termokimia 1.docx
DESCRIPTION
Termo, Kimia, TermokimiaTRANSCRIPT
TERMOKIMIA
Sistem & Lingkungan
Untuk mengerti termokimia, perlu dipahami konsep sistem dan lingkungan.
Pertama, kita akan membahas mengenai sistem. Sistem adalah reaksi atau
tempat yang dijadikan titik pusat perhatian. Lingkungan adalah semua hal
yang menunjang sistem, atau dengan kata lain, semua hal di luar sistem.
Contohnya, bila anda melihat segelas air, maka segelas air adalah sistem,
sementara ruangan dan semua lainnya adalah lingkungan.
Ada 3 jenis sistem, berdasarkan transformasi materi dan energinya, yaitu:
1. Sistem terbuka, yaitu sistem dimana pertukaran materi dan energi keluar
masuk sistem dapat dilakukan. Contohnya, air dalam gelas terbuka.
2. Sistem tertutup, dimana hanya ada pertukaran energi atau materi satu
arah. Contohnya, air panas dalam gelas tertutup, dimana hanya panas
(energi) dari dalam gelas yang bergerak ke arah lingkungan.
3. Sistem terisolasi, yaitu dimana tidak terjadi pertukaran materi dan energi
sama sekali. Contohnya, air dalam termos.
Entalpi
Entalpi, seperti asal kata Yunaninya, berarti kandungan energi pada suatu
benda. Jika kita bayangkan kita melihat sebuah ember yang kita tidak tahu
volumenya dan berisi air. Seperti banyak air yang tidak kita tahu, besar
entalpi juga tidak kita ketahui. Namun, jika dari ambil atau beri air sebanyak
satu gayung dari/pada ember tersebut, kita tahu perubahan isinya. Begitulah
kita tahu perubahan entalpi.
Entalpi dilambangkan dengan huruf H (terkadang dengan h). Kita dapat
mengetahui perubahan entalpi pada suatu reaksi dengan:
ΔH = Hproduk - Hreaktan
Dimana semuanya terdapat dalam satuan J atau kal.
Jika kita hubungkan entalpi dengan hukum termodinamika yang pertama, kita
akan tahu bahwa entalpi secara global tidak pernah berubah. Energi hanya
bergerak, namun tidak bertambah atau berkurang. Lebih jauh akan dibahas
dalam tulisan Pengayaan Termokimia.
Reaksi Eksoterm dan Endoterm
Reaksi dibagi menjadi dua jenis, sesuai dengan arah perpindahan energi.
Mereka adalah : (a) reaksi eksoterm dan (b) reaksi endoterm. Kita akan
membahas yang pertama dahulu.
Reaksi EksotermReaksi eksoterm, adalah kejadian dimana panas mengalir
dari sistem ke lingkungan. Maka, ΔH < O dan suhu produk akan lebih kecil
dari reaktan. Ciri lain, suhu sekitarnya akan lebih tinggi dari suhu awal.
Contoh
C(s)+O2 -> CO2 (g) ΔH=-393.4 kJ mol-1
Diagram reaksi eksoterm berupa:
Reaksi EndotermReaksi endoterm adalah kejadian dimana panas diserap
oleh sistem dari lingkungan. Maka, ΔH > 0 dan suhu sekitarnya turun.
Contoh:
• H2(g) + I2(g) -> 2HI(g) ΔH=51.9 kJ mol-1
• Ba(OH)2(s) + 2NH4Cl (s) -> BaCl2(l) + 2NH3(g) + 2H2O(l)
• Penguapan AlkoholBerikut diagram reaksi endoterm:
Kondisi Standar & Persamaan Termokimia
Semua persamaan termokimia akan dituliskan dengan kondisi standar
(STP) sebagai acuannya, yaitu 1 atm (101.3 kPa) dan 25oC (298 K). Ini
digunakan karena unsur pada kondisi ini berada dalam tingkat paling stabil.
Persamaan termokimia akan menyatakan jumlah mol reaktan dan produk,
serta menyatakan jumlah energi yang terlibat. SI untuk ΔH adalah kJ mol-1.
'mol-1' tidak menyatakan jumlah penyusun senyawa, namun jumlah per mol
dalam persamaan tersebut, biasanya dengan acuan mol produk adalah 1.
Contoh
CO(g) + 1/2 O2(g) -> CO2(g) ΔH= -283 kJ mol-1
2CO(g) + O2(g) -> 2CO2(g) ΔH= -566 kJ mol-1
Catatan:
1. Terkadang mol-1 hanya dituliskan jika mol reaktan adalah 1, atau tidak
dituliskan sama sekali
2. Persamaan termokimia juga harus memasukkan kondisi fisis
senyawanya Jenis-Jenis Perubahan Entalpi
Ada beberapa jenis entalpi, namun kurikulum Indonesia hanya mensyaratkan
4 diantaranya (anda boleh lega, karena siswa Singapura belajar 7 jenis),
yaitu:
1. Entalpi Pembentukan Standar (ΔHf0= Standard Enthalpy of Formation)
Entalpi pembentukan standar adalah perubahan entalpi untuk membentuk
senyawa satu mol dari unsur-unsurnya pada kondisi standar.
Contoh:
H2(g) + 1/2 O2-> H2O(l) ΔH=-286 kJ mol-1
C (grafit) + O2(g) -> CO2(g) ΔH=-393 kJ mol-1 K(s) + Mn(s) + 2O2 ->
KMnO4(s) ΔH=-813 kJ mol-1
Catatan:
ΔHf elemen stabil adalah 0
ΔHf digunakan untuk memperkirakan stabilitas senyawa dibanding
penyusunnya
Semakin kecil ΔHf, semakin stabil energi senyawa itu
ΔHf tidak mencerminkan laju reaksi (akan dibahas pada bab selanjutnya)
2. Entalpi Penguraian Standar (ΔHd0= Standard Enthalpy of Decomposition)
Entalpi penguraian standar adalah kebalikan pembentukan, yaitu
kembalinya senyawa ke unsur dasarnya. Maka, entalpinya pun akan
berbalik.
Contoh:
H2O(l) -> H2(g) + 1/2 O2(g) ΔH=+286 kJ mol-1 (bnd. contoh Hf no. 1)
3. Entalpi Pembakaran Standar (ΔHc0= Standard Enthalpy of Combustion)
Entalpi pembakaran standar adalah perubahan entalpi ketika 1 mol materi
dibakar habis menggunakan oksigen pada kondisi standar.
Contoh :
1/2 C2H4(g) + 3/2 O2 -> CO2(g) + H2O(l) ΔH=-705.5 kJ mol-1
Catatan:
ΔHc selalu negatif, karena panas pasti dilibatkan
• ΔHc bisa digunakan untuk menilai kandungan energi bahan bakar atau
makanan
Entalpi Pelarutan Standar (ΔHs0= Standard Enthalpy of Solution)
4. Entalpi pelarutan standar adalah perubahan entalpi ketika 1 mol materi
terlarut pada sebuah larutan menghasilkan larutan encer. Setelah itu,
tidak akan terjadi perubahan suhu bila larutan awal ditambahkan.
Contoh:
NH3(g) + aq -> NH3(aq) ΔHs=-35.2 kJ mol-1
HCl(g) + aq -> H+(aq) + Cl-(aq) ΔHs=-72.4 kJ mol-1
NaCl(s) + aq -> Na+(aq) + Cl-(aq) ΔH=+4.0 kJ mol-1
Catatan:
Jika ΔHs sangat positif, zat itu tidak larut dalam air
Jika ΔH negatif, zat itu larut dalam air