BAB IPENDAHULUANI. Latar BelakangDalam makalah ini, kami
mengambil tema mengenai Termokimia. Kami memilih tema ini karena
kami rasa materi ini sangat penting untuk dipelajari. Termokimia
merupakan salah satu materi dasar dalam kimia yang harus
dikuasai.Di dalam makalah ini kami membahas tentang konsep dasar
dari termokimia yang kami sajikan pada bagian awal dari isi
makalah. Hal ini kami lakukan karena kami menilai untuk memahami
suatu materi, kita harus mengetahui konsep dasar terlebih dahulu,
kemudian dilanjutkan pada bagian inti materi. .Termokimia dapat
didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika
atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panas/termal nya saja.
Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah
reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi
yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita
lakukan. Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara
dipakai untuk pembangkit listrik. Bensin yang dibakar dalam mesin
mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan.
Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan
(komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk
memasak. Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme,
makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan
untuk tubuh agar berfungsi.Karena termokimia ini merupakan salah
satu materi dasar dalam kimia yang harus dikuasai. Di dalam makalah
ini kami membahas tentang konsep dasar dari termokimia yang kami
sajikan pada bagian awal dari isi makalah. Hal ini kami lakukan
karena kami menilai untuk memahami suatu materi, kita harus tahu
konsep dasarnya terlebih dahulu, setelah itu baru masuk ke inti
materinya. Termokimia merupakan materi yang harus dipahami dengan
baik karena di dalamnya mencakup cukup banyak materi lainnya,
seperti termodinamika I, kalor reaksi, kerja, entalpi, kalorimeter,
hukum Hess, penentuan H reaksi, energi ikatan, dan jenis-jenis
kalor. Maka dari itu, kami berusaha untuk membuat materi termokimia
dalam makalah ini menjadi ringkas dan mudah dipahami. Dasar
Termokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energi
panas dan energi kimia. Sedangkan energi kimia didefinisikan
sebagai energi yang dikandung setiap unsur atau senyawa. Energi
kimia yang terkandung dalam suatu zat adalah semacam energi
potensial zat tersebut. Energi potensial kimia yang terkandung
dalam suatu zat disebut panas dalam atauentalpi dan dinyatakan
dengan simbol H. Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil
pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi. Perubahan
entalpi reaksi diberi simbol H. Bagian dari ilmu kimia yang
mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai
suatu reaksi atau proses kimia dan fisika disebut termokimia.
Secara operasional termokimia berkaitan dengan pengukuran dan
pernafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia, perubahan
keadaan, dan pembentukan larutan. Termokimia merupakan pengetahuan
dasar yang perlu diberikan atau yang dapat diperoleh dari
reaksi-reaksi kimia, tetapi juga perlu sebagai pengetahuan dasar
untuk pengkajian teori ikatan kimia dan struktur kimia. Fokus
bahasan dalam termokimia adalah tentang jumlah kalor yang dapat
dihasilkan oleh sejumlah tertentu pereaksi serta cara pengukuran
kalor reaksi. Termokimia merupakan penerapan hukum pertama
termodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang kalor
yang menyertai reaksi kimia. .
II. Tujuan Penulisan Untuk mempelajari konsep dasar termokimia
Untuk mempelajari materi-materi yang terkait dengan termokimia
Memahami tentang termokimia lebih mendalam Memahami tentang
termokimia dengan baik Untuk mengetahui peristiwa peristiwa
termokimia dan aplikasinya dalam kehidupan sehari hari dalam
berbagai bidang.
III. Metoda PenulisanDalam menulis makalah ini, kami memperoleh
kajian materi dari beberapa sumber, yaitu studi literatur dari
buku-buku yang terkait dengan topik dan berbagai artikel dari
internet..
