada proses pemutusan ikatan = memerlukan energi

Pada proses pembentukan ikatan = membebaskan energi

1 Jenis-Jenis Kalor

Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan Energi kinetik ditimbulkan karena atomndashatom dan molekul-molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Sedangkan kalor adalah bentuk energi yang berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah Jika suatu benda menerima melepaskan kalor maka suhu benda itu akan naikturun atau wujud benda berubah

2 Kalor Pembentukan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembentukan 1 mol senyawa dariunsur-unsurnya pada suhu dan tekanan standar ( 25 oC 1 atm ) Entalpinya bisadilepaskan maupun diserap Satuannya adalah kJ mol Bentuk standar dari suatu unsur adalah bentuk yang paling stabil dari unsur itu pada keadaan standar ( 298 K 1 atm ) Jika perubahan entalpi pembentukan tidak diukur pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHf

Catatan

o DHf unsur bebas = nol

o Dalam entalpi pembentukan jumlah zat yang dihasilkan adalah 1 mol

o Dibentuk dari unsur-unsurnya dalam bentuk standar

3 Kalor Penguraian Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHd Satuannya = kJ mol Perubahan entalpi penguraian standar merupakan kebalikan dari perubahan entalpi pembentukan standar maka nilainya pun akan berlawanan tanda

Menurut Marquis de Laplace ldquo jumlah kalor yang dilepaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsur penyusunnya = jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsur penyusunnya ldquo Pernyataan ini disebut Hukum Laplace

4 Kalor Pembakaran Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembakaran 1 mol suatu zat secara sempurna pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHc Satuannya = kJ mol

5 Kalor Netralisasi Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHn Satuannya = kJ mol

6 Kalor Penguapan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran

tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHvap Satuannya = kJ mol

7 Kalor Peleburan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pencairan peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHfus Satuannya = kJ mol

8 Kalor Sublimasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsub Satuannya = kJ mol

9 Pelarutan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi ketika 1 mol zat melarut dalam suatu pelarut ( umumnya air ) pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsol Satuannya = kJ mol

BAB III

PENUTUP

I Kesimpulan

Singkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup termodinamika I kalor reaksi kerja entalpi kalorimeter hukum Hess penentuan DH reaksi energi ikatan dan jenis-jenis kalor merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Berdasarkan pembahasan yang tinjauan pustaka yang kami susun dalam makalah ini maka kami dapat menyimpulkan sebagai berikut

1 Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan

2 Berdasarkan perubahan entalpinya reaksi kimia dibedakan menjadi dua yaitu

a Reaksi Eksoterm dan

b Reaksi Endoterm

3 Sistem merupakan Pusat fokus perhatian yang diamati dalam suatu percobaanLingkungan merupakan hal-hal diluar sistem yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan Sistem dibedakan menjadi 3 macam

2 Sistem Terbuka

3 Sistem Tertutup

3 Sistem terisolasi

4 Dalam persamaan termokimia nilai DH yang dituliskan di persamaan termokimia disesuaikan dengan stoikiometri reaksinya artinya = jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi kimia = koefisien reaksinya ( fase reaktan maupun produk reaksinya harus dituliskan)

5 Ada beberapa jenis dalam menentukan Harga Perubahan Entalpi ∆H yaitu

a Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

b Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

c Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris

BAB IPENDAHULUAN

A Latar Belakang Masalah

Termokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energi panas dan energi kimia Sedangkan energi kimia didefinisikan sebagai energi yang dikandung setiap unsur atau senyawa Energi kimia yang terkandung dalam suatu zat adalah semacam energi potensial zat tersebut Energi potensial kimia yang terkandung dalam suatu zat disebut panas dalam atau entalpi dan dinyatakan dengan simbol H Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi Perubahan entalpi reaksi diberi simbol HΔ

Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika disebut termokimia Secara operasional termokimia berkaitan dengan pengukuran dan pernafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia perubahan keadaan dan pembentukan larutan

Termokimia merupakan pengetahuan dasar yang perlu diberikan atau yang dapat diperoleh dari reaksi-reaksi kimia tetapi juga perlu sebagai pengetahuan dasar untuk pengkajian teori ikatan kimia dan struktur kimia Fokus bahasan dalam termokimia adalah tentang jumlah kalor yang dapat dihasilkan oleh sejumlah tertentu pereaksi serta cara pengukuran kalor reaksi

Termokimia merupakan penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi kimia

Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan

Dengan kajian-kajian yang dilakukan mengenai pengaplikasian termokimia dalam kehidupan sehari-hari Dan untuk menguraikan permasalahan tersebut lebih detail lagi penulis mencoba membuat makalah yang isinya membahas tentang ldquoAplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-harirdquo

B Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dibiatkannya makalah ini adalah sebagai berikut

1) Dapat menjelaskan manfaat termokimia2) Mengetahui proses termokimia dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari3) Memahami materi-materi yang terkait dengan termokimia4) Memahami tentang termokimia lebih mendalam

C Manfaat Penulisan

Penulisan makalah ini memiliki manfaat sebagai berikut

1) Manfaat UmumMakalah hasil pengkajian penulis ini dapat menunjang materi pembelajaran

dan dapat dijadikan bahan baku referensi pembelajaran2) Manfaat Khusus

Penulis dapat menambah wawasan dan pengetahuan penulis serta dapat melatih penulis untuk memiliki rasa ingin tahu yang tinggi dan lebih telaten dalam mencari dan mengumpulkan sumber dan informasi selama melakukan pengkajian

3) Manfaat untuk penulis yang akan datingMakalah hasil pengkajian sebelumnya dapat dijadikan bahan referensi

sumber untuk pembuatan makalah selanjutnya dan dapat memberi gambaran dalam pengkajian yang akan dilakukannya

BAB IIISI

A Manfaat Termokimia

Manfaat positif dari termokimia yaitu

a) Dapat mempelajari suatu bentuk energi yang dibutuhkan oleh manusia untuk bergerak dalam bentuk energi kinetik dan tambahan-tambahan dalam melakukan proses fotosintesis yang membutuhkan eergi dari sinar matahari

b) Dapat mempelajari suatu sistem atau bagian alam semasta yang menjadi objek penelitian serta lingkungan atau bagian alam semesta yang berinteraksi dengan satu sistem

B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari1 Gas Elpiji

Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara

C4H10 + Udara ndashgt CO2 + H20 + N2Untuk mempermudah udara sepenuhnya bergantung dari oksigenC4H10 + (132)O2 ndashgt 4CO2 + 5H2O

Untuk reaksi sempurna dengan udaraC4H10 + (O2 + 376 N2) ndashgt CO2 + H20 + 376N2PenyetaraanC4H10 + 132(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)376N2

Reaksi juga bisa melibatkan bentuk tidak sempurna misal memerlukan 200 udaraC4H10 + 13(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)O2 + (132)376N2

Pembakaran ini pun bisa melibatkan beberapa fraksi karena elpiji biasanya tidak murni hanya bahan bakar butana

2 ThermometerTermometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur suhuCara kerja thermometerKetika temperature naik cairan dibola tabung mengembang lebih banyak daripada gelas yang menutupinya Hasilnya benang cairan yang tipis dipaksa ke atas secara kapiler Sebaliknya ketika temperature turun cairan mengerut dan cairan yang tipis ditabung bergerak kembali turun Gerakan ujung cairan tipis yang dinamakan meniscus dibaca terhadap skala yang menunjukkan temperatureZat untuk thermometer haruslah zat cair dengan sifat termometrik artinya mengalami perubahan fisis pada saat dipanaskan atau didinginkan misalnya raksa dan alkohol Zat cai tersebut memiliki dua titik tetap (fixed points) yaitu titik tertinggi dan titik terendah Misalnya titik didih air dan titik lebur es untuk suhu yang tidak terlalu tinggi Setelah itu pembagian dilakukan diantara kedua titik tetap menjadi bagian-bagian yang sama besar misalnya thermometer skala celcius dengan 100 bagian yang setiap bagiannya sebesar 1C

3 Pembakaran Batu BaraBatubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi

CaCO3(s) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + CO2(g)

Ca(OH)2(aq) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + H2O( 1048641)Namun biaya operasional desulfurisasi dan pembuangan deposit padatan kembali menjadi masalah baru Untuk meningkatkan nilai dari batubara dan menghilangkan pencemar SO2 dilakukan rekayasa batubara seperti gasifikasi dan reaksi karbon-uap Pada gasifikasi molekul-molekul besar dalam batubara dipecah melalui pemanasan pada suhu tinggi (600degC ndash 800degC) sehingga dihasilkan bahan bakar berupa gas Reaksinya adalah sebagai berikutBatubara(s) batubara cair (mudah menguap) CH4(g) + C(s)Arang yang terbentuk direaksikan dengan uap air menghasilkan campuran gas CO dan H2 yang disebut gas sintetik ReaksinyaC(s) + H2O() CO(g) + H2(g) ΔH = 175 kJ molndash1Untuk meningkatkan nilai gas sintetik gas CO diubah menjadi bahan bakar lain Misalnya gas CO direaksikan dengan uap air menjadi CO2 dan H2 ReaksinyaCO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH = ndash41 kJ molndash1Gas CO2 yang dihasilkan selanjutnya dipisahkan Campuran gas COdan H2 yang telah diperkaya akan bereaksi membentuk metana dan uapair Reaksinya

CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1

Setelah H2O diuapkan akan diperoleh CH4 yang disebut gas alam sintetik Dengan demikian batubara dapat diubah menjadi metana melalui proses pemisahan batubara cair

C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Berdasarkan perpindahan energinya atau perubahan entalpinya ada dua jenis reaksi

1) Reaksi eksoterm yaitu reaksi yang membebaskan kalor kalor mengalir dari sistem ke lingkungan (terjadi penurunan entalpi) entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Pada reaksi eksoterm umumnya suhu sistem menjadi naik adanya kenaikan suhu inilah yang menyebabkan sistem melepas kalor ke lingkunganReaksi eksoterm DH = HP - HR lt 0 atau DH = (-)

2) Reaksi Endoterm yaitu reaksi yang memerlukan kalor kalor mengalir dari lingkungan ke sistem (terjadi kenaikan entalpi) entalpi produk lebih besar daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda positif Pada reaksi endoterm umumnya suhu sistem terjadi penurunan adanya penurunan suhu inilah yang menyebabkan sistem menyerap kalor dari lingkungan

Reaksi endoterm DH = HP - HR gt 0 atau DH = (+)

D Hukum Dalam Termokimia

Dalam mempelajari reaksi kimia dan energi kita perlu memahami hukum-hukum yang mendasari tentang perubahan dan energi

a Hukum kekekalan energyDalam perubahan kimia atau fisika energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentu lainnya Hukum ini merupakan hukum termodinamika pertama dan menjadi dasar pengembangan hukum tentang energi selanjutnya seperti konversi energi

b Hukum LaplaceHukum ini diajukan oleh Marquis de Laplace dan dia menyatakan bahwa jumlah kalor yang dilepaskan dalam pembentukan sebuah senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menguraikan senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnyaPanjabaran dari hukum ini untuk entalphi reaksi H dan kalor reaksiΔC + O2 rarr CO2 H = -94 KkalΔCO2 rarr C + O2 H = +94 KkalΔSedangkan untuk kalor reaksiC + O2 rarr CO2 -94 KkalCO2 rarr C + O2 +94 KkalUntuk reaksi pertama unsur C bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan karbondioksida dan kalor sebesar 94 Kkal Sedangkan reaksi kedua karbondioksida terurai menjadi unsur C dan gas oksigen dengan membutuhkan kalor sebesar 94 KkalDari sisi tanda tampak jelas perbedaan antara entalphi reaksi dengan kalor reaksi jika entalphi bernilai positif maka kalor reaksi bernilai negatif demikian pula sebaliknya jika entalphi negatif maka kalor reaksi positif

c Hukum HessHukum ini diajukan oleh Germain Hess dia menyatakan bahwa entalphi reaksi ( H)Δ hanya tergantung pada keadaan awal reaksi dan hasil reaksi dan tidak bergantung pada jalannya reaksi

Jika suatu reaksi merupakan penjumlahan aljabar dari dua atau lebih reaksi maka perubahan entalphi ( H) atau kalor reaksinya juga merupakan penjumlahanΔ aljabar dari ( H) yang menyertai reaksi Untuk lebih mudah memahaminya kitaΔ perhatikan Bagan 1017

Berdasarkan persamaan reaksi gas karbon dioksida dapat terbentuk melalui dua tahap yang pertama pembentukan karbonmonoksida dari unsur-unsurnya dan dilanjutkan dengan oksidasi dari karbonmonoksida menjadi karbondioksida

Penjumlahan aljabar HΔ reaksi dari setiap tahap reaksi juga dilakukan sesuai dengan tahap reaksi maka HΔ reaksi dari pembentukan gas Karbon dioksida juga dapat dilakukanBerdasarkan berbagai jenis reaksi maka kita juga dapat mengembangkan jenis kalor reaksi atau H yang disesuaikan dengan jenis reaksinya ada empat jenis kalor reaksiΔ yaitu kalor reaksi pembentukan penguraian pembakaran dan pelarutan Keempat klasifikasi tersebut disederhanakan dalam bagan pada Bagan 1018

E Energi IkatanPada dasarnya reaksi kimia terdiri dari dua proses yaitu pemutusan ikatan

antar atom-atom dari senyawa yang bereaksi (proses yang memerlukan energi) dan penggabungan ikatan kembali dari atom-atom yang terlibat reaksi sehingga membentuk susunan baru (proses yang membebaskan energi)

Perubahan entalpi reaksi dapat dihitung dengan menggunakan data energi ikatan Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan oleh satu molekul gas menjadi atom-atom dalam keadaan gas Harga energi ikatan selalu positif dengan satuan kJ atau kkal serta diukur pada kondisi zat-zat berwujud gas

Entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga energi ikatan rata-rata sering berbeda dari entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga entalpi pembentukan standar Perbedaan ini terjadi karena energi ikatan yang terdapat dalam suatu tabel adalah energi ikatan rata-rata Energi ikatan C ndash H dalam contoh di atas bukan ikatan C ndash H dalam CH4 melainkan energi ikatan rata-rata C ndash H CH4(g) CH3(g) + H(g) H = +424 kJmolCH3(g) CH2(g) + H(g) H = +480 kJmolCH2(g) CH(g) + H(g) H = +425 kJmolCH(g) C(g) + H(g) H = +335 kJmolJadi energi ikatan rata-rata dari ikatan C ndash H adalah 416 kJmol Sedangkan energiikatan C ndash H yang dipakai di atas adalah +413 kJmol

Bahan Bakar dan Perubahan Entalpi Reaksi pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen Biasanya reaksi semacam ini digunakan untuk menghasilkan energi Bahan bakar adalah merupakan suatu senyawa yang bila dilakukan pembakaran terhadapnya dihasilkan kalor yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan

Jenis bahan bakar yang banyak kita kenal adalah bahan bakar fosil Bahan bakar fosil berasal dari pelapukan sisa organisme baik tumbuhan maupun hewan yang memerlukan waktu ribuan sampai jutaan tahun contohnya minyak bumi dan batu bara

Namun selain bahan bakar fosil dewasa ini telah dikembangkan pula bahan bakar jenis lain misalnya alkohol dan hidrogen Hidrogen cair dengan oksigen cair bersama-sama telah digunakan pada pesawat ulang-alik sebagai bahan bakar roket

pendorongnya Pembakaran hidrogen tidak memberi dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air

Matahari adalah umber energi terbesar di bumi tetapi penggunaan energi surya belum komersial Dewasa ini penggunaan energi surya yang komersial adalah untuk pemanas air rumah tangga (solar water heater) Nilai kalor dari bahan bakar umumnya dinyatakan dalam satuan kJgram yang menyatakan berapa kJ kalor yang dapat dihasilkan dari pembakaran 1 gram bahan bakar tersebut Contoh nilai kalor bahan bakar bensin adalah 48 kJg artinya setiap pembakaran sempurna 1 gram bensin akan dihasilkan kalor sebesar 48 kJ Pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan atau dalam industri umumnya tidak terbakar sempurna Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon (bahan bakar fosil) membentuk karbon dioksida dan uap air

Sedangkan pembakaran tidak sempurnanya menghasilkan karbon monoksida dan uap air Pembakaran tak sempurna mengurangi efisiensi bahan bakar kalor yang dihasilkan akan lebih sedikit dibandingkan apabila zat itu terbakar sempurna Kerugian lainnya adalah dihasilkannya gas karbon monoksida (CO) yang bersifat racun

BAB IIIPENUTUP

A KesimpulanSingkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar

yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup Reaksi endoterm Hukum dalam termokimia Energi ikatan dan arah proses merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Didalam termokimia ada istilah sistem dan lingkungan Sistem yang dimaksud adalah bagian dari alam yang dipelajari atau yang manjadi pokok perhatian dalam termokimia yang dipelajari yaitu perubahan energinya Sedangkan lingkungan yang dimaksud adalah segala sesuatu di luar sistem dengan apa sistem melakukan dan mengadakan pertukaran energi Energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha Energi hanya dapat diubah bentuknya dari bentuk yang satu dengan yang lainnya Misalnya pada pembangkit tenaga uap perubahan energi dimulai dari energi panas yang terbentuk di

boiler berubah menjadi energi mekanik pada turbin dan energi mekanik diubah menjadi energi listrik pada generator

TUGAS PENDAHULUAN (TERMOKIMIA)

1 Apa yang dimaksud dengan kalor kalorimeter dan kalorimetri 2 Sebutkan dan Jelaskan fungsi setiap alat dan bahan dalam percobaan termokimia 3 Gambarkan rangkaian alat kalorimeter smenarik mungkin dan berikan keterangan 4 Tuliskan hukum termodinamika dan jelaskan hubungannya antara rekasi eksoterm dan reaksi

endoterm 5 Perhitungkan secara teoritis (data setiap parameter yang anda cari direferensi) kalor reaksi

penetralan HCl dan NaOH 6

Nb Margin 4 3 3 3Sampul Pink Tulis TanganSiapkan MSDS dan Bagan Kerja (Print)

• Termokimia
• BAB I PENDAHULUAN
• • A Latar Belakang Masalah
  • Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan
  • B Tujuan Penulisan
  • C Manfaat Penulisan
  • • BAB II ISI
    • • A Manfaat Termokimia
      • • B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari
        • 1 Gas Elpiji
        • Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara
        • 3 Pembakaran Batu Bara
        • Batubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi
        • CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1
        • C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

ditentukan dengan cara mengukur jumlah kalor yang diserap sistem Misalnya pada perubahan es menjadi air yaitu 89 kalorigram Pada perubahan es menjadi air ΔH adalah positif karena entalpi hasil perubahan entalpi air lebih besar dari pada entalpi es Pada perubahan kimia selalu terjadi perubahan entalpi Besarnya perubahan entalpi adalah sama besar dengan selisih antara entalpi hasil reaksi dan jumlah entalpi pereaksi

Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan Energi kinetik ditimbulkan karena atom ndash atom dan molekul-molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Entalpi akan tetap konstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar dari zat Misalnya entalpi untuk air dapat ditulis H H20 (l) dan untuk es ditulis H H20 (s)

Entalpi (H) suatu zat ditentukan oleh jumlah energi dan semua bentuk energi yang dimiliki zat yang jumlahnya tidak dapat diukur Perubahan kalor atau entalpi yang terjadi selama proses penerimaan atau pelepasan kalor dinyatakan dengan rdquo perubahan entalpi (ΔH) rdquo Misalnya pada perubahan es menjadi air maka dapat ditulis sebagai berikut

Δ H = H H20 (l) -H H20 (s)

Apabila kita amati reaksi pembakaran bensin di dalam mesin motor Sebagian energi kimia yang dikandung bensin ketika bensin terbakar diubah menjadi energi panas dan energi mekanik untuk menggerakkan motor Demikian juga pada mekanisme kerja sel aki Pada saat sel aki bekerja energi kimia diubah menjadi energi listrik energi panas yang dipakai untuk membakar bensin dan reaksi pembakaran bensin menghasilkan gas menggerakkan piston sehingga menggerakkan roda motor

Harga entalpi zat sebenarnya tidak dapat ditentukan atau diukur Tetapi ΔH dapat ditentukan dengan cara mengukur jumlah kalor yang diserap sistem Misalnya pada perubahan es menjadi air yaitu 89 kalorigram Pada perubahan es menjadi air ΔH adalah positif karena entalpi hasil perubahan entalpi air lebih besar dari pada entalpi es

Termokimia merupakan bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan entalpi yang menyertai suatu reaksi Pada perubahan kimia selalu terjadi perubahan entalpi Besarnya perubahan entalpi adalah sama

besar dengan selisih antara entalpi hasil reaksi dam jumlah entalpi pereaksi

Pada reaksi endoterm entalpi sesudah reaksi menjadi lebih besar sehingga ΔH positif Sedangkan pada reaksi eksoterm entalpi sesudah reaksi menjadi lebih kecil sehingga ΔH negatif Perubahan entalpi pada suatu reaksi disebut kalor reaksi Kalor reaksi untuk reaksi-reaksi yang khas disebut dengan nama yang khas pula misalnya kalor pembentukankalor penguraian kalor pembakaran kalor pelarutan dan sebagainya

1 Entalpi Pembentukan Standar (ΔHf)

Entalpi pembentukan standar suatu senyawa menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk proses pembentukan 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya yang stabil pada keadaan standar (STP) Entalpi pembentukan standar diberi simbol (ΔH

f) simbol f berasal dari kata formation yang berarti pembentukan Contoh unsur-unsur yang stabil pada keadaan standar yaitu H2O2CN2AgCl2Br2SNaCa dan Hg

2 Entalpi Penguraian Standar (ΔHd)

Entalpi penguraian standar suatu senyawa menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk proses penguraian 1 mol senyawa dari unsure-unsurnya yang stabil pada keadaan standar (STP) Entalpi penguraian standar diberi simbol (ΔH

d) simbol d berasal dari kata decomposition yang berarti penguraian

Menurut Hukum Laplace jumlah kalor yang dibebaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnya Jadi entalpi penguraian merupakan kebalikan dari entalpi pembentukan senyawa yang sama Dengan demikian jumlah kalornya sama tetapi tandanya berlawanan karena reaksinya berlawanan arah

3 Entalpi Pembakaran Standar (ΔHc)

Entalpi pembakaran standar suatu senyawa menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk proses pembakaran 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya yang stabil pada keadaan standar (STP) Entalpi penguraian standar diberi simbol (ΔH

c) simbol d berasal dari kata combustion yang berarti pembakaranPembakaran selalu membebaskan kalor sehingga nilai entalpipembakaran selallu negatif (eksoterm)

4 Entalpi Pelarutan Standar (ΔHs)

Entalpi pelarutan standar menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk melarutkan 1 mol zat pada keadaan standar (STP) Entalpi penguraian standar diberi simbol (ΔH

s) simbol s berasal dari kata solvation yang berarti pelarutan

5 Entalpi Netralisasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHn Satuannya = kJ mol

6 Entalpi Penguapan Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHvap Satuannya = kJ mol

7 Entalpi Peleburan Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada pencairan peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHfus Satuannya = kJ mol

8 Entalpi Sublimasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsub Satuannya = kJ mol

VI Kalorimeter

Kalorimetri yaitu cara penentuan kalor reaksi dengan menggunakan kalorimeterPerubahan entalpi adalah perubahan kalor yang diukur pada tekanan konstan untuk menentukan perubahan entalpi dilakukan dengan cara yang sama dengan penentuan perubahan kalor yang dilakukan pada

tekanan konstan Perubahan kalor pada suatu reaksi dapat diukur melalui pengukuran perubahan suhu yang terjadi pada reaksi tersebut Pengukuran perubahan kalor dapat dilakukan dengan alat yang disebutkalorimeter

Kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi ( tidak ada perpindahan materi maupun energi dengan lingkungan di luar kalorimeter ) Kalorimeter terbagi menjadi dua yaitu kalorimeter bom dan kalorimeter sederhana Jika dua buah zat atau lebih dicampur menjadi satu maka zat yang suhunya tinggi akan melepaskan kalor sedangkan zat yang suhunya rendah akan menerima kalor sampai tercapai kesetimbangan termal

Menurut azas Black Kalor yang dilepas = kalor yang diterimaRumus yang digunakan adalah

dengan q = jumlah kalor ( J )m = massa zat ( g )DT = perubahan suhu ( oC atau K )c = kalor jenis ( J goC ) atau ( J g K )C = kapasitas kalor ( J oC ) atau ( J K )

Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka kalor reaksi = kalor yang diserap dibebaskan oleh larutan dan kalorimeter

tetapi tandanya berbeda

Beberapa jenis kalorimeter

1 Kalorimeter bom

Kalorimeter bom adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor (nilai kalori) yang dibebaskan pada pembakaran sempurna (dalam O2 berlebih) suatu senyawa bahan makanan bahan bakar atau khusus digunakan untuk menentukan kalor dari reaksi-reaksi pembakaran Kalorimeter ini terdiri dari sebuah bom (tempat berlangsungnya reaksi pembakaran terbuat dari bahan stainless steel dan diisi dengan gas oksigen pada tekanan tinggi ) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah yang kedap panas Sejumlah sampel ditempatkan pada tabung beroksigen yang tercelup dalam medium penyerap kalor (kalorimeter) dan sampel akan terbakar oleh api listrikdari kawat logam terpasang dalam tabung Reaksi pembakaran yang terjadi di dalam bom akan menghasilkan

kalor dan diserap oleh air dan bom Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka

Jumlah kalor yang diserap oleh air dapat dihitung dengan rumus

qair = m x c x DT

dengan

m = massa air dalam kalorimeter ( g )

c = kalor jenis air dalam kalorimeter (J goC ) atau ( J g K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Jumlah kalor yang diserap oleh bom dapat dihitung dengan rumus

qbom = Cbom x DT

dengan

Cbom = kapasitas kalor bom ( J oC ) atau ( J K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Reaksi yang berlangsung pada kalorimeter bom berlangsung pada volume tetap (DV = nol ) Oleh karena itu perubahan kalor yang terjadi di dalam sistem = perubahan energi dalamnya

DE = q + w dimana w = - P DV ( jika DV = nol maka w = nol )

maka DE = qv

Kalorimeter makanan adalah alat untuk menentukan nilai kalor zat makanankarbohidrat protein atau lemak Alat ini terdiri dari sebuah tabung kaca yang tingginya kurang lebih 19 cm dan garis menengahnya kurang lebih 75 cm Bagian dasarnya melengkung ke atas membentuk sebuah penyungkup Penyungkup ini disumbat dengan sebuah sumbat karet yang yang berlubang di bagian tengah Bagian atas tabung kaca ini ditutup dengan lempeng ebonit yang bundar Di dalam tabung kaca itu terdapat sebuah pengaduk yang tangkainya menembus tutup ebonit juga terdapat sebuah pipa spiraldari tembaga Ujung bawah pipa spiral itu

menembus lubang sumbat karet pada penyungkup dan ujung atasnya menembus tutup ebonit bagian tengah Pada tutup ebonit itu masih terdapat lagi sebuah lubang tempat untuk memasukkan sebuah termometer ke dalam tabung kaca Tabung kaca itu diletakkan di atas sebuah kepingasbes dan ditahan oleh 3 buah keping Keping itu berbentuk bujur sangkar yang sisinya kurang lebih 95 cm Di bawah keping asbes itu terdapat kabel listrik yang akan dihubungkan dengan sumber listrik bila digunakan Di atas keping asbes itu terdapat sebuah cawan aluminium Di atas cawan itu tergantung sebuah kawat nikelin yang berhubungan dengan kabel listrik di bawah keping asbes Kawat nikelin itulah yang akan menyalakan makanan dalam cawan bila berpijar oleh arus listrik Dekat cawan terdapat pipa logam untuk mengalirkan oksigen

2 Kalorimeter Sederhana

Pengukuran kalor reaksi selain kalor reaksi pembakaran dapat dilakukan dengan menggunakan kalorimeter pada tekanan tetap yaitu dengan kalorimeter sederhana yang dibuat dari gelas stirofoam Kalorimeter ini biasanya dipakai untuk mengukur kalor reaksi yang reaksinya berlangsung dalam fase larutan ( misalnya reaksi netralisasi asam ndash basa netralisasi pelarutan dan pengendapan )

Pada kalorimeter ini kalor reaksi = jumlah kalor yang diserap dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan

qreaksi = - (qlarutan + qkalorimeter )

qkalorimeter = Ckalorimeter x DT

dengan

Ckalorimeter = kapasitas kalor kalorimeter ( J oC ) atau ( J K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Jika harga kapasitas kalor kalorimeter sangat kecil maka dapat diabaikan sehingga perubahan kalor dapat dianggap hanya berakibat pada kenaikan suhu larutan dalam kalorimeter

qreaksi = - qlarutan qlarutan = m x c x DT

dengan m = massa larutan dalam kalorimeter ( g )c = kalor jenis larutan dalam kalorimeter (J goC ) atau ( J g K )DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Pada kalorimeter ini reaksi berlangsung pada tekanan tetap (DP = nol ) sehingga perubahan kalor yang terjadi dalam sistem = perubahan entalpinya

DH = qp

Kalorimeter larutan adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kaloryang terlibat pada reaksi kimia dalam sistem larutan Pada dasarnya kalor yang dibebaskandiserap menyebabkan perubahan suhu pada kalorimeter Berdasarkan perubahan suhu per kuantitas pereaksi kemudian dihitung kalor reaksi dari reaksi sistem larutan tersebut Kini kalorimeter larutan dengan ketelitian cukup tinggi dapat diperoleh dipasaran

Dalam menentukan entalpi berlaku persamaanQreaksi = - (Qlarutan + Q kalorimeter )Q reaksi = - (mc∆T + c∆T)Jika kapasitas kalori dalam kalorimeter diabaikan makaQreaksi = - (mc∆T)Keterangan m = massa zat (kg) c = kalor jenis (Jkg⁰C)∆t = perubahan suhu (Celcius)

Sementara itu persamaan reaksi yang mengikutsertakan perubahan entalpinya disebutpersamaan termokimia

H2 (g) + 12 O2 (g) mdashmdashgt H2O (l) ΔH = -286 kJ

Pada reaksi endoterm sistem menyerap energi Oleh karena itu entalpi sistem akan bertambah Artinya entalpi produk (Hp) lebih besar daripada entalpi pereaksi (Hr) Akibatnya perubahan entalpi merupakan selisih antara entalpi produk dengan entalpi pereaksi (Hp -Hr) bertanda positif Sehingga perubahan entalpi untuk reaksi endoterm dapat dinyatakan

ΔH = Hp- Hr gt 0

Reaksi eksoterm sistem membebaskan energi sehingga entalpi sistem akan berkurang artinya entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Sehingga p dapat dinyatakan sebagai berikut

ΔH = Hp- Hr lt 0

VII Hukum Hess

Pengukuran perubahan entalpi suatu reaksi kadangkala tidak dapat ditentukan langsung dengan kalorimeter misalnya penentuan perubahan entalpi pembentukan standar (DHf o )CO Reaksi pembakaran karbon tidak mungkin hanya menghasilkan gas CO saja tanpa disertai terbentuknya gas CO2 Jadi bila dilakukan pengukuran perubahan entalpi dari reaksi tersebut yang terukur tidak hanya reaksi pembentukan gas CO saja tetapi juga perubahan entalpi dari reaksi pembentukan gas CO2

Untuk mengatasi hal tersebut Henry Hess melakukan serangkaian percobaan dan menyimpulkan bahwa perubahan entalpi suatu reaksi merupakan fungsi keadaan

Artinya ldquo perubahan entalpi suatu reaksi hanya tergantung pada keadaan awal ( zat-zat pereaksi ) dan keadaan akhir ( zat-zat hasil reaksi ) dari suatu reaksi dan tidak tergantung pada jalannya reaksirdquo Pernyataan ini disebut Hukum Hess rumus yang dapat dipakai yaitu

ΔHreaksi = ΔH1 + ΔH2 +hellip

Menurut hukum Hess karena entalpi adalah fungsi keadaan perubahan entalpi dari suatu reaksi kimia adalah sama walaupun langkah-langkah yang digunakan untuk memperoleh produk berbeda Dengan kata lain hanya keadaan awal dan akhir yang berpengaruh terhadap perubahan entalpi bukan langkah-langkah yang dilakukan untuk mencapainya

Hal ini menyebabkan perubahan entalpi suatu reaksi dapat dihitung sekalipun tidak dapat diukur secara langsung Caranya adalah dengan melakukan operasi aritmatika pada beberapa persamaan reaksi yang perubahan entalpinya diketahui Persamaan-persamaan reaksi tersebut diatur sedemikian rupa sehingga penjumlahan semua persamaan akan menghasilkan reaksi yang kita inginkan Jika suatu persamaan reaksi

dikalikan (atau dibagi) dengan suatu angka perubahan entalpinya juga harus dikali (dibagi) Jika persamaan itu dibalik maka tanda perubahan entalpi harus dibalik pula (yaitu menjadi -ΔH) Berdasarkan Hukum Hess penentuan DH dapat dilakukan melalui 3 cara yaitu

1) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung melalui penjumlahan dari perubahan entalpi beberapa reaksi yang berhubungan

2) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung berdasarkan selisih entalpi pembentukan ( DHf o ) antara produk dan reaktan

3) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung berdasarkan data energi ikatan

Selain itu dengan menggunakan hukum Hess nilai ΔH juga dapat diketahui dengan pengurangan entalpi pembentukan produk-produk dikurangi entalpi pembentukan reaktan Secara matematis untuk reaksi-reaksi lainnya secara umum

Dengan mengetahui ΔHf (perubahan entalpi pembentukan) dari reaktan dan produknya dapat diramalkan perubahan entalpi reaksi apapun dengan rumus

ΔH=ΔHfP-ΔH fR

Perubahan entalpi suatu reaksi juga dapat diramalkan dari perubahan entalpi pembakaran reaktan dan produk dengan rumus

ΔH=-ΔHcP+ΔHcR

Konsep dari hukum Hess juga dapat diperluas untuk menghitung perubahan fungsi keadaan lainnya seperti entropi dan energi bebas Kedua aplikasi ini amat berguna karena besaran-besaran tersebut sulit atau tidak bisa diukur secara langsung sehingga perhitungan dengan hukum Hess digunakan sebagai salah satu cara menentukannya

Untuk perubahan entropi

middot ΔSo = Σ(ΔSfoproduk) - Σ(ΔSf

oreaktan)

middot ΔS = Σ(ΔSoproduk) - Σ(ΔSo

reaktan)

Untuk perubahan energi bebas

middot ΔGo = Σ(ΔGfoproduk) - Σ(ΔGf

oreaktan)

middot ΔG = Σ(ΔGoproduk) - Σ(ΔGo

reaktan)

VIII Penentuan ΔH Reaksi

Hukum Hess menyatakan bahwa perubahan entalpi tidak tergantung pada berapa banyak tahapan reaksi tetapi tergantung pada keadaan awal dan akhir Dengan kata lain untuk suatu reaksi keseluruhan tertentu perubahan entalpi selalu sama tak peduli apakah reaksi itu dilaksanakan secara langsung ataukah secara tak langsung dan lewat tahap-tahap yang berlainan

1 Penentuan ∆H Reaksi berdasarkan Eksperimen (Kalorimeter)

Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris merupakan penentuan yang didasarkan atau diukur dari perubahan suhu larutan dan kalorimeter dengan prinsip perpindahan kalor yaitu jumlah kalor yang diberikan sama dengan jumlah kalor yang diserap Kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi (tidak ada pertukaran materi maupun energi dengan lingkungan di luar kalorimeter) Dengan demikian semua kalor yang dibebaskan oleh reaksi yang terjadi dalam kalorimeter kita dapat menentukan jumlah kalor yang diserap oleh air serta perangkat kalorimeter berdasarkan rumus

qlarutan = m c ∆Tqkalorimeter = C ∆Tdimana q = jumlah kalorm = massa air (larutan) di dalam calorimeterc = kalor jenis air (larutan) di dalam calorimeterC = kapasitas kalor dari calorimeter∆T = kenaikan suhu larutan (kalorimeter)

Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka kalor reaksi sama dengan kalor yang diserap oleh larutan dan kalorimeter tetapi tandanya berbeda

Kalorimeter yang sering digunakan adalah kalorimeter bom Kalorimeter bom terdiri dari sebuah bom (wadah tempatberlangsungnya reaksi pembakaran biasanya terbuat dari berlangsungnya reaksi pembakaran biasanya terbuat dari bahan stainless steel) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah kedap panas Jadi kalor reaksi sama dengan

kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan

2 Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

Hukum Hess rdquo Kalor reaksi yang dilepas atau diserap hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhirrdquo Untuk mengubah zat A menjadi zat B (produk) diperlukan kalor reaksi sebesar ∆H Atau cara lain yaitu mengubah zat A menjadi zat B dengan kalor reaksi ∆H1 zat B diubah menjadi zat C dengan kalor reaksi ∆H2 dan zat C diubah menjadi zat D dengan kalor reaksi ∆H3 Sehingga harga perubahan entalpi adalah

∆Hreaksi = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3

Hal tersebut dapat dibuat siklus dan diagram tingkat energinya sebagaiberikut middot Siklus energi pembentukan zat D dari zat Amiddot Diagram tingkat energi pembentukan zat D dari zat A

Contoh Soal Diketahui data entalpi reaksi sebagai berikut Ca(s) + frac12 O2(g) rarr CaO(s) ∆H = - 6355 kJC(s) + O2(g) rarr CO2(g) ∆H = - 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(g) ∆H = - 12071 kJHitunglah perubahan entalpi reaksi CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s)

Penyelesaian CaO(s) rarr Ca(s) + frac12 O2(g) ∆H = + 6355 kJCO2(g) rarr C(s) + O2(g) ∆H = + 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 12071 kJ_________________________________________ _CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 1781 kJ

3 Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

Pembentukan Standar ( ∆Hof )

Cara lain perhitungan entalpi reaksi yaitu berdasarkan entalpi pembentukan standar( ∆Hof ) zat-zat yang ada pada reaksi tersebut

∆Hreaksi = sum∆Hof produk - sum∆Ho

f reaktan

TABEL ENTALPI PEMBENTUKAN BEBERAPA ZAT

Zat DHof ( kJmol ) Zat DHo

f ( kJmol )H2(g) 0 C2H4(g) + 525

O2(g) 0 CCl4(g) - 960C(s) 0 NH3(g) - 459H2O(g) - 2418 NO2(g) + 332H2O(l) - 2858 SO2(g) - 2968CO2(g) - 3935 HCl(g) - 923CO(g) -1105 NO(g) + 903

Contoh Soal Dari tabel entalpi pembentukan diatas tentukan

a ∆H reaksi pembakaran C2H4

b Tentukan jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran 56 g gas C2H4

c Reaksi pembakaran C2H4

a C2H4(g) + 3 O2(g)rarr2CO2(g) + 2H2O(l)

b ∆H reaksi = ∆Hof hasil reaksi - ∆Hof pereaksi

= ( 2 ∆Hof CO2 + 2 ∆Hof H2O ) ndash ( 1 ∆HofC2H4 + 3 ∆Hof O2)= ( 2 -3935 + 2 -2858 ) ndash ( 1 525 + 3 0 )= -787 ndash 5716 + 525= - 13061 kJmol

c Mr C2H4 = (2x12) + (4x1) = 28Mol C2H4 = 5628 = 2 mol∆H pembakaran 2 mol C2H4 = 2 mol x ( -13061 kJmol )

= -26122 kJ

Jadi pada pembakaran 56 gram gas C2H4 dibebaskan kalor sebesar = 26122 Kj

4 Penentuan ∆H Reaksi Dari Energi Ikatan

Reaksi kimia antarmolekul dapat dianggap berlangsung dalam 2 tahap yaitu

I Pemutusan ikatan pada pereaksi

II Pembentukan ikatan pada produk

Misalnya pada reaksi antara gas klorin dengan gas hidrogen membentuk gas hidrogen klorida dapat digambarkan sebagai berikut

Sesuai dengan hukum Hess ∆H reaksi total adalah ∆H tahap-I + ∆H tahap-II

∆H tahap-I = sum Energi ikatan pada pereaksi (yang putus)

∆H tahap-II = -sum Energi ikatan pada produk (yang terbentuk)

∆H reaksi = sum Energi ikatan pereaksi yang putus - sum Energi ikatan produk yang terbentuk

∆H reaksi = sum Eruas kiri - sum Eruas kanan

TABEL ENERGI IKATAN

Ikatan E (kJmol) Ikatan E (kJmol)H-H 436 O=O 498H-C 415 CequivN 891H-N 390 F-F 160C-C 345 Cl-Cl 243CequivC 837 H-Cl 432C-O 350 C=C 611C=O 741 I-I 150C-Cl 330 N=N 418O-H 450 C-F 485

Penyelesaian H ndash C ndash O-H +1 frac12 O=O rarr O=C=O +2H-O-H∆H reaksi = sumEpemutusan -sumEpembentukan

= (3Ec-H)+( 1EO-H) +(1EC-O)+ (1 frac12 EO=O) ndash (2EC=O) + (4EO-H)

= (3415)+(1460)+(1350)+1 frac12498) ndash(2741)+(4460)

= 2802-3322

= -520 kJmol

IX Energi Ikatan

Energi ikatan didefinisikan sebagai panas reaksi yang dihubungkan dengan pemecahan ikatan kimia dari molekul gas menjadi bagian-bagian gas Terkadang disebut juga entalpi ikatan nama yang sesungguhnya lebih tepat

Energi disosiasi ikatan (BE) dapat digunakan untuk menghitung panas reaksi yang dihubungkan dengan

ΔH0= - sum ni BEi + sum njBEj

dimana BE adalah energi ikatan per mol ikatan nj dan ni adalah jumlah mol ikatan yang pecah atau terbentuk dalam hal reaktan dan produk

Dalam hal yang sama data panas reaksi dapat juga digunakan untuk menghitung energi disosiasi ikatan dari setiap ikatan tertentu asal saja data lain dalam persamaan diketahui Satu hal yang harus diingat bahwa lingkungan sekeliling atom sangat mempengaruhi energy ikatan dari ikatan tertentu oleh karena itu harga yang diperoleh dari persamaan adalah harga rata-rata atau harga kira-kira

Walaupun energi ikatan adalah untuk molekul dalam fase gas tetapi harga kira-kira panas reaksi dapat dihitung dari fase terkondensasi dapat dikoreksi jika panas penguapan panas sublimasi dan lain-lain dapat diikutsertakan

Suatu reaksi yang DHndashnya ditentukan dengan menggunakan energi ikatan maka atom-atom yang terlibat dalam reaksi harus berwujud gas

Berdasarkan jenis dan letak atom terhadap atom-atom lain dalam molekulnya dikenal 3 jenis energi ikatan yaitu

a Energi Atomisasi

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan semua ikatan 1 mol molekul menjadi atom-atom bebas dalam keadaan gas

Energi atomisasi = jumlah seluruh ikatan atom-atom dalam 1 mol senyawa

b Energi Disosiasi Ikatan

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan salah 1 ikatan yang terdapat pada suatu molekul atau senyawa dalam keadaan gas

c Energi Ikatan Rata-Rata

Adalah energi rerata yang diperlukan untuk memutuskan ikatan atom-atom pada suatu senyawa ( notasinya = D ) Energi ikatan suatu molekul yang berwujud gas dapat ditentukan dari data entalpi pembentukan standar (DHf ) dan energi ikat unsur-unsurnya Prosesnya melalui 2 tahap yaitu

o Penguraian senyawa menjadi unsur-unsurnya

o Pengubahan unsur menjadi atom gas

Reaksi kimia pada dasarnya terdiri dari 2 proses

o Pemutusan ikatan pada pereaksi

o Pembentukan ikatan pada produk reaksi

Pada proses pemutusan ikatan = memerlukan energi

Pada proses pembentukan ikatan = membebaskan energi

1 Jenis-Jenis Kalor

Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan Energi kinetik ditimbulkan karena atomndashatom dan molekul-molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Sedangkan kalor adalah bentuk energi yang berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah Jika suatu benda menerima melepaskan kalor maka suhu benda itu akan naikturun atau wujud benda berubah

2 Kalor Pembentukan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembentukan 1 mol senyawa dariunsur-unsurnya pada suhu dan tekanan standar ( 25 oC 1 atm ) Entalpinya bisadilepaskan maupun diserap Satuannya adalah kJ mol Bentuk standar dari suatu unsur adalah bentuk yang paling stabil dari unsur itu pada keadaan standar ( 298 K 1 atm ) Jika perubahan entalpi pembentukan tidak diukur pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHf

Catatan

o DHf unsur bebas = nol

o Dalam entalpi pembentukan jumlah zat yang dihasilkan adalah 1 mol

o Dibentuk dari unsur-unsurnya dalam bentuk standar

3 Kalor Penguraian Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHd Satuannya = kJ mol Perubahan entalpi penguraian standar merupakan kebalikan dari perubahan entalpi pembentukan standar maka nilainya pun akan berlawanan tanda

Menurut Marquis de Laplace ldquo jumlah kalor yang dilepaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsur penyusunnya = jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsur penyusunnya ldquo Pernyataan ini disebut Hukum Laplace

4 Kalor Pembakaran Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembakaran 1 mol suatu zat secara sempurna pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHc Satuannya = kJ mol

5 Kalor Netralisasi Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHn Satuannya = kJ mol

6 Kalor Penguapan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran

tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHvap Satuannya = kJ mol

7 Kalor Peleburan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pencairan peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHfus Satuannya = kJ mol

8 Kalor Sublimasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsub Satuannya = kJ mol

9 Pelarutan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi ketika 1 mol zat melarut dalam suatu pelarut ( umumnya air ) pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsol Satuannya = kJ mol

BAB III

PENUTUP

I Kesimpulan

Singkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup termodinamika I kalor reaksi kerja entalpi kalorimeter hukum Hess penentuan DH reaksi energi ikatan dan jenis-jenis kalor merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Berdasarkan pembahasan yang tinjauan pustaka yang kami susun dalam makalah ini maka kami dapat menyimpulkan sebagai berikut

1 Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan

2 Berdasarkan perubahan entalpinya reaksi kimia dibedakan menjadi dua yaitu

a Reaksi Eksoterm dan

b Reaksi Endoterm

3 Sistem merupakan Pusat fokus perhatian yang diamati dalam suatu percobaanLingkungan merupakan hal-hal diluar sistem yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan Sistem dibedakan menjadi 3 macam

2 Sistem Terbuka

3 Sistem Tertutup

3 Sistem terisolasi

4 Dalam persamaan termokimia nilai DH yang dituliskan di persamaan termokimia disesuaikan dengan stoikiometri reaksinya artinya = jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi kimia = koefisien reaksinya ( fase reaktan maupun produk reaksinya harus dituliskan)

5 Ada beberapa jenis dalam menentukan Harga Perubahan Entalpi ∆H yaitu

a Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

b Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

c Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris

BAB IPENDAHULUAN

A Latar Belakang Masalah

Termokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energi panas dan energi kimia Sedangkan energi kimia didefinisikan sebagai energi yang dikandung setiap unsur atau senyawa Energi kimia yang terkandung dalam suatu zat adalah semacam energi potensial zat tersebut Energi potensial kimia yang terkandung dalam suatu zat disebut panas dalam atau entalpi dan dinyatakan dengan simbol H Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi Perubahan entalpi reaksi diberi simbol HΔ

Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika disebut termokimia Secara operasional termokimia berkaitan dengan pengukuran dan pernafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia perubahan keadaan dan pembentukan larutan

Termokimia merupakan pengetahuan dasar yang perlu diberikan atau yang dapat diperoleh dari reaksi-reaksi kimia tetapi juga perlu sebagai pengetahuan dasar untuk pengkajian teori ikatan kimia dan struktur kimia Fokus bahasan dalam termokimia adalah tentang jumlah kalor yang dapat dihasilkan oleh sejumlah tertentu pereaksi serta cara pengukuran kalor reaksi

Termokimia merupakan penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi kimia

Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan

Dengan kajian-kajian yang dilakukan mengenai pengaplikasian termokimia dalam kehidupan sehari-hari Dan untuk menguraikan permasalahan tersebut lebih detail lagi penulis mencoba membuat makalah yang isinya membahas tentang ldquoAplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-harirdquo

B Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dibiatkannya makalah ini adalah sebagai berikut

1) Dapat menjelaskan manfaat termokimia2) Mengetahui proses termokimia dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari3) Memahami materi-materi yang terkait dengan termokimia4) Memahami tentang termokimia lebih mendalam

C Manfaat Penulisan

Penulisan makalah ini memiliki manfaat sebagai berikut

1) Manfaat UmumMakalah hasil pengkajian penulis ini dapat menunjang materi pembelajaran

dan dapat dijadikan bahan baku referensi pembelajaran2) Manfaat Khusus

Penulis dapat menambah wawasan dan pengetahuan penulis serta dapat melatih penulis untuk memiliki rasa ingin tahu yang tinggi dan lebih telaten dalam mencari dan mengumpulkan sumber dan informasi selama melakukan pengkajian

3) Manfaat untuk penulis yang akan datingMakalah hasil pengkajian sebelumnya dapat dijadikan bahan referensi

sumber untuk pembuatan makalah selanjutnya dan dapat memberi gambaran dalam pengkajian yang akan dilakukannya

BAB IIISI

A Manfaat Termokimia

Manfaat positif dari termokimia yaitu

a) Dapat mempelajari suatu bentuk energi yang dibutuhkan oleh manusia untuk bergerak dalam bentuk energi kinetik dan tambahan-tambahan dalam melakukan proses fotosintesis yang membutuhkan eergi dari sinar matahari

b) Dapat mempelajari suatu sistem atau bagian alam semasta yang menjadi objek penelitian serta lingkungan atau bagian alam semesta yang berinteraksi dengan satu sistem

B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari1 Gas Elpiji

Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara

C4H10 + Udara ndashgt CO2 + H20 + N2Untuk mempermudah udara sepenuhnya bergantung dari oksigenC4H10 + (132)O2 ndashgt 4CO2 + 5H2O

Untuk reaksi sempurna dengan udaraC4H10 + (O2 + 376 N2) ndashgt CO2 + H20 + 376N2PenyetaraanC4H10 + 132(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)376N2

Reaksi juga bisa melibatkan bentuk tidak sempurna misal memerlukan 200 udaraC4H10 + 13(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)O2 + (132)376N2

Pembakaran ini pun bisa melibatkan beberapa fraksi karena elpiji biasanya tidak murni hanya bahan bakar butana

2 ThermometerTermometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur suhuCara kerja thermometerKetika temperature naik cairan dibola tabung mengembang lebih banyak daripada gelas yang menutupinya Hasilnya benang cairan yang tipis dipaksa ke atas secara kapiler Sebaliknya ketika temperature turun cairan mengerut dan cairan yang tipis ditabung bergerak kembali turun Gerakan ujung cairan tipis yang dinamakan meniscus dibaca terhadap skala yang menunjukkan temperatureZat untuk thermometer haruslah zat cair dengan sifat termometrik artinya mengalami perubahan fisis pada saat dipanaskan atau didinginkan misalnya raksa dan alkohol Zat cai tersebut memiliki dua titik tetap (fixed points) yaitu titik tertinggi dan titik terendah Misalnya titik didih air dan titik lebur es untuk suhu yang tidak terlalu tinggi Setelah itu pembagian dilakukan diantara kedua titik tetap menjadi bagian-bagian yang sama besar misalnya thermometer skala celcius dengan 100 bagian yang setiap bagiannya sebesar 1C

3 Pembakaran Batu BaraBatubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi

CaCO3(s) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + CO2(g)

Ca(OH)2(aq) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + H2O( 1048641)Namun biaya operasional desulfurisasi dan pembuangan deposit padatan kembali menjadi masalah baru Untuk meningkatkan nilai dari batubara dan menghilangkan pencemar SO2 dilakukan rekayasa batubara seperti gasifikasi dan reaksi karbon-uap Pada gasifikasi molekul-molekul besar dalam batubara dipecah melalui pemanasan pada suhu tinggi (600degC ndash 800degC) sehingga dihasilkan bahan bakar berupa gas Reaksinya adalah sebagai berikutBatubara(s) batubara cair (mudah menguap) CH4(g) + C(s)Arang yang terbentuk direaksikan dengan uap air menghasilkan campuran gas CO dan H2 yang disebut gas sintetik ReaksinyaC(s) + H2O() CO(g) + H2(g) ΔH = 175 kJ molndash1Untuk meningkatkan nilai gas sintetik gas CO diubah menjadi bahan bakar lain Misalnya gas CO direaksikan dengan uap air menjadi CO2 dan H2 ReaksinyaCO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH = ndash41 kJ molndash1Gas CO2 yang dihasilkan selanjutnya dipisahkan Campuran gas COdan H2 yang telah diperkaya akan bereaksi membentuk metana dan uapair Reaksinya

CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1

Setelah H2O diuapkan akan diperoleh CH4 yang disebut gas alam sintetik Dengan demikian batubara dapat diubah menjadi metana melalui proses pemisahan batubara cair

C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Berdasarkan perpindahan energinya atau perubahan entalpinya ada dua jenis reaksi

1) Reaksi eksoterm yaitu reaksi yang membebaskan kalor kalor mengalir dari sistem ke lingkungan (terjadi penurunan entalpi) entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Pada reaksi eksoterm umumnya suhu sistem menjadi naik adanya kenaikan suhu inilah yang menyebabkan sistem melepas kalor ke lingkunganReaksi eksoterm DH = HP - HR lt 0 atau DH = (-)

2) Reaksi Endoterm yaitu reaksi yang memerlukan kalor kalor mengalir dari lingkungan ke sistem (terjadi kenaikan entalpi) entalpi produk lebih besar daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda positif Pada reaksi endoterm umumnya suhu sistem terjadi penurunan adanya penurunan suhu inilah yang menyebabkan sistem menyerap kalor dari lingkungan

Reaksi endoterm DH = HP - HR gt 0 atau DH = (+)

D Hukum Dalam Termokimia

Dalam mempelajari reaksi kimia dan energi kita perlu memahami hukum-hukum yang mendasari tentang perubahan dan energi

a Hukum kekekalan energyDalam perubahan kimia atau fisika energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentu lainnya Hukum ini merupakan hukum termodinamika pertama dan menjadi dasar pengembangan hukum tentang energi selanjutnya seperti konversi energi

b Hukum LaplaceHukum ini diajukan oleh Marquis de Laplace dan dia menyatakan bahwa jumlah kalor yang dilepaskan dalam pembentukan sebuah senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menguraikan senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnyaPanjabaran dari hukum ini untuk entalphi reaksi H dan kalor reaksiΔC + O2 rarr CO2 H = -94 KkalΔCO2 rarr C + O2 H = +94 KkalΔSedangkan untuk kalor reaksiC + O2 rarr CO2 -94 KkalCO2 rarr C + O2 +94 KkalUntuk reaksi pertama unsur C bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan karbondioksida dan kalor sebesar 94 Kkal Sedangkan reaksi kedua karbondioksida terurai menjadi unsur C dan gas oksigen dengan membutuhkan kalor sebesar 94 KkalDari sisi tanda tampak jelas perbedaan antara entalphi reaksi dengan kalor reaksi jika entalphi bernilai positif maka kalor reaksi bernilai negatif demikian pula sebaliknya jika entalphi negatif maka kalor reaksi positif

c Hukum HessHukum ini diajukan oleh Germain Hess dia menyatakan bahwa entalphi reaksi ( H)Δ hanya tergantung pada keadaan awal reaksi dan hasil reaksi dan tidak bergantung pada jalannya reaksi

Jika suatu reaksi merupakan penjumlahan aljabar dari dua atau lebih reaksi maka perubahan entalphi ( H) atau kalor reaksinya juga merupakan penjumlahanΔ aljabar dari ( H) yang menyertai reaksi Untuk lebih mudah memahaminya kitaΔ perhatikan Bagan 1017

Berdasarkan persamaan reaksi gas karbon dioksida dapat terbentuk melalui dua tahap yang pertama pembentukan karbonmonoksida dari unsur-unsurnya dan dilanjutkan dengan oksidasi dari karbonmonoksida menjadi karbondioksida

Penjumlahan aljabar HΔ reaksi dari setiap tahap reaksi juga dilakukan sesuai dengan tahap reaksi maka HΔ reaksi dari pembentukan gas Karbon dioksida juga dapat dilakukanBerdasarkan berbagai jenis reaksi maka kita juga dapat mengembangkan jenis kalor reaksi atau H yang disesuaikan dengan jenis reaksinya ada empat jenis kalor reaksiΔ yaitu kalor reaksi pembentukan penguraian pembakaran dan pelarutan Keempat klasifikasi tersebut disederhanakan dalam bagan pada Bagan 1018

E Energi IkatanPada dasarnya reaksi kimia terdiri dari dua proses yaitu pemutusan ikatan

antar atom-atom dari senyawa yang bereaksi (proses yang memerlukan energi) dan penggabungan ikatan kembali dari atom-atom yang terlibat reaksi sehingga membentuk susunan baru (proses yang membebaskan energi)

Perubahan entalpi reaksi dapat dihitung dengan menggunakan data energi ikatan Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan oleh satu molekul gas menjadi atom-atom dalam keadaan gas Harga energi ikatan selalu positif dengan satuan kJ atau kkal serta diukur pada kondisi zat-zat berwujud gas

Entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga energi ikatan rata-rata sering berbeda dari entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga entalpi pembentukan standar Perbedaan ini terjadi karena energi ikatan yang terdapat dalam suatu tabel adalah energi ikatan rata-rata Energi ikatan C ndash H dalam contoh di atas bukan ikatan C ndash H dalam CH4 melainkan energi ikatan rata-rata C ndash H CH4(g) CH3(g) + H(g) H = +424 kJmolCH3(g) CH2(g) + H(g) H = +480 kJmolCH2(g) CH(g) + H(g) H = +425 kJmolCH(g) C(g) + H(g) H = +335 kJmolJadi energi ikatan rata-rata dari ikatan C ndash H adalah 416 kJmol Sedangkan energiikatan C ndash H yang dipakai di atas adalah +413 kJmol

Bahan Bakar dan Perubahan Entalpi Reaksi pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen Biasanya reaksi semacam ini digunakan untuk menghasilkan energi Bahan bakar adalah merupakan suatu senyawa yang bila dilakukan pembakaran terhadapnya dihasilkan kalor yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan

Jenis bahan bakar yang banyak kita kenal adalah bahan bakar fosil Bahan bakar fosil berasal dari pelapukan sisa organisme baik tumbuhan maupun hewan yang memerlukan waktu ribuan sampai jutaan tahun contohnya minyak bumi dan batu bara

Namun selain bahan bakar fosil dewasa ini telah dikembangkan pula bahan bakar jenis lain misalnya alkohol dan hidrogen Hidrogen cair dengan oksigen cair bersama-sama telah digunakan pada pesawat ulang-alik sebagai bahan bakar roket

pendorongnya Pembakaran hidrogen tidak memberi dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air

Matahari adalah umber energi terbesar di bumi tetapi penggunaan energi surya belum komersial Dewasa ini penggunaan energi surya yang komersial adalah untuk pemanas air rumah tangga (solar water heater) Nilai kalor dari bahan bakar umumnya dinyatakan dalam satuan kJgram yang menyatakan berapa kJ kalor yang dapat dihasilkan dari pembakaran 1 gram bahan bakar tersebut Contoh nilai kalor bahan bakar bensin adalah 48 kJg artinya setiap pembakaran sempurna 1 gram bensin akan dihasilkan kalor sebesar 48 kJ Pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan atau dalam industri umumnya tidak terbakar sempurna Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon (bahan bakar fosil) membentuk karbon dioksida dan uap air

Sedangkan pembakaran tidak sempurnanya menghasilkan karbon monoksida dan uap air Pembakaran tak sempurna mengurangi efisiensi bahan bakar kalor yang dihasilkan akan lebih sedikit dibandingkan apabila zat itu terbakar sempurna Kerugian lainnya adalah dihasilkannya gas karbon monoksida (CO) yang bersifat racun

BAB IIIPENUTUP

A KesimpulanSingkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar

yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup Reaksi endoterm Hukum dalam termokimia Energi ikatan dan arah proses merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Didalam termokimia ada istilah sistem dan lingkungan Sistem yang dimaksud adalah bagian dari alam yang dipelajari atau yang manjadi pokok perhatian dalam termokimia yang dipelajari yaitu perubahan energinya Sedangkan lingkungan yang dimaksud adalah segala sesuatu di luar sistem dengan apa sistem melakukan dan mengadakan pertukaran energi Energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha Energi hanya dapat diubah bentuknya dari bentuk yang satu dengan yang lainnya Misalnya pada pembangkit tenaga uap perubahan energi dimulai dari energi panas yang terbentuk di

boiler berubah menjadi energi mekanik pada turbin dan energi mekanik diubah menjadi energi listrik pada generator

TUGAS PENDAHULUAN (TERMOKIMIA)

1 Apa yang dimaksud dengan kalor kalorimeter dan kalorimetri 2 Sebutkan dan Jelaskan fungsi setiap alat dan bahan dalam percobaan termokimia 3 Gambarkan rangkaian alat kalorimeter smenarik mungkin dan berikan keterangan 4 Tuliskan hukum termodinamika dan jelaskan hubungannya antara rekasi eksoterm dan reaksi

endoterm 5 Perhitungkan secara teoritis (data setiap parameter yang anda cari direferensi) kalor reaksi

penetralan HCl dan NaOH 6

Nb Margin 4 3 3 3Sampul Pink Tulis TanganSiapkan MSDS dan Bagan Kerja (Print)

• Termokimia
• BAB I PENDAHULUAN
• • A Latar Belakang Masalah
  • Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan
  • B Tujuan Penulisan
  • C Manfaat Penulisan
  • • BAB II ISI
    • • A Manfaat Termokimia
      • • B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari
        • 1 Gas Elpiji
        • Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara
        • 3 Pembakaran Batu Bara
        • Batubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi
        • CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1
        • C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

besar dengan selisih antara entalpi hasil reaksi dam jumlah entalpi pereaksi

Pada reaksi endoterm entalpi sesudah reaksi menjadi lebih besar sehingga ΔH positif Sedangkan pada reaksi eksoterm entalpi sesudah reaksi menjadi lebih kecil sehingga ΔH negatif Perubahan entalpi pada suatu reaksi disebut kalor reaksi Kalor reaksi untuk reaksi-reaksi yang khas disebut dengan nama yang khas pula misalnya kalor pembentukankalor penguraian kalor pembakaran kalor pelarutan dan sebagainya

1 Entalpi Pembentukan Standar (ΔHf)

Entalpi pembentukan standar suatu senyawa menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk proses pembentukan 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya yang stabil pada keadaan standar (STP) Entalpi pembentukan standar diberi simbol (ΔH

f) simbol f berasal dari kata formation yang berarti pembentukan Contoh unsur-unsur yang stabil pada keadaan standar yaitu H2O2CN2AgCl2Br2SNaCa dan Hg

2 Entalpi Penguraian Standar (ΔHd)

Entalpi penguraian standar suatu senyawa menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk proses penguraian 1 mol senyawa dari unsure-unsurnya yang stabil pada keadaan standar (STP) Entalpi penguraian standar diberi simbol (ΔH

d) simbol d berasal dari kata decomposition yang berarti penguraian

Menurut Hukum Laplace jumlah kalor yang dibebaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnya Jadi entalpi penguraian merupakan kebalikan dari entalpi pembentukan senyawa yang sama Dengan demikian jumlah kalornya sama tetapi tandanya berlawanan karena reaksinya berlawanan arah

3 Entalpi Pembakaran Standar (ΔHc)

Entalpi pembakaran standar suatu senyawa menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk proses pembakaran 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya yang stabil pada keadaan standar (STP) Entalpi penguraian standar diberi simbol (ΔH

c) simbol d berasal dari kata combustion yang berarti pembakaranPembakaran selalu membebaskan kalor sehingga nilai entalpipembakaran selallu negatif (eksoterm)

4 Entalpi Pelarutan Standar (ΔHs)

Entalpi pelarutan standar menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk melarutkan 1 mol zat pada keadaan standar (STP) Entalpi penguraian standar diberi simbol (ΔH

s) simbol s berasal dari kata solvation yang berarti pelarutan

5 Entalpi Netralisasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHn Satuannya = kJ mol

6 Entalpi Penguapan Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHvap Satuannya = kJ mol

7 Entalpi Peleburan Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada pencairan peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHfus Satuannya = kJ mol

8 Entalpi Sublimasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsub Satuannya = kJ mol

VI Kalorimeter

Kalorimetri yaitu cara penentuan kalor reaksi dengan menggunakan kalorimeterPerubahan entalpi adalah perubahan kalor yang diukur pada tekanan konstan untuk menentukan perubahan entalpi dilakukan dengan cara yang sama dengan penentuan perubahan kalor yang dilakukan pada

tekanan konstan Perubahan kalor pada suatu reaksi dapat diukur melalui pengukuran perubahan suhu yang terjadi pada reaksi tersebut Pengukuran perubahan kalor dapat dilakukan dengan alat yang disebutkalorimeter

Kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi ( tidak ada perpindahan materi maupun energi dengan lingkungan di luar kalorimeter ) Kalorimeter terbagi menjadi dua yaitu kalorimeter bom dan kalorimeter sederhana Jika dua buah zat atau lebih dicampur menjadi satu maka zat yang suhunya tinggi akan melepaskan kalor sedangkan zat yang suhunya rendah akan menerima kalor sampai tercapai kesetimbangan termal

Menurut azas Black Kalor yang dilepas = kalor yang diterimaRumus yang digunakan adalah

dengan q = jumlah kalor ( J )m = massa zat ( g )DT = perubahan suhu ( oC atau K )c = kalor jenis ( J goC ) atau ( J g K )C = kapasitas kalor ( J oC ) atau ( J K )

Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka kalor reaksi = kalor yang diserap dibebaskan oleh larutan dan kalorimeter

tetapi tandanya berbeda

Beberapa jenis kalorimeter

1 Kalorimeter bom

Kalorimeter bom adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor (nilai kalori) yang dibebaskan pada pembakaran sempurna (dalam O2 berlebih) suatu senyawa bahan makanan bahan bakar atau khusus digunakan untuk menentukan kalor dari reaksi-reaksi pembakaran Kalorimeter ini terdiri dari sebuah bom (tempat berlangsungnya reaksi pembakaran terbuat dari bahan stainless steel dan diisi dengan gas oksigen pada tekanan tinggi ) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah yang kedap panas Sejumlah sampel ditempatkan pada tabung beroksigen yang tercelup dalam medium penyerap kalor (kalorimeter) dan sampel akan terbakar oleh api listrikdari kawat logam terpasang dalam tabung Reaksi pembakaran yang terjadi di dalam bom akan menghasilkan

kalor dan diserap oleh air dan bom Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka

Jumlah kalor yang diserap oleh air dapat dihitung dengan rumus

qair = m x c x DT

dengan

m = massa air dalam kalorimeter ( g )

c = kalor jenis air dalam kalorimeter (J goC ) atau ( J g K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Jumlah kalor yang diserap oleh bom dapat dihitung dengan rumus

qbom = Cbom x DT

dengan

Cbom = kapasitas kalor bom ( J oC ) atau ( J K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Reaksi yang berlangsung pada kalorimeter bom berlangsung pada volume tetap (DV = nol ) Oleh karena itu perubahan kalor yang terjadi di dalam sistem = perubahan energi dalamnya

DE = q + w dimana w = - P DV ( jika DV = nol maka w = nol )

maka DE = qv

Kalorimeter makanan adalah alat untuk menentukan nilai kalor zat makanankarbohidrat protein atau lemak Alat ini terdiri dari sebuah tabung kaca yang tingginya kurang lebih 19 cm dan garis menengahnya kurang lebih 75 cm Bagian dasarnya melengkung ke atas membentuk sebuah penyungkup Penyungkup ini disumbat dengan sebuah sumbat karet yang yang berlubang di bagian tengah Bagian atas tabung kaca ini ditutup dengan lempeng ebonit yang bundar Di dalam tabung kaca itu terdapat sebuah pengaduk yang tangkainya menembus tutup ebonit juga terdapat sebuah pipa spiraldari tembaga Ujung bawah pipa spiral itu

menembus lubang sumbat karet pada penyungkup dan ujung atasnya menembus tutup ebonit bagian tengah Pada tutup ebonit itu masih terdapat lagi sebuah lubang tempat untuk memasukkan sebuah termometer ke dalam tabung kaca Tabung kaca itu diletakkan di atas sebuah kepingasbes dan ditahan oleh 3 buah keping Keping itu berbentuk bujur sangkar yang sisinya kurang lebih 95 cm Di bawah keping asbes itu terdapat kabel listrik yang akan dihubungkan dengan sumber listrik bila digunakan Di atas keping asbes itu terdapat sebuah cawan aluminium Di atas cawan itu tergantung sebuah kawat nikelin yang berhubungan dengan kabel listrik di bawah keping asbes Kawat nikelin itulah yang akan menyalakan makanan dalam cawan bila berpijar oleh arus listrik Dekat cawan terdapat pipa logam untuk mengalirkan oksigen

2 Kalorimeter Sederhana

Pengukuran kalor reaksi selain kalor reaksi pembakaran dapat dilakukan dengan menggunakan kalorimeter pada tekanan tetap yaitu dengan kalorimeter sederhana yang dibuat dari gelas stirofoam Kalorimeter ini biasanya dipakai untuk mengukur kalor reaksi yang reaksinya berlangsung dalam fase larutan ( misalnya reaksi netralisasi asam ndash basa netralisasi pelarutan dan pengendapan )

Pada kalorimeter ini kalor reaksi = jumlah kalor yang diserap dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan

qreaksi = - (qlarutan + qkalorimeter )

qkalorimeter = Ckalorimeter x DT

dengan

Ckalorimeter = kapasitas kalor kalorimeter ( J oC ) atau ( J K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Jika harga kapasitas kalor kalorimeter sangat kecil maka dapat diabaikan sehingga perubahan kalor dapat dianggap hanya berakibat pada kenaikan suhu larutan dalam kalorimeter

qreaksi = - qlarutan qlarutan = m x c x DT

dengan m = massa larutan dalam kalorimeter ( g )c = kalor jenis larutan dalam kalorimeter (J goC ) atau ( J g K )DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Pada kalorimeter ini reaksi berlangsung pada tekanan tetap (DP = nol ) sehingga perubahan kalor yang terjadi dalam sistem = perubahan entalpinya

DH = qp

Kalorimeter larutan adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kaloryang terlibat pada reaksi kimia dalam sistem larutan Pada dasarnya kalor yang dibebaskandiserap menyebabkan perubahan suhu pada kalorimeter Berdasarkan perubahan suhu per kuantitas pereaksi kemudian dihitung kalor reaksi dari reaksi sistem larutan tersebut Kini kalorimeter larutan dengan ketelitian cukup tinggi dapat diperoleh dipasaran

Dalam menentukan entalpi berlaku persamaanQreaksi = - (Qlarutan + Q kalorimeter )Q reaksi = - (mc∆T + c∆T)Jika kapasitas kalori dalam kalorimeter diabaikan makaQreaksi = - (mc∆T)Keterangan m = massa zat (kg) c = kalor jenis (Jkg⁰C)∆t = perubahan suhu (Celcius)

Sementara itu persamaan reaksi yang mengikutsertakan perubahan entalpinya disebutpersamaan termokimia

H2 (g) + 12 O2 (g) mdashmdashgt H2O (l) ΔH = -286 kJ

Pada reaksi endoterm sistem menyerap energi Oleh karena itu entalpi sistem akan bertambah Artinya entalpi produk (Hp) lebih besar daripada entalpi pereaksi (Hr) Akibatnya perubahan entalpi merupakan selisih antara entalpi produk dengan entalpi pereaksi (Hp -Hr) bertanda positif Sehingga perubahan entalpi untuk reaksi endoterm dapat dinyatakan

ΔH = Hp- Hr gt 0

Reaksi eksoterm sistem membebaskan energi sehingga entalpi sistem akan berkurang artinya entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Sehingga p dapat dinyatakan sebagai berikut

ΔH = Hp- Hr lt 0

VII Hukum Hess

Pengukuran perubahan entalpi suatu reaksi kadangkala tidak dapat ditentukan langsung dengan kalorimeter misalnya penentuan perubahan entalpi pembentukan standar (DHf o )CO Reaksi pembakaran karbon tidak mungkin hanya menghasilkan gas CO saja tanpa disertai terbentuknya gas CO2 Jadi bila dilakukan pengukuran perubahan entalpi dari reaksi tersebut yang terukur tidak hanya reaksi pembentukan gas CO saja tetapi juga perubahan entalpi dari reaksi pembentukan gas CO2

Untuk mengatasi hal tersebut Henry Hess melakukan serangkaian percobaan dan menyimpulkan bahwa perubahan entalpi suatu reaksi merupakan fungsi keadaan

Artinya ldquo perubahan entalpi suatu reaksi hanya tergantung pada keadaan awal ( zat-zat pereaksi ) dan keadaan akhir ( zat-zat hasil reaksi ) dari suatu reaksi dan tidak tergantung pada jalannya reaksirdquo Pernyataan ini disebut Hukum Hess rumus yang dapat dipakai yaitu

ΔHreaksi = ΔH1 + ΔH2 +hellip

Menurut hukum Hess karena entalpi adalah fungsi keadaan perubahan entalpi dari suatu reaksi kimia adalah sama walaupun langkah-langkah yang digunakan untuk memperoleh produk berbeda Dengan kata lain hanya keadaan awal dan akhir yang berpengaruh terhadap perubahan entalpi bukan langkah-langkah yang dilakukan untuk mencapainya

Hal ini menyebabkan perubahan entalpi suatu reaksi dapat dihitung sekalipun tidak dapat diukur secara langsung Caranya adalah dengan melakukan operasi aritmatika pada beberapa persamaan reaksi yang perubahan entalpinya diketahui Persamaan-persamaan reaksi tersebut diatur sedemikian rupa sehingga penjumlahan semua persamaan akan menghasilkan reaksi yang kita inginkan Jika suatu persamaan reaksi

dikalikan (atau dibagi) dengan suatu angka perubahan entalpinya juga harus dikali (dibagi) Jika persamaan itu dibalik maka tanda perubahan entalpi harus dibalik pula (yaitu menjadi -ΔH) Berdasarkan Hukum Hess penentuan DH dapat dilakukan melalui 3 cara yaitu

1) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung melalui penjumlahan dari perubahan entalpi beberapa reaksi yang berhubungan

2) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung berdasarkan selisih entalpi pembentukan ( DHf o ) antara produk dan reaktan

3) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung berdasarkan data energi ikatan

Selain itu dengan menggunakan hukum Hess nilai ΔH juga dapat diketahui dengan pengurangan entalpi pembentukan produk-produk dikurangi entalpi pembentukan reaktan Secara matematis untuk reaksi-reaksi lainnya secara umum

Dengan mengetahui ΔHf (perubahan entalpi pembentukan) dari reaktan dan produknya dapat diramalkan perubahan entalpi reaksi apapun dengan rumus

ΔH=ΔHfP-ΔH fR

Perubahan entalpi suatu reaksi juga dapat diramalkan dari perubahan entalpi pembakaran reaktan dan produk dengan rumus

ΔH=-ΔHcP+ΔHcR

Konsep dari hukum Hess juga dapat diperluas untuk menghitung perubahan fungsi keadaan lainnya seperti entropi dan energi bebas Kedua aplikasi ini amat berguna karena besaran-besaran tersebut sulit atau tidak bisa diukur secara langsung sehingga perhitungan dengan hukum Hess digunakan sebagai salah satu cara menentukannya

Untuk perubahan entropi

middot ΔSo = Σ(ΔSfoproduk) - Σ(ΔSf

oreaktan)

middot ΔS = Σ(ΔSoproduk) - Σ(ΔSo

reaktan)

