11 KATA PENGANTAR Alhamdulillahirobbil ‘alamiin.... Kata itulah yang dapat saya ucapkan sebagai Hamba Tuhan Yang Maha Esa. Atas nikmat kesehatan, kesempatan dan pertolonganNya semata akhirnya modul pembelajaran termokimia ini dapat terselesaikan sesuai dengan jadwal yang ditetapkan. Kimia merupakan salah satu ilmu pengetahuan yang mempelajari gejala atau perubahan zat di alam semesta yang sangat penting untuk dipelajari. Termasuk energi yang menyertai terjadinya reaksi. Besar kecilnya energi yang terlibat reaksi kimia dipepelajari dalam bab termokimia. Pada modul ini akan dipelajari materi-materi yang terkait termokimia. Misalnya: pengenalan reaksi eksotermik dan endotermik, jenis dan karakteristik entalpi sampai penentuan entalpi. Tujuan dari materi yang disajikan adalah untuk mensyukuri nikmat Tuhan yang telah menciptakan senyawa bentuk energi kimia yang sangat bermanfaat bagi manusia. Modul hidrokarbon ini diperuntukkan bagi siswa SMA kelas XI IPA semester ganjil. Proses pembelajaran memerlukan 12 jam pelajaran (12 x 45 menit) dengan harapan konsep belajar tuntas (Mastery Leraning) dapat tercapai. Di dalam modul ini juga disediakan soal-soal latihan dan evaluasi, memotivasi siswa untuk belajar dengan giat dan mandiri agar tujuan pembelajaran dapat tercapai. Modul yang saya susun ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, masukan dari pengguna sangat diperlukan demi penyempurnaan modul ini. Penyusun Dasianto, S.Pd
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
11
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahirobbil ‘alamiin.... Kata itulah yang dapat saya ucapkan sebagai Hamba Tuhan
Yang Maha Esa. Atas nikmat kesehatan, kesempatan dan pertolonganNya semata akhirnya modul
pembelajaran termokimia ini dapat terselesaikan sesuai dengan jadwal yang ditetapkan.
Kimia merupakan salah satu ilmu pengetahuan yang mempelajari gejala atau perubahan zat di
alam semesta yang sangat penting untuk dipelajari. Termasuk energi yang menyertai terjadinya reaksi.
Besar kecilnya energi yang terlibat reaksi kimia dipepelajari dalam bab termokimia.
Pada modul ini akan dipelajari materi-materi yang terkait termokimia. Misalnya: pengenalan
reaksi eksotermik dan endotermik, jenis dan karakteristik entalpi sampai penentuan entalpi. Tujuan dari
materi yang disajikan adalah untuk mensyukuri nikmat Tuhan yang telah menciptakan senyawa bentuk
energi kimia yang sangat bermanfaat bagi manusia.
Modul hidrokarbon ini diperuntukkan bagi siswa SMA kelas XI IPA semester ganjil. Proses
pembelajaran memerlukan 12 jam pelajaran (12 x 45 menit) dengan harapan konsep belajar tuntas
(Mastery Leraning) dapat tercapai. Di dalam modul ini juga disediakan soal-soal latihan dan evaluasi,
memotivasi siswa untuk belajar dengan giat dan mandiri agar tujuan pembelajaran dapat tercapai.
Modul yang saya susun ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, masukan dari pengguna
sangat diperlukan demi penyempurnaan modul ini.
PenyusunDasianto, S.Pd
11
DAFTAR ISI
Kata pengantar .............................................................................................................................. 1
Daftar isi ........................................................................................................................................ 2
komunikatif) dalam merancang dan melakukan percobaan serta berdiskusi yang diwujudkan
dalam sikap sehari-hari.
3.4 Membedakan reaksi eksoterm dan reaksi endoterm berdasarkan hasil percobaan dan diagram tingkat energi.
3.5 Menentukan H reaksi berdasarkan hukum Hess, data perubahan entalpi pembentukan standar, dan data energi ikatan
4.4 Merancang, melakukan, menyimpulkan serta menyajikan hasil percobaan reaksi eksoterm dan reaksi endoterm
4. 5 Merancang, melakukan, dan menyimpulkan serta menyajikan hasil percobaan penentuan H suatu reaksi.