BAB IIISII. Konsep DasarTermokimia adalah ilmu yang mempelajari
hubungan antara energi panas dan energi kimia. Sedangkan energi
kimia didefinisikan sebagai energi yang dikandung setiap unsur atau
senyawa. Energi kimia yang terkandung dalam suatu zat adalah
semacam energi potensial zat tersebut. Energi potensial kimia yang
terkandung dalam suatu zat disebut panas dalam atau entalpi dan
dinyatakan dengan simbol H. Selisih antara entalpi reaktan dan
entalpi hasil pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi.
Perubahan entalpi reaksi diberi simbol H.Bagian dari ilmu kimia
yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu
zatyangmenyertaisuatureaksiatauproseskimiadanfisikadisebuttermokimia.Secaraoperasional
termokimia berkaitan denganpengukuran dan pernafsiran perubahan
kaloryang menyertai reaksi kimia, perubahan keadaan, dan
pembentukan larutan.Termokimia merupakan pengetahuan dasar yang
perlu diberikan atau yang dapat diperoleh dari reaksi-reaksi kimia,
tetapi juga perlu sebagai pengetahuan dasar untuk pengkajian teori
ikatan kimia dan struktur kimia. Fokus bahasan dalam termokimia
adalah tentang jumlah kalor yang dapat dihasilkan oleh sejumlah
tertentu pereaksi serta cara pengukuran kalor reaksi. Termokimia
merupakan penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa
kimia yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi
kimia.Termokimia membahas hubungan antara kalor sengan reaksi kimia
atau proses-proses yang berhubungan dengan reaksi kimia. Dalam
praktiknya termokimia lebih banyak berhubungan dengan pengukuran
kalor yang menyertai kimia atau proses- proses yang berhubungan
dengan perubahan struktur zat, misalnya perubahan wujud atau
perubahan struktur kristal. Untuk mempelajari perubahan kalor dari
suatu proses perlu kiranya dikaji beberapa hal yang berhubungan
dengan energi apa saja yang dimiliki oleh suatu zat, bagaimana
energi tersebut berubah, bagaimana mengukur perubahan energi
tersebut, serta bagaimana pula hubungannya dengan struktur zat.
II. Termodinamika ITermodinamika kimia dapat didefenisikan
sebagai cabang kimia yang menangani hubungan kalor, kerja dan
bentuk lain energi, dengan kesetimbangan dalam reaksi kimia dan
dalam perubahan keadaan. Termokimia erat kaitannya dengan
termodinamika, karena termokimia menangani pengukuran dan
penafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia, perubahan
keadaan dan pembentukan larutan. Termodinamika merupakan ilmu
tentang energi, yang secara spesifik membahas tentang hubungan
antara energi panas dengan kerja. Seperti telah diketahui bahwa
energi di dalam alam dapat terwujud dalam berbagai bentuk, selain
energi panas dan kerja, yaitu energi kimia, energi listrik, energi
nuklir, energi gelombang elektromagnit, energi akibat gaya magnit,
dan lain-lain. Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk
lain, baik secara alami maupun hasil rekayasa tehnologi. Selain itu
energi di alam semesta bersifat kekal, tidak dapat dibangkitkan
atau dihilangkan, yang terjadi adalah perubahan energi dari satu
bentuk menjadi bentuk lain tanpa ada pengurangan atau penambahan.