Untuk perubahan energi bebas

middot ΔGo = Σ(ΔGfoproduk) - Σ(ΔGf

oreaktan)

middot ΔG = Σ(ΔGoproduk) - Σ(ΔGo

reaktan)

VIII Penentuan ΔH Reaksi

Hukum Hess menyatakan bahwa perubahan entalpi tidak tergantung pada berapa banyak tahapan reaksi tetapi tergantung pada keadaan awal dan akhir Dengan kata lain untuk suatu reaksi keseluruhan tertentu perubahan entalpi selalu sama tak peduli apakah reaksi itu dilaksanakan secara langsung ataukah secara tak langsung dan lewat tahap-tahap yang berlainan

1 Penentuan ∆H Reaksi berdasarkan Eksperimen (Kalorimeter)

Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris merupakan penentuan yang didasarkan atau diukur dari perubahan suhu larutan dan kalorimeter dengan prinsip perpindahan kalor yaitu jumlah kalor yang diberikan sama dengan jumlah kalor yang diserap Kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi (tidak ada pertukaran materi maupun energi dengan lingkungan di luar kalorimeter) Dengan demikian semua kalor yang dibebaskan oleh reaksi yang terjadi dalam kalorimeter kita dapat menentukan jumlah kalor yang diserap oleh air serta perangkat kalorimeter berdasarkan rumus

qlarutan = m c ∆Tqkalorimeter = C ∆Tdimana q = jumlah kalorm = massa air (larutan) di dalam calorimeterc = kalor jenis air (larutan) di dalam calorimeterC = kapasitas kalor dari calorimeter∆T = kenaikan suhu larutan (kalorimeter)

Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka kalor reaksi sama dengan kalor yang diserap oleh larutan dan kalorimeter tetapi tandanya berbeda

Kalorimeter yang sering digunakan adalah kalorimeter bom Kalorimeter bom terdiri dari sebuah bom (wadah tempatberlangsungnya reaksi pembakaran biasanya terbuat dari berlangsungnya reaksi pembakaran biasanya terbuat dari bahan stainless steel) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah kedap panas Jadi kalor reaksi sama dengan

kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan

2 Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

Hukum Hess rdquo Kalor reaksi yang dilepas atau diserap hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhirrdquo Untuk mengubah zat A menjadi zat B (produk) diperlukan kalor reaksi sebesar ∆H Atau cara lain yaitu mengubah zat A menjadi zat B dengan kalor reaksi ∆H1 zat B diubah menjadi zat C dengan kalor reaksi ∆H2 dan zat C diubah menjadi zat D dengan kalor reaksi ∆H3 Sehingga harga perubahan entalpi adalah

∆Hreaksi = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3

Hal tersebut dapat dibuat siklus dan diagram tingkat energinya sebagaiberikut middot Siklus energi pembentukan zat D dari zat Amiddot Diagram tingkat energi pembentukan zat D dari zat A

Contoh Soal Diketahui data entalpi reaksi sebagai berikut Ca(s) + frac12 O2(g) rarr CaO(s) ∆H = - 6355 kJC(s) + O2(g) rarr CO2(g) ∆H = - 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(g) ∆H = - 12071 kJHitunglah perubahan entalpi reaksi CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s)

Penyelesaian CaO(s) rarr Ca(s) + frac12 O2(g) ∆H = + 6355 kJCO2(g) rarr C(s) + O2(g) ∆H = + 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 12071 kJ_________________________________________ _CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 1781 kJ

3 Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

Pembentukan Standar ( ∆Hof )

Cara lain perhitungan entalpi reaksi yaitu berdasarkan entalpi pembentukan standar( ∆Hof ) zat-zat yang ada pada reaksi tersebut

∆Hreaksi = sum∆Hof produk - sum∆Ho

f reaktan

TABEL ENTALPI PEMBENTUKAN BEBERAPA ZAT

Zat DHof ( kJmol ) Zat DHo

f ( kJmol )H2(g) 0 C2H4(g) + 525

O2(g) 0 CCl4(g) - 960C(s) 0 NH3(g) - 459H2O(g) - 2418 NO2(g) + 332H2O(l) - 2858 SO2(g) - 2968CO2(g) - 3935 HCl(g) - 923CO(g) -1105 NO(g) + 903

Contoh Soal Dari tabel entalpi pembentukan diatas tentukan

a ∆H reaksi pembakaran C2H4

b Tentukan jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran 56 g gas C2H4

c Reaksi pembakaran C2H4

a C2H4(g) + 3 O2(g)rarr2CO2(g) + 2H2O(l)

b ∆H reaksi = ∆Hof hasil reaksi - ∆Hof pereaksi

= ( 2 ∆Hof CO2 + 2 ∆Hof H2O ) ndash ( 1 ∆HofC2H4 + 3 ∆Hof O2)= ( 2 -3935 + 2 -2858 ) ndash ( 1 525 + 3 0 )= -787 ndash 5716 + 525= - 13061 kJmol

c Mr C2H4 = (2x12) + (4x1) = 28Mol C2H4 = 5628 = 2 mol∆H pembakaran 2 mol C2H4 = 2 mol x ( -13061 kJmol )

= -26122 kJ

Jadi pada pembakaran 56 gram gas C2H4 dibebaskan kalor sebesar = 26122 Kj

4 Penentuan ∆H Reaksi Dari Energi Ikatan

Reaksi kimia antarmolekul dapat dianggap berlangsung dalam 2 tahap yaitu

I Pemutusan ikatan pada pereaksi

II Pembentukan ikatan pada produk

Misalnya pada reaksi antara gas klorin dengan gas hidrogen membentuk gas hidrogen klorida dapat digambarkan sebagai berikut

Sesuai dengan hukum Hess ∆H reaksi total adalah ∆H tahap-I + ∆H tahap-II

∆H tahap-I = sum Energi ikatan pada pereaksi (yang putus)

∆H tahap-II = -sum Energi ikatan pada produk (yang terbentuk)

∆H reaksi = sum Energi ikatan pereaksi yang putus - sum Energi ikatan produk yang terbentuk

∆H reaksi = sum Eruas kiri - sum Eruas kanan

TABEL ENERGI IKATAN

Ikatan E (kJmol) Ikatan E (kJmol)H-H 436 O=O 498H-C 415 CequivN 891H-N 390 F-F 160C-C 345 Cl-Cl 243CequivC 837 H-Cl 432C-O 350 C=C 611C=O 741 I-I 150C-Cl 330 N=N 418O-H 450 C-F 485

Penyelesaian H ndash C ndash O-H +1 frac12 O=O rarr O=C=O +2H-O-H∆H reaksi = sumEpemutusan -sumEpembentukan

= (3Ec-H)+( 1EO-H) +(1EC-O)+ (1 frac12 EO=O) ndash (2EC=O) + (4EO-H)

= (3415)+(1460)+(1350)+1 frac12498) ndash(2741)+(4460)

= 2802-3322

= -520 kJmol

IX Energi Ikatan

Energi ikatan didefinisikan sebagai panas reaksi yang dihubungkan dengan pemecahan ikatan kimia dari molekul gas menjadi bagian-bagian gas Terkadang disebut juga entalpi ikatan nama yang sesungguhnya lebih tepat

Energi disosiasi ikatan (BE) dapat digunakan untuk menghitung panas reaksi yang dihubungkan dengan

ΔH0= - sum ni BEi + sum njBEj

dimana BE adalah energi ikatan per mol ikatan nj dan ni adalah jumlah mol ikatan yang pecah atau terbentuk dalam hal reaktan dan produk

Dalam hal yang sama data panas reaksi dapat juga digunakan untuk menghitung energi disosiasi ikatan dari setiap ikatan tertentu asal saja data lain dalam persamaan diketahui Satu hal yang harus diingat bahwa lingkungan sekeliling atom sangat mempengaruhi energy ikatan dari ikatan tertentu oleh karena itu harga yang diperoleh dari persamaan adalah harga rata-rata atau harga kira-kira

Walaupun energi ikatan adalah untuk molekul dalam fase gas tetapi harga kira-kira panas reaksi dapat dihitung dari fase terkondensasi dapat dikoreksi jika panas penguapan panas sublimasi dan lain-lain dapat diikutsertakan

Suatu reaksi yang DHndashnya ditentukan dengan menggunakan energi ikatan maka atom-atom yang terlibat dalam reaksi harus berwujud gas

Berdasarkan jenis dan letak atom terhadap atom-atom lain dalam molekulnya dikenal 3 jenis energi ikatan yaitu

a Energi Atomisasi

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan semua ikatan 1 mol molekul menjadi atom-atom bebas dalam keadaan gas

Energi atomisasi = jumlah seluruh ikatan atom-atom dalam 1 mol senyawa

b Energi Disosiasi Ikatan

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan salah 1 ikatan yang terdapat pada suatu molekul atau senyawa dalam keadaan gas

c Energi Ikatan Rata-Rata

Adalah energi rerata yang diperlukan untuk memutuskan ikatan atom-atom pada suatu senyawa ( notasinya = D ) Energi ikatan suatu molekul yang berwujud gas dapat ditentukan dari data entalpi pembentukan standar (DHf ) dan energi ikat unsur-unsurnya Prosesnya melalui 2 tahap yaitu

o Penguraian senyawa menjadi unsur-unsurnya

o Pengubahan unsur menjadi atom gas

Reaksi kimia pada dasarnya terdiri dari 2 proses

o Pemutusan ikatan pada pereaksi

o Pembentukan ikatan pada produk reaksi

Pada proses pemutusan ikatan = memerlukan energi

Pada proses pembentukan ikatan = membebaskan energi

1 Jenis-Jenis Kalor

Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan Energi kinetik ditimbulkan karena atomndashatom dan molekul-molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Sedangkan kalor adalah bentuk energi yang berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah Jika suatu benda menerima melepaskan kalor maka suhu benda itu akan naikturun atau wujud benda berubah

2 Kalor Pembentukan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembentukan 1 mol senyawa dariunsur-unsurnya pada suhu dan tekanan standar ( 25 oC 1 atm ) Entalpinya bisadilepaskan maupun diserap Satuannya adalah kJ mol Bentuk standar dari suatu unsur adalah bentuk yang paling stabil dari unsur itu pada keadaan standar ( 298 K 1 atm ) Jika perubahan entalpi pembentukan tidak diukur pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHf

Catatan

o DHf unsur bebas = nol

o Dalam entalpi pembentukan jumlah zat yang dihasilkan adalah 1 mol

o Dibentuk dari unsur-unsurnya dalam bentuk standar

3 Kalor Penguraian Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHd Satuannya = kJ mol Perubahan entalpi penguraian standar merupakan kebalikan dari perubahan entalpi pembentukan standar maka nilainya pun akan berlawanan tanda

Menurut Marquis de Laplace ldquo jumlah kalor yang dilepaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsur penyusunnya = jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsur penyusunnya ldquo Pernyataan ini disebut Hukum Laplace

4 Kalor Pembakaran Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembakaran 1 mol suatu zat secara sempurna pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHc Satuannya = kJ mol

5 Kalor Netralisasi Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHn Satuannya = kJ mol

6 Kalor Penguapan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran

tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHvap Satuannya = kJ mol

7 Kalor Peleburan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pencairan peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHfus Satuannya = kJ mol

8 Kalor Sublimasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsub Satuannya = kJ mol

9 Pelarutan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi ketika 1 mol zat melarut dalam suatu pelarut ( umumnya air ) pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsol Satuannya = kJ mol

BAB III

PENUTUP

I Kesimpulan

Singkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup termodinamika I kalor reaksi kerja entalpi kalorimeter hukum Hess penentuan DH reaksi energi ikatan dan jenis-jenis kalor merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Berdasarkan pembahasan yang tinjauan pustaka yang kami susun dalam makalah ini maka kami dapat menyimpulkan sebagai berikut

1 Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan

2 Berdasarkan perubahan entalpinya reaksi kimia dibedakan menjadi dua yaitu

a Reaksi Eksoterm dan

b Reaksi Endoterm

3 Sistem merupakan Pusat fokus perhatian yang diamati dalam suatu percobaanLingkungan merupakan hal-hal diluar sistem yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan Sistem dibedakan menjadi 3 macam

2 Sistem Terbuka

3 Sistem Tertutup

3 Sistem terisolasi

4 Dalam persamaan termokimia nilai DH yang dituliskan di persamaan termokimia disesuaikan dengan stoikiometri reaksinya artinya = jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi kimia = koefisien reaksinya ( fase reaktan maupun produk reaksinya harus dituliskan)

5 Ada beberapa jenis dalam menentukan Harga Perubahan Entalpi ∆H yaitu

a Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

b Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

c Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris

BAB IPENDAHULUAN

A Latar Belakang Masalah

Termokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energi panas dan energi kimia Sedangkan energi kimia didefinisikan sebagai energi yang dikandung setiap unsur atau senyawa Energi kimia yang terkandung dalam suatu zat adalah semacam energi potensial zat tersebut Energi potensial kimia yang terkandung dalam suatu zat disebut panas dalam atau entalpi dan dinyatakan dengan simbol H Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi Perubahan entalpi reaksi diberi simbol HΔ

Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika disebut termokimia Secara operasional termokimia berkaitan dengan pengukuran dan pernafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia perubahan keadaan dan pembentukan larutan

Termokimia merupakan pengetahuan dasar yang perlu diberikan atau yang dapat diperoleh dari reaksi-reaksi kimia tetapi juga perlu sebagai pengetahuan dasar untuk pengkajian teori ikatan kimia dan struktur kimia Fokus bahasan dalam termokimia adalah tentang jumlah kalor yang dapat dihasilkan oleh sejumlah tertentu pereaksi serta cara pengukuran kalor reaksi

Termokimia merupakan penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi kimia

Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan

Dengan kajian-kajian yang dilakukan mengenai pengaplikasian termokimia dalam kehidupan sehari-hari Dan untuk menguraikan permasalahan tersebut lebih detail lagi penulis mencoba membuat makalah yang isinya membahas tentang ldquoAplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-harirdquo

B Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dibiatkannya makalah ini adalah sebagai berikut

1) Dapat menjelaskan manfaat termokimia2) Mengetahui proses termokimia dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari3) Memahami materi-materi yang terkait dengan termokimia4) Memahami tentang termokimia lebih mendalam

C Manfaat Penulisan

Penulisan makalah ini memiliki manfaat sebagai berikut

1) Manfaat UmumMakalah hasil pengkajian penulis ini dapat menunjang materi pembelajaran

dan dapat dijadikan bahan baku referensi pembelajaran2) Manfaat Khusus

Penulis dapat menambah wawasan dan pengetahuan penulis serta dapat melatih penulis untuk memiliki rasa ingin tahu yang tinggi dan lebih telaten dalam mencari dan mengumpulkan sumber dan informasi selama melakukan pengkajian

3) Manfaat untuk penulis yang akan datingMakalah hasil pengkajian sebelumnya dapat dijadikan bahan referensi

sumber untuk pembuatan makalah selanjutnya dan dapat memberi gambaran dalam pengkajian yang akan dilakukannya

BAB IIISI

A Manfaat Termokimia

Manfaat positif dari termokimia yaitu

a) Dapat mempelajari suatu bentuk energi yang dibutuhkan oleh manusia untuk bergerak dalam bentuk energi kinetik dan tambahan-tambahan dalam melakukan proses fotosintesis yang membutuhkan eergi dari sinar matahari

b) Dapat mempelajari suatu sistem atau bagian alam semasta yang menjadi objek penelitian serta lingkungan atau bagian alam semesta yang berinteraksi dengan satu sistem

B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari1 Gas Elpiji

Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara

C4H10 + Udara ndashgt CO2 + H20 + N2Untuk mempermudah udara sepenuhnya bergantung dari oksigenC4H10 + (132)O2 ndashgt 4CO2 + 5H2O

Untuk reaksi sempurna dengan udaraC4H10 + (O2 + 376 N2) ndashgt CO2 + H20 + 376N2PenyetaraanC4H10 + 132(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)376N2

Reaksi juga bisa melibatkan bentuk tidak sempurna misal memerlukan 200 udaraC4H10 + 13(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)O2 + (132)376N2

Pembakaran ini pun bisa melibatkan beberapa fraksi karena elpiji biasanya tidak murni hanya bahan bakar butana

2 ThermometerTermometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur suhuCara kerja thermometerKetika temperature naik cairan dibola tabung mengembang lebih banyak daripada gelas yang menutupinya Hasilnya benang cairan yang tipis dipaksa ke atas secara kapiler Sebaliknya ketika temperature turun cairan mengerut dan cairan yang tipis ditabung bergerak kembali turun Gerakan ujung cairan tipis yang dinamakan meniscus dibaca terhadap skala yang menunjukkan temperatureZat untuk thermometer haruslah zat cair dengan sifat termometrik artinya mengalami perubahan fisis pada saat dipanaskan atau didinginkan misalnya raksa dan alkohol Zat cai tersebut memiliki dua titik tetap (fixed points) yaitu titik tertinggi dan titik terendah Misalnya titik didih air dan titik lebur es untuk suhu yang tidak terlalu tinggi Setelah itu pembagian dilakukan diantara kedua titik tetap menjadi bagian-bagian yang sama besar misalnya thermometer skala celcius dengan 100 bagian yang setiap bagiannya sebesar 1C

3 Pembakaran Batu BaraBatubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi

CaCO3(s) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + CO2(g)

Ca(OH)2(aq) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + H2O( 1048641)Namun biaya operasional desulfurisasi dan pembuangan deposit padatan kembali menjadi masalah baru Untuk meningkatkan nilai dari batubara dan menghilangkan pencemar SO2 dilakukan rekayasa batubara seperti gasifikasi dan reaksi karbon-uap Pada gasifikasi molekul-molekul besar dalam batubara dipecah melalui pemanasan pada suhu tinggi (600degC ndash 800degC) sehingga dihasilkan bahan bakar berupa gas Reaksinya adalah sebagai berikutBatubara(s) batubara cair (mudah menguap) CH4(g) + C(s)Arang yang terbentuk direaksikan dengan uap air menghasilkan campuran gas CO dan H2 yang disebut gas sintetik ReaksinyaC(s) + H2O() CO(g) + H2(g) ΔH = 175 kJ molndash1Untuk meningkatkan nilai gas sintetik gas CO diubah menjadi bahan bakar lain Misalnya gas CO direaksikan dengan uap air menjadi CO2 dan H2 ReaksinyaCO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH = ndash41 kJ molndash1Gas CO2 yang dihasilkan selanjutnya dipisahkan Campuran gas COdan H2 yang telah diperkaya akan bereaksi membentuk metana dan uapair Reaksinya

CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1

Setelah H2O diuapkan akan diperoleh CH4 yang disebut gas alam sintetik Dengan demikian batubara dapat diubah menjadi metana melalui proses pemisahan batubara cair

C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Berdasarkan perpindahan energinya atau perubahan entalpinya ada dua jenis reaksi

1) Reaksi eksoterm yaitu reaksi yang membebaskan kalor kalor mengalir dari sistem ke lingkungan (terjadi penurunan entalpi) entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Pada reaksi eksoterm umumnya suhu sistem menjadi naik adanya kenaikan suhu inilah yang menyebabkan sistem melepas kalor ke lingkunganReaksi eksoterm DH = HP - HR lt 0 atau DH = (-)

2) Reaksi Endoterm yaitu reaksi yang memerlukan kalor kalor mengalir dari lingkungan ke sistem (terjadi kenaikan entalpi) entalpi produk lebih besar daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda positif Pada reaksi endoterm umumnya suhu sistem terjadi penurunan adanya penurunan suhu inilah yang menyebabkan sistem menyerap kalor dari lingkungan

Reaksi endoterm DH = HP - HR gt 0 atau DH = (+)

D Hukum Dalam Termokimia

Dalam mempelajari reaksi kimia dan energi kita perlu memahami hukum-hukum yang mendasari tentang perubahan dan energi

a Hukum kekekalan energyDalam perubahan kimia atau fisika energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentu lainnya Hukum ini merupakan hukum termodinamika pertama dan menjadi dasar pengembangan hukum tentang energi selanjutnya seperti konversi energi

b Hukum LaplaceHukum ini diajukan oleh Marquis de Laplace dan dia menyatakan bahwa jumlah kalor yang dilepaskan dalam pembentukan sebuah senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menguraikan senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnyaPanjabaran dari hukum ini untuk entalphi reaksi H dan kalor reaksiΔC + O2 rarr CO2 H = -94 KkalΔCO2 rarr C + O2 H = +94 KkalΔSedangkan untuk kalor reaksiC + O2 rarr CO2 -94 KkalCO2 rarr C + O2 +94 KkalUntuk reaksi pertama unsur C bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan karbondioksida dan kalor sebesar 94 Kkal Sedangkan reaksi kedua karbondioksida terurai menjadi unsur C dan gas oksigen dengan membutuhkan kalor sebesar 94 KkalDari sisi tanda tampak jelas perbedaan antara entalphi reaksi dengan kalor reaksi jika entalphi bernilai positif maka kalor reaksi bernilai negatif demikian pula sebaliknya jika entalphi negatif maka kalor reaksi positif

c Hukum HessHukum ini diajukan oleh Germain Hess dia menyatakan bahwa entalphi reaksi ( H)Δ hanya tergantung pada keadaan awal reaksi dan hasil reaksi dan tidak bergantung pada jalannya reaksi

Jika suatu reaksi merupakan penjumlahan aljabar dari dua atau lebih reaksi maka perubahan entalphi ( H) atau kalor reaksinya juga merupakan penjumlahanΔ aljabar dari ( H) yang menyertai reaksi Untuk lebih mudah memahaminya kitaΔ perhatikan Bagan 1017

Berdasarkan persamaan reaksi gas karbon dioksida dapat terbentuk melalui dua tahap yang pertama pembentukan karbonmonoksida dari unsur-unsurnya dan dilanjutkan dengan oksidasi dari karbonmonoksida menjadi karbondioksida

Penjumlahan aljabar HΔ reaksi dari setiap tahap reaksi juga dilakukan sesuai dengan tahap reaksi maka HΔ reaksi dari pembentukan gas Karbon dioksida juga dapat dilakukanBerdasarkan berbagai jenis reaksi maka kita juga dapat mengembangkan jenis kalor reaksi atau H yang disesuaikan dengan jenis reaksinya ada empat jenis kalor reaksiΔ yaitu kalor reaksi pembentukan penguraian pembakaran dan pelarutan Keempat klasifikasi tersebut disederhanakan dalam bagan pada Bagan 1018

E Energi IkatanPada dasarnya reaksi kimia terdiri dari dua proses yaitu pemutusan ikatan

antar atom-atom dari senyawa yang bereaksi (proses yang memerlukan energi) dan penggabungan ikatan kembali dari atom-atom yang terlibat reaksi sehingga membentuk susunan baru (proses yang membebaskan energi)

Perubahan entalpi reaksi dapat dihitung dengan menggunakan data energi ikatan Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan oleh satu molekul gas menjadi atom-atom dalam keadaan gas Harga energi ikatan selalu positif dengan satuan kJ atau kkal serta diukur pada kondisi zat-zat berwujud gas

Entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga energi ikatan rata-rata sering berbeda dari entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga entalpi pembentukan standar Perbedaan ini terjadi karena energi ikatan yang terdapat dalam suatu tabel adalah energi ikatan rata-rata Energi ikatan C ndash H dalam contoh di atas bukan ikatan C ndash H dalam CH4 melainkan energi ikatan rata-rata C ndash H CH4(g) CH3(g) + H(g) H = +424 kJmolCH3(g) CH2(g) + H(g) H = +480 kJmolCH2(g) CH(g) + H(g) H = +425 kJmolCH(g) C(g) + H(g) H = +335 kJmolJadi energi ikatan rata-rata dari ikatan C ndash H adalah 416 kJmol Sedangkan energiikatan C ndash H yang dipakai di atas adalah +413 kJmol

Bahan Bakar dan Perubahan Entalpi Reaksi pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen Biasanya reaksi semacam ini digunakan untuk menghasilkan energi Bahan bakar adalah merupakan suatu senyawa yang bila dilakukan pembakaran terhadapnya dihasilkan kalor yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan

Jenis bahan bakar yang banyak kita kenal adalah bahan bakar fosil Bahan bakar fosil berasal dari pelapukan sisa organisme baik tumbuhan maupun hewan yang memerlukan waktu ribuan sampai jutaan tahun contohnya minyak bumi dan batu bara

Namun selain bahan bakar fosil dewasa ini telah dikembangkan pula bahan bakar jenis lain misalnya alkohol dan hidrogen Hidrogen cair dengan oksigen cair bersama-sama telah digunakan pada pesawat ulang-alik sebagai bahan bakar roket

pendorongnya Pembakaran hidrogen tidak memberi dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air

Matahari adalah umber energi terbesar di bumi tetapi penggunaan energi surya belum komersial Dewasa ini penggunaan energi surya yang komersial adalah untuk pemanas air rumah tangga (solar water heater) Nilai kalor dari bahan bakar umumnya dinyatakan dalam satuan kJgram yang menyatakan berapa kJ kalor yang dapat dihasilkan dari pembakaran 1 gram bahan bakar tersebut Contoh nilai kalor bahan bakar bensin adalah 48 kJg artinya setiap pembakaran sempurna 1 gram bensin akan dihasilkan kalor sebesar 48 kJ Pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan atau dalam industri umumnya tidak terbakar sempurna Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon (bahan bakar fosil) membentuk karbon dioksida dan uap air

Sedangkan pembakaran tidak sempurnanya menghasilkan karbon monoksida dan uap air Pembakaran tak sempurna mengurangi efisiensi bahan bakar kalor yang dihasilkan akan lebih sedikit dibandingkan apabila zat itu terbakar sempurna Kerugian lainnya adalah dihasilkannya gas karbon monoksida (CO) yang bersifat racun

BAB IIIPENUTUP

A KesimpulanSingkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar

yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup Reaksi endoterm Hukum dalam termokimia Energi ikatan dan arah proses merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Didalam termokimia ada istilah sistem dan lingkungan Sistem yang dimaksud adalah bagian dari alam yang dipelajari atau yang manjadi pokok perhatian dalam termokimia yang dipelajari yaitu perubahan energinya Sedangkan lingkungan yang dimaksud adalah segala sesuatu di luar sistem dengan apa sistem melakukan dan mengadakan pertukaran energi Energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha Energi hanya dapat diubah bentuknya dari bentuk yang satu dengan yang lainnya Misalnya pada pembangkit tenaga uap perubahan energi dimulai dari energi panas yang terbentuk di

boiler berubah menjadi energi mekanik pada turbin dan energi mekanik diubah menjadi energi listrik pada generator

TUGAS PENDAHULUAN (TERMOKIMIA)

1 Apa yang dimaksud dengan kalor kalorimeter dan kalorimetri 2 Sebutkan dan Jelaskan fungsi setiap alat dan bahan dalam percobaan termokimia 3 Gambarkan rangkaian alat kalorimeter smenarik mungkin dan berikan keterangan 4 Tuliskan hukum termodinamika dan jelaskan hubungannya antara rekasi eksoterm dan reaksi

endoterm 5 Perhitungkan secara teoritis (data setiap parameter yang anda cari direferensi) kalor reaksi

penetralan HCl dan NaOH 6

Nb Margin 4 3 3 3Sampul Pink Tulis TanganSiapkan MSDS dan Bagan Kerja (Print)

• Termokimia
• BAB I PENDAHULUAN
• • A Latar Belakang Masalah
  • Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan
  • B Tujuan Penulisan
  • C Manfaat Penulisan
  • • BAB II ISI
    • • A Manfaat Termokimia
      • • B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari
        • 1 Gas Elpiji
        • Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara
        • 3 Pembakaran Batu Bara
        • Batubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi
        • CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1
        • C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

4 Entalpi Pelarutan Standar (ΔHs)

Entalpi pelarutan standar menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk melarutkan 1 mol zat pada keadaan standar (STP) Entalpi penguraian standar diberi simbol (ΔH

s) simbol s berasal dari kata solvation yang berarti pelarutan

5 Entalpi Netralisasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHn Satuannya = kJ mol

6 Entalpi Penguapan Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHvap Satuannya = kJ mol

7 Entalpi Peleburan Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada pencairan peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHfus Satuannya = kJ mol

8 Entalpi Sublimasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsub Satuannya = kJ mol

VI Kalorimeter

Kalorimetri yaitu cara penentuan kalor reaksi dengan menggunakan kalorimeterPerubahan entalpi adalah perubahan kalor yang diukur pada tekanan konstan untuk menentukan perubahan entalpi dilakukan dengan cara yang sama dengan penentuan perubahan kalor yang dilakukan pada

tekanan konstan Perubahan kalor pada suatu reaksi dapat diukur melalui pengukuran perubahan suhu yang terjadi pada reaksi tersebut Pengukuran perubahan kalor dapat dilakukan dengan alat yang disebutkalorimeter

Kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi ( tidak ada perpindahan materi maupun energi dengan lingkungan di luar kalorimeter ) Kalorimeter terbagi menjadi dua yaitu kalorimeter bom dan kalorimeter sederhana Jika dua buah zat atau lebih dicampur menjadi satu maka zat yang suhunya tinggi akan melepaskan kalor sedangkan zat yang suhunya rendah akan menerima kalor sampai tercapai kesetimbangan termal

Menurut azas Black Kalor yang dilepas = kalor yang diterimaRumus yang digunakan adalah

dengan q = jumlah kalor ( J )m = massa zat ( g )DT = perubahan suhu ( oC atau K )c = kalor jenis ( J goC ) atau ( J g K )C = kapasitas kalor ( J oC ) atau ( J K )

Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka kalor reaksi = kalor yang diserap dibebaskan oleh larutan dan kalorimeter

tetapi tandanya berbeda

Beberapa jenis kalorimeter

1 Kalorimeter bom

Kalorimeter bom adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor (nilai kalori) yang dibebaskan pada pembakaran sempurna (dalam O2 berlebih) suatu senyawa bahan makanan bahan bakar atau khusus digunakan untuk menentukan kalor dari reaksi-reaksi pembakaran Kalorimeter ini terdiri dari sebuah bom (tempat berlangsungnya reaksi pembakaran terbuat dari bahan stainless steel dan diisi dengan gas oksigen pada tekanan tinggi ) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah yang kedap panas Sejumlah sampel ditempatkan pada tabung beroksigen yang tercelup dalam medium penyerap kalor (kalorimeter) dan sampel akan terbakar oleh api listrikdari kawat logam terpasang dalam tabung Reaksi pembakaran yang terjadi di dalam bom akan menghasilkan

kalor dan diserap oleh air dan bom Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka

Jumlah kalor yang diserap oleh air dapat dihitung dengan rumus

qair = m x c x DT

dengan

m = massa air dalam kalorimeter ( g )

c = kalor jenis air dalam kalorimeter (J goC ) atau ( J g K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Jumlah kalor yang diserap oleh bom dapat dihitung dengan rumus

qbom = Cbom x DT

dengan

Cbom = kapasitas kalor bom ( J oC ) atau ( J K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Reaksi yang berlangsung pada kalorimeter bom berlangsung pada volume tetap (DV = nol ) Oleh karena itu perubahan kalor yang terjadi di dalam sistem = perubahan energi dalamnya

DE = q + w dimana w = - P DV ( jika DV = nol maka w = nol )

maka DE = qv

Kalorimeter makanan adalah alat untuk menentukan nilai kalor zat makanankarbohidrat protein atau lemak Alat ini terdiri dari sebuah tabung kaca yang tingginya kurang lebih 19 cm dan garis menengahnya kurang lebih 75 cm Bagian dasarnya melengkung ke atas membentuk sebuah penyungkup Penyungkup ini disumbat dengan sebuah sumbat karet yang yang berlubang di bagian tengah Bagian atas tabung kaca ini ditutup dengan lempeng ebonit yang bundar Di dalam tabung kaca itu terdapat sebuah pengaduk yang tangkainya menembus tutup ebonit juga terdapat sebuah pipa spiraldari tembaga Ujung bawah pipa spiral itu

menembus lubang sumbat karet pada penyungkup dan ujung atasnya menembus tutup ebonit bagian tengah Pada tutup ebonit itu masih terdapat lagi sebuah lubang tempat untuk memasukkan sebuah termometer ke dalam tabung kaca Tabung kaca itu diletakkan di atas sebuah kepingasbes dan ditahan oleh 3 buah keping Keping itu berbentuk bujur sangkar yang sisinya kurang lebih 95 cm Di bawah keping asbes itu terdapat kabel listrik yang akan dihubungkan dengan sumber listrik bila digunakan Di atas keping asbes itu terdapat sebuah cawan aluminium Di atas cawan itu tergantung sebuah kawat nikelin yang berhubungan dengan kabel listrik di bawah keping asbes Kawat nikelin itulah yang akan menyalakan makanan dalam cawan bila berpijar oleh arus listrik Dekat cawan terdapat pipa logam untuk mengalirkan oksigen

2 Kalorimeter Sederhana

Pengukuran kalor reaksi selain kalor reaksi pembakaran dapat dilakukan dengan menggunakan kalorimeter pada tekanan tetap yaitu dengan kalorimeter sederhana yang dibuat dari gelas stirofoam Kalorimeter ini biasanya dipakai untuk mengukur kalor reaksi yang reaksinya berlangsung dalam fase larutan ( misalnya reaksi netralisasi asam ndash basa netralisasi pelarutan dan pengendapan )

Pada kalorimeter ini kalor reaksi = jumlah kalor yang diserap dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan

qreaksi = - (qlarutan + qkalorimeter )

qkalorimeter = Ckalorimeter x DT

dengan

Ckalorimeter = kapasitas kalor kalorimeter ( J oC ) atau ( J K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Jika harga kapasitas kalor kalorimeter sangat kecil maka dapat diabaikan sehingga perubahan kalor dapat dianggap hanya berakibat pada kenaikan suhu larutan dalam kalorimeter

qreaksi = - qlarutan qlarutan = m x c x DT

dengan m = massa larutan dalam kalorimeter ( g )c = kalor jenis larutan dalam kalorimeter (J goC ) atau ( J g K )DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Pada kalorimeter ini reaksi berlangsung pada tekanan tetap (DP = nol ) sehingga perubahan kalor yang terjadi dalam sistem = perubahan entalpinya

DH = qp

Kalorimeter larutan adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kaloryang terlibat pada reaksi kimia dalam sistem larutan Pada dasarnya kalor yang dibebaskandiserap menyebabkan perubahan suhu pada kalorimeter Berdasarkan perubahan suhu per kuantitas pereaksi kemudian dihitung kalor reaksi dari reaksi sistem larutan tersebut Kini kalorimeter larutan dengan ketelitian cukup tinggi dapat diperoleh dipasaran

Dalam menentukan entalpi berlaku persamaanQreaksi = - (Qlarutan + Q kalorimeter )Q reaksi = - (mc∆T + c∆T)Jika kapasitas kalori dalam kalorimeter diabaikan makaQreaksi = - (mc∆T)Keterangan m = massa zat (kg) c = kalor jenis (Jkg⁰C)∆t = perubahan suhu (Celcius)

Sementara itu persamaan reaksi yang mengikutsertakan perubahan entalpinya disebutpersamaan termokimia

H2 (g) + 12 O2 (g) mdashmdashgt H2O (l) ΔH = -286 kJ

Pada reaksi endoterm sistem menyerap energi Oleh karena itu entalpi sistem akan bertambah Artinya entalpi produk (Hp) lebih besar daripada entalpi pereaksi (Hr) Akibatnya perubahan entalpi merupakan selisih antara entalpi produk dengan entalpi pereaksi (Hp -Hr) bertanda positif Sehingga perubahan entalpi untuk reaksi endoterm dapat dinyatakan

ΔH = Hp- Hr gt 0

Reaksi eksoterm sistem membebaskan energi sehingga entalpi sistem akan berkurang artinya entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Sehingga p dapat dinyatakan sebagai berikut

ΔH = Hp- Hr lt 0

VII Hukum Hess

Pengukuran perubahan entalpi suatu reaksi kadangkala tidak dapat ditentukan langsung dengan kalorimeter misalnya penentuan perubahan entalpi pembentukan standar (DHf o )CO Reaksi pembakaran karbon tidak mungkin hanya menghasilkan gas CO saja tanpa disertai terbentuknya gas CO2 Jadi bila dilakukan pengukuran perubahan entalpi dari reaksi tersebut yang terukur tidak hanya reaksi pembentukan gas CO saja tetapi juga perubahan entalpi dari reaksi pembentukan gas CO2

Untuk mengatasi hal tersebut Henry Hess melakukan serangkaian percobaan dan menyimpulkan bahwa perubahan entalpi suatu reaksi merupakan fungsi keadaan

Artinya ldquo perubahan entalpi suatu reaksi hanya tergantung pada keadaan awal ( zat-zat pereaksi ) dan keadaan akhir ( zat-zat hasil reaksi ) dari suatu reaksi dan tidak tergantung pada jalannya reaksirdquo Pernyataan ini disebut Hukum Hess rumus yang dapat dipakai yaitu

ΔHreaksi = ΔH1 + ΔH2 +hellip

Menurut hukum Hess karena entalpi adalah fungsi keadaan perubahan entalpi dari suatu reaksi kimia adalah sama walaupun langkah-langkah yang digunakan untuk memperoleh produk berbeda Dengan kata lain hanya keadaan awal dan akhir yang berpengaruh terhadap perubahan entalpi bukan langkah-langkah yang dilakukan untuk mencapainya

Hal ini menyebabkan perubahan entalpi suatu reaksi dapat dihitung sekalipun tidak dapat diukur secara langsung Caranya adalah dengan melakukan operasi aritmatika pada beberapa persamaan reaksi yang perubahan entalpinya diketahui Persamaan-persamaan reaksi tersebut diatur sedemikian rupa sehingga penjumlahan semua persamaan akan menghasilkan reaksi yang kita inginkan Jika suatu persamaan reaksi

dikalikan (atau dibagi) dengan suatu angka perubahan entalpinya juga harus dikali (dibagi) Jika persamaan itu dibalik maka tanda perubahan entalpi harus dibalik pula (yaitu menjadi -ΔH) Berdasarkan Hukum Hess penentuan DH dapat dilakukan melalui 3 cara yaitu

1) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung melalui penjumlahan dari perubahan entalpi beberapa reaksi yang berhubungan

2) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung berdasarkan selisih entalpi pembentukan ( DHf o ) antara produk dan reaktan

3) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung berdasarkan data energi ikatan

Selain itu dengan menggunakan hukum Hess nilai ΔH juga dapat diketahui dengan pengurangan entalpi pembentukan produk-produk dikurangi entalpi pembentukan reaktan Secara matematis untuk reaksi-reaksi lainnya secara umum

Dengan mengetahui ΔHf (perubahan entalpi pembentukan) dari reaktan dan produknya dapat diramalkan perubahan entalpi reaksi apapun dengan rumus

ΔH=ΔHfP-ΔH fR

Perubahan entalpi suatu reaksi juga dapat diramalkan dari perubahan entalpi pembakaran reaktan dan produk dengan rumus

ΔH=-ΔHcP+ΔHcR

Konsep dari hukum Hess juga dapat diperluas untuk menghitung perubahan fungsi keadaan lainnya seperti entropi dan energi bebas Kedua aplikasi ini amat berguna karena besaran-besaran tersebut sulit atau tidak bisa diukur secara langsung sehingga perhitungan dengan hukum Hess digunakan sebagai salah satu cara menentukannya

Untuk perubahan entropi

middot ΔSo = Σ(ΔSfoproduk) - Σ(ΔSf

oreaktan)

middot ΔS = Σ(ΔSoproduk) - Σ(ΔSo

reaktan)

Untuk perubahan energi bebas

middot ΔGo = Σ(ΔGfoproduk) - Σ(ΔGf

oreaktan)

middot ΔG = Σ(ΔGoproduk) - Σ(ΔGo

reaktan)

VIII Penentuan ΔH Reaksi

Hukum Hess menyatakan bahwa perubahan entalpi tidak tergantung pada berapa banyak tahapan reaksi tetapi tergantung pada keadaan awal dan akhir Dengan kata lain untuk suatu reaksi keseluruhan tertentu perubahan entalpi selalu sama tak peduli apakah reaksi itu dilaksanakan secara langsung ataukah secara tak langsung dan lewat tahap-tahap yang berlainan

1 Penentuan ∆H Reaksi berdasarkan Eksperimen (Kalorimeter)

Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris merupakan penentuan yang didasarkan atau diukur dari perubahan suhu larutan dan kalorimeter dengan prinsip perpindahan kalor yaitu jumlah kalor yang diberikan sama dengan jumlah kalor yang diserap Kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi (tidak ada pertukaran materi maupun energi dengan lingkungan di luar kalorimeter) Dengan demikian semua kalor yang dibebaskan oleh reaksi yang terjadi dalam kalorimeter kita dapat menentukan jumlah kalor yang diserap oleh air serta perangkat kalorimeter berdasarkan rumus

qlarutan = m c ∆Tqkalorimeter = C ∆Tdimana q = jumlah kalorm = massa air (larutan) di dalam calorimeterc = kalor jenis air (larutan) di dalam calorimeterC = kapasitas kalor dari calorimeter∆T = kenaikan suhu larutan (kalorimeter)

Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka kalor reaksi sama dengan kalor yang diserap oleh larutan dan kalorimeter tetapi tandanya berbeda

Kalorimeter yang sering digunakan adalah kalorimeter bom Kalorimeter bom terdiri dari sebuah bom (wadah tempatberlangsungnya reaksi pembakaran biasanya terbuat dari berlangsungnya reaksi pembakaran biasanya terbuat dari bahan stainless steel) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah kedap panas Jadi kalor reaksi sama dengan

kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan

2 Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

Hukum Hess rdquo Kalor reaksi yang dilepas atau diserap hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhirrdquo Untuk mengubah zat A menjadi zat B (produk) diperlukan kalor reaksi sebesar ∆H Atau cara lain yaitu mengubah zat A menjadi zat B dengan kalor reaksi ∆H1 zat B diubah menjadi zat C dengan kalor reaksi ∆H2 dan zat C diubah menjadi zat D dengan kalor reaksi ∆H3 Sehingga harga perubahan entalpi adalah

∆Hreaksi = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3

Hal tersebut dapat dibuat siklus dan diagram tingkat energinya sebagaiberikut middot Siklus energi pembentukan zat D dari zat Amiddot Diagram tingkat energi pembentukan zat D dari zat A

Contoh Soal Diketahui data entalpi reaksi sebagai berikut Ca(s) + frac12 O2(g) rarr CaO(s) ∆H = - 6355 kJC(s) + O2(g) rarr CO2(g) ∆H = - 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(g) ∆H = - 12071 kJHitunglah perubahan entalpi reaksi CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s)

Penyelesaian CaO(s) rarr Ca(s) + frac12 O2(g) ∆H = + 6355 kJCO2(g) rarr C(s) + O2(g) ∆H = + 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 12071 kJ_________________________________________ _CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 1781 kJ

3 Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

Pembentukan Standar ( ∆Hof )

Cara lain perhitungan entalpi reaksi yaitu berdasarkan entalpi pembentukan standar( ∆Hof ) zat-zat yang ada pada reaksi tersebut

∆Hreaksi = sum∆Hof produk - sum∆Ho

f reaktan

TABEL ENTALPI PEMBENTUKAN BEBERAPA ZAT

Zat DHof ( kJmol ) Zat DHo

f ( kJmol )H2(g) 0 C2H4(g) + 525

O2(g) 0 CCl4(g) - 960C(s) 0 NH3(g) - 459H2O(g) - 2418 NO2(g) + 332H2O(l) - 2858 SO2(g) - 2968CO2(g) - 3935 HCl(g) - 923CO(g) -1105 NO(g) + 903

Contoh Soal Dari tabel entalpi pembentukan diatas tentukan

a ∆H reaksi pembakaran C2H4

b Tentukan jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran 56 g gas C2H4

c Reaksi pembakaran C2H4

a C2H4(g) + 3 O2(g)rarr2CO2(g) + 2H2O(l)

b ∆H reaksi = ∆Hof hasil reaksi - ∆Hof pereaksi

= ( 2 ∆Hof CO2 + 2 ∆Hof H2O ) ndash ( 1 ∆HofC2H4 + 3 ∆Hof O2)= ( 2 -3935 + 2 -2858 ) ndash ( 1 525 + 3 0 )= -787 ndash 5716 + 525= - 13061 kJmol

c Mr C2H4 = (2x12) + (4x1) = 28Mol C2H4 = 5628 = 2 mol∆H pembakaran 2 mol C2H4 = 2 mol x ( -13061 kJmol )

= -26122 kJ

Jadi pada pembakaran 56 gram gas C2H4 dibebaskan kalor sebesar = 26122 Kj

4 Penentuan ∆H Reaksi Dari Energi Ikatan

Reaksi kimia antarmolekul dapat dianggap berlangsung dalam 2 tahap yaitu

I Pemutusan ikatan pada pereaksi

II Pembentukan ikatan pada produk

Misalnya pada reaksi antara gas klorin dengan gas hidrogen membentuk gas hidrogen klorida dapat digambarkan sebagai berikut

Sesuai dengan hukum Hess ∆H reaksi total adalah ∆H tahap-I + ∆H tahap-II

∆H tahap-I = sum Energi ikatan pada pereaksi (yang putus)

∆H tahap-II = -sum Energi ikatan pada produk (yang terbentuk)

∆H reaksi = sum Energi ikatan pereaksi yang putus - sum Energi ikatan produk yang terbentuk

∆H reaksi = sum Eruas kiri - sum Eruas kanan

TABEL ENERGI IKATAN

Ikatan E (kJmol) Ikatan E (kJmol)H-H 436 O=O 498H-C 415 CequivN 891H-N 390 F-F 160C-C 345 Cl-Cl 243CequivC 837 H-Cl 432C-O 350 C=C 611C=O 741 I-I 150C-Cl 330 N=N 418O-H 450 C-F 485

Penyelesaian H ndash C ndash O-H +1 frac12 O=O rarr O=C=O +2H-O-H∆H reaksi = sumEpemutusan -sumEpembentukan

= (3Ec-H)+( 1EO-H) +(1EC-O)+ (1 frac12 EO=O) ndash (2EC=O) + (4EO-H)

= (3415)+(1460)+(1350)+1 frac12498) ndash(2741)+(4460)

= 2802-3322

= -520 kJmol

IX Energi Ikatan

Energi ikatan didefinisikan sebagai panas reaksi yang dihubungkan dengan pemecahan ikatan kimia dari molekul gas menjadi bagian-bagian gas Terkadang disebut juga entalpi ikatan nama yang sesungguhnya lebih tepat

Energi disosiasi ikatan (BE) dapat digunakan untuk menghitung panas reaksi yang dihubungkan dengan

ΔH0= - sum ni BEi + sum njBEj

dimana BE adalah energi ikatan per mol ikatan nj dan ni adalah jumlah mol ikatan yang pecah atau terbentuk dalam hal reaktan dan produk

Dalam hal yang sama data panas reaksi dapat juga digunakan untuk menghitung energi disosiasi ikatan dari setiap ikatan tertentu asal saja data lain dalam persamaan diketahui Satu hal yang harus diingat bahwa lingkungan sekeliling atom sangat mempengaruhi energy ikatan dari ikatan tertentu oleh karena itu harga yang diperoleh dari persamaan adalah harga rata-rata atau harga kira-kira

Walaupun energi ikatan adalah untuk molekul dalam fase gas tetapi harga kira-kira panas reaksi dapat dihitung dari fase terkondensasi dapat dikoreksi jika panas penguapan panas sublimasi dan lain-lain dapat diikutsertakan

Suatu reaksi yang DHndashnya ditentukan dengan menggunakan energi ikatan maka atom-atom yang terlibat dalam reaksi harus berwujud gas

Berdasarkan jenis dan letak atom terhadap atom-atom lain dalam molekulnya dikenal 3 jenis energi ikatan yaitu

a Energi Atomisasi

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan semua ikatan 1 mol molekul menjadi atom-atom bebas dalam keadaan gas

Energi atomisasi = jumlah seluruh ikatan atom-atom dalam 1 mol senyawa

b Energi Disosiasi Ikatan

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan salah 1 ikatan yang terdapat pada suatu molekul atau senyawa dalam keadaan gas

c Energi Ikatan Rata-Rata

Adalah energi rerata yang diperlukan untuk memutuskan ikatan atom-atom pada suatu senyawa ( notasinya = D ) Energi ikatan suatu molekul yang berwujud gas dapat ditentukan dari data entalpi pembentukan standar (DHf ) dan energi ikat unsur-unsurnya Prosesnya melalui 2 tahap yaitu

o Penguraian senyawa menjadi unsur-unsurnya

o Pengubahan unsur menjadi atom gas

Reaksi kimia pada dasarnya terdiri dari 2 proses

o Pemutusan ikatan pada pereaksi

o Pembentukan ikatan pada produk reaksi

Pada proses pemutusan ikatan = memerlukan energi

Pada proses pembentukan ikatan = membebaskan energi

1 Jenis-Jenis Kalor

Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan Energi kinetik ditimbulkan karena atomndashatom dan molekul-molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Sedangkan kalor adalah bentuk energi yang berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah Jika suatu benda menerima melepaskan kalor maka suhu benda itu akan naikturun atau wujud benda berubah

2 Kalor Pembentukan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembentukan 1 mol senyawa dariunsur-unsurnya pada suhu dan tekanan standar ( 25 oC 1 atm ) Entalpinya bisadilepaskan maupun diserap Satuannya adalah kJ mol Bentuk standar dari suatu unsur adalah bentuk yang paling stabil dari unsur itu pada keadaan standar ( 298 K 1 atm ) Jika perubahan entalpi pembentukan tidak diukur pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHf

Catatan

o DHf unsur bebas = nol

o Dalam entalpi pembentukan jumlah zat yang dihasilkan adalah 1 mol

o Dibentuk dari unsur-unsurnya dalam bentuk standar

3 Kalor Penguraian Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHd Satuannya = kJ mol Perubahan entalpi penguraian standar merupakan kebalikan dari perubahan entalpi pembentukan standar maka nilainya pun akan berlawanan tanda

Menurut Marquis de Laplace ldquo jumlah kalor yang dilepaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsur penyusunnya = jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsur penyusunnya ldquo Pernyataan ini disebut Hukum Laplace

4 Kalor Pembakaran Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembakaran 1 mol suatu zat secara sempurna pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHc Satuannya = kJ mol

5 Kalor Netralisasi Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHn Satuannya = kJ mol

6 Kalor Penguapan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran

tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHvap Satuannya = kJ mol

7 Kalor Peleburan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pencairan peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHfus Satuannya = kJ mol

8 Kalor Sublimasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsub Satuannya = kJ mol

9 Pelarutan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi ketika 1 mol zat melarut dalam suatu pelarut ( umumnya air ) pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsol Satuannya = kJ mol

BAB III

PENUTUP

I Kesimpulan

Singkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup termodinamika I kalor reaksi kerja entalpi kalorimeter hukum Hess penentuan DH reaksi energi ikatan dan jenis-jenis kalor merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Berdasarkan pembahasan yang tinjauan pustaka yang kami susun dalam makalah ini maka kami dapat menyimpulkan sebagai berikut

1 Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan

2 Berdasarkan perubahan entalpinya reaksi kimia dibedakan menjadi dua yaitu

a Reaksi Eksoterm dan

b Reaksi Endoterm

3 Sistem merupakan Pusat fokus perhatian yang diamati dalam suatu percobaanLingkungan merupakan hal-hal diluar sistem yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan Sistem dibedakan menjadi 3 macam

2 Sistem Terbuka

3 Sistem Tertutup

3 Sistem terisolasi

4 Dalam persamaan termokimia nilai DH yang dituliskan di persamaan termokimia disesuaikan dengan stoikiometri reaksinya artinya = jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi kimia = koefisien reaksinya ( fase reaktan maupun produk reaksinya harus dituliskan)

5 Ada beberapa jenis dalam menentukan Harga Perubahan Entalpi ∆H yaitu

a Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

b Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

c Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris

BAB IPENDAHULUAN

A Latar Belakang Masalah

Termokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energi panas dan energi kimia Sedangkan energi kimia didefinisikan sebagai energi yang dikandung setiap unsur atau senyawa Energi kimia yang terkandung dalam suatu zat adalah semacam energi potensial zat tersebut Energi potensial kimia yang terkandung dalam suatu zat disebut panas dalam atau entalpi dan dinyatakan dengan simbol H Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi Perubahan entalpi reaksi diberi simbol HΔ

Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika disebut termokimia Secara operasional termokimia berkaitan dengan pengukuran dan pernafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia perubahan keadaan dan pembentukan larutan

Termokimia merupakan pengetahuan dasar yang perlu diberikan atau yang dapat diperoleh dari reaksi-reaksi kimia tetapi juga perlu sebagai pengetahuan dasar untuk pengkajian teori ikatan kimia dan struktur kimia Fokus bahasan dalam termokimia adalah tentang jumlah kalor yang dapat dihasilkan oleh sejumlah tertentu pereaksi serta cara pengukuran kalor reaksi

Termokimia merupakan penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi kimia

Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan

Dengan kajian-kajian yang dilakukan mengenai pengaplikasian termokimia dalam kehidupan sehari-hari Dan untuk menguraikan permasalahan tersebut lebih detail lagi penulis mencoba membuat makalah yang isinya membahas tentang ldquoAplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-harirdquo

B Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dibiatkannya makalah ini adalah sebagai berikut

1) Dapat menjelaskan manfaat termokimia2) Mengetahui proses termokimia dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari3) Memahami materi-materi yang terkait dengan termokimia4) Memahami tentang termokimia lebih mendalam

C Manfaat Penulisan

Penulisan makalah ini memiliki manfaat sebagai berikut

1) Manfaat UmumMakalah hasil pengkajian penulis ini dapat menunjang materi pembelajaran

dan dapat dijadikan bahan baku referensi pembelajaran2) Manfaat Khusus

Penulis dapat menambah wawasan dan pengetahuan penulis serta dapat melatih penulis untuk memiliki rasa ingin tahu yang tinggi dan lebih telaten dalam mencari dan mengumpulkan sumber dan informasi selama melakukan pengkajian

3) Manfaat untuk penulis yang akan datingMakalah hasil pengkajian sebelumnya dapat dijadikan bahan referensi

sumber untuk pembuatan makalah selanjutnya dan dapat memberi gambaran dalam pengkajian yang akan dilakukannya

BAB IIISI

A Manfaat Termokimia

Manfaat positif dari termokimia yaitu

a) Dapat mempelajari suatu bentuk energi yang dibutuhkan oleh manusia untuk bergerak dalam bentuk energi kinetik dan tambahan-tambahan dalam melakukan proses fotosintesis yang membutuhkan eergi dari sinar matahari

b) Dapat mempelajari suatu sistem atau bagian alam semasta yang menjadi objek penelitian serta lingkungan atau bagian alam semesta yang berinteraksi dengan satu sistem

B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari1 Gas Elpiji

Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara

C4H10 + Udara ndashgt CO2 + H20 + N2Untuk mempermudah udara sepenuhnya bergantung dari oksigenC4H10 + (132)O2 ndashgt 4CO2 + 5H2O

Untuk reaksi sempurna dengan udaraC4H10 + (O2 + 376 N2) ndashgt CO2 + H20 + 376N2PenyetaraanC4H10 + 132(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)376N2

Reaksi juga bisa melibatkan bentuk tidak sempurna misal memerlukan 200 udaraC4H10 + 13(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)O2 + (132)376N2

Pembakaran ini pun bisa melibatkan beberapa fraksi karena elpiji biasanya tidak murni hanya bahan bakar butana

2 ThermometerTermometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur suhuCara kerja thermometerKetika temperature naik cairan dibola tabung mengembang lebih banyak daripada gelas yang menutupinya Hasilnya benang cairan yang tipis dipaksa ke atas secara kapiler Sebaliknya ketika temperature turun cairan mengerut dan cairan yang tipis ditabung bergerak kembali turun Gerakan ujung cairan tipis yang dinamakan meniscus dibaca terhadap skala yang menunjukkan temperatureZat untuk thermometer haruslah zat cair dengan sifat termometrik artinya mengalami perubahan fisis pada saat dipanaskan atau didinginkan misalnya raksa dan alkohol Zat cai tersebut memiliki dua titik tetap (fixed points) yaitu titik tertinggi dan titik terendah Misalnya titik didih air dan titik lebur es untuk suhu yang tidak terlalu tinggi Setelah itu pembagian dilakukan diantara kedua titik tetap menjadi bagian-bagian yang sama besar misalnya thermometer skala celcius dengan 100 bagian yang setiap bagiannya sebesar 1C

3 Pembakaran Batu BaraBatubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi

CaCO3(s) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + CO2(g)

Ca(OH)2(aq) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + H2O( 1048641)Namun biaya operasional desulfurisasi dan pembuangan deposit padatan kembali menjadi masalah baru Untuk meningkatkan nilai dari batubara dan menghilangkan pencemar SO2 dilakukan rekayasa batubara seperti gasifikasi dan reaksi karbon-uap Pada gasifikasi molekul-molekul besar dalam batubara dipecah melalui pemanasan pada suhu tinggi (600degC ndash 800degC) sehingga dihasilkan bahan bakar berupa gas Reaksinya adalah sebagai berikutBatubara(s) batubara cair (mudah menguap) CH4(g) + C(s)Arang yang terbentuk direaksikan dengan uap air menghasilkan campuran gas CO dan H2 yang disebut gas sintetik ReaksinyaC(s) + H2O() CO(g) + H2(g) ΔH = 175 kJ molndash1Untuk meningkatkan nilai gas sintetik gas CO diubah menjadi bahan bakar lain Misalnya gas CO direaksikan dengan uap air menjadi CO2 dan H2 ReaksinyaCO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH = ndash41 kJ molndash1Gas CO2 yang dihasilkan selanjutnya dipisahkan Campuran gas COdan H2 yang telah diperkaya akan bereaksi membentuk metana dan uapair Reaksinya

CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1

Setelah H2O diuapkan akan diperoleh CH4 yang disebut gas alam sintetik Dengan demikian batubara dapat diubah menjadi metana melalui proses pemisahan batubara cair

C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Berdasarkan perpindahan energinya atau perubahan entalpinya ada dua jenis reaksi

1) Reaksi eksoterm yaitu reaksi yang membebaskan kalor kalor mengalir dari sistem ke lingkungan (terjadi penurunan entalpi) entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Pada reaksi eksoterm umumnya suhu sistem menjadi naik adanya kenaikan suhu inilah yang menyebabkan sistem melepas kalor ke lingkunganReaksi eksoterm DH = HP - HR lt 0 atau DH = (-)

2) Reaksi Endoterm yaitu reaksi yang memerlukan kalor kalor mengalir dari lingkungan ke sistem (terjadi kenaikan entalpi) entalpi produk lebih besar daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda positif Pada reaksi endoterm umumnya suhu sistem terjadi penurunan adanya penurunan suhu inilah yang menyebabkan sistem menyerap kalor dari lingkungan

Reaksi endoterm DH = HP - HR gt 0 atau DH = (+)

D Hukum Dalam Termokimia

Dalam mempelajari reaksi kimia dan energi kita perlu memahami hukum-hukum yang mendasari tentang perubahan dan energi

a Hukum kekekalan energyDalam perubahan kimia atau fisika energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentu lainnya Hukum ini merupakan hukum termodinamika pertama dan menjadi dasar pengembangan hukum tentang energi selanjutnya seperti konversi energi

b Hukum LaplaceHukum ini diajukan oleh Marquis de Laplace dan dia menyatakan bahwa jumlah kalor yang dilepaskan dalam pembentukan sebuah senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menguraikan senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnyaPanjabaran dari hukum ini untuk entalphi reaksi H dan kalor reaksiΔC + O2 rarr CO2 H = -94 KkalΔCO2 rarr C + O2 H = +94 KkalΔSedangkan untuk kalor reaksiC + O2 rarr CO2 -94 KkalCO2 rarr C + O2 +94 KkalUntuk reaksi pertama unsur C bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan karbondioksida dan kalor sebesar 94 Kkal Sedangkan reaksi kedua karbondioksida terurai menjadi unsur C dan gas oksigen dengan membutuhkan kalor sebesar 94 KkalDari sisi tanda tampak jelas perbedaan antara entalphi reaksi dengan kalor reaksi jika entalphi bernilai positif maka kalor reaksi bernilai negatif demikian pula sebaliknya jika entalphi negatif maka kalor reaksi positif

c Hukum HessHukum ini diajukan oleh Germain Hess dia menyatakan bahwa entalphi reaksi ( H)Δ hanya tergantung pada keadaan awal reaksi dan hasil reaksi dan tidak bergantung pada jalannya reaksi

Jika suatu reaksi merupakan penjumlahan aljabar dari dua atau lebih reaksi maka perubahan entalphi ( H) atau kalor reaksinya juga merupakan penjumlahanΔ aljabar dari ( H) yang menyertai reaksi Untuk lebih mudah memahaminya kitaΔ perhatikan Bagan 1017

Berdasarkan persamaan reaksi gas karbon dioksida dapat terbentuk melalui dua tahap yang pertama pembentukan karbonmonoksida dari unsur-unsurnya dan dilanjutkan dengan oksidasi dari karbonmonoksida menjadi karbondioksida

Penjumlahan aljabar HΔ reaksi dari setiap tahap reaksi juga dilakukan sesuai dengan tahap reaksi maka HΔ reaksi dari pembentukan gas Karbon dioksida juga dapat dilakukanBerdasarkan berbagai jenis reaksi maka kita juga dapat mengembangkan jenis kalor reaksi atau H yang disesuaikan dengan jenis reaksinya ada empat jenis kalor reaksiΔ yaitu kalor reaksi pembentukan penguraian pembakaran dan pelarutan Keempat klasifikasi tersebut disederhanakan dalam bagan pada Bagan 1018

E Energi IkatanPada dasarnya reaksi kimia terdiri dari dua proses yaitu pemutusan ikatan

antar atom-atom dari senyawa yang bereaksi (proses yang memerlukan energi) dan penggabungan ikatan kembali dari atom-atom yang terlibat reaksi sehingga membentuk susunan baru (proses yang membebaskan energi)

Perubahan entalpi reaksi dapat dihitung dengan menggunakan data energi ikatan Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan oleh satu molekul gas menjadi atom-atom dalam keadaan gas Harga energi ikatan selalu positif dengan satuan kJ atau kkal serta diukur pada kondisi zat-zat berwujud gas

Entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga energi ikatan rata-rata sering berbeda dari entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga entalpi pembentukan standar Perbedaan ini terjadi karena energi ikatan yang terdapat dalam suatu tabel adalah energi ikatan rata-rata Energi ikatan C ndash H dalam contoh di atas bukan ikatan C ndash H dalam CH4 melainkan energi ikatan rata-rata C ndash H CH4(g) CH3(g) + H(g) H = +424 kJmolCH3(g) CH2(g) + H(g) H = +480 kJmolCH2(g) CH(g) + H(g) H = +425 kJmolCH(g) C(g) + H(g) H = +335 kJmolJadi energi ikatan rata-rata dari ikatan C ndash H adalah 416 kJmol Sedangkan energiikatan C ndash H yang dipakai di atas adalah +413 kJmol

Bahan Bakar dan Perubahan Entalpi Reaksi pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen Biasanya reaksi semacam ini digunakan untuk menghasilkan energi Bahan bakar adalah merupakan suatu senyawa yang bila dilakukan pembakaran terhadapnya dihasilkan kalor yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan

Jenis bahan bakar yang banyak kita kenal adalah bahan bakar fosil Bahan bakar fosil berasal dari pelapukan sisa organisme baik tumbuhan maupun hewan yang memerlukan waktu ribuan sampai jutaan tahun contohnya minyak bumi dan batu bara

Namun selain bahan bakar fosil dewasa ini telah dikembangkan pula bahan bakar jenis lain misalnya alkohol dan hidrogen Hidrogen cair dengan oksigen cair bersama-sama telah digunakan pada pesawat ulang-alik sebagai bahan bakar roket

pendorongnya Pembakaran hidrogen tidak memberi dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air

Matahari adalah umber energi terbesar di bumi tetapi penggunaan energi surya belum komersial Dewasa ini penggunaan energi surya yang komersial adalah untuk pemanas air rumah tangga (solar water heater) Nilai kalor dari bahan bakar umumnya dinyatakan dalam satuan kJgram yang menyatakan berapa kJ kalor yang dapat dihasilkan dari pembakaran 1 gram bahan bakar tersebut Contoh nilai kalor bahan bakar bensin adalah 48 kJg artinya setiap pembakaran sempurna 1 gram bensin akan dihasilkan kalor sebesar 48 kJ Pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan atau dalam industri umumnya tidak terbakar sempurna Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon (bahan bakar fosil) membentuk karbon dioksida dan uap air

Sedangkan pembakaran tidak sempurnanya menghasilkan karbon monoksida dan uap air Pembakaran tak sempurna mengurangi efisiensi bahan bakar kalor yang dihasilkan akan lebih sedikit dibandingkan apabila zat itu terbakar sempurna Kerugian lainnya adalah dihasilkannya gas karbon monoksida (CO) yang bersifat racun

BAB IIIPENUTUP

A KesimpulanSingkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar

yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup Reaksi endoterm Hukum dalam termokimia Energi ikatan dan arah proses merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Didalam termokimia ada istilah sistem dan lingkungan Sistem yang dimaksud adalah bagian dari alam yang dipelajari atau yang manjadi pokok perhatian dalam termokimia yang dipelajari yaitu perubahan energinya Sedangkan lingkungan yang dimaksud adalah segala sesuatu di luar sistem dengan apa sistem melakukan dan mengadakan pertukaran energi Energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha Energi hanya dapat diubah bentuknya dari bentuk yang satu dengan yang lainnya Misalnya pada pembangkit tenaga uap perubahan energi dimulai dari energi panas yang terbentuk di

boiler berubah menjadi energi mekanik pada turbin dan energi mekanik diubah menjadi energi listrik pada generator

TUGAS PENDAHULUAN (TERMOKIMIA)

1 Apa yang dimaksud dengan kalor kalorimeter dan kalorimetri 2 Sebutkan dan Jelaskan fungsi setiap alat dan bahan dalam percobaan termokimia 3 Gambarkan rangkaian alat kalorimeter smenarik mungkin dan berikan keterangan 4 Tuliskan hukum termodinamika dan jelaskan hubungannya antara rekasi eksoterm dan reaksi

endoterm 5 Perhitungkan secara teoritis (data setiap parameter yang anda cari direferensi) kalor reaksi

penetralan HCl dan NaOH 6

Nb Margin 4 3 3 3Sampul Pink Tulis TanganSiapkan MSDS dan Bagan Kerja (Print)

• Termokimia
• BAB I PENDAHULUAN
• • A Latar Belakang Masalah
  • Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan
  • B Tujuan Penulisan
  • C Manfaat Penulisan
  • • BAB II ISI
    • • A Manfaat Termokimia
      • • B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari
        • 1 Gas Elpiji
        • Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara
        • 3 Pembakaran Batu Bara
        • Batubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi
        • CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1
        • C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

tekanan konstan Perubahan kalor pada suatu reaksi dapat diukur melalui pengukuran perubahan suhu yang terjadi pada reaksi tersebut Pengukuran perubahan kalor dapat dilakukan dengan alat yang disebutkalorimeter

Kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi ( tidak ada perpindahan materi maupun energi dengan lingkungan di luar kalorimeter ) Kalorimeter terbagi menjadi dua yaitu kalorimeter bom dan kalorimeter sederhana Jika dua buah zat atau lebih dicampur menjadi satu maka zat yang suhunya tinggi akan melepaskan kalor sedangkan zat yang suhunya rendah akan menerima kalor sampai tercapai kesetimbangan termal

Menurut azas Black Kalor yang dilepas = kalor yang diterimaRumus yang digunakan adalah

dengan q = jumlah kalor ( J )m = massa zat ( g )DT = perubahan suhu ( oC atau K )c = kalor jenis ( J goC ) atau ( J g K )C = kapasitas kalor ( J oC ) atau ( J K )

Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka kalor reaksi = kalor yang diserap dibebaskan oleh larutan dan kalorimeter

tetapi tandanya berbeda

Beberapa jenis kalorimeter

1 Kalorimeter bom

Kalorimeter bom adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor (nilai kalori) yang dibebaskan pada pembakaran sempurna (dalam O2 berlebih) suatu senyawa bahan makanan bahan bakar atau khusus digunakan untuk menentukan kalor dari reaksi-reaksi pembakaran Kalorimeter ini terdiri dari sebuah bom (tempat berlangsungnya reaksi pembakaran terbuat dari bahan stainless steel dan diisi dengan gas oksigen pada tekanan tinggi ) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah yang kedap panas Sejumlah sampel ditempatkan pada tabung beroksigen yang tercelup dalam medium penyerap kalor (kalorimeter) dan sampel akan terbakar oleh api listrikdari kawat logam terpasang dalam tabung Reaksi pembakaran yang terjadi di dalam bom akan menghasilkan

kalor dan diserap oleh air dan bom Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka

Jumlah kalor yang diserap oleh air dapat dihitung dengan rumus

qair = m x c x DT

dengan

m = massa air dalam kalorimeter ( g )

c = kalor jenis air dalam kalorimeter (J goC ) atau ( J g K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Jumlah kalor yang diserap oleh bom dapat dihitung dengan rumus

qbom = Cbom x DT

dengan

Cbom = kapasitas kalor bom ( J oC ) atau ( J K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Reaksi yang berlangsung pada kalorimeter bom berlangsung pada volume tetap (DV = nol ) Oleh karena itu perubahan kalor yang terjadi di dalam sistem = perubahan energi dalamnya

DE = q + w dimana w = - P DV ( jika DV = nol maka w = nol )

maka DE = qv

Kalorimeter makanan adalah alat untuk menentukan nilai kalor zat makanankarbohidrat protein atau lemak Alat ini terdiri dari sebuah tabung kaca yang tingginya kurang lebih 19 cm dan garis menengahnya kurang lebih 75 cm Bagian dasarnya melengkung ke atas membentuk sebuah penyungkup Penyungkup ini disumbat dengan sebuah sumbat karet yang yang berlubang di bagian tengah Bagian atas tabung kaca ini ditutup dengan lempeng ebonit yang bundar Di dalam tabung kaca itu terdapat sebuah pengaduk yang tangkainya menembus tutup ebonit juga terdapat sebuah pipa spiraldari tembaga Ujung bawah pipa spiral itu

menembus lubang sumbat karet pada penyungkup dan ujung atasnya menembus tutup ebonit bagian tengah Pada tutup ebonit itu masih terdapat lagi sebuah lubang tempat untuk memasukkan sebuah termometer ke dalam tabung kaca Tabung kaca itu diletakkan di atas sebuah kepingasbes dan ditahan oleh 3 buah keping Keping itu berbentuk bujur sangkar yang sisinya kurang lebih 95 cm Di bawah keping asbes itu terdapat kabel listrik yang akan dihubungkan dengan sumber listrik bila digunakan Di atas keping asbes itu terdapat sebuah cawan aluminium Di atas cawan itu tergantung sebuah kawat nikelin yang berhubungan dengan kabel listrik di bawah keping asbes Kawat nikelin itulah yang akan menyalakan makanan dalam cawan bila berpijar oleh arus listrik Dekat cawan terdapat pipa logam untuk mengalirkan oksigen

2 Kalorimeter Sederhana

Pengukuran kalor reaksi selain kalor reaksi pembakaran dapat dilakukan dengan menggunakan kalorimeter pada tekanan tetap yaitu dengan kalorimeter sederhana yang dibuat dari gelas stirofoam Kalorimeter ini biasanya dipakai untuk mengukur kalor reaksi yang reaksinya berlangsung dalam fase larutan ( misalnya reaksi netralisasi asam ndash basa netralisasi pelarutan dan pengendapan )

Pada kalorimeter ini kalor reaksi = jumlah kalor yang diserap dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan

qreaksi = - (qlarutan + qkalorimeter )

qkalorimeter = Ckalorimeter x DT

dengan

Ckalorimeter = kapasitas kalor kalorimeter ( J oC ) atau ( J K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Jika harga kapasitas kalor kalorimeter sangat kecil maka dapat diabaikan sehingga perubahan kalor dapat dianggap hanya berakibat pada kenaikan suhu larutan dalam kalorimeter

qreaksi = - qlarutan qlarutan = m x c x DT

dengan m = massa larutan dalam kalorimeter ( g )c = kalor jenis larutan dalam kalorimeter (J goC ) atau ( J g K )DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Pada kalorimeter ini reaksi berlangsung pada tekanan tetap (DP = nol ) sehingga perubahan kalor yang terjadi dalam sistem = perubahan entalpinya

DH = qp

Kalorimeter larutan adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kaloryang terlibat pada reaksi kimia dalam sistem larutan Pada dasarnya kalor yang dibebaskandiserap menyebabkan perubahan suhu pada kalorimeter Berdasarkan perubahan suhu per kuantitas pereaksi kemudian dihitung kalor reaksi dari reaksi sistem larutan tersebut Kini kalorimeter larutan dengan ketelitian cukup tinggi dapat diperoleh dipasaran

Dalam menentukan entalpi berlaku persamaanQreaksi = - (Qlarutan + Q kalorimeter )Q reaksi = - (mc∆T + c∆T)Jika kapasitas kalori dalam kalorimeter diabaikan makaQreaksi = - (mc∆T)Keterangan m = massa zat (kg) c = kalor jenis (Jkg⁰C)∆t = perubahan suhu (Celcius)

Sementara itu persamaan reaksi yang mengikutsertakan perubahan entalpinya disebutpersamaan termokimia

H2 (g) + 12 O2 (g) mdashmdashgt H2O (l) ΔH = -286 kJ

Pada reaksi endoterm sistem menyerap energi Oleh karena itu entalpi sistem akan bertambah Artinya entalpi produk (Hp) lebih besar daripada entalpi pereaksi (Hr) Akibatnya perubahan entalpi merupakan selisih antara entalpi produk dengan entalpi pereaksi (Hp -Hr) bertanda positif Sehingga perubahan entalpi untuk reaksi endoterm dapat dinyatakan

ΔH = Hp- Hr gt 0

Reaksi eksoterm sistem membebaskan energi sehingga entalpi sistem akan berkurang artinya entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Sehingga p dapat dinyatakan sebagai berikut

ΔH = Hp- Hr lt 0

VII Hukum Hess

Pengukuran perubahan entalpi suatu reaksi kadangkala tidak dapat ditentukan langsung dengan kalorimeter misalnya penentuan perubahan entalpi pembentukan standar (DHf o )CO Reaksi pembakaran karbon tidak mungkin hanya menghasilkan gas CO saja tanpa disertai terbentuknya gas CO2 Jadi bila dilakukan pengukuran perubahan entalpi dari reaksi tersebut yang terukur tidak hanya reaksi pembentukan gas CO saja tetapi juga perubahan entalpi dari reaksi pembentukan gas CO2

Untuk mengatasi hal tersebut Henry Hess melakukan serangkaian percobaan dan menyimpulkan bahwa perubahan entalpi suatu reaksi merupakan fungsi keadaan

Artinya ldquo perubahan entalpi suatu reaksi hanya tergantung pada keadaan awal ( zat-zat pereaksi ) dan keadaan akhir ( zat-zat hasil reaksi ) dari suatu reaksi dan tidak tergantung pada jalannya reaksirdquo Pernyataan ini disebut Hukum Hess rumus yang dapat dipakai yaitu

ΔHreaksi = ΔH1 + ΔH2 +hellip

Menurut hukum Hess karena entalpi adalah fungsi keadaan perubahan entalpi dari suatu reaksi kimia adalah sama walaupun langkah-langkah yang digunakan untuk memperoleh produk berbeda Dengan kata lain hanya keadaan awal dan akhir yang berpengaruh terhadap perubahan entalpi bukan langkah-langkah yang dilakukan untuk mencapainya