F. Tes Kemampuan(terlampir)
11
BAB II: PEMBELAJARAN
A. Rencana Belajar Peserta Didik1. Kompetensi Dasar dan Indikator
1.1 Menyadari adanya keteraturan dari sifat hidrokarbon, termokimia, laju reaksi, kesetimbangan
kimia, larutan dan koloid sebagai wujud kebesaran Tuhan YME dan pengetahuan tentang
adanya keteraturan tersebut sebagai hasil pemikiran kreatif manusia yang kebenarannya
bersifat tentatif.
Indikator:1.1.1 mensyukuri terciptanya senyawa karbon di alam semesta yang ditunjukkan oleh semangat
dan antusian di dalam belajar.
2.1 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu, disiplin, jujur, objektif, terbuka,
mampu membedakan fakta dan opini, ulet, teliti, bertanggung jawab, kritis, kreatif, inovatif,
demokratis, komunikatif) dalam merancang dan melakukan percobaan serta berdiskusi yang
diwujudkan dalam sikap sehari-hari.
Indikator:
3.4 Membedakan reaksi eksoterm dan reaksi endoterm berdasarkan hasil percobaan dan diagram tingkat energi.
3.5 Menentukan H reaksi berdasarkan hukum Hess, data perubahan entalpi pembentukan
standar, dan data energi ikatan
Indikator:3.4.1 melalui percobaan, peserta didik dapat membedakan sistem dan lingkungan reaksi
3.4.2 melalui percobaan, peserta didik dapat membedakan reaksi eksotermik dan endotermik
3.5.1 melalui pengamatan, peserta didik dapat menjelaskan jenis entalpi
3.5.2 melalui percobaan, peserta didik dapat menentukan entalpi netralisasi standar
3.5.3 melalui data percobaan, peserta ddidik dapat menentukan entalpi reaksi menggunakan
entalpi pembentukan standar, dan energi ikatan rata-rata
2. Rencana Pembelajaran
Jenis kegiatan Tanggal WaktuTempat belajar
Alasan perubahan
Tanda tangan guru
11
Kegiatan Belajar 1Tujuan Kegiatan Belajar 1:1. melalui percobaan, peserta didik dapat membedakan sistem dan lingkungan reaksi
2. melalui percobaan, peserta didik dapat membedakan reaksi eksotermik dan endotermik
TermokimiaMengapa sumber energi manusia disimpan dalam bentuk lemak dan bukan karbohidrat?Aerobik, tenis, angkat beban, jogging merupakan bentuk olahraga populer untuk
mempertahankan kesehatan tubuh. Pernahkan kita bertanya, darimanakah energi untuk melakukan
kegiatan tersebut berasal? Yang mengejutkan, sebagian besar berasal dari lemak, yaitu sistem
penyimpanan energi utama dalam tubuh.
Selama olahraga, molekul lemak bereaksi dengan air (hidrolisis) membentuk golongan senyawa
yang disebut asam lemak. Melalui sederet reaksi yang rumit, asam lemak diubah menjadi karbon doksida
dan air. Energi yang dibebaskan dalam reaksi ini digunakan untuk menggerakkan otot. Asam lemak yang
khas pada manusia adalah asam palmitat, CH3(CH2)14COOH.