Prinsip ini disebut sebagai prinsip konservasi atau kekekalan
energi. Suatu sistem thermodinamika adalah suatu masa atau daerah
yang dipilih untuk dijadikan obyek analisis. Daerah sekitar sistem
tersebut disebut sebagai lingkungan. Batas antara sistem dengan
lingkungannya disebut batas sistem (boundary).Dalam aplikasinya
batas sistem nerupakan bagian dari sistem maupun lingkungannya, dan
dapat tetap atau dapat berubah posisi atau bergerak. Penerapan
hukum termodinamika pertama dalam bidang kimia merupakan bahan
kajian dari termokimia. Energi tidak dapat diciptakan atau
dimusnahkan, tetapi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang
lain, atau energi alam semesta adalah konstan. hukum termodinamika
1Perubahan kalor pada tekanan konstan: DH = DE + PDV W= PDV DE =
energi dalam Pada proses siklis (keadaan akhir identik dengan
kedaan awal) U1 =U2 U2 - U1 = 0 , karena U adalah fungsi keadaan
dan dalam keadaan sama nilai U juga sama. Pada proses siklis
dimungkinkan adanya panas yang keluar sistem. Sehingga panas netto
yg masuk ke dalam sistem seluruhnya dipakai untuk melakukan usaha
Hukum pertama termodinamika dapat dirumuskan sebagaiU = Q W Dimana
:U = perubahan tenaga dakhil sistem Q = panas yang masuk/keluar
dari sistem W = Usaha yang dilakukan tahap sistem Tenaga dakhil
adalah jumlah tenaga kinetik dan tenaga potensial
molekul-molekulnya (pada gas sempurna molekulnya tidak
tarik-menarik). Perumusan di atas tidak meninjau kemungkinan sistem
yg bergerak nisbi terhadap lingkungan Mekanika Ek = W (tenaga
kinetik benda = usaha yg dilakukan thp sistem) Termodinamika, W-nya
(-) Ek = -W Pada suatu proses, tenaga kinetik maupun tenaga dakhil
dapat berubah yg disebabkan oleh arus panas ataupun usaha. Sehingga
hukum pertama dapat ditulis : U + Ek = Q Wt Dimana : Wt = Usaha
total (usaha sistem sendiri, juga gaya-gaya yg lain).Usaha tersebut
karena gaya konservatif maupun nonkonservatif Wt = Wk + WnkDengan
rumus hukum pertama termodinamika berubah. Menurut mekanika besar
usaha oleh gaya konservatif, misalnya gaya gravitasi Wk = -Ep, pada
termodinamika menjadi Wk = Ep U + Ek + EP = Q Wnk.
III. Kalor Reaksi. Perubahan energi dalam reaksi kimia selalu
dapat dibuat sebagai panas, sebab itu lebih tepat bila istilahnya
disebut panas reaksi. Kebanyakan, reaksi kimia tidaklah tertutup
dari dunia luar. Bila temperatur dari campuran reaksi naik dan
energi potensial dari zat-zat kimia yang bersangkutan turun, maka
disebut sebagai reaksi eksoterm. Namun bila pada pada suatu reaksi
temperatur dari campuran turun dan energi potensial dari zat-zat
yang ikut dalam reaksi naik, maka disebut sebagai reaksi endoterm.
Ada beberapa macam jenis perubahan pada suatu sistem. Salah satunya
adalah sistim terbuka, yaitu ketika massa, panas, dan kerja, dapat
berubah-ubah. Ada juga sistim tertutup, dimana tidak ada perubahan
massa, tetapi hanya panas dan kerja saja. Sementara, perubahan
adiabatis merupakan suatu keadaan dimana sistim diisolasi dari
lingkungan sehingga tidak ada panas yang dapat mengalir. Kemudian,
ada pula perubahan yang terjadi pada temperature tetap, yang
dinamakan perubahan isotermik. Pada perubahan suhu, ditandai dengan
t (t menunjukkan temperatur), dihitung dengan cara mengurangi
temperatur akhir dengan temperatur mula-mula. t = takhir tmula-mula
Demikian juga, perubahan energi potensial; (E.P) = (E.P)akhir
(E.P)mula-mula Dari definisi ini didapat suatu kesepakatan dalam
tanda aljabar untuk perubahan eksoterm dan endoterm. Dalam
perubahan eksotermik, energi potensial dari hasil reaksi lebih
rendah dari energi potensial pereaksi, berarti EPakhir lebih rendah
dari EPmula-mula. Sehingga harga (E.P) mempunyai harga negatif.