Hal ini menyebabkan perubahan entalpi suatu reaksi dapat dihitung sekalipun tidak dapat diukur secara langsung Caranya adalah dengan melakukan operasi aritmatika pada beberapa persamaan reaksi yang perubahan entalpinya diketahui Persamaan-persamaan reaksi tersebut diatur sedemikian rupa sehingga penjumlahan semua persamaan akan menghasilkan reaksi yang kita inginkan Jika suatu persamaan reaksi

dikalikan (atau dibagi) dengan suatu angka perubahan entalpinya juga harus dikali (dibagi) Jika persamaan itu dibalik maka tanda perubahan entalpi harus dibalik pula (yaitu menjadi -ΔH) Berdasarkan Hukum Hess penentuan DH dapat dilakukan melalui 3 cara yaitu

1) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung melalui penjumlahan dari perubahan entalpi beberapa reaksi yang berhubungan

2) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung berdasarkan selisih entalpi pembentukan ( DHf o ) antara produk dan reaktan

3) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung berdasarkan data energi ikatan

Selain itu dengan menggunakan hukum Hess nilai ΔH juga dapat diketahui dengan pengurangan entalpi pembentukan produk-produk dikurangi entalpi pembentukan reaktan Secara matematis untuk reaksi-reaksi lainnya secara umum

Dengan mengetahui ΔHf (perubahan entalpi pembentukan) dari reaktan dan produknya dapat diramalkan perubahan entalpi reaksi apapun dengan rumus

ΔH=ΔHfP-ΔH fR

Perubahan entalpi suatu reaksi juga dapat diramalkan dari perubahan entalpi pembakaran reaktan dan produk dengan rumus

ΔH=-ΔHcP+ΔHcR

Konsep dari hukum Hess juga dapat diperluas untuk menghitung perubahan fungsi keadaan lainnya seperti entropi dan energi bebas Kedua aplikasi ini amat berguna karena besaran-besaran tersebut sulit atau tidak bisa diukur secara langsung sehingga perhitungan dengan hukum Hess digunakan sebagai salah satu cara menentukannya

Untuk perubahan entropi

middot ΔSo = Σ(ΔSfoproduk) - Σ(ΔSf

oreaktan)

middot ΔS = Σ(ΔSoproduk) - Σ(ΔSo

reaktan)

Untuk perubahan energi bebas

middot ΔGo = Σ(ΔGfoproduk) - Σ(ΔGf

oreaktan)

middot ΔG = Σ(ΔGoproduk) - Σ(ΔGo

reaktan)

VIII Penentuan ΔH Reaksi

Hukum Hess menyatakan bahwa perubahan entalpi tidak tergantung pada berapa banyak tahapan reaksi tetapi tergantung pada keadaan awal dan akhir Dengan kata lain untuk suatu reaksi keseluruhan tertentu perubahan entalpi selalu sama tak peduli apakah reaksi itu dilaksanakan secara langsung ataukah secara tak langsung dan lewat tahap-tahap yang berlainan

1 Penentuan ∆H Reaksi berdasarkan Eksperimen (Kalorimeter)

Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris merupakan penentuan yang didasarkan atau diukur dari perubahan suhu larutan dan kalorimeter dengan prinsip perpindahan kalor yaitu jumlah kalor yang diberikan sama dengan jumlah kalor yang diserap Kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi (tidak ada pertukaran materi maupun energi dengan lingkungan di luar kalorimeter) Dengan demikian semua kalor yang dibebaskan oleh reaksi yang terjadi dalam kalorimeter kita dapat menentukan jumlah kalor yang diserap oleh air serta perangkat kalorimeter berdasarkan rumus

qlarutan = m c ∆Tqkalorimeter = C ∆Tdimana q = jumlah kalorm = massa air (larutan) di dalam calorimeterc = kalor jenis air (larutan) di dalam calorimeterC = kapasitas kalor dari calorimeter∆T = kenaikan suhu larutan (kalorimeter)

Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka kalor reaksi sama dengan kalor yang diserap oleh larutan dan kalorimeter tetapi tandanya berbeda

Kalorimeter yang sering digunakan adalah kalorimeter bom Kalorimeter bom terdiri dari sebuah bom (wadah tempatberlangsungnya reaksi pembakaran biasanya terbuat dari berlangsungnya reaksi pembakaran biasanya terbuat dari bahan stainless steel) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah kedap panas Jadi kalor reaksi sama dengan

kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan

2 Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

Hukum Hess rdquo Kalor reaksi yang dilepas atau diserap hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhirrdquo Untuk mengubah zat A menjadi zat B (produk) diperlukan kalor reaksi sebesar ∆H Atau cara lain yaitu mengubah zat A menjadi zat B dengan kalor reaksi ∆H1 zat B diubah menjadi zat C dengan kalor reaksi ∆H2 dan zat C diubah menjadi zat D dengan kalor reaksi ∆H3 Sehingga harga perubahan entalpi adalah

∆Hreaksi = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3

Hal tersebut dapat dibuat siklus dan diagram tingkat energinya sebagaiberikut middot Siklus energi pembentukan zat D dari zat Amiddot Diagram tingkat energi pembentukan zat D dari zat A

Contoh Soal Diketahui data entalpi reaksi sebagai berikut Ca(s) + frac12 O2(g) rarr CaO(s) ∆H = - 6355 kJC(s) + O2(g) rarr CO2(g) ∆H = - 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(g) ∆H = - 12071 kJHitunglah perubahan entalpi reaksi CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s)

Penyelesaian CaO(s) rarr Ca(s) + frac12 O2(g) ∆H = + 6355 kJCO2(g) rarr C(s) + O2(g) ∆H = + 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 12071 kJ_________________________________________ _CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 1781 kJ

3 Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

Pembentukan Standar ( ∆Hof )

Cara lain perhitungan entalpi reaksi yaitu berdasarkan entalpi pembentukan standar( ∆Hof ) zat-zat yang ada pada reaksi tersebut

∆Hreaksi = sum∆Hof produk - sum∆Ho

f reaktan

TABEL ENTALPI PEMBENTUKAN BEBERAPA ZAT

Zat DHof ( kJmol ) Zat DHo

f ( kJmol )H2(g) 0 C2H4(g) + 525

O2(g) 0 CCl4(g) - 960C(s) 0 NH3(g) - 459H2O(g) - 2418 NO2(g) + 332H2O(l) - 2858 SO2(g) - 2968CO2(g) - 3935 HCl(g) - 923CO(g) -1105 NO(g) + 903

Contoh Soal Dari tabel entalpi pembentukan diatas tentukan

a ∆H reaksi pembakaran C2H4

b Tentukan jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran 56 g gas C2H4

c Reaksi pembakaran C2H4

a C2H4(g) + 3 O2(g)rarr2CO2(g) + 2H2O(l)

b ∆H reaksi = ∆Hof hasil reaksi - ∆Hof pereaksi

= ( 2 ∆Hof CO2 + 2 ∆Hof H2O ) ndash ( 1 ∆HofC2H4 + 3 ∆Hof O2)= ( 2 -3935 + 2 -2858 ) ndash ( 1 525 + 3 0 )= -787 ndash 5716 + 525= - 13061 kJmol

c Mr C2H4 = (2x12) + (4x1) = 28Mol C2H4 = 5628 = 2 mol∆H pembakaran 2 mol C2H4 = 2 mol x ( -13061 kJmol )

= -26122 kJ

Jadi pada pembakaran 56 gram gas C2H4 dibebaskan kalor sebesar = 26122 Kj

4 Penentuan ∆H Reaksi Dari Energi Ikatan

Reaksi kimia antarmolekul dapat dianggap berlangsung dalam 2 tahap yaitu

I Pemutusan ikatan pada pereaksi

II Pembentukan ikatan pada produk

Misalnya pada reaksi antara gas klorin dengan gas hidrogen membentuk gas hidrogen klorida dapat digambarkan sebagai berikut

Sesuai dengan hukum Hess ∆H reaksi total adalah ∆H tahap-I + ∆H tahap-II

∆H tahap-I = sum Energi ikatan pada pereaksi (yang putus)

∆H tahap-II = -sum Energi ikatan pada produk (yang terbentuk)

∆H reaksi = sum Energi ikatan pereaksi yang putus - sum Energi ikatan produk yang terbentuk

∆H reaksi = sum Eruas kiri - sum Eruas kanan

TABEL ENERGI IKATAN

Ikatan E (kJmol) Ikatan E (kJmol)H-H 436 O=O 498H-C 415 CequivN 891H-N 390 F-F 160C-C 345 Cl-Cl 243CequivC 837 H-Cl 432C-O 350 C=C 611C=O 741 I-I 150C-Cl 330 N=N 418O-H 450 C-F 485

Penyelesaian H ndash C ndash O-H +1 frac12 O=O rarr O=C=O +2H-O-H∆H reaksi = sumEpemutusan -sumEpembentukan

= (3Ec-H)+( 1EO-H) +(1EC-O)+ (1 frac12 EO=O) ndash (2EC=O) + (4EO-H)

= (3415)+(1460)+(1350)+1 frac12498) ndash(2741)+(4460)

= 2802-3322

= -520 kJmol

IX Energi Ikatan

Energi ikatan didefinisikan sebagai panas reaksi yang dihubungkan dengan pemecahan ikatan kimia dari molekul gas menjadi bagian-bagian gas Terkadang disebut juga entalpi ikatan nama yang sesungguhnya lebih tepat

Energi disosiasi ikatan (BE) dapat digunakan untuk menghitung panas reaksi yang dihubungkan dengan

ΔH0= - sum ni BEi + sum njBEj

dimana BE adalah energi ikatan per mol ikatan nj dan ni adalah jumlah mol ikatan yang pecah atau terbentuk dalam hal reaktan dan produk

Dalam hal yang sama data panas reaksi dapat juga digunakan untuk menghitung energi disosiasi ikatan dari setiap ikatan tertentu asal saja data lain dalam persamaan diketahui Satu hal yang harus diingat bahwa lingkungan sekeliling atom sangat mempengaruhi energy ikatan dari ikatan tertentu oleh karena itu harga yang diperoleh dari persamaan adalah harga rata-rata atau harga kira-kira

Walaupun energi ikatan adalah untuk molekul dalam fase gas tetapi harga kira-kira panas reaksi dapat dihitung dari fase terkondensasi dapat dikoreksi jika panas penguapan panas sublimasi dan lain-lain dapat diikutsertakan

Suatu reaksi yang DHndashnya ditentukan dengan menggunakan energi ikatan maka atom-atom yang terlibat dalam reaksi harus berwujud gas

Berdasarkan jenis dan letak atom terhadap atom-atom lain dalam molekulnya dikenal 3 jenis energi ikatan yaitu

a Energi Atomisasi

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan semua ikatan 1 mol molekul menjadi atom-atom bebas dalam keadaan gas

Energi atomisasi = jumlah seluruh ikatan atom-atom dalam 1 mol senyawa

b Energi Disosiasi Ikatan

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan salah 1 ikatan yang terdapat pada suatu molekul atau senyawa dalam keadaan gas

c Energi Ikatan Rata-Rata

Adalah energi rerata yang diperlukan untuk memutuskan ikatan atom-atom pada suatu senyawa ( notasinya = D ) Energi ikatan suatu molekul yang berwujud gas dapat ditentukan dari data entalpi pembentukan standar (DHf ) dan energi ikat unsur-unsurnya Prosesnya melalui 2 tahap yaitu

o Penguraian senyawa menjadi unsur-unsurnya

o Pengubahan unsur menjadi atom gas

Reaksi kimia pada dasarnya terdiri dari 2 proses

o Pemutusan ikatan pada pereaksi

o Pembentukan ikatan pada produk reaksi

Pada proses pemutusan ikatan = memerlukan energi

Pada proses pembentukan ikatan = membebaskan energi

1 Jenis-Jenis Kalor

Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan Energi kinetik ditimbulkan karena atomndashatom dan molekul-molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Sedangkan kalor adalah bentuk energi yang berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah Jika suatu benda menerima melepaskan kalor maka suhu benda itu akan naikturun atau wujud benda berubah

2 Kalor Pembentukan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembentukan 1 mol senyawa dariunsur-unsurnya pada suhu dan tekanan standar ( 25 oC 1 atm ) Entalpinya bisadilepaskan maupun diserap Satuannya adalah kJ mol Bentuk standar dari suatu unsur adalah bentuk yang paling stabil dari unsur itu pada keadaan standar ( 298 K 1 atm ) Jika perubahan entalpi pembentukan tidak diukur pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHf

Catatan

o DHf unsur bebas = nol

o Dalam entalpi pembentukan jumlah zat yang dihasilkan adalah 1 mol

o Dibentuk dari unsur-unsurnya dalam bentuk standar

3 Kalor Penguraian Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHd Satuannya = kJ mol Perubahan entalpi penguraian standar merupakan kebalikan dari perubahan entalpi pembentukan standar maka nilainya pun akan berlawanan tanda

Menurut Marquis de Laplace ldquo jumlah kalor yang dilepaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsur penyusunnya = jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsur penyusunnya ldquo Pernyataan ini disebut Hukum Laplace

4 Kalor Pembakaran Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembakaran 1 mol suatu zat secara sempurna pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHc Satuannya = kJ mol

5 Kalor Netralisasi Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHn Satuannya = kJ mol

6 Kalor Penguapan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran

tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHvap Satuannya = kJ mol

7 Kalor Peleburan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pencairan peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHfus Satuannya = kJ mol

8 Kalor Sublimasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsub Satuannya = kJ mol

9 Pelarutan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi ketika 1 mol zat melarut dalam suatu pelarut ( umumnya air ) pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsol Satuannya = kJ mol

BAB III

PENUTUP

I Kesimpulan

Singkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup termodinamika I kalor reaksi kerja entalpi kalorimeter hukum Hess penentuan DH reaksi energi ikatan dan jenis-jenis kalor merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Berdasarkan pembahasan yang tinjauan pustaka yang kami susun dalam makalah ini maka kami dapat menyimpulkan sebagai berikut

1 Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan

2 Berdasarkan perubahan entalpinya reaksi kimia dibedakan menjadi dua yaitu

a Reaksi Eksoterm dan

b Reaksi Endoterm

3 Sistem merupakan Pusat fokus perhatian yang diamati dalam suatu percobaanLingkungan merupakan hal-hal diluar sistem yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan Sistem dibedakan menjadi 3 macam

2 Sistem Terbuka

3 Sistem Tertutup

3 Sistem terisolasi

4 Dalam persamaan termokimia nilai DH yang dituliskan di persamaan termokimia disesuaikan dengan stoikiometri reaksinya artinya = jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi kimia = koefisien reaksinya ( fase reaktan maupun produk reaksinya harus dituliskan)

5 Ada beberapa jenis dalam menentukan Harga Perubahan Entalpi ∆H yaitu

a Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

b Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

c Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris

BAB IPENDAHULUAN

A Latar Belakang Masalah

Termokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energi panas dan energi kimia Sedangkan energi kimia didefinisikan sebagai energi yang dikandung setiap unsur atau senyawa Energi kimia yang terkandung dalam suatu zat adalah semacam energi potensial zat tersebut Energi potensial kimia yang terkandung dalam suatu zat disebut panas dalam atau entalpi dan dinyatakan dengan simbol H Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi Perubahan entalpi reaksi diberi simbol HΔ

Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika disebut termokimia Secara operasional termokimia berkaitan dengan pengukuran dan pernafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia perubahan keadaan dan pembentukan larutan

Termokimia merupakan pengetahuan dasar yang perlu diberikan atau yang dapat diperoleh dari reaksi-reaksi kimia tetapi juga perlu sebagai pengetahuan dasar untuk pengkajian teori ikatan kimia dan struktur kimia Fokus bahasan dalam termokimia adalah tentang jumlah kalor yang dapat dihasilkan oleh sejumlah tertentu pereaksi serta cara pengukuran kalor reaksi

Termokimia merupakan penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi kimia

Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan

Dengan kajian-kajian yang dilakukan mengenai pengaplikasian termokimia dalam kehidupan sehari-hari Dan untuk menguraikan permasalahan tersebut lebih detail lagi penulis mencoba membuat makalah yang isinya membahas tentang ldquoAplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-harirdquo

B Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dibiatkannya makalah ini adalah sebagai berikut

1) Dapat menjelaskan manfaat termokimia2) Mengetahui proses termokimia dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari3) Memahami materi-materi yang terkait dengan termokimia4) Memahami tentang termokimia lebih mendalam

C Manfaat Penulisan

Penulisan makalah ini memiliki manfaat sebagai berikut

1) Manfaat UmumMakalah hasil pengkajian penulis ini dapat menunjang materi pembelajaran

dan dapat dijadikan bahan baku referensi pembelajaran2) Manfaat Khusus

Penulis dapat menambah wawasan dan pengetahuan penulis serta dapat melatih penulis untuk memiliki rasa ingin tahu yang tinggi dan lebih telaten dalam mencari dan mengumpulkan sumber dan informasi selama melakukan pengkajian

3) Manfaat untuk penulis yang akan datingMakalah hasil pengkajian sebelumnya dapat dijadikan bahan referensi

sumber untuk pembuatan makalah selanjutnya dan dapat memberi gambaran dalam pengkajian yang akan dilakukannya

BAB IIISI

A Manfaat Termokimia

Manfaat positif dari termokimia yaitu

a) Dapat mempelajari suatu bentuk energi yang dibutuhkan oleh manusia untuk bergerak dalam bentuk energi kinetik dan tambahan-tambahan dalam melakukan proses fotosintesis yang membutuhkan eergi dari sinar matahari

b) Dapat mempelajari suatu sistem atau bagian alam semasta yang menjadi objek penelitian serta lingkungan atau bagian alam semesta yang berinteraksi dengan satu sistem

B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari1 Gas Elpiji

Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara

C4H10 + Udara ndashgt CO2 + H20 + N2Untuk mempermudah udara sepenuhnya bergantung dari oksigenC4H10 + (132)O2 ndashgt 4CO2 + 5H2O

Untuk reaksi sempurna dengan udaraC4H10 + (O2 + 376 N2) ndashgt CO2 + H20 + 376N2PenyetaraanC4H10 + 132(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)376N2

Reaksi juga bisa melibatkan bentuk tidak sempurna misal memerlukan 200 udaraC4H10 + 13(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)O2 + (132)376N2

Pembakaran ini pun bisa melibatkan beberapa fraksi karena elpiji biasanya tidak murni hanya bahan bakar butana

2 ThermometerTermometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur suhuCara kerja thermometerKetika temperature naik cairan dibola tabung mengembang lebih banyak daripada gelas yang menutupinya Hasilnya benang cairan yang tipis dipaksa ke atas secara kapiler Sebaliknya ketika temperature turun cairan mengerut dan cairan yang tipis ditabung bergerak kembali turun Gerakan ujung cairan tipis yang dinamakan meniscus dibaca terhadap skala yang menunjukkan temperatureZat untuk thermometer haruslah zat cair dengan sifat termometrik artinya mengalami perubahan fisis pada saat dipanaskan atau didinginkan misalnya raksa dan alkohol Zat cai tersebut memiliki dua titik tetap (fixed points) yaitu titik tertinggi dan titik terendah Misalnya titik didih air dan titik lebur es untuk suhu yang tidak terlalu tinggi Setelah itu pembagian dilakukan diantara kedua titik tetap menjadi bagian-bagian yang sama besar misalnya thermometer skala celcius dengan 100 bagian yang setiap bagiannya sebesar 1C

3 Pembakaran Batu BaraBatubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi

CaCO3(s) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + CO2(g)

Ca(OH)2(aq) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + H2O( 1048641)Namun biaya operasional desulfurisasi dan pembuangan deposit padatan kembali menjadi masalah baru Untuk meningkatkan nilai dari batubara dan menghilangkan pencemar SO2 dilakukan rekayasa batubara seperti gasifikasi dan reaksi karbon-uap Pada gasifikasi molekul-molekul besar dalam batubara dipecah melalui pemanasan pada suhu tinggi (600degC ndash 800degC) sehingga dihasilkan bahan bakar berupa gas Reaksinya adalah sebagai berikutBatubara(s) batubara cair (mudah menguap) CH4(g) + C(s)Arang yang terbentuk direaksikan dengan uap air menghasilkan campuran gas CO dan H2 yang disebut gas sintetik ReaksinyaC(s) + H2O() CO(g) + H2(g) ΔH = 175 kJ molndash1Untuk meningkatkan nilai gas sintetik gas CO diubah menjadi bahan bakar lain Misalnya gas CO direaksikan dengan uap air menjadi CO2 dan H2 ReaksinyaCO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH = ndash41 kJ molndash1Gas CO2 yang dihasilkan selanjutnya dipisahkan Campuran gas COdan H2 yang telah diperkaya akan bereaksi membentuk metana dan uapair Reaksinya

CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1

Setelah H2O diuapkan akan diperoleh CH4 yang disebut gas alam sintetik Dengan demikian batubara dapat diubah menjadi metana melalui proses pemisahan batubara cair

C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Berdasarkan perpindahan energinya atau perubahan entalpinya ada dua jenis reaksi

1) Reaksi eksoterm yaitu reaksi yang membebaskan kalor kalor mengalir dari sistem ke lingkungan (terjadi penurunan entalpi) entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Pada reaksi eksoterm umumnya suhu sistem menjadi naik adanya kenaikan suhu inilah yang menyebabkan sistem melepas kalor ke lingkunganReaksi eksoterm DH = HP - HR lt 0 atau DH = (-)

2) Reaksi Endoterm yaitu reaksi yang memerlukan kalor kalor mengalir dari lingkungan ke sistem (terjadi kenaikan entalpi) entalpi produk lebih besar daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda positif Pada reaksi endoterm umumnya suhu sistem terjadi penurunan adanya penurunan suhu inilah yang menyebabkan sistem menyerap kalor dari lingkungan

Reaksi endoterm DH = HP - HR gt 0 atau DH = (+)

D Hukum Dalam Termokimia

Dalam mempelajari reaksi kimia dan energi kita perlu memahami hukum-hukum yang mendasari tentang perubahan dan energi

a Hukum kekekalan energyDalam perubahan kimia atau fisika energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentu lainnya Hukum ini merupakan hukum termodinamika pertama dan menjadi dasar pengembangan hukum tentang energi selanjutnya seperti konversi energi

b Hukum LaplaceHukum ini diajukan oleh Marquis de Laplace dan dia menyatakan bahwa jumlah kalor yang dilepaskan dalam pembentukan sebuah senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menguraikan senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnyaPanjabaran dari hukum ini untuk entalphi reaksi H dan kalor reaksiΔC + O2 rarr CO2 H = -94 KkalΔCO2 rarr C + O2 H = +94 KkalΔSedangkan untuk kalor reaksiC + O2 rarr CO2 -94 KkalCO2 rarr C + O2 +94 KkalUntuk reaksi pertama unsur C bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan karbondioksida dan kalor sebesar 94 Kkal Sedangkan reaksi kedua karbondioksida terurai menjadi unsur C dan gas oksigen dengan membutuhkan kalor sebesar 94 KkalDari sisi tanda tampak jelas perbedaan antara entalphi reaksi dengan kalor reaksi jika entalphi bernilai positif maka kalor reaksi bernilai negatif demikian pula sebaliknya jika entalphi negatif maka kalor reaksi positif

c Hukum HessHukum ini diajukan oleh Germain Hess dia menyatakan bahwa entalphi reaksi ( H)Δ hanya tergantung pada keadaan awal reaksi dan hasil reaksi dan tidak bergantung pada jalannya reaksi

Jika suatu reaksi merupakan penjumlahan aljabar dari dua atau lebih reaksi maka perubahan entalphi ( H) atau kalor reaksinya juga merupakan penjumlahanΔ aljabar dari ( H) yang menyertai reaksi Untuk lebih mudah memahaminya kitaΔ perhatikan Bagan 1017

Berdasarkan persamaan reaksi gas karbon dioksida dapat terbentuk melalui dua tahap yang pertama pembentukan karbonmonoksida dari unsur-unsurnya dan dilanjutkan dengan oksidasi dari karbonmonoksida menjadi karbondioksida

Penjumlahan aljabar HΔ reaksi dari setiap tahap reaksi juga dilakukan sesuai dengan tahap reaksi maka HΔ reaksi dari pembentukan gas Karbon dioksida juga dapat dilakukanBerdasarkan berbagai jenis reaksi maka kita juga dapat mengembangkan jenis kalor reaksi atau H yang disesuaikan dengan jenis reaksinya ada empat jenis kalor reaksiΔ yaitu kalor reaksi pembentukan penguraian pembakaran dan pelarutan Keempat klasifikasi tersebut disederhanakan dalam bagan pada Bagan 1018

E Energi IkatanPada dasarnya reaksi kimia terdiri dari dua proses yaitu pemutusan ikatan

antar atom-atom dari senyawa yang bereaksi (proses yang memerlukan energi) dan penggabungan ikatan kembali dari atom-atom yang terlibat reaksi sehingga membentuk susunan baru (proses yang membebaskan energi)

Perubahan entalpi reaksi dapat dihitung dengan menggunakan data energi ikatan Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan oleh satu molekul gas menjadi atom-atom dalam keadaan gas Harga energi ikatan selalu positif dengan satuan kJ atau kkal serta diukur pada kondisi zat-zat berwujud gas

Entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga energi ikatan rata-rata sering berbeda dari entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga entalpi pembentukan standar Perbedaan ini terjadi karena energi ikatan yang terdapat dalam suatu tabel adalah energi ikatan rata-rata Energi ikatan C ndash H dalam contoh di atas bukan ikatan C ndash H dalam CH4 melainkan energi ikatan rata-rata C ndash H CH4(g) CH3(g) + H(g) H = +424 kJmolCH3(g) CH2(g) + H(g) H = +480 kJmolCH2(g) CH(g) + H(g) H = +425 kJmolCH(g) C(g) + H(g) H = +335 kJmolJadi energi ikatan rata-rata dari ikatan C ndash H adalah 416 kJmol Sedangkan energiikatan C ndash H yang dipakai di atas adalah +413 kJmol

Bahan Bakar dan Perubahan Entalpi Reaksi pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen Biasanya reaksi semacam ini digunakan untuk menghasilkan energi Bahan bakar adalah merupakan suatu senyawa yang bila dilakukan pembakaran terhadapnya dihasilkan kalor yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan

Jenis bahan bakar yang banyak kita kenal adalah bahan bakar fosil Bahan bakar fosil berasal dari pelapukan sisa organisme baik tumbuhan maupun hewan yang memerlukan waktu ribuan sampai jutaan tahun contohnya minyak bumi dan batu bara

Namun selain bahan bakar fosil dewasa ini telah dikembangkan pula bahan bakar jenis lain misalnya alkohol dan hidrogen Hidrogen cair dengan oksigen cair bersama-sama telah digunakan pada pesawat ulang-alik sebagai bahan bakar roket

pendorongnya Pembakaran hidrogen tidak memberi dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air

Matahari adalah umber energi terbesar di bumi tetapi penggunaan energi surya belum komersial Dewasa ini penggunaan energi surya yang komersial adalah untuk pemanas air rumah tangga (solar water heater) Nilai kalor dari bahan bakar umumnya dinyatakan dalam satuan kJgram yang menyatakan berapa kJ kalor yang dapat dihasilkan dari pembakaran 1 gram bahan bakar tersebut Contoh nilai kalor bahan bakar bensin adalah 48 kJg artinya setiap pembakaran sempurna 1 gram bensin akan dihasilkan kalor sebesar 48 kJ Pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan atau dalam industri umumnya tidak terbakar sempurna Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon (bahan bakar fosil) membentuk karbon dioksida dan uap air

Sedangkan pembakaran tidak sempurnanya menghasilkan karbon monoksida dan uap air Pembakaran tak sempurna mengurangi efisiensi bahan bakar kalor yang dihasilkan akan lebih sedikit dibandingkan apabila zat itu terbakar sempurna Kerugian lainnya adalah dihasilkannya gas karbon monoksida (CO) yang bersifat racun

BAB IIIPENUTUP

A KesimpulanSingkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar

yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup Reaksi endoterm Hukum dalam termokimia Energi ikatan dan arah proses merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Didalam termokimia ada istilah sistem dan lingkungan Sistem yang dimaksud adalah bagian dari alam yang dipelajari atau yang manjadi pokok perhatian dalam termokimia yang dipelajari yaitu perubahan energinya Sedangkan lingkungan yang dimaksud adalah segala sesuatu di luar sistem dengan apa sistem melakukan dan mengadakan pertukaran energi Energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha Energi hanya dapat diubah bentuknya dari bentuk yang satu dengan yang lainnya Misalnya pada pembangkit tenaga uap perubahan energi dimulai dari energi panas yang terbentuk di

boiler berubah menjadi energi mekanik pada turbin dan energi mekanik diubah menjadi energi listrik pada generator

TUGAS PENDAHULUAN (TERMOKIMIA)

1 Apa yang dimaksud dengan kalor kalorimeter dan kalorimetri 2 Sebutkan dan Jelaskan fungsi setiap alat dan bahan dalam percobaan termokimia 3 Gambarkan rangkaian alat kalorimeter smenarik mungkin dan berikan keterangan 4 Tuliskan hukum termodinamika dan jelaskan hubungannya antara rekasi eksoterm dan reaksi

endoterm 5 Perhitungkan secara teoritis (data setiap parameter yang anda cari direferensi) kalor reaksi

penetralan HCl dan NaOH 6

Nb Margin 4 3 3 3Sampul Pink Tulis TanganSiapkan MSDS dan Bagan Kerja (Print)

• Termokimia
• BAB I PENDAHULUAN
• • A Latar Belakang Masalah
  • Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan
  • B Tujuan Penulisan
  • C Manfaat Penulisan
  • • BAB II ISI
    • • A Manfaat Termokimia
      • • B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari
        • 1 Gas Elpiji
        • Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara
        • 3 Pembakaran Batu Bara
        • Batubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi
        • CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1
        • C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

kalor dan diserap oleh air dan bom Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka

Jumlah kalor yang diserap oleh air dapat dihitung dengan rumus

qair = m x c x DT

dengan

m = massa air dalam kalorimeter ( g )

c = kalor jenis air dalam kalorimeter (J goC ) atau ( J g K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Jumlah kalor yang diserap oleh bom dapat dihitung dengan rumus

qbom = Cbom x DT

dengan

Cbom = kapasitas kalor bom ( J oC ) atau ( J K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Reaksi yang berlangsung pada kalorimeter bom berlangsung pada volume tetap (DV = nol ) Oleh karena itu perubahan kalor yang terjadi di dalam sistem = perubahan energi dalamnya

DE = q + w dimana w = - P DV ( jika DV = nol maka w = nol )

maka DE = qv

Kalorimeter makanan adalah alat untuk menentukan nilai kalor zat makanankarbohidrat protein atau lemak Alat ini terdiri dari sebuah tabung kaca yang tingginya kurang lebih 19 cm dan garis menengahnya kurang lebih 75 cm Bagian dasarnya melengkung ke atas membentuk sebuah penyungkup Penyungkup ini disumbat dengan sebuah sumbat karet yang yang berlubang di bagian tengah Bagian atas tabung kaca ini ditutup dengan lempeng ebonit yang bundar Di dalam tabung kaca itu terdapat sebuah pengaduk yang tangkainya menembus tutup ebonit juga terdapat sebuah pipa spiraldari tembaga Ujung bawah pipa spiral itu

menembus lubang sumbat karet pada penyungkup dan ujung atasnya menembus tutup ebonit bagian tengah Pada tutup ebonit itu masih terdapat lagi sebuah lubang tempat untuk memasukkan sebuah termometer ke dalam tabung kaca Tabung kaca itu diletakkan di atas sebuah kepingasbes dan ditahan oleh 3 buah keping Keping itu berbentuk bujur sangkar yang sisinya kurang lebih 95 cm Di bawah keping asbes itu terdapat kabel listrik yang akan dihubungkan dengan sumber listrik bila digunakan Di atas keping asbes itu terdapat sebuah cawan aluminium Di atas cawan itu tergantung sebuah kawat nikelin yang berhubungan dengan kabel listrik di bawah keping asbes Kawat nikelin itulah yang akan menyalakan makanan dalam cawan bila berpijar oleh arus listrik Dekat cawan terdapat pipa logam untuk mengalirkan oksigen

2 Kalorimeter Sederhana

Pengukuran kalor reaksi selain kalor reaksi pembakaran dapat dilakukan dengan menggunakan kalorimeter pada tekanan tetap yaitu dengan kalorimeter sederhana yang dibuat dari gelas stirofoam Kalorimeter ini biasanya dipakai untuk mengukur kalor reaksi yang reaksinya berlangsung dalam fase larutan ( misalnya reaksi netralisasi asam ndash basa netralisasi pelarutan dan pengendapan )

Pada kalorimeter ini kalor reaksi = jumlah kalor yang diserap dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan

qreaksi = - (qlarutan + qkalorimeter )

qkalorimeter = Ckalorimeter x DT

dengan

Ckalorimeter = kapasitas kalor kalorimeter ( J oC ) atau ( J K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Jika harga kapasitas kalor kalorimeter sangat kecil maka dapat diabaikan sehingga perubahan kalor dapat dianggap hanya berakibat pada kenaikan suhu larutan dalam kalorimeter

qreaksi = - qlarutan qlarutan = m x c x DT

dengan m = massa larutan dalam kalorimeter ( g )c = kalor jenis larutan dalam kalorimeter (J goC ) atau ( J g K )DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Pada kalorimeter ini reaksi berlangsung pada tekanan tetap (DP = nol ) sehingga perubahan kalor yang terjadi dalam sistem = perubahan entalpinya

DH = qp

Kalorimeter larutan adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kaloryang terlibat pada reaksi kimia dalam sistem larutan Pada dasarnya kalor yang dibebaskandiserap menyebabkan perubahan suhu pada kalorimeter Berdasarkan perubahan suhu per kuantitas pereaksi kemudian dihitung kalor reaksi dari reaksi sistem larutan tersebut Kini kalorimeter larutan dengan ketelitian cukup tinggi dapat diperoleh dipasaran

Dalam menentukan entalpi berlaku persamaanQreaksi = - (Qlarutan + Q kalorimeter )Q reaksi = - (mc∆T + c∆T)Jika kapasitas kalori dalam kalorimeter diabaikan makaQreaksi = - (mc∆T)Keterangan m = massa zat (kg) c = kalor jenis (Jkg⁰C)∆t = perubahan suhu (Celcius)

Sementara itu persamaan reaksi yang mengikutsertakan perubahan entalpinya disebutpersamaan termokimia

H2 (g) + 12 O2 (g) mdashmdashgt H2O (l) ΔH = -286 kJ

Pada reaksi endoterm sistem menyerap energi Oleh karena itu entalpi sistem akan bertambah Artinya entalpi produk (Hp) lebih besar daripada entalpi pereaksi (Hr) Akibatnya perubahan entalpi merupakan selisih antara entalpi produk dengan entalpi pereaksi (Hp -Hr) bertanda positif Sehingga perubahan entalpi untuk reaksi endoterm dapat dinyatakan

ΔH = Hp- Hr gt 0

Reaksi eksoterm sistem membebaskan energi sehingga entalpi sistem akan berkurang artinya entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Sehingga p dapat dinyatakan sebagai berikut

ΔH = Hp- Hr lt 0

VII Hukum Hess

Pengukuran perubahan entalpi suatu reaksi kadangkala tidak dapat ditentukan langsung dengan kalorimeter misalnya penentuan perubahan entalpi pembentukan standar (DHf o )CO Reaksi pembakaran karbon tidak mungkin hanya menghasilkan gas CO saja tanpa disertai terbentuknya gas CO2 Jadi bila dilakukan pengukuran perubahan entalpi dari reaksi tersebut yang terukur tidak hanya reaksi pembentukan gas CO saja tetapi juga perubahan entalpi dari reaksi pembentukan gas CO2

Untuk mengatasi hal tersebut Henry Hess melakukan serangkaian percobaan dan menyimpulkan bahwa perubahan entalpi suatu reaksi merupakan fungsi keadaan

Artinya ldquo perubahan entalpi suatu reaksi hanya tergantung pada keadaan awal ( zat-zat pereaksi ) dan keadaan akhir ( zat-zat hasil reaksi ) dari suatu reaksi dan tidak tergantung pada jalannya reaksirdquo Pernyataan ini disebut Hukum Hess rumus yang dapat dipakai yaitu

ΔHreaksi = ΔH1 + ΔH2 +hellip

Menurut hukum Hess karena entalpi adalah fungsi keadaan perubahan entalpi dari suatu reaksi kimia adalah sama walaupun langkah-langkah yang digunakan untuk memperoleh produk berbeda Dengan kata lain hanya keadaan awal dan akhir yang berpengaruh terhadap perubahan entalpi bukan langkah-langkah yang dilakukan untuk mencapainya

Hal ini menyebabkan perubahan entalpi suatu reaksi dapat dihitung sekalipun tidak dapat diukur secara langsung Caranya adalah dengan melakukan operasi aritmatika pada beberapa persamaan reaksi yang perubahan entalpinya diketahui Persamaan-persamaan reaksi tersebut diatur sedemikian rupa sehingga penjumlahan semua persamaan akan menghasilkan reaksi yang kita inginkan Jika suatu persamaan reaksi

dikalikan (atau dibagi) dengan suatu angka perubahan entalpinya juga harus dikali (dibagi) Jika persamaan itu dibalik maka tanda perubahan entalpi harus dibalik pula (yaitu menjadi -ΔH) Berdasarkan Hukum Hess penentuan DH dapat dilakukan melalui 3 cara yaitu

1) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung melalui penjumlahan dari perubahan entalpi beberapa reaksi yang berhubungan

2) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung berdasarkan selisih entalpi pembentukan ( DHf o ) antara produk dan reaktan

3) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung berdasarkan data energi ikatan

Selain itu dengan menggunakan hukum Hess nilai ΔH juga dapat diketahui dengan pengurangan entalpi pembentukan produk-produk dikurangi entalpi pembentukan reaktan Secara matematis untuk reaksi-reaksi lainnya secara umum

Dengan mengetahui ΔHf (perubahan entalpi pembentukan) dari reaktan dan produknya dapat diramalkan perubahan entalpi reaksi apapun dengan rumus

ΔH=ΔHfP-ΔH fR

Perubahan entalpi suatu reaksi juga dapat diramalkan dari perubahan entalpi pembakaran reaktan dan produk dengan rumus

ΔH=-ΔHcP+ΔHcR

Konsep dari hukum Hess juga dapat diperluas untuk menghitung perubahan fungsi keadaan lainnya seperti entropi dan energi bebas Kedua aplikasi ini amat berguna karena besaran-besaran tersebut sulit atau tidak bisa diukur secara langsung sehingga perhitungan dengan hukum Hess digunakan sebagai salah satu cara menentukannya

Untuk perubahan entropi

middot ΔSo = Σ(ΔSfoproduk) - Σ(ΔSf

oreaktan)

middot ΔS = Σ(ΔSoproduk) - Σ(ΔSo

reaktan)

Untuk perubahan energi bebas

middot ΔGo = Σ(ΔGfoproduk) - Σ(ΔGf

oreaktan)

middot ΔG = Σ(ΔGoproduk) - Σ(ΔGo

reaktan)

VIII Penentuan ΔH Reaksi

Hukum Hess menyatakan bahwa perubahan entalpi tidak tergantung pada berapa banyak tahapan reaksi tetapi tergantung pada keadaan awal dan akhir Dengan kata lain untuk suatu reaksi keseluruhan tertentu perubahan entalpi selalu sama tak peduli apakah reaksi itu dilaksanakan secara langsung ataukah secara tak langsung dan lewat tahap-tahap yang berlainan

1 Penentuan ∆H Reaksi berdasarkan Eksperimen (Kalorimeter)

Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris merupakan penentuan yang didasarkan atau diukur dari perubahan suhu larutan dan kalorimeter dengan prinsip perpindahan kalor yaitu jumlah kalor yang diberikan sama dengan jumlah kalor yang diserap Kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi (tidak ada pertukaran materi maupun energi dengan lingkungan di luar kalorimeter) Dengan demikian semua kalor yang dibebaskan oleh reaksi yang terjadi dalam kalorimeter kita dapat menentukan jumlah kalor yang diserap oleh air serta perangkat kalorimeter berdasarkan rumus

qlarutan = m c ∆Tqkalorimeter = C ∆Tdimana q = jumlah kalorm = massa air (larutan) di dalam calorimeterc = kalor jenis air (larutan) di dalam calorimeterC = kapasitas kalor dari calorimeter∆T = kenaikan suhu larutan (kalorimeter)

Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka kalor reaksi sama dengan kalor yang diserap oleh larutan dan kalorimeter tetapi tandanya berbeda

Kalorimeter yang sering digunakan adalah kalorimeter bom Kalorimeter bom terdiri dari sebuah bom (wadah tempatberlangsungnya reaksi pembakaran biasanya terbuat dari berlangsungnya reaksi pembakaran biasanya terbuat dari bahan stainless steel) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah kedap panas Jadi kalor reaksi sama dengan

kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan

2 Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

Hukum Hess rdquo Kalor reaksi yang dilepas atau diserap hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhirrdquo Untuk mengubah zat A menjadi zat B (produk) diperlukan kalor reaksi sebesar ∆H Atau cara lain yaitu mengubah zat A menjadi zat B dengan kalor reaksi ∆H1 zat B diubah menjadi zat C dengan kalor reaksi ∆H2 dan zat C diubah menjadi zat D dengan kalor reaksi ∆H3 Sehingga harga perubahan entalpi adalah

∆Hreaksi = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3

Hal tersebut dapat dibuat siklus dan diagram tingkat energinya sebagaiberikut middot Siklus energi pembentukan zat D dari zat Amiddot Diagram tingkat energi pembentukan zat D dari zat A

Contoh Soal Diketahui data entalpi reaksi sebagai berikut Ca(s) + frac12 O2(g) rarr CaO(s) ∆H = - 6355 kJC(s) + O2(g) rarr CO2(g) ∆H = - 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(g) ∆H = - 12071 kJHitunglah perubahan entalpi reaksi CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s)

Penyelesaian CaO(s) rarr Ca(s) + frac12 O2(g) ∆H = + 6355 kJCO2(g) rarr C(s) + O2(g) ∆H = + 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 12071 kJ_________________________________________ _CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 1781 kJ

3 Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

Pembentukan Standar ( ∆Hof )

Cara lain perhitungan entalpi reaksi yaitu berdasarkan entalpi pembentukan standar( ∆Hof ) zat-zat yang ada pada reaksi tersebut

∆Hreaksi = sum∆Hof produk - sum∆Ho

f reaktan

TABEL ENTALPI PEMBENTUKAN BEBERAPA ZAT

Zat DHof ( kJmol ) Zat DHo

f ( kJmol )H2(g) 0 C2H4(g) + 525

O2(g) 0 CCl4(g) - 960C(s) 0 NH3(g) - 459H2O(g) - 2418 NO2(g) + 332H2O(l) - 2858 SO2(g) - 2968CO2(g) - 3935 HCl(g) - 923CO(g) -1105 NO(g) + 903

Contoh Soal Dari tabel entalpi pembentukan diatas tentukan

a ∆H reaksi pembakaran C2H4

b Tentukan jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran 56 g gas C2H4

c Reaksi pembakaran C2H4

a C2H4(g) + 3 O2(g)rarr2CO2(g) + 2H2O(l)

b ∆H reaksi = ∆Hof hasil reaksi - ∆Hof pereaksi

= ( 2 ∆Hof CO2 + 2 ∆Hof H2O ) ndash ( 1 ∆HofC2H4 + 3 ∆Hof O2)= ( 2 -3935 + 2 -2858 ) ndash ( 1 525 + 3 0 )= -787 ndash 5716 + 525= - 13061 kJmol

c Mr C2H4 = (2x12) + (4x1) = 28Mol C2H4 = 5628 = 2 mol∆H pembakaran 2 mol C2H4 = 2 mol x ( -13061 kJmol )

= -26122 kJ

Jadi pada pembakaran 56 gram gas C2H4 dibebaskan kalor sebesar = 26122 Kj

4 Penentuan ∆H Reaksi Dari Energi Ikatan

Reaksi kimia antarmolekul dapat dianggap berlangsung dalam 2 tahap yaitu

I Pemutusan ikatan pada pereaksi

II Pembentukan ikatan pada produk

Misalnya pada reaksi antara gas klorin dengan gas hidrogen membentuk gas hidrogen klorida dapat digambarkan sebagai berikut

Sesuai dengan hukum Hess ∆H reaksi total adalah ∆H tahap-I + ∆H tahap-II

∆H tahap-I = sum Energi ikatan pada pereaksi (yang putus)

∆H tahap-II = -sum Energi ikatan pada produk (yang terbentuk)

∆H reaksi = sum Energi ikatan pereaksi yang putus - sum Energi ikatan produk yang terbentuk

∆H reaksi = sum Eruas kiri - sum Eruas kanan

TABEL ENERGI IKATAN

Ikatan E (kJmol) Ikatan E (kJmol)H-H 436 O=O 498H-C 415 CequivN 891H-N 390 F-F 160C-C 345 Cl-Cl 243CequivC 837 H-Cl 432C-O 350 C=C 611C=O 741 I-I 150C-Cl 330 N=N 418O-H 450 C-F 485

Penyelesaian H ndash C ndash O-H +1 frac12 O=O rarr O=C=O +2H-O-H∆H reaksi = sumEpemutusan -sumEpembentukan

= (3Ec-H)+( 1EO-H) +(1EC-O)+ (1 frac12 EO=O) ndash (2EC=O) + (4EO-H)

= (3415)+(1460)+(1350)+1 frac12498) ndash(2741)+(4460)

= 2802-3322

= -520 kJmol

IX Energi Ikatan

Energi ikatan didefinisikan sebagai panas reaksi yang dihubungkan dengan pemecahan ikatan kimia dari molekul gas menjadi bagian-bagian gas Terkadang disebut juga entalpi ikatan nama yang sesungguhnya lebih tepat

Energi disosiasi ikatan (BE) dapat digunakan untuk menghitung panas reaksi yang dihubungkan dengan

ΔH0= - sum ni BEi + sum njBEj

dimana BE adalah energi ikatan per mol ikatan nj dan ni adalah jumlah mol ikatan yang pecah atau terbentuk dalam hal reaktan dan produk

Dalam hal yang sama data panas reaksi dapat juga digunakan untuk menghitung energi disosiasi ikatan dari setiap ikatan tertentu asal saja data lain dalam persamaan diketahui Satu hal yang harus diingat bahwa lingkungan sekeliling atom sangat mempengaruhi energy ikatan dari ikatan tertentu oleh karena itu harga yang diperoleh dari persamaan adalah harga rata-rata atau harga kira-kira

Walaupun energi ikatan adalah untuk molekul dalam fase gas tetapi harga kira-kira panas reaksi dapat dihitung dari fase terkondensasi dapat dikoreksi jika panas penguapan panas sublimasi dan lain-lain dapat diikutsertakan

Suatu reaksi yang DHndashnya ditentukan dengan menggunakan energi ikatan maka atom-atom yang terlibat dalam reaksi harus berwujud gas

Berdasarkan jenis dan letak atom terhadap atom-atom lain dalam molekulnya dikenal 3 jenis energi ikatan yaitu

a Energi Atomisasi

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan semua ikatan 1 mol molekul menjadi atom-atom bebas dalam keadaan gas

Energi atomisasi = jumlah seluruh ikatan atom-atom dalam 1 mol senyawa

b Energi Disosiasi Ikatan

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan salah 1 ikatan yang terdapat pada suatu molekul atau senyawa dalam keadaan gas

c Energi Ikatan Rata-Rata

Adalah energi rerata yang diperlukan untuk memutuskan ikatan atom-atom pada suatu senyawa ( notasinya = D ) Energi ikatan suatu molekul yang berwujud gas dapat ditentukan dari data entalpi pembentukan standar (DHf ) dan energi ikat unsur-unsurnya Prosesnya melalui 2 tahap yaitu

o Penguraian senyawa menjadi unsur-unsurnya

o Pengubahan unsur menjadi atom gas

Reaksi kimia pada dasarnya terdiri dari 2 proses

o Pemutusan ikatan pada pereaksi

o Pembentukan ikatan pada produk reaksi

Pada proses pemutusan ikatan = memerlukan energi

Pada proses pembentukan ikatan = membebaskan energi

1 Jenis-Jenis Kalor

Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan Energi kinetik ditimbulkan karena atomndashatom dan molekul-molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Sedangkan kalor adalah bentuk energi yang berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah Jika suatu benda menerima melepaskan kalor maka suhu benda itu akan naikturun atau wujud benda berubah

2 Kalor Pembentukan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembentukan 1 mol senyawa dariunsur-unsurnya pada suhu dan tekanan standar ( 25 oC 1 atm ) Entalpinya bisadilepaskan maupun diserap Satuannya adalah kJ mol Bentuk standar dari suatu unsur adalah bentuk yang paling stabil dari unsur itu pada keadaan standar ( 298 K 1 atm ) Jika perubahan entalpi pembentukan tidak diukur pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHf

Catatan

o DHf unsur bebas = nol

o Dalam entalpi pembentukan jumlah zat yang dihasilkan adalah 1 mol

o Dibentuk dari unsur-unsurnya dalam bentuk standar

3 Kalor Penguraian Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHd Satuannya = kJ mol Perubahan entalpi penguraian standar merupakan kebalikan dari perubahan entalpi pembentukan standar maka nilainya pun akan berlawanan tanda

Menurut Marquis de Laplace ldquo jumlah kalor yang dilepaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsur penyusunnya = jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsur penyusunnya ldquo Pernyataan ini disebut Hukum Laplace

4 Kalor Pembakaran Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembakaran 1 mol suatu zat secara sempurna pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHc Satuannya = kJ mol

5 Kalor Netralisasi Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHn Satuannya = kJ mol

6 Kalor Penguapan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran

tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHvap Satuannya = kJ mol

7 Kalor Peleburan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pencairan peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHfus Satuannya = kJ mol

8 Kalor Sublimasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsub Satuannya = kJ mol

9 Pelarutan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi ketika 1 mol zat melarut dalam suatu pelarut ( umumnya air ) pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsol Satuannya = kJ mol

BAB III

PENUTUP

I Kesimpulan

Singkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup termodinamika I kalor reaksi kerja entalpi kalorimeter hukum Hess penentuan DH reaksi energi ikatan dan jenis-jenis kalor merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Berdasarkan pembahasan yang tinjauan pustaka yang kami susun dalam makalah ini maka kami dapat menyimpulkan sebagai berikut

1 Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan

2 Berdasarkan perubahan entalpinya reaksi kimia dibedakan menjadi dua yaitu

a Reaksi Eksoterm dan

b Reaksi Endoterm

3 Sistem merupakan Pusat fokus perhatian yang diamati dalam suatu percobaanLingkungan merupakan hal-hal diluar sistem yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan Sistem dibedakan menjadi 3 macam

2 Sistem Terbuka

3 Sistem Tertutup

3 Sistem terisolasi

4 Dalam persamaan termokimia nilai DH yang dituliskan di persamaan termokimia disesuaikan dengan stoikiometri reaksinya artinya = jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi kimia = koefisien reaksinya ( fase reaktan maupun produk reaksinya harus dituliskan)

5 Ada beberapa jenis dalam menentukan Harga Perubahan Entalpi ∆H yaitu

a Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

b Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

c Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris

BAB IPENDAHULUAN

A Latar Belakang Masalah

Termokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energi panas dan energi kimia Sedangkan energi kimia didefinisikan sebagai energi yang dikandung setiap unsur atau senyawa Energi kimia yang terkandung dalam suatu zat adalah semacam energi potensial zat tersebut Energi potensial kimia yang terkandung dalam suatu zat disebut panas dalam atau entalpi dan dinyatakan dengan simbol H Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi Perubahan entalpi reaksi diberi simbol HΔ

Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika disebut termokimia Secara operasional termokimia berkaitan dengan pengukuran dan pernafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia perubahan keadaan dan pembentukan larutan

Termokimia merupakan pengetahuan dasar yang perlu diberikan atau yang dapat diperoleh dari reaksi-reaksi kimia tetapi juga perlu sebagai pengetahuan dasar untuk pengkajian teori ikatan kimia dan struktur kimia Fokus bahasan dalam termokimia adalah tentang jumlah kalor yang dapat dihasilkan oleh sejumlah tertentu pereaksi serta cara pengukuran kalor reaksi

Termokimia merupakan penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi kimia

Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan

Dengan kajian-kajian yang dilakukan mengenai pengaplikasian termokimia dalam kehidupan sehari-hari Dan untuk menguraikan permasalahan tersebut lebih detail lagi penulis mencoba membuat makalah yang isinya membahas tentang ldquoAplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-harirdquo

B Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dibiatkannya makalah ini adalah sebagai berikut

1) Dapat menjelaskan manfaat termokimia2) Mengetahui proses termokimia dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari3) Memahami materi-materi yang terkait dengan termokimia4) Memahami tentang termokimia lebih mendalam

C Manfaat Penulisan

Penulisan makalah ini memiliki manfaat sebagai berikut

1) Manfaat UmumMakalah hasil pengkajian penulis ini dapat menunjang materi pembelajaran

dan dapat dijadikan bahan baku referensi pembelajaran2) Manfaat Khusus

Penulis dapat menambah wawasan dan pengetahuan penulis serta dapat melatih penulis untuk memiliki rasa ingin tahu yang tinggi dan lebih telaten dalam mencari dan mengumpulkan sumber dan informasi selama melakukan pengkajian

3) Manfaat untuk penulis yang akan datingMakalah hasil pengkajian sebelumnya dapat dijadikan bahan referensi

sumber untuk pembuatan makalah selanjutnya dan dapat memberi gambaran dalam pengkajian yang akan dilakukannya

BAB IIISI

A Manfaat Termokimia

Manfaat positif dari termokimia yaitu

a) Dapat mempelajari suatu bentuk energi yang dibutuhkan oleh manusia untuk bergerak dalam bentuk energi kinetik dan tambahan-tambahan dalam melakukan proses fotosintesis yang membutuhkan eergi dari sinar matahari

b) Dapat mempelajari suatu sistem atau bagian alam semasta yang menjadi objek penelitian serta lingkungan atau bagian alam semesta yang berinteraksi dengan satu sistem

B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari1 Gas Elpiji

Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara

C4H10 + Udara ndashgt CO2 + H20 + N2Untuk mempermudah udara sepenuhnya bergantung dari oksigenC4H10 + (132)O2 ndashgt 4CO2 + 5H2O

Untuk reaksi sempurna dengan udaraC4H10 + (O2 + 376 N2) ndashgt CO2 + H20 + 376N2PenyetaraanC4H10 + 132(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)376N2

Reaksi juga bisa melibatkan bentuk tidak sempurna misal memerlukan 200 udaraC4H10 + 13(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)O2 + (132)376N2

Pembakaran ini pun bisa melibatkan beberapa fraksi karena elpiji biasanya tidak murni hanya bahan bakar butana

2 ThermometerTermometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur suhuCara kerja thermometerKetika temperature naik cairan dibola tabung mengembang lebih banyak daripada gelas yang menutupinya Hasilnya benang cairan yang tipis dipaksa ke atas secara kapiler Sebaliknya ketika temperature turun cairan mengerut dan cairan yang tipis ditabung bergerak kembali turun Gerakan ujung cairan tipis yang dinamakan meniscus dibaca terhadap skala yang menunjukkan temperatureZat untuk thermometer haruslah zat cair dengan sifat termometrik artinya mengalami perubahan fisis pada saat dipanaskan atau didinginkan misalnya raksa dan alkohol Zat cai tersebut memiliki dua titik tetap (fixed points) yaitu titik tertinggi dan titik terendah Misalnya titik didih air dan titik lebur es untuk suhu yang tidak terlalu tinggi Setelah itu pembagian dilakukan diantara kedua titik tetap menjadi bagian-bagian yang sama besar misalnya thermometer skala celcius dengan 100 bagian yang setiap bagiannya sebesar 1C

3 Pembakaran Batu BaraBatubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi

CaCO3(s) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + CO2(g)

Ca(OH)2(aq) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + H2O( 1048641)Namun biaya operasional desulfurisasi dan pembuangan deposit padatan kembali menjadi masalah baru Untuk meningkatkan nilai dari batubara dan menghilangkan pencemar SO2 dilakukan rekayasa batubara seperti gasifikasi dan reaksi karbon-uap Pada gasifikasi molekul-molekul besar dalam batubara dipecah melalui pemanasan pada suhu tinggi (600degC ndash 800degC) sehingga dihasilkan bahan bakar berupa gas Reaksinya adalah sebagai berikutBatubara(s) batubara cair (mudah menguap) CH4(g) + C(s)Arang yang terbentuk direaksikan dengan uap air menghasilkan campuran gas CO dan H2 yang disebut gas sintetik ReaksinyaC(s) + H2O() CO(g) + H2(g) ΔH = 175 kJ molndash1Untuk meningkatkan nilai gas sintetik gas CO diubah menjadi bahan bakar lain Misalnya gas CO direaksikan dengan uap air menjadi CO2 dan H2 ReaksinyaCO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH = ndash41 kJ molndash1Gas CO2 yang dihasilkan selanjutnya dipisahkan Campuran gas COdan H2 yang telah diperkaya akan bereaksi membentuk metana dan uapair Reaksinya

CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1

Setelah H2O diuapkan akan diperoleh CH4 yang disebut gas alam sintetik Dengan demikian batubara dapat diubah menjadi metana melalui proses pemisahan batubara cair

C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Berdasarkan perpindahan energinya atau perubahan entalpinya ada dua jenis reaksi

1) Reaksi eksoterm yaitu reaksi yang membebaskan kalor kalor mengalir dari sistem ke lingkungan (terjadi penurunan entalpi) entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Pada reaksi eksoterm umumnya suhu sistem menjadi naik adanya kenaikan suhu inilah yang menyebabkan sistem melepas kalor ke lingkunganReaksi eksoterm DH = HP - HR lt 0 atau DH = (-)

2) Reaksi Endoterm yaitu reaksi yang memerlukan kalor kalor mengalir dari lingkungan ke sistem (terjadi kenaikan entalpi) entalpi produk lebih besar daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda positif Pada reaksi endoterm umumnya suhu sistem terjadi penurunan adanya penurunan suhu inilah yang menyebabkan sistem menyerap kalor dari lingkungan

Reaksi endoterm DH = HP - HR gt 0 atau DH = (+)

D Hukum Dalam Termokimia

Dalam mempelajari reaksi kimia dan energi kita perlu memahami hukum-hukum yang mendasari tentang perubahan dan energi

a Hukum kekekalan energyDalam perubahan kimia atau fisika energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentu lainnya Hukum ini merupakan hukum termodinamika pertama dan menjadi dasar pengembangan hukum tentang energi selanjutnya seperti konversi energi

b Hukum LaplaceHukum ini diajukan oleh Marquis de Laplace dan dia menyatakan bahwa jumlah kalor yang dilepaskan dalam pembentukan sebuah senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menguraikan senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnyaPanjabaran dari hukum ini untuk entalphi reaksi H dan kalor reaksiΔC + O2 rarr CO2 H = -94 KkalΔCO2 rarr C + O2 H = +94 KkalΔSedangkan untuk kalor reaksiC + O2 rarr CO2 -94 KkalCO2 rarr C + O2 +94 KkalUntuk reaksi pertama unsur C bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan karbondioksida dan kalor sebesar 94 Kkal Sedangkan reaksi kedua karbondioksida terurai menjadi unsur C dan gas oksigen dengan membutuhkan kalor sebesar 94 KkalDari sisi tanda tampak jelas perbedaan antara entalphi reaksi dengan kalor reaksi jika entalphi bernilai positif maka kalor reaksi bernilai negatif demikian pula sebaliknya jika entalphi negatif maka kalor reaksi positif

c Hukum HessHukum ini diajukan oleh Germain Hess dia menyatakan bahwa entalphi reaksi ( H)Δ hanya tergantung pada keadaan awal reaksi dan hasil reaksi dan tidak bergantung pada jalannya reaksi

Jika suatu reaksi merupakan penjumlahan aljabar dari dua atau lebih reaksi maka perubahan entalphi ( H) atau kalor reaksinya juga merupakan penjumlahanΔ aljabar dari ( H) yang menyertai reaksi Untuk lebih mudah memahaminya kitaΔ perhatikan Bagan 1017

Berdasarkan persamaan reaksi gas karbon dioksida dapat terbentuk melalui dua tahap yang pertama pembentukan karbonmonoksida dari unsur-unsurnya dan dilanjutkan dengan oksidasi dari karbonmonoksida menjadi karbondioksida

Penjumlahan aljabar HΔ reaksi dari setiap tahap reaksi juga dilakukan sesuai dengan tahap reaksi maka HΔ reaksi dari pembentukan gas Karbon dioksida juga dapat dilakukanBerdasarkan berbagai jenis reaksi maka kita juga dapat mengembangkan jenis kalor reaksi atau H yang disesuaikan dengan jenis reaksinya ada empat jenis kalor reaksiΔ yaitu kalor reaksi pembentukan penguraian pembakaran dan pelarutan Keempat klasifikasi tersebut disederhanakan dalam bagan pada Bagan 1018

E Energi IkatanPada dasarnya reaksi kimia terdiri dari dua proses yaitu pemutusan ikatan

antar atom-atom dari senyawa yang bereaksi (proses yang memerlukan energi) dan penggabungan ikatan kembali dari atom-atom yang terlibat reaksi sehingga membentuk susunan baru (proses yang membebaskan energi)

Perubahan entalpi reaksi dapat dihitung dengan menggunakan data energi ikatan Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan oleh satu molekul gas menjadi atom-atom dalam keadaan gas Harga energi ikatan selalu positif dengan satuan kJ atau kkal serta diukur pada kondisi zat-zat berwujud gas

Entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga energi ikatan rata-rata sering berbeda dari entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga entalpi pembentukan standar Perbedaan ini terjadi karena energi ikatan yang terdapat dalam suatu tabel adalah energi ikatan rata-rata Energi ikatan C ndash H dalam contoh di atas bukan ikatan C ndash H dalam CH4 melainkan energi ikatan rata-rata C ndash H CH4(g) CH3(g) + H(g) H = +424 kJmolCH3(g) CH2(g) + H(g) H = +480 kJmolCH2(g) CH(g) + H(g) H = +425 kJmolCH(g) C(g) + H(g) H = +335 kJmolJadi energi ikatan rata-rata dari ikatan C ndash H adalah 416 kJmol Sedangkan energiikatan C ndash H yang dipakai di atas adalah +413 kJmol

Bahan Bakar dan Perubahan Entalpi Reaksi pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen Biasanya reaksi semacam ini digunakan untuk menghasilkan energi Bahan bakar adalah merupakan suatu senyawa yang bila dilakukan pembakaran terhadapnya dihasilkan kalor yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan

Jenis bahan bakar yang banyak kita kenal adalah bahan bakar fosil Bahan bakar fosil berasal dari pelapukan sisa organisme baik tumbuhan maupun hewan yang memerlukan waktu ribuan sampai jutaan tahun contohnya minyak bumi dan batu bara

Namun selain bahan bakar fosil dewasa ini telah dikembangkan pula bahan bakar jenis lain misalnya alkohol dan hidrogen Hidrogen cair dengan oksigen cair bersama-sama telah digunakan pada pesawat ulang-alik sebagai bahan bakar roket

pendorongnya Pembakaran hidrogen tidak memberi dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air

Matahari adalah umber energi terbesar di bumi tetapi penggunaan energi surya belum komersial Dewasa ini penggunaan energi surya yang komersial adalah untuk pemanas air rumah tangga (solar water heater) Nilai kalor dari bahan bakar umumnya dinyatakan dalam satuan kJgram yang menyatakan berapa kJ kalor yang dapat dihasilkan dari pembakaran 1 gram bahan bakar tersebut Contoh nilai kalor bahan bakar bensin adalah 48 kJg artinya setiap pembakaran sempurna 1 gram bensin akan dihasilkan kalor sebesar 48 kJ Pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan atau dalam industri umumnya tidak terbakar sempurna Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon (bahan bakar fosil) membentuk karbon dioksida dan uap air

Sedangkan pembakaran tidak sempurnanya menghasilkan karbon monoksida dan uap air Pembakaran tak sempurna mengurangi efisiensi bahan bakar kalor yang dihasilkan akan lebih sedikit dibandingkan apabila zat itu terbakar sempurna Kerugian lainnya adalah dihasilkannya gas karbon monoksida (CO) yang bersifat racun

BAB IIIPENUTUP

A KesimpulanSingkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar

yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup Reaksi endoterm Hukum dalam termokimia Energi ikatan dan arah proses merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Didalam termokimia ada istilah sistem dan lingkungan Sistem yang dimaksud adalah bagian dari alam yang dipelajari atau yang manjadi pokok perhatian dalam termokimia yang dipelajari yaitu perubahan energinya Sedangkan lingkungan yang dimaksud adalah segala sesuatu di luar sistem dengan apa sistem melakukan dan mengadakan pertukaran energi Energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha Energi hanya dapat diubah bentuknya dari bentuk yang satu dengan yang lainnya Misalnya pada pembangkit tenaga uap perubahan energi dimulai dari energi panas yang terbentuk di

boiler berubah menjadi energi mekanik pada turbin dan energi mekanik diubah menjadi energi listrik pada generator

TUGAS PENDAHULUAN (TERMOKIMIA)

1 Apa yang dimaksud dengan kalor kalorimeter dan kalorimetri 2 Sebutkan dan Jelaskan fungsi setiap alat dan bahan dalam percobaan termokimia 3 Gambarkan rangkaian alat kalorimeter smenarik mungkin dan berikan keterangan 4 Tuliskan hukum termodinamika dan jelaskan hubungannya antara rekasi eksoterm dan reaksi

endoterm 5 Perhitungkan secara teoritis (data setiap parameter yang anda cari direferensi) kalor reaksi

penetralan HCl dan NaOH 6

Nb Margin 4 3 3 3Sampul Pink Tulis TanganSiapkan MSDS dan Bagan Kerja (Print)

• Termokimia
• BAB I PENDAHULUAN
• • A Latar Belakang Masalah
  • Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan
  • B Tujuan Penulisan
  • C Manfaat Penulisan
  • • BAB II ISI
    • • A Manfaat Termokimia
      • • B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari
        • 1 Gas Elpiji
        • Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara
        • 3 Pembakaran Batu Bara
        • Batubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi
        • CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1
        • C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

menembus lubang sumbat karet pada penyungkup dan ujung atasnya menembus tutup ebonit bagian tengah Pada tutup ebonit itu masih terdapat lagi sebuah lubang tempat untuk memasukkan sebuah termometer ke dalam tabung kaca Tabung kaca itu diletakkan di atas sebuah kepingasbes dan ditahan oleh 3 buah keping Keping itu berbentuk bujur sangkar yang sisinya kurang lebih 95 cm Di bawah keping asbes itu terdapat kabel listrik yang akan dihubungkan dengan sumber listrik bila digunakan Di atas keping asbes itu terdapat sebuah cawan aluminium Di atas cawan itu tergantung sebuah kawat nikelin yang berhubungan dengan kabel listrik di bawah keping asbes Kawat nikelin itulah yang akan menyalakan makanan dalam cawan bila berpijar oleh arus listrik Dekat cawan terdapat pipa logam untuk mengalirkan oksigen

2 Kalorimeter Sederhana

Pengukuran kalor reaksi selain kalor reaksi pembakaran dapat dilakukan dengan menggunakan kalorimeter pada tekanan tetap yaitu dengan kalorimeter sederhana yang dibuat dari gelas stirofoam Kalorimeter ini biasanya dipakai untuk mengukur kalor reaksi yang reaksinya berlangsung dalam fase larutan ( misalnya reaksi netralisasi asam ndash basa netralisasi pelarutan dan pengendapan )

Pada kalorimeter ini kalor reaksi = jumlah kalor yang diserap dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan

qreaksi = - (qlarutan + qkalorimeter )

qkalorimeter = Ckalorimeter x DT

dengan

Ckalorimeter = kapasitas kalor kalorimeter ( J oC ) atau ( J K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Jika harga kapasitas kalor kalorimeter sangat kecil maka dapat diabaikan sehingga perubahan kalor dapat dianggap hanya berakibat pada kenaikan suhu larutan dalam kalorimeter

qreaksi = - qlarutan qlarutan = m x c x DT

dengan m = massa larutan dalam kalorimeter ( g )c = kalor jenis larutan dalam kalorimeter (J goC ) atau ( J g K )DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Pada kalorimeter ini reaksi berlangsung pada tekanan tetap (DP = nol ) sehingga perubahan kalor yang terjadi dalam sistem = perubahan entalpinya

DH = qp

Kalorimeter larutan adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kaloryang terlibat pada reaksi kimia dalam sistem larutan Pada dasarnya kalor yang dibebaskandiserap menyebabkan perubahan suhu pada kalorimeter Berdasarkan perubahan suhu per kuantitas pereaksi kemudian dihitung kalor reaksi dari reaksi sistem larutan tersebut Kini kalorimeter larutan dengan ketelitian cukup tinggi dapat diperoleh dipasaran

Dalam menentukan entalpi berlaku persamaanQreaksi = - (Qlarutan + Q kalorimeter )Q reaksi = - (mc∆T + c∆T)Jika kapasitas kalori dalam kalorimeter diabaikan makaQreaksi = - (mc∆T)Keterangan m = massa zat (kg) c = kalor jenis (Jkg⁰C)∆t = perubahan suhu (Celcius)

Sementara itu persamaan reaksi yang mengikutsertakan perubahan entalpinya disebutpersamaan termokimia

H2 (g) + 12 O2 (g) mdashmdashgt H2O (l) ΔH = -286 kJ

Pada reaksi endoterm sistem menyerap energi Oleh karena itu entalpi sistem akan bertambah Artinya entalpi produk (Hp) lebih besar daripada entalpi pereaksi (Hr) Akibatnya perubahan entalpi merupakan selisih antara entalpi produk dengan entalpi pereaksi (Hp -Hr) bertanda positif Sehingga perubahan entalpi untuk reaksi endoterm dapat dinyatakan

ΔH = Hp- Hr gt 0

Reaksi eksoterm sistem membebaskan energi sehingga entalpi sistem akan berkurang artinya entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Sehingga p dapat dinyatakan sebagai berikut

ΔH = Hp- Hr lt 0

VII Hukum Hess

Pengukuran perubahan entalpi suatu reaksi kadangkala tidak dapat ditentukan langsung dengan kalorimeter misalnya penentuan perubahan entalpi pembentukan standar (DHf o )CO Reaksi pembakaran karbon tidak mungkin hanya menghasilkan gas CO saja tanpa disertai terbentuknya gas CO2 Jadi bila dilakukan pengukuran perubahan entalpi dari reaksi tersebut yang terukur tidak hanya reaksi pembentukan gas CO saja tetapi juga perubahan entalpi dari reaksi pembentukan gas CO2

Untuk mengatasi hal tersebut Henry Hess melakukan serangkaian percobaan dan menyimpulkan bahwa perubahan entalpi suatu reaksi merupakan fungsi keadaan

Artinya ldquo perubahan entalpi suatu reaksi hanya tergantung pada keadaan awal ( zat-zat pereaksi ) dan keadaan akhir ( zat-zat hasil reaksi ) dari suatu reaksi dan tidak tergantung pada jalannya reaksirdquo Pernyataan ini disebut Hukum Hess rumus yang dapat dipakai yaitu

ΔHreaksi = ΔH1 + ΔH2 +hellip

Menurut hukum Hess karena entalpi adalah fungsi keadaan perubahan entalpi dari suatu reaksi kimia adalah sama walaupun langkah-langkah yang digunakan untuk memperoleh produk berbeda Dengan kata lain hanya keadaan awal dan akhir yang berpengaruh terhadap perubahan entalpi bukan langkah-langkah yang dilakukan untuk mencapainya

Hal ini menyebabkan perubahan entalpi suatu reaksi dapat dihitung sekalipun tidak dapat diukur secara langsung Caranya adalah dengan melakukan operasi aritmatika pada beberapa persamaan reaksi yang perubahan entalpinya diketahui Persamaan-persamaan reaksi tersebut diatur sedemikian rupa sehingga penjumlahan semua persamaan akan menghasilkan reaksi yang kita inginkan Jika suatu persamaan reaksi

dikalikan (atau dibagi) dengan suatu angka perubahan entalpinya juga harus dikali (dibagi) Jika persamaan itu dibalik maka tanda perubahan entalpi harus dibalik pula (yaitu menjadi -ΔH) Berdasarkan Hukum Hess penentuan DH dapat dilakukan melalui 3 cara yaitu

1) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung melalui penjumlahan dari perubahan entalpi beberapa reaksi yang berhubungan

2) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung berdasarkan selisih entalpi pembentukan ( DHf o ) antara produk dan reaktan

3) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung berdasarkan data energi ikatan

Selain itu dengan menggunakan hukum Hess nilai ΔH juga dapat diketahui dengan pengurangan entalpi pembentukan produk-produk dikurangi entalpi pembentukan reaktan Secara matematis untuk reaksi-reaksi lainnya secara umum

Dengan mengetahui ΔHf (perubahan entalpi pembentukan) dari reaktan dan produknya dapat diramalkan perubahan entalpi reaksi apapun dengan rumus

ΔH=ΔHfP-ΔH fR

Perubahan entalpi suatu reaksi juga dapat diramalkan dari perubahan entalpi pembakaran reaktan dan produk dengan rumus

ΔH=-ΔHcP+ΔHcR

Konsep dari hukum Hess juga dapat diperluas untuk menghitung perubahan fungsi keadaan lainnya seperti entropi dan energi bebas Kedua aplikasi ini amat berguna karena besaran-besaran tersebut sulit atau tidak bisa diukur secara langsung sehingga perhitungan dengan hukum Hess digunakan sebagai salah satu cara menentukannya

Untuk perubahan entropi

middot ΔSo = Σ(ΔSfoproduk) - Σ(ΔSf

oreaktan)

middot ΔS = Σ(ΔSoproduk) - Σ(ΔSo

reaktan)

Untuk perubahan energi bebas

middot ΔGo = Σ(ΔGfoproduk) - Σ(ΔGf

oreaktan)

middot ΔG = Σ(ΔGoproduk) - Σ(ΔGo

reaktan)

VIII Penentuan ΔH Reaksi

Hukum Hess menyatakan bahwa perubahan entalpi tidak tergantung pada berapa banyak tahapan reaksi tetapi tergantung pada keadaan awal dan akhir Dengan kata lain untuk suatu reaksi keseluruhan tertentu perubahan entalpi selalu sama tak peduli apakah reaksi itu dilaksanakan secara langsung ataukah secara tak langsung dan lewat tahap-tahap yang berlainan

1 Penentuan ∆H Reaksi berdasarkan Eksperimen (Kalorimeter)

Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris merupakan penentuan yang didasarkan atau diukur dari perubahan suhu larutan dan kalorimeter dengan prinsip perpindahan kalor yaitu jumlah kalor yang diberikan sama dengan jumlah kalor yang diserap Kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi (tidak ada pertukaran materi maupun energi dengan lingkungan di luar kalorimeter) Dengan demikian semua kalor yang dibebaskan oleh reaksi yang terjadi dalam kalorimeter kita dapat menentukan jumlah kalor yang diserap oleh air serta perangkat kalorimeter berdasarkan rumus

qlarutan = m c ∆Tqkalorimeter = C ∆Tdimana q = jumlah kalorm = massa air (larutan) di dalam calorimeterc = kalor jenis air (larutan) di dalam calorimeterC = kapasitas kalor dari calorimeter∆T = kenaikan suhu larutan (kalorimeter)

Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka kalor reaksi sama dengan kalor yang diserap oleh larutan dan kalorimeter tetapi tandanya berbeda

