TERMOKIMIATERMOKIMIA

Endang Susilowati, M.SiEndang Susilowati, M.Si

Prodi P Kimia FKIP UNSProdi P Kimia FKIP UNS

20092009

Termokimia mempelajari perubahan panas yang mengikuti reaksi kimia dan perubahan-perubahan fisika (pelarutan, peleburan dsb )

satuan panas = kalori ; joule (1 joule = 0.24 kal); kJ ; Kkal Untuk menentukan perubahan panas yang terjadi pada

reaksi-reaksi kimia dipakai kalorimeter Besarnya panas reaksi bisa dunyatakan pada :

• tekanan tetap ; qp = H• volume tetap ; qv = U

Hubungan H dan U : H = U+P V H

= + maka panas diserap, reaksi endoterm U

H = - maka panas dilepaskan, reaksi

eksoterm U

TERMOKIMIA

Panas reaksi dipengaruhi oleh :Panas reaksi dipengaruhi oleh :- jumlah zat yang bereaksi- Keadaan fisika- Temperatur- Tekanan- Jenis reaksi (P tetap atau V tetap)

Dalam menuliskan reaksi kimia harus dituliskan wujud, koefisien dan kondisi percobaan.

Misalnya : reaksi pebentukan CO2 pada 1 atm dan 298 K

C(grafit)+ 2O2(g) CO2 (g) +393,515 kJ

perubahan energi dilakukan pada tekanan perubahan energi dilakukan pada tekanan tetap (tekanan atmosfir) sehingga berlaku : tetap (tekanan atmosfir) sehingga berlaku :

H = qH = qpp

Tinjau Reaksi : aA + bB cC + dD + x kJTinjau Reaksi : aA + bB cC + dD + x kJjika entalpi pereaksi = H1jika entalpi pereaksi = H1entalpi hasil reaksi = H2entalpi hasil reaksi = H2

Maka :Maka :H1 = H2 + x kJH1 = H2 + x kJH2-H1 = -x kJ H2-H1 = -x kJ H = -x kJ H = -x kJ

Keadaan StandarKeadaan Standar

Fase Keadaan Standar

GasGas Gas ideal, 1 Gas ideal, 1 bar, suhu tertentu, suhu tertentu

CairCair Cairan murni, 1 Cairan murni, 1 bar, suhu tertentu, suhu tertentu

PadatPadat Kristal murni, 1 Kristal murni, 1 bar, suhu tertentu, suhu tertentu

Keadaan standar suatu zat pada temperatur tertentu adalah bentuk zat murni zat tersebut pada tekanan 1 bar (keadaan paling stabil)

Misal: keadaan standar cairan etanol pada temperatur 298 K adalah cairan murni pada temperatur 298 K dan 1 bar

Hukum HessHukum Hess Hukum Hess : Entalpi merupakan fungsi keadaan, karena Hukum Hess : Entalpi merupakan fungsi keadaan, karena

itu perubahannya tidak tergantung pada jalannya proses, itu perubahannya tidak tergantung pada jalannya proses, tetapi hanya tergantung pada keadaan awal dan keadaan tetapi hanya tergantung pada keadaan awal dan keadaan akhirakhir

Reaksi:Reaksi:C + OC + O22 CO CO HH11

CO + OCO + O22 CO CO22 HH22

C + OC + O22 CO CO22 HH33

Berdasarkan hukum Hess maka : Berdasarkan hukum Hess maka : H3 = H3 = H1+ H1+ H2 H2

Hubungan Hubungan U dan U dan HH

Definisi entalpi: H = U + PVDefinisi entalpi: H = U + PV Deferensialnya: dH = dU + d(PV)Deferensialnya: dH = dU + d(PV) Untuk gas ideal:Untuk gas ideal:

dH = dU + d(nRT)dH = dU + d(nRT) Pada kondisi isotermal, dan terjadiperubahan jumlah Pada kondisi isotermal, dan terjadiperubahan jumlah

gas, maka:gas, maka:

H = H = U + U + nRTnRT

Macam-macam Panas /Perub entalpiMacam-macam Panas /Perub entalpi

Panas atomisasi : Panas yang diperlukan untuk menghasilkan 1 mol Panas atomisasi : Panas yang diperlukan untuk menghasilkan 1 mol zat dalam bentuk gas dari keadaan yang paling stabil pada keadaan zat dalam bentuk gas dari keadaan yang paling stabil pada keadaan standar . Contoh :standar . Contoh :C grafit C(g) C grafit C(g) H = 716,68 kJ H = 716,68 kJ

Panas penguapan standar : panas yang diperlukan untuk Panas penguapan standar : panas yang diperlukan untuk menguapkan 1 mol zat cair menjadi upanya pada keadaan standarmenguapkan 1 mol zat cair menjadi upanya pada keadaan standarcontoh : contoh :

HH22O(l) HO(l) H22O(g) O(g) H=44,01 kJ H=44,01 kJ

Panas peleburan standar : panas yang diperlukan atau dilepas pada Panas peleburan standar : panas yang diperlukan atau dilepas pada peleburan . peleburan .