Pembakaran langsung asam palmitat di dalam kalorimeter bom menghasilkan produk yang sama
dengan hasil metabolisme di dalam tubuh dan disertai dengan energi yang sangat besar, menurut
Apabila atom bergabung untuk membentuk unsur diatomik atau senyawa, pasti melibatkan
suatu ikatan kimia. Setiap ikatan kimia memiliki sejumlah energi tertentu. Energi ikatan rata-
11
rata inipun akan berubah apabila terjadi reaksi kimia. Rumus yang digunakan untuk
menghitung entalpi reaksi berdasarkan energi ikatan rata-rata adalah sebagai berikut:
Contoh soal: diketahui energi ikatan rata-rata dari C – H = 415 kJ/mol, C = C = 607 kJ/mol, C
– C = 348 kJ/mol, H – H = 436 kJ/mol. Hitunglah entalpi reaksi adisi etena untuk
menghasilkan etana berikut ini:
Penyelesaian:ΔHr
o = ƩDo reaktan – ƩDo produk
ΔHro = [4(C-H) + C=C + H-H] – [6(C-H) + C-C]
ΔHro = [4(415) + 607+ 436] – [6(415) + 348]
ΔHro = - 135 kJ/mol
Latihan soal:
Pertanyaan Jawaban
Diketahui: C – H = 222 kJ O = O = 360 kJ
C – C = 160 kJ C – O = 480 kJ
O – H = 444 kJ
Hitung ∆H untuk pembakaran gas propana
C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O
c. Hukum Hess
Menurut Henry Germain Hess, perubahan entalpi reaksi hanya tergantung pada keadaan
awal (pereaksi) dan keadaan akhir (produk) dan tidak tergantung jalannya reaksi. Padahal
reaksi kimia/peristiwa yang terjadi di alam semesta jarang yang berlangsung hanya satu jalan,
namun bisa banyak jalan. Misalnya reaksi pembentukan gas belerang trioksida (SO3) dari
unsur-unsurnya yang melalui dua tahap.
S(s) + O2(g) → SO2(g) ∆H = - 300 kJ (tahap 1)
2SO2(g) + O2(g) → 2SO3(g) ∆H = - 190 kJ (tahap 2)
Jika kedua tahap tersebut dijumlahkan akan menghasilkan reaksi berikut ini.
2S(s) + 3O2(g) → 2SO3(g)
Sesusi dengan karakteristik entalpi di bagian terdahulu entalpi reaksi di atas juga bisa
ditentukan. Cara penentuannya bisa dengan tiga cara, yaitu:
1). Metode penjumlahan. Strateginya, reaksi yang ditanyakan tulis sebagai hasil penjumlahan, kemudian reaksi yang diketahui disesuaikan dengan kebutuhan (gunakan
karakteristik entalpi diperlukan untuk mengerjakan).
11
2S(s) + 2O2(g) → 2SO2(g) ∆H = - 600 kJ
2SO2(g) + O2(g) → 2SO 3(g) ∆H = - 190 kJ +
2S(s) + 3O2(g) → 2SO3(g) ∆H = - 790 kJ
2). Metode siklus energi. Strategi membuat siklus adalah sebagai berikut:
- tentukan reaksi utama (yaitu yang memiliki senyawa terbanyak)
- hubungkan reaksi lain dengan reaksi utama
- entalpi yang arah reaksinya searah dijumlahkan
ΔH3 = ΔH1 + ΔH2
ΔH3 = (- 600) + (- 190) = - 790 kJ
3). Metode diagram tingkat energi. Stategi membuat diagram tingkat energi:
- reaksi eksotermik digambarkan ke arah bawah
- reaksi endotermik digambarkan ke arah atas
Kegiatan Belajar 4Tujuan Kegiatan Belajar 4:1. Menyelesaikan latihan soal bab termokimia
E. Evaluasi1. Seorang siswa mengisi lima buah gelas kimia
dengan 50 mL air yang suhunya 25oC. setelah dimasukkan suatu zat pada masing-masing gelas terjadi perubahan suhu seperti gambar berikut:
Gambar yang menunjukkan reaksi eksoterm adalah..a. 1 dan 2 c. 2 dan 4 e. 2 dan 3
b. 1 dan 3 d. 4 dan 5
2. Pernyataan yang benar untuk reaksi:2CO + O2 → 2CO2 ∆H = x kJ adalah…a. Kalor pembentukan CO = 2x kJ/molb. Kalor penguraian CO = x kJ/molc. Kalor pembakaran CO = ½ x kJ/mold. Kalor pembakaran CO = 2x kJ/mole. Kalor pembentukan CO2 = ½ x kJ/mol
3. Diketahui reaksi: 2S + 3O2 2SO3 ∆H = -800 kJ. Jika suatu saat reaksi tersebut hanya menghasilkan 200 kJ, maka gas SO3 yang terbentuk pada kondisi di mana 10 L gas
2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)
2S(s) + 3O2 (g)∆H1= - 600 ∆H3= ?
∆H2= - 190
2S(s) + 3O2(g)
2SO3(g)
2SO2(g) + O2(g)
ΔH1 = - 600 kJ
ΔH2 = - 190 kJ
ΔH3 = ?