Kalorimeter yang sering digunakan adalah kalorimeter bom Kalorimeter bom terdiri dari sebuah bom (wadah tempatberlangsungnya reaksi pembakaran biasanya terbuat dari berlangsungnya reaksi pembakaran biasanya terbuat dari bahan stainless steel) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah kedap panas Jadi kalor reaksi sama dengan

kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan

2 Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

Hukum Hess rdquo Kalor reaksi yang dilepas atau diserap hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhirrdquo Untuk mengubah zat A menjadi zat B (produk) diperlukan kalor reaksi sebesar ∆H Atau cara lain yaitu mengubah zat A menjadi zat B dengan kalor reaksi ∆H1 zat B diubah menjadi zat C dengan kalor reaksi ∆H2 dan zat C diubah menjadi zat D dengan kalor reaksi ∆H3 Sehingga harga perubahan entalpi adalah

∆Hreaksi = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3

Hal tersebut dapat dibuat siklus dan diagram tingkat energinya sebagaiberikut middot Siklus energi pembentukan zat D dari zat Amiddot Diagram tingkat energi pembentukan zat D dari zat A

Contoh Soal Diketahui data entalpi reaksi sebagai berikut Ca(s) + frac12 O2(g) rarr CaO(s) ∆H = - 6355 kJC(s) + O2(g) rarr CO2(g) ∆H = - 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(g) ∆H = - 12071 kJHitunglah perubahan entalpi reaksi CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s)

Penyelesaian CaO(s) rarr Ca(s) + frac12 O2(g) ∆H = + 6355 kJCO2(g) rarr C(s) + O2(g) ∆H = + 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 12071 kJ_________________________________________ _CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 1781 kJ

3 Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

Pembentukan Standar ( ∆Hof )

Cara lain perhitungan entalpi reaksi yaitu berdasarkan entalpi pembentukan standar( ∆Hof ) zat-zat yang ada pada reaksi tersebut

∆Hreaksi = sum∆Hof produk - sum∆Ho

f reaktan

TABEL ENTALPI PEMBENTUKAN BEBERAPA ZAT

Zat DHof ( kJmol ) Zat DHo

f ( kJmol )H2(g) 0 C2H4(g) + 525

O2(g) 0 CCl4(g) - 960C(s) 0 NH3(g) - 459H2O(g) - 2418 NO2(g) + 332H2O(l) - 2858 SO2(g) - 2968CO2(g) - 3935 HCl(g) - 923CO(g) -1105 NO(g) + 903

Contoh Soal Dari tabel entalpi pembentukan diatas tentukan

a ∆H reaksi pembakaran C2H4

b Tentukan jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran 56 g gas C2H4

c Reaksi pembakaran C2H4

a C2H4(g) + 3 O2(g)rarr2CO2(g) + 2H2O(l)

b ∆H reaksi = ∆Hof hasil reaksi - ∆Hof pereaksi

= ( 2 ∆Hof CO2 + 2 ∆Hof H2O ) ndash ( 1 ∆HofC2H4 + 3 ∆Hof O2)= ( 2 -3935 + 2 -2858 ) ndash ( 1 525 + 3 0 )= -787 ndash 5716 + 525= - 13061 kJmol

c Mr C2H4 = (2x12) + (4x1) = 28Mol C2H4 = 5628 = 2 mol∆H pembakaran 2 mol C2H4 = 2 mol x ( -13061 kJmol )

= -26122 kJ

Jadi pada pembakaran 56 gram gas C2H4 dibebaskan kalor sebesar = 26122 Kj

4 Penentuan ∆H Reaksi Dari Energi Ikatan

Reaksi kimia antarmolekul dapat dianggap berlangsung dalam 2 tahap yaitu

I Pemutusan ikatan pada pereaksi

II Pembentukan ikatan pada produk

Misalnya pada reaksi antara gas klorin dengan gas hidrogen membentuk gas hidrogen klorida dapat digambarkan sebagai berikut

Sesuai dengan hukum Hess ∆H reaksi total adalah ∆H tahap-I + ∆H tahap-II

∆H tahap-I = sum Energi ikatan pada pereaksi (yang putus)

∆H tahap-II = -sum Energi ikatan pada produk (yang terbentuk)

∆H reaksi = sum Energi ikatan pereaksi yang putus - sum Energi ikatan produk yang terbentuk

∆H reaksi = sum Eruas kiri - sum Eruas kanan

TABEL ENERGI IKATAN

Ikatan E (kJmol) Ikatan E (kJmol)H-H 436 O=O 498H-C 415 CequivN 891H-N 390 F-F 160C-C 345 Cl-Cl 243CequivC 837 H-Cl 432C-O 350 C=C 611C=O 741 I-I 150C-Cl 330 N=N 418O-H 450 C-F 485

Penyelesaian H ndash C ndash O-H +1 frac12 O=O rarr O=C=O +2H-O-H∆H reaksi = sumEpemutusan -sumEpembentukan

= (3Ec-H)+( 1EO-H) +(1EC-O)+ (1 frac12 EO=O) ndash (2EC=O) + (4EO-H)

= (3415)+(1460)+(1350)+1 frac12498) ndash(2741)+(4460)

= 2802-3322

= -520 kJmol

IX Energi Ikatan

Energi ikatan didefinisikan sebagai panas reaksi yang dihubungkan dengan pemecahan ikatan kimia dari molekul gas menjadi bagian-bagian gas Terkadang disebut juga entalpi ikatan nama yang sesungguhnya lebih tepat

Energi disosiasi ikatan (BE) dapat digunakan untuk menghitung panas reaksi yang dihubungkan dengan

ΔH0= - sum ni BEi + sum njBEj

dimana BE adalah energi ikatan per mol ikatan nj dan ni adalah jumlah mol ikatan yang pecah atau terbentuk dalam hal reaktan dan produk

Dalam hal yang sama data panas reaksi dapat juga digunakan untuk menghitung energi disosiasi ikatan dari setiap ikatan tertentu asal saja data lain dalam persamaan diketahui Satu hal yang harus diingat bahwa lingkungan sekeliling atom sangat mempengaruhi energy ikatan dari ikatan tertentu oleh karena itu harga yang diperoleh dari persamaan adalah harga rata-rata atau harga kira-kira

Walaupun energi ikatan adalah untuk molekul dalam fase gas tetapi harga kira-kira panas reaksi dapat dihitung dari fase terkondensasi dapat dikoreksi jika panas penguapan panas sublimasi dan lain-lain dapat diikutsertakan

Suatu reaksi yang DHndashnya ditentukan dengan menggunakan energi ikatan maka atom-atom yang terlibat dalam reaksi harus berwujud gas

Berdasarkan jenis dan letak atom terhadap atom-atom lain dalam molekulnya dikenal 3 jenis energi ikatan yaitu

a Energi Atomisasi

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan semua ikatan 1 mol molekul menjadi atom-atom bebas dalam keadaan gas

Energi atomisasi = jumlah seluruh ikatan atom-atom dalam 1 mol senyawa

b Energi Disosiasi Ikatan

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan salah 1 ikatan yang terdapat pada suatu molekul atau senyawa dalam keadaan gas

c Energi Ikatan Rata-Rata

Adalah energi rerata yang diperlukan untuk memutuskan ikatan atom-atom pada suatu senyawa ( notasinya = D ) Energi ikatan suatu molekul yang berwujud gas dapat ditentukan dari data entalpi pembentukan standar (DHf ) dan energi ikat unsur-unsurnya Prosesnya melalui 2 tahap yaitu

o Penguraian senyawa menjadi unsur-unsurnya

o Pengubahan unsur menjadi atom gas

Reaksi kimia pada dasarnya terdiri dari 2 proses

o Pemutusan ikatan pada pereaksi

o Pembentukan ikatan pada produk reaksi

Pada proses pemutusan ikatan = memerlukan energi

Pada proses pembentukan ikatan = membebaskan energi

1 Jenis-Jenis Kalor

Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan Energi kinetik ditimbulkan karena atomndashatom dan molekul-molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Sedangkan kalor adalah bentuk energi yang berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah Jika suatu benda menerima melepaskan kalor maka suhu benda itu akan naikturun atau wujud benda berubah

2 Kalor Pembentukan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembentukan 1 mol senyawa dariunsur-unsurnya pada suhu dan tekanan standar ( 25 oC 1 atm ) Entalpinya bisadilepaskan maupun diserap Satuannya adalah kJ mol Bentuk standar dari suatu unsur adalah bentuk yang paling stabil dari unsur itu pada keadaan standar ( 298 K 1 atm ) Jika perubahan entalpi pembentukan tidak diukur pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHf

Catatan

o DHf unsur bebas = nol

o Dalam entalpi pembentukan jumlah zat yang dihasilkan adalah 1 mol

o Dibentuk dari unsur-unsurnya dalam bentuk standar

3 Kalor Penguraian Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHd Satuannya = kJ mol Perubahan entalpi penguraian standar merupakan kebalikan dari perubahan entalpi pembentukan standar maka nilainya pun akan berlawanan tanda

Menurut Marquis de Laplace ldquo jumlah kalor yang dilepaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsur penyusunnya = jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsur penyusunnya ldquo Pernyataan ini disebut Hukum Laplace

4 Kalor Pembakaran Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembakaran 1 mol suatu zat secara sempurna pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHc Satuannya = kJ mol

5 Kalor Netralisasi Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHn Satuannya = kJ mol

6 Kalor Penguapan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran

tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHvap Satuannya = kJ mol

7 Kalor Peleburan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pencairan peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHfus Satuannya = kJ mol

8 Kalor Sublimasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsub Satuannya = kJ mol

9 Pelarutan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi ketika 1 mol zat melarut dalam suatu pelarut ( umumnya air ) pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsol Satuannya = kJ mol

BAB III

PENUTUP

I Kesimpulan

Singkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup termodinamika I kalor reaksi kerja entalpi kalorimeter hukum Hess penentuan DH reaksi energi ikatan dan jenis-jenis kalor merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Berdasarkan pembahasan yang tinjauan pustaka yang kami susun dalam makalah ini maka kami dapat menyimpulkan sebagai berikut

1 Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan

2 Berdasarkan perubahan entalpinya reaksi kimia dibedakan menjadi dua yaitu

a Reaksi Eksoterm dan

b Reaksi Endoterm

3 Sistem merupakan Pusat fokus perhatian yang diamati dalam suatu percobaanLingkungan merupakan hal-hal diluar sistem yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan Sistem dibedakan menjadi 3 macam

2 Sistem Terbuka

3 Sistem Tertutup

3 Sistem terisolasi

4 Dalam persamaan termokimia nilai DH yang dituliskan di persamaan termokimia disesuaikan dengan stoikiometri reaksinya artinya = jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi kimia = koefisien reaksinya ( fase reaktan maupun produk reaksinya harus dituliskan)

5 Ada beberapa jenis dalam menentukan Harga Perubahan Entalpi ∆H yaitu

a Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

b Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

c Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris

BAB IPENDAHULUAN

A Latar Belakang Masalah

Termokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energi panas dan energi kimia Sedangkan energi kimia didefinisikan sebagai energi yang dikandung setiap unsur atau senyawa Energi kimia yang terkandung dalam suatu zat adalah semacam energi potensial zat tersebut Energi potensial kimia yang terkandung dalam suatu zat disebut panas dalam atau entalpi dan dinyatakan dengan simbol H Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi Perubahan entalpi reaksi diberi simbol HΔ

Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika disebut termokimia Secara operasional termokimia berkaitan dengan pengukuran dan pernafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia perubahan keadaan dan pembentukan larutan

Termokimia merupakan pengetahuan dasar yang perlu diberikan atau yang dapat diperoleh dari reaksi-reaksi kimia tetapi juga perlu sebagai pengetahuan dasar untuk pengkajian teori ikatan kimia dan struktur kimia Fokus bahasan dalam termokimia adalah tentang jumlah kalor yang dapat dihasilkan oleh sejumlah tertentu pereaksi serta cara pengukuran kalor reaksi

Termokimia merupakan penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi kimia

Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan

Dengan kajian-kajian yang dilakukan mengenai pengaplikasian termokimia dalam kehidupan sehari-hari Dan untuk menguraikan permasalahan tersebut lebih detail lagi penulis mencoba membuat makalah yang isinya membahas tentang ldquoAplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-harirdquo

B Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dibiatkannya makalah ini adalah sebagai berikut

1) Dapat menjelaskan manfaat termokimia2) Mengetahui proses termokimia dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari3) Memahami materi-materi yang terkait dengan termokimia4) Memahami tentang termokimia lebih mendalam

C Manfaat Penulisan

Penulisan makalah ini memiliki manfaat sebagai berikut

1) Manfaat UmumMakalah hasil pengkajian penulis ini dapat menunjang materi pembelajaran

dan dapat dijadikan bahan baku referensi pembelajaran2) Manfaat Khusus

Penulis dapat menambah wawasan dan pengetahuan penulis serta dapat melatih penulis untuk memiliki rasa ingin tahu yang tinggi dan lebih telaten dalam mencari dan mengumpulkan sumber dan informasi selama melakukan pengkajian

3) Manfaat untuk penulis yang akan datingMakalah hasil pengkajian sebelumnya dapat dijadikan bahan referensi

sumber untuk pembuatan makalah selanjutnya dan dapat memberi gambaran dalam pengkajian yang akan dilakukannya

BAB IIISI

A Manfaat Termokimia

Manfaat positif dari termokimia yaitu

a) Dapat mempelajari suatu bentuk energi yang dibutuhkan oleh manusia untuk bergerak dalam bentuk energi kinetik dan tambahan-tambahan dalam melakukan proses fotosintesis yang membutuhkan eergi dari sinar matahari

b) Dapat mempelajari suatu sistem atau bagian alam semasta yang menjadi objek penelitian serta lingkungan atau bagian alam semesta yang berinteraksi dengan satu sistem

B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari1 Gas Elpiji

Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara

C4H10 + Udara ndashgt CO2 + H20 + N2Untuk mempermudah udara sepenuhnya bergantung dari oksigenC4H10 + (132)O2 ndashgt 4CO2 + 5H2O

Untuk reaksi sempurna dengan udaraC4H10 + (O2 + 376 N2) ndashgt CO2 + H20 + 376N2PenyetaraanC4H10 + 132(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)376N2

Reaksi juga bisa melibatkan bentuk tidak sempurna misal memerlukan 200 udaraC4H10 + 13(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)O2 + (132)376N2

Pembakaran ini pun bisa melibatkan beberapa fraksi karena elpiji biasanya tidak murni hanya bahan bakar butana

2 ThermometerTermometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur suhuCara kerja thermometerKetika temperature naik cairan dibola tabung mengembang lebih banyak daripada gelas yang menutupinya Hasilnya benang cairan yang tipis dipaksa ke atas secara kapiler Sebaliknya ketika temperature turun cairan mengerut dan cairan yang tipis ditabung bergerak kembali turun Gerakan ujung cairan tipis yang dinamakan meniscus dibaca terhadap skala yang menunjukkan temperatureZat untuk thermometer haruslah zat cair dengan sifat termometrik artinya mengalami perubahan fisis pada saat dipanaskan atau didinginkan misalnya raksa dan alkohol Zat cai tersebut memiliki dua titik tetap (fixed points) yaitu titik tertinggi dan titik terendah Misalnya titik didih air dan titik lebur es untuk suhu yang tidak terlalu tinggi Setelah itu pembagian dilakukan diantara kedua titik tetap menjadi bagian-bagian yang sama besar misalnya thermometer skala celcius dengan 100 bagian yang setiap bagiannya sebesar 1C

3 Pembakaran Batu BaraBatubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi

CaCO3(s) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + CO2(g)

Ca(OH)2(aq) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + H2O( 1048641)Namun biaya operasional desulfurisasi dan pembuangan deposit padatan kembali menjadi masalah baru Untuk meningkatkan nilai dari batubara dan menghilangkan pencemar SO2 dilakukan rekayasa batubara seperti gasifikasi dan reaksi karbon-uap Pada gasifikasi molekul-molekul besar dalam batubara dipecah melalui pemanasan pada suhu tinggi (600degC ndash 800degC) sehingga dihasilkan bahan bakar berupa gas Reaksinya adalah sebagai berikutBatubara(s) batubara cair (mudah menguap) CH4(g) + C(s)Arang yang terbentuk direaksikan dengan uap air menghasilkan campuran gas CO dan H2 yang disebut gas sintetik ReaksinyaC(s) + H2O() CO(g) + H2(g) ΔH = 175 kJ molndash1Untuk meningkatkan nilai gas sintetik gas CO diubah menjadi bahan bakar lain Misalnya gas CO direaksikan dengan uap air menjadi CO2 dan H2 ReaksinyaCO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH = ndash41 kJ molndash1Gas CO2 yang dihasilkan selanjutnya dipisahkan Campuran gas COdan H2 yang telah diperkaya akan bereaksi membentuk metana dan uapair Reaksinya

CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1

Setelah H2O diuapkan akan diperoleh CH4 yang disebut gas alam sintetik Dengan demikian batubara dapat diubah menjadi metana melalui proses pemisahan batubara cair

C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Berdasarkan perpindahan energinya atau perubahan entalpinya ada dua jenis reaksi

1) Reaksi eksoterm yaitu reaksi yang membebaskan kalor kalor mengalir dari sistem ke lingkungan (terjadi penurunan entalpi) entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Pada reaksi eksoterm umumnya suhu sistem menjadi naik adanya kenaikan suhu inilah yang menyebabkan sistem melepas kalor ke lingkunganReaksi eksoterm DH = HP - HR lt 0 atau DH = (-)

2) Reaksi Endoterm yaitu reaksi yang memerlukan kalor kalor mengalir dari lingkungan ke sistem (terjadi kenaikan entalpi) entalpi produk lebih besar daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda positif Pada reaksi endoterm umumnya suhu sistem terjadi penurunan adanya penurunan suhu inilah yang menyebabkan sistem menyerap kalor dari lingkungan

Reaksi endoterm DH = HP - HR gt 0 atau DH = (+)

D Hukum Dalam Termokimia

Dalam mempelajari reaksi kimia dan energi kita perlu memahami hukum-hukum yang mendasari tentang perubahan dan energi

a Hukum kekekalan energyDalam perubahan kimia atau fisika energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentu lainnya Hukum ini merupakan hukum termodinamika pertama dan menjadi dasar pengembangan hukum tentang energi selanjutnya seperti konversi energi

b Hukum LaplaceHukum ini diajukan oleh Marquis de Laplace dan dia menyatakan bahwa jumlah kalor yang dilepaskan dalam pembentukan sebuah senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menguraikan senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnyaPanjabaran dari hukum ini untuk entalphi reaksi H dan kalor reaksiΔC + O2 rarr CO2 H = -94 KkalΔCO2 rarr C + O2 H = +94 KkalΔSedangkan untuk kalor reaksiC + O2 rarr CO2 -94 KkalCO2 rarr C + O2 +94 KkalUntuk reaksi pertama unsur C bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan karbondioksida dan kalor sebesar 94 Kkal Sedangkan reaksi kedua karbondioksida terurai menjadi unsur C dan gas oksigen dengan membutuhkan kalor sebesar 94 KkalDari sisi tanda tampak jelas perbedaan antara entalphi reaksi dengan kalor reaksi jika entalphi bernilai positif maka kalor reaksi bernilai negatif demikian pula sebaliknya jika entalphi negatif maka kalor reaksi positif

c Hukum HessHukum ini diajukan oleh Germain Hess dia menyatakan bahwa entalphi reaksi ( H)Δ hanya tergantung pada keadaan awal reaksi dan hasil reaksi dan tidak bergantung pada jalannya reaksi

Jika suatu reaksi merupakan penjumlahan aljabar dari dua atau lebih reaksi maka perubahan entalphi ( H) atau kalor reaksinya juga merupakan penjumlahanΔ aljabar dari ( H) yang menyertai reaksi Untuk lebih mudah memahaminya kitaΔ perhatikan Bagan 1017

Berdasarkan persamaan reaksi gas karbon dioksida dapat terbentuk melalui dua tahap yang pertama pembentukan karbonmonoksida dari unsur-unsurnya dan dilanjutkan dengan oksidasi dari karbonmonoksida menjadi karbondioksida

Penjumlahan aljabar HΔ reaksi dari setiap tahap reaksi juga dilakukan sesuai dengan tahap reaksi maka HΔ reaksi dari pembentukan gas Karbon dioksida juga dapat dilakukanBerdasarkan berbagai jenis reaksi maka kita juga dapat mengembangkan jenis kalor reaksi atau H yang disesuaikan dengan jenis reaksinya ada empat jenis kalor reaksiΔ yaitu kalor reaksi pembentukan penguraian pembakaran dan pelarutan Keempat klasifikasi tersebut disederhanakan dalam bagan pada Bagan 1018

E Energi IkatanPada dasarnya reaksi kimia terdiri dari dua proses yaitu pemutusan ikatan

antar atom-atom dari senyawa yang bereaksi (proses yang memerlukan energi) dan penggabungan ikatan kembali dari atom-atom yang terlibat reaksi sehingga membentuk susunan baru (proses yang membebaskan energi)

Perubahan entalpi reaksi dapat dihitung dengan menggunakan data energi ikatan Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan oleh satu molekul gas menjadi atom-atom dalam keadaan gas Harga energi ikatan selalu positif dengan satuan kJ atau kkal serta diukur pada kondisi zat-zat berwujud gas

Entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga energi ikatan rata-rata sering berbeda dari entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga entalpi pembentukan standar Perbedaan ini terjadi karena energi ikatan yang terdapat dalam suatu tabel adalah energi ikatan rata-rata Energi ikatan C ndash H dalam contoh di atas bukan ikatan C ndash H dalam CH4 melainkan energi ikatan rata-rata C ndash H CH4(g) CH3(g) + H(g) H = +424 kJmolCH3(g) CH2(g) + H(g) H = +480 kJmolCH2(g) CH(g) + H(g) H = +425 kJmolCH(g) C(g) + H(g) H = +335 kJmolJadi energi ikatan rata-rata dari ikatan C ndash H adalah 416 kJmol Sedangkan energiikatan C ndash H yang dipakai di atas adalah +413 kJmol

Bahan Bakar dan Perubahan Entalpi Reaksi pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen Biasanya reaksi semacam ini digunakan untuk menghasilkan energi Bahan bakar adalah merupakan suatu senyawa yang bila dilakukan pembakaran terhadapnya dihasilkan kalor yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan

Jenis bahan bakar yang banyak kita kenal adalah bahan bakar fosil Bahan bakar fosil berasal dari pelapukan sisa organisme baik tumbuhan maupun hewan yang memerlukan waktu ribuan sampai jutaan tahun contohnya minyak bumi dan batu bara

Namun selain bahan bakar fosil dewasa ini telah dikembangkan pula bahan bakar jenis lain misalnya alkohol dan hidrogen Hidrogen cair dengan oksigen cair bersama-sama telah digunakan pada pesawat ulang-alik sebagai bahan bakar roket

pendorongnya Pembakaran hidrogen tidak memberi dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air

Matahari adalah umber energi terbesar di bumi tetapi penggunaan energi surya belum komersial Dewasa ini penggunaan energi surya yang komersial adalah untuk pemanas air rumah tangga (solar water heater) Nilai kalor dari bahan bakar umumnya dinyatakan dalam satuan kJgram yang menyatakan berapa kJ kalor yang dapat dihasilkan dari pembakaran 1 gram bahan bakar tersebut Contoh nilai kalor bahan bakar bensin adalah 48 kJg artinya setiap pembakaran sempurna 1 gram bensin akan dihasilkan kalor sebesar 48 kJ Pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan atau dalam industri umumnya tidak terbakar sempurna Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon (bahan bakar fosil) membentuk karbon dioksida dan uap air

Sedangkan pembakaran tidak sempurnanya menghasilkan karbon monoksida dan uap air Pembakaran tak sempurna mengurangi efisiensi bahan bakar kalor yang dihasilkan akan lebih sedikit dibandingkan apabila zat itu terbakar sempurna Kerugian lainnya adalah dihasilkannya gas karbon monoksida (CO) yang bersifat racun

BAB IIIPENUTUP

A KesimpulanSingkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar

yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup Reaksi endoterm Hukum dalam termokimia Energi ikatan dan arah proses merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Didalam termokimia ada istilah sistem dan lingkungan Sistem yang dimaksud adalah bagian dari alam yang dipelajari atau yang manjadi pokok perhatian dalam termokimia yang dipelajari yaitu perubahan energinya Sedangkan lingkungan yang dimaksud adalah segala sesuatu di luar sistem dengan apa sistem melakukan dan mengadakan pertukaran energi Energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha Energi hanya dapat diubah bentuknya dari bentuk yang satu dengan yang lainnya Misalnya pada pembangkit tenaga uap perubahan energi dimulai dari energi panas yang terbentuk di

boiler berubah menjadi energi mekanik pada turbin dan energi mekanik diubah menjadi energi listrik pada generator

TUGAS PENDAHULUAN (TERMOKIMIA)

1 Apa yang dimaksud dengan kalor kalorimeter dan kalorimetri 2 Sebutkan dan Jelaskan fungsi setiap alat dan bahan dalam percobaan termokimia 3 Gambarkan rangkaian alat kalorimeter smenarik mungkin dan berikan keterangan 4 Tuliskan hukum termodinamika dan jelaskan hubungannya antara rekasi eksoterm dan reaksi

endoterm 5 Perhitungkan secara teoritis (data setiap parameter yang anda cari direferensi) kalor reaksi

penetralan HCl dan NaOH 6

Nb Margin 4 3 3 3Sampul Pink Tulis TanganSiapkan MSDS dan Bagan Kerja (Print)

• Termokimia
• BAB I PENDAHULUAN
• • A Latar Belakang Masalah
  • Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan
  • B Tujuan Penulisan
  • C Manfaat Penulisan
  • • BAB II ISI
    • • A Manfaat Termokimia
      • • B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari
        • 1 Gas Elpiji
        • Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara
        • 3 Pembakaran Batu Bara
        • Batubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi
        • CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1
        • C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

dengan m = massa larutan dalam kalorimeter ( g )c = kalor jenis larutan dalam kalorimeter (J goC ) atau ( J g K )DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Pada kalorimeter ini reaksi berlangsung pada tekanan tetap (DP = nol ) sehingga perubahan kalor yang terjadi dalam sistem = perubahan entalpinya

DH = qp

Kalorimeter larutan adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kaloryang terlibat pada reaksi kimia dalam sistem larutan Pada dasarnya kalor yang dibebaskandiserap menyebabkan perubahan suhu pada kalorimeter Berdasarkan perubahan suhu per kuantitas pereaksi kemudian dihitung kalor reaksi dari reaksi sistem larutan tersebut Kini kalorimeter larutan dengan ketelitian cukup tinggi dapat diperoleh dipasaran

Dalam menentukan entalpi berlaku persamaanQreaksi = - (Qlarutan + Q kalorimeter )Q reaksi = - (mc∆T + c∆T)Jika kapasitas kalori dalam kalorimeter diabaikan makaQreaksi = - (mc∆T)Keterangan m = massa zat (kg) c = kalor jenis (Jkg⁰C)∆t = perubahan suhu (Celcius)

Sementara itu persamaan reaksi yang mengikutsertakan perubahan entalpinya disebutpersamaan termokimia

H2 (g) + 12 O2 (g) mdashmdashgt H2O (l) ΔH = -286 kJ

Pada reaksi endoterm sistem menyerap energi Oleh karena itu entalpi sistem akan bertambah Artinya entalpi produk (Hp) lebih besar daripada entalpi pereaksi (Hr) Akibatnya perubahan entalpi merupakan selisih antara entalpi produk dengan entalpi pereaksi (Hp -Hr) bertanda positif Sehingga perubahan entalpi untuk reaksi endoterm dapat dinyatakan

ΔH = Hp- Hr gt 0

Reaksi eksoterm sistem membebaskan energi sehingga entalpi sistem akan berkurang artinya entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Sehingga p dapat dinyatakan sebagai berikut

ΔH = Hp- Hr lt 0

VII Hukum Hess

Pengukuran perubahan entalpi suatu reaksi kadangkala tidak dapat ditentukan langsung dengan kalorimeter misalnya penentuan perubahan entalpi pembentukan standar (DHf o )CO Reaksi pembakaran karbon tidak mungkin hanya menghasilkan gas CO saja tanpa disertai terbentuknya gas CO2 Jadi bila dilakukan pengukuran perubahan entalpi dari reaksi tersebut yang terukur tidak hanya reaksi pembentukan gas CO saja tetapi juga perubahan entalpi dari reaksi pembentukan gas CO2

Untuk mengatasi hal tersebut Henry Hess melakukan serangkaian percobaan dan menyimpulkan bahwa perubahan entalpi suatu reaksi merupakan fungsi keadaan

Artinya ldquo perubahan entalpi suatu reaksi hanya tergantung pada keadaan awal ( zat-zat pereaksi ) dan keadaan akhir ( zat-zat hasil reaksi ) dari suatu reaksi dan tidak tergantung pada jalannya reaksirdquo Pernyataan ini disebut Hukum Hess rumus yang dapat dipakai yaitu

ΔHreaksi = ΔH1 + ΔH2 +hellip

Menurut hukum Hess karena entalpi adalah fungsi keadaan perubahan entalpi dari suatu reaksi kimia adalah sama walaupun langkah-langkah yang digunakan untuk memperoleh produk berbeda Dengan kata lain hanya keadaan awal dan akhir yang berpengaruh terhadap perubahan entalpi bukan langkah-langkah yang dilakukan untuk mencapainya

Hal ini menyebabkan perubahan entalpi suatu reaksi dapat dihitung sekalipun tidak dapat diukur secara langsung Caranya adalah dengan melakukan operasi aritmatika pada beberapa persamaan reaksi yang perubahan entalpinya diketahui Persamaan-persamaan reaksi tersebut diatur sedemikian rupa sehingga penjumlahan semua persamaan akan menghasilkan reaksi yang kita inginkan Jika suatu persamaan reaksi

dikalikan (atau dibagi) dengan suatu angka perubahan entalpinya juga harus dikali (dibagi) Jika persamaan itu dibalik maka tanda perubahan entalpi harus dibalik pula (yaitu menjadi -ΔH) Berdasarkan Hukum Hess penentuan DH dapat dilakukan melalui 3 cara yaitu

1) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung melalui penjumlahan dari perubahan entalpi beberapa reaksi yang berhubungan

2) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung berdasarkan selisih entalpi pembentukan ( DHf o ) antara produk dan reaktan

3) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung berdasarkan data energi ikatan

Selain itu dengan menggunakan hukum Hess nilai ΔH juga dapat diketahui dengan pengurangan entalpi pembentukan produk-produk dikurangi entalpi pembentukan reaktan Secara matematis untuk reaksi-reaksi lainnya secara umum

Dengan mengetahui ΔHf (perubahan entalpi pembentukan) dari reaktan dan produknya dapat diramalkan perubahan entalpi reaksi apapun dengan rumus

ΔH=ΔHfP-ΔH fR

Perubahan entalpi suatu reaksi juga dapat diramalkan dari perubahan entalpi pembakaran reaktan dan produk dengan rumus

ΔH=-ΔHcP+ΔHcR

Konsep dari hukum Hess juga dapat diperluas untuk menghitung perubahan fungsi keadaan lainnya seperti entropi dan energi bebas Kedua aplikasi ini amat berguna karena besaran-besaran tersebut sulit atau tidak bisa diukur secara langsung sehingga perhitungan dengan hukum Hess digunakan sebagai salah satu cara menentukannya

Untuk perubahan entropi

middot ΔSo = Σ(ΔSfoproduk) - Σ(ΔSf

oreaktan)

middot ΔS = Σ(ΔSoproduk) - Σ(ΔSo

reaktan)

Untuk perubahan energi bebas

middot ΔGo = Σ(ΔGfoproduk) - Σ(ΔGf

oreaktan)

middot ΔG = Σ(ΔGoproduk) - Σ(ΔGo

reaktan)

VIII Penentuan ΔH Reaksi

Hukum Hess menyatakan bahwa perubahan entalpi tidak tergantung pada berapa banyak tahapan reaksi tetapi tergantung pada keadaan awal dan akhir Dengan kata lain untuk suatu reaksi keseluruhan tertentu perubahan entalpi selalu sama tak peduli apakah reaksi itu dilaksanakan secara langsung ataukah secara tak langsung dan lewat tahap-tahap yang berlainan

1 Penentuan ∆H Reaksi berdasarkan Eksperimen (Kalorimeter)

Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris merupakan penentuan yang didasarkan atau diukur dari perubahan suhu larutan dan kalorimeter dengan prinsip perpindahan kalor yaitu jumlah kalor yang diberikan sama dengan jumlah kalor yang diserap Kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi (tidak ada pertukaran materi maupun energi dengan lingkungan di luar kalorimeter) Dengan demikian semua kalor yang dibebaskan oleh reaksi yang terjadi dalam kalorimeter kita dapat menentukan jumlah kalor yang diserap oleh air serta perangkat kalorimeter berdasarkan rumus

qlarutan = m c ∆Tqkalorimeter = C ∆Tdimana q = jumlah kalorm = massa air (larutan) di dalam calorimeterc = kalor jenis air (larutan) di dalam calorimeterC = kapasitas kalor dari calorimeter∆T = kenaikan suhu larutan (kalorimeter)

Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka kalor reaksi sama dengan kalor yang diserap oleh larutan dan kalorimeter tetapi tandanya berbeda

Kalorimeter yang sering digunakan adalah kalorimeter bom Kalorimeter bom terdiri dari sebuah bom (wadah tempatberlangsungnya reaksi pembakaran biasanya terbuat dari berlangsungnya reaksi pembakaran biasanya terbuat dari bahan stainless steel) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah kedap panas Jadi kalor reaksi sama dengan

kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan

2 Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

Hukum Hess rdquo Kalor reaksi yang dilepas atau diserap hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhirrdquo Untuk mengubah zat A menjadi zat B (produk) diperlukan kalor reaksi sebesar ∆H Atau cara lain yaitu mengubah zat A menjadi zat B dengan kalor reaksi ∆H1 zat B diubah menjadi zat C dengan kalor reaksi ∆H2 dan zat C diubah menjadi zat D dengan kalor reaksi ∆H3 Sehingga harga perubahan entalpi adalah

∆Hreaksi = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3

Hal tersebut dapat dibuat siklus dan diagram tingkat energinya sebagaiberikut middot Siklus energi pembentukan zat D dari zat Amiddot Diagram tingkat energi pembentukan zat D dari zat A

Contoh Soal Diketahui data entalpi reaksi sebagai berikut Ca(s) + frac12 O2(g) rarr CaO(s) ∆H = - 6355 kJC(s) + O2(g) rarr CO2(g) ∆H = - 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(g) ∆H = - 12071 kJHitunglah perubahan entalpi reaksi CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s)

Penyelesaian CaO(s) rarr Ca(s) + frac12 O2(g) ∆H = + 6355 kJCO2(g) rarr C(s) + O2(g) ∆H = + 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 12071 kJ_________________________________________ _CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 1781 kJ

3 Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

Pembentukan Standar ( ∆Hof )

Cara lain perhitungan entalpi reaksi yaitu berdasarkan entalpi pembentukan standar( ∆Hof ) zat-zat yang ada pada reaksi tersebut

∆Hreaksi = sum∆Hof produk - sum∆Ho

f reaktan

TABEL ENTALPI PEMBENTUKAN BEBERAPA ZAT

Zat DHof ( kJmol ) Zat DHo

f ( kJmol )H2(g) 0 C2H4(g) + 525

O2(g) 0 CCl4(g) - 960C(s) 0 NH3(g) - 459H2O(g) - 2418 NO2(g) + 332H2O(l) - 2858 SO2(g) - 2968CO2(g) - 3935 HCl(g) - 923CO(g) -1105 NO(g) + 903

Contoh Soal Dari tabel entalpi pembentukan diatas tentukan

a ∆H reaksi pembakaran C2H4

b Tentukan jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran 56 g gas C2H4

c Reaksi pembakaran C2H4

a C2H4(g) + 3 O2(g)rarr2CO2(g) + 2H2O(l)

b ∆H reaksi = ∆Hof hasil reaksi - ∆Hof pereaksi

= ( 2 ∆Hof CO2 + 2 ∆Hof H2O ) ndash ( 1 ∆HofC2H4 + 3 ∆Hof O2)= ( 2 -3935 + 2 -2858 ) ndash ( 1 525 + 3 0 )= -787 ndash 5716 + 525= - 13061 kJmol

c Mr C2H4 = (2x12) + (4x1) = 28Mol C2H4 = 5628 = 2 mol∆H pembakaran 2 mol C2H4 = 2 mol x ( -13061 kJmol )

= -26122 kJ

Jadi pada pembakaran 56 gram gas C2H4 dibebaskan kalor sebesar = 26122 Kj

4 Penentuan ∆H Reaksi Dari Energi Ikatan

Reaksi kimia antarmolekul dapat dianggap berlangsung dalam 2 tahap yaitu

I Pemutusan ikatan pada pereaksi

II Pembentukan ikatan pada produk

Misalnya pada reaksi antara gas klorin dengan gas hidrogen membentuk gas hidrogen klorida dapat digambarkan sebagai berikut

Sesuai dengan hukum Hess ∆H reaksi total adalah ∆H tahap-I + ∆H tahap-II

∆H tahap-I = sum Energi ikatan pada pereaksi (yang putus)

∆H tahap-II = -sum Energi ikatan pada produk (yang terbentuk)

∆H reaksi = sum Energi ikatan pereaksi yang putus - sum Energi ikatan produk yang terbentuk

∆H reaksi = sum Eruas kiri - sum Eruas kanan

TABEL ENERGI IKATAN

Ikatan E (kJmol) Ikatan E (kJmol)H-H 436 O=O 498H-C 415 CequivN 891H-N 390 F-F 160C-C 345 Cl-Cl 243CequivC 837 H-Cl 432C-O 350 C=C 611C=O 741 I-I 150C-Cl 330 N=N 418O-H 450 C-F 485

Penyelesaian H ndash C ndash O-H +1 frac12 O=O rarr O=C=O +2H-O-H∆H reaksi = sumEpemutusan -sumEpembentukan

= (3Ec-H)+( 1EO-H) +(1EC-O)+ (1 frac12 EO=O) ndash (2EC=O) + (4EO-H)

= (3415)+(1460)+(1350)+1 frac12498) ndash(2741)+(4460)

= 2802-3322

= -520 kJmol

IX Energi Ikatan

Energi ikatan didefinisikan sebagai panas reaksi yang dihubungkan dengan pemecahan ikatan kimia dari molekul gas menjadi bagian-bagian gas Terkadang disebut juga entalpi ikatan nama yang sesungguhnya lebih tepat

Energi disosiasi ikatan (BE) dapat digunakan untuk menghitung panas reaksi yang dihubungkan dengan

ΔH0= - sum ni BEi + sum njBEj

dimana BE adalah energi ikatan per mol ikatan nj dan ni adalah jumlah mol ikatan yang pecah atau terbentuk dalam hal reaktan dan produk

Dalam hal yang sama data panas reaksi dapat juga digunakan untuk menghitung energi disosiasi ikatan dari setiap ikatan tertentu asal saja data lain dalam persamaan diketahui Satu hal yang harus diingat bahwa lingkungan sekeliling atom sangat mempengaruhi energy ikatan dari ikatan tertentu oleh karena itu harga yang diperoleh dari persamaan adalah harga rata-rata atau harga kira-kira

Walaupun energi ikatan adalah untuk molekul dalam fase gas tetapi harga kira-kira panas reaksi dapat dihitung dari fase terkondensasi dapat dikoreksi jika panas penguapan panas sublimasi dan lain-lain dapat diikutsertakan

Suatu reaksi yang DHndashnya ditentukan dengan menggunakan energi ikatan maka atom-atom yang terlibat dalam reaksi harus berwujud gas

Berdasarkan jenis dan letak atom terhadap atom-atom lain dalam molekulnya dikenal 3 jenis energi ikatan yaitu

a Energi Atomisasi

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan semua ikatan 1 mol molekul menjadi atom-atom bebas dalam keadaan gas

Energi atomisasi = jumlah seluruh ikatan atom-atom dalam 1 mol senyawa

b Energi Disosiasi Ikatan

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan salah 1 ikatan yang terdapat pada suatu molekul atau senyawa dalam keadaan gas

c Energi Ikatan Rata-Rata

Adalah energi rerata yang diperlukan untuk memutuskan ikatan atom-atom pada suatu senyawa ( notasinya = D ) Energi ikatan suatu molekul yang berwujud gas dapat ditentukan dari data entalpi pembentukan standar (DHf ) dan energi ikat unsur-unsurnya Prosesnya melalui 2 tahap yaitu

o Penguraian senyawa menjadi unsur-unsurnya

o Pengubahan unsur menjadi atom gas

Reaksi kimia pada dasarnya terdiri dari 2 proses

o Pemutusan ikatan pada pereaksi

o Pembentukan ikatan pada produk reaksi

Pada proses pemutusan ikatan = memerlukan energi

Pada proses pembentukan ikatan = membebaskan energi

1 Jenis-Jenis Kalor

Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan Energi kinetik ditimbulkan karena atomndashatom dan molekul-molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Sedangkan kalor adalah bentuk energi yang berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah Jika suatu benda menerima melepaskan kalor maka suhu benda itu akan naikturun atau wujud benda berubah

2 Kalor Pembentukan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembentukan 1 mol senyawa dariunsur-unsurnya pada suhu dan tekanan standar ( 25 oC 1 atm ) Entalpinya bisadilepaskan maupun diserap Satuannya adalah kJ mol Bentuk standar dari suatu unsur adalah bentuk yang paling stabil dari unsur itu pada keadaan standar ( 298 K 1 atm ) Jika perubahan entalpi pembentukan tidak diukur pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHf

Catatan

o DHf unsur bebas = nol

o Dalam entalpi pembentukan jumlah zat yang dihasilkan adalah 1 mol

o Dibentuk dari unsur-unsurnya dalam bentuk standar

3 Kalor Penguraian Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHd Satuannya = kJ mol Perubahan entalpi penguraian standar merupakan kebalikan dari perubahan entalpi pembentukan standar maka nilainya pun akan berlawanan tanda

Menurut Marquis de Laplace ldquo jumlah kalor yang dilepaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsur penyusunnya = jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsur penyusunnya ldquo Pernyataan ini disebut Hukum Laplace

4 Kalor Pembakaran Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembakaran 1 mol suatu zat secara sempurna pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHc Satuannya = kJ mol

5 Kalor Netralisasi Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHn Satuannya = kJ mol

6 Kalor Penguapan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran

tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHvap Satuannya = kJ mol

7 Kalor Peleburan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pencairan peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHfus Satuannya = kJ mol

8 Kalor Sublimasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsub Satuannya = kJ mol

9 Pelarutan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi ketika 1 mol zat melarut dalam suatu pelarut ( umumnya air ) pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsol Satuannya = kJ mol

BAB III

PENUTUP

I Kesimpulan

Singkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup termodinamika I kalor reaksi kerja entalpi kalorimeter hukum Hess penentuan DH reaksi energi ikatan dan jenis-jenis kalor merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Berdasarkan pembahasan yang tinjauan pustaka yang kami susun dalam makalah ini maka kami dapat menyimpulkan sebagai berikut

1 Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan

2 Berdasarkan perubahan entalpinya reaksi kimia dibedakan menjadi dua yaitu

a Reaksi Eksoterm dan

b Reaksi Endoterm

3 Sistem merupakan Pusat fokus perhatian yang diamati dalam suatu percobaanLingkungan merupakan hal-hal diluar sistem yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan Sistem dibedakan menjadi 3 macam

2 Sistem Terbuka

3 Sistem Tertutup

3 Sistem terisolasi

4 Dalam persamaan termokimia nilai DH yang dituliskan di persamaan termokimia disesuaikan dengan stoikiometri reaksinya artinya = jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi kimia = koefisien reaksinya ( fase reaktan maupun produk reaksinya harus dituliskan)

5 Ada beberapa jenis dalam menentukan Harga Perubahan Entalpi ∆H yaitu

a Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

b Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

c Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris

BAB IPENDAHULUAN

A Latar Belakang Masalah

Termokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energi panas dan energi kimia Sedangkan energi kimia didefinisikan sebagai energi yang dikandung setiap unsur atau senyawa Energi kimia yang terkandung dalam suatu zat adalah semacam energi potensial zat tersebut Energi potensial kimia yang terkandung dalam suatu zat disebut panas dalam atau entalpi dan dinyatakan dengan simbol H Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi Perubahan entalpi reaksi diberi simbol HΔ

Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika disebut termokimia Secara operasional termokimia berkaitan dengan pengukuran dan pernafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia perubahan keadaan dan pembentukan larutan

Termokimia merupakan pengetahuan dasar yang perlu diberikan atau yang dapat diperoleh dari reaksi-reaksi kimia tetapi juga perlu sebagai pengetahuan dasar untuk pengkajian teori ikatan kimia dan struktur kimia Fokus bahasan dalam termokimia adalah tentang jumlah kalor yang dapat dihasilkan oleh sejumlah tertentu pereaksi serta cara pengukuran kalor reaksi

Termokimia merupakan penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi kimia

Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan

Dengan kajian-kajian yang dilakukan mengenai pengaplikasian termokimia dalam kehidupan sehari-hari Dan untuk menguraikan permasalahan tersebut lebih detail lagi penulis mencoba membuat makalah yang isinya membahas tentang ldquoAplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-harirdquo

B Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dibiatkannya makalah ini adalah sebagai berikut

1) Dapat menjelaskan manfaat termokimia2) Mengetahui proses termokimia dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari3) Memahami materi-materi yang terkait dengan termokimia4) Memahami tentang termokimia lebih mendalam

C Manfaat Penulisan

Penulisan makalah ini memiliki manfaat sebagai berikut

1) Manfaat UmumMakalah hasil pengkajian penulis ini dapat menunjang materi pembelajaran

dan dapat dijadikan bahan baku referensi pembelajaran2) Manfaat Khusus

Penulis dapat menambah wawasan dan pengetahuan penulis serta dapat melatih penulis untuk memiliki rasa ingin tahu yang tinggi dan lebih telaten dalam mencari dan mengumpulkan sumber dan informasi selama melakukan pengkajian

3) Manfaat untuk penulis yang akan datingMakalah hasil pengkajian sebelumnya dapat dijadikan bahan referensi

sumber untuk pembuatan makalah selanjutnya dan dapat memberi gambaran dalam pengkajian yang akan dilakukannya

BAB IIISI

A Manfaat Termokimia

Manfaat positif dari termokimia yaitu

a) Dapat mempelajari suatu bentuk energi yang dibutuhkan oleh manusia untuk bergerak dalam bentuk energi kinetik dan tambahan-tambahan dalam melakukan proses fotosintesis yang membutuhkan eergi dari sinar matahari

b) Dapat mempelajari suatu sistem atau bagian alam semasta yang menjadi objek penelitian serta lingkungan atau bagian alam semesta yang berinteraksi dengan satu sistem

B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari1 Gas Elpiji

Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara

C4H10 + Udara ndashgt CO2 + H20 + N2Untuk mempermudah udara sepenuhnya bergantung dari oksigenC4H10 + (132)O2 ndashgt 4CO2 + 5H2O

Untuk reaksi sempurna dengan udaraC4H10 + (O2 + 376 N2) ndashgt CO2 + H20 + 376N2PenyetaraanC4H10 + 132(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)376N2

Reaksi juga bisa melibatkan bentuk tidak sempurna misal memerlukan 200 udaraC4H10 + 13(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)O2 + (132)376N2

Pembakaran ini pun bisa melibatkan beberapa fraksi karena elpiji biasanya tidak murni hanya bahan bakar butana

2 ThermometerTermometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur suhuCara kerja thermometerKetika temperature naik cairan dibola tabung mengembang lebih banyak daripada gelas yang menutupinya Hasilnya benang cairan yang tipis dipaksa ke atas secara kapiler Sebaliknya ketika temperature turun cairan mengerut dan cairan yang tipis ditabung bergerak kembali turun Gerakan ujung cairan tipis yang dinamakan meniscus dibaca terhadap skala yang menunjukkan temperatureZat untuk thermometer haruslah zat cair dengan sifat termometrik artinya mengalami perubahan fisis pada saat dipanaskan atau didinginkan misalnya raksa dan alkohol Zat cai tersebut memiliki dua titik tetap (fixed points) yaitu titik tertinggi dan titik terendah Misalnya titik didih air dan titik lebur es untuk suhu yang tidak terlalu tinggi Setelah itu pembagian dilakukan diantara kedua titik tetap menjadi bagian-bagian yang sama besar misalnya thermometer skala celcius dengan 100 bagian yang setiap bagiannya sebesar 1C

3 Pembakaran Batu BaraBatubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi

CaCO3(s) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + CO2(g)

Ca(OH)2(aq) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + H2O( 1048641)Namun biaya operasional desulfurisasi dan pembuangan deposit padatan kembali menjadi masalah baru Untuk meningkatkan nilai dari batubara dan menghilangkan pencemar SO2 dilakukan rekayasa batubara seperti gasifikasi dan reaksi karbon-uap Pada gasifikasi molekul-molekul besar dalam batubara dipecah melalui pemanasan pada suhu tinggi (600degC ndash 800degC) sehingga dihasilkan bahan bakar berupa gas Reaksinya adalah sebagai berikutBatubara(s) batubara cair (mudah menguap) CH4(g) + C(s)Arang yang terbentuk direaksikan dengan uap air menghasilkan campuran gas CO dan H2 yang disebut gas sintetik ReaksinyaC(s) + H2O() CO(g) + H2(g) ΔH = 175 kJ molndash1Untuk meningkatkan nilai gas sintetik gas CO diubah menjadi bahan bakar lain Misalnya gas CO direaksikan dengan uap air menjadi CO2 dan H2 ReaksinyaCO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH = ndash41 kJ molndash1Gas CO2 yang dihasilkan selanjutnya dipisahkan Campuran gas COdan H2 yang telah diperkaya akan bereaksi membentuk metana dan uapair Reaksinya

CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1

Setelah H2O diuapkan akan diperoleh CH4 yang disebut gas alam sintetik Dengan demikian batubara dapat diubah menjadi metana melalui proses pemisahan batubara cair

C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Berdasarkan perpindahan energinya atau perubahan entalpinya ada dua jenis reaksi

1) Reaksi eksoterm yaitu reaksi yang membebaskan kalor kalor mengalir dari sistem ke lingkungan (terjadi penurunan entalpi) entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Pada reaksi eksoterm umumnya suhu sistem menjadi naik adanya kenaikan suhu inilah yang menyebabkan sistem melepas kalor ke lingkunganReaksi eksoterm DH = HP - HR lt 0 atau DH = (-)

2) Reaksi Endoterm yaitu reaksi yang memerlukan kalor kalor mengalir dari lingkungan ke sistem (terjadi kenaikan entalpi) entalpi produk lebih besar daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda positif Pada reaksi endoterm umumnya suhu sistem terjadi penurunan adanya penurunan suhu inilah yang menyebabkan sistem menyerap kalor dari lingkungan

Reaksi endoterm DH = HP - HR gt 0 atau DH = (+)

D Hukum Dalam Termokimia

Dalam mempelajari reaksi kimia dan energi kita perlu memahami hukum-hukum yang mendasari tentang perubahan dan energi

a Hukum kekekalan energyDalam perubahan kimia atau fisika energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentu lainnya Hukum ini merupakan hukum termodinamika pertama dan menjadi dasar pengembangan hukum tentang energi selanjutnya seperti konversi energi

b Hukum LaplaceHukum ini diajukan oleh Marquis de Laplace dan dia menyatakan bahwa jumlah kalor yang dilepaskan dalam pembentukan sebuah senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menguraikan senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnyaPanjabaran dari hukum ini untuk entalphi reaksi H dan kalor reaksiΔC + O2 rarr CO2 H = -94 KkalΔCO2 rarr C + O2 H = +94 KkalΔSedangkan untuk kalor reaksiC + O2 rarr CO2 -94 KkalCO2 rarr C + O2 +94 KkalUntuk reaksi pertama unsur C bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan karbondioksida dan kalor sebesar 94 Kkal Sedangkan reaksi kedua karbondioksida terurai menjadi unsur C dan gas oksigen dengan membutuhkan kalor sebesar 94 KkalDari sisi tanda tampak jelas perbedaan antara entalphi reaksi dengan kalor reaksi jika entalphi bernilai positif maka kalor reaksi bernilai negatif demikian pula sebaliknya jika entalphi negatif maka kalor reaksi positif

c Hukum HessHukum ini diajukan oleh Germain Hess dia menyatakan bahwa entalphi reaksi ( H)Δ hanya tergantung pada keadaan awal reaksi dan hasil reaksi dan tidak bergantung pada jalannya reaksi

Jika suatu reaksi merupakan penjumlahan aljabar dari dua atau lebih reaksi maka perubahan entalphi ( H) atau kalor reaksinya juga merupakan penjumlahanΔ aljabar dari ( H) yang menyertai reaksi Untuk lebih mudah memahaminya kitaΔ perhatikan Bagan 1017

Berdasarkan persamaan reaksi gas karbon dioksida dapat terbentuk melalui dua tahap yang pertama pembentukan karbonmonoksida dari unsur-unsurnya dan dilanjutkan dengan oksidasi dari karbonmonoksida menjadi karbondioksida

Penjumlahan aljabar HΔ reaksi dari setiap tahap reaksi juga dilakukan sesuai dengan tahap reaksi maka HΔ reaksi dari pembentukan gas Karbon dioksida juga dapat dilakukanBerdasarkan berbagai jenis reaksi maka kita juga dapat mengembangkan jenis kalor reaksi atau H yang disesuaikan dengan jenis reaksinya ada empat jenis kalor reaksiΔ yaitu kalor reaksi pembentukan penguraian pembakaran dan pelarutan Keempat klasifikasi tersebut disederhanakan dalam bagan pada Bagan 1018

E Energi IkatanPada dasarnya reaksi kimia terdiri dari dua proses yaitu pemutusan ikatan

antar atom-atom dari senyawa yang bereaksi (proses yang memerlukan energi) dan penggabungan ikatan kembali dari atom-atom yang terlibat reaksi sehingga membentuk susunan baru (proses yang membebaskan energi)

Perubahan entalpi reaksi dapat dihitung dengan menggunakan data energi ikatan Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan oleh satu molekul gas menjadi atom-atom dalam keadaan gas Harga energi ikatan selalu positif dengan satuan kJ atau kkal serta diukur pada kondisi zat-zat berwujud gas

Entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga energi ikatan rata-rata sering berbeda dari entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga entalpi pembentukan standar Perbedaan ini terjadi karena energi ikatan yang terdapat dalam suatu tabel adalah energi ikatan rata-rata Energi ikatan C ndash H dalam contoh di atas bukan ikatan C ndash H dalam CH4 melainkan energi ikatan rata-rata C ndash H CH4(g) CH3(g) + H(g) H = +424 kJmolCH3(g) CH2(g) + H(g) H = +480 kJmolCH2(g) CH(g) + H(g) H = +425 kJmolCH(g) C(g) + H(g) H = +335 kJmolJadi energi ikatan rata-rata dari ikatan C ndash H adalah 416 kJmol Sedangkan energiikatan C ndash H yang dipakai di atas adalah +413 kJmol

Bahan Bakar dan Perubahan Entalpi Reaksi pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen Biasanya reaksi semacam ini digunakan untuk menghasilkan energi Bahan bakar adalah merupakan suatu senyawa yang bila dilakukan pembakaran terhadapnya dihasilkan kalor yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan

Jenis bahan bakar yang banyak kita kenal adalah bahan bakar fosil Bahan bakar fosil berasal dari pelapukan sisa organisme baik tumbuhan maupun hewan yang memerlukan waktu ribuan sampai jutaan tahun contohnya minyak bumi dan batu bara

Namun selain bahan bakar fosil dewasa ini telah dikembangkan pula bahan bakar jenis lain misalnya alkohol dan hidrogen Hidrogen cair dengan oksigen cair bersama-sama telah digunakan pada pesawat ulang-alik sebagai bahan bakar roket

pendorongnya Pembakaran hidrogen tidak memberi dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air

Matahari adalah umber energi terbesar di bumi tetapi penggunaan energi surya belum komersial Dewasa ini penggunaan energi surya yang komersial adalah untuk pemanas air rumah tangga (solar water heater) Nilai kalor dari bahan bakar umumnya dinyatakan dalam satuan kJgram yang menyatakan berapa kJ kalor yang dapat dihasilkan dari pembakaran 1 gram bahan bakar tersebut Contoh nilai kalor bahan bakar bensin adalah 48 kJg artinya setiap pembakaran sempurna 1 gram bensin akan dihasilkan kalor sebesar 48 kJ Pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan atau dalam industri umumnya tidak terbakar sempurna Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon (bahan bakar fosil) membentuk karbon dioksida dan uap air

Sedangkan pembakaran tidak sempurnanya menghasilkan karbon monoksida dan uap air Pembakaran tak sempurna mengurangi efisiensi bahan bakar kalor yang dihasilkan akan lebih sedikit dibandingkan apabila zat itu terbakar sempurna Kerugian lainnya adalah dihasilkannya gas karbon monoksida (CO) yang bersifat racun

BAB IIIPENUTUP

A KesimpulanSingkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar

yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup Reaksi endoterm Hukum dalam termokimia Energi ikatan dan arah proses merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Didalam termokimia ada istilah sistem dan lingkungan Sistem yang dimaksud adalah bagian dari alam yang dipelajari atau yang manjadi pokok perhatian dalam termokimia yang dipelajari yaitu perubahan energinya Sedangkan lingkungan yang dimaksud adalah segala sesuatu di luar sistem dengan apa sistem melakukan dan mengadakan pertukaran energi Energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha Energi hanya dapat diubah bentuknya dari bentuk yang satu dengan yang lainnya Misalnya pada pembangkit tenaga uap perubahan energi dimulai dari energi panas yang terbentuk di

boiler berubah menjadi energi mekanik pada turbin dan energi mekanik diubah menjadi energi listrik pada generator

TUGAS PENDAHULUAN (TERMOKIMIA)

1 Apa yang dimaksud dengan kalor kalorimeter dan kalorimetri 2 Sebutkan dan Jelaskan fungsi setiap alat dan bahan dalam percobaan termokimia 3 Gambarkan rangkaian alat kalorimeter smenarik mungkin dan berikan keterangan 4 Tuliskan hukum termodinamika dan jelaskan hubungannya antara rekasi eksoterm dan reaksi

endoterm 5 Perhitungkan secara teoritis (data setiap parameter yang anda cari direferensi) kalor reaksi

penetralan HCl dan NaOH 6

Nb Margin 4 3 3 3Sampul Pink Tulis TanganSiapkan MSDS dan Bagan Kerja (Print)

• Termokimia
• BAB I PENDAHULUAN
• • A Latar Belakang Masalah
  • Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan
  • B Tujuan Penulisan
  • C Manfaat Penulisan
  • • BAB II ISI
    • • A Manfaat Termokimia
      • • B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari
        • 1 Gas Elpiji
        • Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara
        • 3 Pembakaran Batu Bara
        • Batubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi
        • CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1
        • C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Reaksi eksoterm sistem membebaskan energi sehingga entalpi sistem akan berkurang artinya entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Sehingga p dapat dinyatakan sebagai berikut

ΔH = Hp- Hr lt 0

VII Hukum Hess

Pengukuran perubahan entalpi suatu reaksi kadangkala tidak dapat ditentukan langsung dengan kalorimeter misalnya penentuan perubahan entalpi pembentukan standar (DHf o )CO Reaksi pembakaran karbon tidak mungkin hanya menghasilkan gas CO saja tanpa disertai terbentuknya gas CO2 Jadi bila dilakukan pengukuran perubahan entalpi dari reaksi tersebut yang terukur tidak hanya reaksi pembentukan gas CO saja tetapi juga perubahan entalpi dari reaksi pembentukan gas CO2

Untuk mengatasi hal tersebut Henry Hess melakukan serangkaian percobaan dan menyimpulkan bahwa perubahan entalpi suatu reaksi merupakan fungsi keadaan

Artinya ldquo perubahan entalpi suatu reaksi hanya tergantung pada keadaan awal ( zat-zat pereaksi ) dan keadaan akhir ( zat-zat hasil reaksi ) dari suatu reaksi dan tidak tergantung pada jalannya reaksirdquo Pernyataan ini disebut Hukum Hess rumus yang dapat dipakai yaitu

ΔHreaksi = ΔH1 + ΔH2 +hellip

Menurut hukum Hess karena entalpi adalah fungsi keadaan perubahan entalpi dari suatu reaksi kimia adalah sama walaupun langkah-langkah yang digunakan untuk memperoleh produk berbeda Dengan kata lain hanya keadaan awal dan akhir yang berpengaruh terhadap perubahan entalpi bukan langkah-langkah yang dilakukan untuk mencapainya

Hal ini menyebabkan perubahan entalpi suatu reaksi dapat dihitung sekalipun tidak dapat diukur secara langsung Caranya adalah dengan melakukan operasi aritmatika pada beberapa persamaan reaksi yang perubahan entalpinya diketahui Persamaan-persamaan reaksi tersebut diatur sedemikian rupa sehingga penjumlahan semua persamaan akan menghasilkan reaksi yang kita inginkan Jika suatu persamaan reaksi

dikalikan (atau dibagi) dengan suatu angka perubahan entalpinya juga harus dikali (dibagi) Jika persamaan itu dibalik maka tanda perubahan entalpi harus dibalik pula (yaitu menjadi -ΔH) Berdasarkan Hukum Hess penentuan DH dapat dilakukan melalui 3 cara yaitu

1) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung melalui penjumlahan dari perubahan entalpi beberapa reaksi yang berhubungan

2) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung berdasarkan selisih entalpi pembentukan ( DHf o ) antara produk dan reaktan

3) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung berdasarkan data energi ikatan

Selain itu dengan menggunakan hukum Hess nilai ΔH juga dapat diketahui dengan pengurangan entalpi pembentukan produk-produk dikurangi entalpi pembentukan reaktan Secara matematis untuk reaksi-reaksi lainnya secara umum

Dengan mengetahui ΔHf (perubahan entalpi pembentukan) dari reaktan dan produknya dapat diramalkan perubahan entalpi reaksi apapun dengan rumus

ΔH=ΔHfP-ΔH fR

Perubahan entalpi suatu reaksi juga dapat diramalkan dari perubahan entalpi pembakaran reaktan dan produk dengan rumus

ΔH=-ΔHcP+ΔHcR

Konsep dari hukum Hess juga dapat diperluas untuk menghitung perubahan fungsi keadaan lainnya seperti entropi dan energi bebas Kedua aplikasi ini amat berguna karena besaran-besaran tersebut sulit atau tidak bisa diukur secara langsung sehingga perhitungan dengan hukum Hess digunakan sebagai salah satu cara menentukannya

Untuk perubahan entropi

middot ΔSo = Σ(ΔSfoproduk) - Σ(ΔSf

oreaktan)

middot ΔS = Σ(ΔSoproduk) - Σ(ΔSo

reaktan)

Untuk perubahan energi bebas

middot ΔGo = Σ(ΔGfoproduk) - Σ(ΔGf

oreaktan)

middot ΔG = Σ(ΔGoproduk) - Σ(ΔGo

reaktan)

VIII Penentuan ΔH Reaksi

Hukum Hess menyatakan bahwa perubahan entalpi tidak tergantung pada berapa banyak tahapan reaksi tetapi tergantung pada keadaan awal dan akhir Dengan kata lain untuk suatu reaksi keseluruhan tertentu perubahan entalpi selalu sama tak peduli apakah reaksi itu dilaksanakan secara langsung ataukah secara tak langsung dan lewat tahap-tahap yang berlainan

1 Penentuan ∆H Reaksi berdasarkan Eksperimen (Kalorimeter)

Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris merupakan penentuan yang didasarkan atau diukur dari perubahan suhu larutan dan kalorimeter dengan prinsip perpindahan kalor yaitu jumlah kalor yang diberikan sama dengan jumlah kalor yang diserap Kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi (tidak ada pertukaran materi maupun energi dengan lingkungan di luar kalorimeter) Dengan demikian semua kalor yang dibebaskan oleh reaksi yang terjadi dalam kalorimeter kita dapat menentukan jumlah kalor yang diserap oleh air serta perangkat kalorimeter berdasarkan rumus

qlarutan = m c ∆Tqkalorimeter = C ∆Tdimana q = jumlah kalorm = massa air (larutan) di dalam calorimeterc = kalor jenis air (larutan) di dalam calorimeterC = kapasitas kalor dari calorimeter∆T = kenaikan suhu larutan (kalorimeter)

Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka kalor reaksi sama dengan kalor yang diserap oleh larutan dan kalorimeter tetapi tandanya berbeda

Kalorimeter yang sering digunakan adalah kalorimeter bom Kalorimeter bom terdiri dari sebuah bom (wadah tempatberlangsungnya reaksi pembakaran biasanya terbuat dari berlangsungnya reaksi pembakaran biasanya terbuat dari bahan stainless steel) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah kedap panas Jadi kalor reaksi sama dengan

kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan

2 Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

Hukum Hess rdquo Kalor reaksi yang dilepas atau diserap hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhirrdquo Untuk mengubah zat A menjadi zat B (produk) diperlukan kalor reaksi sebesar ∆H Atau cara lain yaitu mengubah zat A menjadi zat B dengan kalor reaksi ∆H1 zat B diubah menjadi zat C dengan kalor reaksi ∆H2 dan zat C diubah menjadi zat D dengan kalor reaksi ∆H3 Sehingga harga perubahan entalpi adalah

∆Hreaksi = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3

Hal tersebut dapat dibuat siklus dan diagram tingkat energinya sebagaiberikut middot Siklus energi pembentukan zat D dari zat Amiddot Diagram tingkat energi pembentukan zat D dari zat A

Contoh Soal Diketahui data entalpi reaksi sebagai berikut Ca(s) + frac12 O2(g) rarr CaO(s) ∆H = - 6355 kJC(s) + O2(g) rarr CO2(g) ∆H = - 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(g) ∆H = - 12071 kJHitunglah perubahan entalpi reaksi CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s)

Penyelesaian CaO(s) rarr Ca(s) + frac12 O2(g) ∆H = + 6355 kJCO2(g) rarr C(s) + O2(g) ∆H = + 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 12071 kJ_________________________________________ _CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 1781 kJ

3 Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

Pembentukan Standar ( ∆Hof )

Cara lain perhitungan entalpi reaksi yaitu berdasarkan entalpi pembentukan standar( ∆Hof ) zat-zat yang ada pada reaksi tersebut

∆Hreaksi = sum∆Hof produk - sum∆Ho

f reaktan

TABEL ENTALPI PEMBENTUKAN BEBERAPA ZAT

Zat DHof ( kJmol ) Zat DHo

f ( kJmol )H2(g) 0 C2H4(g) + 525

O2(g) 0 CCl4(g) - 960C(s) 0 NH3(g) - 459H2O(g) - 2418 NO2(g) + 332H2O(l) - 2858 SO2(g) - 2968CO2(g) - 3935 HCl(g) - 923CO(g) -1105 NO(g) + 903

Contoh Soal Dari tabel entalpi pembentukan diatas tentukan

a ∆H reaksi pembakaran C2H4

b Tentukan jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran 56 g gas C2H4

c Reaksi pembakaran C2H4

a C2H4(g) + 3 O2(g)rarr2CO2(g) + 2H2O(l)

b ∆H reaksi = ∆Hof hasil reaksi - ∆Hof pereaksi

= ( 2 ∆Hof CO2 + 2 ∆Hof H2O ) ndash ( 1 ∆HofC2H4 + 3 ∆Hof O2)= ( 2 -3935 + 2 -2858 ) ndash ( 1 525 + 3 0 )= -787 ndash 5716 + 525= - 13061 kJmol

c Mr C2H4 = (2x12) + (4x1) = 28Mol C2H4 = 5628 = 2 mol∆H pembakaran 2 mol C2H4 = 2 mol x ( -13061 kJmol )

= -26122 kJ

Jadi pada pembakaran 56 gram gas C2H4 dibebaskan kalor sebesar = 26122 Kj

4 Penentuan ∆H Reaksi Dari Energi Ikatan

Reaksi kimia antarmolekul dapat dianggap berlangsung dalam 2 tahap yaitu

I Pemutusan ikatan pada pereaksi

II Pembentukan ikatan pada produk

Misalnya pada reaksi antara gas klorin dengan gas hidrogen membentuk gas hidrogen klorida dapat digambarkan sebagai berikut

Sesuai dengan hukum Hess ∆H reaksi total adalah ∆H tahap-I + ∆H tahap-II

∆H tahap-I = sum Energi ikatan pada pereaksi (yang putus)

∆H tahap-II = -sum Energi ikatan pada produk (yang terbentuk)

∆H reaksi = sum Energi ikatan pereaksi yang putus - sum Energi ikatan produk yang terbentuk

∆H reaksi = sum Eruas kiri - sum Eruas kanan

TABEL ENERGI IKATAN

Ikatan E (kJmol) Ikatan E (kJmol)H-H 436 O=O 498H-C 415 CequivN 891H-N 390 F-F 160C-C 345 Cl-Cl 243CequivC 837 H-Cl 432C-O 350 C=C 611C=O 741 I-I 150C-Cl 330 N=N 418O-H 450 C-F 485

Penyelesaian H ndash C ndash O-H +1 frac12 O=O rarr O=C=O +2H-O-H∆H reaksi = sumEpemutusan -sumEpembentukan

= (3Ec-H)+( 1EO-H) +(1EC-O)+ (1 frac12 EO=O) ndash (2EC=O) + (4EO-H)

= (3415)+(1460)+(1350)+1 frac12498) ndash(2741)+(4460)

= 2802-3322

= -520 kJmol

IX Energi Ikatan

Energi ikatan didefinisikan sebagai panas reaksi yang dihubungkan dengan pemecahan ikatan kimia dari molekul gas menjadi bagian-bagian gas Terkadang disebut juga entalpi ikatan nama yang sesungguhnya lebih tepat

Energi disosiasi ikatan (BE) dapat digunakan untuk menghitung panas reaksi yang dihubungkan dengan

ΔH0= - sum ni BEi + sum njBEj

dimana BE adalah energi ikatan per mol ikatan nj dan ni adalah jumlah mol ikatan yang pecah atau terbentuk dalam hal reaktan dan produk

Dalam hal yang sama data panas reaksi dapat juga digunakan untuk menghitung energi disosiasi ikatan dari setiap ikatan tertentu asal saja data lain dalam persamaan diketahui Satu hal yang harus diingat bahwa lingkungan sekeliling atom sangat mempengaruhi energy ikatan dari ikatan tertentu oleh karena itu harga yang diperoleh dari persamaan adalah harga rata-rata atau harga kira-kira

Walaupun energi ikatan adalah untuk molekul dalam fase gas tetapi harga kira-kira panas reaksi dapat dihitung dari fase terkondensasi dapat dikoreksi jika panas penguapan panas sublimasi dan lain-lain dapat diikutsertakan

Suatu reaksi yang DHndashnya ditentukan dengan menggunakan energi ikatan maka atom-atom yang terlibat dalam reaksi harus berwujud gas

Berdasarkan jenis dan letak atom terhadap atom-atom lain dalam molekulnya dikenal 3 jenis energi ikatan yaitu

a Energi Atomisasi

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan semua ikatan 1 mol molekul menjadi atom-atom bebas dalam keadaan gas

Energi atomisasi = jumlah seluruh ikatan atom-atom dalam 1 mol senyawa

b Energi Disosiasi Ikatan

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan salah 1 ikatan yang terdapat pada suatu molekul atau senyawa dalam keadaan gas

c Energi Ikatan Rata-Rata

Adalah energi rerata yang diperlukan untuk memutuskan ikatan atom-atom pada suatu senyawa ( notasinya = D ) Energi ikatan suatu molekul yang berwujud gas dapat ditentukan dari data entalpi pembentukan standar (DHf ) dan energi ikat unsur-unsurnya Prosesnya melalui 2 tahap yaitu

o Penguraian senyawa menjadi unsur-unsurnya

o Pengubahan unsur menjadi atom gas

Reaksi kimia pada dasarnya terdiri dari 2 proses

o Pemutusan ikatan pada pereaksi

o Pembentukan ikatan pada produk reaksi

Pada proses pemutusan ikatan = memerlukan energi

Pada proses pembentukan ikatan = membebaskan energi

1 Jenis-Jenis Kalor

Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan Energi kinetik ditimbulkan karena atomndashatom dan molekul-molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Sedangkan kalor adalah bentuk energi yang berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah Jika suatu benda menerima melepaskan kalor maka suhu benda itu akan naikturun atau wujud benda berubah

2 Kalor Pembentukan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembentukan 1 mol senyawa dariunsur-unsurnya pada suhu dan tekanan standar ( 25 oC 1 atm ) Entalpinya bisadilepaskan maupun diserap Satuannya adalah kJ mol Bentuk standar dari suatu unsur adalah bentuk yang paling stabil dari unsur itu pada keadaan standar ( 298 K 1 atm ) Jika perubahan entalpi pembentukan tidak diukur pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHf

Catatan

o DHf unsur bebas = nol

o Dalam entalpi pembentukan jumlah zat yang dihasilkan adalah 1 mol

o Dibentuk dari unsur-unsurnya dalam bentuk standar

3 Kalor Penguraian Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHd Satuannya = kJ mol Perubahan entalpi penguraian standar merupakan kebalikan dari perubahan entalpi pembentukan standar maka nilainya pun akan berlawanan tanda

Menurut Marquis de Laplace ldquo jumlah kalor yang dilepaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsur penyusunnya = jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsur penyusunnya ldquo Pernyataan ini disebut Hukum Laplace

4 Kalor Pembakaran Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembakaran 1 mol suatu zat secara sempurna pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHc Satuannya = kJ mol

5 Kalor Netralisasi Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHn Satuannya = kJ mol

6 Kalor Penguapan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran

tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHvap Satuannya = kJ mol

7 Kalor Peleburan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pencairan peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHfus Satuannya = kJ mol

8 Kalor Sublimasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsub Satuannya = kJ mol

9 Pelarutan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi ketika 1 mol zat melarut dalam suatu pelarut ( umumnya air ) pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsol Satuannya = kJ mol

BAB III

PENUTUP

I Kesimpulan

Singkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup termodinamika I kalor reaksi kerja entalpi kalorimeter hukum Hess penentuan DH reaksi energi ikatan dan jenis-jenis kalor merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Berdasarkan pembahasan yang tinjauan pustaka yang kami susun dalam makalah ini maka kami dapat menyimpulkan sebagai berikut

1 Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan

2 Berdasarkan perubahan entalpinya reaksi kimia dibedakan menjadi dua yaitu

a Reaksi Eksoterm dan

b Reaksi Endoterm

3 Sistem merupakan Pusat fokus perhatian yang diamati dalam suatu percobaanLingkungan merupakan hal-hal diluar sistem yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan Sistem dibedakan menjadi 3 macam

2 Sistem Terbuka

3 Sistem Tertutup

3 Sistem terisolasi

4 Dalam persamaan termokimia nilai DH yang dituliskan di persamaan termokimia disesuaikan dengan stoikiometri reaksinya artinya = jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi kimia = koefisien reaksinya ( fase reaktan maupun produk reaksinya harus dituliskan)

5 Ada beberapa jenis dalam menentukan Harga Perubahan Entalpi ∆H yaitu

a Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

b Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

c Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris

BAB IPENDAHULUAN

A Latar Belakang Masalah

Termokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energi panas dan energi kimia Sedangkan energi kimia didefinisikan sebagai energi yang dikandung setiap unsur atau senyawa Energi kimia yang terkandung dalam suatu zat adalah semacam energi potensial zat tersebut Energi potensial kimia yang terkandung dalam suatu zat disebut panas dalam atau entalpi dan dinyatakan dengan simbol H Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi Perubahan entalpi reaksi diberi simbol HΔ

Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika disebut termokimia Secara operasional termokimia berkaitan dengan pengukuran dan pernafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia perubahan keadaan dan pembentukan larutan

