PANAS REAKSI

KIMIA FISIK By Heriyanti, ST, MSc, MEngPANAS REAKSIHarga dH untuk reaksi pembentukan Hukum Hess Panas pelarutan dan pengenceran Panas reaksi pada volume konstan Pengaruh suhu pada panas reaksi Suhu nyala adiabatis Entalpi ikatan Panas netralisasi Pengukuran kalorimetri OutlineREAKSI KIMIAREAKSI KIMIA : perubahan yang terjadi pada sistem, yaitu suatu sistem sebelum terjadinya reaksi akan berbeda dengan sistem sesudah terjadinya reaksi kimia.Perubahan ????Senyawa, cth: A + B CWarna WujudSuhu, dll REAKSI KIMIAREAKSI EKSOTERM & ENDOTERMREAKSI EKSOTERM DAN ENDOTERM

CaO(s) + H2O() Ca(OH)2 (s) + H2(g)

Contoh Reaksi Eksoterm

H2O(s) + kalor H2O()

Contoh Reaksi Endoterm

Grafik Reaksi Eksoterm dan Endoterm

PANAS REAKSIPanas Reaksi: panas yang diambil/dilepaskan dari sekeliling dalam suatu perubahan reaktan pada keadaan P dan T menjadi produk pada P dan T yang sama.Umumnya reaksi kimia dijalankan pada tekanan konstan, oleh karena itu panas yang diambil dari sekeliling merupakan entalpi sistem.PANAS REAKSIENTALPISetiap materi mengandung energi yang disebut energi internal (U).Besarnya energi ini tidak dapat diukur, yang dapat diukur hanyalah perubahannya. Perubahan energi internal ditentukan oleh keadaan akhir dan keadaan awal ( U = Uakhir Uawal).Perubahan energi internal dalam bentuk panas dinamakan kalor.Kalor adalah energi panas yang ditransfer (mengalir) dari satu materi ke materi lain.

ENTALPIJika perubahan energi terjadi pada tekanan tetap, misalnya dalam wadah terbuka (tekanan atmosfer) maka kalor yang terbentuk dinamakan perubahan entalpi (H). Entalpi dilambangkan dengan H (berasal dari kata Heat of Content). Dengan demikian, perubahan entalpi adalah kalor yang terjadi pada tekanan tetap, atau H = QP (Qp menyatakan kalor yang diukur pada tekanan tetap).ENTALPIPanas Reaksi H = Hakhir HawalContoh:Fe2S3 (p) + 4HCl(l) 2FeCl(l) + 2H2S(g) + S(p)Hawal = H Fe2S3 (p) + 4H HCl(l)Hakhir = 2H FeCl(l) + 2H H2S(g) + H S(p)

H = [2H FeCl(l) + 2H H2S(g) + H S(p)] [H Fe2S3 (p) + 4H HCl(l)]ENTALPI H adalah fungsi T dan P, H = (T, P)PERUBAHAN ENTALPI STANDAR (H0): Perubahan entapi pada keadaan standar adalah kalor yang diukur pada tekanan tetap 1 atm dan 298 K (250C) H0 = H0298= H (T, 1 atm)Unsur-unsur dengan fasa stabilnya pada tekanan 1 atm dan suhu 298 K disepakati H0 = 0

PERUBAHAN ENTALPI STANDARSehingga perubahan entalpi disetiap suhu (H0T) dapat dihitung.Pada tekanan standar (1 atm) dH0= Cp0 dT PERUBAHAN ENTALPI STANDAR

Entalpi Pembentukan Standar (H0f): perubahan entalpi reaksi ketika 1 mol zat terbentuk dari unsur-unsurnya pada keadaan standar. Nilai H0f beberapa unsur dalam keadaan standar adalah nol.

Entalpi Pembentukan Standar (H0f)ZatH0f (kJ/mol)ZatH0f (kJ/mol)Br2(l)0H2(g)0Br2(g)30,91HBr(g)36,4C(intan)1,897H2O(l)285,8C(grafit)0H2O(g)241,8CH4(g)74,81Na(s)0C2H4(g)52,26NaCl(s)411,0CO(g)110,5O2(g)0CO2(g)393,5SO2(g)296,8Cl2(g)0SiO2(s)910,9Nilai Beberapa Entalpi Pembentukan Standar pada 298 KSumber: General Chemistry, 2004Contoh SoalPada pembentukan 1 gram NaCl dibebaskan kalor sebesar 7,024 kJ. Berapakah entalpi pembentukan NaCl? Tuliskan persamaan reaksinya. (Na = 23; Cl = 35,5)

Hukum Hess adalah perubahan entalpi dalam suatu sistem yang mengalami reaksi kimia tidak tergantung pada jalan yang ditempuh oleh reaksi kimia tsb, akan tetapi tergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir dari sistem tsb.Contoh reaksi pembuatan garam NaCl dari unsur Na dan gas Cl2 2 tahap reaksi yang berbedaHukum HessTahap 1Na(s) + H2O(l) NaOH(s) + H2(g) H = -139,79 kJ/mol H2(g) + Cl2 (g) HCl(g) H = -92,31 kJ/mol HCl(g) + NaOH(S) NaCl (s) + H2O(l) H = -179,06 kJ/molNa(s) + Cl(g) NaCl(s) H = -411,15 kJ/mol

Tahap 2 H2(g) + Cl2 (g) HCl(g) H = -92,31 kJ/molNa(s) + HCl(g) NaCl(s) H = -318,84 kJ/molNa(s) + Cl(g) NaCl(s) H = -411,15 kJ/mol

