Termokimia merupakan bagian dari
ilmu kimia yang mempelajari reaksi-reaksi kimia beserta perubahan kalor yang
menyertainya...... Kalor adalah bentuk energi yang berhubungan dengan
perbedaan temperatur atau suhu...tetapi kalor tidak sama dengan
suhu... sebagai ilustrasi perhatikan contoh berikut :
misalnya kita memanaskan dua panci
air, kedua panci mempunyai suhu yang sama yakni 250C dan kita
panaskan hingga keduanya bersuhu 750C. Panci pertama berisi 1
liter air sedangkan panci kedua berisi 2 liter air. Dari peristiwa ini dapat
dikatakan bahwa perubahan temperatur kedua benda sama yakni 750C -
250C = 500C. Namun, kalor air dalam panci kedua dua
kali lebih besar dari air dalam panci pertama.... karena jumlah airnya 2 kali
lebih banyak. Jadi selain dipengaruhi oleh temperatur, kalor juga dipengaruhi
oleh kapasitas kalor benda.....
Kapasitas Kalor
Yaitu suatu zat adalah masukan energi yang diperlukan untuk menaikkan temperaturnya sebesar 1 0C. dilambangkan C (huruf c besar). Jika kapasitas kalor ini kita cari per kilogramnya (massa) ketemu KALOR JENIS zat, dilambangkan c (huruf c kecil). brarti C = m.c
JAMES
PRESCOTT JOULE (1818 - 1889) mengadakan percobaan....mengukur kapasitas
kalor air. dia memasang suatu beban yang dihubungkan dengan suatu kincir yang
dicelupkan ke dalam air...ketika beban dijatuhkan...maka kincir
bergerak....dengan mengukur kenaikan kecil pada suhu air....Joule menemukan
bahwa usaha yang dilakukan ketika menjatuhkan beban setara dengan perubahan
temperatur airnya...
hasilnya
Kapasitas Kalor per garam (kalor jenis) air = 4, 184 Joule/g0C
AKHIRNYA......inilah hubungan
yang tepat antara Temperatur (T) dan kalor (Q) :
kalor
= massa x kalor jenis zat x perubahan temperatur
Q
= m.c.(Takhir - T awal)
dari
rumus itu dan kalor jenis air.....kita bisa menemukan semua kalor jenis zat
lainnya! mari kita mulai dari tembaga :celupkan 2 kg tembaga bersuhu 25 0C
ke dalam 5 kg air yang bersuhu 30 0C.....air nyaris tidak berubah
temperaturnya.....tetapi tembaganya benar2 memanas.....
misalnya
perubahan suhu air = -0,17 0C
perubahan
suhu tembaga = 4,83 0C
Q
air = 5000 g. -0,17 0C. 4,18 Joule/g0C=
-3,553 Joule
sehingga......
hilangnya
kalor air = pertambahan kalor tembaga
(dengan
asumsi kalor yang hilang ke udara sangat kecil sekali.....sehingga diabaikan
atau = nol)
Qtembaga
= 3,553 Joule
karena
ada 2000 gram tembaga maka rumusnya menyatakan :
3,553
J = 2000 g. c tembaga. 4,83 0C
maka
c tembaga = 0,37 Joule/g0C
Energi
didalam suatu materi secara total terdiri dari energi kinetik dan energi
potensial. TEMPERATUR merupakan ukuran rata-rata ENERGI KINETIK
TRANSISIONAL (gerak lurus) dari keseluruhan gerak partikel penyusun
materi.
air
memiliki banya ikatan Hidrogen....ikatan2 ini membuat air sulit bergerak!
brarti energi kinetiknya kecil....klo energi kinetik kecil brarti peningkatan
temperaturnya relatif kecil....sedangkan tembaga punya lautan elektron yang
bergerak...sehingga energi kinetiknya relatif jauh lebih besar dai energi
kinetik air sehingga peningkatan temperaturnya juga relatif lebih besar
denagn penambahan kalor yang sama dengan air.
ENERGI
DALAM
MATERI adalah gudangnya
energi....sayangnya sampai sekarang belum ada alat yang dapat
mengukurnya....energi dalam suatu materi ini kita kenal dengan isitlah Energi
Dalam. walaupun tak dapat diukur.... perubahannya dapat diukur kok....
Selain
karena KALOR...energi dalam juga dapat berubah karena melakukan atau
menerima kerja/usaha (W).....usaha yang sering menyertai perubahan
wujud (fisika) atau perubahan kimia adalah kerja ekspansi, yaitu kerja yang
berhubungan dengan perubahan volume....
Kesimpulannya
.....perubahan
Energi Dalam disebabkan oleh dua komponen....yakni KALOR dan USAHA
Perubahan
Entalpi = Entalpi hasil reaksi/produk - Entalpi pereaksi/reaktan
delta
H = HP - HR
Perubahan
Entalpi (delta H) ini hanya berupa perubahan kalor reaksi saja
sedangkan perubahan yang berkaitan dengan vulome benda diabaikan dengan
syarat reaksinya terjadi pada Tekanan tetap. Hmm.... mengapa??
pada tekanan tetap proporsi energi yang berubah menjadi naik turunnya suhu
dan mengembang kempisnya volume bersifat tetap sehingga bersifat spesifik.
misalnya dalam reaksi senyawa A menjadi B terjadi pelepasan energi dalam
bentuk kalor sebanyak 75% dari energi total. maka bila reaksi ini diulang
dalam tekanan yang sama kalor yang dihasilkan tetaplah sama.....beda halnya
bila pengulangannya dilakukan di tempat tertutup yang volumenya
tetap.....maka semua energi yang dilepaskan berupa kalor 100%. Dengan kata
lain, dalam tekanan tetap/konstan perubahan kalor bersifat spesifik dan tetap
untuk reaksi yang sama.
Perubahan
Entalpi (delta H) akan bernilai negatif jika reaksi memancarkan
kalor.....dikenal dengan reaksi eksoterm, yang ditandai meningkatnya
suhu lingkungan tempat reaksi terjadi....dan bernilai positif jika menyerap
kalor....dikenal dengan reaksi endoterm, yang ditandai menurunnya suhu
lingkungan tempat reaksi terjadi.....
LEDAKAN
BUBUK MESIU sebanyak
500 g direaksikan dalam suatu kalorimeter yang mempunyai kapasitas kalor (C)
sebesar 337,6 kJ/0C berakibat kenaikan suhu (delta T) sebesar 4,78
0C.
4
KNO3(s) + 7 C(s) + S(s) ---> 3 CO2(g) + 3 CO(g) + 2 N2(g) + K2CO3(s) +
K2S(s)
delta
H = - Q = - (C.delta T) = - (337,6 kJ/0C. 4,78 0C) = -1614
kJ
dari
sini kita bisa menemukan perubahan entalpi (delta H) per gramnya = -1614/500
= 3,23 kJ/g
CaCO3(s)
---> CaO(s) + CO2(g)
Untuk
membuat reaksi ini terjadi langkah pertama kita panaskan Kalorimeter terlebih
dahulu untuk mendorong terjadinya reaksi.....(INGAT....setiap reaksi
butuh energi aktivasi....dan sebagian reaksi ada yang mempunyai energi
aktivasi yang lebih tinggi dari suhu lingkungannya....sehingga perlu
dipanaskan....jadi panas disini bukan berarti reaksi eksoterm) pada akhirnya
Kalorimeter menjadi Lebih Dingin....dari awalnya (suhu sebelum kalorimeter
dipanaskan)....
jika
kapasitas kalor kalorimeternya = 337,6 kJ/0C....dan zat yang
direaksikan sebanyak 1 mol CaCO3....menyebabkan perubahan suhu sebesar -0,53 0C
jadi
delta H = - Q = - (337,6 kJ/0C. -0,53 0C) = + 179
kJ/mol
dari
2 contoh di atas kita jadi tahu bahwa delta H dapat kita ukur dengan
kalorimeter.....Sayangnya....ada begitu banyak reaski kimia....untung para
ahli kimia banyak akal(atau malas ya...) mengambil sebuah JALAN PINTAS....dari
pada mengukur dengan kalori meter lebih baik kita MENGHITUNGnya.....
konsep dasarnya disebut KALOR PEMBENTUKAN (delta Hf)
Kalor
Pembentukan adalah perubahan entalpi yang muncul ketika satu mol zat
terbentuk dari unsur2 penyusunnya....misalnya bila satu mol Air terbentuk
dari Hidrogen dan oksigen....
H2(g)
+ 1/2 O2(g) ---> H2O(l) delta Hf = -285,8 kJ/mol
Contoh
lainnya....
CO(g)
mempunyai delta Hf = -110 kJ/mol
CO2(g)
mempunyai delta Hf = -393,8 kJ/mol
CaO(s)
mempunyai delta Hf = -635,0 kJ/mol
Unsur
yang paling stabil (seperti S, C, O2, N2 dll) mempunyai delta H = 0 kJ/mol
contoh
lainnya baca aja di buku......
HUKUM
HESS
HUKUM HESS = delta H = delta Hf (hasil reaksi) - delta Hf (reaktan)
Soal...
Pilihlah
salah satu jawaban yang paling benar.
1. Sebuah televisi menyala dengan sumber listrik akumulator sehingga kita melihat siaran televisi. Perubahan bentuk energi yang terjadi pada peristiwa tersebut adalah . . . . A. energi kimia – energi listrik – energi panas – energi bunyi B. energi kimia – energi listrik – energi cahaya – energi bunyi C. energi kimia – energi listrik – energi mekanik – energi panas D. energi listrik – energi kimia – energi bunyi – energi cahaya E. energi listrik – energi panas – energi cahaya – energi bunyi 2. Ke dalam tabung reaksi yang berisi air dilarutkan urea padat. Ternyata pada tabung reaksi terasa dingin, yang dimaksud dengan sistem pada peristiwa itu adalah . . .A. urea D. air dan tabung reaksi B. air E.urea, air, dan tabung reaksi C. urea dan air . 3. Jika kapur tohor dilarutkan dalam air, akan menghasilkan panas. Pernyataan yang tepat untuk hal ini adalah . . . . A. reaksi tersebut endoterm B. entalpi sistem bertambah C. entalpi sistem berkurang D. ΔH reaksi positif E. reaksi memerlukan kalor 4. Reaksi berikut terjadi pada suhu dan tekanan tertentu: H2(g) + 1/2 O2(g) →H2O(l) ΔH = -286 kJ H2(g) + O2(g) → 2 H2O(l) ΔH = -572 kJ H2(g) + 1/2 O2(g) → H2O(g) ΔH = -242 kJ berdasarkan reaksi-reaksi tersebut dapat disimpulkan bahwa perubahan entalpi tergantung pada . . . . A. suhu dan volum B. tekanan dan suhu C. jumlah dan wujud zat D. jumlah zat dan kalor yang dibebaskan E. kalor yang dibebaskan 5. Reaksi yang mempunyai harga ΔHR = ΔHfCO adalah . . . . A. C(s) + 1/2 O2(g) → CO(g) B. C(s) + O(g)) →CO(g) C. C(s) + CO2(g) → 2 CO(g) D. C(g) + 1 2 O2(g) → CO(g) E. C(g) + CO2(g) → 2 CO(g) |
Kamis, 08 November 2012
BAB 3 TERMOKIMIA
Langganan:
Posting Komentar (Atom)
Tidak ada komentar:
Posting Komentar