Pada reaksi endoterm, terjadi kebalikannya sehingga harga (E.P)
adalah positif. Pada suatu reaksi, reaksi pembentukannya
didefinisikan sebagai reaksi yang membentuk senyawa tunggal dari
unsur-unsur penyusunnya.(Contoh: C + O2 + 2H2 CH3OH). Sementara
panas pembentukannya didasarkan pada 1 mol senyawa terbentuk. Panas
pembentukan standar yaitu 298.15 K (Hf298).Panas standar adalah
pada 25C, seperti contoh reaksi: 4HCl(g) 2H2(g) + 2Cl2(g) H298 =
(4)(92307) 2H2(g) + O2(g) 2H2O(g) H298 = (2)(-241818) Sementara,
panas reaksi pada temperatur tidak standar DHOT = DH0298 + T298 D
Cp dT Dapat disimpulkan bahwa kalor reaksi (H) adalah kalor yang
diserap (diperlukan) atau dilepaskan (dihasilkan) dalam reaksi,
disebut juga perubahan entalpi. Pada beberapa reaksi kimia jumlah
kalor reaksi dapat diukur melallui suatu percobaan di dalam
laboratorium. Pengukuran kalor reaksi tersebut dapat dilakukan
dengan menggunakan alat yang disebut kalorimeter.IV. KerjaIstilah
kerja merupakan konsep yang telah didefinisikan oleh ilmu utama
mekanika. Dalam termodinamika, kerja secara umum didefinisikan
sebagai gaya kali jarak. Jika perpindahan jarak akibat gaya F
adalah sebesar ds (ds=distance/jarak), maka kerja yang
dilakukan.DW= F ds.Simbol DW digunakan untuk jumlah kecil dari
kerja dan merupakan fungsi yang tidak pasti karena kerja yang
dilakukan tergantung pada jalannya reaksi. Terdapat berbagai jenis
kerja yang didefinisikan dengan persamaan: :Kerja mekanikDW = F ds
Kerja ekspansiDW = p dV Kerja gravitasiDW = mgdh Kerja permukaanDW
= dA Sejumlah kecil tidak terhingga dari kerja, dw, dapat dilakukan
oleh sistem yang bersangkutan pada lingkungannya, atau oleh
lingkunganya pada sistem itu. Rekomendasi I.U.P.A.C. 1970 adalah
untuk mengambil dw positif dalam kasus yang terakhir dan negatif
dalam kasus sebelumnya, yakni kerja positif dilakukan pada sistem.
Asal perubahan yang terjadi itu lambat dan tanpa gesekan, kerja
biasanya dapat dinyatakan dalam bentuk Dw = ydxatau sebagai jumlah
suku-suku seperti dw = yidxiyi dan xi masing-masing adalah gaya
dalam bentuk umum dan perpindahannya. Misalnya, kerja yang
dilakukan pada benda dengan kenaikan yang kecil tidak terhingga
dari volumenya, dV, terhadap tekanan yang melawannya, p, adalah .
Denikian pula kerja yang dilakukan pada fase homogeny bila ia
meningkatkan luas permukaannya dengan dA adalah + dA, adalah
tegangan permukaan terhadap lingkungan khusus itu. Bila suatu
sistem seperti sel galvani mengakibatkan dQ coulomb listrik
mengalir ke dalam kondensor, yang antara pelat-pelatnya terdapat
tegangan E volt, kerja yang dilakukan pada sel galvani adalah EdQ
joule. (Bersamaan dengan itu, atmosfer melakukan sejumlah kerja pdV
pada sel, dV adalah perubahan volume sel selama proses kimia yang
bersangkutan). Pernyataan-pernyataan serupa dapat diperoleh bagi
peregangan kawat, kerja magnetisasi, dan sebagainya. Tanda yang
akan digunakan selanjutnya adalah: a. Kerja adalah positif jika
sistem melakukan kerja terhadap sekeliling.b. Kerja adalah negatif
jika kerja dilakukan terhadap sistem oleh sekeliling.Kerja total
yang dilakukan sistem dapat diperoleh dengan mengintegrasikan
persamaan di atas.Dalam penggunaan pernyataan dw = ydx biasanya
perlu dirincikan bahwa proses yang bersangkutan adalah lambat, jika
tidak, ada kekaburan tentang nilai gaya y. Misalnya, bila suatu gas
mengembang atau mengempis dengan tiba-tiba, tekanan dalamnya tidak
sama dengan gaya luar per satuan luas, dan memang tekanannya
berubah dari satu daerah gas ke daerah lainnya. Di sini terjadi
percepatan, dan kerja dilakukan dalam menciptakan energi kinetik.