Hukum HessHUKUM HESSAturan dalam Hukum Hess :Posisi reaktan dan produk reaksi harus sama dengan yang ditanyakanKoefisien zat harus sama dengan yang ditanyakan

PANAS PELARUTAN DAN PENGENCERANPANAS PELARUTAN DAN PENGENCERAN adalah perubahan entalpi yang terjadi jika sejumlah zat terlarut ditambahkan dalam sejumlah pelarut pada keadaan standar.X + n Air X.nAirHarga H pelarutan tergantung pada jumlah pelarut. Semakin banyak jumlah pelarut yang digunakan, harga H akan semakin mendekati suatu harga yang disebut harga batas. Contoh HCl(g) + 10 Air(Aq) HCl.10Air(Aq) H1 = -69,01 KJ/mol HCl(g) + 25 Air(Aq) HCl.25Air(Aq) H2 = -72,03 KJ/mol HCl(g) + 40 Air(Aq) HCl.40Air(Aq) H3 = -72,79 KJ/mol HCl(g) + 200 Air(Aq) HCl.200Air(Aq) H4 = -73,96 KJ/mol HCl(g) + Air(Aq) HCl. Air(Aq) H5 = -74,85 KJ/mol

H = H2 - H1 = -3,02 KJ/mol Panas PengenceranPANAS PENGENCERAN: panas yang diambil dari sekelliling jika sejumlah tertentu pelarut ditambahkan ke larutan.

PANAS PELARUTAN DAN PENGENCERANPANAS REAKSI PADA VOLUME KONSTAN

PENGARUH SUHU PADA PANAS REAKSI

Hitung panas reaksi berikut pada suhu 385K!Fe2O3 (s) + 3H2(g) 2Fe(s) + 3H2O(l)Cpo(J/Kmol) 103,8 28,825,1 75,3

ContohReaksi-reaksi pembakaran banyak yang berlangsung secara adiabatis, sehingga diperoleh suhu akhir yang tinggi.Suhu yang diberikan pada pembakaran senyawa secara adiabatis suhu nyala adiabatis.Reaksi berlangung 2 tahap:Tahap IR(T0,p) P (To,p)HT0Tahap IIP(T0,p) P(Tf,p)H2 HTotal = 0 HT0 + H2 = 0

SUHU NYALA ADIABATISEnergi ikatan adalah jumlah energi yang diperlukan atau yang timbul untuk memutuskan atau menggabungkan suatu ikatan kimia tertentu.

Pada reaksi eksoterm, besarnya energi yang timbul dari Penggabungan ikatan lebih besar daripada energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan.

Besarnya energi ikatan ditentukan secara eksperimen :

ENERGI IKATANENERGI IKATANIKATANKkal/molIKATANKkal/molH HH FH ClH BrH IF FCl ClC Cl

1041351038871375879Br BrI I C CC HN HN N O - O O - H 4636839993226119111Energi Ikatan rata-rata pada 25oCENERGI IKATANCONTOH SOAL Diketahui : H2 H + H H = +104 Kkal Cl2 Cl + Cl H = + 58 Kkal 2HCl H2 + Cl2 H = +206 Kkal Ditanyakan : H pada reaksi berikut : H2 + Cl2 2 HCl Jawab : H2 H + H H = + 104 Kkal Cl2 Cl + Cl H = + 58 Kkal 2H + 2 Cl 2HCl H = - 206 Kkal +H2 + Cl2 2HCl H = - 44 KkalJadi H = - 44 KkalPanas netralisasi dapat didefinisikan sebagai jumlah panas yang dilepas ketika 1 mol air terbentuk akibat reaksi netralisasi asam oleh basa atau sebaliknya.

Netralisasi asam kuat oleh basa kuat nilai H0 selalu tetap yaitu - 57 kJ /mol dengan reaksi:H+(aq) + OH-(aq) H2O(l) H0= -57 kJ/molTetapi, jika basa lemah atau asam lemah dinetralisasi,panas netralisasinya selalu akan lebih kecil dari -57 kJ/mol.Misalkan: HCN(aq) + KOH(aq) KCN(aq) + H2O(l) H0 = -12 kJ/molPada reaksi diatas, reaksi ionisasi juga terlibat:HCN(aq) H+(q) + CN-(aq) H = +45 kJ/mol ,shg: (+ 45 - 57) kJ/mol = -12 kJ/mol.PANAS NETRALISASIKalorimetri adalah alat yang dapat digunakan untuk mengukur panas reaksi secara eksperimen.Dengan menggunakan kalorimetri, tidak akan terrjadi aliran panas baik dari sistem ke lingkungan ataupun sebaliknya.Pada keadaan tekanan konstan, H = Qp = 0 Perubahan yang terjadi dinyatakan sbb:K(T1) + R(T1) K(T2) + P(T2)

PENGUKURAN KALORIMETRIPerubahan keadaan yang terjadi dapat ditinjau ke dalam dua siklusSiklus IR(T1) P (T1)HT1K(T1) + P(T1) K(T2) + P(T2) H2 HTotal = 0 HT1 + H2 = 0

PENGUKURAN KALORIMETRISiklus IIK(T1) + R(T1) K(T2) + R(T2)Ha R(T2) P(T2) HT2 HTotal = 0 HT2 + Ha = 0

PENGUKURAN KALORIMETRI