PERSAMAAN TERMOKIMIA
Persamaan Termokimia- Adalah persamaan reaksi yang mengikutsertakan perubahan entalpinya ( DH ).
- Nilai DH yang dituliskan di persamaan termokimia, disesuaikan dengan stoikiometri reaksinya, artinya = jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi kimia = koefisien reaksinya; ( fase reaktan maupun produk reaksinya harus dituliskan).
- Contoh :
Persamaan termokimianya :
Jika koefisien dikalikan 2, maka harga DH reaksi juga harus dikalikan 2.
- Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam menuliskan persamaan termokimia :
- Koefisien reaksi menunjukkan jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi.
- Ketika persamaan reaksinya dibalik ( mengubah letak reaktan dengan produknya ) maka nilai DH tetap sama tetapi tandanya berlawanan.
- Jika kita menggandakan kedua sisi persamaan termokimia dengan faktor y maka nilai DH juga harus dikalikan dengan faktor y tersebut.
- Ketika menuliskan persamaan reaksi termokimia, fase reaktan dan produknya harus dituliskan.
- Perubahan entalpi yang diukur pada suhu 25 oC dan tekanan 1 atm ( keadaan standar) disebut perubahan entalpi standar ( dinyatakan dengan tanda DHo atau DH298 ).
- Perubahan entalpi yang tidak merujuk pada kondisi pengukurannya dinyatakan dengan lambang DH saja.
- Entalpi molar = perubahan entalpi tiap mol zat ( kJ / mol ).
- Perubahan entalpi, meliputi :
- a. Perubahan Entalpi Pembentukan Standar ( DHf o ) = kalor pembentukan
Bentuk standar dari suatu unsur adalah bentuk yang paling stabil dari unsur itu pada keadaan standar ( 298 K, 1 atm ).
Jika perubahan entalpi pembentukan tidak diukur pada keadaan standar maka dinotasikan dengan DHf
Contoh :
Catatan :
- DHf unsur bebas = nol
- Dalam entalpi pembentukan, jumlah zat yang dihasilkan adalah 1 mol.
- Dibentuk dari unsur-unsurnya dalam bentuk standar.
- b. Perubahan Entalpi Penguraian Standar ( DHd o )
Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar, maka dinotasikan dengan DHd. Satuannya = kJ / mol.
Perubahan entalpi penguraian standar merupakan kebalikan dari perubahan entalpi pembentukan standar, maka nilainya pun akan berlawanan tanda.
Menurut Marquis de Laplace, “ jumlah kalor yang dilepaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsur penyusunnya = jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsur penyusunnya. “ Pernyataan ini disebut Hukum Laplace.
Contoh :
Diketahui DHf o H2O(l) = -286 kJ/mol, maka entalpi penguraian H2O(l) menjadi gas hidrogen dan gas oksigen adalah +286 kJ/mol.
- c. Perubahan Entalpi Pembakaran Standar ( DHc o )
Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar, maka dinotasikan dengan DHc. Satuannya = kJ / mol.
Contoh :
- d. Perubahan Entalpi Netralisasi Standar ( DHn o )
Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar, maka dinotasikan dengan DHn. Satuannya = kJ / mol.
Contoh :
DHn reaksi = -200 kJ
DHn NaOH = -200 kJ / 2 mol = -100 kJ/mol
DHn H2SO4 = -200 kJ / 1 mol = -200 kJ/mol
- e. Perubahan Entalpi Penguapan Standar ( DHovap)
Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar, maka dinotasikan dengan DHvap. Satuannya = kJ / mol.
Contoh :
- f. Perubahan Entalpi Peleburan Standar ( DHofus )
Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar, maka dinotasikan dengan DHfus. Satuannya = kJ / mol.
Contoh :
- g. Perubahan Entalpi Sublimasi Standar ( DHosub )
Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar, maka dinotasikan dengan DHsub. Satuannya = kJ / mol.
Contoh :
- h. Perubahan Entalpi Pelarutan Standar ( DHosol )
Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar, maka dinotasikan dengan DHsol. Satuannya = kJ / mol.
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
KAPASITAS KALOR 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
Jika kapasitas kalor ini kita cari per kilogramnya (massa) ketemu KALOR JENIS zat, dilambangkan c (huruf c kecil). brarti C = m.c
= dengan kata lain....ini adalah....ehm...zat itu....eh...dapat menyerap kalor ??
= kamu sangant fasih....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)
Q = m.c.delta T
= hoo... delta T..??
= Mmm.... delta T tu artinya perubahan suhu...(aq g bs nulis lambang "delta")
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
= kita langsung bisa menghitung kalor air yang hilangg...
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
Whoaa... ternyata kalor jenis tembaga kurang dari
sepersepuluh kalor jenis air....jadi ketika sama2 menyerap kalor....suhu
air susah meningkat sedang tembaga gampang sekali meninggkat....
= .....temperatur erat kaitannya dengan energi kinetik benda....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.
dengan cara yang sama...banyak kalor jenis zat lainnya yang dapat dicari.......
selanjutnya kita bahas mengenai.....
ENERGI DALAM
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.
- 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.....
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.....
= Sebagai Contoh Reaksi Eksoterm/melepas kalor :
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
= Sebagai Contoh Reaksi Endoterm/menyerap kalor :
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)
gitu....
Soal-soal ....
1) Gamping dimasak menjadi kapur tohor, delta H =.....?
2) Ledakan Nitrogliserin, delta H =....?
reaksi : 4 C3H5(NO3)3 ---> 6 N2 + O2 + 12 CO2 + 10 H2O
3) Pembakaran Gas Alam (Metana), delta H =....?
reaksi CH4(g) + 2 O2(g) ---> CO2(g) + 2 H2O(g)
reaksi CH4(g) + 2 O2(g) ---> CO2(g) + 2 H2O(g)
= ada clue nya kok...
CaCO3 delta Hf = -1207,6 kJ/mol
CaO delta Hf = -635 kJ/mol
CO2 delta Hf = -393,8 kJ/mol
C3H5(NO3)3 delta Hf = -1456 kJ/mol
H2O delta Hf = -241,8 kJ/mol
CH4 delta Hf = -74,9 kJ/mol
contoh :
CaCO3 ---> CaO + CO2
maka delta H = delta Hf (hasil reaksi) - delta Hf (reaktan)
= (1 x (-635) + 1 x (-393,8)) - (1 x (1207,6))
= 178,8 kJ/mol ..........reaksinya ENDOTERM
yang lainnya kalian coba sendiri ya....
skalian buatlatihan soal... yang jelas tiap2 delta H nya dikalikan
dengan angka koefisiennya... contoh soal di atas kebetulan angka
koefisiennya satu semua...
delta H dari ledakan Nitroglisirena = -5687,6 kJ
(angka 4 adalah angka koefisien reaksinya...)
Tidak ada komentar:
Posting Komentar