ΔH3 = ΔH1 + ΔH2
ΔH3 = (-600) + (-190)
ΔH3 = - 790 kJ
11
nitrogen massanya 7 gram adalah … L (Ar S = 32, O = 16, H = 1, N = 14) a. 10 c. 20 e. 40b. 11,2 d. 22,4
4. Bila 2,3 gram dimetil eter (Mr = 46) dibakar pada tekanan tetap, kalor yang dilepaskan adalah 82,5 kJ. Berdasarkan data tersebut, kalor pembakaran dimetil eter adalah…kJ/mol.a. – 413 c. – 825 e. – 1650 b. + 825 d. + 1650
5. Diketahui data:2H2 + O2 2H2O ∆H = - 571 kJ2Ca + O2 2CaO ∆H = - 1269 kJCaO + H2O Ca(OH)2 ∆H = - 64 kJMaka, entalpi pembentukan Ca(OH)2 adalah… a. – 984 kJ/mol d. – 856 kJ/mol b. – 1966 kJ/mol e. – 1904 kJ/molc. – 1161 kJ/mol
6. Diketahui persamaan termokimia:C(s) + 2H2(g) CH4 ∆H = - 18 kJC(s) C(g) ∆H = 170 kJH2(g) 2H(g) ∆H = 104 kJEnergy ikatan rata-rata C-H adalah…kJa. – 4,5 c. – 99 e. + 73b. + 4,5 d. + 99
7. Diketahui: ∆Hfo H2O = - 242 kJ/mol
∆Hfo CO2 = - 394 kJ/mol ∆Hf
o C2H2 = 52 kJ/molMaka kalor pembakaran 52 gram gas etuna (C2H2) adalah…kJ. (Ar C = 12, H = 1)a. 391,2 c. 1082 e. 4328b. 432,8 d. 2164
8. Diketahui:CS2 + 3O2 → CO2 + 2SO2 ∆H = -1.110 kJCO2 → C + O2 ∆H = + 394 kJSO2 → S + O2 ∆H = + 297 kJMaka, kalor pembentukan CS2 adalah…a. + 122 kJ c. + 419 kJ e. + 906 kJb. – 122 kJ d. – 419 kJ
9. Reaksi 3 gram magnesium (Ar = 24) dengan gas nitrogen (Ar = 14) berlebih menghasilkan Mg3N2. Pada keadaan standar, proses tersebut melepaskan kalor sebesar 28 kJ. Maka entalphi pembentukan standar Mg3N2 adalah….kJ/mola. – 75 c. – 244 e. – 672 b. – 177 d. – 350
10. Diketahui energy ikatan:C – F = 439 kJ/mol F – F = 159 kJ/molC – Cl = 330 kJ/mol Cl – Cl = 243 kJ/mol
Panas reaksi untuk: CF2Cl2 + F2 → CF4 + Cl2 adalah…kJa. + 136 c. – 320 e. – 622 b. + 302 d. + 622
11. Diketahui:∆Hf
o H2O = - 242 kJ/mol∆Hf
o CO2 = - 394 kJ/mol∆Hf
o C2H2 = 52 kJ/molMaka kalor pembakaran 52 gram gas etuna (C2H2) adalah…kJ. (Ar C = 12, H = 1)a. 391,2 c. 1082 e. 4328b. 432,8 d. 2164
12. Pembakaran glukosa dalam tubuh manusia menurut persamaan:C6H12O6 + 6O2 6H2O + 6CO2 ∆H = -2820 kJDengan menganggap semua glukosa terurai menjadi air dan karbon dioksida, serta semua kalor yang dihasilkan digunakan manaikkan suhu badan, seseorang dengan berat badan 75 kg (kapasitas kalor spesifik 4 J/K g), yang mengkonsumsi 18 gram glukosa (Mr = 180), akan mengalami kenaikan suhu badan sebesar… Ka. 0,4 c. 1,88 e. 3,86b. 0,94 d. 3,86
13. Perhatikan berbagai hasil percobaan berikut:1) Serbuk NH4Cl + serbuk Ca(OH)2, timbul
3) Pita tembaga + serbuk belerang, tidak terjadi perubahan, tetapi berubah menjadi zat padat hitam setelah dipanaskan; reaksi berlanjut ketika pemanasan dihentikan
4) Gas N2O4 yang tidak berwarna berubah menjadi coklat jika dipanaskan; jika pemanasan dihentikan, perlahan-lahan kembali tidak berwarna.