Termokimia merupakan pengetahuan dasar yang perlu diberikan atau yang dapat diperoleh dari reaksi-reaksi kimia tetapi juga perlu sebagai pengetahuan dasar untuk pengkajian teori ikatan kimia dan struktur kimia Fokus bahasan dalam termokimia adalah tentang jumlah kalor yang dapat dihasilkan oleh sejumlah tertentu pereaksi serta cara pengukuran kalor reaksi

Termokimia merupakan penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi kimia

Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan

Dengan kajian-kajian yang dilakukan mengenai pengaplikasian termokimia dalam kehidupan sehari-hari Dan untuk menguraikan permasalahan tersebut lebih detail lagi penulis mencoba membuat makalah yang isinya membahas tentang ldquoAplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-harirdquo

B Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dibiatkannya makalah ini adalah sebagai berikut

1) Dapat menjelaskan manfaat termokimia2) Mengetahui proses termokimia dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari3) Memahami materi-materi yang terkait dengan termokimia4) Memahami tentang termokimia lebih mendalam

C Manfaat Penulisan

Penulisan makalah ini memiliki manfaat sebagai berikut

1) Manfaat UmumMakalah hasil pengkajian penulis ini dapat menunjang materi pembelajaran

dan dapat dijadikan bahan baku referensi pembelajaran2) Manfaat Khusus

Penulis dapat menambah wawasan dan pengetahuan penulis serta dapat melatih penulis untuk memiliki rasa ingin tahu yang tinggi dan lebih telaten dalam mencari dan mengumpulkan sumber dan informasi selama melakukan pengkajian

3) Manfaat untuk penulis yang akan datingMakalah hasil pengkajian sebelumnya dapat dijadikan bahan referensi

sumber untuk pembuatan makalah selanjutnya dan dapat memberi gambaran dalam pengkajian yang akan dilakukannya

BAB IIISI

A Manfaat Termokimia

Manfaat positif dari termokimia yaitu

a) Dapat mempelajari suatu bentuk energi yang dibutuhkan oleh manusia untuk bergerak dalam bentuk energi kinetik dan tambahan-tambahan dalam melakukan proses fotosintesis yang membutuhkan eergi dari sinar matahari

b) Dapat mempelajari suatu sistem atau bagian alam semasta yang menjadi objek penelitian serta lingkungan atau bagian alam semesta yang berinteraksi dengan satu sistem

B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari1 Gas Elpiji

Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara

C4H10 + Udara ndashgt CO2 + H20 + N2Untuk mempermudah udara sepenuhnya bergantung dari oksigenC4H10 + (132)O2 ndashgt 4CO2 + 5H2O

Untuk reaksi sempurna dengan udaraC4H10 + (O2 + 376 N2) ndashgt CO2 + H20 + 376N2PenyetaraanC4H10 + 132(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)376N2

Reaksi juga bisa melibatkan bentuk tidak sempurna misal memerlukan 200 udaraC4H10 + 13(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)O2 + (132)376N2

Pembakaran ini pun bisa melibatkan beberapa fraksi karena elpiji biasanya tidak murni hanya bahan bakar butana

2 ThermometerTermometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur suhuCara kerja thermometerKetika temperature naik cairan dibola tabung mengembang lebih banyak daripada gelas yang menutupinya Hasilnya benang cairan yang tipis dipaksa ke atas secara kapiler Sebaliknya ketika temperature turun cairan mengerut dan cairan yang tipis ditabung bergerak kembali turun Gerakan ujung cairan tipis yang dinamakan meniscus dibaca terhadap skala yang menunjukkan temperatureZat untuk thermometer haruslah zat cair dengan sifat termometrik artinya mengalami perubahan fisis pada saat dipanaskan atau didinginkan misalnya raksa dan alkohol Zat cai tersebut memiliki dua titik tetap (fixed points) yaitu titik tertinggi dan titik terendah Misalnya titik didih air dan titik lebur es untuk suhu yang tidak terlalu tinggi Setelah itu pembagian dilakukan diantara kedua titik tetap menjadi bagian-bagian yang sama besar misalnya thermometer skala celcius dengan 100 bagian yang setiap bagiannya sebesar 1C

3 Pembakaran Batu BaraBatubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi

CaCO3(s) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + CO2(g)

Ca(OH)2(aq) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + H2O( 1048641)Namun biaya operasional desulfurisasi dan pembuangan deposit padatan kembali menjadi masalah baru Untuk meningkatkan nilai dari batubara dan menghilangkan pencemar SO2 dilakukan rekayasa batubara seperti gasifikasi dan reaksi karbon-uap Pada gasifikasi molekul-molekul besar dalam batubara dipecah melalui pemanasan pada suhu tinggi (600degC ndash 800degC) sehingga dihasilkan bahan bakar berupa gas Reaksinya adalah sebagai berikutBatubara(s) batubara cair (mudah menguap) CH4(g) + C(s)Arang yang terbentuk direaksikan dengan uap air menghasilkan campuran gas CO dan H2 yang disebut gas sintetik ReaksinyaC(s) + H2O() CO(g) + H2(g) ΔH = 175 kJ molndash1Untuk meningkatkan nilai gas sintetik gas CO diubah menjadi bahan bakar lain Misalnya gas CO direaksikan dengan uap air menjadi CO2 dan H2 ReaksinyaCO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH = ndash41 kJ molndash1Gas CO2 yang dihasilkan selanjutnya dipisahkan Campuran gas COdan H2 yang telah diperkaya akan bereaksi membentuk metana dan uapair Reaksinya

CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1

Setelah H2O diuapkan akan diperoleh CH4 yang disebut gas alam sintetik Dengan demikian batubara dapat diubah menjadi metana melalui proses pemisahan batubara cair

C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Berdasarkan perpindahan energinya atau perubahan entalpinya ada dua jenis reaksi

1) Reaksi eksoterm yaitu reaksi yang membebaskan kalor kalor mengalir dari sistem ke lingkungan (terjadi penurunan entalpi) entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Pada reaksi eksoterm umumnya suhu sistem menjadi naik adanya kenaikan suhu inilah yang menyebabkan sistem melepas kalor ke lingkunganReaksi eksoterm DH = HP - HR lt 0 atau DH = (-)

2) Reaksi Endoterm yaitu reaksi yang memerlukan kalor kalor mengalir dari lingkungan ke sistem (terjadi kenaikan entalpi) entalpi produk lebih besar daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda positif Pada reaksi endoterm umumnya suhu sistem terjadi penurunan adanya penurunan suhu inilah yang menyebabkan sistem menyerap kalor dari lingkungan

Reaksi endoterm DH = HP - HR gt 0 atau DH = (+)

D Hukum Dalam Termokimia

Dalam mempelajari reaksi kimia dan energi kita perlu memahami hukum-hukum yang mendasari tentang perubahan dan energi

a Hukum kekekalan energyDalam perubahan kimia atau fisika energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentu lainnya Hukum ini merupakan hukum termodinamika pertama dan menjadi dasar pengembangan hukum tentang energi selanjutnya seperti konversi energi

b Hukum LaplaceHukum ini diajukan oleh Marquis de Laplace dan dia menyatakan bahwa jumlah kalor yang dilepaskan dalam pembentukan sebuah senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menguraikan senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnyaPanjabaran dari hukum ini untuk entalphi reaksi H dan kalor reaksiΔC + O2 rarr CO2 H = -94 KkalΔCO2 rarr C + O2 H = +94 KkalΔSedangkan untuk kalor reaksiC + O2 rarr CO2 -94 KkalCO2 rarr C + O2 +94 KkalUntuk reaksi pertama unsur C bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan karbondioksida dan kalor sebesar 94 Kkal Sedangkan reaksi kedua karbondioksida terurai menjadi unsur C dan gas oksigen dengan membutuhkan kalor sebesar 94 KkalDari sisi tanda tampak jelas perbedaan antara entalphi reaksi dengan kalor reaksi jika entalphi bernilai positif maka kalor reaksi bernilai negatif demikian pula sebaliknya jika entalphi negatif maka kalor reaksi positif

c Hukum HessHukum ini diajukan oleh Germain Hess dia menyatakan bahwa entalphi reaksi ( H)Δ hanya tergantung pada keadaan awal reaksi dan hasil reaksi dan tidak bergantung pada jalannya reaksi

Jika suatu reaksi merupakan penjumlahan aljabar dari dua atau lebih reaksi maka perubahan entalphi ( H) atau kalor reaksinya juga merupakan penjumlahanΔ aljabar dari ( H) yang menyertai reaksi Untuk lebih mudah memahaminya kitaΔ perhatikan Bagan 1017

Berdasarkan persamaan reaksi gas karbon dioksida dapat terbentuk melalui dua tahap yang pertama pembentukan karbonmonoksida dari unsur-unsurnya dan dilanjutkan dengan oksidasi dari karbonmonoksida menjadi karbondioksida

Penjumlahan aljabar HΔ reaksi dari setiap tahap reaksi juga dilakukan sesuai dengan tahap reaksi maka HΔ reaksi dari pembentukan gas Karbon dioksida juga dapat dilakukanBerdasarkan berbagai jenis reaksi maka kita juga dapat mengembangkan jenis kalor reaksi atau H yang disesuaikan dengan jenis reaksinya ada empat jenis kalor reaksiΔ yaitu kalor reaksi pembentukan penguraian pembakaran dan pelarutan Keempat klasifikasi tersebut disederhanakan dalam bagan pada Bagan 1018

E Energi IkatanPada dasarnya reaksi kimia terdiri dari dua proses yaitu pemutusan ikatan

antar atom-atom dari senyawa yang bereaksi (proses yang memerlukan energi) dan penggabungan ikatan kembali dari atom-atom yang terlibat reaksi sehingga membentuk susunan baru (proses yang membebaskan energi)

Perubahan entalpi reaksi dapat dihitung dengan menggunakan data energi ikatan Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan oleh satu molekul gas menjadi atom-atom dalam keadaan gas Harga energi ikatan selalu positif dengan satuan kJ atau kkal serta diukur pada kondisi zat-zat berwujud gas

Entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga energi ikatan rata-rata sering berbeda dari entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga entalpi pembentukan standar Perbedaan ini terjadi karena energi ikatan yang terdapat dalam suatu tabel adalah energi ikatan rata-rata Energi ikatan C ndash H dalam contoh di atas bukan ikatan C ndash H dalam CH4 melainkan energi ikatan rata-rata C ndash H CH4(g) CH3(g) + H(g) H = +424 kJmolCH3(g) CH2(g) + H(g) H = +480 kJmolCH2(g) CH(g) + H(g) H = +425 kJmolCH(g) C(g) + H(g) H = +335 kJmolJadi energi ikatan rata-rata dari ikatan C ndash H adalah 416 kJmol Sedangkan energiikatan C ndash H yang dipakai di atas adalah +413 kJmol

Bahan Bakar dan Perubahan Entalpi Reaksi pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen Biasanya reaksi semacam ini digunakan untuk menghasilkan energi Bahan bakar adalah merupakan suatu senyawa yang bila dilakukan pembakaran terhadapnya dihasilkan kalor yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan

Jenis bahan bakar yang banyak kita kenal adalah bahan bakar fosil Bahan bakar fosil berasal dari pelapukan sisa organisme baik tumbuhan maupun hewan yang memerlukan waktu ribuan sampai jutaan tahun contohnya minyak bumi dan batu bara

Namun selain bahan bakar fosil dewasa ini telah dikembangkan pula bahan bakar jenis lain misalnya alkohol dan hidrogen Hidrogen cair dengan oksigen cair bersama-sama telah digunakan pada pesawat ulang-alik sebagai bahan bakar roket

pendorongnya Pembakaran hidrogen tidak memberi dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air

Matahari adalah umber energi terbesar di bumi tetapi penggunaan energi surya belum komersial Dewasa ini penggunaan energi surya yang komersial adalah untuk pemanas air rumah tangga (solar water heater) Nilai kalor dari bahan bakar umumnya dinyatakan dalam satuan kJgram yang menyatakan berapa kJ kalor yang dapat dihasilkan dari pembakaran 1 gram bahan bakar tersebut Contoh nilai kalor bahan bakar bensin adalah 48 kJg artinya setiap pembakaran sempurna 1 gram bensin akan dihasilkan kalor sebesar 48 kJ Pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan atau dalam industri umumnya tidak terbakar sempurna Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon (bahan bakar fosil) membentuk karbon dioksida dan uap air

Sedangkan pembakaran tidak sempurnanya menghasilkan karbon monoksida dan uap air Pembakaran tak sempurna mengurangi efisiensi bahan bakar kalor yang dihasilkan akan lebih sedikit dibandingkan apabila zat itu terbakar sempurna Kerugian lainnya adalah dihasilkannya gas karbon monoksida (CO) yang bersifat racun

BAB IIIPENUTUP

A KesimpulanSingkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar

yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup Reaksi endoterm Hukum dalam termokimia Energi ikatan dan arah proses merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Didalam termokimia ada istilah sistem dan lingkungan Sistem yang dimaksud adalah bagian dari alam yang dipelajari atau yang manjadi pokok perhatian dalam termokimia yang dipelajari yaitu perubahan energinya Sedangkan lingkungan yang dimaksud adalah segala sesuatu di luar sistem dengan apa sistem melakukan dan mengadakan pertukaran energi Energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha Energi hanya dapat diubah bentuknya dari bentuk yang satu dengan yang lainnya Misalnya pada pembangkit tenaga uap perubahan energi dimulai dari energi panas yang terbentuk di

boiler berubah menjadi energi mekanik pada turbin dan energi mekanik diubah menjadi energi listrik pada generator

TUGAS PENDAHULUAN (TERMOKIMIA)

1 Apa yang dimaksud dengan kalor kalorimeter dan kalorimetri 2 Sebutkan dan Jelaskan fungsi setiap alat dan bahan dalam percobaan termokimia 3 Gambarkan rangkaian alat kalorimeter smenarik mungkin dan berikan keterangan 4 Tuliskan hukum termodinamika dan jelaskan hubungannya antara rekasi eksoterm dan reaksi

endoterm 5 Perhitungkan secara teoritis (data setiap parameter yang anda cari direferensi) kalor reaksi

penetralan HCl dan NaOH 6

Nb Margin 4 3 3 3Sampul Pink Tulis TanganSiapkan MSDS dan Bagan Kerja (Print)

• Termokimia
• BAB I PENDAHULUAN
• • A Latar Belakang Masalah
  • Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan
  • B Tujuan Penulisan
  • C Manfaat Penulisan
  • • BAB II ISI
    • • A Manfaat Termokimia
      • • B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari
        • 1 Gas Elpiji
        • Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara
        • 3 Pembakaran Batu Bara
        • Batubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi
        • CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1
        • C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

dikalikan (atau dibagi) dengan suatu angka perubahan entalpinya juga harus dikali (dibagi) Jika persamaan itu dibalik maka tanda perubahan entalpi harus dibalik pula (yaitu menjadi -ΔH) Berdasarkan Hukum Hess penentuan DH dapat dilakukan melalui 3 cara yaitu

1) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung melalui penjumlahan dari perubahan entalpi beberapa reaksi yang berhubungan

2) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung berdasarkan selisih entalpi pembentukan ( DHf o ) antara produk dan reaktan

3) Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung berdasarkan data energi ikatan

Selain itu dengan menggunakan hukum Hess nilai ΔH juga dapat diketahui dengan pengurangan entalpi pembentukan produk-produk dikurangi entalpi pembentukan reaktan Secara matematis untuk reaksi-reaksi lainnya secara umum

Dengan mengetahui ΔHf (perubahan entalpi pembentukan) dari reaktan dan produknya dapat diramalkan perubahan entalpi reaksi apapun dengan rumus

ΔH=ΔHfP-ΔH fR

Perubahan entalpi suatu reaksi juga dapat diramalkan dari perubahan entalpi pembakaran reaktan dan produk dengan rumus

ΔH=-ΔHcP+ΔHcR

Konsep dari hukum Hess juga dapat diperluas untuk menghitung perubahan fungsi keadaan lainnya seperti entropi dan energi bebas Kedua aplikasi ini amat berguna karena besaran-besaran tersebut sulit atau tidak bisa diukur secara langsung sehingga perhitungan dengan hukum Hess digunakan sebagai salah satu cara menentukannya

Untuk perubahan entropi

middot ΔSo = Σ(ΔSfoproduk) - Σ(ΔSf

oreaktan)

middot ΔS = Σ(ΔSoproduk) - Σ(ΔSo

reaktan)

Untuk perubahan energi bebas

middot ΔGo = Σ(ΔGfoproduk) - Σ(ΔGf

oreaktan)

middot ΔG = Σ(ΔGoproduk) - Σ(ΔGo

reaktan)

VIII Penentuan ΔH Reaksi

Hukum Hess menyatakan bahwa perubahan entalpi tidak tergantung pada berapa banyak tahapan reaksi tetapi tergantung pada keadaan awal dan akhir Dengan kata lain untuk suatu reaksi keseluruhan tertentu perubahan entalpi selalu sama tak peduli apakah reaksi itu dilaksanakan secara langsung ataukah secara tak langsung dan lewat tahap-tahap yang berlainan

1 Penentuan ∆H Reaksi berdasarkan Eksperimen (Kalorimeter)

Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris merupakan penentuan yang didasarkan atau diukur dari perubahan suhu larutan dan kalorimeter dengan prinsip perpindahan kalor yaitu jumlah kalor yang diberikan sama dengan jumlah kalor yang diserap Kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi (tidak ada pertukaran materi maupun energi dengan lingkungan di luar kalorimeter) Dengan demikian semua kalor yang dibebaskan oleh reaksi yang terjadi dalam kalorimeter kita dapat menentukan jumlah kalor yang diserap oleh air serta perangkat kalorimeter berdasarkan rumus

qlarutan = m c ∆Tqkalorimeter = C ∆Tdimana q = jumlah kalorm = massa air (larutan) di dalam calorimeterc = kalor jenis air (larutan) di dalam calorimeterC = kapasitas kalor dari calorimeter∆T = kenaikan suhu larutan (kalorimeter)

Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka kalor reaksi sama dengan kalor yang diserap oleh larutan dan kalorimeter tetapi tandanya berbeda

Kalorimeter yang sering digunakan adalah kalorimeter bom Kalorimeter bom terdiri dari sebuah bom (wadah tempatberlangsungnya reaksi pembakaran biasanya terbuat dari berlangsungnya reaksi pembakaran biasanya terbuat dari bahan stainless steel) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah kedap panas Jadi kalor reaksi sama dengan

kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan

2 Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

Hukum Hess rdquo Kalor reaksi yang dilepas atau diserap hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhirrdquo Untuk mengubah zat A menjadi zat B (produk) diperlukan kalor reaksi sebesar ∆H Atau cara lain yaitu mengubah zat A menjadi zat B dengan kalor reaksi ∆H1 zat B diubah menjadi zat C dengan kalor reaksi ∆H2 dan zat C diubah menjadi zat D dengan kalor reaksi ∆H3 Sehingga harga perubahan entalpi adalah

∆Hreaksi = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3

Hal tersebut dapat dibuat siklus dan diagram tingkat energinya sebagaiberikut middot Siklus energi pembentukan zat D dari zat Amiddot Diagram tingkat energi pembentukan zat D dari zat A

Contoh Soal Diketahui data entalpi reaksi sebagai berikut Ca(s) + frac12 O2(g) rarr CaO(s) ∆H = - 6355 kJC(s) + O2(g) rarr CO2(g) ∆H = - 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(g) ∆H = - 12071 kJHitunglah perubahan entalpi reaksi CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s)

Penyelesaian CaO(s) rarr Ca(s) + frac12 O2(g) ∆H = + 6355 kJCO2(g) rarr C(s) + O2(g) ∆H = + 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 12071 kJ_________________________________________ _CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 1781 kJ

3 Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

Pembentukan Standar ( ∆Hof )

Cara lain perhitungan entalpi reaksi yaitu berdasarkan entalpi pembentukan standar( ∆Hof ) zat-zat yang ada pada reaksi tersebut

∆Hreaksi = sum∆Hof produk - sum∆Ho

f reaktan

TABEL ENTALPI PEMBENTUKAN BEBERAPA ZAT

Zat DHof ( kJmol ) Zat DHo

f ( kJmol )H2(g) 0 C2H4(g) + 525

O2(g) 0 CCl4(g) - 960C(s) 0 NH3(g) - 459H2O(g) - 2418 NO2(g) + 332H2O(l) - 2858 SO2(g) - 2968CO2(g) - 3935 HCl(g) - 923CO(g) -1105 NO(g) + 903

Contoh Soal Dari tabel entalpi pembentukan diatas tentukan

a ∆H reaksi pembakaran C2H4

b Tentukan jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran 56 g gas C2H4

c Reaksi pembakaran C2H4

a C2H4(g) + 3 O2(g)rarr2CO2(g) + 2H2O(l)

b ∆H reaksi = ∆Hof hasil reaksi - ∆Hof pereaksi

= ( 2 ∆Hof CO2 + 2 ∆Hof H2O ) ndash ( 1 ∆HofC2H4 + 3 ∆Hof O2)= ( 2 -3935 + 2 -2858 ) ndash ( 1 525 + 3 0 )= -787 ndash 5716 + 525= - 13061 kJmol

c Mr C2H4 = (2x12) + (4x1) = 28Mol C2H4 = 5628 = 2 mol∆H pembakaran 2 mol C2H4 = 2 mol x ( -13061 kJmol )

= -26122 kJ

Jadi pada pembakaran 56 gram gas C2H4 dibebaskan kalor sebesar = 26122 Kj

4 Penentuan ∆H Reaksi Dari Energi Ikatan

Reaksi kimia antarmolekul dapat dianggap berlangsung dalam 2 tahap yaitu

I Pemutusan ikatan pada pereaksi

II Pembentukan ikatan pada produk

Misalnya pada reaksi antara gas klorin dengan gas hidrogen membentuk gas hidrogen klorida dapat digambarkan sebagai berikut

Sesuai dengan hukum Hess ∆H reaksi total adalah ∆H tahap-I + ∆H tahap-II

∆H tahap-I = sum Energi ikatan pada pereaksi (yang putus)

∆H tahap-II = -sum Energi ikatan pada produk (yang terbentuk)

∆H reaksi = sum Energi ikatan pereaksi yang putus - sum Energi ikatan produk yang terbentuk

∆H reaksi = sum Eruas kiri - sum Eruas kanan

TABEL ENERGI IKATAN

Ikatan E (kJmol) Ikatan E (kJmol)H-H 436 O=O 498H-C 415 CequivN 891H-N 390 F-F 160C-C 345 Cl-Cl 243CequivC 837 H-Cl 432C-O 350 C=C 611C=O 741 I-I 150C-Cl 330 N=N 418O-H 450 C-F 485

Penyelesaian H ndash C ndash O-H +1 frac12 O=O rarr O=C=O +2H-O-H∆H reaksi = sumEpemutusan -sumEpembentukan

= (3Ec-H)+( 1EO-H) +(1EC-O)+ (1 frac12 EO=O) ndash (2EC=O) + (4EO-H)

= (3415)+(1460)+(1350)+1 frac12498) ndash(2741)+(4460)

= 2802-3322

= -520 kJmol

IX Energi Ikatan

Energi ikatan didefinisikan sebagai panas reaksi yang dihubungkan dengan pemecahan ikatan kimia dari molekul gas menjadi bagian-bagian gas Terkadang disebut juga entalpi ikatan nama yang sesungguhnya lebih tepat

Energi disosiasi ikatan (BE) dapat digunakan untuk menghitung panas reaksi yang dihubungkan dengan

ΔH0= - sum ni BEi + sum njBEj

dimana BE adalah energi ikatan per mol ikatan nj dan ni adalah jumlah mol ikatan yang pecah atau terbentuk dalam hal reaktan dan produk

Dalam hal yang sama data panas reaksi dapat juga digunakan untuk menghitung energi disosiasi ikatan dari setiap ikatan tertentu asal saja data lain dalam persamaan diketahui Satu hal yang harus diingat bahwa lingkungan sekeliling atom sangat mempengaruhi energy ikatan dari ikatan tertentu oleh karena itu harga yang diperoleh dari persamaan adalah harga rata-rata atau harga kira-kira

Walaupun energi ikatan adalah untuk molekul dalam fase gas tetapi harga kira-kira panas reaksi dapat dihitung dari fase terkondensasi dapat dikoreksi jika panas penguapan panas sublimasi dan lain-lain dapat diikutsertakan

Suatu reaksi yang DHndashnya ditentukan dengan menggunakan energi ikatan maka atom-atom yang terlibat dalam reaksi harus berwujud gas

Berdasarkan jenis dan letak atom terhadap atom-atom lain dalam molekulnya dikenal 3 jenis energi ikatan yaitu

a Energi Atomisasi

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan semua ikatan 1 mol molekul menjadi atom-atom bebas dalam keadaan gas

Energi atomisasi = jumlah seluruh ikatan atom-atom dalam 1 mol senyawa

b Energi Disosiasi Ikatan

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan salah 1 ikatan yang terdapat pada suatu molekul atau senyawa dalam keadaan gas

c Energi Ikatan Rata-Rata

Adalah energi rerata yang diperlukan untuk memutuskan ikatan atom-atom pada suatu senyawa ( notasinya = D ) Energi ikatan suatu molekul yang berwujud gas dapat ditentukan dari data entalpi pembentukan standar (DHf ) dan energi ikat unsur-unsurnya Prosesnya melalui 2 tahap yaitu

o Penguraian senyawa menjadi unsur-unsurnya

o Pengubahan unsur menjadi atom gas

Reaksi kimia pada dasarnya terdiri dari 2 proses

o Pemutusan ikatan pada pereaksi

o Pembentukan ikatan pada produk reaksi

Pada proses pemutusan ikatan = memerlukan energi

Pada proses pembentukan ikatan = membebaskan energi

1 Jenis-Jenis Kalor

Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan Energi kinetik ditimbulkan karena atomndashatom dan molekul-molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Sedangkan kalor adalah bentuk energi yang berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah Jika suatu benda menerima melepaskan kalor maka suhu benda itu akan naikturun atau wujud benda berubah

2 Kalor Pembentukan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembentukan 1 mol senyawa dariunsur-unsurnya pada suhu dan tekanan standar ( 25 oC 1 atm ) Entalpinya bisadilepaskan maupun diserap Satuannya adalah kJ mol Bentuk standar dari suatu unsur adalah bentuk yang paling stabil dari unsur itu pada keadaan standar ( 298 K 1 atm ) Jika perubahan entalpi pembentukan tidak diukur pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHf

Catatan

o DHf unsur bebas = nol

o Dalam entalpi pembentukan jumlah zat yang dihasilkan adalah 1 mol

o Dibentuk dari unsur-unsurnya dalam bentuk standar

3 Kalor Penguraian Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHd Satuannya = kJ mol Perubahan entalpi penguraian standar merupakan kebalikan dari perubahan entalpi pembentukan standar maka nilainya pun akan berlawanan tanda

Menurut Marquis de Laplace ldquo jumlah kalor yang dilepaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsur penyusunnya = jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsur penyusunnya ldquo Pernyataan ini disebut Hukum Laplace

4 Kalor Pembakaran Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembakaran 1 mol suatu zat secara sempurna pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHc Satuannya = kJ mol

5 Kalor Netralisasi Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHn Satuannya = kJ mol

6 Kalor Penguapan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran

tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHvap Satuannya = kJ mol

7 Kalor Peleburan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pencairan peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHfus Satuannya = kJ mol

8 Kalor Sublimasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsub Satuannya = kJ mol

9 Pelarutan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi ketika 1 mol zat melarut dalam suatu pelarut ( umumnya air ) pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsol Satuannya = kJ mol

BAB III

PENUTUP

I Kesimpulan

Singkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup termodinamika I kalor reaksi kerja entalpi kalorimeter hukum Hess penentuan DH reaksi energi ikatan dan jenis-jenis kalor merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Berdasarkan pembahasan yang tinjauan pustaka yang kami susun dalam makalah ini maka kami dapat menyimpulkan sebagai berikut

1 Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan

2 Berdasarkan perubahan entalpinya reaksi kimia dibedakan menjadi dua yaitu

a Reaksi Eksoterm dan

b Reaksi Endoterm

3 Sistem merupakan Pusat fokus perhatian yang diamati dalam suatu percobaanLingkungan merupakan hal-hal diluar sistem yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan Sistem dibedakan menjadi 3 macam

2 Sistem Terbuka

3 Sistem Tertutup

3 Sistem terisolasi

4 Dalam persamaan termokimia nilai DH yang dituliskan di persamaan termokimia disesuaikan dengan stoikiometri reaksinya artinya = jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi kimia = koefisien reaksinya ( fase reaktan maupun produk reaksinya harus dituliskan)

5 Ada beberapa jenis dalam menentukan Harga Perubahan Entalpi ∆H yaitu

a Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

b Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

c Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris

BAB IPENDAHULUAN

A Latar Belakang Masalah

Termokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energi panas dan energi kimia Sedangkan energi kimia didefinisikan sebagai energi yang dikandung setiap unsur atau senyawa Energi kimia yang terkandung dalam suatu zat adalah semacam energi potensial zat tersebut Energi potensial kimia yang terkandung dalam suatu zat disebut panas dalam atau entalpi dan dinyatakan dengan simbol H Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi Perubahan entalpi reaksi diberi simbol HΔ

Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika disebut termokimia Secara operasional termokimia berkaitan dengan pengukuran dan pernafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia perubahan keadaan dan pembentukan larutan

Termokimia merupakan pengetahuan dasar yang perlu diberikan atau yang dapat diperoleh dari reaksi-reaksi kimia tetapi juga perlu sebagai pengetahuan dasar untuk pengkajian teori ikatan kimia dan struktur kimia Fokus bahasan dalam termokimia adalah tentang jumlah kalor yang dapat dihasilkan oleh sejumlah tertentu pereaksi serta cara pengukuran kalor reaksi

Termokimia merupakan penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi kimia

Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan

Dengan kajian-kajian yang dilakukan mengenai pengaplikasian termokimia dalam kehidupan sehari-hari Dan untuk menguraikan permasalahan tersebut lebih detail lagi penulis mencoba membuat makalah yang isinya membahas tentang ldquoAplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-harirdquo

B Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dibiatkannya makalah ini adalah sebagai berikut

1) Dapat menjelaskan manfaat termokimia2) Mengetahui proses termokimia dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari3) Memahami materi-materi yang terkait dengan termokimia4) Memahami tentang termokimia lebih mendalam

C Manfaat Penulisan

Penulisan makalah ini memiliki manfaat sebagai berikut

1) Manfaat UmumMakalah hasil pengkajian penulis ini dapat menunjang materi pembelajaran

dan dapat dijadikan bahan baku referensi pembelajaran2) Manfaat Khusus

Penulis dapat menambah wawasan dan pengetahuan penulis serta dapat melatih penulis untuk memiliki rasa ingin tahu yang tinggi dan lebih telaten dalam mencari dan mengumpulkan sumber dan informasi selama melakukan pengkajian

3) Manfaat untuk penulis yang akan datingMakalah hasil pengkajian sebelumnya dapat dijadikan bahan referensi

sumber untuk pembuatan makalah selanjutnya dan dapat memberi gambaran dalam pengkajian yang akan dilakukannya

BAB IIISI

A Manfaat Termokimia

Manfaat positif dari termokimia yaitu

a) Dapat mempelajari suatu bentuk energi yang dibutuhkan oleh manusia untuk bergerak dalam bentuk energi kinetik dan tambahan-tambahan dalam melakukan proses fotosintesis yang membutuhkan eergi dari sinar matahari

b) Dapat mempelajari suatu sistem atau bagian alam semasta yang menjadi objek penelitian serta lingkungan atau bagian alam semesta yang berinteraksi dengan satu sistem

B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari1 Gas Elpiji

Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara

C4H10 + Udara ndashgt CO2 + H20 + N2Untuk mempermudah udara sepenuhnya bergantung dari oksigenC4H10 + (132)O2 ndashgt 4CO2 + 5H2O

Untuk reaksi sempurna dengan udaraC4H10 + (O2 + 376 N2) ndashgt CO2 + H20 + 376N2PenyetaraanC4H10 + 132(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)376N2

Reaksi juga bisa melibatkan bentuk tidak sempurna misal memerlukan 200 udaraC4H10 + 13(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)O2 + (132)376N2

Pembakaran ini pun bisa melibatkan beberapa fraksi karena elpiji biasanya tidak murni hanya bahan bakar butana

2 ThermometerTermometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur suhuCara kerja thermometerKetika temperature naik cairan dibola tabung mengembang lebih banyak daripada gelas yang menutupinya Hasilnya benang cairan yang tipis dipaksa ke atas secara kapiler Sebaliknya ketika temperature turun cairan mengerut dan cairan yang tipis ditabung bergerak kembali turun Gerakan ujung cairan tipis yang dinamakan meniscus dibaca terhadap skala yang menunjukkan temperatureZat untuk thermometer haruslah zat cair dengan sifat termometrik artinya mengalami perubahan fisis pada saat dipanaskan atau didinginkan misalnya raksa dan alkohol Zat cai tersebut memiliki dua titik tetap (fixed points) yaitu titik tertinggi dan titik terendah Misalnya titik didih air dan titik lebur es untuk suhu yang tidak terlalu tinggi Setelah itu pembagian dilakukan diantara kedua titik tetap menjadi bagian-bagian yang sama besar misalnya thermometer skala celcius dengan 100 bagian yang setiap bagiannya sebesar 1C

3 Pembakaran Batu BaraBatubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi

CaCO3(s) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + CO2(g)

Ca(OH)2(aq) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + H2O( 1048641)Namun biaya operasional desulfurisasi dan pembuangan deposit padatan kembali menjadi masalah baru Untuk meningkatkan nilai dari batubara dan menghilangkan pencemar SO2 dilakukan rekayasa batubara seperti gasifikasi dan reaksi karbon-uap Pada gasifikasi molekul-molekul besar dalam batubara dipecah melalui pemanasan pada suhu tinggi (600degC ndash 800degC) sehingga dihasilkan bahan bakar berupa gas Reaksinya adalah sebagai berikutBatubara(s) batubara cair (mudah menguap) CH4(g) + C(s)Arang yang terbentuk direaksikan dengan uap air menghasilkan campuran gas CO dan H2 yang disebut gas sintetik ReaksinyaC(s) + H2O() CO(g) + H2(g) ΔH = 175 kJ molndash1Untuk meningkatkan nilai gas sintetik gas CO diubah menjadi bahan bakar lain Misalnya gas CO direaksikan dengan uap air menjadi CO2 dan H2 ReaksinyaCO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH = ndash41 kJ molndash1Gas CO2 yang dihasilkan selanjutnya dipisahkan Campuran gas COdan H2 yang telah diperkaya akan bereaksi membentuk metana dan uapair Reaksinya

CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1

Setelah H2O diuapkan akan diperoleh CH4 yang disebut gas alam sintetik Dengan demikian batubara dapat diubah menjadi metana melalui proses pemisahan batubara cair

C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Berdasarkan perpindahan energinya atau perubahan entalpinya ada dua jenis reaksi

1) Reaksi eksoterm yaitu reaksi yang membebaskan kalor kalor mengalir dari sistem ke lingkungan (terjadi penurunan entalpi) entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Pada reaksi eksoterm umumnya suhu sistem menjadi naik adanya kenaikan suhu inilah yang menyebabkan sistem melepas kalor ke lingkunganReaksi eksoterm DH = HP - HR lt 0 atau DH = (-)

2) Reaksi Endoterm yaitu reaksi yang memerlukan kalor kalor mengalir dari lingkungan ke sistem (terjadi kenaikan entalpi) entalpi produk lebih besar daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda positif Pada reaksi endoterm umumnya suhu sistem terjadi penurunan adanya penurunan suhu inilah yang menyebabkan sistem menyerap kalor dari lingkungan

Reaksi endoterm DH = HP - HR gt 0 atau DH = (+)

D Hukum Dalam Termokimia

Dalam mempelajari reaksi kimia dan energi kita perlu memahami hukum-hukum yang mendasari tentang perubahan dan energi

a Hukum kekekalan energyDalam perubahan kimia atau fisika energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentu lainnya Hukum ini merupakan hukum termodinamika pertama dan menjadi dasar pengembangan hukum tentang energi selanjutnya seperti konversi energi

b Hukum LaplaceHukum ini diajukan oleh Marquis de Laplace dan dia menyatakan bahwa jumlah kalor yang dilepaskan dalam pembentukan sebuah senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menguraikan senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnyaPanjabaran dari hukum ini untuk entalphi reaksi H dan kalor reaksiΔC + O2 rarr CO2 H = -94 KkalΔCO2 rarr C + O2 H = +94 KkalΔSedangkan untuk kalor reaksiC + O2 rarr CO2 -94 KkalCO2 rarr C + O2 +94 KkalUntuk reaksi pertama unsur C bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan karbondioksida dan kalor sebesar 94 Kkal Sedangkan reaksi kedua karbondioksida terurai menjadi unsur C dan gas oksigen dengan membutuhkan kalor sebesar 94 KkalDari sisi tanda tampak jelas perbedaan antara entalphi reaksi dengan kalor reaksi jika entalphi bernilai positif maka kalor reaksi bernilai negatif demikian pula sebaliknya jika entalphi negatif maka kalor reaksi positif

c Hukum HessHukum ini diajukan oleh Germain Hess dia menyatakan bahwa entalphi reaksi ( H)Δ hanya tergantung pada keadaan awal reaksi dan hasil reaksi dan tidak bergantung pada jalannya reaksi

Jika suatu reaksi merupakan penjumlahan aljabar dari dua atau lebih reaksi maka perubahan entalphi ( H) atau kalor reaksinya juga merupakan penjumlahanΔ aljabar dari ( H) yang menyertai reaksi Untuk lebih mudah memahaminya kitaΔ perhatikan Bagan 1017

Berdasarkan persamaan reaksi gas karbon dioksida dapat terbentuk melalui dua tahap yang pertama pembentukan karbonmonoksida dari unsur-unsurnya dan dilanjutkan dengan oksidasi dari karbonmonoksida menjadi karbondioksida

Penjumlahan aljabar HΔ reaksi dari setiap tahap reaksi juga dilakukan sesuai dengan tahap reaksi maka HΔ reaksi dari pembentukan gas Karbon dioksida juga dapat dilakukanBerdasarkan berbagai jenis reaksi maka kita juga dapat mengembangkan jenis kalor reaksi atau H yang disesuaikan dengan jenis reaksinya ada empat jenis kalor reaksiΔ yaitu kalor reaksi pembentukan penguraian pembakaran dan pelarutan Keempat klasifikasi tersebut disederhanakan dalam bagan pada Bagan 1018

E Energi IkatanPada dasarnya reaksi kimia terdiri dari dua proses yaitu pemutusan ikatan

antar atom-atom dari senyawa yang bereaksi (proses yang memerlukan energi) dan penggabungan ikatan kembali dari atom-atom yang terlibat reaksi sehingga membentuk susunan baru (proses yang membebaskan energi)

Perubahan entalpi reaksi dapat dihitung dengan menggunakan data energi ikatan Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan oleh satu molekul gas menjadi atom-atom dalam keadaan gas Harga energi ikatan selalu positif dengan satuan kJ atau kkal serta diukur pada kondisi zat-zat berwujud gas

Entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga energi ikatan rata-rata sering berbeda dari entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga entalpi pembentukan standar Perbedaan ini terjadi karena energi ikatan yang terdapat dalam suatu tabel adalah energi ikatan rata-rata Energi ikatan C ndash H dalam contoh di atas bukan ikatan C ndash H dalam CH4 melainkan energi ikatan rata-rata C ndash H CH4(g) CH3(g) + H(g) H = +424 kJmolCH3(g) CH2(g) + H(g) H = +480 kJmolCH2(g) CH(g) + H(g) H = +425 kJmolCH(g) C(g) + H(g) H = +335 kJmolJadi energi ikatan rata-rata dari ikatan C ndash H adalah 416 kJmol Sedangkan energiikatan C ndash H yang dipakai di atas adalah +413 kJmol

Bahan Bakar dan Perubahan Entalpi Reaksi pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen Biasanya reaksi semacam ini digunakan untuk menghasilkan energi Bahan bakar adalah merupakan suatu senyawa yang bila dilakukan pembakaran terhadapnya dihasilkan kalor yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan

Jenis bahan bakar yang banyak kita kenal adalah bahan bakar fosil Bahan bakar fosil berasal dari pelapukan sisa organisme baik tumbuhan maupun hewan yang memerlukan waktu ribuan sampai jutaan tahun contohnya minyak bumi dan batu bara

Namun selain bahan bakar fosil dewasa ini telah dikembangkan pula bahan bakar jenis lain misalnya alkohol dan hidrogen Hidrogen cair dengan oksigen cair bersama-sama telah digunakan pada pesawat ulang-alik sebagai bahan bakar roket

pendorongnya Pembakaran hidrogen tidak memberi dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air

Matahari adalah umber energi terbesar di bumi tetapi penggunaan energi surya belum komersial Dewasa ini penggunaan energi surya yang komersial adalah untuk pemanas air rumah tangga (solar water heater) Nilai kalor dari bahan bakar umumnya dinyatakan dalam satuan kJgram yang menyatakan berapa kJ kalor yang dapat dihasilkan dari pembakaran 1 gram bahan bakar tersebut Contoh nilai kalor bahan bakar bensin adalah 48 kJg artinya setiap pembakaran sempurna 1 gram bensin akan dihasilkan kalor sebesar 48 kJ Pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan atau dalam industri umumnya tidak terbakar sempurna Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon (bahan bakar fosil) membentuk karbon dioksida dan uap air

Sedangkan pembakaran tidak sempurnanya menghasilkan karbon monoksida dan uap air Pembakaran tak sempurna mengurangi efisiensi bahan bakar kalor yang dihasilkan akan lebih sedikit dibandingkan apabila zat itu terbakar sempurna Kerugian lainnya adalah dihasilkannya gas karbon monoksida (CO) yang bersifat racun

BAB IIIPENUTUP

A KesimpulanSingkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar

yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup Reaksi endoterm Hukum dalam termokimia Energi ikatan dan arah proses merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Didalam termokimia ada istilah sistem dan lingkungan Sistem yang dimaksud adalah bagian dari alam yang dipelajari atau yang manjadi pokok perhatian dalam termokimia yang dipelajari yaitu perubahan energinya Sedangkan lingkungan yang dimaksud adalah segala sesuatu di luar sistem dengan apa sistem melakukan dan mengadakan pertukaran energi Energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha Energi hanya dapat diubah bentuknya dari bentuk yang satu dengan yang lainnya Misalnya pada pembangkit tenaga uap perubahan energi dimulai dari energi panas yang terbentuk di

boiler berubah menjadi energi mekanik pada turbin dan energi mekanik diubah menjadi energi listrik pada generator

TUGAS PENDAHULUAN (TERMOKIMIA)

1 Apa yang dimaksud dengan kalor kalorimeter dan kalorimetri 2 Sebutkan dan Jelaskan fungsi setiap alat dan bahan dalam percobaan termokimia 3 Gambarkan rangkaian alat kalorimeter smenarik mungkin dan berikan keterangan 4 Tuliskan hukum termodinamika dan jelaskan hubungannya antara rekasi eksoterm dan reaksi

endoterm 5 Perhitungkan secara teoritis (data setiap parameter yang anda cari direferensi) kalor reaksi

penetralan HCl dan NaOH 6

Nb Margin 4 3 3 3Sampul Pink Tulis TanganSiapkan MSDS dan Bagan Kerja (Print)

• Termokimia
• BAB I PENDAHULUAN
• • A Latar Belakang Masalah
  • Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan
  • B Tujuan Penulisan
  • C Manfaat Penulisan
  • • BAB II ISI
    • • A Manfaat Termokimia
      • • B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari
        • 1 Gas Elpiji
        • Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara
        • 3 Pembakaran Batu Bara
        • Batubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi
        • CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1
        • C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

middot ΔGo = Σ(ΔGfoproduk) - Σ(ΔGf

oreaktan)

middot ΔG = Σ(ΔGoproduk) - Σ(ΔGo

reaktan)

VIII Penentuan ΔH Reaksi

Hukum Hess menyatakan bahwa perubahan entalpi tidak tergantung pada berapa banyak tahapan reaksi tetapi tergantung pada keadaan awal dan akhir Dengan kata lain untuk suatu reaksi keseluruhan tertentu perubahan entalpi selalu sama tak peduli apakah reaksi itu dilaksanakan secara langsung ataukah secara tak langsung dan lewat tahap-tahap yang berlainan

1 Penentuan ∆H Reaksi berdasarkan Eksperimen (Kalorimeter)

Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris merupakan penentuan yang didasarkan atau diukur dari perubahan suhu larutan dan kalorimeter dengan prinsip perpindahan kalor yaitu jumlah kalor yang diberikan sama dengan jumlah kalor yang diserap Kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi (tidak ada pertukaran materi maupun energi dengan lingkungan di luar kalorimeter) Dengan demikian semua kalor yang dibebaskan oleh reaksi yang terjadi dalam kalorimeter kita dapat menentukan jumlah kalor yang diserap oleh air serta perangkat kalorimeter berdasarkan rumus

qlarutan = m c ∆Tqkalorimeter = C ∆Tdimana q = jumlah kalorm = massa air (larutan) di dalam calorimeterc = kalor jenis air (larutan) di dalam calorimeterC = kapasitas kalor dari calorimeter∆T = kenaikan suhu larutan (kalorimeter)

Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan maka kalor reaksi sama dengan kalor yang diserap oleh larutan dan kalorimeter tetapi tandanya berbeda

Kalorimeter yang sering digunakan adalah kalorimeter bom Kalorimeter bom terdiri dari sebuah bom (wadah tempatberlangsungnya reaksi pembakaran biasanya terbuat dari berlangsungnya reaksi pembakaran biasanya terbuat dari bahan stainless steel) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah kedap panas Jadi kalor reaksi sama dengan

kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan

2 Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

Hukum Hess rdquo Kalor reaksi yang dilepas atau diserap hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhirrdquo Untuk mengubah zat A menjadi zat B (produk) diperlukan kalor reaksi sebesar ∆H Atau cara lain yaitu mengubah zat A menjadi zat B dengan kalor reaksi ∆H1 zat B diubah menjadi zat C dengan kalor reaksi ∆H2 dan zat C diubah menjadi zat D dengan kalor reaksi ∆H3 Sehingga harga perubahan entalpi adalah

∆Hreaksi = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3

Hal tersebut dapat dibuat siklus dan diagram tingkat energinya sebagaiberikut middot Siklus energi pembentukan zat D dari zat Amiddot Diagram tingkat energi pembentukan zat D dari zat A

Contoh Soal Diketahui data entalpi reaksi sebagai berikut Ca(s) + frac12 O2(g) rarr CaO(s) ∆H = - 6355 kJC(s) + O2(g) rarr CO2(g) ∆H = - 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(g) ∆H = - 12071 kJHitunglah perubahan entalpi reaksi CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s)

Penyelesaian CaO(s) rarr Ca(s) + frac12 O2(g) ∆H = + 6355 kJCO2(g) rarr C(s) + O2(g) ∆H = + 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 12071 kJ_________________________________________ _CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 1781 kJ

3 Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

Pembentukan Standar ( ∆Hof )

Cara lain perhitungan entalpi reaksi yaitu berdasarkan entalpi pembentukan standar( ∆Hof ) zat-zat yang ada pada reaksi tersebut

∆Hreaksi = sum∆Hof produk - sum∆Ho

f reaktan

TABEL ENTALPI PEMBENTUKAN BEBERAPA ZAT

Zat DHof ( kJmol ) Zat DHo

f ( kJmol )H2(g) 0 C2H4(g) + 525

O2(g) 0 CCl4(g) - 960C(s) 0 NH3(g) - 459H2O(g) - 2418 NO2(g) + 332H2O(l) - 2858 SO2(g) - 2968CO2(g) - 3935 HCl(g) - 923CO(g) -1105 NO(g) + 903

Contoh Soal Dari tabel entalpi pembentukan diatas tentukan

a ∆H reaksi pembakaran C2H4

b Tentukan jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran 56 g gas C2H4

c Reaksi pembakaran C2H4

a C2H4(g) + 3 O2(g)rarr2CO2(g) + 2H2O(l)

b ∆H reaksi = ∆Hof hasil reaksi - ∆Hof pereaksi

= ( 2 ∆Hof CO2 + 2 ∆Hof H2O ) ndash ( 1 ∆HofC2H4 + 3 ∆Hof O2)= ( 2 -3935 + 2 -2858 ) ndash ( 1 525 + 3 0 )= -787 ndash 5716 + 525= - 13061 kJmol

c Mr C2H4 = (2x12) + (4x1) = 28Mol C2H4 = 5628 = 2 mol∆H pembakaran 2 mol C2H4 = 2 mol x ( -13061 kJmol )

= -26122 kJ

Jadi pada pembakaran 56 gram gas C2H4 dibebaskan kalor sebesar = 26122 Kj

4 Penentuan ∆H Reaksi Dari Energi Ikatan

Reaksi kimia antarmolekul dapat dianggap berlangsung dalam 2 tahap yaitu

I Pemutusan ikatan pada pereaksi

II Pembentukan ikatan pada produk

Misalnya pada reaksi antara gas klorin dengan gas hidrogen membentuk gas hidrogen klorida dapat digambarkan sebagai berikut

Sesuai dengan hukum Hess ∆H reaksi total adalah ∆H tahap-I + ∆H tahap-II

∆H tahap-I = sum Energi ikatan pada pereaksi (yang putus)

∆H tahap-II = -sum Energi ikatan pada produk (yang terbentuk)

∆H reaksi = sum Energi ikatan pereaksi yang putus - sum Energi ikatan produk yang terbentuk

∆H reaksi = sum Eruas kiri - sum Eruas kanan

TABEL ENERGI IKATAN

Ikatan E (kJmol) Ikatan E (kJmol)H-H 436 O=O 498H-C 415 CequivN 891H-N 390 F-F 160C-C 345 Cl-Cl 243CequivC 837 H-Cl 432C-O 350 C=C 611C=O 741 I-I 150C-Cl 330 N=N 418O-H 450 C-F 485

Penyelesaian H ndash C ndash O-H +1 frac12 O=O rarr O=C=O +2H-O-H∆H reaksi = sumEpemutusan -sumEpembentukan

= (3Ec-H)+( 1EO-H) +(1EC-O)+ (1 frac12 EO=O) ndash (2EC=O) + (4EO-H)

= (3415)+(1460)+(1350)+1 frac12498) ndash(2741)+(4460)

= 2802-3322

= -520 kJmol

IX Energi Ikatan

Energi ikatan didefinisikan sebagai panas reaksi yang dihubungkan dengan pemecahan ikatan kimia dari molekul gas menjadi bagian-bagian gas Terkadang disebut juga entalpi ikatan nama yang sesungguhnya lebih tepat

Energi disosiasi ikatan (BE) dapat digunakan untuk menghitung panas reaksi yang dihubungkan dengan

ΔH0= - sum ni BEi + sum njBEj

dimana BE adalah energi ikatan per mol ikatan nj dan ni adalah jumlah mol ikatan yang pecah atau terbentuk dalam hal reaktan dan produk

Dalam hal yang sama data panas reaksi dapat juga digunakan untuk menghitung energi disosiasi ikatan dari setiap ikatan tertentu asal saja data lain dalam persamaan diketahui Satu hal yang harus diingat bahwa lingkungan sekeliling atom sangat mempengaruhi energy ikatan dari ikatan tertentu oleh karena itu harga yang diperoleh dari persamaan adalah harga rata-rata atau harga kira-kira

Walaupun energi ikatan adalah untuk molekul dalam fase gas tetapi harga kira-kira panas reaksi dapat dihitung dari fase terkondensasi dapat dikoreksi jika panas penguapan panas sublimasi dan lain-lain dapat diikutsertakan

Suatu reaksi yang DHndashnya ditentukan dengan menggunakan energi ikatan maka atom-atom yang terlibat dalam reaksi harus berwujud gas

Berdasarkan jenis dan letak atom terhadap atom-atom lain dalam molekulnya dikenal 3 jenis energi ikatan yaitu

a Energi Atomisasi

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan semua ikatan 1 mol molekul menjadi atom-atom bebas dalam keadaan gas

Energi atomisasi = jumlah seluruh ikatan atom-atom dalam 1 mol senyawa

b Energi Disosiasi Ikatan

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan salah 1 ikatan yang terdapat pada suatu molekul atau senyawa dalam keadaan gas

c Energi Ikatan Rata-Rata

Adalah energi rerata yang diperlukan untuk memutuskan ikatan atom-atom pada suatu senyawa ( notasinya = D ) Energi ikatan suatu molekul yang berwujud gas dapat ditentukan dari data entalpi pembentukan standar (DHf ) dan energi ikat unsur-unsurnya Prosesnya melalui 2 tahap yaitu

o Penguraian senyawa menjadi unsur-unsurnya

o Pengubahan unsur menjadi atom gas

Reaksi kimia pada dasarnya terdiri dari 2 proses

o Pemutusan ikatan pada pereaksi

o Pembentukan ikatan pada produk reaksi

Pada proses pemutusan ikatan = memerlukan energi

Pada proses pembentukan ikatan = membebaskan energi

1 Jenis-Jenis Kalor

Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan Energi kinetik ditimbulkan karena atomndashatom dan molekul-molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Sedangkan kalor adalah bentuk energi yang berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah Jika suatu benda menerima melepaskan kalor maka suhu benda itu akan naikturun atau wujud benda berubah

2 Kalor Pembentukan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembentukan 1 mol senyawa dariunsur-unsurnya pada suhu dan tekanan standar ( 25 oC 1 atm ) Entalpinya bisadilepaskan maupun diserap Satuannya adalah kJ mol Bentuk standar dari suatu unsur adalah bentuk yang paling stabil dari unsur itu pada keadaan standar ( 298 K 1 atm ) Jika perubahan entalpi pembentukan tidak diukur pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHf

Catatan

o DHf unsur bebas = nol

o Dalam entalpi pembentukan jumlah zat yang dihasilkan adalah 1 mol

o Dibentuk dari unsur-unsurnya dalam bentuk standar

3 Kalor Penguraian Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHd Satuannya = kJ mol Perubahan entalpi penguraian standar merupakan kebalikan dari perubahan entalpi pembentukan standar maka nilainya pun akan berlawanan tanda

Menurut Marquis de Laplace ldquo jumlah kalor yang dilepaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsur penyusunnya = jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsur penyusunnya ldquo Pernyataan ini disebut Hukum Laplace

4 Kalor Pembakaran Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembakaran 1 mol suatu zat secara sempurna pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHc Satuannya = kJ mol

5 Kalor Netralisasi Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHn Satuannya = kJ mol

6 Kalor Penguapan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran

tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHvap Satuannya = kJ mol

7 Kalor Peleburan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pencairan peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHfus Satuannya = kJ mol

8 Kalor Sublimasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsub Satuannya = kJ mol

9 Pelarutan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi ketika 1 mol zat melarut dalam suatu pelarut ( umumnya air ) pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsol Satuannya = kJ mol

BAB III

PENUTUP

I Kesimpulan

Singkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup termodinamika I kalor reaksi kerja entalpi kalorimeter hukum Hess penentuan DH reaksi energi ikatan dan jenis-jenis kalor merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Berdasarkan pembahasan yang tinjauan pustaka yang kami susun dalam makalah ini maka kami dapat menyimpulkan sebagai berikut

1 Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan

2 Berdasarkan perubahan entalpinya reaksi kimia dibedakan menjadi dua yaitu

a Reaksi Eksoterm dan

b Reaksi Endoterm

3 Sistem merupakan Pusat fokus perhatian yang diamati dalam suatu percobaanLingkungan merupakan hal-hal diluar sistem yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan Sistem dibedakan menjadi 3 macam

2 Sistem Terbuka

3 Sistem Tertutup

3 Sistem terisolasi

4 Dalam persamaan termokimia nilai DH yang dituliskan di persamaan termokimia disesuaikan dengan stoikiometri reaksinya artinya = jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi kimia = koefisien reaksinya ( fase reaktan maupun produk reaksinya harus dituliskan)

5 Ada beberapa jenis dalam menentukan Harga Perubahan Entalpi ∆H yaitu

a Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

b Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

c Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris

BAB IPENDAHULUAN

A Latar Belakang Masalah

Termokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energi panas dan energi kimia Sedangkan energi kimia didefinisikan sebagai energi yang dikandung setiap unsur atau senyawa Energi kimia yang terkandung dalam suatu zat adalah semacam energi potensial zat tersebut Energi potensial kimia yang terkandung dalam suatu zat disebut panas dalam atau entalpi dan dinyatakan dengan simbol H Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi Perubahan entalpi reaksi diberi simbol HΔ

Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika disebut termokimia Secara operasional termokimia berkaitan dengan pengukuran dan pernafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia perubahan keadaan dan pembentukan larutan

Termokimia merupakan pengetahuan dasar yang perlu diberikan atau yang dapat diperoleh dari reaksi-reaksi kimia tetapi juga perlu sebagai pengetahuan dasar untuk pengkajian teori ikatan kimia dan struktur kimia Fokus bahasan dalam termokimia adalah tentang jumlah kalor yang dapat dihasilkan oleh sejumlah tertentu pereaksi serta cara pengukuran kalor reaksi

Termokimia merupakan penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi kimia

Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan

Dengan kajian-kajian yang dilakukan mengenai pengaplikasian termokimia dalam kehidupan sehari-hari Dan untuk menguraikan permasalahan tersebut lebih detail lagi penulis mencoba membuat makalah yang isinya membahas tentang ldquoAplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-harirdquo

B Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dibiatkannya makalah ini adalah sebagai berikut

1) Dapat menjelaskan manfaat termokimia2) Mengetahui proses termokimia dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari3) Memahami materi-materi yang terkait dengan termokimia4) Memahami tentang termokimia lebih mendalam

C Manfaat Penulisan

Penulisan makalah ini memiliki manfaat sebagai berikut

1) Manfaat UmumMakalah hasil pengkajian penulis ini dapat menunjang materi pembelajaran

dan dapat dijadikan bahan baku referensi pembelajaran2) Manfaat Khusus

Penulis dapat menambah wawasan dan pengetahuan penulis serta dapat melatih penulis untuk memiliki rasa ingin tahu yang tinggi dan lebih telaten dalam mencari dan mengumpulkan sumber dan informasi selama melakukan pengkajian

3) Manfaat untuk penulis yang akan datingMakalah hasil pengkajian sebelumnya dapat dijadikan bahan referensi

sumber untuk pembuatan makalah selanjutnya dan dapat memberi gambaran dalam pengkajian yang akan dilakukannya

BAB IIISI

A Manfaat Termokimia

Manfaat positif dari termokimia yaitu

a) Dapat mempelajari suatu bentuk energi yang dibutuhkan oleh manusia untuk bergerak dalam bentuk energi kinetik dan tambahan-tambahan dalam melakukan proses fotosintesis yang membutuhkan eergi dari sinar matahari

b) Dapat mempelajari suatu sistem atau bagian alam semasta yang menjadi objek penelitian serta lingkungan atau bagian alam semesta yang berinteraksi dengan satu sistem

B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari1 Gas Elpiji

Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara

C4H10 + Udara ndashgt CO2 + H20 + N2Untuk mempermudah udara sepenuhnya bergantung dari oksigenC4H10 + (132)O2 ndashgt 4CO2 + 5H2O

Untuk reaksi sempurna dengan udaraC4H10 + (O2 + 376 N2) ndashgt CO2 + H20 + 376N2PenyetaraanC4H10 + 132(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)376N2

Reaksi juga bisa melibatkan bentuk tidak sempurna misal memerlukan 200 udaraC4H10 + 13(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)O2 + (132)376N2

Pembakaran ini pun bisa melibatkan beberapa fraksi karena elpiji biasanya tidak murni hanya bahan bakar butana

2 ThermometerTermometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur suhuCara kerja thermometerKetika temperature naik cairan dibola tabung mengembang lebih banyak daripada gelas yang menutupinya Hasilnya benang cairan yang tipis dipaksa ke atas secara kapiler Sebaliknya ketika temperature turun cairan mengerut dan cairan yang tipis ditabung bergerak kembali turun Gerakan ujung cairan tipis yang dinamakan meniscus dibaca terhadap skala yang menunjukkan temperatureZat untuk thermometer haruslah zat cair dengan sifat termometrik artinya mengalami perubahan fisis pada saat dipanaskan atau didinginkan misalnya raksa dan alkohol Zat cai tersebut memiliki dua titik tetap (fixed points) yaitu titik tertinggi dan titik terendah Misalnya titik didih air dan titik lebur es untuk suhu yang tidak terlalu tinggi Setelah itu pembagian dilakukan diantara kedua titik tetap menjadi bagian-bagian yang sama besar misalnya thermometer skala celcius dengan 100 bagian yang setiap bagiannya sebesar 1C

3 Pembakaran Batu BaraBatubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi

CaCO3(s) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + CO2(g)

Ca(OH)2(aq) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + H2O( 1048641)Namun biaya operasional desulfurisasi dan pembuangan deposit padatan kembali menjadi masalah baru Untuk meningkatkan nilai dari batubara dan menghilangkan pencemar SO2 dilakukan rekayasa batubara seperti gasifikasi dan reaksi karbon-uap Pada gasifikasi molekul-molekul besar dalam batubara dipecah melalui pemanasan pada suhu tinggi (600degC ndash 800degC) sehingga dihasilkan bahan bakar berupa gas Reaksinya adalah sebagai berikutBatubara(s) batubara cair (mudah menguap) CH4(g) + C(s)Arang yang terbentuk direaksikan dengan uap air menghasilkan campuran gas CO dan H2 yang disebut gas sintetik ReaksinyaC(s) + H2O() CO(g) + H2(g) ΔH = 175 kJ molndash1Untuk meningkatkan nilai gas sintetik gas CO diubah menjadi bahan bakar lain Misalnya gas CO direaksikan dengan uap air menjadi CO2 dan H2 ReaksinyaCO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH = ndash41 kJ molndash1Gas CO2 yang dihasilkan selanjutnya dipisahkan Campuran gas COdan H2 yang telah diperkaya akan bereaksi membentuk metana dan uapair Reaksinya

CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1

Setelah H2O diuapkan akan diperoleh CH4 yang disebut gas alam sintetik Dengan demikian batubara dapat diubah menjadi metana melalui proses pemisahan batubara cair

C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Berdasarkan perpindahan energinya atau perubahan entalpinya ada dua jenis reaksi

1) Reaksi eksoterm yaitu reaksi yang membebaskan kalor kalor mengalir dari sistem ke lingkungan (terjadi penurunan entalpi) entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Pada reaksi eksoterm umumnya suhu sistem menjadi naik adanya kenaikan suhu inilah yang menyebabkan sistem melepas kalor ke lingkunganReaksi eksoterm DH = HP - HR lt 0 atau DH = (-)

2) Reaksi Endoterm yaitu reaksi yang memerlukan kalor kalor mengalir dari lingkungan ke sistem (terjadi kenaikan entalpi) entalpi produk lebih besar daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda positif Pada reaksi endoterm umumnya suhu sistem terjadi penurunan adanya penurunan suhu inilah yang menyebabkan sistem menyerap kalor dari lingkungan

Reaksi endoterm DH = HP - HR gt 0 atau DH = (+)

D Hukum Dalam Termokimia

Dalam mempelajari reaksi kimia dan energi kita perlu memahami hukum-hukum yang mendasari tentang perubahan dan energi

a Hukum kekekalan energyDalam perubahan kimia atau fisika energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentu lainnya Hukum ini merupakan hukum termodinamika pertama dan menjadi dasar pengembangan hukum tentang energi selanjutnya seperti konversi energi

b Hukum LaplaceHukum ini diajukan oleh Marquis de Laplace dan dia menyatakan bahwa jumlah kalor yang dilepaskan dalam pembentukan sebuah senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menguraikan senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnyaPanjabaran dari hukum ini untuk entalphi reaksi H dan kalor reaksiΔC + O2 rarr CO2 H = -94 KkalΔCO2 rarr C + O2 H = +94 KkalΔSedangkan untuk kalor reaksiC + O2 rarr CO2 -94 KkalCO2 rarr C + O2 +94 KkalUntuk reaksi pertama unsur C bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan karbondioksida dan kalor sebesar 94 Kkal Sedangkan reaksi kedua karbondioksida terurai menjadi unsur C dan gas oksigen dengan membutuhkan kalor sebesar 94 KkalDari sisi tanda tampak jelas perbedaan antara entalphi reaksi dengan kalor reaksi jika entalphi bernilai positif maka kalor reaksi bernilai negatif demikian pula sebaliknya jika entalphi negatif maka kalor reaksi positif

c Hukum HessHukum ini diajukan oleh Germain Hess dia menyatakan bahwa entalphi reaksi ( H)Δ hanya tergantung pada keadaan awal reaksi dan hasil reaksi dan tidak bergantung pada jalannya reaksi

Jika suatu reaksi merupakan penjumlahan aljabar dari dua atau lebih reaksi maka perubahan entalphi ( H) atau kalor reaksinya juga merupakan penjumlahanΔ aljabar dari ( H) yang menyertai reaksi Untuk lebih mudah memahaminya kitaΔ perhatikan Bagan 1017

Berdasarkan persamaan reaksi gas karbon dioksida dapat terbentuk melalui dua tahap yang pertama pembentukan karbonmonoksida dari unsur-unsurnya dan dilanjutkan dengan oksidasi dari karbonmonoksida menjadi karbondioksida

Penjumlahan aljabar HΔ reaksi dari setiap tahap reaksi juga dilakukan sesuai dengan tahap reaksi maka HΔ reaksi dari pembentukan gas Karbon dioksida juga dapat dilakukanBerdasarkan berbagai jenis reaksi maka kita juga dapat mengembangkan jenis kalor reaksi atau H yang disesuaikan dengan jenis reaksinya ada empat jenis kalor reaksiΔ yaitu kalor reaksi pembentukan penguraian pembakaran dan pelarutan Keempat klasifikasi tersebut disederhanakan dalam bagan pada Bagan 1018

E Energi IkatanPada dasarnya reaksi kimia terdiri dari dua proses yaitu pemutusan ikatan

antar atom-atom dari senyawa yang bereaksi (proses yang memerlukan energi) dan penggabungan ikatan kembali dari atom-atom yang terlibat reaksi sehingga membentuk susunan baru (proses yang membebaskan energi)

Perubahan entalpi reaksi dapat dihitung dengan menggunakan data energi ikatan Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan oleh satu molekul gas menjadi atom-atom dalam keadaan gas Harga energi ikatan selalu positif dengan satuan kJ atau kkal serta diukur pada kondisi zat-zat berwujud gas

Entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga energi ikatan rata-rata sering berbeda dari entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga entalpi pembentukan standar Perbedaan ini terjadi karena energi ikatan yang terdapat dalam suatu tabel adalah energi ikatan rata-rata Energi ikatan C ndash H dalam contoh di atas bukan ikatan C ndash H dalam CH4 melainkan energi ikatan rata-rata C ndash H CH4(g) CH3(g) + H(g) H = +424 kJmolCH3(g) CH2(g) + H(g) H = +480 kJmolCH2(g) CH(g) + H(g) H = +425 kJmolCH(g) C(g) + H(g) H = +335 kJmolJadi energi ikatan rata-rata dari ikatan C ndash H adalah 416 kJmol Sedangkan energiikatan C ndash H yang dipakai di atas adalah +413 kJmol

Bahan Bakar dan Perubahan Entalpi Reaksi pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen Biasanya reaksi semacam ini digunakan untuk menghasilkan energi Bahan bakar adalah merupakan suatu senyawa yang bila dilakukan pembakaran terhadapnya dihasilkan kalor yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan

Jenis bahan bakar yang banyak kita kenal adalah bahan bakar fosil Bahan bakar fosil berasal dari pelapukan sisa organisme baik tumbuhan maupun hewan yang memerlukan waktu ribuan sampai jutaan tahun contohnya minyak bumi dan batu bara

Namun selain bahan bakar fosil dewasa ini telah dikembangkan pula bahan bakar jenis lain misalnya alkohol dan hidrogen Hidrogen cair dengan oksigen cair bersama-sama telah digunakan pada pesawat ulang-alik sebagai bahan bakar roket

pendorongnya Pembakaran hidrogen tidak memberi dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air

Matahari adalah umber energi terbesar di bumi tetapi penggunaan energi surya belum komersial Dewasa ini penggunaan energi surya yang komersial adalah untuk pemanas air rumah tangga (solar water heater) Nilai kalor dari bahan bakar umumnya dinyatakan dalam satuan kJgram yang menyatakan berapa kJ kalor yang dapat dihasilkan dari pembakaran 1 gram bahan bakar tersebut Contoh nilai kalor bahan bakar bensin adalah 48 kJg artinya setiap pembakaran sempurna 1 gram bensin akan dihasilkan kalor sebesar 48 kJ Pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan atau dalam industri umumnya tidak terbakar sempurna Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon (bahan bakar fosil) membentuk karbon dioksida dan uap air

Sedangkan pembakaran tidak sempurnanya menghasilkan karbon monoksida dan uap air Pembakaran tak sempurna mengurangi efisiensi bahan bakar kalor yang dihasilkan akan lebih sedikit dibandingkan apabila zat itu terbakar sempurna Kerugian lainnya adalah dihasilkannya gas karbon monoksida (CO) yang bersifat racun

BAB IIIPENUTUP

A KesimpulanSingkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar

yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup Reaksi endoterm Hukum dalam termokimia Energi ikatan dan arah proses merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Didalam termokimia ada istilah sistem dan lingkungan Sistem yang dimaksud adalah bagian dari alam yang dipelajari atau yang manjadi pokok perhatian dalam termokimia yang dipelajari yaitu perubahan energinya Sedangkan lingkungan yang dimaksud adalah segala sesuatu di luar sistem dengan apa sistem melakukan dan mengadakan pertukaran energi Energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha Energi hanya dapat diubah bentuknya dari bentuk yang satu dengan yang lainnya Misalnya pada pembangkit tenaga uap perubahan energi dimulai dari energi panas yang terbentuk di

boiler berubah menjadi energi mekanik pada turbin dan energi mekanik diubah menjadi energi listrik pada generator

TUGAS PENDAHULUAN (TERMOKIMIA)

1 Apa yang dimaksud dengan kalor kalorimeter dan kalorimetri 2 Sebutkan dan Jelaskan fungsi setiap alat dan bahan dalam percobaan termokimia 3 Gambarkan rangkaian alat kalorimeter smenarik mungkin dan berikan keterangan 4 Tuliskan hukum termodinamika dan jelaskan hubungannya antara rekasi eksoterm dan reaksi

endoterm 5 Perhitungkan secara teoritis (data setiap parameter yang anda cari direferensi) kalor reaksi

penetralan HCl dan NaOH 6

Nb Margin 4 3 3 3Sampul Pink Tulis TanganSiapkan MSDS dan Bagan Kerja (Print)

• Termokimia
• BAB I PENDAHULUAN
• • A Latar Belakang Masalah
  • Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan
  • B Tujuan Penulisan
  • C Manfaat Penulisan
  • • BAB II ISI
    • • A Manfaat Termokimia
      • • B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari
        • 1 Gas Elpiji
        • Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara
        • 3 Pembakaran Batu Bara
        • Batubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi
        • CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1
        • C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap atau dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan

2 Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

Hukum Hess rdquo Kalor reaksi yang dilepas atau diserap hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhirrdquo Untuk mengubah zat A menjadi zat B (produk) diperlukan kalor reaksi sebesar ∆H Atau cara lain yaitu mengubah zat A menjadi zat B dengan kalor reaksi ∆H1 zat B diubah menjadi zat C dengan kalor reaksi ∆H2 dan zat C diubah menjadi zat D dengan kalor reaksi ∆H3 Sehingga harga perubahan entalpi adalah

∆Hreaksi = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3

Hal tersebut dapat dibuat siklus dan diagram tingkat energinya sebagaiberikut middot Siklus energi pembentukan zat D dari zat Amiddot Diagram tingkat energi pembentukan zat D dari zat A

Contoh Soal Diketahui data entalpi reaksi sebagai berikut Ca(s) + frac12 O2(g) rarr CaO(s) ∆H = - 6355 kJC(s) + O2(g) rarr CO2(g) ∆H = - 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(g) ∆H = - 12071 kJHitunglah perubahan entalpi reaksi CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s)

Penyelesaian CaO(s) rarr Ca(s) + frac12 O2(g) ∆H = + 6355 kJCO2(g) rarr C(s) + O2(g) ∆H = + 3935 kJCa(s) + C(s) + frac12 O2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 12071 kJ_________________________________________ _CaO(s) + CO2(g) rarr CaCO3(s) ∆H = - 1781 kJ

3 Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

Pembentukan Standar ( ∆Hof )

Cara lain perhitungan entalpi reaksi yaitu berdasarkan entalpi pembentukan standar( ∆Hof ) zat-zat yang ada pada reaksi tersebut

∆Hreaksi = sum∆Hof produk - sum∆Ho

f reaktan

TABEL ENTALPI PEMBENTUKAN BEBERAPA ZAT

Zat DHof ( kJmol ) Zat DHo

f ( kJmol )H2(g) 0 C2H4(g) + 525

O2(g) 0 CCl4(g) - 960C(s) 0 NH3(g) - 459H2O(g) - 2418 NO2(g) + 332H2O(l) - 2858 SO2(g) - 2968CO2(g) - 3935 HCl(g) - 923CO(g) -1105 NO(g) + 903

Contoh Soal Dari tabel entalpi pembentukan diatas tentukan

a ∆H reaksi pembakaran C2H4

b Tentukan jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran 56 g gas C2H4

c Reaksi pembakaran C2H4

a C2H4(g) + 3 O2(g)rarr2CO2(g) + 2H2O(l)

b ∆H reaksi = ∆Hof hasil reaksi - ∆Hof pereaksi

= ( 2 ∆Hof CO2 + 2 ∆Hof H2O ) ndash ( 1 ∆HofC2H4 + 3 ∆Hof O2)= ( 2 -3935 + 2 -2858 ) ndash ( 1 525 + 3 0 )= -787 ndash 5716 + 525= - 13061 kJmol

c Mr C2H4 = (2x12) + (4x1) = 28Mol C2H4 = 5628 = 2 mol∆H pembakaran 2 mol C2H4 = 2 mol x ( -13061 kJmol )

= -26122 kJ

Jadi pada pembakaran 56 gram gas C2H4 dibebaskan kalor sebesar = 26122 Kj

4 Penentuan ∆H Reaksi Dari Energi Ikatan

Reaksi kimia antarmolekul dapat dianggap berlangsung dalam 2 tahap yaitu

I Pemutusan ikatan pada pereaksi

II Pembentukan ikatan pada produk

Misalnya pada reaksi antara gas klorin dengan gas hidrogen membentuk gas hidrogen klorida dapat digambarkan sebagai berikut

Sesuai dengan hukum Hess ∆H reaksi total adalah ∆H tahap-I + ∆H tahap-II

∆H tahap-I = sum Energi ikatan pada pereaksi (yang putus)

∆H tahap-II = -sum Energi ikatan pada produk (yang terbentuk)

∆H reaksi = sum Energi ikatan pereaksi yang putus - sum Energi ikatan produk yang terbentuk

∆H reaksi = sum Eruas kiri - sum Eruas kanan

TABEL ENERGI IKATAN

Ikatan E (kJmol) Ikatan E (kJmol)H-H 436 O=O 498H-C 415 CequivN 891H-N 390 F-F 160C-C 345 Cl-Cl 243CequivC 837 H-Cl 432C-O 350 C=C 611C=O 741 I-I 150C-Cl 330 N=N 418O-H 450 C-F 485

Penyelesaian H ndash C ndash O-H +1 frac12 O=O rarr O=C=O +2H-O-H∆H reaksi = sumEpemutusan -sumEpembentukan

