TERMOKIMIA

TERMOKIMIA AZAS KEKEKALAN ENERGI BERBAGAI JENIS ENTALPI MOLAR EKSPERIMEN TERMOKIMIA PERTANYAAN SEPUTAR TERMOKIMIA

AZAS KEKEKALAN ENERGI Azas kekekalan energi menyatakan bahwa energi dapat dirubah dari satu bentuk ke bentuk lain,tapi tidak dapat diciptakan/dimusnahkan. Disebut juga hukum I Termodinamika. Sistem adalah bagian dari alam semesta yang sedang menjadi pusat perhatian.Sedangkan lingkungan adalah bagian lain dari alam semesta yang berinteraksi dengan sistem. sistem lingkungan

Sistem dibedakan menjadi : Sistem terbuka: antara sistem dengan lingkungan dapat mengalami pertukaran energi dan materi. Sistem tertutup: antara sistem dengan lingkungan dapat mengalami pertukaran energi tetapi tidak dapat mengalami pertukaran materi. Sistem terisolasi: tidak terjadi pertukaran materi maupun energi.

Energi Dalam Energi dalam adalah jumlah energi yang dimiliki oleh suatu sistem dan dilambangkan dengan E. Komponen utama dari energi dalam yang menjadi pusat perhatian adalah energi termal yaitu energi yang terkait dengan gerakan molekul-molekul sistem,dan energi kimia,yaitu energi yang terkait dengan ikatan kimia dan interaksi antarmolekul. Nilai energi dalam dari suatu zat tidak dapat ditentukan.Akan tetapi dalam termokimia hanya akan mencari perubahan energi dalam (∆E)

Energi dalam ∆E=E2-E1 E1=Energi dalam pada keadaan awal E2=energi dalam pada keadaan akhir Untuk suatu reaksi kimia berlaku rumus: ∆E=Ep-Er Ep=Energi dalam produk Er=Energi dalam pereaksi

Kerja (W) Pertukaran energi antara sistem dengan lingkungan selain dalam bentuk kalor disebut kerja.Bentuk kerja yang paling lazim menyertai proses kimia adalah kerja tekanan/volum. Kerja: gaya x jarak atau W=Fx s Tekanan adalah gaya persatuan luas P=F/A atau F=Px A W=PxAxh W=Px ∆V

Kalor Kalor adalah energi yang berpindah dari sistem ke lingkungan atau sebaliknya karena perbedaan suhu yaitu dari suhu lebih tinggi ke suhu lebih rendah.Jumlah kalor yang diserap atau dibebaskan oleh sistem. dapat dihitung dengan rumus: q=m.c.∆t atau q=C.∆t Ket.: q: jumlah kalor (Joule) m:massa zat (gram) ∆t:perubahan suhu (t akhir-t awal) c:kalor jenis C:kapasitas kalor

Azas Kekekalan Energi Hubungan antara energi dalam kalor dirumuskan dalam hukum I Termodinamik,yang disebut juga hukum kekekalan energi.”Energi dapat diubah tetapi tidak dapat dimusnahkan atau diciptakan.”Secara matematik dapat dinyatakan sbb. ∆E=q+w Sistem menerima kalor,q bertanda (+) Sistem melepas kalor,q bertanda (-) Sistem melakukan kerja,w bertanda (-) Sistem menerima kerja,w bertanda (+)

Reaksi Eksoterm dan Endoterm Eksoterm adalah reaksi yang melepas kalor.Kalor mengalir dari sistem ke lingkungan yang ditandai ∆H negatif atau ∆H<0,dan H awal >H akhir. Endoterm adalah reaksi yang menyerap kalor.Kalor mengalir dari lingkungan ke sistem yang ditandai dengan ∆H positif atau ∆H>0 dan Hawal <H akhir.

