TERMO- KIMIA MATERI PEMBELAJARAN By: Nurus Shobah Asmiarsih, S.Pd.

Termokimia Definisi Sistem dan Lingkungan Penentuan Entalpi Kalorimetri Hukum Hess Energi Ikatan

Pendahuluan  Termokimia adalah cabang ilmu kimia yang berfokus mempelajari perpindahan panas atau kalor yang menyertai suatu reaksi kimia. Definisi

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

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).

Macam-macam sistem

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

Gambar 1. Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm 8

Gambar 2. Diagram Tingkat Reaksi 9

Kalorimetri q ↔

Menentukan Harga Perubahan Entalpi dengan Kalorimetri 1. Menentukan harga perubahan entalpi dengan kalorimeter. Kalorimeter adalah suatu alat untuk mengukur jumlah kalor yang diserap atau dibebaskan sistem. Keterangan : Q= kalor yang diserap atau dikeluarkan m= massa zat ∆t= perubahan temperatur c= kalor jenis 11 Q = m.c.∆t Kalorimetri

Contoh Soal Dalam kalorimeter terdapat zat yang bereaksi secara eksotermik dan ternyata 0,5 kg air yang mengelilinginya sebagai pelarut mengalami kenaikan temperatur sebesar 3˚C. Kalor jenis air = 4,2 J/gram ˚C. Berapa kalor reaksi zat yang bereaksi itu? 12 Kalorimetri

Menentukan Harga Perubahan Entalpi dengan Hukum Hess 2. Menentukan harga perubahan entalpi dengan menggunakan hukum Hess. Hukum Hess “ perubahan entalpi reaksi hanya tergantung keadaan awal dan keadaan akhir sistem yang tidak tergantung pada jalannya reaksi. Kegunaan hukum Hess ialah untuk menghitung ∆H yang sukar diperoleh melalui percobaan. 13 HK. HESS

Hukum Hess Data Entalpi Pembentukan standar Diagram Siklus Diagram tingkat energi HK. HESS

Contoh Soal Ada 2 cara untuk memperoleh gas CO 2 yaitu : 1.Cara langsung. C (s) + O 2(g)  CO 2(g) ∆H = -393,5 kJ 2.Cara tidak langsung. C + ½O 2  CO ∆H = -110,5 kJ CO + ½O 2  CO 2 ∆H = -283,0 kJ + C + O 2  CO 2 ∆H = -393,5 kJ 15 HK. HESS

Gambar 4. Diagram Tingkat Reaksi Pembentukan Gas CO 2 H 0 keadaan awal ∆H 1 = -110,5 kJ -110,5 ∆H 3 = -393,5 kJ ∆H 2 = -283kJ keadaan akhir -393,5 16 CO 2 C + O 2 CO + ½O 2 D. Tingkat Energi

Gambar 3. Reaksi Pembentukan Gas CO 2 17 C + O 2 CO 2 CO + ½O 2 ∆H 3 = -393,5kJ ∆H 1 = -110,5kJ∆H 2 = -283,5kJ Diagram Siklus

Menentukan Harga Perubahan Entalpi 3. Menetukan harga perubahan entalpi dengan menggunakan entalpi pembentukan. a PQ + b RS  c PS + d QR reaktan produk ∆H = (c. ∆H˚ f PS + d. ∆H˚ f QR) – (a. ∆H˚ f PQ + b. ∆H˚ f RS) ∆H = ∑ ∆H˚ f (produk) - ∑ ∆H˚ f (produk) 18 ∆H˚ f

Tabel 1. Daftar ΔHº f Pembentukan Standar Senyawa 19

Soal 1 Tentukan entalpi pembakaran gas etana, jika diketahui: ∆H˚ f C 2 H 6 (g) = - 84,7 kJ.mol -1 ∆H˚ f CO 2 (g) = -393,5 kJ.mol -1 ∆H˚ f H 2 O (l) = -285,8 kJ.mol -1 Jawab : Reaksinnya adalah C 2 H 6 (g) + O 2 (g)  CO 2 (g) + H 2 O (l) (belum setara) C 2 H 6 (g) + 3 ½ O 2 (g)  2 CO 2 (g) + 3 H 2 O (l) (setara) ∆H = [∆H˚ f produk - ∆H˚ f reaktan] = [∆H˚ f CO 2 + ∆H˚ f H 2 O ] – [∆H˚ f C 2 H 6 (g) + ∆H˚ f O 2 (g) ] = [ (-393,5) + 3 ½ (-285,8 )] kJ.mol -1 - [ 2(- 84,7) – 3(0)] kJ.mol -1 = ,2 kJ.mol ∆H˚ f

 Tentukan jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran sempurna 6 gram C 2 H 6 (g) Diket : Ar C = 12 dan Ar H = 1 ∆H˚ f

22 ∆H˚ f

Energi Ikatan Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan kimia dalam 1 mol senyawa berwujud gas menjadi atom-atom gas pada keadaan standar. Energi ikatan diberi simbol D dan dinyatakan dalam satuan kJ/mol. 23 Energi Ikatan

Energi Ikatan Rata-rata Untuk molekul yang terdiri dari tiga atau lebih atom maka digunakan istilah energi ikatan rata- rata. Cara menghitung energi ikatan rata- rata yaitu dengan menggunakan entalpi pembentukan standar dan entalpi atomisasi standar. 24 Energi Ikatan

Tabel 2. Energi Ikatan Rata-rata 25 Energi Ikatan

Contoh Soal Contoh : Diketahui energi ikatan: C – H = 415 kJ/mol C = C = 607 kJ/mol C – C = 348 kJ/mol H – H = 436 kJ/mol Ditanya: ΔH reaksi pada reaksi C 2 H 4 (g) + H 2 (g) → C 2 H 6 (g) 26 Energi Ikatan

jawabannya ΔH reaksi = Σ energi pemutusan ikatan – Σ energi pembentukan ikatan ΔH reaksi = {4 (C – H) + (C = C) + (H – H)} – {6 (C – H) + (C – C)} = {(C = C) + (H – H)} – {2 (C – H) + (C – C)} = ( ) – (2 × ) = – = –135 kJ Jadi, C 2 H 4 (g) + H 2 (g) → C 2 H 6 (g) ΔH = –135 kJ Energi Ikatan