= (3Ec-H)+( 1EO-H) +(1EC-O)+ (1 frac12 EO=O) ndash (2EC=O) + (4EO-H)

= (3415)+(1460)+(1350)+1 frac12498) ndash(2741)+(4460)

= 2802-3322

= -520 kJmol

IX Energi Ikatan

Energi ikatan didefinisikan sebagai panas reaksi yang dihubungkan dengan pemecahan ikatan kimia dari molekul gas menjadi bagian-bagian gas Terkadang disebut juga entalpi ikatan nama yang sesungguhnya lebih tepat

Energi disosiasi ikatan (BE) dapat digunakan untuk menghitung panas reaksi yang dihubungkan dengan

ΔH0= - sum ni BEi + sum njBEj

dimana BE adalah energi ikatan per mol ikatan nj dan ni adalah jumlah mol ikatan yang pecah atau terbentuk dalam hal reaktan dan produk

Dalam hal yang sama data panas reaksi dapat juga digunakan untuk menghitung energi disosiasi ikatan dari setiap ikatan tertentu asal saja data lain dalam persamaan diketahui Satu hal yang harus diingat bahwa lingkungan sekeliling atom sangat mempengaruhi energy ikatan dari ikatan tertentu oleh karena itu harga yang diperoleh dari persamaan adalah harga rata-rata atau harga kira-kira

Walaupun energi ikatan adalah untuk molekul dalam fase gas tetapi harga kira-kira panas reaksi dapat dihitung dari fase terkondensasi dapat dikoreksi jika panas penguapan panas sublimasi dan lain-lain dapat diikutsertakan

Suatu reaksi yang DHndashnya ditentukan dengan menggunakan energi ikatan maka atom-atom yang terlibat dalam reaksi harus berwujud gas

Berdasarkan jenis dan letak atom terhadap atom-atom lain dalam molekulnya dikenal 3 jenis energi ikatan yaitu

a Energi Atomisasi

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan semua ikatan 1 mol molekul menjadi atom-atom bebas dalam keadaan gas

Energi atomisasi = jumlah seluruh ikatan atom-atom dalam 1 mol senyawa

b Energi Disosiasi Ikatan

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan salah 1 ikatan yang terdapat pada suatu molekul atau senyawa dalam keadaan gas

c Energi Ikatan Rata-Rata

Adalah energi rerata yang diperlukan untuk memutuskan ikatan atom-atom pada suatu senyawa ( notasinya = D ) Energi ikatan suatu molekul yang berwujud gas dapat ditentukan dari data entalpi pembentukan standar (DHf ) dan energi ikat unsur-unsurnya Prosesnya melalui 2 tahap yaitu

o Penguraian senyawa menjadi unsur-unsurnya

o Pengubahan unsur menjadi atom gas

Reaksi kimia pada dasarnya terdiri dari 2 proses

o Pemutusan ikatan pada pereaksi

o Pembentukan ikatan pada produk reaksi

Pada proses pemutusan ikatan = memerlukan energi

Pada proses pembentukan ikatan = membebaskan energi

1 Jenis-Jenis Kalor

Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan Energi kinetik ditimbulkan karena atomndashatom dan molekul-molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Sedangkan kalor adalah bentuk energi yang berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah Jika suatu benda menerima melepaskan kalor maka suhu benda itu akan naikturun atau wujud benda berubah

2 Kalor Pembentukan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembentukan 1 mol senyawa dariunsur-unsurnya pada suhu dan tekanan standar ( 25 oC 1 atm ) Entalpinya bisadilepaskan maupun diserap Satuannya adalah kJ mol Bentuk standar dari suatu unsur adalah bentuk yang paling stabil dari unsur itu pada keadaan standar ( 298 K 1 atm ) Jika perubahan entalpi pembentukan tidak diukur pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHf

Catatan

o DHf unsur bebas = nol

o Dalam entalpi pembentukan jumlah zat yang dihasilkan adalah 1 mol

o Dibentuk dari unsur-unsurnya dalam bentuk standar

3 Kalor Penguraian Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHd Satuannya = kJ mol Perubahan entalpi penguraian standar merupakan kebalikan dari perubahan entalpi pembentukan standar maka nilainya pun akan berlawanan tanda

Menurut Marquis de Laplace ldquo jumlah kalor yang dilepaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsur penyusunnya = jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsur penyusunnya ldquo Pernyataan ini disebut Hukum Laplace

4 Kalor Pembakaran Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembakaran 1 mol suatu zat secara sempurna pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHc Satuannya = kJ mol

5 Kalor Netralisasi Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHn Satuannya = kJ mol

6 Kalor Penguapan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran

tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHvap Satuannya = kJ mol

7 Kalor Peleburan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pencairan peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHfus Satuannya = kJ mol

8 Kalor Sublimasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsub Satuannya = kJ mol

9 Pelarutan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi ketika 1 mol zat melarut dalam suatu pelarut ( umumnya air ) pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsol Satuannya = kJ mol

BAB III

PENUTUP

I Kesimpulan

Singkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup termodinamika I kalor reaksi kerja entalpi kalorimeter hukum Hess penentuan DH reaksi energi ikatan dan jenis-jenis kalor merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Berdasarkan pembahasan yang tinjauan pustaka yang kami susun dalam makalah ini maka kami dapat menyimpulkan sebagai berikut

1 Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan

2 Berdasarkan perubahan entalpinya reaksi kimia dibedakan menjadi dua yaitu

a Reaksi Eksoterm dan

b Reaksi Endoterm

3 Sistem merupakan Pusat fokus perhatian yang diamati dalam suatu percobaanLingkungan merupakan hal-hal diluar sistem yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan Sistem dibedakan menjadi 3 macam

2 Sistem Terbuka

3 Sistem Tertutup

3 Sistem terisolasi

4 Dalam persamaan termokimia nilai DH yang dituliskan di persamaan termokimia disesuaikan dengan stoikiometri reaksinya artinya = jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi kimia = koefisien reaksinya ( fase reaktan maupun produk reaksinya harus dituliskan)

5 Ada beberapa jenis dalam menentukan Harga Perubahan Entalpi ∆H yaitu

a Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

b Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

c Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris

BAB IPENDAHULUAN

A Latar Belakang Masalah

Termokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energi panas dan energi kimia Sedangkan energi kimia didefinisikan sebagai energi yang dikandung setiap unsur atau senyawa Energi kimia yang terkandung dalam suatu zat adalah semacam energi potensial zat tersebut Energi potensial kimia yang terkandung dalam suatu zat disebut panas dalam atau entalpi dan dinyatakan dengan simbol H Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi Perubahan entalpi reaksi diberi simbol HΔ

Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika disebut termokimia Secara operasional termokimia berkaitan dengan pengukuran dan pernafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia perubahan keadaan dan pembentukan larutan

Termokimia merupakan pengetahuan dasar yang perlu diberikan atau yang dapat diperoleh dari reaksi-reaksi kimia tetapi juga perlu sebagai pengetahuan dasar untuk pengkajian teori ikatan kimia dan struktur kimia Fokus bahasan dalam termokimia adalah tentang jumlah kalor yang dapat dihasilkan oleh sejumlah tertentu pereaksi serta cara pengukuran kalor reaksi

Termokimia merupakan penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi kimia

Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan

Dengan kajian-kajian yang dilakukan mengenai pengaplikasian termokimia dalam kehidupan sehari-hari Dan untuk menguraikan permasalahan tersebut lebih detail lagi penulis mencoba membuat makalah yang isinya membahas tentang ldquoAplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-harirdquo

B Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dibiatkannya makalah ini adalah sebagai berikut

1) Dapat menjelaskan manfaat termokimia2) Mengetahui proses termokimia dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari3) Memahami materi-materi yang terkait dengan termokimia4) Memahami tentang termokimia lebih mendalam

C Manfaat Penulisan

Penulisan makalah ini memiliki manfaat sebagai berikut

1) Manfaat UmumMakalah hasil pengkajian penulis ini dapat menunjang materi pembelajaran

dan dapat dijadikan bahan baku referensi pembelajaran2) Manfaat Khusus

Penulis dapat menambah wawasan dan pengetahuan penulis serta dapat melatih penulis untuk memiliki rasa ingin tahu yang tinggi dan lebih telaten dalam mencari dan mengumpulkan sumber dan informasi selama melakukan pengkajian

3) Manfaat untuk penulis yang akan datingMakalah hasil pengkajian sebelumnya dapat dijadikan bahan referensi

sumber untuk pembuatan makalah selanjutnya dan dapat memberi gambaran dalam pengkajian yang akan dilakukannya

BAB IIISI

A Manfaat Termokimia

Manfaat positif dari termokimia yaitu

a) Dapat mempelajari suatu bentuk energi yang dibutuhkan oleh manusia untuk bergerak dalam bentuk energi kinetik dan tambahan-tambahan dalam melakukan proses fotosintesis yang membutuhkan eergi dari sinar matahari

b) Dapat mempelajari suatu sistem atau bagian alam semasta yang menjadi objek penelitian serta lingkungan atau bagian alam semesta yang berinteraksi dengan satu sistem

B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari1 Gas Elpiji

Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara

C4H10 + Udara ndashgt CO2 + H20 + N2Untuk mempermudah udara sepenuhnya bergantung dari oksigenC4H10 + (132)O2 ndashgt 4CO2 + 5H2O

Untuk reaksi sempurna dengan udaraC4H10 + (O2 + 376 N2) ndashgt CO2 + H20 + 376N2PenyetaraanC4H10 + 132(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)376N2

Reaksi juga bisa melibatkan bentuk tidak sempurna misal memerlukan 200 udaraC4H10 + 13(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)O2 + (132)376N2

Pembakaran ini pun bisa melibatkan beberapa fraksi karena elpiji biasanya tidak murni hanya bahan bakar butana

2 ThermometerTermometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur suhuCara kerja thermometerKetika temperature naik cairan dibola tabung mengembang lebih banyak daripada gelas yang menutupinya Hasilnya benang cairan yang tipis dipaksa ke atas secara kapiler Sebaliknya ketika temperature turun cairan mengerut dan cairan yang tipis ditabung bergerak kembali turun Gerakan ujung cairan tipis yang dinamakan meniscus dibaca terhadap skala yang menunjukkan temperatureZat untuk thermometer haruslah zat cair dengan sifat termometrik artinya mengalami perubahan fisis pada saat dipanaskan atau didinginkan misalnya raksa dan alkohol Zat cai tersebut memiliki dua titik tetap (fixed points) yaitu titik tertinggi dan titik terendah Misalnya titik didih air dan titik lebur es untuk suhu yang tidak terlalu tinggi Setelah itu pembagian dilakukan diantara kedua titik tetap menjadi bagian-bagian yang sama besar misalnya thermometer skala celcius dengan 100 bagian yang setiap bagiannya sebesar 1C

3 Pembakaran Batu BaraBatubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi

CaCO3(s) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + CO2(g)

Ca(OH)2(aq) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + H2O( 1048641)Namun biaya operasional desulfurisasi dan pembuangan deposit padatan kembali menjadi masalah baru Untuk meningkatkan nilai dari batubara dan menghilangkan pencemar SO2 dilakukan rekayasa batubara seperti gasifikasi dan reaksi karbon-uap Pada gasifikasi molekul-molekul besar dalam batubara dipecah melalui pemanasan pada suhu tinggi (600degC ndash 800degC) sehingga dihasilkan bahan bakar berupa gas Reaksinya adalah sebagai berikutBatubara(s) batubara cair (mudah menguap) CH4(g) + C(s)Arang yang terbentuk direaksikan dengan uap air menghasilkan campuran gas CO dan H2 yang disebut gas sintetik ReaksinyaC(s) + H2O() CO(g) + H2(g) ΔH = 175 kJ molndash1Untuk meningkatkan nilai gas sintetik gas CO diubah menjadi bahan bakar lain Misalnya gas CO direaksikan dengan uap air menjadi CO2 dan H2 ReaksinyaCO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH = ndash41 kJ molndash1Gas CO2 yang dihasilkan selanjutnya dipisahkan Campuran gas COdan H2 yang telah diperkaya akan bereaksi membentuk metana dan uapair Reaksinya

CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1

Setelah H2O diuapkan akan diperoleh CH4 yang disebut gas alam sintetik Dengan demikian batubara dapat diubah menjadi metana melalui proses pemisahan batubara cair

C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Berdasarkan perpindahan energinya atau perubahan entalpinya ada dua jenis reaksi

1) Reaksi eksoterm yaitu reaksi yang membebaskan kalor kalor mengalir dari sistem ke lingkungan (terjadi penurunan entalpi) entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Pada reaksi eksoterm umumnya suhu sistem menjadi naik adanya kenaikan suhu inilah yang menyebabkan sistem melepas kalor ke lingkunganReaksi eksoterm DH = HP - HR lt 0 atau DH = (-)

2) Reaksi Endoterm yaitu reaksi yang memerlukan kalor kalor mengalir dari lingkungan ke sistem (terjadi kenaikan entalpi) entalpi produk lebih besar daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda positif Pada reaksi endoterm umumnya suhu sistem terjadi penurunan adanya penurunan suhu inilah yang menyebabkan sistem menyerap kalor dari lingkungan

Reaksi endoterm DH = HP - HR gt 0 atau DH = (+)

D Hukum Dalam Termokimia

Dalam mempelajari reaksi kimia dan energi kita perlu memahami hukum-hukum yang mendasari tentang perubahan dan energi

a Hukum kekekalan energyDalam perubahan kimia atau fisika energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentu lainnya Hukum ini merupakan hukum termodinamika pertama dan menjadi dasar pengembangan hukum tentang energi selanjutnya seperti konversi energi

b Hukum LaplaceHukum ini diajukan oleh Marquis de Laplace dan dia menyatakan bahwa jumlah kalor yang dilepaskan dalam pembentukan sebuah senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menguraikan senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnyaPanjabaran dari hukum ini untuk entalphi reaksi H dan kalor reaksiΔC + O2 rarr CO2 H = -94 KkalΔCO2 rarr C + O2 H = +94 KkalΔSedangkan untuk kalor reaksiC + O2 rarr CO2 -94 KkalCO2 rarr C + O2 +94 KkalUntuk reaksi pertama unsur C bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan karbondioksida dan kalor sebesar 94 Kkal Sedangkan reaksi kedua karbondioksida terurai menjadi unsur C dan gas oksigen dengan membutuhkan kalor sebesar 94 KkalDari sisi tanda tampak jelas perbedaan antara entalphi reaksi dengan kalor reaksi jika entalphi bernilai positif maka kalor reaksi bernilai negatif demikian pula sebaliknya jika entalphi negatif maka kalor reaksi positif

c Hukum HessHukum ini diajukan oleh Germain Hess dia menyatakan bahwa entalphi reaksi ( H)Δ hanya tergantung pada keadaan awal reaksi dan hasil reaksi dan tidak bergantung pada jalannya reaksi

Jika suatu reaksi merupakan penjumlahan aljabar dari dua atau lebih reaksi maka perubahan entalphi ( H) atau kalor reaksinya juga merupakan penjumlahanΔ aljabar dari ( H) yang menyertai reaksi Untuk lebih mudah memahaminya kitaΔ perhatikan Bagan 1017

Berdasarkan persamaan reaksi gas karbon dioksida dapat terbentuk melalui dua tahap yang pertama pembentukan karbonmonoksida dari unsur-unsurnya dan dilanjutkan dengan oksidasi dari karbonmonoksida menjadi karbondioksida

Penjumlahan aljabar HΔ reaksi dari setiap tahap reaksi juga dilakukan sesuai dengan tahap reaksi maka HΔ reaksi dari pembentukan gas Karbon dioksida juga dapat dilakukanBerdasarkan berbagai jenis reaksi maka kita juga dapat mengembangkan jenis kalor reaksi atau H yang disesuaikan dengan jenis reaksinya ada empat jenis kalor reaksiΔ yaitu kalor reaksi pembentukan penguraian pembakaran dan pelarutan Keempat klasifikasi tersebut disederhanakan dalam bagan pada Bagan 1018

E Energi IkatanPada dasarnya reaksi kimia terdiri dari dua proses yaitu pemutusan ikatan

antar atom-atom dari senyawa yang bereaksi (proses yang memerlukan energi) dan penggabungan ikatan kembali dari atom-atom yang terlibat reaksi sehingga membentuk susunan baru (proses yang membebaskan energi)

Perubahan entalpi reaksi dapat dihitung dengan menggunakan data energi ikatan Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan oleh satu molekul gas menjadi atom-atom dalam keadaan gas Harga energi ikatan selalu positif dengan satuan kJ atau kkal serta diukur pada kondisi zat-zat berwujud gas

Entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga energi ikatan rata-rata sering berbeda dari entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga entalpi pembentukan standar Perbedaan ini terjadi karena energi ikatan yang terdapat dalam suatu tabel adalah energi ikatan rata-rata Energi ikatan C ndash H dalam contoh di atas bukan ikatan C ndash H dalam CH4 melainkan energi ikatan rata-rata C ndash H CH4(g) CH3(g) + H(g) H = +424 kJmolCH3(g) CH2(g) + H(g) H = +480 kJmolCH2(g) CH(g) + H(g) H = +425 kJmolCH(g) C(g) + H(g) H = +335 kJmolJadi energi ikatan rata-rata dari ikatan C ndash H adalah 416 kJmol Sedangkan energiikatan C ndash H yang dipakai di atas adalah +413 kJmol

Bahan Bakar dan Perubahan Entalpi Reaksi pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen Biasanya reaksi semacam ini digunakan untuk menghasilkan energi Bahan bakar adalah merupakan suatu senyawa yang bila dilakukan pembakaran terhadapnya dihasilkan kalor yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan

Jenis bahan bakar yang banyak kita kenal adalah bahan bakar fosil Bahan bakar fosil berasal dari pelapukan sisa organisme baik tumbuhan maupun hewan yang memerlukan waktu ribuan sampai jutaan tahun contohnya minyak bumi dan batu bara

Namun selain bahan bakar fosil dewasa ini telah dikembangkan pula bahan bakar jenis lain misalnya alkohol dan hidrogen Hidrogen cair dengan oksigen cair bersama-sama telah digunakan pada pesawat ulang-alik sebagai bahan bakar roket

pendorongnya Pembakaran hidrogen tidak memberi dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air

Matahari adalah umber energi terbesar di bumi tetapi penggunaan energi surya belum komersial Dewasa ini penggunaan energi surya yang komersial adalah untuk pemanas air rumah tangga (solar water heater) Nilai kalor dari bahan bakar umumnya dinyatakan dalam satuan kJgram yang menyatakan berapa kJ kalor yang dapat dihasilkan dari pembakaran 1 gram bahan bakar tersebut Contoh nilai kalor bahan bakar bensin adalah 48 kJg artinya setiap pembakaran sempurna 1 gram bensin akan dihasilkan kalor sebesar 48 kJ Pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan atau dalam industri umumnya tidak terbakar sempurna Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon (bahan bakar fosil) membentuk karbon dioksida dan uap air

Sedangkan pembakaran tidak sempurnanya menghasilkan karbon monoksida dan uap air Pembakaran tak sempurna mengurangi efisiensi bahan bakar kalor yang dihasilkan akan lebih sedikit dibandingkan apabila zat itu terbakar sempurna Kerugian lainnya adalah dihasilkannya gas karbon monoksida (CO) yang bersifat racun

BAB IIIPENUTUP

A KesimpulanSingkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar

yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup Reaksi endoterm Hukum dalam termokimia Energi ikatan dan arah proses merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Didalam termokimia ada istilah sistem dan lingkungan Sistem yang dimaksud adalah bagian dari alam yang dipelajari atau yang manjadi pokok perhatian dalam termokimia yang dipelajari yaitu perubahan energinya Sedangkan lingkungan yang dimaksud adalah segala sesuatu di luar sistem dengan apa sistem melakukan dan mengadakan pertukaran energi Energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha Energi hanya dapat diubah bentuknya dari bentuk yang satu dengan yang lainnya Misalnya pada pembangkit tenaga uap perubahan energi dimulai dari energi panas yang terbentuk di

boiler berubah menjadi energi mekanik pada turbin dan energi mekanik diubah menjadi energi listrik pada generator

TUGAS PENDAHULUAN (TERMOKIMIA)

1 Apa yang dimaksud dengan kalor kalorimeter dan kalorimetri 2 Sebutkan dan Jelaskan fungsi setiap alat dan bahan dalam percobaan termokimia 3 Gambarkan rangkaian alat kalorimeter smenarik mungkin dan berikan keterangan 4 Tuliskan hukum termodinamika dan jelaskan hubungannya antara rekasi eksoterm dan reaksi

endoterm 5 Perhitungkan secara teoritis (data setiap parameter yang anda cari direferensi) kalor reaksi

penetralan HCl dan NaOH 6

Nb Margin 4 3 3 3Sampul Pink Tulis TanganSiapkan MSDS dan Bagan Kerja (Print)

• Termokimia
• BAB I PENDAHULUAN
• • A Latar Belakang Masalah
  • Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan
  • B Tujuan Penulisan
  • C Manfaat Penulisan
  • • BAB II ISI
    • • A Manfaat Termokimia
      • • B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari
        • 1 Gas Elpiji
        • Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara
        • 3 Pembakaran Batu Bara
        • Batubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi
        • CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1
        • C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

O2(g) 0 CCl4(g) - 960C(s) 0 NH3(g) - 459H2O(g) - 2418 NO2(g) + 332H2O(l) - 2858 SO2(g) - 2968CO2(g) - 3935 HCl(g) - 923CO(g) -1105 NO(g) + 903

Contoh Soal Dari tabel entalpi pembentukan diatas tentukan

a ∆H reaksi pembakaran C2H4

b Tentukan jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran 56 g gas C2H4

c Reaksi pembakaran C2H4

a C2H4(g) + 3 O2(g)rarr2CO2(g) + 2H2O(l)

b ∆H reaksi = ∆Hof hasil reaksi - ∆Hof pereaksi

= ( 2 ∆Hof CO2 + 2 ∆Hof H2O ) ndash ( 1 ∆HofC2H4 + 3 ∆Hof O2)= ( 2 -3935 + 2 -2858 ) ndash ( 1 525 + 3 0 )= -787 ndash 5716 + 525= - 13061 kJmol

c Mr C2H4 = (2x12) + (4x1) = 28Mol C2H4 = 5628 = 2 mol∆H pembakaran 2 mol C2H4 = 2 mol x ( -13061 kJmol )

= -26122 kJ

Jadi pada pembakaran 56 gram gas C2H4 dibebaskan kalor sebesar = 26122 Kj

4 Penentuan ∆H Reaksi Dari Energi Ikatan

Reaksi kimia antarmolekul dapat dianggap berlangsung dalam 2 tahap yaitu

I Pemutusan ikatan pada pereaksi

II Pembentukan ikatan pada produk

Misalnya pada reaksi antara gas klorin dengan gas hidrogen membentuk gas hidrogen klorida dapat digambarkan sebagai berikut

Sesuai dengan hukum Hess ∆H reaksi total adalah ∆H tahap-I + ∆H tahap-II

∆H tahap-I = sum Energi ikatan pada pereaksi (yang putus)

∆H tahap-II = -sum Energi ikatan pada produk (yang terbentuk)

∆H reaksi = sum Energi ikatan pereaksi yang putus - sum Energi ikatan produk yang terbentuk

∆H reaksi = sum Eruas kiri - sum Eruas kanan

TABEL ENERGI IKATAN

Ikatan E (kJmol) Ikatan E (kJmol)H-H 436 O=O 498H-C 415 CequivN 891H-N 390 F-F 160C-C 345 Cl-Cl 243CequivC 837 H-Cl 432C-O 350 C=C 611C=O 741 I-I 150C-Cl 330 N=N 418O-H 450 C-F 485

Penyelesaian H ndash C ndash O-H +1 frac12 O=O rarr O=C=O +2H-O-H∆H reaksi = sumEpemutusan -sumEpembentukan

= (3Ec-H)+( 1EO-H) +(1EC-O)+ (1 frac12 EO=O) ndash (2EC=O) + (4EO-H)

= (3415)+(1460)+(1350)+1 frac12498) ndash(2741)+(4460)

= 2802-3322

= -520 kJmol

IX Energi Ikatan

Energi ikatan didefinisikan sebagai panas reaksi yang dihubungkan dengan pemecahan ikatan kimia dari molekul gas menjadi bagian-bagian gas Terkadang disebut juga entalpi ikatan nama yang sesungguhnya lebih tepat

Energi disosiasi ikatan (BE) dapat digunakan untuk menghitung panas reaksi yang dihubungkan dengan

ΔH0= - sum ni BEi + sum njBEj

dimana BE adalah energi ikatan per mol ikatan nj dan ni adalah jumlah mol ikatan yang pecah atau terbentuk dalam hal reaktan dan produk

Dalam hal yang sama data panas reaksi dapat juga digunakan untuk menghitung energi disosiasi ikatan dari setiap ikatan tertentu asal saja data lain dalam persamaan diketahui Satu hal yang harus diingat bahwa lingkungan sekeliling atom sangat mempengaruhi energy ikatan dari ikatan tertentu oleh karena itu harga yang diperoleh dari persamaan adalah harga rata-rata atau harga kira-kira

Walaupun energi ikatan adalah untuk molekul dalam fase gas tetapi harga kira-kira panas reaksi dapat dihitung dari fase terkondensasi dapat dikoreksi jika panas penguapan panas sublimasi dan lain-lain dapat diikutsertakan

Suatu reaksi yang DHndashnya ditentukan dengan menggunakan energi ikatan maka atom-atom yang terlibat dalam reaksi harus berwujud gas

Berdasarkan jenis dan letak atom terhadap atom-atom lain dalam molekulnya dikenal 3 jenis energi ikatan yaitu

a Energi Atomisasi

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan semua ikatan 1 mol molekul menjadi atom-atom bebas dalam keadaan gas

Energi atomisasi = jumlah seluruh ikatan atom-atom dalam 1 mol senyawa

b Energi Disosiasi Ikatan

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan salah 1 ikatan yang terdapat pada suatu molekul atau senyawa dalam keadaan gas

c Energi Ikatan Rata-Rata

Adalah energi rerata yang diperlukan untuk memutuskan ikatan atom-atom pada suatu senyawa ( notasinya = D ) Energi ikatan suatu molekul yang berwujud gas dapat ditentukan dari data entalpi pembentukan standar (DHf ) dan energi ikat unsur-unsurnya Prosesnya melalui 2 tahap yaitu

o Penguraian senyawa menjadi unsur-unsurnya

o Pengubahan unsur menjadi atom gas

Reaksi kimia pada dasarnya terdiri dari 2 proses

o Pemutusan ikatan pada pereaksi

o Pembentukan ikatan pada produk reaksi

Pada proses pemutusan ikatan = memerlukan energi

Pada proses pembentukan ikatan = membebaskan energi

1 Jenis-Jenis Kalor

Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan Energi kinetik ditimbulkan karena atomndashatom dan molekul-molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Sedangkan kalor adalah bentuk energi yang berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah Jika suatu benda menerima melepaskan kalor maka suhu benda itu akan naikturun atau wujud benda berubah

2 Kalor Pembentukan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembentukan 1 mol senyawa dariunsur-unsurnya pada suhu dan tekanan standar ( 25 oC 1 atm ) Entalpinya bisadilepaskan maupun diserap Satuannya adalah kJ mol Bentuk standar dari suatu unsur adalah bentuk yang paling stabil dari unsur itu pada keadaan standar ( 298 K 1 atm ) Jika perubahan entalpi pembentukan tidak diukur pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHf

Catatan

o DHf unsur bebas = nol

o Dalam entalpi pembentukan jumlah zat yang dihasilkan adalah 1 mol

o Dibentuk dari unsur-unsurnya dalam bentuk standar

3 Kalor Penguraian Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHd Satuannya = kJ mol Perubahan entalpi penguraian standar merupakan kebalikan dari perubahan entalpi pembentukan standar maka nilainya pun akan berlawanan tanda

Menurut Marquis de Laplace ldquo jumlah kalor yang dilepaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsur penyusunnya = jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsur penyusunnya ldquo Pernyataan ini disebut Hukum Laplace

4 Kalor Pembakaran Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembakaran 1 mol suatu zat secara sempurna pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHc Satuannya = kJ mol

5 Kalor Netralisasi Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHn Satuannya = kJ mol

6 Kalor Penguapan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran

tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHvap Satuannya = kJ mol

7 Kalor Peleburan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pencairan peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHfus Satuannya = kJ mol

8 Kalor Sublimasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsub Satuannya = kJ mol

9 Pelarutan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi ketika 1 mol zat melarut dalam suatu pelarut ( umumnya air ) pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsol Satuannya = kJ mol

BAB III

PENUTUP

I Kesimpulan

Singkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup termodinamika I kalor reaksi kerja entalpi kalorimeter hukum Hess penentuan DH reaksi energi ikatan dan jenis-jenis kalor merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Berdasarkan pembahasan yang tinjauan pustaka yang kami susun dalam makalah ini maka kami dapat menyimpulkan sebagai berikut

1 Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan

2 Berdasarkan perubahan entalpinya reaksi kimia dibedakan menjadi dua yaitu

a Reaksi Eksoterm dan

b Reaksi Endoterm

3 Sistem merupakan Pusat fokus perhatian yang diamati dalam suatu percobaanLingkungan merupakan hal-hal diluar sistem yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan Sistem dibedakan menjadi 3 macam

2 Sistem Terbuka

3 Sistem Tertutup

3 Sistem terisolasi

4 Dalam persamaan termokimia nilai DH yang dituliskan di persamaan termokimia disesuaikan dengan stoikiometri reaksinya artinya = jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi kimia = koefisien reaksinya ( fase reaktan maupun produk reaksinya harus dituliskan)

5 Ada beberapa jenis dalam menentukan Harga Perubahan Entalpi ∆H yaitu

a Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

b Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

c Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris

BAB IPENDAHULUAN

A Latar Belakang Masalah

Termokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energi panas dan energi kimia Sedangkan energi kimia didefinisikan sebagai energi yang dikandung setiap unsur atau senyawa Energi kimia yang terkandung dalam suatu zat adalah semacam energi potensial zat tersebut Energi potensial kimia yang terkandung dalam suatu zat disebut panas dalam atau entalpi dan dinyatakan dengan simbol H Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi Perubahan entalpi reaksi diberi simbol HΔ

Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika disebut termokimia Secara operasional termokimia berkaitan dengan pengukuran dan pernafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia perubahan keadaan dan pembentukan larutan

Termokimia merupakan pengetahuan dasar yang perlu diberikan atau yang dapat diperoleh dari reaksi-reaksi kimia tetapi juga perlu sebagai pengetahuan dasar untuk pengkajian teori ikatan kimia dan struktur kimia Fokus bahasan dalam termokimia adalah tentang jumlah kalor yang dapat dihasilkan oleh sejumlah tertentu pereaksi serta cara pengukuran kalor reaksi

Termokimia merupakan penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi kimia

Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan

Dengan kajian-kajian yang dilakukan mengenai pengaplikasian termokimia dalam kehidupan sehari-hari Dan untuk menguraikan permasalahan tersebut lebih detail lagi penulis mencoba membuat makalah yang isinya membahas tentang ldquoAplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-harirdquo

B Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dibiatkannya makalah ini adalah sebagai berikut

1) Dapat menjelaskan manfaat termokimia2) Mengetahui proses termokimia dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari3) Memahami materi-materi yang terkait dengan termokimia4) Memahami tentang termokimia lebih mendalam

C Manfaat Penulisan

Penulisan makalah ini memiliki manfaat sebagai berikut

1) Manfaat UmumMakalah hasil pengkajian penulis ini dapat menunjang materi pembelajaran

dan dapat dijadikan bahan baku referensi pembelajaran2) Manfaat Khusus

Penulis dapat menambah wawasan dan pengetahuan penulis serta dapat melatih penulis untuk memiliki rasa ingin tahu yang tinggi dan lebih telaten dalam mencari dan mengumpulkan sumber dan informasi selama melakukan pengkajian

3) Manfaat untuk penulis yang akan datingMakalah hasil pengkajian sebelumnya dapat dijadikan bahan referensi

sumber untuk pembuatan makalah selanjutnya dan dapat memberi gambaran dalam pengkajian yang akan dilakukannya

BAB IIISI

A Manfaat Termokimia

Manfaat positif dari termokimia yaitu

a) Dapat mempelajari suatu bentuk energi yang dibutuhkan oleh manusia untuk bergerak dalam bentuk energi kinetik dan tambahan-tambahan dalam melakukan proses fotosintesis yang membutuhkan eergi dari sinar matahari

b) Dapat mempelajari suatu sistem atau bagian alam semasta yang menjadi objek penelitian serta lingkungan atau bagian alam semesta yang berinteraksi dengan satu sistem

B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari1 Gas Elpiji

Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara

C4H10 + Udara ndashgt CO2 + H20 + N2Untuk mempermudah udara sepenuhnya bergantung dari oksigenC4H10 + (132)O2 ndashgt 4CO2 + 5H2O

Untuk reaksi sempurna dengan udaraC4H10 + (O2 + 376 N2) ndashgt CO2 + H20 + 376N2PenyetaraanC4H10 + 132(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)376N2

Reaksi juga bisa melibatkan bentuk tidak sempurna misal memerlukan 200 udaraC4H10 + 13(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)O2 + (132)376N2

Pembakaran ini pun bisa melibatkan beberapa fraksi karena elpiji biasanya tidak murni hanya bahan bakar butana

2 ThermometerTermometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur suhuCara kerja thermometerKetika temperature naik cairan dibola tabung mengembang lebih banyak daripada gelas yang menutupinya Hasilnya benang cairan yang tipis dipaksa ke atas secara kapiler Sebaliknya ketika temperature turun cairan mengerut dan cairan yang tipis ditabung bergerak kembali turun Gerakan ujung cairan tipis yang dinamakan meniscus dibaca terhadap skala yang menunjukkan temperatureZat untuk thermometer haruslah zat cair dengan sifat termometrik artinya mengalami perubahan fisis pada saat dipanaskan atau didinginkan misalnya raksa dan alkohol Zat cai tersebut memiliki dua titik tetap (fixed points) yaitu titik tertinggi dan titik terendah Misalnya titik didih air dan titik lebur es untuk suhu yang tidak terlalu tinggi Setelah itu pembagian dilakukan diantara kedua titik tetap menjadi bagian-bagian yang sama besar misalnya thermometer skala celcius dengan 100 bagian yang setiap bagiannya sebesar 1C

3 Pembakaran Batu BaraBatubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi

CaCO3(s) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + CO2(g)

Ca(OH)2(aq) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + H2O( 1048641)Namun biaya operasional desulfurisasi dan pembuangan deposit padatan kembali menjadi masalah baru Untuk meningkatkan nilai dari batubara dan menghilangkan pencemar SO2 dilakukan rekayasa batubara seperti gasifikasi dan reaksi karbon-uap Pada gasifikasi molekul-molekul besar dalam batubara dipecah melalui pemanasan pada suhu tinggi (600degC ndash 800degC) sehingga dihasilkan bahan bakar berupa gas Reaksinya adalah sebagai berikutBatubara(s) batubara cair (mudah menguap) CH4(g) + C(s)Arang yang terbentuk direaksikan dengan uap air menghasilkan campuran gas CO dan H2 yang disebut gas sintetik ReaksinyaC(s) + H2O() CO(g) + H2(g) ΔH = 175 kJ molndash1Untuk meningkatkan nilai gas sintetik gas CO diubah menjadi bahan bakar lain Misalnya gas CO direaksikan dengan uap air menjadi CO2 dan H2 ReaksinyaCO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH = ndash41 kJ molndash1Gas CO2 yang dihasilkan selanjutnya dipisahkan Campuran gas COdan H2 yang telah diperkaya akan bereaksi membentuk metana dan uapair Reaksinya

CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1

Setelah H2O diuapkan akan diperoleh CH4 yang disebut gas alam sintetik Dengan demikian batubara dapat diubah menjadi metana melalui proses pemisahan batubara cair

C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Berdasarkan perpindahan energinya atau perubahan entalpinya ada dua jenis reaksi

1) Reaksi eksoterm yaitu reaksi yang membebaskan kalor kalor mengalir dari sistem ke lingkungan (terjadi penurunan entalpi) entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Pada reaksi eksoterm umumnya suhu sistem menjadi naik adanya kenaikan suhu inilah yang menyebabkan sistem melepas kalor ke lingkunganReaksi eksoterm DH = HP - HR lt 0 atau DH = (-)

2) Reaksi Endoterm yaitu reaksi yang memerlukan kalor kalor mengalir dari lingkungan ke sistem (terjadi kenaikan entalpi) entalpi produk lebih besar daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda positif Pada reaksi endoterm umumnya suhu sistem terjadi penurunan adanya penurunan suhu inilah yang menyebabkan sistem menyerap kalor dari lingkungan

Reaksi endoterm DH = HP - HR gt 0 atau DH = (+)

D Hukum Dalam Termokimia

Dalam mempelajari reaksi kimia dan energi kita perlu memahami hukum-hukum yang mendasari tentang perubahan dan energi

a Hukum kekekalan energyDalam perubahan kimia atau fisika energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentu lainnya Hukum ini merupakan hukum termodinamika pertama dan menjadi dasar pengembangan hukum tentang energi selanjutnya seperti konversi energi

b Hukum LaplaceHukum ini diajukan oleh Marquis de Laplace dan dia menyatakan bahwa jumlah kalor yang dilepaskan dalam pembentukan sebuah senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menguraikan senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnyaPanjabaran dari hukum ini untuk entalphi reaksi H dan kalor reaksiΔC + O2 rarr CO2 H = -94 KkalΔCO2 rarr C + O2 H = +94 KkalΔSedangkan untuk kalor reaksiC + O2 rarr CO2 -94 KkalCO2 rarr C + O2 +94 KkalUntuk reaksi pertama unsur C bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan karbondioksida dan kalor sebesar 94 Kkal Sedangkan reaksi kedua karbondioksida terurai menjadi unsur C dan gas oksigen dengan membutuhkan kalor sebesar 94 KkalDari sisi tanda tampak jelas perbedaan antara entalphi reaksi dengan kalor reaksi jika entalphi bernilai positif maka kalor reaksi bernilai negatif demikian pula sebaliknya jika entalphi negatif maka kalor reaksi positif

c Hukum HessHukum ini diajukan oleh Germain Hess dia menyatakan bahwa entalphi reaksi ( H)Δ hanya tergantung pada keadaan awal reaksi dan hasil reaksi dan tidak bergantung pada jalannya reaksi

Jika suatu reaksi merupakan penjumlahan aljabar dari dua atau lebih reaksi maka perubahan entalphi ( H) atau kalor reaksinya juga merupakan penjumlahanΔ aljabar dari ( H) yang menyertai reaksi Untuk lebih mudah memahaminya kitaΔ perhatikan Bagan 1017

Berdasarkan persamaan reaksi gas karbon dioksida dapat terbentuk melalui dua tahap yang pertama pembentukan karbonmonoksida dari unsur-unsurnya dan dilanjutkan dengan oksidasi dari karbonmonoksida menjadi karbondioksida

Penjumlahan aljabar HΔ reaksi dari setiap tahap reaksi juga dilakukan sesuai dengan tahap reaksi maka HΔ reaksi dari pembentukan gas Karbon dioksida juga dapat dilakukanBerdasarkan berbagai jenis reaksi maka kita juga dapat mengembangkan jenis kalor reaksi atau H yang disesuaikan dengan jenis reaksinya ada empat jenis kalor reaksiΔ yaitu kalor reaksi pembentukan penguraian pembakaran dan pelarutan Keempat klasifikasi tersebut disederhanakan dalam bagan pada Bagan 1018

E Energi IkatanPada dasarnya reaksi kimia terdiri dari dua proses yaitu pemutusan ikatan

antar atom-atom dari senyawa yang bereaksi (proses yang memerlukan energi) dan penggabungan ikatan kembali dari atom-atom yang terlibat reaksi sehingga membentuk susunan baru (proses yang membebaskan energi)

Perubahan entalpi reaksi dapat dihitung dengan menggunakan data energi ikatan Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan oleh satu molekul gas menjadi atom-atom dalam keadaan gas Harga energi ikatan selalu positif dengan satuan kJ atau kkal serta diukur pada kondisi zat-zat berwujud gas

Entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga energi ikatan rata-rata sering berbeda dari entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga entalpi pembentukan standar Perbedaan ini terjadi karena energi ikatan yang terdapat dalam suatu tabel adalah energi ikatan rata-rata Energi ikatan C ndash H dalam contoh di atas bukan ikatan C ndash H dalam CH4 melainkan energi ikatan rata-rata C ndash H CH4(g) CH3(g) + H(g) H = +424 kJmolCH3(g) CH2(g) + H(g) H = +480 kJmolCH2(g) CH(g) + H(g) H = +425 kJmolCH(g) C(g) + H(g) H = +335 kJmolJadi energi ikatan rata-rata dari ikatan C ndash H adalah 416 kJmol Sedangkan energiikatan C ndash H yang dipakai di atas adalah +413 kJmol

Bahan Bakar dan Perubahan Entalpi Reaksi pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen Biasanya reaksi semacam ini digunakan untuk menghasilkan energi Bahan bakar adalah merupakan suatu senyawa yang bila dilakukan pembakaran terhadapnya dihasilkan kalor yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan

Jenis bahan bakar yang banyak kita kenal adalah bahan bakar fosil Bahan bakar fosil berasal dari pelapukan sisa organisme baik tumbuhan maupun hewan yang memerlukan waktu ribuan sampai jutaan tahun contohnya minyak bumi dan batu bara

Namun selain bahan bakar fosil dewasa ini telah dikembangkan pula bahan bakar jenis lain misalnya alkohol dan hidrogen Hidrogen cair dengan oksigen cair bersama-sama telah digunakan pada pesawat ulang-alik sebagai bahan bakar roket

pendorongnya Pembakaran hidrogen tidak memberi dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air

Matahari adalah umber energi terbesar di bumi tetapi penggunaan energi surya belum komersial Dewasa ini penggunaan energi surya yang komersial adalah untuk pemanas air rumah tangga (solar water heater) Nilai kalor dari bahan bakar umumnya dinyatakan dalam satuan kJgram yang menyatakan berapa kJ kalor yang dapat dihasilkan dari pembakaran 1 gram bahan bakar tersebut Contoh nilai kalor bahan bakar bensin adalah 48 kJg artinya setiap pembakaran sempurna 1 gram bensin akan dihasilkan kalor sebesar 48 kJ Pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan atau dalam industri umumnya tidak terbakar sempurna Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon (bahan bakar fosil) membentuk karbon dioksida dan uap air

Sedangkan pembakaran tidak sempurnanya menghasilkan karbon monoksida dan uap air Pembakaran tak sempurna mengurangi efisiensi bahan bakar kalor yang dihasilkan akan lebih sedikit dibandingkan apabila zat itu terbakar sempurna Kerugian lainnya adalah dihasilkannya gas karbon monoksida (CO) yang bersifat racun

BAB IIIPENUTUP

A KesimpulanSingkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar

yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup Reaksi endoterm Hukum dalam termokimia Energi ikatan dan arah proses merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Didalam termokimia ada istilah sistem dan lingkungan Sistem yang dimaksud adalah bagian dari alam yang dipelajari atau yang manjadi pokok perhatian dalam termokimia yang dipelajari yaitu perubahan energinya Sedangkan lingkungan yang dimaksud adalah segala sesuatu di luar sistem dengan apa sistem melakukan dan mengadakan pertukaran energi Energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha Energi hanya dapat diubah bentuknya dari bentuk yang satu dengan yang lainnya Misalnya pada pembangkit tenaga uap perubahan energi dimulai dari energi panas yang terbentuk di

boiler berubah menjadi energi mekanik pada turbin dan energi mekanik diubah menjadi energi listrik pada generator

TUGAS PENDAHULUAN (TERMOKIMIA)

1 Apa yang dimaksud dengan kalor kalorimeter dan kalorimetri 2 Sebutkan dan Jelaskan fungsi setiap alat dan bahan dalam percobaan termokimia 3 Gambarkan rangkaian alat kalorimeter smenarik mungkin dan berikan keterangan 4 Tuliskan hukum termodinamika dan jelaskan hubungannya antara rekasi eksoterm dan reaksi

endoterm 5 Perhitungkan secara teoritis (data setiap parameter yang anda cari direferensi) kalor reaksi

penetralan HCl dan NaOH 6

Nb Margin 4 3 3 3Sampul Pink Tulis TanganSiapkan MSDS dan Bagan Kerja (Print)

• Termokimia
• BAB I PENDAHULUAN
• • A Latar Belakang Masalah
  • Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan
  • B Tujuan Penulisan
  • C Manfaat Penulisan
  • • BAB II ISI
    • • A Manfaat Termokimia
      • • B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari
        • 1 Gas Elpiji
        • Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara
        • 3 Pembakaran Batu Bara
        • Batubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi
        • CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1
        • C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

II Pembentukan ikatan pada produk

Misalnya pada reaksi antara gas klorin dengan gas hidrogen membentuk gas hidrogen klorida dapat digambarkan sebagai berikut

Sesuai dengan hukum Hess ∆H reaksi total adalah ∆H tahap-I + ∆H tahap-II

∆H tahap-I = sum Energi ikatan pada pereaksi (yang putus)

∆H tahap-II = -sum Energi ikatan pada produk (yang terbentuk)

∆H reaksi = sum Energi ikatan pereaksi yang putus - sum Energi ikatan produk yang terbentuk

∆H reaksi = sum Eruas kiri - sum Eruas kanan

TABEL ENERGI IKATAN

Ikatan E (kJmol) Ikatan E (kJmol)H-H 436 O=O 498H-C 415 CequivN 891H-N 390 F-F 160C-C 345 Cl-Cl 243CequivC 837 H-Cl 432C-O 350 C=C 611C=O 741 I-I 150C-Cl 330 N=N 418O-H 450 C-F 485

Penyelesaian H ndash C ndash O-H +1 frac12 O=O rarr O=C=O +2H-O-H∆H reaksi = sumEpemutusan -sumEpembentukan

= (3Ec-H)+( 1EO-H) +(1EC-O)+ (1 frac12 EO=O) ndash (2EC=O) + (4EO-H)

= (3415)+(1460)+(1350)+1 frac12498) ndash(2741)+(4460)

= 2802-3322

= -520 kJmol

IX Energi Ikatan

Energi ikatan didefinisikan sebagai panas reaksi yang dihubungkan dengan pemecahan ikatan kimia dari molekul gas menjadi bagian-bagian gas Terkadang disebut juga entalpi ikatan nama yang sesungguhnya lebih tepat

Energi disosiasi ikatan (BE) dapat digunakan untuk menghitung panas reaksi yang dihubungkan dengan

ΔH0= - sum ni BEi + sum njBEj

dimana BE adalah energi ikatan per mol ikatan nj dan ni adalah jumlah mol ikatan yang pecah atau terbentuk dalam hal reaktan dan produk

Dalam hal yang sama data panas reaksi dapat juga digunakan untuk menghitung energi disosiasi ikatan dari setiap ikatan tertentu asal saja data lain dalam persamaan diketahui Satu hal yang harus diingat bahwa lingkungan sekeliling atom sangat mempengaruhi energy ikatan dari ikatan tertentu oleh karena itu harga yang diperoleh dari persamaan adalah harga rata-rata atau harga kira-kira

Walaupun energi ikatan adalah untuk molekul dalam fase gas tetapi harga kira-kira panas reaksi dapat dihitung dari fase terkondensasi dapat dikoreksi jika panas penguapan panas sublimasi dan lain-lain dapat diikutsertakan

Suatu reaksi yang DHndashnya ditentukan dengan menggunakan energi ikatan maka atom-atom yang terlibat dalam reaksi harus berwujud gas

Berdasarkan jenis dan letak atom terhadap atom-atom lain dalam molekulnya dikenal 3 jenis energi ikatan yaitu

a Energi Atomisasi

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan semua ikatan 1 mol molekul menjadi atom-atom bebas dalam keadaan gas

Energi atomisasi = jumlah seluruh ikatan atom-atom dalam 1 mol senyawa

b Energi Disosiasi Ikatan

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan salah 1 ikatan yang terdapat pada suatu molekul atau senyawa dalam keadaan gas

c Energi Ikatan Rata-Rata

Adalah energi rerata yang diperlukan untuk memutuskan ikatan atom-atom pada suatu senyawa ( notasinya = D ) Energi ikatan suatu molekul yang berwujud gas dapat ditentukan dari data entalpi pembentukan standar (DHf ) dan energi ikat unsur-unsurnya Prosesnya melalui 2 tahap yaitu

o Penguraian senyawa menjadi unsur-unsurnya

o Pengubahan unsur menjadi atom gas

Reaksi kimia pada dasarnya terdiri dari 2 proses

o Pemutusan ikatan pada pereaksi

o Pembentukan ikatan pada produk reaksi

Pada proses pemutusan ikatan = memerlukan energi

Pada proses pembentukan ikatan = membebaskan energi

1 Jenis-Jenis Kalor

Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan Energi kinetik ditimbulkan karena atomndashatom dan molekul-molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Sedangkan kalor adalah bentuk energi yang berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah Jika suatu benda menerima melepaskan kalor maka suhu benda itu akan naikturun atau wujud benda berubah

2 Kalor Pembentukan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembentukan 1 mol senyawa dariunsur-unsurnya pada suhu dan tekanan standar ( 25 oC 1 atm ) Entalpinya bisadilepaskan maupun diserap Satuannya adalah kJ mol Bentuk standar dari suatu unsur adalah bentuk yang paling stabil dari unsur itu pada keadaan standar ( 298 K 1 atm ) Jika perubahan entalpi pembentukan tidak diukur pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHf

Catatan

o DHf unsur bebas = nol

o Dalam entalpi pembentukan jumlah zat yang dihasilkan adalah 1 mol

o Dibentuk dari unsur-unsurnya dalam bentuk standar

3 Kalor Penguraian Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHd Satuannya = kJ mol Perubahan entalpi penguraian standar merupakan kebalikan dari perubahan entalpi pembentukan standar maka nilainya pun akan berlawanan tanda

Menurut Marquis de Laplace ldquo jumlah kalor yang dilepaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsur penyusunnya = jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsur penyusunnya ldquo Pernyataan ini disebut Hukum Laplace

4 Kalor Pembakaran Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembakaran 1 mol suatu zat secara sempurna pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHc Satuannya = kJ mol

5 Kalor Netralisasi Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHn Satuannya = kJ mol

6 Kalor Penguapan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran

tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHvap Satuannya = kJ mol

7 Kalor Peleburan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pencairan peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHfus Satuannya = kJ mol

8 Kalor Sublimasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsub Satuannya = kJ mol

9 Pelarutan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi ketika 1 mol zat melarut dalam suatu pelarut ( umumnya air ) pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsol Satuannya = kJ mol

BAB III

PENUTUP

I Kesimpulan

Singkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup termodinamika I kalor reaksi kerja entalpi kalorimeter hukum Hess penentuan DH reaksi energi ikatan dan jenis-jenis kalor merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Berdasarkan pembahasan yang tinjauan pustaka yang kami susun dalam makalah ini maka kami dapat menyimpulkan sebagai berikut

1 Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan

2 Berdasarkan perubahan entalpinya reaksi kimia dibedakan menjadi dua yaitu

a Reaksi Eksoterm dan

b Reaksi Endoterm

3 Sistem merupakan Pusat fokus perhatian yang diamati dalam suatu percobaanLingkungan merupakan hal-hal diluar sistem yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan Sistem dibedakan menjadi 3 macam

2 Sistem Terbuka

3 Sistem Tertutup

3 Sistem terisolasi

4 Dalam persamaan termokimia nilai DH yang dituliskan di persamaan termokimia disesuaikan dengan stoikiometri reaksinya artinya = jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi kimia = koefisien reaksinya ( fase reaktan maupun produk reaksinya harus dituliskan)

5 Ada beberapa jenis dalam menentukan Harga Perubahan Entalpi ∆H yaitu

a Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

b Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

c Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris

BAB IPENDAHULUAN

A Latar Belakang Masalah

Termokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energi panas dan energi kimia Sedangkan energi kimia didefinisikan sebagai energi yang dikandung setiap unsur atau senyawa Energi kimia yang terkandung dalam suatu zat adalah semacam energi potensial zat tersebut Energi potensial kimia yang terkandung dalam suatu zat disebut panas dalam atau entalpi dan dinyatakan dengan simbol H Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi Perubahan entalpi reaksi diberi simbol HΔ

Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika disebut termokimia Secara operasional termokimia berkaitan dengan pengukuran dan pernafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia perubahan keadaan dan pembentukan larutan

Termokimia merupakan pengetahuan dasar yang perlu diberikan atau yang dapat diperoleh dari reaksi-reaksi kimia tetapi juga perlu sebagai pengetahuan dasar untuk pengkajian teori ikatan kimia dan struktur kimia Fokus bahasan dalam termokimia adalah tentang jumlah kalor yang dapat dihasilkan oleh sejumlah tertentu pereaksi serta cara pengukuran kalor reaksi

Termokimia merupakan penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi kimia

Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan

Dengan kajian-kajian yang dilakukan mengenai pengaplikasian termokimia dalam kehidupan sehari-hari Dan untuk menguraikan permasalahan tersebut lebih detail lagi penulis mencoba membuat makalah yang isinya membahas tentang ldquoAplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-harirdquo

B Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dibiatkannya makalah ini adalah sebagai berikut

1) Dapat menjelaskan manfaat termokimia2) Mengetahui proses termokimia dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari3) Memahami materi-materi yang terkait dengan termokimia4) Memahami tentang termokimia lebih mendalam

C Manfaat Penulisan

Penulisan makalah ini memiliki manfaat sebagai berikut

1) Manfaat UmumMakalah hasil pengkajian penulis ini dapat menunjang materi pembelajaran

dan dapat dijadikan bahan baku referensi pembelajaran2) Manfaat Khusus

Penulis dapat menambah wawasan dan pengetahuan penulis serta dapat melatih penulis untuk memiliki rasa ingin tahu yang tinggi dan lebih telaten dalam mencari dan mengumpulkan sumber dan informasi selama melakukan pengkajian

3) Manfaat untuk penulis yang akan datingMakalah hasil pengkajian sebelumnya dapat dijadikan bahan referensi

sumber untuk pembuatan makalah selanjutnya dan dapat memberi gambaran dalam pengkajian yang akan dilakukannya

BAB IIISI

A Manfaat Termokimia

Manfaat positif dari termokimia yaitu

a) Dapat mempelajari suatu bentuk energi yang dibutuhkan oleh manusia untuk bergerak dalam bentuk energi kinetik dan tambahan-tambahan dalam melakukan proses fotosintesis yang membutuhkan eergi dari sinar matahari

b) Dapat mempelajari suatu sistem atau bagian alam semasta yang menjadi objek penelitian serta lingkungan atau bagian alam semesta yang berinteraksi dengan satu sistem

B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari1 Gas Elpiji

Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara

C4H10 + Udara ndashgt CO2 + H20 + N2Untuk mempermudah udara sepenuhnya bergantung dari oksigenC4H10 + (132)O2 ndashgt 4CO2 + 5H2O

Untuk reaksi sempurna dengan udaraC4H10 + (O2 + 376 N2) ndashgt CO2 + H20 + 376N2PenyetaraanC4H10 + 132(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)376N2

Reaksi juga bisa melibatkan bentuk tidak sempurna misal memerlukan 200 udaraC4H10 + 13(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)O2 + (132)376N2

Pembakaran ini pun bisa melibatkan beberapa fraksi karena elpiji biasanya tidak murni hanya bahan bakar butana

2 ThermometerTermometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur suhuCara kerja thermometerKetika temperature naik cairan dibola tabung mengembang lebih banyak daripada gelas yang menutupinya Hasilnya benang cairan yang tipis dipaksa ke atas secara kapiler Sebaliknya ketika temperature turun cairan mengerut dan cairan yang tipis ditabung bergerak kembali turun Gerakan ujung cairan tipis yang dinamakan meniscus dibaca terhadap skala yang menunjukkan temperatureZat untuk thermometer haruslah zat cair dengan sifat termometrik artinya mengalami perubahan fisis pada saat dipanaskan atau didinginkan misalnya raksa dan alkohol Zat cai tersebut memiliki dua titik tetap (fixed points) yaitu titik tertinggi dan titik terendah Misalnya titik didih air dan titik lebur es untuk suhu yang tidak terlalu tinggi Setelah itu pembagian dilakukan diantara kedua titik tetap menjadi bagian-bagian yang sama besar misalnya thermometer skala celcius dengan 100 bagian yang setiap bagiannya sebesar 1C

3 Pembakaran Batu BaraBatubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi

CaCO3(s) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + CO2(g)

Ca(OH)2(aq) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + H2O( 1048641)Namun biaya operasional desulfurisasi dan pembuangan deposit padatan kembali menjadi masalah baru Untuk meningkatkan nilai dari batubara dan menghilangkan pencemar SO2 dilakukan rekayasa batubara seperti gasifikasi dan reaksi karbon-uap Pada gasifikasi molekul-molekul besar dalam batubara dipecah melalui pemanasan pada suhu tinggi (600degC ndash 800degC) sehingga dihasilkan bahan bakar berupa gas Reaksinya adalah sebagai berikutBatubara(s) batubara cair (mudah menguap) CH4(g) + C(s)Arang yang terbentuk direaksikan dengan uap air menghasilkan campuran gas CO dan H2 yang disebut gas sintetik ReaksinyaC(s) + H2O() CO(g) + H2(g) ΔH = 175 kJ molndash1Untuk meningkatkan nilai gas sintetik gas CO diubah menjadi bahan bakar lain Misalnya gas CO direaksikan dengan uap air menjadi CO2 dan H2 ReaksinyaCO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH = ndash41 kJ molndash1Gas CO2 yang dihasilkan selanjutnya dipisahkan Campuran gas COdan H2 yang telah diperkaya akan bereaksi membentuk metana dan uapair Reaksinya

CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1

Setelah H2O diuapkan akan diperoleh CH4 yang disebut gas alam sintetik Dengan demikian batubara dapat diubah menjadi metana melalui proses pemisahan batubara cair

C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Berdasarkan perpindahan energinya atau perubahan entalpinya ada dua jenis reaksi

1) Reaksi eksoterm yaitu reaksi yang membebaskan kalor kalor mengalir dari sistem ke lingkungan (terjadi penurunan entalpi) entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Pada reaksi eksoterm umumnya suhu sistem menjadi naik adanya kenaikan suhu inilah yang menyebabkan sistem melepas kalor ke lingkunganReaksi eksoterm DH = HP - HR lt 0 atau DH = (-)

2) Reaksi Endoterm yaitu reaksi yang memerlukan kalor kalor mengalir dari lingkungan ke sistem (terjadi kenaikan entalpi) entalpi produk lebih besar daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda positif Pada reaksi endoterm umumnya suhu sistem terjadi penurunan adanya penurunan suhu inilah yang menyebabkan sistem menyerap kalor dari lingkungan

Reaksi endoterm DH = HP - HR gt 0 atau DH = (+)

D Hukum Dalam Termokimia

Dalam mempelajari reaksi kimia dan energi kita perlu memahami hukum-hukum yang mendasari tentang perubahan dan energi

a Hukum kekekalan energyDalam perubahan kimia atau fisika energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentu lainnya Hukum ini merupakan hukum termodinamika pertama dan menjadi dasar pengembangan hukum tentang energi selanjutnya seperti konversi energi

b Hukum LaplaceHukum ini diajukan oleh Marquis de Laplace dan dia menyatakan bahwa jumlah kalor yang dilepaskan dalam pembentukan sebuah senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menguraikan senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnyaPanjabaran dari hukum ini untuk entalphi reaksi H dan kalor reaksiΔC + O2 rarr CO2 H = -94 KkalΔCO2 rarr C + O2 H = +94 KkalΔSedangkan untuk kalor reaksiC + O2 rarr CO2 -94 KkalCO2 rarr C + O2 +94 KkalUntuk reaksi pertama unsur C bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan karbondioksida dan kalor sebesar 94 Kkal Sedangkan reaksi kedua karbondioksida terurai menjadi unsur C dan gas oksigen dengan membutuhkan kalor sebesar 94 KkalDari sisi tanda tampak jelas perbedaan antara entalphi reaksi dengan kalor reaksi jika entalphi bernilai positif maka kalor reaksi bernilai negatif demikian pula sebaliknya jika entalphi negatif maka kalor reaksi positif

c Hukum HessHukum ini diajukan oleh Germain Hess dia menyatakan bahwa entalphi reaksi ( H)Δ hanya tergantung pada keadaan awal reaksi dan hasil reaksi dan tidak bergantung pada jalannya reaksi

Jika suatu reaksi merupakan penjumlahan aljabar dari dua atau lebih reaksi maka perubahan entalphi ( H) atau kalor reaksinya juga merupakan penjumlahanΔ aljabar dari ( H) yang menyertai reaksi Untuk lebih mudah memahaminya kitaΔ perhatikan Bagan 1017

Berdasarkan persamaan reaksi gas karbon dioksida dapat terbentuk melalui dua tahap yang pertama pembentukan karbonmonoksida dari unsur-unsurnya dan dilanjutkan dengan oksidasi dari karbonmonoksida menjadi karbondioksida

Penjumlahan aljabar HΔ reaksi dari setiap tahap reaksi juga dilakukan sesuai dengan tahap reaksi maka HΔ reaksi dari pembentukan gas Karbon dioksida juga dapat dilakukanBerdasarkan berbagai jenis reaksi maka kita juga dapat mengembangkan jenis kalor reaksi atau H yang disesuaikan dengan jenis reaksinya ada empat jenis kalor reaksiΔ yaitu kalor reaksi pembentukan penguraian pembakaran dan pelarutan Keempat klasifikasi tersebut disederhanakan dalam bagan pada Bagan 1018

E Energi IkatanPada dasarnya reaksi kimia terdiri dari dua proses yaitu pemutusan ikatan

antar atom-atom dari senyawa yang bereaksi (proses yang memerlukan energi) dan penggabungan ikatan kembali dari atom-atom yang terlibat reaksi sehingga membentuk susunan baru (proses yang membebaskan energi)

Perubahan entalpi reaksi dapat dihitung dengan menggunakan data energi ikatan Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan oleh satu molekul gas menjadi atom-atom dalam keadaan gas Harga energi ikatan selalu positif dengan satuan kJ atau kkal serta diukur pada kondisi zat-zat berwujud gas

Entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga energi ikatan rata-rata sering berbeda dari entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga entalpi pembentukan standar Perbedaan ini terjadi karena energi ikatan yang terdapat dalam suatu tabel adalah energi ikatan rata-rata Energi ikatan C ndash H dalam contoh di atas bukan ikatan C ndash H dalam CH4 melainkan energi ikatan rata-rata C ndash H CH4(g) CH3(g) + H(g) H = +424 kJmolCH3(g) CH2(g) + H(g) H = +480 kJmolCH2(g) CH(g) + H(g) H = +425 kJmolCH(g) C(g) + H(g) H = +335 kJmolJadi energi ikatan rata-rata dari ikatan C ndash H adalah 416 kJmol Sedangkan energiikatan C ndash H yang dipakai di atas adalah +413 kJmol

Bahan Bakar dan Perubahan Entalpi Reaksi pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen Biasanya reaksi semacam ini digunakan untuk menghasilkan energi Bahan bakar adalah merupakan suatu senyawa yang bila dilakukan pembakaran terhadapnya dihasilkan kalor yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan

Jenis bahan bakar yang banyak kita kenal adalah bahan bakar fosil Bahan bakar fosil berasal dari pelapukan sisa organisme baik tumbuhan maupun hewan yang memerlukan waktu ribuan sampai jutaan tahun contohnya minyak bumi dan batu bara

Namun selain bahan bakar fosil dewasa ini telah dikembangkan pula bahan bakar jenis lain misalnya alkohol dan hidrogen Hidrogen cair dengan oksigen cair bersama-sama telah digunakan pada pesawat ulang-alik sebagai bahan bakar roket

pendorongnya Pembakaran hidrogen tidak memberi dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air

Matahari adalah umber energi terbesar di bumi tetapi penggunaan energi surya belum komersial Dewasa ini penggunaan energi surya yang komersial adalah untuk pemanas air rumah tangga (solar water heater) Nilai kalor dari bahan bakar umumnya dinyatakan dalam satuan kJgram yang menyatakan berapa kJ kalor yang dapat dihasilkan dari pembakaran 1 gram bahan bakar tersebut Contoh nilai kalor bahan bakar bensin adalah 48 kJg artinya setiap pembakaran sempurna 1 gram bensin akan dihasilkan kalor sebesar 48 kJ Pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan atau dalam industri umumnya tidak terbakar sempurna Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon (bahan bakar fosil) membentuk karbon dioksida dan uap air

Sedangkan pembakaran tidak sempurnanya menghasilkan karbon monoksida dan uap air Pembakaran tak sempurna mengurangi efisiensi bahan bakar kalor yang dihasilkan akan lebih sedikit dibandingkan apabila zat itu terbakar sempurna Kerugian lainnya adalah dihasilkannya gas karbon monoksida (CO) yang bersifat racun

BAB IIIPENUTUP

A KesimpulanSingkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar

yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup Reaksi endoterm Hukum dalam termokimia Energi ikatan dan arah proses merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Didalam termokimia ada istilah sistem dan lingkungan Sistem yang dimaksud adalah bagian dari alam yang dipelajari atau yang manjadi pokok perhatian dalam termokimia yang dipelajari yaitu perubahan energinya Sedangkan lingkungan yang dimaksud adalah segala sesuatu di luar sistem dengan apa sistem melakukan dan mengadakan pertukaran energi Energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha Energi hanya dapat diubah bentuknya dari bentuk yang satu dengan yang lainnya Misalnya pada pembangkit tenaga uap perubahan energi dimulai dari energi panas yang terbentuk di

boiler berubah menjadi energi mekanik pada turbin dan energi mekanik diubah menjadi energi listrik pada generator

TUGAS PENDAHULUAN (TERMOKIMIA)

1 Apa yang dimaksud dengan kalor kalorimeter dan kalorimetri 2 Sebutkan dan Jelaskan fungsi setiap alat dan bahan dalam percobaan termokimia 3 Gambarkan rangkaian alat kalorimeter smenarik mungkin dan berikan keterangan 4 Tuliskan hukum termodinamika dan jelaskan hubungannya antara rekasi eksoterm dan reaksi

endoterm 5 Perhitungkan secara teoritis (data setiap parameter yang anda cari direferensi) kalor reaksi

penetralan HCl dan NaOH 6

Nb Margin 4 3 3 3Sampul Pink Tulis TanganSiapkan MSDS dan Bagan Kerja (Print)

• Termokimia
• BAB I PENDAHULUAN
• • A Latar Belakang Masalah
  • Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan
  • B Tujuan Penulisan
  • C Manfaat Penulisan
  • • BAB II ISI
    • • A Manfaat Termokimia
      • • B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari
        • 1 Gas Elpiji
        • Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara
        • 3 Pembakaran Batu Bara
        • Batubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi
        • CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1
        • C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Energi ikatan didefinisikan sebagai panas reaksi yang dihubungkan dengan pemecahan ikatan kimia dari molekul gas menjadi bagian-bagian gas Terkadang disebut juga entalpi ikatan nama yang sesungguhnya lebih tepat

Energi disosiasi ikatan (BE) dapat digunakan untuk menghitung panas reaksi yang dihubungkan dengan

ΔH0= - sum ni BEi + sum njBEj

dimana BE adalah energi ikatan per mol ikatan nj dan ni adalah jumlah mol ikatan yang pecah atau terbentuk dalam hal reaktan dan produk

Dalam hal yang sama data panas reaksi dapat juga digunakan untuk menghitung energi disosiasi ikatan dari setiap ikatan tertentu asal saja data lain dalam persamaan diketahui Satu hal yang harus diingat bahwa lingkungan sekeliling atom sangat mempengaruhi energy ikatan dari ikatan tertentu oleh karena itu harga yang diperoleh dari persamaan adalah harga rata-rata atau harga kira-kira

Walaupun energi ikatan adalah untuk molekul dalam fase gas tetapi harga kira-kira panas reaksi dapat dihitung dari fase terkondensasi dapat dikoreksi jika panas penguapan panas sublimasi dan lain-lain dapat diikutsertakan

Suatu reaksi yang DHndashnya ditentukan dengan menggunakan energi ikatan maka atom-atom yang terlibat dalam reaksi harus berwujud gas

Berdasarkan jenis dan letak atom terhadap atom-atom lain dalam molekulnya dikenal 3 jenis energi ikatan yaitu

a Energi Atomisasi

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan semua ikatan 1 mol molekul menjadi atom-atom bebas dalam keadaan gas

Energi atomisasi = jumlah seluruh ikatan atom-atom dalam 1 mol senyawa

b Energi Disosiasi Ikatan

Adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan salah 1 ikatan yang terdapat pada suatu molekul atau senyawa dalam keadaan gas

c Energi Ikatan Rata-Rata

Adalah energi rerata yang diperlukan untuk memutuskan ikatan atom-atom pada suatu senyawa ( notasinya = D ) Energi ikatan suatu molekul yang berwujud gas dapat ditentukan dari data entalpi pembentukan standar (DHf ) dan energi ikat unsur-unsurnya Prosesnya melalui 2 tahap yaitu

o Penguraian senyawa menjadi unsur-unsurnya

o Pengubahan unsur menjadi atom gas

Reaksi kimia pada dasarnya terdiri dari 2 proses

o Pemutusan ikatan pada pereaksi

o Pembentukan ikatan pada produk reaksi

Pada proses pemutusan ikatan = memerlukan energi

Pada proses pembentukan ikatan = membebaskan energi

1 Jenis-Jenis Kalor

Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan Energi kinetik ditimbulkan karena atomndashatom dan molekul-molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Sedangkan kalor adalah bentuk energi yang berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah Jika suatu benda menerima melepaskan kalor maka suhu benda itu akan naikturun atau wujud benda berubah

2 Kalor Pembentukan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembentukan 1 mol senyawa dariunsur-unsurnya pada suhu dan tekanan standar ( 25 oC 1 atm ) Entalpinya bisadilepaskan maupun diserap Satuannya adalah kJ mol Bentuk standar dari suatu unsur adalah bentuk yang paling stabil dari unsur itu pada keadaan standar ( 298 K 1 atm ) Jika perubahan entalpi pembentukan tidak diukur pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHf

Catatan

o DHf unsur bebas = nol

o Dalam entalpi pembentukan jumlah zat yang dihasilkan adalah 1 mol

o Dibentuk dari unsur-unsurnya dalam bentuk standar

3 Kalor Penguraian Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHd Satuannya = kJ mol Perubahan entalpi penguraian standar merupakan kebalikan dari perubahan entalpi pembentukan standar maka nilainya pun akan berlawanan tanda

Menurut Marquis de Laplace ldquo jumlah kalor yang dilepaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsur penyusunnya = jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsur penyusunnya ldquo Pernyataan ini disebut Hukum Laplace

4 Kalor Pembakaran Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembakaran 1 mol suatu zat secara sempurna pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHc Satuannya = kJ mol

5 Kalor Netralisasi Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHn Satuannya = kJ mol

6 Kalor Penguapan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran

tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHvap Satuannya = kJ mol

7 Kalor Peleburan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pencairan peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHfus Satuannya = kJ mol

8 Kalor Sublimasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsub Satuannya = kJ mol

9 Pelarutan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi ketika 1 mol zat melarut dalam suatu pelarut ( umumnya air ) pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsol Satuannya = kJ mol

BAB III

PENUTUP

I Kesimpulan

Singkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup termodinamika I kalor reaksi kerja entalpi kalorimeter hukum Hess penentuan DH reaksi energi ikatan dan jenis-jenis kalor merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Berdasarkan pembahasan yang tinjauan pustaka yang kami susun dalam makalah ini maka kami dapat menyimpulkan sebagai berikut

1 Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan

2 Berdasarkan perubahan entalpinya reaksi kimia dibedakan menjadi dua yaitu

a Reaksi Eksoterm dan

b Reaksi Endoterm

3 Sistem merupakan Pusat fokus perhatian yang diamati dalam suatu percobaanLingkungan merupakan hal-hal diluar sistem yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan Sistem dibedakan menjadi 3 macam

2 Sistem Terbuka

3 Sistem Tertutup

3 Sistem terisolasi

4 Dalam persamaan termokimia nilai DH yang dituliskan di persamaan termokimia disesuaikan dengan stoikiometri reaksinya artinya = jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi kimia = koefisien reaksinya ( fase reaktan maupun produk reaksinya harus dituliskan)

5 Ada beberapa jenis dalam menentukan Harga Perubahan Entalpi ∆H yaitu

a Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

b Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

c Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris

BAB IPENDAHULUAN

A Latar Belakang Masalah

Termokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energi panas dan energi kimia Sedangkan energi kimia didefinisikan sebagai energi yang dikandung setiap unsur atau senyawa Energi kimia yang terkandung dalam suatu zat adalah semacam energi potensial zat tersebut Energi potensial kimia yang terkandung dalam suatu zat disebut panas dalam atau entalpi dan dinyatakan dengan simbol H Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi Perubahan entalpi reaksi diberi simbol HΔ

Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika disebut termokimia Secara operasional termokimia berkaitan dengan pengukuran dan pernafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia perubahan keadaan dan pembentukan larutan

Termokimia merupakan pengetahuan dasar yang perlu diberikan atau yang dapat diperoleh dari reaksi-reaksi kimia tetapi juga perlu sebagai pengetahuan dasar untuk pengkajian teori ikatan kimia dan struktur kimia Fokus bahasan dalam termokimia adalah tentang jumlah kalor yang dapat dihasilkan oleh sejumlah tertentu pereaksi serta cara pengukuran kalor reaksi

Termokimia merupakan penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi kimia

Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan

Dengan kajian-kajian yang dilakukan mengenai pengaplikasian termokimia dalam kehidupan sehari-hari Dan untuk menguraikan permasalahan tersebut lebih detail lagi penulis mencoba membuat makalah yang isinya membahas tentang ldquoAplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-harirdquo

B Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dibiatkannya makalah ini adalah sebagai berikut

1) Dapat menjelaskan manfaat termokimia2) Mengetahui proses termokimia dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari3) Memahami materi-materi yang terkait dengan termokimia4) Memahami tentang termokimia lebih mendalam

C Manfaat Penulisan

Penulisan makalah ini memiliki manfaat sebagai berikut

1) Manfaat UmumMakalah hasil pengkajian penulis ini dapat menunjang materi pembelajaran

dan dapat dijadikan bahan baku referensi pembelajaran2) Manfaat Khusus

Penulis dapat menambah wawasan dan pengetahuan penulis serta dapat melatih penulis untuk memiliki rasa ingin tahu yang tinggi dan lebih telaten dalam mencari dan mengumpulkan sumber dan informasi selama melakukan pengkajian

3) Manfaat untuk penulis yang akan datingMakalah hasil pengkajian sebelumnya dapat dijadikan bahan referensi

sumber untuk pembuatan makalah selanjutnya dan dapat memberi gambaran dalam pengkajian yang akan dilakukannya

BAB IIISI

A Manfaat Termokimia

Manfaat positif dari termokimia yaitu

a) Dapat mempelajari suatu bentuk energi yang dibutuhkan oleh manusia untuk bergerak dalam bentuk energi kinetik dan tambahan-tambahan dalam melakukan proses fotosintesis yang membutuhkan eergi dari sinar matahari

b) Dapat mempelajari suatu sistem atau bagian alam semasta yang menjadi objek penelitian serta lingkungan atau bagian alam semesta yang berinteraksi dengan satu sistem

B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari1 Gas Elpiji

Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara

C4H10 + Udara ndashgt CO2 + H20 + N2Untuk mempermudah udara sepenuhnya bergantung dari oksigenC4H10 + (132)O2 ndashgt 4CO2 + 5H2O