BERBAGAI JENIS ENTALPI MOLAR Penentuan Entalpi Reaksi Melalui percobaan(kalorimeter) Q larutan=m.c.∆t atau Q kalorimeter=C.∆t sehingga: Q reaksi=-(Q larutan+Q kalorimeter) Qkalorimeter dapat diabaikan sehingga: Q reaksi=-Q larutan

Berdasarkan hukum Hess “Harga ∆H reaksi hanya bergantung pada jalannya reaksi.”.Hukum Hess juga disebut hukum penjumlahan kalor. Berdasarkan tabel entalpi pembentukan Kalor suatu reaksi dapat juga ditentukan dari data entalpi pembentukan zat pereaksi dan produknya secara umum untuk reaksi. mAB+nCD→pAD+qCB ∆H˚=[p.∆HfAD+q.∆HfCB]-[n.∆HfCD+m.∆HfAb]

Contoh yang berdasarkan hukum Hess Reaksi karbon dan oksigen untuk membentuk CO2 dapat berlangsung 1 tahap/2 tahap dengan harga ∆H yang sama. 1 tahap :C+O2→CO2 ∆H=-94kkal 2 tahap: C+1/2O2→CO ∆H=-26kkal CO+1/2O2→CO2 ∆H=-68kkal + C+O2→CO2 ∆H=-94kkal

Berdasarkan energi ikatan Energi ikatan:energi yang diperlukan untuk memutuskan 1 mol ikatan dari suatu molekul.Makin banyak jumlah ikatan serta makin kuat ikatan itu,maka makin besar pula harga energi ikatannya. ∆H˚=Σenergi ikatan pereaksi yang putus-Σ energi ikatan produk yang terbentuk atau ∆H˚=Σ energi ikatan ruas kiri- Σ energi ikatan ruas kanan

PRAKTIKUM TERMOKIMIA Penentuan ∆H Reaksi Netralisasi Tujuan:Menentukan perubahan entalpi pada reaksi antara larutan natrium hidroksida dengan larutan asam klorida yang menghasilkan satu mol air. Alat dan Bahan: Bejana plastik/styrofoam gelas ukur termometer pipet tetes larutan NaOH Larutan HCl

Cara Kerja Masukkan 25mL larutan NaOH 1M ke dalam bejana plastik/styrofoam dan 25mL larutan HCl 1M ke dalam gelas ukur. Ukur suhu kedua larutan itu.Termometer harus dibersihkan dan dikeringkan sebelum dipindahkan dari satu larutan ke larutan yang lain.Tentukan suhu rata-rata kedua larutan yaitu(suhu larutan NaOh+suhu larutan HCl)/2.Suhu rata-rata ini digunakan sebagai suhu awal. Tuangkan HCl ke dalam bejana plastik/ styrofoam yang berisi larutan NaOh tadi,aduk,perhatikan suhu yang ditunjukkan oleh termometer.Suhu akan naik kemudian menjadi tetap dan selanjutnya turun.Catatlah suhu yang tetap itu(digunakan sebagai suhu akhir).

Data Pengamatan Suhu larutan NaOh 1M =………. ˚C Suhu larutan HCl 1M =……… Data Pengamatan Suhu larutan NaOh 1M =……….˚C Suhu larutan HCl 1M =……….˚C Suhu rata-rata(suhu awal)=……….˚C Suhu akhir =………..˚C Kenaikan suhu =………..˚C

Pembuktian Hukum Hess Tujuan: Untuk membuktikan kebenaran hukum Hess Alat dan Bahan: Kalorimeter Gelas kimia Gelas ukur Termometer Neraca Larutan HCl 0,5M& 0,25M Larutan NaOH 0,5M NaOh padat Aquades

Langkah Kerja : Ambillah 100 mL larutan HCl 0,25M& masukkan ke dalam kalorimeter lalu ukurlah suhunya. Timbanglah 1 gram NaOH padat dengan neraca,kemudian masukkan ke dalam kalorimeter yang berisi larutan HCl di atas & catat suhunya setelah NaOH terlarut. Ambillah 100mL aquades & masukan ke dalam kalorimeter lalu ukurlah suhunya. Timbanglah 1 gram NaOH padat dengan neraca,kemudian masukkan ke dalam kalorimeter no.3 &ukur suhunya setelah NaOH larut Ambillah 50 mL larutan NaOH 0,5 M dalam gelas kimia & 50 mL larutan HCl 0,5M dalam gelas kimia lain kemudian ukurlah suhunya Tuanglah kedua larutan tersebut ke dalam kalorimeter kemudian aduklah dan cata suhunya yang konstan

Pada langkah kerja ke-2,terjadi reaksi: NaOH(s) + HCl(aq)→NaCl(aq)+H2O(l) ∆H1 Pada langkah kerja ke-4,terjadi reaksi: NaOH(s) +H2O(l)→NaOH(aq) ∆H2 Pada langkah kerja ke-5 terjadi reaksi: NaOH(aq) +HCl(aq)→NaCl(aq)+H2O(l) ∆H3

Pertanyaan Seputar Termokimia Pada pembentukan 1 gram NaCl dibebaskan 7,024 kJ.Tentukan entalpi pembentukan dan tulislah persamaan termokimia reaksi pembentukan NaCl.(Ar Na=23;Cl=35,5) Jawab: Pada pembentukan 1 gram NaCl dibebaskan 7,024 kJ,berarti entalpi pembentuan NaCl = -7,024 kJ g -1. Entalpi pembentukan harus dinyatakan dalam satuan kJ mol-1. Massa molar NaCl =58,5 g mol -1. Jadi,entalpi pembentukan 1 gram NaCl: = -7,024 kJ g -1 x58,5 g mol -1 = -410,9 kJ mol -1 Persamaan termokimia pembentukan NaCl adalah: Na(s) + 1/2Cl2(g) →NaCl(s) ∆H= -401,9 kJ

Sebanyak 7,5 gram kristal LiOH ditambahkan ke dalam kalorimeter yang berisi 120 gram air.Setelah kristal LiOH itu larut,ternyata suhu kalorimeter beserta isinya naik dari 23,25˚C menjadi 34,9˚C.Tentukan entalpi pelarutan LiOH dalam air. LiOH(s) →Li+ (aq) + OH - (aq) ∆H=….? Diketahui kalor jenis larutan=4,2 J g-1˚C-1,dan kapasitas kalor kalorimeter =11,7 J ˚C-1; Mr LiOH=24. Jawab: q reaksi = -(qlarutan+q kalorimeter) q larutan = m.c.∆t = (120 + 7,5)g 4,2 Jg-1˚C- 1x(34,9 -23,25)˚C = 6238,6 J q kalorimeter = C x∆T = 11,7˚C-1 x (34,9-23,25)˚C =136,3 J

Jadi,q reaksi = -(6238,6 + 136,3) J = -6374,9 J Kalor tersebut dibebaskan pada pelarutan 7,5 gram LiOH.Pada pelarutan 1 mol LiOH (24 g) akan dibebaskan kalor sebanyak: (24 g mol-1 x -6374 J)/7,5 g J mol-1 = -20.399,7 J mol-1 = -20,4 kJ mol-1 Pada tekanan tetap,q reaksi = ∆H Jadi,∆H pelarutan LiOH = -20,4 kJ mol-1

Di antara yang berikut ini: Fotosintesis Pembakaran Respirasi Pelelehan yang tergolong proses endoterm adalah….. Jawab: 1,2,dan 4 CO(g) + O2 (g) → CO2(g) ∆H = x kJ, x adalah entalpi… Jawab: pembakaran CO

Pada pembakaran 1 gram gas metana (CH4) dibebaskan 55,6 kJ Pada pembakaran 1 gram gas metana (CH4) dibebaskan 55,6 kJ.Persamaan termokimia yang menggambarkan reaksi pembakaran metana adalah….. Jawab: CH4(g) +2O2(g) → CO2(g)+2H2(l) ∆H=-55,6 kJ