Proses yang tergolong reaksi endoterm adalah a. 1 dan 3 c. 1 dan 4 e. 2 dan 4b. 3 dan 4 d. 2 dan 3
14. Perhatikan diagram tingkat energy berikut:
Besarnya perubahan entalphi pembentukan ZnSO4 dari ZnS adalah….a. + 983 c. – 777 e. + 206b. + 777 d. – 983
11
15. Jika C(grafit) + O2 CO2
∆H = 313,5 kJ. Maka besarnya perubahan entalpi (ΔH) untuk penguraian 88 gram gas CO2 menjadi unsur-unsurnya adalah …. a. – 627,0 kJ c. – 313,5 kJ e. – 156,7 kJb. + 313,5 kJ d. + 627,0 kJ
16. Diagram tahap reaksi pembentukan gas SO3 :
Berdasarkan diagram di atas harga ∆H2 adalah ..a. 790,4 kJ c. 593,8 kJ e. 196,6 kJb. -196,6 kJ d. -593,8 kJ
17. Diketahui energi ikatan rata-rata:C = C : 839 kJ/mol C – C : 343kJ/molH – H : 436 kJ/mol C – H : 410 kJ/molPerubahan entalpi yang terjadi pada reaksi :CH3 – C = CH + 2H2 CH3 – CH2 – CH3
sebesar ...a. +272 kJ/mol d. + 136 kJ/molb. – 272 kJ/mol e. –181,3 kJ/molc. – 136 kJ/mol
18. Data energy ikatan rata-rata:C – C : 348 kJ/mol C = O : 799 kJ/molC – H : 414 kJ/mol O = O : 495 kJ/molC – O : 358 kJ/mol O – H : 463 kJ/molSpiritus yang mengandung etanol dibakar dengan persamaaan reaksi:CH3 – CH2OH + 3O2 2CO2 + 3H2O.Entalphi reaksi tersebut adalah…kJa. – 6710 c. + 1250 e. - 1250b. – 3355 d. + 6710
19. Perhatikan diagram berikut:
Maka harga x adalah…a. – 197 c. – 1383 e.
– 1970 b. + 197 d. + 1383
20. Pembakaran 32 gram metana (Mr = 16) dalam calorimeter menyebabkan suhu calorimeter naik dari 25,5oC menjadi 90,5oC. Jika calorimeter berisi 4 liter air dan Cair = 4,2 J/goC serta Ckalorimeter = 0, maka entalphi pembakaran gas metana tersebut adalah…a. – 546 kJ/mol d. + 546 kJ/molb. – 273 kJ/mol e. – 1.092 kJ/molc. + 273 kJ/mol
11
F. Daftar PustakaChang, R. 2010. Chemistry 10th Edition. New York: McGraw-Hill Companies.
Dasianto, dkk. 2009. Worksheet Kimia XI IPA. Malang: Workshet Kimia SMAN 3 Malang.
Effendy. 2008. A-Level Chemistry for Senior High School Student Vol. 2A. Malang:Bayu Media. Haryanto. 2008. Worksheet: Thermochemistry. Worksheet di SMAN 3 Malang. Petrucci, dkk. 2011. Kimia Dasar: Prinsip-prinsip dan Aplikasi Modern Jilid 1. Terjemahan:Prof.
Suminar Setiadi Achmadi. Jakarta: Erlangga.
Sudarmo, U. 2014. Kimia Untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta:Erlangga.
Syarifuddin & Murniasih. 2014. Modul Kimia Untuk Semester Ganjil SMA/MA. Malang: Modul Pembelajaran Kimia SMAN 3 Malang Tahun 2014-2015.
Utami, dkk. 2009. Kimia Untuk SMA Kelas X SMA/MA. Jakarta: BSE DEPDIKNAS.
Wijaya, H.W.. 2009. Ringkasan Kimia SMA: Termokimia. Malang: Modul Pada Bimbel Logos.