Untuk reaksi sempurna dengan udaraC4H10 + (O2 + 376 N2) ndashgt CO2 + H20 + 376N2PenyetaraanC4H10 + 132(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)376N2

Reaksi juga bisa melibatkan bentuk tidak sempurna misal memerlukan 200 udaraC4H10 + 13(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)O2 + (132)376N2

Pembakaran ini pun bisa melibatkan beberapa fraksi karena elpiji biasanya tidak murni hanya bahan bakar butana

2 ThermometerTermometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur suhuCara kerja thermometerKetika temperature naik cairan dibola tabung mengembang lebih banyak daripada gelas yang menutupinya Hasilnya benang cairan yang tipis dipaksa ke atas secara kapiler Sebaliknya ketika temperature turun cairan mengerut dan cairan yang tipis ditabung bergerak kembali turun Gerakan ujung cairan tipis yang dinamakan meniscus dibaca terhadap skala yang menunjukkan temperatureZat untuk thermometer haruslah zat cair dengan sifat termometrik artinya mengalami perubahan fisis pada saat dipanaskan atau didinginkan misalnya raksa dan alkohol Zat cai tersebut memiliki dua titik tetap (fixed points) yaitu titik tertinggi dan titik terendah Misalnya titik didih air dan titik lebur es untuk suhu yang tidak terlalu tinggi Setelah itu pembagian dilakukan diantara kedua titik tetap menjadi bagian-bagian yang sama besar misalnya thermometer skala celcius dengan 100 bagian yang setiap bagiannya sebesar 1C

3 Pembakaran Batu BaraBatubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi

CaCO3(s) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + CO2(g)

Ca(OH)2(aq) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + H2O( 1048641)Namun biaya operasional desulfurisasi dan pembuangan deposit padatan kembali menjadi masalah baru Untuk meningkatkan nilai dari batubara dan menghilangkan pencemar SO2 dilakukan rekayasa batubara seperti gasifikasi dan reaksi karbon-uap Pada gasifikasi molekul-molekul besar dalam batubara dipecah melalui pemanasan pada suhu tinggi (600degC ndash 800degC) sehingga dihasilkan bahan bakar berupa gas Reaksinya adalah sebagai berikutBatubara(s) batubara cair (mudah menguap) CH4(g) + C(s)Arang yang terbentuk direaksikan dengan uap air menghasilkan campuran gas CO dan H2 yang disebut gas sintetik ReaksinyaC(s) + H2O() CO(g) + H2(g) ΔH = 175 kJ molndash1Untuk meningkatkan nilai gas sintetik gas CO diubah menjadi bahan bakar lain Misalnya gas CO direaksikan dengan uap air menjadi CO2 dan H2 ReaksinyaCO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH = ndash41 kJ molndash1Gas CO2 yang dihasilkan selanjutnya dipisahkan Campuran gas COdan H2 yang telah diperkaya akan bereaksi membentuk metana dan uapair Reaksinya

CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1

Setelah H2O diuapkan akan diperoleh CH4 yang disebut gas alam sintetik Dengan demikian batubara dapat diubah menjadi metana melalui proses pemisahan batubara cair

C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Berdasarkan perpindahan energinya atau perubahan entalpinya ada dua jenis reaksi

1) Reaksi eksoterm yaitu reaksi yang membebaskan kalor kalor mengalir dari sistem ke lingkungan (terjadi penurunan entalpi) entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Pada reaksi eksoterm umumnya suhu sistem menjadi naik adanya kenaikan suhu inilah yang menyebabkan sistem melepas kalor ke lingkunganReaksi eksoterm DH = HP - HR lt 0 atau DH = (-)

2) Reaksi Endoterm yaitu reaksi yang memerlukan kalor kalor mengalir dari lingkungan ke sistem (terjadi kenaikan entalpi) entalpi produk lebih besar daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda positif Pada reaksi endoterm umumnya suhu sistem terjadi penurunan adanya penurunan suhu inilah yang menyebabkan sistem menyerap kalor dari lingkungan

Reaksi endoterm DH = HP - HR gt 0 atau DH = (+)

D Hukum Dalam Termokimia

Dalam mempelajari reaksi kimia dan energi kita perlu memahami hukum-hukum yang mendasari tentang perubahan dan energi

a Hukum kekekalan energyDalam perubahan kimia atau fisika energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentu lainnya Hukum ini merupakan hukum termodinamika pertama dan menjadi dasar pengembangan hukum tentang energi selanjutnya seperti konversi energi

b Hukum LaplaceHukum ini diajukan oleh Marquis de Laplace dan dia menyatakan bahwa jumlah kalor yang dilepaskan dalam pembentukan sebuah senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menguraikan senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnyaPanjabaran dari hukum ini untuk entalphi reaksi H dan kalor reaksiΔC + O2 rarr CO2 H = -94 KkalΔCO2 rarr C + O2 H = +94 KkalΔSedangkan untuk kalor reaksiC + O2 rarr CO2 -94 KkalCO2 rarr C + O2 +94 KkalUntuk reaksi pertama unsur C bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan karbondioksida dan kalor sebesar 94 Kkal Sedangkan reaksi kedua karbondioksida terurai menjadi unsur C dan gas oksigen dengan membutuhkan kalor sebesar 94 KkalDari sisi tanda tampak jelas perbedaan antara entalphi reaksi dengan kalor reaksi jika entalphi bernilai positif maka kalor reaksi bernilai negatif demikian pula sebaliknya jika entalphi negatif maka kalor reaksi positif

c Hukum HessHukum ini diajukan oleh Germain Hess dia menyatakan bahwa entalphi reaksi ( H)Δ hanya tergantung pada keadaan awal reaksi dan hasil reaksi dan tidak bergantung pada jalannya reaksi

Jika suatu reaksi merupakan penjumlahan aljabar dari dua atau lebih reaksi maka perubahan entalphi ( H) atau kalor reaksinya juga merupakan penjumlahanΔ aljabar dari ( H) yang menyertai reaksi Untuk lebih mudah memahaminya kitaΔ perhatikan Bagan 1017

Berdasarkan persamaan reaksi gas karbon dioksida dapat terbentuk melalui dua tahap yang pertama pembentukan karbonmonoksida dari unsur-unsurnya dan dilanjutkan dengan oksidasi dari karbonmonoksida menjadi karbondioksida

Penjumlahan aljabar HΔ reaksi dari setiap tahap reaksi juga dilakukan sesuai dengan tahap reaksi maka HΔ reaksi dari pembentukan gas Karbon dioksida juga dapat dilakukanBerdasarkan berbagai jenis reaksi maka kita juga dapat mengembangkan jenis kalor reaksi atau H yang disesuaikan dengan jenis reaksinya ada empat jenis kalor reaksiΔ yaitu kalor reaksi pembentukan penguraian pembakaran dan pelarutan Keempat klasifikasi tersebut disederhanakan dalam bagan pada Bagan 1018

E Energi IkatanPada dasarnya reaksi kimia terdiri dari dua proses yaitu pemutusan ikatan

antar atom-atom dari senyawa yang bereaksi (proses yang memerlukan energi) dan penggabungan ikatan kembali dari atom-atom yang terlibat reaksi sehingga membentuk susunan baru (proses yang membebaskan energi)

Perubahan entalpi reaksi dapat dihitung dengan menggunakan data energi ikatan Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan oleh satu molekul gas menjadi atom-atom dalam keadaan gas Harga energi ikatan selalu positif dengan satuan kJ atau kkal serta diukur pada kondisi zat-zat berwujud gas

Entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga energi ikatan rata-rata sering berbeda dari entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga entalpi pembentukan standar Perbedaan ini terjadi karena energi ikatan yang terdapat dalam suatu tabel adalah energi ikatan rata-rata Energi ikatan C ndash H dalam contoh di atas bukan ikatan C ndash H dalam CH4 melainkan energi ikatan rata-rata C ndash H CH4(g) CH3(g) + H(g) H = +424 kJmolCH3(g) CH2(g) + H(g) H = +480 kJmolCH2(g) CH(g) + H(g) H = +425 kJmolCH(g) C(g) + H(g) H = +335 kJmolJadi energi ikatan rata-rata dari ikatan C ndash H adalah 416 kJmol Sedangkan energiikatan C ndash H yang dipakai di atas adalah +413 kJmol

Bahan Bakar dan Perubahan Entalpi Reaksi pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen Biasanya reaksi semacam ini digunakan untuk menghasilkan energi Bahan bakar adalah merupakan suatu senyawa yang bila dilakukan pembakaran terhadapnya dihasilkan kalor yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan

Jenis bahan bakar yang banyak kita kenal adalah bahan bakar fosil Bahan bakar fosil berasal dari pelapukan sisa organisme baik tumbuhan maupun hewan yang memerlukan waktu ribuan sampai jutaan tahun contohnya minyak bumi dan batu bara

Namun selain bahan bakar fosil dewasa ini telah dikembangkan pula bahan bakar jenis lain misalnya alkohol dan hidrogen Hidrogen cair dengan oksigen cair bersama-sama telah digunakan pada pesawat ulang-alik sebagai bahan bakar roket

pendorongnya Pembakaran hidrogen tidak memberi dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air

Matahari adalah umber energi terbesar di bumi tetapi penggunaan energi surya belum komersial Dewasa ini penggunaan energi surya yang komersial adalah untuk pemanas air rumah tangga (solar water heater) Nilai kalor dari bahan bakar umumnya dinyatakan dalam satuan kJgram yang menyatakan berapa kJ kalor yang dapat dihasilkan dari pembakaran 1 gram bahan bakar tersebut Contoh nilai kalor bahan bakar bensin adalah 48 kJg artinya setiap pembakaran sempurna 1 gram bensin akan dihasilkan kalor sebesar 48 kJ Pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan atau dalam industri umumnya tidak terbakar sempurna Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon (bahan bakar fosil) membentuk karbon dioksida dan uap air

Sedangkan pembakaran tidak sempurnanya menghasilkan karbon monoksida dan uap air Pembakaran tak sempurna mengurangi efisiensi bahan bakar kalor yang dihasilkan akan lebih sedikit dibandingkan apabila zat itu terbakar sempurna Kerugian lainnya adalah dihasilkannya gas karbon monoksida (CO) yang bersifat racun

BAB IIIPENUTUP

A KesimpulanSingkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar

yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup Reaksi endoterm Hukum dalam termokimia Energi ikatan dan arah proses merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Didalam termokimia ada istilah sistem dan lingkungan Sistem yang dimaksud adalah bagian dari alam yang dipelajari atau yang manjadi pokok perhatian dalam termokimia yang dipelajari yaitu perubahan energinya Sedangkan lingkungan yang dimaksud adalah segala sesuatu di luar sistem dengan apa sistem melakukan dan mengadakan pertukaran energi Energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha Energi hanya dapat diubah bentuknya dari bentuk yang satu dengan yang lainnya Misalnya pada pembangkit tenaga uap perubahan energi dimulai dari energi panas yang terbentuk di

boiler berubah menjadi energi mekanik pada turbin dan energi mekanik diubah menjadi energi listrik pada generator

TUGAS PENDAHULUAN (TERMOKIMIA)

1 Apa yang dimaksud dengan kalor kalorimeter dan kalorimetri 2 Sebutkan dan Jelaskan fungsi setiap alat dan bahan dalam percobaan termokimia 3 Gambarkan rangkaian alat kalorimeter smenarik mungkin dan berikan keterangan 4 Tuliskan hukum termodinamika dan jelaskan hubungannya antara rekasi eksoterm dan reaksi

endoterm 5 Perhitungkan secara teoritis (data setiap parameter yang anda cari direferensi) kalor reaksi

penetralan HCl dan NaOH 6

Nb Margin 4 3 3 3Sampul Pink Tulis TanganSiapkan MSDS dan Bagan Kerja (Print)

• Termokimia
• BAB I PENDAHULUAN
• • A Latar Belakang Masalah
  • Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan
  • B Tujuan Penulisan
  • C Manfaat Penulisan
  • • BAB II ISI
    • • A Manfaat Termokimia
      • • B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari
        • 1 Gas Elpiji
        • Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara
        • 3 Pembakaran Batu Bara
        • Batubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi
        • CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1
        • C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Adalah energi rerata yang diperlukan untuk memutuskan ikatan atom-atom pada suatu senyawa ( notasinya = D ) Energi ikatan suatu molekul yang berwujud gas dapat ditentukan dari data entalpi pembentukan standar (DHf ) dan energi ikat unsur-unsurnya Prosesnya melalui 2 tahap yaitu

o Penguraian senyawa menjadi unsur-unsurnya

o Pengubahan unsur menjadi atom gas

Reaksi kimia pada dasarnya terdiri dari 2 proses

o Pemutusan ikatan pada pereaksi

o Pembentukan ikatan pada produk reaksi

Pada proses pemutusan ikatan = memerlukan energi

Pada proses pembentukan ikatan = membebaskan energi

1 Jenis-Jenis Kalor

Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan Energi kinetik ditimbulkan karena atomndashatom dan molekul-molekul dalam zat bergerak secara acak Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) Sedangkan kalor adalah bentuk energi yang berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah Jika suatu benda menerima melepaskan kalor maka suhu benda itu akan naikturun atau wujud benda berubah

2 Kalor Pembentukan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembentukan 1 mol senyawa dariunsur-unsurnya pada suhu dan tekanan standar ( 25 oC 1 atm ) Entalpinya bisadilepaskan maupun diserap Satuannya adalah kJ mol Bentuk standar dari suatu unsur adalah bentuk yang paling stabil dari unsur itu pada keadaan standar ( 298 K 1 atm ) Jika perubahan entalpi pembentukan tidak diukur pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHf

Catatan

o DHf unsur bebas = nol

o Dalam entalpi pembentukan jumlah zat yang dihasilkan adalah 1 mol

o Dibentuk dari unsur-unsurnya dalam bentuk standar

3 Kalor Penguraian Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHd Satuannya = kJ mol Perubahan entalpi penguraian standar merupakan kebalikan dari perubahan entalpi pembentukan standar maka nilainya pun akan berlawanan tanda

Menurut Marquis de Laplace ldquo jumlah kalor yang dilepaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsur penyusunnya = jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsur penyusunnya ldquo Pernyataan ini disebut Hukum Laplace

4 Kalor Pembakaran Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembakaran 1 mol suatu zat secara sempurna pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHc Satuannya = kJ mol

5 Kalor Netralisasi Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHn Satuannya = kJ mol

6 Kalor Penguapan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran

tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHvap Satuannya = kJ mol

7 Kalor Peleburan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pencairan peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHfus Satuannya = kJ mol

8 Kalor Sublimasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsub Satuannya = kJ mol

9 Pelarutan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi ketika 1 mol zat melarut dalam suatu pelarut ( umumnya air ) pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsol Satuannya = kJ mol

BAB III

PENUTUP

I Kesimpulan

Singkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup termodinamika I kalor reaksi kerja entalpi kalorimeter hukum Hess penentuan DH reaksi energi ikatan dan jenis-jenis kalor merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Berdasarkan pembahasan yang tinjauan pustaka yang kami susun dalam makalah ini maka kami dapat menyimpulkan sebagai berikut

1 Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan

2 Berdasarkan perubahan entalpinya reaksi kimia dibedakan menjadi dua yaitu

a Reaksi Eksoterm dan

b Reaksi Endoterm

3 Sistem merupakan Pusat fokus perhatian yang diamati dalam suatu percobaanLingkungan merupakan hal-hal diluar sistem yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan Sistem dibedakan menjadi 3 macam

2 Sistem Terbuka

3 Sistem Tertutup

3 Sistem terisolasi

4 Dalam persamaan termokimia nilai DH yang dituliskan di persamaan termokimia disesuaikan dengan stoikiometri reaksinya artinya = jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi kimia = koefisien reaksinya ( fase reaktan maupun produk reaksinya harus dituliskan)

5 Ada beberapa jenis dalam menentukan Harga Perubahan Entalpi ∆H yaitu

a Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

b Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

c Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris

BAB IPENDAHULUAN

A Latar Belakang Masalah

Termokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energi panas dan energi kimia Sedangkan energi kimia didefinisikan sebagai energi yang dikandung setiap unsur atau senyawa Energi kimia yang terkandung dalam suatu zat adalah semacam energi potensial zat tersebut Energi potensial kimia yang terkandung dalam suatu zat disebut panas dalam atau entalpi dan dinyatakan dengan simbol H Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi Perubahan entalpi reaksi diberi simbol HΔ

Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika disebut termokimia Secara operasional termokimia berkaitan dengan pengukuran dan pernafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia perubahan keadaan dan pembentukan larutan

Termokimia merupakan pengetahuan dasar yang perlu diberikan atau yang dapat diperoleh dari reaksi-reaksi kimia tetapi juga perlu sebagai pengetahuan dasar untuk pengkajian teori ikatan kimia dan struktur kimia Fokus bahasan dalam termokimia adalah tentang jumlah kalor yang dapat dihasilkan oleh sejumlah tertentu pereaksi serta cara pengukuran kalor reaksi

Termokimia merupakan penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi kimia

Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan

Dengan kajian-kajian yang dilakukan mengenai pengaplikasian termokimia dalam kehidupan sehari-hari Dan untuk menguraikan permasalahan tersebut lebih detail lagi penulis mencoba membuat makalah yang isinya membahas tentang ldquoAplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-harirdquo

B Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dibiatkannya makalah ini adalah sebagai berikut

1) Dapat menjelaskan manfaat termokimia2) Mengetahui proses termokimia dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari3) Memahami materi-materi yang terkait dengan termokimia4) Memahami tentang termokimia lebih mendalam

C Manfaat Penulisan

Penulisan makalah ini memiliki manfaat sebagai berikut

1) Manfaat UmumMakalah hasil pengkajian penulis ini dapat menunjang materi pembelajaran

dan dapat dijadikan bahan baku referensi pembelajaran2) Manfaat Khusus

Penulis dapat menambah wawasan dan pengetahuan penulis serta dapat melatih penulis untuk memiliki rasa ingin tahu yang tinggi dan lebih telaten dalam mencari dan mengumpulkan sumber dan informasi selama melakukan pengkajian

3) Manfaat untuk penulis yang akan datingMakalah hasil pengkajian sebelumnya dapat dijadikan bahan referensi

sumber untuk pembuatan makalah selanjutnya dan dapat memberi gambaran dalam pengkajian yang akan dilakukannya

BAB IIISI

A Manfaat Termokimia

Manfaat positif dari termokimia yaitu

a) Dapat mempelajari suatu bentuk energi yang dibutuhkan oleh manusia untuk bergerak dalam bentuk energi kinetik dan tambahan-tambahan dalam melakukan proses fotosintesis yang membutuhkan eergi dari sinar matahari

b) Dapat mempelajari suatu sistem atau bagian alam semasta yang menjadi objek penelitian serta lingkungan atau bagian alam semesta yang berinteraksi dengan satu sistem

B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari1 Gas Elpiji

Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara

C4H10 + Udara ndashgt CO2 + H20 + N2Untuk mempermudah udara sepenuhnya bergantung dari oksigenC4H10 + (132)O2 ndashgt 4CO2 + 5H2O

Untuk reaksi sempurna dengan udaraC4H10 + (O2 + 376 N2) ndashgt CO2 + H20 + 376N2PenyetaraanC4H10 + 132(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)376N2

Reaksi juga bisa melibatkan bentuk tidak sempurna misal memerlukan 200 udaraC4H10 + 13(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)O2 + (132)376N2

Pembakaran ini pun bisa melibatkan beberapa fraksi karena elpiji biasanya tidak murni hanya bahan bakar butana

2 ThermometerTermometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur suhuCara kerja thermometerKetika temperature naik cairan dibola tabung mengembang lebih banyak daripada gelas yang menutupinya Hasilnya benang cairan yang tipis dipaksa ke atas secara kapiler Sebaliknya ketika temperature turun cairan mengerut dan cairan yang tipis ditabung bergerak kembali turun Gerakan ujung cairan tipis yang dinamakan meniscus dibaca terhadap skala yang menunjukkan temperatureZat untuk thermometer haruslah zat cair dengan sifat termometrik artinya mengalami perubahan fisis pada saat dipanaskan atau didinginkan misalnya raksa dan alkohol Zat cai tersebut memiliki dua titik tetap (fixed points) yaitu titik tertinggi dan titik terendah Misalnya titik didih air dan titik lebur es untuk suhu yang tidak terlalu tinggi Setelah itu pembagian dilakukan diantara kedua titik tetap menjadi bagian-bagian yang sama besar misalnya thermometer skala celcius dengan 100 bagian yang setiap bagiannya sebesar 1C

3 Pembakaran Batu BaraBatubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi

CaCO3(s) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + CO2(g)

Ca(OH)2(aq) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + H2O( 1048641)Namun biaya operasional desulfurisasi dan pembuangan deposit padatan kembali menjadi masalah baru Untuk meningkatkan nilai dari batubara dan menghilangkan pencemar SO2 dilakukan rekayasa batubara seperti gasifikasi dan reaksi karbon-uap Pada gasifikasi molekul-molekul besar dalam batubara dipecah melalui pemanasan pada suhu tinggi (600degC ndash 800degC) sehingga dihasilkan bahan bakar berupa gas Reaksinya adalah sebagai berikutBatubara(s) batubara cair (mudah menguap) CH4(g) + C(s)Arang yang terbentuk direaksikan dengan uap air menghasilkan campuran gas CO dan H2 yang disebut gas sintetik ReaksinyaC(s) + H2O() CO(g) + H2(g) ΔH = 175 kJ molndash1Untuk meningkatkan nilai gas sintetik gas CO diubah menjadi bahan bakar lain Misalnya gas CO direaksikan dengan uap air menjadi CO2 dan H2 ReaksinyaCO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH = ndash41 kJ molndash1Gas CO2 yang dihasilkan selanjutnya dipisahkan Campuran gas COdan H2 yang telah diperkaya akan bereaksi membentuk metana dan uapair Reaksinya

CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1

Setelah H2O diuapkan akan diperoleh CH4 yang disebut gas alam sintetik Dengan demikian batubara dapat diubah menjadi metana melalui proses pemisahan batubara cair

C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Berdasarkan perpindahan energinya atau perubahan entalpinya ada dua jenis reaksi

1) Reaksi eksoterm yaitu reaksi yang membebaskan kalor kalor mengalir dari sistem ke lingkungan (terjadi penurunan entalpi) entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Pada reaksi eksoterm umumnya suhu sistem menjadi naik adanya kenaikan suhu inilah yang menyebabkan sistem melepas kalor ke lingkunganReaksi eksoterm DH = HP - HR lt 0 atau DH = (-)

2) Reaksi Endoterm yaitu reaksi yang memerlukan kalor kalor mengalir dari lingkungan ke sistem (terjadi kenaikan entalpi) entalpi produk lebih besar daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda positif Pada reaksi endoterm umumnya suhu sistem terjadi penurunan adanya penurunan suhu inilah yang menyebabkan sistem menyerap kalor dari lingkungan

Reaksi endoterm DH = HP - HR gt 0 atau DH = (+)

D Hukum Dalam Termokimia

Dalam mempelajari reaksi kimia dan energi kita perlu memahami hukum-hukum yang mendasari tentang perubahan dan energi

a Hukum kekekalan energyDalam perubahan kimia atau fisika energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentu lainnya Hukum ini merupakan hukum termodinamika pertama dan menjadi dasar pengembangan hukum tentang energi selanjutnya seperti konversi energi

b Hukum LaplaceHukum ini diajukan oleh Marquis de Laplace dan dia menyatakan bahwa jumlah kalor yang dilepaskan dalam pembentukan sebuah senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menguraikan senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnyaPanjabaran dari hukum ini untuk entalphi reaksi H dan kalor reaksiΔC + O2 rarr CO2 H = -94 KkalΔCO2 rarr C + O2 H = +94 KkalΔSedangkan untuk kalor reaksiC + O2 rarr CO2 -94 KkalCO2 rarr C + O2 +94 KkalUntuk reaksi pertama unsur C bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan karbondioksida dan kalor sebesar 94 Kkal Sedangkan reaksi kedua karbondioksida terurai menjadi unsur C dan gas oksigen dengan membutuhkan kalor sebesar 94 KkalDari sisi tanda tampak jelas perbedaan antara entalphi reaksi dengan kalor reaksi jika entalphi bernilai positif maka kalor reaksi bernilai negatif demikian pula sebaliknya jika entalphi negatif maka kalor reaksi positif

c Hukum HessHukum ini diajukan oleh Germain Hess dia menyatakan bahwa entalphi reaksi ( H)Δ hanya tergantung pada keadaan awal reaksi dan hasil reaksi dan tidak bergantung pada jalannya reaksi

Jika suatu reaksi merupakan penjumlahan aljabar dari dua atau lebih reaksi maka perubahan entalphi ( H) atau kalor reaksinya juga merupakan penjumlahanΔ aljabar dari ( H) yang menyertai reaksi Untuk lebih mudah memahaminya kitaΔ perhatikan Bagan 1017

Berdasarkan persamaan reaksi gas karbon dioksida dapat terbentuk melalui dua tahap yang pertama pembentukan karbonmonoksida dari unsur-unsurnya dan dilanjutkan dengan oksidasi dari karbonmonoksida menjadi karbondioksida

Penjumlahan aljabar HΔ reaksi dari setiap tahap reaksi juga dilakukan sesuai dengan tahap reaksi maka HΔ reaksi dari pembentukan gas Karbon dioksida juga dapat dilakukanBerdasarkan berbagai jenis reaksi maka kita juga dapat mengembangkan jenis kalor reaksi atau H yang disesuaikan dengan jenis reaksinya ada empat jenis kalor reaksiΔ yaitu kalor reaksi pembentukan penguraian pembakaran dan pelarutan Keempat klasifikasi tersebut disederhanakan dalam bagan pada Bagan 1018

E Energi IkatanPada dasarnya reaksi kimia terdiri dari dua proses yaitu pemutusan ikatan

antar atom-atom dari senyawa yang bereaksi (proses yang memerlukan energi) dan penggabungan ikatan kembali dari atom-atom yang terlibat reaksi sehingga membentuk susunan baru (proses yang membebaskan energi)

Perubahan entalpi reaksi dapat dihitung dengan menggunakan data energi ikatan Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan oleh satu molekul gas menjadi atom-atom dalam keadaan gas Harga energi ikatan selalu positif dengan satuan kJ atau kkal serta diukur pada kondisi zat-zat berwujud gas

Entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga energi ikatan rata-rata sering berbeda dari entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga entalpi pembentukan standar Perbedaan ini terjadi karena energi ikatan yang terdapat dalam suatu tabel adalah energi ikatan rata-rata Energi ikatan C ndash H dalam contoh di atas bukan ikatan C ndash H dalam CH4 melainkan energi ikatan rata-rata C ndash H CH4(g) CH3(g) + H(g) H = +424 kJmolCH3(g) CH2(g) + H(g) H = +480 kJmolCH2(g) CH(g) + H(g) H = +425 kJmolCH(g) C(g) + H(g) H = +335 kJmolJadi energi ikatan rata-rata dari ikatan C ndash H adalah 416 kJmol Sedangkan energiikatan C ndash H yang dipakai di atas adalah +413 kJmol

Bahan Bakar dan Perubahan Entalpi Reaksi pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen Biasanya reaksi semacam ini digunakan untuk menghasilkan energi Bahan bakar adalah merupakan suatu senyawa yang bila dilakukan pembakaran terhadapnya dihasilkan kalor yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan

Jenis bahan bakar yang banyak kita kenal adalah bahan bakar fosil Bahan bakar fosil berasal dari pelapukan sisa organisme baik tumbuhan maupun hewan yang memerlukan waktu ribuan sampai jutaan tahun contohnya minyak bumi dan batu bara

Namun selain bahan bakar fosil dewasa ini telah dikembangkan pula bahan bakar jenis lain misalnya alkohol dan hidrogen Hidrogen cair dengan oksigen cair bersama-sama telah digunakan pada pesawat ulang-alik sebagai bahan bakar roket

pendorongnya Pembakaran hidrogen tidak memberi dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air

Matahari adalah umber energi terbesar di bumi tetapi penggunaan energi surya belum komersial Dewasa ini penggunaan energi surya yang komersial adalah untuk pemanas air rumah tangga (solar water heater) Nilai kalor dari bahan bakar umumnya dinyatakan dalam satuan kJgram yang menyatakan berapa kJ kalor yang dapat dihasilkan dari pembakaran 1 gram bahan bakar tersebut Contoh nilai kalor bahan bakar bensin adalah 48 kJg artinya setiap pembakaran sempurna 1 gram bensin akan dihasilkan kalor sebesar 48 kJ Pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan atau dalam industri umumnya tidak terbakar sempurna Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon (bahan bakar fosil) membentuk karbon dioksida dan uap air

Sedangkan pembakaran tidak sempurnanya menghasilkan karbon monoksida dan uap air Pembakaran tak sempurna mengurangi efisiensi bahan bakar kalor yang dihasilkan akan lebih sedikit dibandingkan apabila zat itu terbakar sempurna Kerugian lainnya adalah dihasilkannya gas karbon monoksida (CO) yang bersifat racun

BAB IIIPENUTUP

A KesimpulanSingkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar

yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup Reaksi endoterm Hukum dalam termokimia Energi ikatan dan arah proses merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Didalam termokimia ada istilah sistem dan lingkungan Sistem yang dimaksud adalah bagian dari alam yang dipelajari atau yang manjadi pokok perhatian dalam termokimia yang dipelajari yaitu perubahan energinya Sedangkan lingkungan yang dimaksud adalah segala sesuatu di luar sistem dengan apa sistem melakukan dan mengadakan pertukaran energi Energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha Energi hanya dapat diubah bentuknya dari bentuk yang satu dengan yang lainnya Misalnya pada pembangkit tenaga uap perubahan energi dimulai dari energi panas yang terbentuk di

boiler berubah menjadi energi mekanik pada turbin dan energi mekanik diubah menjadi energi listrik pada generator

TUGAS PENDAHULUAN (TERMOKIMIA)

1 Apa yang dimaksud dengan kalor kalorimeter dan kalorimetri 2 Sebutkan dan Jelaskan fungsi setiap alat dan bahan dalam percobaan termokimia 3 Gambarkan rangkaian alat kalorimeter smenarik mungkin dan berikan keterangan 4 Tuliskan hukum termodinamika dan jelaskan hubungannya antara rekasi eksoterm dan reaksi

endoterm 5 Perhitungkan secara teoritis (data setiap parameter yang anda cari direferensi) kalor reaksi

penetralan HCl dan NaOH 6

Nb Margin 4 3 3 3Sampul Pink Tulis TanganSiapkan MSDS dan Bagan Kerja (Print)

• Termokimia
• BAB I PENDAHULUAN
• • A Latar Belakang Masalah
  • Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan
  • B Tujuan Penulisan
  • C Manfaat Penulisan
  • • BAB II ISI
    • • A Manfaat Termokimia
      • • B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari
        • 1 Gas Elpiji
        • Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara
        • 3 Pembakaran Batu Bara
        • Batubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi
        • CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1
        • C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

o DHf unsur bebas = nol

o Dalam entalpi pembentukan jumlah zat yang dihasilkan adalah 1 mol

o Dibentuk dari unsur-unsurnya dalam bentuk standar

3 Kalor Penguraian Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHd Satuannya = kJ mol Perubahan entalpi penguraian standar merupakan kebalikan dari perubahan entalpi pembentukan standar maka nilainya pun akan berlawanan tanda

Menurut Marquis de Laplace ldquo jumlah kalor yang dilepaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsur penyusunnya = jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsur penyusunnya ldquo Pernyataan ini disebut Hukum Laplace

4 Kalor Pembakaran Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pembakaran 1 mol suatu zat secara sempurna pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHc Satuannya = kJ mol

5 Kalor Netralisasi Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHn Satuannya = kJ mol

6 Kalor Penguapan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran

tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHvap Satuannya = kJ mol

7 Kalor Peleburan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pencairan peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHfus Satuannya = kJ mol

8 Kalor Sublimasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsub Satuannya = kJ mol

9 Pelarutan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi ketika 1 mol zat melarut dalam suatu pelarut ( umumnya air ) pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsol Satuannya = kJ mol

BAB III

PENUTUP

I Kesimpulan

Singkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup termodinamika I kalor reaksi kerja entalpi kalorimeter hukum Hess penentuan DH reaksi energi ikatan dan jenis-jenis kalor merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Berdasarkan pembahasan yang tinjauan pustaka yang kami susun dalam makalah ini maka kami dapat menyimpulkan sebagai berikut

1 Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan

2 Berdasarkan perubahan entalpinya reaksi kimia dibedakan menjadi dua yaitu

a Reaksi Eksoterm dan

b Reaksi Endoterm

3 Sistem merupakan Pusat fokus perhatian yang diamati dalam suatu percobaanLingkungan merupakan hal-hal diluar sistem yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan Sistem dibedakan menjadi 3 macam

2 Sistem Terbuka

3 Sistem Tertutup

3 Sistem terisolasi

4 Dalam persamaan termokimia nilai DH yang dituliskan di persamaan termokimia disesuaikan dengan stoikiometri reaksinya artinya = jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi kimia = koefisien reaksinya ( fase reaktan maupun produk reaksinya harus dituliskan)

5 Ada beberapa jenis dalam menentukan Harga Perubahan Entalpi ∆H yaitu

a Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

b Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

c Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris

BAB IPENDAHULUAN

A Latar Belakang Masalah

Termokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energi panas dan energi kimia Sedangkan energi kimia didefinisikan sebagai energi yang dikandung setiap unsur atau senyawa Energi kimia yang terkandung dalam suatu zat adalah semacam energi potensial zat tersebut Energi potensial kimia yang terkandung dalam suatu zat disebut panas dalam atau entalpi dan dinyatakan dengan simbol H Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi Perubahan entalpi reaksi diberi simbol HΔ

Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika disebut termokimia Secara operasional termokimia berkaitan dengan pengukuran dan pernafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia perubahan keadaan dan pembentukan larutan

Termokimia merupakan pengetahuan dasar yang perlu diberikan atau yang dapat diperoleh dari reaksi-reaksi kimia tetapi juga perlu sebagai pengetahuan dasar untuk pengkajian teori ikatan kimia dan struktur kimia Fokus bahasan dalam termokimia adalah tentang jumlah kalor yang dapat dihasilkan oleh sejumlah tertentu pereaksi serta cara pengukuran kalor reaksi

Termokimia merupakan penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi kimia

Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan

Dengan kajian-kajian yang dilakukan mengenai pengaplikasian termokimia dalam kehidupan sehari-hari Dan untuk menguraikan permasalahan tersebut lebih detail lagi penulis mencoba membuat makalah yang isinya membahas tentang ldquoAplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-harirdquo

B Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dibiatkannya makalah ini adalah sebagai berikut

1) Dapat menjelaskan manfaat termokimia2) Mengetahui proses termokimia dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari3) Memahami materi-materi yang terkait dengan termokimia4) Memahami tentang termokimia lebih mendalam

C Manfaat Penulisan

Penulisan makalah ini memiliki manfaat sebagai berikut

1) Manfaat UmumMakalah hasil pengkajian penulis ini dapat menunjang materi pembelajaran

dan dapat dijadikan bahan baku referensi pembelajaran2) Manfaat Khusus

Penulis dapat menambah wawasan dan pengetahuan penulis serta dapat melatih penulis untuk memiliki rasa ingin tahu yang tinggi dan lebih telaten dalam mencari dan mengumpulkan sumber dan informasi selama melakukan pengkajian

3) Manfaat untuk penulis yang akan datingMakalah hasil pengkajian sebelumnya dapat dijadikan bahan referensi

sumber untuk pembuatan makalah selanjutnya dan dapat memberi gambaran dalam pengkajian yang akan dilakukannya

BAB IIISI

A Manfaat Termokimia

Manfaat positif dari termokimia yaitu

a) Dapat mempelajari suatu bentuk energi yang dibutuhkan oleh manusia untuk bergerak dalam bentuk energi kinetik dan tambahan-tambahan dalam melakukan proses fotosintesis yang membutuhkan eergi dari sinar matahari

b) Dapat mempelajari suatu sistem atau bagian alam semasta yang menjadi objek penelitian serta lingkungan atau bagian alam semesta yang berinteraksi dengan satu sistem

B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari1 Gas Elpiji

Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara

C4H10 + Udara ndashgt CO2 + H20 + N2Untuk mempermudah udara sepenuhnya bergantung dari oksigenC4H10 + (132)O2 ndashgt 4CO2 + 5H2O

Untuk reaksi sempurna dengan udaraC4H10 + (O2 + 376 N2) ndashgt CO2 + H20 + 376N2PenyetaraanC4H10 + 132(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)376N2

Reaksi juga bisa melibatkan bentuk tidak sempurna misal memerlukan 200 udaraC4H10 + 13(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)O2 + (132)376N2

Pembakaran ini pun bisa melibatkan beberapa fraksi karena elpiji biasanya tidak murni hanya bahan bakar butana

2 ThermometerTermometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur suhuCara kerja thermometerKetika temperature naik cairan dibola tabung mengembang lebih banyak daripada gelas yang menutupinya Hasilnya benang cairan yang tipis dipaksa ke atas secara kapiler Sebaliknya ketika temperature turun cairan mengerut dan cairan yang tipis ditabung bergerak kembali turun Gerakan ujung cairan tipis yang dinamakan meniscus dibaca terhadap skala yang menunjukkan temperatureZat untuk thermometer haruslah zat cair dengan sifat termometrik artinya mengalami perubahan fisis pada saat dipanaskan atau didinginkan misalnya raksa dan alkohol Zat cai tersebut memiliki dua titik tetap (fixed points) yaitu titik tertinggi dan titik terendah Misalnya titik didih air dan titik lebur es untuk suhu yang tidak terlalu tinggi Setelah itu pembagian dilakukan diantara kedua titik tetap menjadi bagian-bagian yang sama besar misalnya thermometer skala celcius dengan 100 bagian yang setiap bagiannya sebesar 1C

3 Pembakaran Batu BaraBatubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi

CaCO3(s) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + CO2(g)

Ca(OH)2(aq) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + H2O( 1048641)Namun biaya operasional desulfurisasi dan pembuangan deposit padatan kembali menjadi masalah baru Untuk meningkatkan nilai dari batubara dan menghilangkan pencemar SO2 dilakukan rekayasa batubara seperti gasifikasi dan reaksi karbon-uap Pada gasifikasi molekul-molekul besar dalam batubara dipecah melalui pemanasan pada suhu tinggi (600degC ndash 800degC) sehingga dihasilkan bahan bakar berupa gas Reaksinya adalah sebagai berikutBatubara(s) batubara cair (mudah menguap) CH4(g) + C(s)Arang yang terbentuk direaksikan dengan uap air menghasilkan campuran gas CO dan H2 yang disebut gas sintetik ReaksinyaC(s) + H2O() CO(g) + H2(g) ΔH = 175 kJ molndash1Untuk meningkatkan nilai gas sintetik gas CO diubah menjadi bahan bakar lain Misalnya gas CO direaksikan dengan uap air menjadi CO2 dan H2 ReaksinyaCO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH = ndash41 kJ molndash1Gas CO2 yang dihasilkan selanjutnya dipisahkan Campuran gas COdan H2 yang telah diperkaya akan bereaksi membentuk metana dan uapair Reaksinya

CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1

Setelah H2O diuapkan akan diperoleh CH4 yang disebut gas alam sintetik Dengan demikian batubara dapat diubah menjadi metana melalui proses pemisahan batubara cair

C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Berdasarkan perpindahan energinya atau perubahan entalpinya ada dua jenis reaksi

1) Reaksi eksoterm yaitu reaksi yang membebaskan kalor kalor mengalir dari sistem ke lingkungan (terjadi penurunan entalpi) entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Pada reaksi eksoterm umumnya suhu sistem menjadi naik adanya kenaikan suhu inilah yang menyebabkan sistem melepas kalor ke lingkunganReaksi eksoterm DH = HP - HR lt 0 atau DH = (-)

2) Reaksi Endoterm yaitu reaksi yang memerlukan kalor kalor mengalir dari lingkungan ke sistem (terjadi kenaikan entalpi) entalpi produk lebih besar daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda positif Pada reaksi endoterm umumnya suhu sistem terjadi penurunan adanya penurunan suhu inilah yang menyebabkan sistem menyerap kalor dari lingkungan

Reaksi endoterm DH = HP - HR gt 0 atau DH = (+)

D Hukum Dalam Termokimia

Dalam mempelajari reaksi kimia dan energi kita perlu memahami hukum-hukum yang mendasari tentang perubahan dan energi

a Hukum kekekalan energyDalam perubahan kimia atau fisika energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentu lainnya Hukum ini merupakan hukum termodinamika pertama dan menjadi dasar pengembangan hukum tentang energi selanjutnya seperti konversi energi

b Hukum LaplaceHukum ini diajukan oleh Marquis de Laplace dan dia menyatakan bahwa jumlah kalor yang dilepaskan dalam pembentukan sebuah senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menguraikan senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnyaPanjabaran dari hukum ini untuk entalphi reaksi H dan kalor reaksiΔC + O2 rarr CO2 H = -94 KkalΔCO2 rarr C + O2 H = +94 KkalΔSedangkan untuk kalor reaksiC + O2 rarr CO2 -94 KkalCO2 rarr C + O2 +94 KkalUntuk reaksi pertama unsur C bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan karbondioksida dan kalor sebesar 94 Kkal Sedangkan reaksi kedua karbondioksida terurai menjadi unsur C dan gas oksigen dengan membutuhkan kalor sebesar 94 KkalDari sisi tanda tampak jelas perbedaan antara entalphi reaksi dengan kalor reaksi jika entalphi bernilai positif maka kalor reaksi bernilai negatif demikian pula sebaliknya jika entalphi negatif maka kalor reaksi positif

c Hukum HessHukum ini diajukan oleh Germain Hess dia menyatakan bahwa entalphi reaksi ( H)Δ hanya tergantung pada keadaan awal reaksi dan hasil reaksi dan tidak bergantung pada jalannya reaksi

Jika suatu reaksi merupakan penjumlahan aljabar dari dua atau lebih reaksi maka perubahan entalphi ( H) atau kalor reaksinya juga merupakan penjumlahanΔ aljabar dari ( H) yang menyertai reaksi Untuk lebih mudah memahaminya kitaΔ perhatikan Bagan 1017

Berdasarkan persamaan reaksi gas karbon dioksida dapat terbentuk melalui dua tahap yang pertama pembentukan karbonmonoksida dari unsur-unsurnya dan dilanjutkan dengan oksidasi dari karbonmonoksida menjadi karbondioksida

Penjumlahan aljabar HΔ reaksi dari setiap tahap reaksi juga dilakukan sesuai dengan tahap reaksi maka HΔ reaksi dari pembentukan gas Karbon dioksida juga dapat dilakukanBerdasarkan berbagai jenis reaksi maka kita juga dapat mengembangkan jenis kalor reaksi atau H yang disesuaikan dengan jenis reaksinya ada empat jenis kalor reaksiΔ yaitu kalor reaksi pembentukan penguraian pembakaran dan pelarutan Keempat klasifikasi tersebut disederhanakan dalam bagan pada Bagan 1018

E Energi IkatanPada dasarnya reaksi kimia terdiri dari dua proses yaitu pemutusan ikatan

antar atom-atom dari senyawa yang bereaksi (proses yang memerlukan energi) dan penggabungan ikatan kembali dari atom-atom yang terlibat reaksi sehingga membentuk susunan baru (proses yang membebaskan energi)

Perubahan entalpi reaksi dapat dihitung dengan menggunakan data energi ikatan Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan oleh satu molekul gas menjadi atom-atom dalam keadaan gas Harga energi ikatan selalu positif dengan satuan kJ atau kkal serta diukur pada kondisi zat-zat berwujud gas

Entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga energi ikatan rata-rata sering berbeda dari entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga entalpi pembentukan standar Perbedaan ini terjadi karena energi ikatan yang terdapat dalam suatu tabel adalah energi ikatan rata-rata Energi ikatan C ndash H dalam contoh di atas bukan ikatan C ndash H dalam CH4 melainkan energi ikatan rata-rata C ndash H CH4(g) CH3(g) + H(g) H = +424 kJmolCH3(g) CH2(g) + H(g) H = +480 kJmolCH2(g) CH(g) + H(g) H = +425 kJmolCH(g) C(g) + H(g) H = +335 kJmolJadi energi ikatan rata-rata dari ikatan C ndash H adalah 416 kJmol Sedangkan energiikatan C ndash H yang dipakai di atas adalah +413 kJmol

Bahan Bakar dan Perubahan Entalpi Reaksi pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen Biasanya reaksi semacam ini digunakan untuk menghasilkan energi Bahan bakar adalah merupakan suatu senyawa yang bila dilakukan pembakaran terhadapnya dihasilkan kalor yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan

Jenis bahan bakar yang banyak kita kenal adalah bahan bakar fosil Bahan bakar fosil berasal dari pelapukan sisa organisme baik tumbuhan maupun hewan yang memerlukan waktu ribuan sampai jutaan tahun contohnya minyak bumi dan batu bara

Namun selain bahan bakar fosil dewasa ini telah dikembangkan pula bahan bakar jenis lain misalnya alkohol dan hidrogen Hidrogen cair dengan oksigen cair bersama-sama telah digunakan pada pesawat ulang-alik sebagai bahan bakar roket

pendorongnya Pembakaran hidrogen tidak memberi dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air

Matahari adalah umber energi terbesar di bumi tetapi penggunaan energi surya belum komersial Dewasa ini penggunaan energi surya yang komersial adalah untuk pemanas air rumah tangga (solar water heater) Nilai kalor dari bahan bakar umumnya dinyatakan dalam satuan kJgram yang menyatakan berapa kJ kalor yang dapat dihasilkan dari pembakaran 1 gram bahan bakar tersebut Contoh nilai kalor bahan bakar bensin adalah 48 kJg artinya setiap pembakaran sempurna 1 gram bensin akan dihasilkan kalor sebesar 48 kJ Pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan atau dalam industri umumnya tidak terbakar sempurna Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon (bahan bakar fosil) membentuk karbon dioksida dan uap air

Sedangkan pembakaran tidak sempurnanya menghasilkan karbon monoksida dan uap air Pembakaran tak sempurna mengurangi efisiensi bahan bakar kalor yang dihasilkan akan lebih sedikit dibandingkan apabila zat itu terbakar sempurna Kerugian lainnya adalah dihasilkannya gas karbon monoksida (CO) yang bersifat racun

BAB IIIPENUTUP

A KesimpulanSingkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar

yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup Reaksi endoterm Hukum dalam termokimia Energi ikatan dan arah proses merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Didalam termokimia ada istilah sistem dan lingkungan Sistem yang dimaksud adalah bagian dari alam yang dipelajari atau yang manjadi pokok perhatian dalam termokimia yang dipelajari yaitu perubahan energinya Sedangkan lingkungan yang dimaksud adalah segala sesuatu di luar sistem dengan apa sistem melakukan dan mengadakan pertukaran energi Energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha Energi hanya dapat diubah bentuknya dari bentuk yang satu dengan yang lainnya Misalnya pada pembangkit tenaga uap perubahan energi dimulai dari energi panas yang terbentuk di

boiler berubah menjadi energi mekanik pada turbin dan energi mekanik diubah menjadi energi listrik pada generator

TUGAS PENDAHULUAN (TERMOKIMIA)

1 Apa yang dimaksud dengan kalor kalorimeter dan kalorimetri 2 Sebutkan dan Jelaskan fungsi setiap alat dan bahan dalam percobaan termokimia 3 Gambarkan rangkaian alat kalorimeter smenarik mungkin dan berikan keterangan 4 Tuliskan hukum termodinamika dan jelaskan hubungannya antara rekasi eksoterm dan reaksi

endoterm 5 Perhitungkan secara teoritis (data setiap parameter yang anda cari direferensi) kalor reaksi

penetralan HCl dan NaOH 6

Nb Margin 4 3 3 3Sampul Pink Tulis TanganSiapkan MSDS dan Bagan Kerja (Print)

• Termokimia
• BAB I PENDAHULUAN
• • A Latar Belakang Masalah
  • Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan
  • B Tujuan Penulisan
  • C Manfaat Penulisan
  • • BAB II ISI
    • • A Manfaat Termokimia
      • • B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari
        • 1 Gas Elpiji
        • Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara
        • 3 Pembakaran Batu Bara
        • Batubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi
        • CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1
        • C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHvap Satuannya = kJ mol

7 Kalor Peleburan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi pada pencairan peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHfus Satuannya = kJ mol

8 Kalor Sublimasi Standar

Adalah entalpi yang terjadi pada sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsub Satuannya = kJ mol

9 Pelarutan Standar

Adalah nama lain dari entalpi yang terjadi ketika 1 mol zat melarut dalam suatu pelarut ( umumnya air ) pada keadaan standar Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHsol Satuannya = kJ mol

BAB III

PENUTUP

I Kesimpulan

Singkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup termodinamika I kalor reaksi kerja entalpi kalorimeter hukum Hess penentuan DH reaksi energi ikatan dan jenis-jenis kalor merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Berdasarkan pembahasan yang tinjauan pustaka yang kami susun dalam makalah ini maka kami dapat menyimpulkan sebagai berikut

1 Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya Energi potensial berkaitan dengan wujud zat volume dan tekanan

2 Berdasarkan perubahan entalpinya reaksi kimia dibedakan menjadi dua yaitu

a Reaksi Eksoterm dan

b Reaksi Endoterm

3 Sistem merupakan Pusat fokus perhatian yang diamati dalam suatu percobaanLingkungan merupakan hal-hal diluar sistem yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan Sistem dibedakan menjadi 3 macam

2 Sistem Terbuka

3 Sistem Tertutup

3 Sistem terisolasi

4 Dalam persamaan termokimia nilai DH yang dituliskan di persamaan termokimia disesuaikan dengan stoikiometri reaksinya artinya = jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi kimia = koefisien reaksinya ( fase reaktan maupun produk reaksinya harus dituliskan)

5 Ada beberapa jenis dalam menentukan Harga Perubahan Entalpi ∆H yaitu

a Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

b Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

c Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris

BAB IPENDAHULUAN

A Latar Belakang Masalah

Termokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energi panas dan energi kimia Sedangkan energi kimia didefinisikan sebagai energi yang dikandung setiap unsur atau senyawa Energi kimia yang terkandung dalam suatu zat adalah semacam energi potensial zat tersebut Energi potensial kimia yang terkandung dalam suatu zat disebut panas dalam atau entalpi dan dinyatakan dengan simbol H Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi Perubahan entalpi reaksi diberi simbol HΔ

Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika disebut termokimia Secara operasional termokimia berkaitan dengan pengukuran dan pernafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia perubahan keadaan dan pembentukan larutan

Termokimia merupakan pengetahuan dasar yang perlu diberikan atau yang dapat diperoleh dari reaksi-reaksi kimia tetapi juga perlu sebagai pengetahuan dasar untuk pengkajian teori ikatan kimia dan struktur kimia Fokus bahasan dalam termokimia adalah tentang jumlah kalor yang dapat dihasilkan oleh sejumlah tertentu pereaksi serta cara pengukuran kalor reaksi

Termokimia merupakan penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi kimia

Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan

Dengan kajian-kajian yang dilakukan mengenai pengaplikasian termokimia dalam kehidupan sehari-hari Dan untuk menguraikan permasalahan tersebut lebih detail lagi penulis mencoba membuat makalah yang isinya membahas tentang ldquoAplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-harirdquo

B Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dibiatkannya makalah ini adalah sebagai berikut

1) Dapat menjelaskan manfaat termokimia2) Mengetahui proses termokimia dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari3) Memahami materi-materi yang terkait dengan termokimia4) Memahami tentang termokimia lebih mendalam

C Manfaat Penulisan

Penulisan makalah ini memiliki manfaat sebagai berikut

1) Manfaat UmumMakalah hasil pengkajian penulis ini dapat menunjang materi pembelajaran

dan dapat dijadikan bahan baku referensi pembelajaran2) Manfaat Khusus

Penulis dapat menambah wawasan dan pengetahuan penulis serta dapat melatih penulis untuk memiliki rasa ingin tahu yang tinggi dan lebih telaten dalam mencari dan mengumpulkan sumber dan informasi selama melakukan pengkajian

3) Manfaat untuk penulis yang akan datingMakalah hasil pengkajian sebelumnya dapat dijadikan bahan referensi

sumber untuk pembuatan makalah selanjutnya dan dapat memberi gambaran dalam pengkajian yang akan dilakukannya

BAB IIISI

A Manfaat Termokimia

Manfaat positif dari termokimia yaitu

a) Dapat mempelajari suatu bentuk energi yang dibutuhkan oleh manusia untuk bergerak dalam bentuk energi kinetik dan tambahan-tambahan dalam melakukan proses fotosintesis yang membutuhkan eergi dari sinar matahari

b) Dapat mempelajari suatu sistem atau bagian alam semasta yang menjadi objek penelitian serta lingkungan atau bagian alam semesta yang berinteraksi dengan satu sistem

B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari1 Gas Elpiji

Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara

C4H10 + Udara ndashgt CO2 + H20 + N2Untuk mempermudah udara sepenuhnya bergantung dari oksigenC4H10 + (132)O2 ndashgt 4CO2 + 5H2O

Untuk reaksi sempurna dengan udaraC4H10 + (O2 + 376 N2) ndashgt CO2 + H20 + 376N2PenyetaraanC4H10 + 132(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)376N2

Reaksi juga bisa melibatkan bentuk tidak sempurna misal memerlukan 200 udaraC4H10 + 13(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)O2 + (132)376N2

Pembakaran ini pun bisa melibatkan beberapa fraksi karena elpiji biasanya tidak murni hanya bahan bakar butana

2 ThermometerTermometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur suhuCara kerja thermometerKetika temperature naik cairan dibola tabung mengembang lebih banyak daripada gelas yang menutupinya Hasilnya benang cairan yang tipis dipaksa ke atas secara kapiler Sebaliknya ketika temperature turun cairan mengerut dan cairan yang tipis ditabung bergerak kembali turun Gerakan ujung cairan tipis yang dinamakan meniscus dibaca terhadap skala yang menunjukkan temperatureZat untuk thermometer haruslah zat cair dengan sifat termometrik artinya mengalami perubahan fisis pada saat dipanaskan atau didinginkan misalnya raksa dan alkohol Zat cai tersebut memiliki dua titik tetap (fixed points) yaitu titik tertinggi dan titik terendah Misalnya titik didih air dan titik lebur es untuk suhu yang tidak terlalu tinggi Setelah itu pembagian dilakukan diantara kedua titik tetap menjadi bagian-bagian yang sama besar misalnya thermometer skala celcius dengan 100 bagian yang setiap bagiannya sebesar 1C

3 Pembakaran Batu BaraBatubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi

CaCO3(s) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + CO2(g)

Ca(OH)2(aq) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + H2O( 1048641)Namun biaya operasional desulfurisasi dan pembuangan deposit padatan kembali menjadi masalah baru Untuk meningkatkan nilai dari batubara dan menghilangkan pencemar SO2 dilakukan rekayasa batubara seperti gasifikasi dan reaksi karbon-uap Pada gasifikasi molekul-molekul besar dalam batubara dipecah melalui pemanasan pada suhu tinggi (600degC ndash 800degC) sehingga dihasilkan bahan bakar berupa gas Reaksinya adalah sebagai berikutBatubara(s) batubara cair (mudah menguap) CH4(g) + C(s)Arang yang terbentuk direaksikan dengan uap air menghasilkan campuran gas CO dan H2 yang disebut gas sintetik ReaksinyaC(s) + H2O() CO(g) + H2(g) ΔH = 175 kJ molndash1Untuk meningkatkan nilai gas sintetik gas CO diubah menjadi bahan bakar lain Misalnya gas CO direaksikan dengan uap air menjadi CO2 dan H2 ReaksinyaCO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH = ndash41 kJ molndash1Gas CO2 yang dihasilkan selanjutnya dipisahkan Campuran gas COdan H2 yang telah diperkaya akan bereaksi membentuk metana dan uapair Reaksinya

CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1

Setelah H2O diuapkan akan diperoleh CH4 yang disebut gas alam sintetik Dengan demikian batubara dapat diubah menjadi metana melalui proses pemisahan batubara cair

C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Berdasarkan perpindahan energinya atau perubahan entalpinya ada dua jenis reaksi

1) Reaksi eksoterm yaitu reaksi yang membebaskan kalor kalor mengalir dari sistem ke lingkungan (terjadi penurunan entalpi) entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Pada reaksi eksoterm umumnya suhu sistem menjadi naik adanya kenaikan suhu inilah yang menyebabkan sistem melepas kalor ke lingkunganReaksi eksoterm DH = HP - HR lt 0 atau DH = (-)

2) Reaksi Endoterm yaitu reaksi yang memerlukan kalor kalor mengalir dari lingkungan ke sistem (terjadi kenaikan entalpi) entalpi produk lebih besar daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda positif Pada reaksi endoterm umumnya suhu sistem terjadi penurunan adanya penurunan suhu inilah yang menyebabkan sistem menyerap kalor dari lingkungan

Reaksi endoterm DH = HP - HR gt 0 atau DH = (+)

D Hukum Dalam Termokimia

Dalam mempelajari reaksi kimia dan energi kita perlu memahami hukum-hukum yang mendasari tentang perubahan dan energi

a Hukum kekekalan energyDalam perubahan kimia atau fisika energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentu lainnya Hukum ini merupakan hukum termodinamika pertama dan menjadi dasar pengembangan hukum tentang energi selanjutnya seperti konversi energi

b Hukum LaplaceHukum ini diajukan oleh Marquis de Laplace dan dia menyatakan bahwa jumlah kalor yang dilepaskan dalam pembentukan sebuah senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menguraikan senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnyaPanjabaran dari hukum ini untuk entalphi reaksi H dan kalor reaksiΔC + O2 rarr CO2 H = -94 KkalΔCO2 rarr C + O2 H = +94 KkalΔSedangkan untuk kalor reaksiC + O2 rarr CO2 -94 KkalCO2 rarr C + O2 +94 KkalUntuk reaksi pertama unsur C bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan karbondioksida dan kalor sebesar 94 Kkal Sedangkan reaksi kedua karbondioksida terurai menjadi unsur C dan gas oksigen dengan membutuhkan kalor sebesar 94 KkalDari sisi tanda tampak jelas perbedaan antara entalphi reaksi dengan kalor reaksi jika entalphi bernilai positif maka kalor reaksi bernilai negatif demikian pula sebaliknya jika entalphi negatif maka kalor reaksi positif

c Hukum HessHukum ini diajukan oleh Germain Hess dia menyatakan bahwa entalphi reaksi ( H)Δ hanya tergantung pada keadaan awal reaksi dan hasil reaksi dan tidak bergantung pada jalannya reaksi

Jika suatu reaksi merupakan penjumlahan aljabar dari dua atau lebih reaksi maka perubahan entalphi ( H) atau kalor reaksinya juga merupakan penjumlahanΔ aljabar dari ( H) yang menyertai reaksi Untuk lebih mudah memahaminya kitaΔ perhatikan Bagan 1017

Berdasarkan persamaan reaksi gas karbon dioksida dapat terbentuk melalui dua tahap yang pertama pembentukan karbonmonoksida dari unsur-unsurnya dan dilanjutkan dengan oksidasi dari karbonmonoksida menjadi karbondioksida

Penjumlahan aljabar HΔ reaksi dari setiap tahap reaksi juga dilakukan sesuai dengan tahap reaksi maka HΔ reaksi dari pembentukan gas Karbon dioksida juga dapat dilakukanBerdasarkan berbagai jenis reaksi maka kita juga dapat mengembangkan jenis kalor reaksi atau H yang disesuaikan dengan jenis reaksinya ada empat jenis kalor reaksiΔ yaitu kalor reaksi pembentukan penguraian pembakaran dan pelarutan Keempat klasifikasi tersebut disederhanakan dalam bagan pada Bagan 1018

E Energi IkatanPada dasarnya reaksi kimia terdiri dari dua proses yaitu pemutusan ikatan

antar atom-atom dari senyawa yang bereaksi (proses yang memerlukan energi) dan penggabungan ikatan kembali dari atom-atom yang terlibat reaksi sehingga membentuk susunan baru (proses yang membebaskan energi)

Perubahan entalpi reaksi dapat dihitung dengan menggunakan data energi ikatan Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan oleh satu molekul gas menjadi atom-atom dalam keadaan gas Harga energi ikatan selalu positif dengan satuan kJ atau kkal serta diukur pada kondisi zat-zat berwujud gas

Entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga energi ikatan rata-rata sering berbeda dari entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga entalpi pembentukan standar Perbedaan ini terjadi karena energi ikatan yang terdapat dalam suatu tabel adalah energi ikatan rata-rata Energi ikatan C ndash H dalam contoh di atas bukan ikatan C ndash H dalam CH4 melainkan energi ikatan rata-rata C ndash H CH4(g) CH3(g) + H(g) H = +424 kJmolCH3(g) CH2(g) + H(g) H = +480 kJmolCH2(g) CH(g) + H(g) H = +425 kJmolCH(g) C(g) + H(g) H = +335 kJmolJadi energi ikatan rata-rata dari ikatan C ndash H adalah 416 kJmol Sedangkan energiikatan C ndash H yang dipakai di atas adalah +413 kJmol

Bahan Bakar dan Perubahan Entalpi Reaksi pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen Biasanya reaksi semacam ini digunakan untuk menghasilkan energi Bahan bakar adalah merupakan suatu senyawa yang bila dilakukan pembakaran terhadapnya dihasilkan kalor yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan

Jenis bahan bakar yang banyak kita kenal adalah bahan bakar fosil Bahan bakar fosil berasal dari pelapukan sisa organisme baik tumbuhan maupun hewan yang memerlukan waktu ribuan sampai jutaan tahun contohnya minyak bumi dan batu bara

Namun selain bahan bakar fosil dewasa ini telah dikembangkan pula bahan bakar jenis lain misalnya alkohol dan hidrogen Hidrogen cair dengan oksigen cair bersama-sama telah digunakan pada pesawat ulang-alik sebagai bahan bakar roket

pendorongnya Pembakaran hidrogen tidak memberi dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air

Matahari adalah umber energi terbesar di bumi tetapi penggunaan energi surya belum komersial Dewasa ini penggunaan energi surya yang komersial adalah untuk pemanas air rumah tangga (solar water heater) Nilai kalor dari bahan bakar umumnya dinyatakan dalam satuan kJgram yang menyatakan berapa kJ kalor yang dapat dihasilkan dari pembakaran 1 gram bahan bakar tersebut Contoh nilai kalor bahan bakar bensin adalah 48 kJg artinya setiap pembakaran sempurna 1 gram bensin akan dihasilkan kalor sebesar 48 kJ Pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan atau dalam industri umumnya tidak terbakar sempurna Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon (bahan bakar fosil) membentuk karbon dioksida dan uap air

Sedangkan pembakaran tidak sempurnanya menghasilkan karbon monoksida dan uap air Pembakaran tak sempurna mengurangi efisiensi bahan bakar kalor yang dihasilkan akan lebih sedikit dibandingkan apabila zat itu terbakar sempurna Kerugian lainnya adalah dihasilkannya gas karbon monoksida (CO) yang bersifat racun

BAB IIIPENUTUP

A KesimpulanSingkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar

yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup Reaksi endoterm Hukum dalam termokimia Energi ikatan dan arah proses merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Didalam termokimia ada istilah sistem dan lingkungan Sistem yang dimaksud adalah bagian dari alam yang dipelajari atau yang manjadi pokok perhatian dalam termokimia yang dipelajari yaitu perubahan energinya Sedangkan lingkungan yang dimaksud adalah segala sesuatu di luar sistem dengan apa sistem melakukan dan mengadakan pertukaran energi Energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha Energi hanya dapat diubah bentuknya dari bentuk yang satu dengan yang lainnya Misalnya pada pembangkit tenaga uap perubahan energi dimulai dari energi panas yang terbentuk di

boiler berubah menjadi energi mekanik pada turbin dan energi mekanik diubah menjadi energi listrik pada generator

TUGAS PENDAHULUAN (TERMOKIMIA)

1 Apa yang dimaksud dengan kalor kalorimeter dan kalorimetri 2 Sebutkan dan Jelaskan fungsi setiap alat dan bahan dalam percobaan termokimia 3 Gambarkan rangkaian alat kalorimeter smenarik mungkin dan berikan keterangan 4 Tuliskan hukum termodinamika dan jelaskan hubungannya antara rekasi eksoterm dan reaksi

endoterm 5 Perhitungkan secara teoritis (data setiap parameter yang anda cari direferensi) kalor reaksi

penetralan HCl dan NaOH 6

Nb Margin 4 3 3 3Sampul Pink Tulis TanganSiapkan MSDS dan Bagan Kerja (Print)

• Termokimia
• BAB I PENDAHULUAN
• • A Latar Belakang Masalah
  • Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan
  • B Tujuan Penulisan
  • C Manfaat Penulisan
  • • BAB II ISI
    • • A Manfaat Termokimia
      • • B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari
        • 1 Gas Elpiji
        • Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara
        • 3 Pembakaran Batu Bara
        • Batubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi
        • CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1
        • C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

2 Berdasarkan perubahan entalpinya reaksi kimia dibedakan menjadi dua yaitu

a Reaksi Eksoterm dan

b Reaksi Endoterm

3 Sistem merupakan Pusat fokus perhatian yang diamati dalam suatu percobaanLingkungan merupakan hal-hal diluar sistem yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan Sistem dibedakan menjadi 3 macam

2 Sistem Terbuka

3 Sistem Tertutup

3 Sistem terisolasi

4 Dalam persamaan termokimia nilai DH yang dituliskan di persamaan termokimia disesuaikan dengan stoikiometri reaksinya artinya = jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi kimia = koefisien reaksinya ( fase reaktan maupun produk reaksinya harus dituliskan)

5 Ada beberapa jenis dalam menentukan Harga Perubahan Entalpi ∆H yaitu

a Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi

b Penentuan ∆H Reaksi dengan Hukum Hess

c Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris

BAB IPENDAHULUAN

A Latar Belakang Masalah

Termokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energi panas dan energi kimia Sedangkan energi kimia didefinisikan sebagai energi yang dikandung setiap unsur atau senyawa Energi kimia yang terkandung dalam suatu zat adalah semacam energi potensial zat tersebut Energi potensial kimia yang terkandung dalam suatu zat disebut panas dalam atau entalpi dan dinyatakan dengan simbol H Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi Perubahan entalpi reaksi diberi simbol HΔ

Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika disebut termokimia Secara operasional termokimia berkaitan dengan pengukuran dan pernafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia perubahan keadaan dan pembentukan larutan

Termokimia merupakan pengetahuan dasar yang perlu diberikan atau yang dapat diperoleh dari reaksi-reaksi kimia tetapi juga perlu sebagai pengetahuan dasar untuk pengkajian teori ikatan kimia dan struktur kimia Fokus bahasan dalam termokimia adalah tentang jumlah kalor yang dapat dihasilkan oleh sejumlah tertentu pereaksi serta cara pengukuran kalor reaksi

Termokimia merupakan penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi kimia

Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan

Dengan kajian-kajian yang dilakukan mengenai pengaplikasian termokimia dalam kehidupan sehari-hari Dan untuk menguraikan permasalahan tersebut lebih detail lagi penulis mencoba membuat makalah yang isinya membahas tentang ldquoAplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-harirdquo

B Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dibiatkannya makalah ini adalah sebagai berikut

1) Dapat menjelaskan manfaat termokimia2) Mengetahui proses termokimia dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari3) Memahami materi-materi yang terkait dengan termokimia4) Memahami tentang termokimia lebih mendalam

C Manfaat Penulisan

Penulisan makalah ini memiliki manfaat sebagai berikut

1) Manfaat UmumMakalah hasil pengkajian penulis ini dapat menunjang materi pembelajaran

dan dapat dijadikan bahan baku referensi pembelajaran2) Manfaat Khusus

Penulis dapat menambah wawasan dan pengetahuan penulis serta dapat melatih penulis untuk memiliki rasa ingin tahu yang tinggi dan lebih telaten dalam mencari dan mengumpulkan sumber dan informasi selama melakukan pengkajian

3) Manfaat untuk penulis yang akan datingMakalah hasil pengkajian sebelumnya dapat dijadikan bahan referensi

sumber untuk pembuatan makalah selanjutnya dan dapat memberi gambaran dalam pengkajian yang akan dilakukannya

BAB IIISI

A Manfaat Termokimia

Manfaat positif dari termokimia yaitu

a) Dapat mempelajari suatu bentuk energi yang dibutuhkan oleh manusia untuk bergerak dalam bentuk energi kinetik dan tambahan-tambahan dalam melakukan proses fotosintesis yang membutuhkan eergi dari sinar matahari

b) Dapat mempelajari suatu sistem atau bagian alam semasta yang menjadi objek penelitian serta lingkungan atau bagian alam semesta yang berinteraksi dengan satu sistem

B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari1 Gas Elpiji

Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara

C4H10 + Udara ndashgt CO2 + H20 + N2Untuk mempermudah udara sepenuhnya bergantung dari oksigenC4H10 + (132)O2 ndashgt 4CO2 + 5H2O

Untuk reaksi sempurna dengan udaraC4H10 + (O2 + 376 N2) ndashgt CO2 + H20 + 376N2PenyetaraanC4H10 + 132(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)376N2

Reaksi juga bisa melibatkan bentuk tidak sempurna misal memerlukan 200 udaraC4H10 + 13(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)O2 + (132)376N2

Pembakaran ini pun bisa melibatkan beberapa fraksi karena elpiji biasanya tidak murni hanya bahan bakar butana

2 ThermometerTermometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur suhuCara kerja thermometerKetika temperature naik cairan dibola tabung mengembang lebih banyak daripada gelas yang menutupinya Hasilnya benang cairan yang tipis dipaksa ke atas secara kapiler Sebaliknya ketika temperature turun cairan mengerut dan cairan yang tipis ditabung bergerak kembali turun Gerakan ujung cairan tipis yang dinamakan meniscus dibaca terhadap skala yang menunjukkan temperatureZat untuk thermometer haruslah zat cair dengan sifat termometrik artinya mengalami perubahan fisis pada saat dipanaskan atau didinginkan misalnya raksa dan alkohol Zat cai tersebut memiliki dua titik tetap (fixed points) yaitu titik tertinggi dan titik terendah Misalnya titik didih air dan titik lebur es untuk suhu yang tidak terlalu tinggi Setelah itu pembagian dilakukan diantara kedua titik tetap menjadi bagian-bagian yang sama besar misalnya thermometer skala celcius dengan 100 bagian yang setiap bagiannya sebesar 1C

3 Pembakaran Batu BaraBatubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi

CaCO3(s) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + CO2(g)

Ca(OH)2(aq) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + H2O( 1048641)Namun biaya operasional desulfurisasi dan pembuangan deposit padatan kembali menjadi masalah baru Untuk meningkatkan nilai dari batubara dan menghilangkan pencemar SO2 dilakukan rekayasa batubara seperti gasifikasi dan reaksi karbon-uap Pada gasifikasi molekul-molekul besar dalam batubara dipecah melalui pemanasan pada suhu tinggi (600degC ndash 800degC) sehingga dihasilkan bahan bakar berupa gas Reaksinya adalah sebagai berikutBatubara(s) batubara cair (mudah menguap) CH4(g) + C(s)Arang yang terbentuk direaksikan dengan uap air menghasilkan campuran gas CO dan H2 yang disebut gas sintetik ReaksinyaC(s) + H2O() CO(g) + H2(g) ΔH = 175 kJ molndash1Untuk meningkatkan nilai gas sintetik gas CO diubah menjadi bahan bakar lain Misalnya gas CO direaksikan dengan uap air menjadi CO2 dan H2 ReaksinyaCO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH = ndash41 kJ molndash1Gas CO2 yang dihasilkan selanjutnya dipisahkan Campuran gas COdan H2 yang telah diperkaya akan bereaksi membentuk metana dan uapair Reaksinya

CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1

Setelah H2O diuapkan akan diperoleh CH4 yang disebut gas alam sintetik Dengan demikian batubara dapat diubah menjadi metana melalui proses pemisahan batubara cair

C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Berdasarkan perpindahan energinya atau perubahan entalpinya ada dua jenis reaksi

1) Reaksi eksoterm yaitu reaksi yang membebaskan kalor kalor mengalir dari sistem ke lingkungan (terjadi penurunan entalpi) entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Pada reaksi eksoterm umumnya suhu sistem menjadi naik adanya kenaikan suhu inilah yang menyebabkan sistem melepas kalor ke lingkunganReaksi eksoterm DH = HP - HR lt 0 atau DH = (-)

2) Reaksi Endoterm yaitu reaksi yang memerlukan kalor kalor mengalir dari lingkungan ke sistem (terjadi kenaikan entalpi) entalpi produk lebih besar daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda positif Pada reaksi endoterm umumnya suhu sistem terjadi penurunan adanya penurunan suhu inilah yang menyebabkan sistem menyerap kalor dari lingkungan

Reaksi endoterm DH = HP - HR gt 0 atau DH = (+)

D Hukum Dalam Termokimia

Dalam mempelajari reaksi kimia dan energi kita perlu memahami hukum-hukum yang mendasari tentang perubahan dan energi

a Hukum kekekalan energyDalam perubahan kimia atau fisika energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentu lainnya Hukum ini merupakan hukum termodinamika pertama dan menjadi dasar pengembangan hukum tentang energi selanjutnya seperti konversi energi

b Hukum LaplaceHukum ini diajukan oleh Marquis de Laplace dan dia menyatakan bahwa jumlah kalor yang dilepaskan dalam pembentukan sebuah senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menguraikan senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnyaPanjabaran dari hukum ini untuk entalphi reaksi H dan kalor reaksiΔC + O2 rarr CO2 H = -94 KkalΔCO2 rarr C + O2 H = +94 KkalΔSedangkan untuk kalor reaksiC + O2 rarr CO2 -94 KkalCO2 rarr C + O2 +94 KkalUntuk reaksi pertama unsur C bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan karbondioksida dan kalor sebesar 94 Kkal Sedangkan reaksi kedua karbondioksida terurai menjadi unsur C dan gas oksigen dengan membutuhkan kalor sebesar 94 KkalDari sisi tanda tampak jelas perbedaan antara entalphi reaksi dengan kalor reaksi jika entalphi bernilai positif maka kalor reaksi bernilai negatif demikian pula sebaliknya jika entalphi negatif maka kalor reaksi positif

c Hukum HessHukum ini diajukan oleh Germain Hess dia menyatakan bahwa entalphi reaksi ( H)Δ hanya tergantung pada keadaan awal reaksi dan hasil reaksi dan tidak bergantung pada jalannya reaksi

Jika suatu reaksi merupakan penjumlahan aljabar dari dua atau lebih reaksi maka perubahan entalphi ( H) atau kalor reaksinya juga merupakan penjumlahanΔ aljabar dari ( H) yang menyertai reaksi Untuk lebih mudah memahaminya kitaΔ perhatikan Bagan 1017

Berdasarkan persamaan reaksi gas karbon dioksida dapat terbentuk melalui dua tahap yang pertama pembentukan karbonmonoksida dari unsur-unsurnya dan dilanjutkan dengan oksidasi dari karbonmonoksida menjadi karbondioksida

Penjumlahan aljabar HΔ reaksi dari setiap tahap reaksi juga dilakukan sesuai dengan tahap reaksi maka HΔ reaksi dari pembentukan gas Karbon dioksida juga dapat dilakukanBerdasarkan berbagai jenis reaksi maka kita juga dapat mengembangkan jenis kalor reaksi atau H yang disesuaikan dengan jenis reaksinya ada empat jenis kalor reaksiΔ yaitu kalor reaksi pembentukan penguraian pembakaran dan pelarutan Keempat klasifikasi tersebut disederhanakan dalam bagan pada Bagan 1018