Kesulitan ini hilang bilang perubahan-perubahannya berlaku lambat
sekali dan bila gesekan tidak ada karena gaya-gaya yang sebaliknya
mendekati kesetaraan. Dalam termokimia ada dua hal yang perlu
diperhatikan yang menyangkut perpindahan energi, yaitu sistem dan
lingkungan. Segala sesuatu yang menjadi pusat perhatian dalam
mempelajari perubahan energi disebut sistem, sedangkan hal-hal yang
membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem disebut lingkungan.
Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan, sistem dibedakan
menjadi tiga macam, yaitu :1. Sistem TerbukaSistem terbuka adalah
suatu sistem yang memungkinkan terjadi perpindahan energi dan zat
(materi) antara lingkungan dengan sistem. Pertukaran materi artinya
ada hasil reaksi yang dapat meninggalkan sistem (wadah reaksi),
misalnya gas, atau ada sesuatu dari lingkungan yang dapat memasuki
sistem.2. Sistem TertutupSuatu sistem yang antara sistem dan
lingkungan dapat terjadi perpindahan energi, tetapi tidak dapat
terjadi pertukaran materi disebut sistem tertutup.3. Sistem
Terisolasi.Sistem terisolasi merupakan sistem yang tidak
memungkinkan terjadinya perpindahan energi dan materi antara sistem
dengan lingkungan. Energi adalah kapasitas untuk melakukan kerja
(w) atau menghasilkan panas (kalor=q). Pertukaran energi antara
sistem dan lingkungan dapat berupa kalor (q) atau bentuk energi
lainnya yang secara kolektif kita sebut kerja (w). Energi yang
dipindahkan dalam bentuk kerja atau dalam bentuk kalor yang
memengaruhi jumlah total energi yang terdapat dalam sistem disebut
energi dalam (internal energy). Kerja adalah suatu bentuk
pertukaran energi antara sistem dan lingkungan di luar kalor. Salah
satu bentuk kerja yang sering menyertai reaksi kimia adalah kerja
tekanan-volum, yaitu kerja yang berkaitan dengan pertambahan atau
pengurangan volum sistem.
.V. EntalpiEntalpi (H) adalah jumlah total dari semua bentuk
energi. Entalpi (H) suatu zat ditentukan oleh jumlah energi dan
semua bentuk energi yang dimiliki zat yang jumlahnya tidak dapat
diukur dan akan tetap konstan selama tidak ada energi yang masuk
atau keluar dari zat. Energi kinetik ditimbulkan karena atom atom
dan molekul molekul dalam zat bergerak secara acak. Jumlah total
dari semua bentuk energi itudisebutentalpi (H). Entalpi akan tetap
konstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar dari zat.
