Termokimia -

Termokimia yaitu ilmu yg mempelajari reaksi kimia & perubahan energi yg terlibat. Dalam mempelajari termokimia, diperlukan definisi “tata cara” & “lingkungan”. Sistem ialah segala sesuatu yg menjadi konsentrasi perhatian kita. Lingkungan adalah segala sesuatu selain metode.

Hukum pertama termodinamika menyatakan bahwa energi tak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan. Implikasi hukum ini pada energi dlm sistem, yakni pergeseran energi dalam, ΔE sama dgn penjumlahan kalor (q) yg diserap atau dilepas tata cara dgn kerja (w) yg dikerjakan atau diterima metode.

Lihat pula materi Sosiologiku.com lainnya:

Ikatan Kimia

Stoikiometri

Daftar Isi

Persamaan Termokimia & Entalpi

Persamaan termokimia yakni persaman reaksi setara yg menyertakan kalor reaksi (entalpi reaksi) — yg memperlihatkan kekerabatan antara massa & energi. Contoh persamaan termokimia:

2H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O(g) ΔH= −483,6 kJ

Entalpi, H, yaitu fungsi kondisi yg merupakan jumlah dr energi dlm (E) & hasil kali dr tekanan (P) & volum (V) sistem. Pada tekanan konstan, perubahan entalpi, ΔH, yg terjadi dlm sebuah reaksi disebut pula selaku entalpi reaksi (ΔH_rx) mempunyai nilai yg sama dgn kalor reaksi (q).

entalpi reaksi

Entalpi reaksi (ΔH_rx) pula merupakan fungsi keadaan, yg nilainya bergantung pada H_final & H_permulaan. Dalam sebuah reaksi kimia, “selesai” & “permulaan” bisa dinyatakan selaku “produk” & “reaktan”. Jadi, H_produk mampu lebih dr ataupun kurang dr H_reaktan sehingga tanda nilai ΔH_rx bergantung pada apakah kalor diserap atau dilepas oleh tata cara reaksi. Reaksi disebut eksoterm bilamana melepas kalor sehingga entalpi sistem menurun & ΔH_rx< 0. Reaksi disebut endoterm bilamana menyerap kalor sehingga entalpi sistem meningkat & ΔH_rx> 0.

Teori Atom

$\Delta H_ rx = H_ akhir - H_ awal = H_ produk - H_ reaktan$

termokimia entalpi

Diagram termokimia: entalpi untuk reaksi eksoterm (A) & endoterm (B)

(Sumber: Silberberg, Martin S. 2009. Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change (5^th edition). New York: McGraw Hill)

Kalorimetri

Kalorimetri ialah cara penentuan kalor reaksi dgn kalorimeter. Kalorimeter merupakan sistem terisolasi (tidak ada perpindahan materi & energi dgn lingkungan). Jika dianggap keseluruhan kalorimeter adalah metode, maka q_{tata cara} = 0. Dengan mengukur pergantian temperatur (ΔT), dapat dihitung jumlah kalor (q) yg terlibat dlm reaksi di dlm kalorimeter sebagaimana rumus:

$q = m c \Delta T = C \Delta T \newline \newline q_ kalorimeter = C_ kalorimeter \Delta T \newline \newline q_ sistem = q_ kalorimeter + q_ reaksi \newline \newline 0 = q_ kalorimeter + q_ reaksi \newline \newline q_ reaksi = - q_ kalorimeter$

Yuk berguru materi ini juga:

Teks Ceramah

Kesetimbangan Benda Tegar

Gerund and Infinitive

Kalorimeter bom (kalorimetri volum konstan)

kalorimeter

Kalorimeter bom

(Sumber: Gilbert, Thomas N. et al. 2012. Chemistry: The Science in Context (3^rd edition). New York: W. W. Norton & Company, Inc.)

Pada kalorimeter bom berlaku rumus:

$q_ reaksi = - q_ kalorimeter = - (q_ air + q_ bom )$

$q_ air = m_ air c_ air \Delta T$

$q_ bom = C_ bom \Delta T$

$\Delta E_ reaksi = q_V + q_ reaksi \longrightarrow$ [V konstan]

Kalorimeter sederhana (kalorimetri tekanan konstan)

alat pengukur termokimia

Termokimia: Kalorimeter sederhana

(Sumber: Petrucci, Ralph H. et al. 2011. General Chemistry: Principles and Modern Applications (10^th edition). Toronto: Pearson Canada Inc.)

Pada kalorimeter sederhana berlaku rumus:

$q_ reaksi = - q_ kalorimeter \approx - q_ larutan$

$q_ larutan = m_ larutan c_ larutan \Delta T$

$\Delta H_ reaksi = q_P = q_ reaksi \longrightarrow$ [V konstan]

Entalpi Pembentukan Standar & Reaksi

Entalpi pembentukan patokan, ΔH_f°, didefinisikan sebagai perubahan entalpi dlm reaksi pembentukan 1 mol senyawa dr unsur-unsur penyusunnya pada keadaan patokan (tekanan 1 atm, temperatur 298 K). Entalpi pembentukan patokan dr unsur-bagian dlm bentuk paling stabil (mirip C (grafit), H₂(g), N₂(g), Ca (s)) didefinisikan sama dgn 0. Dari nilai-nilai entalpi pembentukan kriteria, dapat dijumlah nilai entalpi reaksi kriteria, ΔH_rx°, yakni perubahan entalpi dlm reaksi pada kondisi kriteria.