E Energi IkatanPada dasarnya reaksi kimia terdiri dari dua proses yaitu pemutusan ikatan

antar atom-atom dari senyawa yang bereaksi (proses yang memerlukan energi) dan penggabungan ikatan kembali dari atom-atom yang terlibat reaksi sehingga membentuk susunan baru (proses yang membebaskan energi)

Perubahan entalpi reaksi dapat dihitung dengan menggunakan data energi ikatan Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan oleh satu molekul gas menjadi atom-atom dalam keadaan gas Harga energi ikatan selalu positif dengan satuan kJ atau kkal serta diukur pada kondisi zat-zat berwujud gas

Entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga energi ikatan rata-rata sering berbeda dari entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga entalpi pembentukan standar Perbedaan ini terjadi karena energi ikatan yang terdapat dalam suatu tabel adalah energi ikatan rata-rata Energi ikatan C ndash H dalam contoh di atas bukan ikatan C ndash H dalam CH4 melainkan energi ikatan rata-rata C ndash H CH4(g) CH3(g) + H(g) H = +424 kJmolCH3(g) CH2(g) + H(g) H = +480 kJmolCH2(g) CH(g) + H(g) H = +425 kJmolCH(g) C(g) + H(g) H = +335 kJmolJadi energi ikatan rata-rata dari ikatan C ndash H adalah 416 kJmol Sedangkan energiikatan C ndash H yang dipakai di atas adalah +413 kJmol

Bahan Bakar dan Perubahan Entalpi Reaksi pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen Biasanya reaksi semacam ini digunakan untuk menghasilkan energi Bahan bakar adalah merupakan suatu senyawa yang bila dilakukan pembakaran terhadapnya dihasilkan kalor yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan

Jenis bahan bakar yang banyak kita kenal adalah bahan bakar fosil Bahan bakar fosil berasal dari pelapukan sisa organisme baik tumbuhan maupun hewan yang memerlukan waktu ribuan sampai jutaan tahun contohnya minyak bumi dan batu bara

Namun selain bahan bakar fosil dewasa ini telah dikembangkan pula bahan bakar jenis lain misalnya alkohol dan hidrogen Hidrogen cair dengan oksigen cair bersama-sama telah digunakan pada pesawat ulang-alik sebagai bahan bakar roket

pendorongnya Pembakaran hidrogen tidak memberi dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air

Matahari adalah umber energi terbesar di bumi tetapi penggunaan energi surya belum komersial Dewasa ini penggunaan energi surya yang komersial adalah untuk pemanas air rumah tangga (solar water heater) Nilai kalor dari bahan bakar umumnya dinyatakan dalam satuan kJgram yang menyatakan berapa kJ kalor yang dapat dihasilkan dari pembakaran 1 gram bahan bakar tersebut Contoh nilai kalor bahan bakar bensin adalah 48 kJg artinya setiap pembakaran sempurna 1 gram bensin akan dihasilkan kalor sebesar 48 kJ Pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan atau dalam industri umumnya tidak terbakar sempurna Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon (bahan bakar fosil) membentuk karbon dioksida dan uap air

Sedangkan pembakaran tidak sempurnanya menghasilkan karbon monoksida dan uap air Pembakaran tak sempurna mengurangi efisiensi bahan bakar kalor yang dihasilkan akan lebih sedikit dibandingkan apabila zat itu terbakar sempurna Kerugian lainnya adalah dihasilkannya gas karbon monoksida (CO) yang bersifat racun

BAB IIIPENUTUP

A KesimpulanSingkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar

yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup Reaksi endoterm Hukum dalam termokimia Energi ikatan dan arah proses merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Didalam termokimia ada istilah sistem dan lingkungan Sistem yang dimaksud adalah bagian dari alam yang dipelajari atau yang manjadi pokok perhatian dalam termokimia yang dipelajari yaitu perubahan energinya Sedangkan lingkungan yang dimaksud adalah segala sesuatu di luar sistem dengan apa sistem melakukan dan mengadakan pertukaran energi Energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha Energi hanya dapat diubah bentuknya dari bentuk yang satu dengan yang lainnya Misalnya pada pembangkit tenaga uap perubahan energi dimulai dari energi panas yang terbentuk di

boiler berubah menjadi energi mekanik pada turbin dan energi mekanik diubah menjadi energi listrik pada generator

TUGAS PENDAHULUAN (TERMOKIMIA)

1 Apa yang dimaksud dengan kalor kalorimeter dan kalorimetri 2 Sebutkan dan Jelaskan fungsi setiap alat dan bahan dalam percobaan termokimia 3 Gambarkan rangkaian alat kalorimeter smenarik mungkin dan berikan keterangan 4 Tuliskan hukum termodinamika dan jelaskan hubungannya antara rekasi eksoterm dan reaksi

endoterm 5 Perhitungkan secara teoritis (data setiap parameter yang anda cari direferensi) kalor reaksi

penetralan HCl dan NaOH 6

Nb Margin 4 3 3 3Sampul Pink Tulis TanganSiapkan MSDS dan Bagan Kerja (Print)

• Termokimia
• BAB I PENDAHULUAN
• • A Latar Belakang Masalah
  • Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan
  • B Tujuan Penulisan
  • C Manfaat Penulisan
  • • BAB II ISI
    • • A Manfaat Termokimia
      • • B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari
        • 1 Gas Elpiji
        • Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara
        • 3 Pembakaran Batu Bara
        • Batubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi
        • CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1
        • C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Termokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energi panas dan energi kimia Sedangkan energi kimia didefinisikan sebagai energi yang dikandung setiap unsur atau senyawa Energi kimia yang terkandung dalam suatu zat adalah semacam energi potensial zat tersebut Energi potensial kimia yang terkandung dalam suatu zat disebut panas dalam atau entalpi dan dinyatakan dengan simbol H Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi Perubahan entalpi reaksi diberi simbol HΔ

Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika disebut termokimia Secara operasional termokimia berkaitan dengan pengukuran dan pernafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia perubahan keadaan dan pembentukan larutan

Termokimia merupakan pengetahuan dasar yang perlu diberikan atau yang dapat diperoleh dari reaksi-reaksi kimia tetapi juga perlu sebagai pengetahuan dasar untuk pengkajian teori ikatan kimia dan struktur kimia Fokus bahasan dalam termokimia adalah tentang jumlah kalor yang dapat dihasilkan oleh sejumlah tertentu pereaksi serta cara pengukuran kalor reaksi

Termokimia merupakan penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi kimia

Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan

Dengan kajian-kajian yang dilakukan mengenai pengaplikasian termokimia dalam kehidupan sehari-hari Dan untuk menguraikan permasalahan tersebut lebih detail lagi penulis mencoba membuat makalah yang isinya membahas tentang ldquoAplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-harirdquo

B Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dibiatkannya makalah ini adalah sebagai berikut

1) Dapat menjelaskan manfaat termokimia2) Mengetahui proses termokimia dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari3) Memahami materi-materi yang terkait dengan termokimia4) Memahami tentang termokimia lebih mendalam

C Manfaat Penulisan

Penulisan makalah ini memiliki manfaat sebagai berikut

1) Manfaat UmumMakalah hasil pengkajian penulis ini dapat menunjang materi pembelajaran

dan dapat dijadikan bahan baku referensi pembelajaran2) Manfaat Khusus

Penulis dapat menambah wawasan dan pengetahuan penulis serta dapat melatih penulis untuk memiliki rasa ingin tahu yang tinggi dan lebih telaten dalam mencari dan mengumpulkan sumber dan informasi selama melakukan pengkajian

3) Manfaat untuk penulis yang akan datingMakalah hasil pengkajian sebelumnya dapat dijadikan bahan referensi

sumber untuk pembuatan makalah selanjutnya dan dapat memberi gambaran dalam pengkajian yang akan dilakukannya

BAB IIISI

A Manfaat Termokimia

Manfaat positif dari termokimia yaitu

a) Dapat mempelajari suatu bentuk energi yang dibutuhkan oleh manusia untuk bergerak dalam bentuk energi kinetik dan tambahan-tambahan dalam melakukan proses fotosintesis yang membutuhkan eergi dari sinar matahari

b) Dapat mempelajari suatu sistem atau bagian alam semasta yang menjadi objek penelitian serta lingkungan atau bagian alam semesta yang berinteraksi dengan satu sistem

B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari1 Gas Elpiji

Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara

C4H10 + Udara ndashgt CO2 + H20 + N2Untuk mempermudah udara sepenuhnya bergantung dari oksigenC4H10 + (132)O2 ndashgt 4CO2 + 5H2O

Untuk reaksi sempurna dengan udaraC4H10 + (O2 + 376 N2) ndashgt CO2 + H20 + 376N2PenyetaraanC4H10 + 132(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)376N2

Reaksi juga bisa melibatkan bentuk tidak sempurna misal memerlukan 200 udaraC4H10 + 13(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)O2 + (132)376N2

Pembakaran ini pun bisa melibatkan beberapa fraksi karena elpiji biasanya tidak murni hanya bahan bakar butana

2 ThermometerTermometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur suhuCara kerja thermometerKetika temperature naik cairan dibola tabung mengembang lebih banyak daripada gelas yang menutupinya Hasilnya benang cairan yang tipis dipaksa ke atas secara kapiler Sebaliknya ketika temperature turun cairan mengerut dan cairan yang tipis ditabung bergerak kembali turun Gerakan ujung cairan tipis yang dinamakan meniscus dibaca terhadap skala yang menunjukkan temperatureZat untuk thermometer haruslah zat cair dengan sifat termometrik artinya mengalami perubahan fisis pada saat dipanaskan atau didinginkan misalnya raksa dan alkohol Zat cai tersebut memiliki dua titik tetap (fixed points) yaitu titik tertinggi dan titik terendah Misalnya titik didih air dan titik lebur es untuk suhu yang tidak terlalu tinggi Setelah itu pembagian dilakukan diantara kedua titik tetap menjadi bagian-bagian yang sama besar misalnya thermometer skala celcius dengan 100 bagian yang setiap bagiannya sebesar 1C

3 Pembakaran Batu BaraBatubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi

CaCO3(s) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + CO2(g)

Ca(OH)2(aq) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + H2O( 1048641)Namun biaya operasional desulfurisasi dan pembuangan deposit padatan kembali menjadi masalah baru Untuk meningkatkan nilai dari batubara dan menghilangkan pencemar SO2 dilakukan rekayasa batubara seperti gasifikasi dan reaksi karbon-uap Pada gasifikasi molekul-molekul besar dalam batubara dipecah melalui pemanasan pada suhu tinggi (600degC ndash 800degC) sehingga dihasilkan bahan bakar berupa gas Reaksinya adalah sebagai berikutBatubara(s) batubara cair (mudah menguap) CH4(g) + C(s)Arang yang terbentuk direaksikan dengan uap air menghasilkan campuran gas CO dan H2 yang disebut gas sintetik ReaksinyaC(s) + H2O() CO(g) + H2(g) ΔH = 175 kJ molndash1Untuk meningkatkan nilai gas sintetik gas CO diubah menjadi bahan bakar lain Misalnya gas CO direaksikan dengan uap air menjadi CO2 dan H2 ReaksinyaCO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH = ndash41 kJ molndash1Gas CO2 yang dihasilkan selanjutnya dipisahkan Campuran gas COdan H2 yang telah diperkaya akan bereaksi membentuk metana dan uapair Reaksinya

CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1

Setelah H2O diuapkan akan diperoleh CH4 yang disebut gas alam sintetik Dengan demikian batubara dapat diubah menjadi metana melalui proses pemisahan batubara cair

C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Berdasarkan perpindahan energinya atau perubahan entalpinya ada dua jenis reaksi

1) Reaksi eksoterm yaitu reaksi yang membebaskan kalor kalor mengalir dari sistem ke lingkungan (terjadi penurunan entalpi) entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Pada reaksi eksoterm umumnya suhu sistem menjadi naik adanya kenaikan suhu inilah yang menyebabkan sistem melepas kalor ke lingkunganReaksi eksoterm DH = HP - HR lt 0 atau DH = (-)

2) Reaksi Endoterm yaitu reaksi yang memerlukan kalor kalor mengalir dari lingkungan ke sistem (terjadi kenaikan entalpi) entalpi produk lebih besar daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda positif Pada reaksi endoterm umumnya suhu sistem terjadi penurunan adanya penurunan suhu inilah yang menyebabkan sistem menyerap kalor dari lingkungan

Reaksi endoterm DH = HP - HR gt 0 atau DH = (+)

D Hukum Dalam Termokimia

Dalam mempelajari reaksi kimia dan energi kita perlu memahami hukum-hukum yang mendasari tentang perubahan dan energi

a Hukum kekekalan energyDalam perubahan kimia atau fisika energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentu lainnya Hukum ini merupakan hukum termodinamika pertama dan menjadi dasar pengembangan hukum tentang energi selanjutnya seperti konversi energi

b Hukum LaplaceHukum ini diajukan oleh Marquis de Laplace dan dia menyatakan bahwa jumlah kalor yang dilepaskan dalam pembentukan sebuah senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menguraikan senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnyaPanjabaran dari hukum ini untuk entalphi reaksi H dan kalor reaksiΔC + O2 rarr CO2 H = -94 KkalΔCO2 rarr C + O2 H = +94 KkalΔSedangkan untuk kalor reaksiC + O2 rarr CO2 -94 KkalCO2 rarr C + O2 +94 KkalUntuk reaksi pertama unsur C bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan karbondioksida dan kalor sebesar 94 Kkal Sedangkan reaksi kedua karbondioksida terurai menjadi unsur C dan gas oksigen dengan membutuhkan kalor sebesar 94 KkalDari sisi tanda tampak jelas perbedaan antara entalphi reaksi dengan kalor reaksi jika entalphi bernilai positif maka kalor reaksi bernilai negatif demikian pula sebaliknya jika entalphi negatif maka kalor reaksi positif

c Hukum HessHukum ini diajukan oleh Germain Hess dia menyatakan bahwa entalphi reaksi ( H)Δ hanya tergantung pada keadaan awal reaksi dan hasil reaksi dan tidak bergantung pada jalannya reaksi

Jika suatu reaksi merupakan penjumlahan aljabar dari dua atau lebih reaksi maka perubahan entalphi ( H) atau kalor reaksinya juga merupakan penjumlahanΔ aljabar dari ( H) yang menyertai reaksi Untuk lebih mudah memahaminya kitaΔ perhatikan Bagan 1017

Berdasarkan persamaan reaksi gas karbon dioksida dapat terbentuk melalui dua tahap yang pertama pembentukan karbonmonoksida dari unsur-unsurnya dan dilanjutkan dengan oksidasi dari karbonmonoksida menjadi karbondioksida

Penjumlahan aljabar HΔ reaksi dari setiap tahap reaksi juga dilakukan sesuai dengan tahap reaksi maka HΔ reaksi dari pembentukan gas Karbon dioksida juga dapat dilakukanBerdasarkan berbagai jenis reaksi maka kita juga dapat mengembangkan jenis kalor reaksi atau H yang disesuaikan dengan jenis reaksinya ada empat jenis kalor reaksiΔ yaitu kalor reaksi pembentukan penguraian pembakaran dan pelarutan Keempat klasifikasi tersebut disederhanakan dalam bagan pada Bagan 1018

E Energi IkatanPada dasarnya reaksi kimia terdiri dari dua proses yaitu pemutusan ikatan

antar atom-atom dari senyawa yang bereaksi (proses yang memerlukan energi) dan penggabungan ikatan kembali dari atom-atom yang terlibat reaksi sehingga membentuk susunan baru (proses yang membebaskan energi)

Perubahan entalpi reaksi dapat dihitung dengan menggunakan data energi ikatan Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan oleh satu molekul gas menjadi atom-atom dalam keadaan gas Harga energi ikatan selalu positif dengan satuan kJ atau kkal serta diukur pada kondisi zat-zat berwujud gas

Entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga energi ikatan rata-rata sering berbeda dari entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga entalpi pembentukan standar Perbedaan ini terjadi karena energi ikatan yang terdapat dalam suatu tabel adalah energi ikatan rata-rata Energi ikatan C ndash H dalam contoh di atas bukan ikatan C ndash H dalam CH4 melainkan energi ikatan rata-rata C ndash H CH4(g) CH3(g) + H(g) H = +424 kJmolCH3(g) CH2(g) + H(g) H = +480 kJmolCH2(g) CH(g) + H(g) H = +425 kJmolCH(g) C(g) + H(g) H = +335 kJmolJadi energi ikatan rata-rata dari ikatan C ndash H adalah 416 kJmol Sedangkan energiikatan C ndash H yang dipakai di atas adalah +413 kJmol

Bahan Bakar dan Perubahan Entalpi Reaksi pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen Biasanya reaksi semacam ini digunakan untuk menghasilkan energi Bahan bakar adalah merupakan suatu senyawa yang bila dilakukan pembakaran terhadapnya dihasilkan kalor yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan

Jenis bahan bakar yang banyak kita kenal adalah bahan bakar fosil Bahan bakar fosil berasal dari pelapukan sisa organisme baik tumbuhan maupun hewan yang memerlukan waktu ribuan sampai jutaan tahun contohnya minyak bumi dan batu bara

Namun selain bahan bakar fosil dewasa ini telah dikembangkan pula bahan bakar jenis lain misalnya alkohol dan hidrogen Hidrogen cair dengan oksigen cair bersama-sama telah digunakan pada pesawat ulang-alik sebagai bahan bakar roket

pendorongnya Pembakaran hidrogen tidak memberi dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air

Matahari adalah umber energi terbesar di bumi tetapi penggunaan energi surya belum komersial Dewasa ini penggunaan energi surya yang komersial adalah untuk pemanas air rumah tangga (solar water heater) Nilai kalor dari bahan bakar umumnya dinyatakan dalam satuan kJgram yang menyatakan berapa kJ kalor yang dapat dihasilkan dari pembakaran 1 gram bahan bakar tersebut Contoh nilai kalor bahan bakar bensin adalah 48 kJg artinya setiap pembakaran sempurna 1 gram bensin akan dihasilkan kalor sebesar 48 kJ Pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan atau dalam industri umumnya tidak terbakar sempurna Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon (bahan bakar fosil) membentuk karbon dioksida dan uap air

Sedangkan pembakaran tidak sempurnanya menghasilkan karbon monoksida dan uap air Pembakaran tak sempurna mengurangi efisiensi bahan bakar kalor yang dihasilkan akan lebih sedikit dibandingkan apabila zat itu terbakar sempurna Kerugian lainnya adalah dihasilkannya gas karbon monoksida (CO) yang bersifat racun

BAB IIIPENUTUP

A KesimpulanSingkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar

yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup Reaksi endoterm Hukum dalam termokimia Energi ikatan dan arah proses merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Didalam termokimia ada istilah sistem dan lingkungan Sistem yang dimaksud adalah bagian dari alam yang dipelajari atau yang manjadi pokok perhatian dalam termokimia yang dipelajari yaitu perubahan energinya Sedangkan lingkungan yang dimaksud adalah segala sesuatu di luar sistem dengan apa sistem melakukan dan mengadakan pertukaran energi Energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha Energi hanya dapat diubah bentuknya dari bentuk yang satu dengan yang lainnya Misalnya pada pembangkit tenaga uap perubahan energi dimulai dari energi panas yang terbentuk di

boiler berubah menjadi energi mekanik pada turbin dan energi mekanik diubah menjadi energi listrik pada generator

TUGAS PENDAHULUAN (TERMOKIMIA)

1 Apa yang dimaksud dengan kalor kalorimeter dan kalorimetri 2 Sebutkan dan Jelaskan fungsi setiap alat dan bahan dalam percobaan termokimia 3 Gambarkan rangkaian alat kalorimeter smenarik mungkin dan berikan keterangan 4 Tuliskan hukum termodinamika dan jelaskan hubungannya antara rekasi eksoterm dan reaksi

endoterm 5 Perhitungkan secara teoritis (data setiap parameter yang anda cari direferensi) kalor reaksi

penetralan HCl dan NaOH 6

Nb Margin 4 3 3 3Sampul Pink Tulis TanganSiapkan MSDS dan Bagan Kerja (Print)

• Termokimia
• BAB I PENDAHULUAN
• • A Latar Belakang Masalah
  • Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan
  • B Tujuan Penulisan
  • C Manfaat Penulisan
  • • BAB II ISI
    • • A Manfaat Termokimia
      • • B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari
        • 1 Gas Elpiji
        • Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara
        • 3 Pembakaran Batu Bara
        • Batubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi
        • CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1
        • C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

1) Dapat menjelaskan manfaat termokimia2) Mengetahui proses termokimia dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari3) Memahami materi-materi yang terkait dengan termokimia4) Memahami tentang termokimia lebih mendalam

C Manfaat Penulisan

Penulisan makalah ini memiliki manfaat sebagai berikut

1) Manfaat UmumMakalah hasil pengkajian penulis ini dapat menunjang materi pembelajaran

dan dapat dijadikan bahan baku referensi pembelajaran2) Manfaat Khusus

Penulis dapat menambah wawasan dan pengetahuan penulis serta dapat melatih penulis untuk memiliki rasa ingin tahu yang tinggi dan lebih telaten dalam mencari dan mengumpulkan sumber dan informasi selama melakukan pengkajian

3) Manfaat untuk penulis yang akan datingMakalah hasil pengkajian sebelumnya dapat dijadikan bahan referensi

sumber untuk pembuatan makalah selanjutnya dan dapat memberi gambaran dalam pengkajian yang akan dilakukannya

BAB IIISI

A Manfaat Termokimia

Manfaat positif dari termokimia yaitu

a) Dapat mempelajari suatu bentuk energi yang dibutuhkan oleh manusia untuk bergerak dalam bentuk energi kinetik dan tambahan-tambahan dalam melakukan proses fotosintesis yang membutuhkan eergi dari sinar matahari

b) Dapat mempelajari suatu sistem atau bagian alam semasta yang menjadi objek penelitian serta lingkungan atau bagian alam semesta yang berinteraksi dengan satu sistem

B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari1 Gas Elpiji

Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara

C4H10 + Udara ndashgt CO2 + H20 + N2Untuk mempermudah udara sepenuhnya bergantung dari oksigenC4H10 + (132)O2 ndashgt 4CO2 + 5H2O

Untuk reaksi sempurna dengan udaraC4H10 + (O2 + 376 N2) ndashgt CO2 + H20 + 376N2PenyetaraanC4H10 + 132(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)376N2

Reaksi juga bisa melibatkan bentuk tidak sempurna misal memerlukan 200 udaraC4H10 + 13(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)O2 + (132)376N2

Pembakaran ini pun bisa melibatkan beberapa fraksi karena elpiji biasanya tidak murni hanya bahan bakar butana

2 ThermometerTermometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur suhuCara kerja thermometerKetika temperature naik cairan dibola tabung mengembang lebih banyak daripada gelas yang menutupinya Hasilnya benang cairan yang tipis dipaksa ke atas secara kapiler Sebaliknya ketika temperature turun cairan mengerut dan cairan yang tipis ditabung bergerak kembali turun Gerakan ujung cairan tipis yang dinamakan meniscus dibaca terhadap skala yang menunjukkan temperatureZat untuk thermometer haruslah zat cair dengan sifat termometrik artinya mengalami perubahan fisis pada saat dipanaskan atau didinginkan misalnya raksa dan alkohol Zat cai tersebut memiliki dua titik tetap (fixed points) yaitu titik tertinggi dan titik terendah Misalnya titik didih air dan titik lebur es untuk suhu yang tidak terlalu tinggi Setelah itu pembagian dilakukan diantara kedua titik tetap menjadi bagian-bagian yang sama besar misalnya thermometer skala celcius dengan 100 bagian yang setiap bagiannya sebesar 1C

3 Pembakaran Batu BaraBatubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi

CaCO3(s) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + CO2(g)

Ca(OH)2(aq) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + H2O( 1048641)Namun biaya operasional desulfurisasi dan pembuangan deposit padatan kembali menjadi masalah baru Untuk meningkatkan nilai dari batubara dan menghilangkan pencemar SO2 dilakukan rekayasa batubara seperti gasifikasi dan reaksi karbon-uap Pada gasifikasi molekul-molekul besar dalam batubara dipecah melalui pemanasan pada suhu tinggi (600degC ndash 800degC) sehingga dihasilkan bahan bakar berupa gas Reaksinya adalah sebagai berikutBatubara(s) batubara cair (mudah menguap) CH4(g) + C(s)Arang yang terbentuk direaksikan dengan uap air menghasilkan campuran gas CO dan H2 yang disebut gas sintetik ReaksinyaC(s) + H2O() CO(g) + H2(g) ΔH = 175 kJ molndash1Untuk meningkatkan nilai gas sintetik gas CO diubah menjadi bahan bakar lain Misalnya gas CO direaksikan dengan uap air menjadi CO2 dan H2 ReaksinyaCO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH = ndash41 kJ molndash1Gas CO2 yang dihasilkan selanjutnya dipisahkan Campuran gas COdan H2 yang telah diperkaya akan bereaksi membentuk metana dan uapair Reaksinya

CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1

Setelah H2O diuapkan akan diperoleh CH4 yang disebut gas alam sintetik Dengan demikian batubara dapat diubah menjadi metana melalui proses pemisahan batubara cair

C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Berdasarkan perpindahan energinya atau perubahan entalpinya ada dua jenis reaksi

1) Reaksi eksoterm yaitu reaksi yang membebaskan kalor kalor mengalir dari sistem ke lingkungan (terjadi penurunan entalpi) entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Pada reaksi eksoterm umumnya suhu sistem menjadi naik adanya kenaikan suhu inilah yang menyebabkan sistem melepas kalor ke lingkunganReaksi eksoterm DH = HP - HR lt 0 atau DH = (-)

2) Reaksi Endoterm yaitu reaksi yang memerlukan kalor kalor mengalir dari lingkungan ke sistem (terjadi kenaikan entalpi) entalpi produk lebih besar daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda positif Pada reaksi endoterm umumnya suhu sistem terjadi penurunan adanya penurunan suhu inilah yang menyebabkan sistem menyerap kalor dari lingkungan

Reaksi endoterm DH = HP - HR gt 0 atau DH = (+)

D Hukum Dalam Termokimia

Dalam mempelajari reaksi kimia dan energi kita perlu memahami hukum-hukum yang mendasari tentang perubahan dan energi

a Hukum kekekalan energyDalam perubahan kimia atau fisika energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentu lainnya Hukum ini merupakan hukum termodinamika pertama dan menjadi dasar pengembangan hukum tentang energi selanjutnya seperti konversi energi

b Hukum LaplaceHukum ini diajukan oleh Marquis de Laplace dan dia menyatakan bahwa jumlah kalor yang dilepaskan dalam pembentukan sebuah senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menguraikan senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnyaPanjabaran dari hukum ini untuk entalphi reaksi H dan kalor reaksiΔC + O2 rarr CO2 H = -94 KkalΔCO2 rarr C + O2 H = +94 KkalΔSedangkan untuk kalor reaksiC + O2 rarr CO2 -94 KkalCO2 rarr C + O2 +94 KkalUntuk reaksi pertama unsur C bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan karbondioksida dan kalor sebesar 94 Kkal Sedangkan reaksi kedua karbondioksida terurai menjadi unsur C dan gas oksigen dengan membutuhkan kalor sebesar 94 KkalDari sisi tanda tampak jelas perbedaan antara entalphi reaksi dengan kalor reaksi jika entalphi bernilai positif maka kalor reaksi bernilai negatif demikian pula sebaliknya jika entalphi negatif maka kalor reaksi positif

c Hukum HessHukum ini diajukan oleh Germain Hess dia menyatakan bahwa entalphi reaksi ( H)Δ hanya tergantung pada keadaan awal reaksi dan hasil reaksi dan tidak bergantung pada jalannya reaksi

Jika suatu reaksi merupakan penjumlahan aljabar dari dua atau lebih reaksi maka perubahan entalphi ( H) atau kalor reaksinya juga merupakan penjumlahanΔ aljabar dari ( H) yang menyertai reaksi Untuk lebih mudah memahaminya kitaΔ perhatikan Bagan 1017

Berdasarkan persamaan reaksi gas karbon dioksida dapat terbentuk melalui dua tahap yang pertama pembentukan karbonmonoksida dari unsur-unsurnya dan dilanjutkan dengan oksidasi dari karbonmonoksida menjadi karbondioksida

Penjumlahan aljabar HΔ reaksi dari setiap tahap reaksi juga dilakukan sesuai dengan tahap reaksi maka HΔ reaksi dari pembentukan gas Karbon dioksida juga dapat dilakukanBerdasarkan berbagai jenis reaksi maka kita juga dapat mengembangkan jenis kalor reaksi atau H yang disesuaikan dengan jenis reaksinya ada empat jenis kalor reaksiΔ yaitu kalor reaksi pembentukan penguraian pembakaran dan pelarutan Keempat klasifikasi tersebut disederhanakan dalam bagan pada Bagan 1018

E Energi IkatanPada dasarnya reaksi kimia terdiri dari dua proses yaitu pemutusan ikatan

antar atom-atom dari senyawa yang bereaksi (proses yang memerlukan energi) dan penggabungan ikatan kembali dari atom-atom yang terlibat reaksi sehingga membentuk susunan baru (proses yang membebaskan energi)

Perubahan entalpi reaksi dapat dihitung dengan menggunakan data energi ikatan Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan oleh satu molekul gas menjadi atom-atom dalam keadaan gas Harga energi ikatan selalu positif dengan satuan kJ atau kkal serta diukur pada kondisi zat-zat berwujud gas

Entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga energi ikatan rata-rata sering berbeda dari entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga entalpi pembentukan standar Perbedaan ini terjadi karena energi ikatan yang terdapat dalam suatu tabel adalah energi ikatan rata-rata Energi ikatan C ndash H dalam contoh di atas bukan ikatan C ndash H dalam CH4 melainkan energi ikatan rata-rata C ndash H CH4(g) CH3(g) + H(g) H = +424 kJmolCH3(g) CH2(g) + H(g) H = +480 kJmolCH2(g) CH(g) + H(g) H = +425 kJmolCH(g) C(g) + H(g) H = +335 kJmolJadi energi ikatan rata-rata dari ikatan C ndash H adalah 416 kJmol Sedangkan energiikatan C ndash H yang dipakai di atas adalah +413 kJmol

Bahan Bakar dan Perubahan Entalpi Reaksi pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen Biasanya reaksi semacam ini digunakan untuk menghasilkan energi Bahan bakar adalah merupakan suatu senyawa yang bila dilakukan pembakaran terhadapnya dihasilkan kalor yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan

Jenis bahan bakar yang banyak kita kenal adalah bahan bakar fosil Bahan bakar fosil berasal dari pelapukan sisa organisme baik tumbuhan maupun hewan yang memerlukan waktu ribuan sampai jutaan tahun contohnya minyak bumi dan batu bara

Namun selain bahan bakar fosil dewasa ini telah dikembangkan pula bahan bakar jenis lain misalnya alkohol dan hidrogen Hidrogen cair dengan oksigen cair bersama-sama telah digunakan pada pesawat ulang-alik sebagai bahan bakar roket

pendorongnya Pembakaran hidrogen tidak memberi dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air

Matahari adalah umber energi terbesar di bumi tetapi penggunaan energi surya belum komersial Dewasa ini penggunaan energi surya yang komersial adalah untuk pemanas air rumah tangga (solar water heater) Nilai kalor dari bahan bakar umumnya dinyatakan dalam satuan kJgram yang menyatakan berapa kJ kalor yang dapat dihasilkan dari pembakaran 1 gram bahan bakar tersebut Contoh nilai kalor bahan bakar bensin adalah 48 kJg artinya setiap pembakaran sempurna 1 gram bensin akan dihasilkan kalor sebesar 48 kJ Pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan atau dalam industri umumnya tidak terbakar sempurna Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon (bahan bakar fosil) membentuk karbon dioksida dan uap air

Sedangkan pembakaran tidak sempurnanya menghasilkan karbon monoksida dan uap air Pembakaran tak sempurna mengurangi efisiensi bahan bakar kalor yang dihasilkan akan lebih sedikit dibandingkan apabila zat itu terbakar sempurna Kerugian lainnya adalah dihasilkannya gas karbon monoksida (CO) yang bersifat racun

BAB IIIPENUTUP

A KesimpulanSingkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar

yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup Reaksi endoterm Hukum dalam termokimia Energi ikatan dan arah proses merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Didalam termokimia ada istilah sistem dan lingkungan Sistem yang dimaksud adalah bagian dari alam yang dipelajari atau yang manjadi pokok perhatian dalam termokimia yang dipelajari yaitu perubahan energinya Sedangkan lingkungan yang dimaksud adalah segala sesuatu di luar sistem dengan apa sistem melakukan dan mengadakan pertukaran energi Energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha Energi hanya dapat diubah bentuknya dari bentuk yang satu dengan yang lainnya Misalnya pada pembangkit tenaga uap perubahan energi dimulai dari energi panas yang terbentuk di

boiler berubah menjadi energi mekanik pada turbin dan energi mekanik diubah menjadi energi listrik pada generator

TUGAS PENDAHULUAN (TERMOKIMIA)

1 Apa yang dimaksud dengan kalor kalorimeter dan kalorimetri 2 Sebutkan dan Jelaskan fungsi setiap alat dan bahan dalam percobaan termokimia 3 Gambarkan rangkaian alat kalorimeter smenarik mungkin dan berikan keterangan 4 Tuliskan hukum termodinamika dan jelaskan hubungannya antara rekasi eksoterm dan reaksi

endoterm 5 Perhitungkan secara teoritis (data setiap parameter yang anda cari direferensi) kalor reaksi

penetralan HCl dan NaOH 6

Nb Margin 4 3 3 3Sampul Pink Tulis TanganSiapkan MSDS dan Bagan Kerja (Print)

• Termokimia
• BAB I PENDAHULUAN
• • A Latar Belakang Masalah
  • Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan
  • B Tujuan Penulisan
  • C Manfaat Penulisan
  • • BAB II ISI
    • • A Manfaat Termokimia
      • • B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari
        • 1 Gas Elpiji
        • Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara
        • 3 Pembakaran Batu Bara
        • Batubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi
        • CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1
        • C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

C4H10 + Udara ndashgt CO2 + H20 + N2Untuk mempermudah udara sepenuhnya bergantung dari oksigenC4H10 + (132)O2 ndashgt 4CO2 + 5H2O

Untuk reaksi sempurna dengan udaraC4H10 + (O2 + 376 N2) ndashgt CO2 + H20 + 376N2PenyetaraanC4H10 + 132(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)376N2

Reaksi juga bisa melibatkan bentuk tidak sempurna misal memerlukan 200 udaraC4H10 + 13(O2 + 376 N2) ndashgt 4CO2 + 5H2O + (132)O2 + (132)376N2

Pembakaran ini pun bisa melibatkan beberapa fraksi karena elpiji biasanya tidak murni hanya bahan bakar butana

2 ThermometerTermometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur suhuCara kerja thermometerKetika temperature naik cairan dibola tabung mengembang lebih banyak daripada gelas yang menutupinya Hasilnya benang cairan yang tipis dipaksa ke atas secara kapiler Sebaliknya ketika temperature turun cairan mengerut dan cairan yang tipis ditabung bergerak kembali turun Gerakan ujung cairan tipis yang dinamakan meniscus dibaca terhadap skala yang menunjukkan temperatureZat untuk thermometer haruslah zat cair dengan sifat termometrik artinya mengalami perubahan fisis pada saat dipanaskan atau didinginkan misalnya raksa dan alkohol Zat cai tersebut memiliki dua titik tetap (fixed points) yaitu titik tertinggi dan titik terendah Misalnya titik didih air dan titik lebur es untuk suhu yang tidak terlalu tinggi Setelah itu pembagian dilakukan diantara kedua titik tetap menjadi bagian-bagian yang sama besar misalnya thermometer skala celcius dengan 100 bagian yang setiap bagiannya sebesar 1C

3 Pembakaran Batu BaraBatubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi

CaCO3(s) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + CO2(g)

Ca(OH)2(aq) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + H2O( 1048641)Namun biaya operasional desulfurisasi dan pembuangan deposit padatan kembali menjadi masalah baru Untuk meningkatkan nilai dari batubara dan menghilangkan pencemar SO2 dilakukan rekayasa batubara seperti gasifikasi dan reaksi karbon-uap Pada gasifikasi molekul-molekul besar dalam batubara dipecah melalui pemanasan pada suhu tinggi (600degC ndash 800degC) sehingga dihasilkan bahan bakar berupa gas Reaksinya adalah sebagai berikutBatubara(s) batubara cair (mudah menguap) CH4(g) + C(s)Arang yang terbentuk direaksikan dengan uap air menghasilkan campuran gas CO dan H2 yang disebut gas sintetik ReaksinyaC(s) + H2O() CO(g) + H2(g) ΔH = 175 kJ molndash1Untuk meningkatkan nilai gas sintetik gas CO diubah menjadi bahan bakar lain Misalnya gas CO direaksikan dengan uap air menjadi CO2 dan H2 ReaksinyaCO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH = ndash41 kJ molndash1Gas CO2 yang dihasilkan selanjutnya dipisahkan Campuran gas COdan H2 yang telah diperkaya akan bereaksi membentuk metana dan uapair Reaksinya

CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1

Setelah H2O diuapkan akan diperoleh CH4 yang disebut gas alam sintetik Dengan demikian batubara dapat diubah menjadi metana melalui proses pemisahan batubara cair

C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Berdasarkan perpindahan energinya atau perubahan entalpinya ada dua jenis reaksi

1) Reaksi eksoterm yaitu reaksi yang membebaskan kalor kalor mengalir dari sistem ke lingkungan (terjadi penurunan entalpi) entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Pada reaksi eksoterm umumnya suhu sistem menjadi naik adanya kenaikan suhu inilah yang menyebabkan sistem melepas kalor ke lingkunganReaksi eksoterm DH = HP - HR lt 0 atau DH = (-)

2) Reaksi Endoterm yaitu reaksi yang memerlukan kalor kalor mengalir dari lingkungan ke sistem (terjadi kenaikan entalpi) entalpi produk lebih besar daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda positif Pada reaksi endoterm umumnya suhu sistem terjadi penurunan adanya penurunan suhu inilah yang menyebabkan sistem menyerap kalor dari lingkungan

Reaksi endoterm DH = HP - HR gt 0 atau DH = (+)

D Hukum Dalam Termokimia

Dalam mempelajari reaksi kimia dan energi kita perlu memahami hukum-hukum yang mendasari tentang perubahan dan energi

a Hukum kekekalan energyDalam perubahan kimia atau fisika energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentu lainnya Hukum ini merupakan hukum termodinamika pertama dan menjadi dasar pengembangan hukum tentang energi selanjutnya seperti konversi energi

b Hukum LaplaceHukum ini diajukan oleh Marquis de Laplace dan dia menyatakan bahwa jumlah kalor yang dilepaskan dalam pembentukan sebuah senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menguraikan senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnyaPanjabaran dari hukum ini untuk entalphi reaksi H dan kalor reaksiΔC + O2 rarr CO2 H = -94 KkalΔCO2 rarr C + O2 H = +94 KkalΔSedangkan untuk kalor reaksiC + O2 rarr CO2 -94 KkalCO2 rarr C + O2 +94 KkalUntuk reaksi pertama unsur C bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan karbondioksida dan kalor sebesar 94 Kkal Sedangkan reaksi kedua karbondioksida terurai menjadi unsur C dan gas oksigen dengan membutuhkan kalor sebesar 94 KkalDari sisi tanda tampak jelas perbedaan antara entalphi reaksi dengan kalor reaksi jika entalphi bernilai positif maka kalor reaksi bernilai negatif demikian pula sebaliknya jika entalphi negatif maka kalor reaksi positif

c Hukum HessHukum ini diajukan oleh Germain Hess dia menyatakan bahwa entalphi reaksi ( H)Δ hanya tergantung pada keadaan awal reaksi dan hasil reaksi dan tidak bergantung pada jalannya reaksi

Jika suatu reaksi merupakan penjumlahan aljabar dari dua atau lebih reaksi maka perubahan entalphi ( H) atau kalor reaksinya juga merupakan penjumlahanΔ aljabar dari ( H) yang menyertai reaksi Untuk lebih mudah memahaminya kitaΔ perhatikan Bagan 1017

Berdasarkan persamaan reaksi gas karbon dioksida dapat terbentuk melalui dua tahap yang pertama pembentukan karbonmonoksida dari unsur-unsurnya dan dilanjutkan dengan oksidasi dari karbonmonoksida menjadi karbondioksida

Penjumlahan aljabar HΔ reaksi dari setiap tahap reaksi juga dilakukan sesuai dengan tahap reaksi maka HΔ reaksi dari pembentukan gas Karbon dioksida juga dapat dilakukanBerdasarkan berbagai jenis reaksi maka kita juga dapat mengembangkan jenis kalor reaksi atau H yang disesuaikan dengan jenis reaksinya ada empat jenis kalor reaksiΔ yaitu kalor reaksi pembentukan penguraian pembakaran dan pelarutan Keempat klasifikasi tersebut disederhanakan dalam bagan pada Bagan 1018

E Energi IkatanPada dasarnya reaksi kimia terdiri dari dua proses yaitu pemutusan ikatan

antar atom-atom dari senyawa yang bereaksi (proses yang memerlukan energi) dan penggabungan ikatan kembali dari atom-atom yang terlibat reaksi sehingga membentuk susunan baru (proses yang membebaskan energi)

Perubahan entalpi reaksi dapat dihitung dengan menggunakan data energi ikatan Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan oleh satu molekul gas menjadi atom-atom dalam keadaan gas Harga energi ikatan selalu positif dengan satuan kJ atau kkal serta diukur pada kondisi zat-zat berwujud gas

Entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga energi ikatan rata-rata sering berbeda dari entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga entalpi pembentukan standar Perbedaan ini terjadi karena energi ikatan yang terdapat dalam suatu tabel adalah energi ikatan rata-rata Energi ikatan C ndash H dalam contoh di atas bukan ikatan C ndash H dalam CH4 melainkan energi ikatan rata-rata C ndash H CH4(g) CH3(g) + H(g) H = +424 kJmolCH3(g) CH2(g) + H(g) H = +480 kJmolCH2(g) CH(g) + H(g) H = +425 kJmolCH(g) C(g) + H(g) H = +335 kJmolJadi energi ikatan rata-rata dari ikatan C ndash H adalah 416 kJmol Sedangkan energiikatan C ndash H yang dipakai di atas adalah +413 kJmol

Bahan Bakar dan Perubahan Entalpi Reaksi pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen Biasanya reaksi semacam ini digunakan untuk menghasilkan energi Bahan bakar adalah merupakan suatu senyawa yang bila dilakukan pembakaran terhadapnya dihasilkan kalor yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan

Jenis bahan bakar yang banyak kita kenal adalah bahan bakar fosil Bahan bakar fosil berasal dari pelapukan sisa organisme baik tumbuhan maupun hewan yang memerlukan waktu ribuan sampai jutaan tahun contohnya minyak bumi dan batu bara

Namun selain bahan bakar fosil dewasa ini telah dikembangkan pula bahan bakar jenis lain misalnya alkohol dan hidrogen Hidrogen cair dengan oksigen cair bersama-sama telah digunakan pada pesawat ulang-alik sebagai bahan bakar roket

pendorongnya Pembakaran hidrogen tidak memberi dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air

Matahari adalah umber energi terbesar di bumi tetapi penggunaan energi surya belum komersial Dewasa ini penggunaan energi surya yang komersial adalah untuk pemanas air rumah tangga (solar water heater) Nilai kalor dari bahan bakar umumnya dinyatakan dalam satuan kJgram yang menyatakan berapa kJ kalor yang dapat dihasilkan dari pembakaran 1 gram bahan bakar tersebut Contoh nilai kalor bahan bakar bensin adalah 48 kJg artinya setiap pembakaran sempurna 1 gram bensin akan dihasilkan kalor sebesar 48 kJ Pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan atau dalam industri umumnya tidak terbakar sempurna Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon (bahan bakar fosil) membentuk karbon dioksida dan uap air

Sedangkan pembakaran tidak sempurnanya menghasilkan karbon monoksida dan uap air Pembakaran tak sempurna mengurangi efisiensi bahan bakar kalor yang dihasilkan akan lebih sedikit dibandingkan apabila zat itu terbakar sempurna Kerugian lainnya adalah dihasilkannya gas karbon monoksida (CO) yang bersifat racun

BAB IIIPENUTUP

A KesimpulanSingkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar

yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup Reaksi endoterm Hukum dalam termokimia Energi ikatan dan arah proses merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Didalam termokimia ada istilah sistem dan lingkungan Sistem yang dimaksud adalah bagian dari alam yang dipelajari atau yang manjadi pokok perhatian dalam termokimia yang dipelajari yaitu perubahan energinya Sedangkan lingkungan yang dimaksud adalah segala sesuatu di luar sistem dengan apa sistem melakukan dan mengadakan pertukaran energi Energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha Energi hanya dapat diubah bentuknya dari bentuk yang satu dengan yang lainnya Misalnya pada pembangkit tenaga uap perubahan energi dimulai dari energi panas yang terbentuk di

boiler berubah menjadi energi mekanik pada turbin dan energi mekanik diubah menjadi energi listrik pada generator

TUGAS PENDAHULUAN (TERMOKIMIA)

1 Apa yang dimaksud dengan kalor kalorimeter dan kalorimetri 2 Sebutkan dan Jelaskan fungsi setiap alat dan bahan dalam percobaan termokimia 3 Gambarkan rangkaian alat kalorimeter smenarik mungkin dan berikan keterangan 4 Tuliskan hukum termodinamika dan jelaskan hubungannya antara rekasi eksoterm dan reaksi

endoterm 5 Perhitungkan secara teoritis (data setiap parameter yang anda cari direferensi) kalor reaksi

penetralan HCl dan NaOH 6

Nb Margin 4 3 3 3Sampul Pink Tulis TanganSiapkan MSDS dan Bagan Kerja (Print)

• Termokimia
• BAB I PENDAHULUAN
• • A Latar Belakang Masalah
  • Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan
  • B Tujuan Penulisan
  • C Manfaat Penulisan
  • • BAB II ISI
    • • A Manfaat Termokimia
      • • B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari
        • 1 Gas Elpiji
        • Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara
        • 3 Pembakaran Batu Bara
        • Batubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi
        • CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1
        • C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Ca(OH)2(aq) + SO2(g) rarr CaSO3(s) + H2O( 1048641)Namun biaya operasional desulfurisasi dan pembuangan deposit padatan kembali menjadi masalah baru Untuk meningkatkan nilai dari batubara dan menghilangkan pencemar SO2 dilakukan rekayasa batubara seperti gasifikasi dan reaksi karbon-uap Pada gasifikasi molekul-molekul besar dalam batubara dipecah melalui pemanasan pada suhu tinggi (600degC ndash 800degC) sehingga dihasilkan bahan bakar berupa gas Reaksinya adalah sebagai berikutBatubara(s) batubara cair (mudah menguap) CH4(g) + C(s)Arang yang terbentuk direaksikan dengan uap air menghasilkan campuran gas CO dan H2 yang disebut gas sintetik ReaksinyaC(s) + H2O() CO(g) + H2(g) ΔH = 175 kJ molndash1Untuk meningkatkan nilai gas sintetik gas CO diubah menjadi bahan bakar lain Misalnya gas CO direaksikan dengan uap air menjadi CO2 dan H2 ReaksinyaCO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ΔH = ndash41 kJ molndash1Gas CO2 yang dihasilkan selanjutnya dipisahkan Campuran gas COdan H2 yang telah diperkaya akan bereaksi membentuk metana dan uapair Reaksinya

CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1

Setelah H2O diuapkan akan diperoleh CH4 yang disebut gas alam sintetik Dengan demikian batubara dapat diubah menjadi metana melalui proses pemisahan batubara cair

C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Berdasarkan perpindahan energinya atau perubahan entalpinya ada dua jenis reaksi

1) Reaksi eksoterm yaitu reaksi yang membebaskan kalor kalor mengalir dari sistem ke lingkungan (terjadi penurunan entalpi) entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif Pada reaksi eksoterm umumnya suhu sistem menjadi naik adanya kenaikan suhu inilah yang menyebabkan sistem melepas kalor ke lingkunganReaksi eksoterm DH = HP - HR lt 0 atau DH = (-)

2) Reaksi Endoterm yaitu reaksi yang memerlukan kalor kalor mengalir dari lingkungan ke sistem (terjadi kenaikan entalpi) entalpi produk lebih besar daripada entalpi pereaksi Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda positif Pada reaksi endoterm umumnya suhu sistem terjadi penurunan adanya penurunan suhu inilah yang menyebabkan sistem menyerap kalor dari lingkungan

Reaksi endoterm DH = HP - HR gt 0 atau DH = (+)

D Hukum Dalam Termokimia

Dalam mempelajari reaksi kimia dan energi kita perlu memahami hukum-hukum yang mendasari tentang perubahan dan energi

a Hukum kekekalan energyDalam perubahan kimia atau fisika energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentu lainnya Hukum ini merupakan hukum termodinamika pertama dan menjadi dasar pengembangan hukum tentang energi selanjutnya seperti konversi energi

b Hukum LaplaceHukum ini diajukan oleh Marquis de Laplace dan dia menyatakan bahwa jumlah kalor yang dilepaskan dalam pembentukan sebuah senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menguraikan senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnyaPanjabaran dari hukum ini untuk entalphi reaksi H dan kalor reaksiΔC + O2 rarr CO2 H = -94 KkalΔCO2 rarr C + O2 H = +94 KkalΔSedangkan untuk kalor reaksiC + O2 rarr CO2 -94 KkalCO2 rarr C + O2 +94 KkalUntuk reaksi pertama unsur C bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan karbondioksida dan kalor sebesar 94 Kkal Sedangkan reaksi kedua karbondioksida terurai menjadi unsur C dan gas oksigen dengan membutuhkan kalor sebesar 94 KkalDari sisi tanda tampak jelas perbedaan antara entalphi reaksi dengan kalor reaksi jika entalphi bernilai positif maka kalor reaksi bernilai negatif demikian pula sebaliknya jika entalphi negatif maka kalor reaksi positif

c Hukum HessHukum ini diajukan oleh Germain Hess dia menyatakan bahwa entalphi reaksi ( H)Δ hanya tergantung pada keadaan awal reaksi dan hasil reaksi dan tidak bergantung pada jalannya reaksi

Jika suatu reaksi merupakan penjumlahan aljabar dari dua atau lebih reaksi maka perubahan entalphi ( H) atau kalor reaksinya juga merupakan penjumlahanΔ aljabar dari ( H) yang menyertai reaksi Untuk lebih mudah memahaminya kitaΔ perhatikan Bagan 1017

Berdasarkan persamaan reaksi gas karbon dioksida dapat terbentuk melalui dua tahap yang pertama pembentukan karbonmonoksida dari unsur-unsurnya dan dilanjutkan dengan oksidasi dari karbonmonoksida menjadi karbondioksida

Penjumlahan aljabar HΔ reaksi dari setiap tahap reaksi juga dilakukan sesuai dengan tahap reaksi maka HΔ reaksi dari pembentukan gas Karbon dioksida juga dapat dilakukanBerdasarkan berbagai jenis reaksi maka kita juga dapat mengembangkan jenis kalor reaksi atau H yang disesuaikan dengan jenis reaksinya ada empat jenis kalor reaksiΔ yaitu kalor reaksi pembentukan penguraian pembakaran dan pelarutan Keempat klasifikasi tersebut disederhanakan dalam bagan pada Bagan 1018

E Energi IkatanPada dasarnya reaksi kimia terdiri dari dua proses yaitu pemutusan ikatan

antar atom-atom dari senyawa yang bereaksi (proses yang memerlukan energi) dan penggabungan ikatan kembali dari atom-atom yang terlibat reaksi sehingga membentuk susunan baru (proses yang membebaskan energi)

Perubahan entalpi reaksi dapat dihitung dengan menggunakan data energi ikatan Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan oleh satu molekul gas menjadi atom-atom dalam keadaan gas Harga energi ikatan selalu positif dengan satuan kJ atau kkal serta diukur pada kondisi zat-zat berwujud gas

Entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga energi ikatan rata-rata sering berbeda dari entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga entalpi pembentukan standar Perbedaan ini terjadi karena energi ikatan yang terdapat dalam suatu tabel adalah energi ikatan rata-rata Energi ikatan C ndash H dalam contoh di atas bukan ikatan C ndash H dalam CH4 melainkan energi ikatan rata-rata C ndash H CH4(g) CH3(g) + H(g) H = +424 kJmolCH3(g) CH2(g) + H(g) H = +480 kJmolCH2(g) CH(g) + H(g) H = +425 kJmolCH(g) C(g) + H(g) H = +335 kJmolJadi energi ikatan rata-rata dari ikatan C ndash H adalah 416 kJmol Sedangkan energiikatan C ndash H yang dipakai di atas adalah +413 kJmol

Bahan Bakar dan Perubahan Entalpi Reaksi pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen Biasanya reaksi semacam ini digunakan untuk menghasilkan energi Bahan bakar adalah merupakan suatu senyawa yang bila dilakukan pembakaran terhadapnya dihasilkan kalor yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan

Jenis bahan bakar yang banyak kita kenal adalah bahan bakar fosil Bahan bakar fosil berasal dari pelapukan sisa organisme baik tumbuhan maupun hewan yang memerlukan waktu ribuan sampai jutaan tahun contohnya minyak bumi dan batu bara

Namun selain bahan bakar fosil dewasa ini telah dikembangkan pula bahan bakar jenis lain misalnya alkohol dan hidrogen Hidrogen cair dengan oksigen cair bersama-sama telah digunakan pada pesawat ulang-alik sebagai bahan bakar roket

pendorongnya Pembakaran hidrogen tidak memberi dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air

Matahari adalah umber energi terbesar di bumi tetapi penggunaan energi surya belum komersial Dewasa ini penggunaan energi surya yang komersial adalah untuk pemanas air rumah tangga (solar water heater) Nilai kalor dari bahan bakar umumnya dinyatakan dalam satuan kJgram yang menyatakan berapa kJ kalor yang dapat dihasilkan dari pembakaran 1 gram bahan bakar tersebut Contoh nilai kalor bahan bakar bensin adalah 48 kJg artinya setiap pembakaran sempurna 1 gram bensin akan dihasilkan kalor sebesar 48 kJ Pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan atau dalam industri umumnya tidak terbakar sempurna Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon (bahan bakar fosil) membentuk karbon dioksida dan uap air

Sedangkan pembakaran tidak sempurnanya menghasilkan karbon monoksida dan uap air Pembakaran tak sempurna mengurangi efisiensi bahan bakar kalor yang dihasilkan akan lebih sedikit dibandingkan apabila zat itu terbakar sempurna Kerugian lainnya adalah dihasilkannya gas karbon monoksida (CO) yang bersifat racun

BAB IIIPENUTUP

A KesimpulanSingkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar

yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup Reaksi endoterm Hukum dalam termokimia Energi ikatan dan arah proses merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Didalam termokimia ada istilah sistem dan lingkungan Sistem yang dimaksud adalah bagian dari alam yang dipelajari atau yang manjadi pokok perhatian dalam termokimia yang dipelajari yaitu perubahan energinya Sedangkan lingkungan yang dimaksud adalah segala sesuatu di luar sistem dengan apa sistem melakukan dan mengadakan pertukaran energi Energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha Energi hanya dapat diubah bentuknya dari bentuk yang satu dengan yang lainnya Misalnya pada pembangkit tenaga uap perubahan energi dimulai dari energi panas yang terbentuk di

boiler berubah menjadi energi mekanik pada turbin dan energi mekanik diubah menjadi energi listrik pada generator

TUGAS PENDAHULUAN (TERMOKIMIA)

1 Apa yang dimaksud dengan kalor kalorimeter dan kalorimetri 2 Sebutkan dan Jelaskan fungsi setiap alat dan bahan dalam percobaan termokimia 3 Gambarkan rangkaian alat kalorimeter smenarik mungkin dan berikan keterangan 4 Tuliskan hukum termodinamika dan jelaskan hubungannya antara rekasi eksoterm dan reaksi

endoterm 5 Perhitungkan secara teoritis (data setiap parameter yang anda cari direferensi) kalor reaksi

penetralan HCl dan NaOH 6

Nb Margin 4 3 3 3Sampul Pink Tulis TanganSiapkan MSDS dan Bagan Kerja (Print)

• Termokimia
• BAB I PENDAHULUAN
• • A Latar Belakang Masalah
  • Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan
  • B Tujuan Penulisan
  • C Manfaat Penulisan
  • • BAB II ISI
    • • A Manfaat Termokimia
      • • B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari
        • 1 Gas Elpiji
        • Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara
        • 3 Pembakaran Batu Bara
        • Batubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi
        • CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1
        • C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

D Hukum Dalam Termokimia

Dalam mempelajari reaksi kimia dan energi kita perlu memahami hukum-hukum yang mendasari tentang perubahan dan energi

a Hukum kekekalan energyDalam perubahan kimia atau fisika energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentu lainnya Hukum ini merupakan hukum termodinamika pertama dan menjadi dasar pengembangan hukum tentang energi selanjutnya seperti konversi energi

b Hukum LaplaceHukum ini diajukan oleh Marquis de Laplace dan dia menyatakan bahwa jumlah kalor yang dilepaskan dalam pembentukan sebuah senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menguraikan senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnyaPanjabaran dari hukum ini untuk entalphi reaksi H dan kalor reaksiΔC + O2 rarr CO2 H = -94 KkalΔCO2 rarr C + O2 H = +94 KkalΔSedangkan untuk kalor reaksiC + O2 rarr CO2 -94 KkalCO2 rarr C + O2 +94 KkalUntuk reaksi pertama unsur C bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan karbondioksida dan kalor sebesar 94 Kkal Sedangkan reaksi kedua karbondioksida terurai menjadi unsur C dan gas oksigen dengan membutuhkan kalor sebesar 94 KkalDari sisi tanda tampak jelas perbedaan antara entalphi reaksi dengan kalor reaksi jika entalphi bernilai positif maka kalor reaksi bernilai negatif demikian pula sebaliknya jika entalphi negatif maka kalor reaksi positif

c Hukum HessHukum ini diajukan oleh Germain Hess dia menyatakan bahwa entalphi reaksi ( H)Δ hanya tergantung pada keadaan awal reaksi dan hasil reaksi dan tidak bergantung pada jalannya reaksi

Jika suatu reaksi merupakan penjumlahan aljabar dari dua atau lebih reaksi maka perubahan entalphi ( H) atau kalor reaksinya juga merupakan penjumlahanΔ aljabar dari ( H) yang menyertai reaksi Untuk lebih mudah memahaminya kitaΔ perhatikan Bagan 1017

Berdasarkan persamaan reaksi gas karbon dioksida dapat terbentuk melalui dua tahap yang pertama pembentukan karbonmonoksida dari unsur-unsurnya dan dilanjutkan dengan oksidasi dari karbonmonoksida menjadi karbondioksida

Penjumlahan aljabar HΔ reaksi dari setiap tahap reaksi juga dilakukan sesuai dengan tahap reaksi maka HΔ reaksi dari pembentukan gas Karbon dioksida juga dapat dilakukanBerdasarkan berbagai jenis reaksi maka kita juga dapat mengembangkan jenis kalor reaksi atau H yang disesuaikan dengan jenis reaksinya ada empat jenis kalor reaksiΔ yaitu kalor reaksi pembentukan penguraian pembakaran dan pelarutan Keempat klasifikasi tersebut disederhanakan dalam bagan pada Bagan 1018

E Energi IkatanPada dasarnya reaksi kimia terdiri dari dua proses yaitu pemutusan ikatan

antar atom-atom dari senyawa yang bereaksi (proses yang memerlukan energi) dan penggabungan ikatan kembali dari atom-atom yang terlibat reaksi sehingga membentuk susunan baru (proses yang membebaskan energi)

Perubahan entalpi reaksi dapat dihitung dengan menggunakan data energi ikatan Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan oleh satu molekul gas menjadi atom-atom dalam keadaan gas Harga energi ikatan selalu positif dengan satuan kJ atau kkal serta diukur pada kondisi zat-zat berwujud gas

Entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga energi ikatan rata-rata sering berbeda dari entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga entalpi pembentukan standar Perbedaan ini terjadi karena energi ikatan yang terdapat dalam suatu tabel adalah energi ikatan rata-rata Energi ikatan C ndash H dalam contoh di atas bukan ikatan C ndash H dalam CH4 melainkan energi ikatan rata-rata C ndash H CH4(g) CH3(g) + H(g) H = +424 kJmolCH3(g) CH2(g) + H(g) H = +480 kJmolCH2(g) CH(g) + H(g) H = +425 kJmolCH(g) C(g) + H(g) H = +335 kJmolJadi energi ikatan rata-rata dari ikatan C ndash H adalah 416 kJmol Sedangkan energiikatan C ndash H yang dipakai di atas adalah +413 kJmol

Bahan Bakar dan Perubahan Entalpi Reaksi pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen Biasanya reaksi semacam ini digunakan untuk menghasilkan energi Bahan bakar adalah merupakan suatu senyawa yang bila dilakukan pembakaran terhadapnya dihasilkan kalor yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan

Jenis bahan bakar yang banyak kita kenal adalah bahan bakar fosil Bahan bakar fosil berasal dari pelapukan sisa organisme baik tumbuhan maupun hewan yang memerlukan waktu ribuan sampai jutaan tahun contohnya minyak bumi dan batu bara

Namun selain bahan bakar fosil dewasa ini telah dikembangkan pula bahan bakar jenis lain misalnya alkohol dan hidrogen Hidrogen cair dengan oksigen cair bersama-sama telah digunakan pada pesawat ulang-alik sebagai bahan bakar roket

pendorongnya Pembakaran hidrogen tidak memberi dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air

Matahari adalah umber energi terbesar di bumi tetapi penggunaan energi surya belum komersial Dewasa ini penggunaan energi surya yang komersial adalah untuk pemanas air rumah tangga (solar water heater) Nilai kalor dari bahan bakar umumnya dinyatakan dalam satuan kJgram yang menyatakan berapa kJ kalor yang dapat dihasilkan dari pembakaran 1 gram bahan bakar tersebut Contoh nilai kalor bahan bakar bensin adalah 48 kJg artinya setiap pembakaran sempurna 1 gram bensin akan dihasilkan kalor sebesar 48 kJ Pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan atau dalam industri umumnya tidak terbakar sempurna Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon (bahan bakar fosil) membentuk karbon dioksida dan uap air

Sedangkan pembakaran tidak sempurnanya menghasilkan karbon monoksida dan uap air Pembakaran tak sempurna mengurangi efisiensi bahan bakar kalor yang dihasilkan akan lebih sedikit dibandingkan apabila zat itu terbakar sempurna Kerugian lainnya adalah dihasilkannya gas karbon monoksida (CO) yang bersifat racun

BAB IIIPENUTUP

A KesimpulanSingkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar

yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup Reaksi endoterm Hukum dalam termokimia Energi ikatan dan arah proses merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Didalam termokimia ada istilah sistem dan lingkungan Sistem yang dimaksud adalah bagian dari alam yang dipelajari atau yang manjadi pokok perhatian dalam termokimia yang dipelajari yaitu perubahan energinya Sedangkan lingkungan yang dimaksud adalah segala sesuatu di luar sistem dengan apa sistem melakukan dan mengadakan pertukaran energi Energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha Energi hanya dapat diubah bentuknya dari bentuk yang satu dengan yang lainnya Misalnya pada pembangkit tenaga uap perubahan energi dimulai dari energi panas yang terbentuk di

boiler berubah menjadi energi mekanik pada turbin dan energi mekanik diubah menjadi energi listrik pada generator

TUGAS PENDAHULUAN (TERMOKIMIA)

1 Apa yang dimaksud dengan kalor kalorimeter dan kalorimetri 2 Sebutkan dan Jelaskan fungsi setiap alat dan bahan dalam percobaan termokimia 3 Gambarkan rangkaian alat kalorimeter smenarik mungkin dan berikan keterangan 4 Tuliskan hukum termodinamika dan jelaskan hubungannya antara rekasi eksoterm dan reaksi

endoterm 5 Perhitungkan secara teoritis (data setiap parameter yang anda cari direferensi) kalor reaksi

penetralan HCl dan NaOH 6

Nb Margin 4 3 3 3Sampul Pink Tulis TanganSiapkan MSDS dan Bagan Kerja (Print)

• Termokimia
• BAB I PENDAHULUAN
• • A Latar Belakang Masalah
  • Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan
  • B Tujuan Penulisan
  • C Manfaat Penulisan
  • • BAB II ISI
    • • A Manfaat Termokimia
      • • B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari
        • 1 Gas Elpiji
        • Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara
        • 3 Pembakaran Batu Bara
        • Batubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi
        • CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1
        • C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Penjumlahan aljabar HΔ reaksi dari setiap tahap reaksi juga dilakukan sesuai dengan tahap reaksi maka HΔ reaksi dari pembentukan gas Karbon dioksida juga dapat dilakukanBerdasarkan berbagai jenis reaksi maka kita juga dapat mengembangkan jenis kalor reaksi atau H yang disesuaikan dengan jenis reaksinya ada empat jenis kalor reaksiΔ yaitu kalor reaksi pembentukan penguraian pembakaran dan pelarutan Keempat klasifikasi tersebut disederhanakan dalam bagan pada Bagan 1018

E Energi IkatanPada dasarnya reaksi kimia terdiri dari dua proses yaitu pemutusan ikatan

antar atom-atom dari senyawa yang bereaksi (proses yang memerlukan energi) dan penggabungan ikatan kembali dari atom-atom yang terlibat reaksi sehingga membentuk susunan baru (proses yang membebaskan energi)

Perubahan entalpi reaksi dapat dihitung dengan menggunakan data energi ikatan Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan oleh satu molekul gas menjadi atom-atom dalam keadaan gas Harga energi ikatan selalu positif dengan satuan kJ atau kkal serta diukur pada kondisi zat-zat berwujud gas

Entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga energi ikatan rata-rata sering berbeda dari entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga entalpi pembentukan standar Perbedaan ini terjadi karena energi ikatan yang terdapat dalam suatu tabel adalah energi ikatan rata-rata Energi ikatan C ndash H dalam contoh di atas bukan ikatan C ndash H dalam CH4 melainkan energi ikatan rata-rata C ndash H CH4(g) CH3(g) + H(g) H = +424 kJmolCH3(g) CH2(g) + H(g) H = +480 kJmolCH2(g) CH(g) + H(g) H = +425 kJmolCH(g) C(g) + H(g) H = +335 kJmolJadi energi ikatan rata-rata dari ikatan C ndash H adalah 416 kJmol Sedangkan energiikatan C ndash H yang dipakai di atas adalah +413 kJmol

Bahan Bakar dan Perubahan Entalpi Reaksi pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen Biasanya reaksi semacam ini digunakan untuk menghasilkan energi Bahan bakar adalah merupakan suatu senyawa yang bila dilakukan pembakaran terhadapnya dihasilkan kalor yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan

Jenis bahan bakar yang banyak kita kenal adalah bahan bakar fosil Bahan bakar fosil berasal dari pelapukan sisa organisme baik tumbuhan maupun hewan yang memerlukan waktu ribuan sampai jutaan tahun contohnya minyak bumi dan batu bara

Namun selain bahan bakar fosil dewasa ini telah dikembangkan pula bahan bakar jenis lain misalnya alkohol dan hidrogen Hidrogen cair dengan oksigen cair bersama-sama telah digunakan pada pesawat ulang-alik sebagai bahan bakar roket

pendorongnya Pembakaran hidrogen tidak memberi dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air

Matahari adalah umber energi terbesar di bumi tetapi penggunaan energi surya belum komersial Dewasa ini penggunaan energi surya yang komersial adalah untuk pemanas air rumah tangga (solar water heater) Nilai kalor dari bahan bakar umumnya dinyatakan dalam satuan kJgram yang menyatakan berapa kJ kalor yang dapat dihasilkan dari pembakaran 1 gram bahan bakar tersebut Contoh nilai kalor bahan bakar bensin adalah 48 kJg artinya setiap pembakaran sempurna 1 gram bensin akan dihasilkan kalor sebesar 48 kJ Pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan atau dalam industri umumnya tidak terbakar sempurna Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon (bahan bakar fosil) membentuk karbon dioksida dan uap air

Sedangkan pembakaran tidak sempurnanya menghasilkan karbon monoksida dan uap air Pembakaran tak sempurna mengurangi efisiensi bahan bakar kalor yang dihasilkan akan lebih sedikit dibandingkan apabila zat itu terbakar sempurna Kerugian lainnya adalah dihasilkannya gas karbon monoksida (CO) yang bersifat racun

BAB IIIPENUTUP

A KesimpulanSingkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar

yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup Reaksi endoterm Hukum dalam termokimia Energi ikatan dan arah proses merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Didalam termokimia ada istilah sistem dan lingkungan Sistem yang dimaksud adalah bagian dari alam yang dipelajari atau yang manjadi pokok perhatian dalam termokimia yang dipelajari yaitu perubahan energinya Sedangkan lingkungan yang dimaksud adalah segala sesuatu di luar sistem dengan apa sistem melakukan dan mengadakan pertukaran energi Energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha Energi hanya dapat diubah bentuknya dari bentuk yang satu dengan yang lainnya Misalnya pada pembangkit tenaga uap perubahan energi dimulai dari energi panas yang terbentuk di

boiler berubah menjadi energi mekanik pada turbin dan energi mekanik diubah menjadi energi listrik pada generator

TUGAS PENDAHULUAN (TERMOKIMIA)

1 Apa yang dimaksud dengan kalor kalorimeter dan kalorimetri 2 Sebutkan dan Jelaskan fungsi setiap alat dan bahan dalam percobaan termokimia 3 Gambarkan rangkaian alat kalorimeter smenarik mungkin dan berikan keterangan 4 Tuliskan hukum termodinamika dan jelaskan hubungannya antara rekasi eksoterm dan reaksi

endoterm 5 Perhitungkan secara teoritis (data setiap parameter yang anda cari direferensi) kalor reaksi

penetralan HCl dan NaOH 6

Nb Margin 4 3 3 3Sampul Pink Tulis TanganSiapkan MSDS dan Bagan Kerja (Print)

• Termokimia
• BAB I PENDAHULUAN
• • A Latar Belakang Masalah
  • Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan
  • B Tujuan Penulisan
  • C Manfaat Penulisan
  • • BAB II ISI
    • • A Manfaat Termokimia
      • • B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari
        • 1 Gas Elpiji
        • Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara
        • 3 Pembakaran Batu Bara
        • Batubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi
        • CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1
        • C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

pendorongnya Pembakaran hidrogen tidak memberi dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air

Matahari adalah umber energi terbesar di bumi tetapi penggunaan energi surya belum komersial Dewasa ini penggunaan energi surya yang komersial adalah untuk pemanas air rumah tangga (solar water heater) Nilai kalor dari bahan bakar umumnya dinyatakan dalam satuan kJgram yang menyatakan berapa kJ kalor yang dapat dihasilkan dari pembakaran 1 gram bahan bakar tersebut Contoh nilai kalor bahan bakar bensin adalah 48 kJg artinya setiap pembakaran sempurna 1 gram bensin akan dihasilkan kalor sebesar 48 kJ Pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan atau dalam industri umumnya tidak terbakar sempurna Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon (bahan bakar fosil) membentuk karbon dioksida dan uap air

Sedangkan pembakaran tidak sempurnanya menghasilkan karbon monoksida dan uap air Pembakaran tak sempurna mengurangi efisiensi bahan bakar kalor yang dihasilkan akan lebih sedikit dibandingkan apabila zat itu terbakar sempurna Kerugian lainnya adalah dihasilkannya gas karbon monoksida (CO) yang bersifat racun

BAB IIIPENUTUP

A KesimpulanSingkatnya materi pembelajaran pada termokimia ini merupakan materi dasar

yang wajib untuk dipelajari dan dipahami secara mendalam Materi yang secara umum mencakup Reaksi endoterm Hukum dalam termokimia Energi ikatan dan arah proses merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca lebih mudah memahaminya

Didalam termokimia ada istilah sistem dan lingkungan Sistem yang dimaksud adalah bagian dari alam yang dipelajari atau yang manjadi pokok perhatian dalam termokimia yang dipelajari yaitu perubahan energinya Sedangkan lingkungan yang dimaksud adalah segala sesuatu di luar sistem dengan apa sistem melakukan dan mengadakan pertukaran energi Energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha Energi hanya dapat diubah bentuknya dari bentuk yang satu dengan yang lainnya Misalnya pada pembangkit tenaga uap perubahan energi dimulai dari energi panas yang terbentuk di

boiler berubah menjadi energi mekanik pada turbin dan energi mekanik diubah menjadi energi listrik pada generator

TUGAS PENDAHULUAN (TERMOKIMIA)

1 Apa yang dimaksud dengan kalor kalorimeter dan kalorimetri 2 Sebutkan dan Jelaskan fungsi setiap alat dan bahan dalam percobaan termokimia 3 Gambarkan rangkaian alat kalorimeter smenarik mungkin dan berikan keterangan 4 Tuliskan hukum termodinamika dan jelaskan hubungannya antara rekasi eksoterm dan reaksi

endoterm 5 Perhitungkan secara teoritis (data setiap parameter yang anda cari direferensi) kalor reaksi

penetralan HCl dan NaOH 6

Nb Margin 4 3 3 3Sampul Pink Tulis TanganSiapkan MSDS dan Bagan Kerja (Print)

• Termokimia
• BAB I PENDAHULUAN
• • A Latar Belakang Masalah
  • Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan
  • B Tujuan Penulisan
  • C Manfaat Penulisan
  • • BAB II ISI
    • • A Manfaat Termokimia
      • • B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari
        • 1 Gas Elpiji
        • Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara
        • 3 Pembakaran Batu Bara
        • Batubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi
        • CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1
        • C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

boiler berubah menjadi energi mekanik pada turbin dan energi mekanik diubah menjadi energi listrik pada generator

TUGAS PENDAHULUAN (TERMOKIMIA)

1 Apa yang dimaksud dengan kalor kalorimeter dan kalorimetri 2 Sebutkan dan Jelaskan fungsi setiap alat dan bahan dalam percobaan termokimia 3 Gambarkan rangkaian alat kalorimeter smenarik mungkin dan berikan keterangan 4 Tuliskan hukum termodinamika dan jelaskan hubungannya antara rekasi eksoterm dan reaksi

endoterm 5 Perhitungkan secara teoritis (data setiap parameter yang anda cari direferensi) kalor reaksi

penetralan HCl dan NaOH 6

Nb Margin 4 3 3 3Sampul Pink Tulis TanganSiapkan MSDS dan Bagan Kerja (Print)

• Termokimia
• BAB I PENDAHULUAN
• • A Latar Belakang Masalah
  • Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panastermalnya saja Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan
  • B Tujuan Penulisan
  • C Manfaat Penulisan
  • • BAB II ISI
    • • A Manfaat Termokimia
      • • B Aplikasi Termokimia Dalam Kehidupan Sehari-Hari
        • 1 Gas Elpiji
        • Penggunaan elpiji pada kompor gas Utamanya adalah butana bereaksi dengan udara
        • 3 Pembakaran Batu Bara
        • Batubara banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar baik dirumah tangga maupun industri PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik Selain itu batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD) Kelemahan dari pembakaran batubara adalah dihasilkannya gas SO2 Untuk menghilangkan gas SO2 dapat diterapkan proses desulfurisasi Proses ini menggunakan serbuk kapur (CaCO3) atau spray air kapur [Ca(OH)2] dalam alat scrubers Reaksi yang terjadi
        • CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) ΔH = ndash206 kJ molndash1
        • C Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm