TERMOKIMIA MATERI PEMBELAJARAN PERTEMUAN 1

Pendahuluan Termokimia adalah cabang ilmu kimia yang mempelajari panas atau kalor.

Sistem dan lingkungan Sistem adalah zat atau proses yang sedang dipelajari (bagian yang menjadi pusat perhatian). Lingkungan adalah segala sesuatu di luar sistem (daerah yang membatasi sistem).

Contoh: Reaksi antara logam seng dengan larutan asam klorida (HCl) dalam suatu tabung reaksi disertai dengan munculnya gelembung- gelembung gas. Pada contoh di atas yang menjadi pusat perhatian adalah logam seng dan larutan HCl. Jadi, logam seng dan larutan HCl disebut sistem, sedangkan tabung reaksi, suhu,udara, tekanan udara merupakan lingkungan.

Energi Dalam Energi dalam adalah jumlah energi dari semua bentuk energi yang dimiliki oleh partikel atau molekul zat.

Entalpi Entalpi zat atau sistem adalah jumlah energi dari semua bentuk energi yang dimiliki oleh suatu zat/sistem yang terdiri atas energi dalam dan kerja (besarnya energi yang dimiliki oleh suatu zat). Harga entalpi (H) sistem tidak dapat ditentukan. Yang dapat ditentukan hanyalah perubahan entalpi (  H) yang menyertai proses.

Perubahan entalpi (  H) Perubahan entalpi (  H) adalah besarnya energi yang dibebaskan atau yang diperlukan dari suatu reaksi kimia. Untuk reaksi perubahan dari reaktan (R) menjadi produk (P) adalah: R  P Maka perubahan entalpinya adalah :  H = HP - HR

Untuk memahami ∆H lakukan percobaan dibawah ini nopercabaanpengamatan 1.Urea + airSuhu : Pengamatan lain: 2.NaOH + airSuhu : Pengamatan lain : 8

pertanyaan 1.Gejala apakah yang menunjukkan bahwa telah terjadi perubahan pada percobaan diatas ? 2.Jika diukur pada suhu dan tekanan yang sama, bagaimanakah besarnya entalpi zat hasil dibanding dengan zat reaktan ? 3.Dari percobaan diatas mmanakah yang merupakan reaksi menyerap panas dan manakah yang merupakan reaksi melepas panas ? 9

Reaksi Eksoterm & Endoterm Reaksi eksoterm adalah reaksi kimia yang membebaskan kalor (  H berharga negatif (-)).  H = HP- HR < 0 Reaksi endoterm adalah reaksi kimia yang menyerap kalor (  H berharga positif (+)).  H = HP - HR > 0

REAKSI EKSOTERM 1.Reaksi yang membebaskan kalor 2.Suhu sistem < suhu lingkungan 3.Kalor berpindah dari sistem ke lingkungan 4.Disertai kenaikan suhu. 5. Penulisan persamaan reaksinya sbb : reaksi A + B  C dibebaskan kalor 10 kj Pers. Reaksi : A + B  C + 10 kj A + B  C ΔH= - 10 kJ r = p + 10 kj r > p ΔH = Hp - Hr kecil - besar ΔH = -

DIAGRAM TINGKAT ENERGI REAKSI EKSOTERM Persamaan reaksi eksoterm A + B  C + 10 kj A + B  C, ΔH = -10 kj Diagram tingkat energi : ( r >p ) A + B C ΔH = -10 kj

REAKSI ENDOTERM Reaksi yang memerlukan kalor Suhu sistem > suhu lingkungan Kalor berpindah dari lingkungan ke sistem Disertai dengan penurunan suhu. Penulisan persamaan reaksinya sbb: reaksi A + B  C diserap kalor 25 kj pers. Reaksi : A + B + 25 kj  C A + B  C - 25 kj r = p - 25 kj r < p ΔH = Hp - Hr besar kecil ΔH = +

DIAGRAM TINGKAT ENERGI REAKSI ENDOTERM Persamaan reaksi endoterm A + B  C - 25 kj atau A + B  C, ΔH = + 25 KJ Diagram tingkat energi : ( r < p ) A + B C 0 25 ΔH = 25 kj

Perubahan Entalpi Standar (  H  ) Perubahan entalpi yang diukur pada 25  C dan tekanan 1 atm, disebut perubahan entalpi standar dan dinyatakan dengan lambang  H  atau  H 298. Kondisi dengan suhu 25  C dan tekanan 1 atm selanjutnya disebut kondisi standar. Dalam satuan internasional (SI), besarnya perubahan entalpi dinyatakan dalam satuan kilo Joule mol kkal = 4,184 kiloJoule 1 kal = 4,184 Joule

Entalpi Molar Berbagai Entalpi Molar Lain: entalpi penetralan, entalpi peleburan, entalpi penguapan,dan entalpi pengatoman. Perubahan Entalpi Penguraian (  H d ) Perubahan Entalpi Pembentukan (  H f ) Perubahan Entalpi Pembakaran (  H c )

Perubahan Entalpi Pembentukan (  Hf) Perubahan entalpi pembentukan (  Hf) adalah besarnya perubahan entalpi pada reaksi pembentukan 1 mol suatu senyawa dari unsur- unsurnya yang paling stabil. Dalam hal ini  Hf digunakan untuk senyawa, harga  Hf untuk unsur-unsur bebas adalah nol. Bila diukur pada suhu 298 K tekanan 1 atm, maka disebut perubahan entalpi pembentukan standar (  Hf  = standard entalphy of formation).

Contoh 1: 1. Perubahan entalpi pembentukan senyawa CaCO 3 (s) adalah -110 kJ/mol. Persamaan termokimianya: Ca (s) + C (s) +3/2 O 2(g)  CaCO 3(s)  Hf = -110 kJ

Contoh 2: Bila diketahui reaksi sebagai berikut: H 2 (g) + O 2 (g)  2H 2 O (l)  H = -571,7 kJ maka: Kalor reaksi = -571,7 kJ Kalor pembentukan 2 molekul H2O = -571,7 kJ karena pada reaksi terbentuk 2 molekul H2O maka:  Hf H2O = kJ = -285,85 kJ mol-1 Reaksi pembentukan H2O adalah reaksi eksoterm.

Tugas : Tulis persamaan ThermoKimia 1.Pada pembentukan CCl 4 dalam bentuk cair melepas kalor 135 kj 2.Pada pembentukan gas etina menyerap kalor 226,7 kj 3.Pada pembentukan NH 4 Cl padat melepas kalor 315,4 kj 4.Pada pembentukan C 6 H 6 cair memerlukan kalor 83 kj 5.Pada pembentukan gas NO melepaskan kalor 43,2 kj 6.Pada pembentukan AgNO 3 menyerap kalor x kkal 7.Pada pembentukan 117 gr NaCl dibebaskan kalor822kj 8.Pada pembentukan 5,6 l gas CO 2 dibebaskan kalor 98,5 9.Pada pembentukan 72 gr H 2 O dilepaskan kalor 1,168 kj 10.Pada pembentukan 4,48 liter gas SO 2 dibebaskan kalor 79,2 kj 20

Perubahan Entalpi Penguraian (  H d) Perubahan entalpi penguraian (  Hd) adalah besarnya perubahan entalpi pada penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur- unsur pembentuknya yang paling stabil. Marquis de Laplace merumuskan, bahwa jumlah kalor yang dilepaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnya.

Contoh: Reaksi pembentukan H2O (l) ditulis sebagai berikut: 2H 2 (g) + O 2 (g)  2H 2 O (l)  Hf = +571,7 kJ maka reaksi penguraian air dapat ditulis: 2H 2 O (l)  2H 2 (g) + O 2 (g)  Hd = -571,7 kJ

Tugas : Tulis persamaan ThermoKimia 1.Pada penguraian CH 4 menyerap kalor 75 kj 2.Pada penguraian C 2 H 2 melepaskan kalor 2,267 kj 3.Pada penguraian NH 3 menyerap kalor 91 kj 4.Pada penguraianHCl cair menyerap kalor 167 kj 5.Pada penguraian CH 3 OH (l) menyerap kalor 284 kj 6.Pada penguraian CaCO 3 melepas kalor 1207,1 kj 7.Pada penguraian 16 gr Fe 2 O 3 diperlukan kalor 83,4 kj 8.Pada penguraian 11,2 liter gas HCl diperlukan kalor 18,2 kjpada STP 9.Pada penguraian 56 gr NH 4 F diperlukan kalor 185,6 kj 10.Pada penguraian 90 gr air diperlukan kalor 220 kj 23

Perubahan Entalpi Pembakaran (  Hc) Perubahan entalpi pembakaran (  Hc) adalah besarnya perubahan entalpi yang terbentuk jika 1 mol senyawa dibakar (+O2) menjadi oksidanya. Perubahan entalpi pada pembakaran sempurna 1 mol suatu zat yang diukur pada 298 K dan 1 atm disebut perubahan entalpi pembakaran standar dan dinyatakan dengan (  Hc  = standard entalphy of combustion).

Contoh : 4 gram gas metana (CH 4 ) direaksikan dengan oksigen menurut reaksi: CH 4 (g) + 2 O 2 (g)  CO 2 (g) + 2H 2 O (l) Pada reaksi tersebut dibebaskan kalor sebesar 240kJ Tentukan  H pembakaran metana !

Jawab: Dibebaskan kalor, artinya reaksi eksoterm atau  H bertanda negatif. 4 gram CH 4, maka mol CH 4 = = = 0,25 mol Jadi, untuk 0,25 mol,  H = -240 kJ  H pembakaran metana adalah perubahan entalpi untuk 1 mol metana. Maka untuk 1 mol CH 4,  H = 4 x (-240) kJ=-960kJ Jadi,  Hc CH 4 = -960 kJ/mol

Tugas : 1.Pada pembakaran gas hidrogen menjadi air dalam fase gas melepas kalor 241,83 kj 2.Pada pembakaran gas CH 4 melepaskan kalor 802,3 kj/mol 3.Pada pembakaran 4,4 gr propana dibebaskan kalor 223 kj 4.Pada pembakaran 67,2 liter gas metana dibebaskan kalor 267 kj 5.Pada pembakaran 11,4 gr C 8 H 18 dibebaskan kalor 547,1 kj 27

Berbagai Entalpi Molar Lain Berbagai entalpi molar lain, seperti entalpi penetralan, entalpi peleburan, entalpi penguapan, dan entalpi pengatoman. Perubahan entalpi netralisasi (  Hn) adalah perubahan entalpi yang menyertai pembentukan 1 mol H2O dari reaksi asam basa. Contoh : NaOH + HCl  NaCl + H2O  H = -54,6 kJ

Perubahan entalpi peleburan adalah perubahan entalpi pada perubahan 1 mol zat dari bentuk padat menjadi bentuk cair pada titik leburnya. contoh: H20(S)  H2O(l) Perubahan entalpi pelarutan adalah perubahan entalpi pada pelarutan 1 mol zat. contoh : NaCl(s)  NaCl(aq)