KONSEP TERMODINAMIKA

TERMOKIMIA

    Termokimia adalah Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika disebut termokimia.

Energi yang menyertai reaksi kimia dinyatakan dalam bentuk entalpi dengan simbol H.

Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi. Perubahan entalpi reaksi diberi simbol ΔH.

Termokimia merupakan penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi kimia.

TERMODINAMIKA

  Termodinamika kimia dapat didefenisikan sebagai cabang kimia yang menangani hubungan kalor, kerja dan bentuk lain energi, dengan kesetimbangan dalam reaksi kimia dan dalam perubahan keadaan.

Penerapan hukum termodinamika pertama dalam bidang kimia merupakan bahan kajian dari termokimia.

“Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, tetapi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain, atau energi alam semesta adalah konstan.”

REAKSI EKSOTERM & ENDOTERM

Contoh Reaksi Eksoterm & Endoterm

Contoh Reaksi : Eksoterm

Contoh Reaksi : Endoterm

Grafik Reaksi Eksoterm dan Endoterm

ENTALPI

• Setiap materi mengandung energi yang disebut energi internal (U).
• Besarnya energi ini tidak dapat diukur, yang dapat diukur hanyalah perubahannya.
• Perubahan energi internal ditentukan oleh keadaan akhir dan keadaan awal ( ΔU =  Uakhir – Uawal).
•  Perubahan energi internal dalam bentuk panas dinamakan kalor.
•  Kalor adalah energi panas yang ditransfer (mengalir) dari satu materi ke materi lain.
•  Jika perubahan energi terjadi pada tekanan tetap, misalnya dalam wadah terbuka (tekanan atmosfer) maka kalor yang terbentuk dinamakan perubahan entalpi (ΔH).
•  Entalpi dilambangkan dengan H (berasal dari kata ‘Heat of Content’).
•  Dengan demikian, perubahan entalpi adalah kalor yang terjadi pada tekanantetap, atau Δ H = QP (Qp menyatakan kalor yang diukur pada tekanan tetap)

PENENTUAN KAPASITAS KALOR DENGAN KALORIMETER

  

   dimana, Qkalorimeter = kalor yang diserap atau                dilepaskan oleh kalorimeter (J)

  Ck       =  kapasitas kalor kalorimeter (J/0C)

         ΔT      = perubahan  suhu (0C)  

 

     Dalam reaksi eksoterm , kalor yang dilepaskan oleh sistem reaksi akan diserap oleh lingkungan (Kalorimeter dan media reaksi) . Jumlah kalor yang diserap oleh lingkungan dapat dihitung berdasarkan Hukum Kekekalam Energi . Secara matematik dirumuskan sebagai berikut :

    

Contoh :

Penentuan Kapasitas Kalor Kalorimeter :

Ke dalam kalorimeter dituangkan 50 g air dingin (25°C), kemudian ditambahkan 75 g air panas(60°C) sehingga suhu campuran menjadi 35°C. Jika suhu kalorimeter naik sebesar 7°, tentukankapasitas kalor kalorimeter? Diketahui kalor jenis air = 4,18 J/g0C .

Jawab :

Kalor yang dilepaskan air panas sama dengan kalor yang diserap air dingin dan kalorimeter.

Menghitung kalor  yang dilepas oleh air panas :

QAir panas   = QAir dingin + QKalorimeter

QAir panas  = mair panas x cair x ΔT

QAir panas  = 75 g × 4,18 J/g0C × (35 – 60)°c

QAir panas  = – 7.837,5 J

PERSAMAAN TERMOKIMIA

Persamaan termokimia adalah persamaan kimia yang sudah setara.

2Na(s) + 2H2O(l)   2NaOH(aq) + H2(g)  ∆H =-367,5 kj

 Persamaan ini menyatakan bahwa dua mol natrium bereaksi dengan dua mol air meghasilkan dua mol natrium hidroksida dan 1 mol hidrogen

FAKTOR - FAKTOR  YANG  MEMPENGARUHI

NILAI  PERUBAHAN  ENTALPI  REAKSI

Ø Jumlah mol zat, yang dinyatakan dengan koefisien pada persamaan termokimia.

 ØWujud fisik zat, yang dinyatakan dengan index, s (solid), l (liquid), g (gas),aq (larutan).

Contoh Persamaan Termokimia:

Ø2H2(g) + O2(g)  2H2 O(l)  DH = - 571,1 kJ

Ø 2H2(g) + O2(g) 2H2 O(g)DH = - 483,7 kJ

PENENTUAN PERUBAHAN ENTALPI

 

Entalpi bergantung pada keadaan, sehingga perlu ditetapkan kondisi saat pengukuran

PERUBAHAN ENTALPI STANDAR (DH0)

Perubahan entapi pada keadaan standar adalah kalor yang diukur pada tekanan tetap 1 atm dan 298 K (250C)

Entalpi Pembentukan Standar (DH0f)

Nilai Beberapa Entalpi Pembentukan Standar pada 298 K

Entalpi Penguraian Standar (DH0d)

CONTOH :

Diketahui DH°f CO2(g) adalah -393,5 kJ/mol, maka entalpi penguraian CO2(g) adalah +393,5 kJ/mol.

Tuliskan persamaan reaksinya!

CO2(g)  → C(grafit) + O2(g)       DH = +393,5 kJ/mol

Entalpi Pembakaran Standar (DH0c)

Contoh :

Berapa kJ kalor yang dihasilkan oleh 1 tangki kendaraan bermotor yang memiliki volume 3,5 L, jika massa jenis bensin adalah 0,7 kg/L ? Anggap bensin terdiri dari isooktana, maka:

DH0c isooktana = -5460 kJ/mol, massa jenis = 114 g/mol)

Jawab:

Massa tangki kendaraan = 3,5 L ´ 0,7 kg/L = 2,45 kg = 2450 gram

n isooktana = (2450 gram)

                            (114 g/mol)

                      = 21,49 mol

Jadi, kalor yang dibebaskan pada pembakaran 3,5 L bensin adalah:

= 21,49 mol ´ (-5460) kJ/mol

= - 117,335,4 kJ