Contoh :Contoh :HH22O(s) HO(s) H22O(l) O(l) H = 6,0 kJ H = 6,0 kJ

Panas pelarutan integral: Panas yang timbul atau diserap pada Panas pelarutan integral: Panas yang timbul atau diserap pada pelarutan suatu zat dalam suatu pelarut. Besarnya tergantung jumlah pelarutan suatu zat dalam suatu pelarut. Besarnya tergantung jumlah zat pelarut dan zat terlarut.zat pelarut dan zat terlarut.

Panas pengenceran integral : panas yang timbul atau diserap jika suatu larutan dengan konsentrasi tertentu diencerkan lebih lanjut dengan menambahkan pelarut

Panas pelarutan diferensial = panas yang timbul atau diserap jika 1 mol zat terlarut ditambahkan ke dalam sejumlah besar larutan tanpa mengubah konsentrasi larutan.

Panas Pengenceran diferensial : Panas yang timbul atau diserap jika 1 mol pelarut ditambahkan ke dalam sejumlah larutan tanpa mengubah konsentrasi larutan tersebut.

Panas netralisasi : panas yang diserap atau dilepaskan jika 1 mol ekivalen asam kuat tepat dinetralkan oleh 1 mol ekivalen basa kuat.

Panas Hidrasi : panas yang timbul atau diperlukan pada pembentukan hidrat.

Contoh : CaCl2 (s) + 2H2O (l) CaCl2 .2H2O (s) H = -7960

kal

ENERGI IKATAN

Energi disosiasi ikatan : energi yang diperlukan untuk memutuskan satu buah ikatan pada suatu molekul .

Contoh :H2 (g) 2H (g) H 298 K=435,9 kJ/mol

Energi ikatan : rata-rata dari energi disosiasi ikatan total Data energi ikat dapat digunakan untuk meramalkan panas reaksi

pada pembentukan molekul sederhana Contoh :

C2H2 (g) + 2H2 (g) C2H6 (g) H= ? Hr = ∑ H pemecahan + ∑ H pembentukan

dengan: H pemecahan selalu (+) H pembentukan selalu (-)

Pengaruh suhu terhadap Pengaruh suhu terhadap H

Untuk Cp konstan

Untuk reaksi : A + B C + D

2

1 `12

T

TCpdTHH

CpdTHd

pTHCp

)( 1212 TTCpHH

reaktanhasil HHH

P

reaksi

P

hasil

P TH

TH

TH

CpCpCp reakhasil tan

CpdTHH TT00

12

2

1

2

1

T

T

T

TCp

dT

HdSehingga

Persamaan Kirchoff

Jika kapasitas panas pada tekanan tetap sebagai fungsi suhu, maka:

Hubungan Cp dengan suhu dapat ditulis:Cp = a+bT+cT2+dT3

a,b,c,d adalah tetapan

Cp = a+ bT+ cT2+ dT3

2

112

)(00 T

TTT dTTCpHH

Contoh soal

1. Cp dari n-butana/JK-1mol-1= 19,41+ 0,233 T

Hitung q untuk menaikkan suhu 1 mol dari 25 oC ke 300 oC pada tekanan tetap

Jawab:

rumus yang digunakan:

dTTnCqT

T

PP )(2

1

Latihan atkins 2.20 sampai 2.25

Cotoh soal

0,3212 gram glukosa dibakar dalam kalorimeter bom yang kapasitas kalornya 641 J K-1, temperatur naik 7,793 K. Hitung

entalpi molar pembakaran standar, energi dalam pembakaran standar dan entalpi pembentukan glukosa standarnya.

Jawab: Tentukan perub entalpi dari nilai q Dicari dari hub U dan H (apakah ada perub mol gas) Tulis reaksi pembakarannya, kemudian gunakan

perub entalpi standar pembentukan dari tabel untuk menentukan entalpi pembentukan standar glukosa