Kamis, 08 November 2012

BAB 3 TERMOKIMIA






Standar Kompetensi
Kompetensi Dasar
3. Memahami kinetika reaksi,kesetimbangan kimia, dan faktor-faktor yangmempengaruhinya, sertapenerapannya dalamkehidupan sehari-hari danindustri
3.1 Mendeskripsikan pengertian laju reaksidengan melakukan percobaan tentang faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi
3.2 Memahami
teori tumbukan (tabrakan) untuk menjelaskan faktor-faktor penentu laju danorde reaksi, dan terapannya dalam kehidupansehari-hari
3.3 Menjelaskan
keseimbangan dan faktor-faktoryang mempengaruhi pergeseran arahkeseimbangan dengan melakukan percobaan
3.4 Menentukan
hubungan kuantitatif antarapereaksi dengan hasil reaksi dari suatu reaksikeseimbangan
3.5 Menjelaskan
penerapan prinsip keseimbangandalam kehidupan sehari-hari dan industri


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....
  • Jika suatu materi menyerap kalor maka energi dalamnya akan bertambah dan gerakan partikel2 dalam materi tersebut akan meningkat.....akibatnya dapat menyebabkan terjadi kenaikan suhu.
  • jika suatu materi memancarkan kalor maka energi dalamnya akan berkurang dan gerakan partikel2 dalam materi tersebut akan menurun......akibatnya dapat menyebabkan terjadi penurunan suhu.
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....
  • jika suatu materi mengembang.....maka akan mendorong materi lain yang berada di sekitarnya....berarti materi tersebut melakukan usaha....usaha butuh energi...maka
  • energi dalamnya berkurang
  • jika materi menyusut berarti materi tersebut menerima usaha dari materi lain di sekitarnya....maka energi dalamnya bertambah.....
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)


Tidak ada komentar:

Posting Komentar