TERMOKIMIA

Termokimia ialah cabang kimia yang berhubungan dengan hubungan timbal balik panas dengan reaksi kimia atau dengan perubahan keadaan fisika. Secara umum, termokimia ialah penerapan termodinamika untuk kimia. Termokimia ialah sinonim dari termodinamika kimia.

Dalam arti lain Termokimia adalah Hubungan antar kalor dengan reaksi kimia atau proses-proses yang berhubungan dengan reaksi kimia.

A.    Istilah-istilah dan Satuan dalam Termokimia

1.      Istilah-istilah dalam Termokimia

·         Entalpi : energi yang terkandung dalam suatu zat dengan lambing H

·         Energi : kemampuan suatu materi untuk melakukan kerja.

·         Energi dalam : jumlah energi dari semua energi yang dimiliki oleh sistem molekul.

Energi dalam bernilai positif jika : sistem menyerap atau menerima panas atau sistem menerima kerja.

Energi dalam bernilai negatif jika : sistem melepaskan panas atau sistem  melakukankerja.

Energi dalam tidak dapat diukur, yang dapat diukur hanya perubahan energinya yang dinyatakan sebagai ∆E.

∆E = E_Produk – E_Reaktan

·         Kalor (q) : energi yang berpindah dari sistem ke lingkungan atau sebaliknya dikarenakan perbedaan suhu di antara keduanya.

Q = m.c.∆T atau Q = C.∆T

·         Kerja (w) : bentuk energi yang diperlukan dan dapat dinyatakan sebagai gaya yang bekerja melalui suatu jarak tertentu.

Kerja bernilai positif jika sistem menerima kerja.

Kerja bernilai negatif jika sistem melakukan kerja.

2.      Satuan dalam Termokimia

2.1.      1 kJ = 1000 J

2.2.      1 Kalori = 4,184 J

2.3.      1 kKal = 1000 Kal

2.4.      1 Liter atm = 10,12 Joule

B. Hukum Kekekalan Energi

Hukum kekekalan energi “Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan. Energi dapat diubah dari suatu bentuk energi menjadi bentuk lain”.

Contoh: batu baterai, dimana mengubah energi kimia menjadi energi listrik yang kemudian listrik dapat dirubah kebentuk lain seperti energi cahaya dalam senter.

Terjadinya perpindahan energi pada sistem dan lingkungan dapat digambarkan :

1.      Bahan bakar bereaksi dengan gas oksigen maka akan menimbulkan panas disekelilingnya. Pada proses ini terjadi perpindahan energi dari sistem ke lingkungan.

2.      Daun menyerap karbon dioksida yang kemudian bereaksi dengan air membentuk karbohidrat dan gas oksigen. Pada proses ini terjadi perpindahan energi dari lingkungan ke sistem.

Maka :

Sistem  : segala sesuatu yang menjadi pusat perhatian atau perubahan energinya. Dalam kimia, yaitu sejumlah zat yang bereaksi.

Lingkungan : segala sesuatu yang berada di sekeliling sistem. Dalam kimia, segala sesuatu di luar zat tersebut seperti tabung reaksi.

C.    Hubungan Energi Dalam, Kalor, dan Kerja dengan Hukum Termokimia

                           ∆E (J)  = q (J) + w (J)

Entalpi (H) adalah besarnya kalor reaksi yang diukur pada tekanan tetap

∆H = ∆H_P– ∆H_R

D.    Sistem & Lingkungan

Terbagi atas tiga yaitu :

1.      Sistem terbuka : sistem yang memungkinkan terjadinya pertukaran kalor dan materi antara sistem dan lingkungan.

2.      Sistem tertutup : sistem yang memungkinkan terjadinya pertukaran kalor antara sistem dan lingkungan tetapi tidak terjadi pertukaran materi.

3.      Sistem terisolasi : sistem yang tidak memungkinkan terjadinya pertukaran kalor dan materi antara sistem dan lingkungan.

E.     Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

·        

Reaksi Eksoterm : reaksi yang melepaskan kalor atau menghasilkan energi.

Hakhir < Hawal

Hakhir – Hawal < 0

H berharga negatif (-)

·         Reaksi Endoterm : reaksi yang menyerap kalor atau menerima energi

Hakhir > Hawal

Hakhir – Hawal > 0

H berharga positif (+)

F.     Persamaan Termokimia

Contoh:

·         Pada pembentukan 1 mol air dari gas hydrogen dan gas oksigen pada 25^oC (298 K), 1 atm,dilepaskan kalor sebesar 286 kJ.

H_2(g) + ½ O_2(g) → H₂O ∆H = -286 kJ

2H_2(g) + O_2(g) → 2H₂O ∆H = – 572 kJ

·         Reaksi karbon dan gas hydrogen membentuk 1 mol C₂H₂ pada temperature 25^oC dan tekanan 1 atm memerlukan kalor sebesar 226,7 kJ

2C_(s) + H_2(g) → C₂H₂ ∆H = +226,7 kJ

Apabila pengukuran ∆H dilakukan untuk 1 mol zat pada kondisi standar, maka ∆H sama dengan entalpi molar dengan satuan kJ/mol.