$\Delta H_ rx = \Sigma n \Delta H_f (produk) - \Sigma m \Delta H_f (reaktan)$

Sebagai pola, pada reaksi hipotetis berikut di mana a, b, c, & d yakni koefisien stoikiometrik,

Minyak Bumi

aA + bB → cC + dD

$\Delta H_ rx = [c \Delta H_f (C) + d \Delta H_f (D)] - [a \Delta H_f (A) + b \Delta H_f (B)]$

Hukum Hess

Hukum Hess menyatakan bahwa tatkala reaktan terkonversi menjadi produk, nilai pergantian entalpi dr reaksi tetap sama, baik dgn satu langkah ataupun dgn sederetan langkah. Dengan kata lain, pergeseran entalpi dr keseluruhan proses sama dgn jumlah total pergantian entalpi setiap langkah. Perhatikan pola berikut.

hukum hess

Dalam penerapan hukum Hess, kadangkala persamaan termokimia yg tersedia perlu dimanipulasi terlebih dulu. Berikut aturan dlm memanipulasi persamaan termokimia:

Ketika persamaan reaksi dibalik (reaktan menjadi produk, produk menjadi reaktan), tanda nilai ΔH pula mesti dibalik (dari positif menjadi negatif, & sebaliknya).

Substansi yg dihilangkan dr kedua segi persamaan reaksi mesti dlm fase yg sama.

Jika semua koefisien dr sebuah persamaan reaksi dikali atau dibagi dgn aspek yg sama, maka nilai ΔH reaksitersebut pula harus dikali atau dibagi dgn faktor tersebut.

Yuk berguru materi ini juga:

Jaringan Tumbuhan

Program Linear

Persamaan Trigonometri

Pendekatan Energi Ikatan & Entalpi Reaksi

Energi ikatan (entalpi ikatan), D, ialah energi yg diperlukan untuk memutus ikatan pada 1 mol molekul dlm fase gas. Entalpi reaksi mampu diestimasi dr total energi ikatan dr ikatan yg putus dikurangi total energi ikatan dr ikatan yg terbentuk.

$\Delta H_ rx \approx \Sigma D (ikatan \: putus) - \Sigma D (ikatan terbentuk)$

$\Sigma H_ rx \approx \Sigma D (reaktan) - \Sigma D (produk)$

tabel energi ikat

Tabel energi ikatan rata-rata

(Sumber: Brown, Theodore L. et al. 2015. Chemistry: The Central Science (13^th edition). New Jersey: Pearson Education, Inc.)

Contoh soal

Estimasilah nilai $\Delta_ reaksi$ pembakaran berikut dr data energi ikatan rata-rata pada tabel di atas.

contoh soal termokimia

Jawab:

ΔH = ∑D(reaktan) − ∑D(produk)

= [12D(C−H) + 2D(C−C) + 7D(O=O)] –[8D(C=O) + 12D(O−H)]

= [12(413 kJ) + 2(348 kJ) + 7(495 kJ)] – [8(799 kJ) + 12(463 kJ)]

= 9117 kJ – 11948 kJ

ΔH = −2831 kJ

Termokimia – Referensi

– Brown, Theodore L. et al. 2015. Chemistry: The Central Science (13^th edition). New Jersey: Pearson Education, Inc.

– Chang, Raymond. 2010. Chemistry (10^th edition). New York: McGraw Hill

– Gilbert, Thomas N. et al. 2012. Chemistry: The Science in Context (3^rd edition). New York: W. W. Norton & Company, Inc.

– Jespersen, Neil D., Brady, James E., & Hyslop, Allison. Chemistry: The Molecular Nature of Matter (6^th edition). New Jersey: John Wiley & Sons, Inc.

– Petrucci, Ralph H. et al. 2011. General Chemistry: Principles and Modern Applications (10^th edition). Toronto: Pearson Canada Inc.

– Purba, Michael. 2006. Kimia 2A untuk Sekolah Menengan Atas Kelas XI. Jakarta: Erlangga.

– Silberberg, Martin S. 2009. Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change (5^th edition). New York: McGraw Hill

– Stacy, Angelica M. 2015. Living by Chemistry (2^nd edition). New York: W.H. Freeman and Company

Judul Artikel: Termokimia

Kontributor: Nirwan Susianto, S.Si.

Alumni Kimia UI

Materi Sosiologiku.com yang lain:

Tabel Periodik Unsur

Sifat Koligatif Larutan

Teori Atom Dalton Rutherford Bohr