Misalnya entalpi untuk air dapat ditulis H H2O (l) dan untuk es
ditulis H H2O (s).Untuk menyatakan kalor reaksi pada tekanan tetap
(qp ) digunakan besaran yang disebut Entalpi ( H ). H = E + ( P.V )
DH = DE + ( P. DV ) DH = (q + w ) + ( P. DV ) DH = qp ( P. DV ) + (
P. DV ) DH = qp Untuk reaksi kimia : DH = Hp Hr Hp = entalpi produk
Hr = entalpi reaktanReaksi pada tekanan tetap : qp = DH ( perubahan
entalpi ) Reaksi pada volume tetap : qv = DE ( perubahan energi
dalam )Perubahan kalor atau entalpi yang terjadi selama proses
penerimaan atau pelepasan kalor dinyatakan dengan perubahan entalpi
(H) . Harga entalpi zat sebenarnya tidak dapat ditentukan atau
diukur. Tetapi H dapat ditentukan dengan cara mengukur jumlah kalor
yang diserap sistem. Misalnya pada perubahan es menjadi air, yaitu
89 kalori/gram. Pada perubahan es menjadi air, H adalah positif,
karena entalpi hasil perubahan, entalpi air lebih besar dari pada
entalpi es. Pada perubahan kimia selalu terjadi perubahan entalpi.
Besarnya perubahan entalpi adalah sama besar dengan selisih antara
entalpi hasil reaksi dan jumlah entalpi pereaksi. Setiap sistem
atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya. Energi
potensial berkaitan dengan wujud zat, volume, dan tekanan. Energi
kinetik ditimbulkan karena atom atom dan molekul-molekul dalam zat
bergerak secara acak. Jumlah total dari semua bentuk energi itu
disebut entalpi (H) . Entalpi akan tetap konstan selama tidak ada
energi yang masuk atau keluar dari zat. Misalnya entalpi untuk air
dapat ditulis H H20 (l) dan untuk es ditulis H H20 (s). Entalpi (H)
suatu zat ditentukan oleh jumlah energi dan semua bentuk energi
yang dimiliki zat yang jumlahnya tidak dapat diukur. Perubahan
kalor atau entalpi yang terjadi selama proses penerimaan atau
pelepasan kalor dinyatakan dengan perubahan entalpi (H) . Misalnya
pada perubahan es menjadi air, maka dapat ditulis sebagai berikut:
H = H H20 (l) -H H20 (s). Apabila kita amati reaksi pembakaran
bensin di dalam mesin motor. Sebagian energi kimia yang dikandung
bensin, ketika bensin terbakar, diubah menjadi energi panas dan
energi mekanik untuk menggerakkan motor. Demikian juga pada
mekanisme kerja sel aki. Pada saat sel aki bekerja, energi kimia
diubah menjadi energi listrik, energi panas yang dipakai untuk
membakar bensin dan reaksi pembakaran bensin menghasilkan gas,
menggerakkan piston sehingga menggerakkan roda motor. Harga entalpi
zat sebenarnya tidak dapat ditentukan atau diukur. Tetapi H dapat
ditentukan dengan cara mengukur jumlah kalor yang diserap sistem.
Misalnya pada perubahan es menjadi air, yaitu 89 kalori/gram. Pada
perubahan es menjadi air, H adalah positif, karena entalpi hasil
perubahan, entalpi air lebih besar dari pada entalpi es.Termokimia
merupakan bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan entalpi
yang menyertai suatu reaksi. Pada perubahan kimia selalu terjadi
perubahan entalpi. Besarnya perubahan entalpi adalah sama besar
dengan selisih antara entalpi hasil reaksi dam jumlah entalpi
pereaksi. Pada reaksi endoterm, entalpi sesudah reaksi menjadi
lebih besar, sehingga H positif. Sedangkan pada reaksi eksoterm,
entalpi sesudah reaksi menjadi lebih kecil, sehingga H negatif.
Perubahan entalpi pada suatu reaksi disebut kalor reaksi. Kalor
reaksi untuk reaksi-reaksi yang khas disebut dengan nama yang khas
pula, misalnya kalor pembentukan,kalor penguraian, kalor
pembakaran, kalor pelarutan dan sebagainya.
1. Entalpi Pembentukan Standar (Hf) Entalpi pembentukan standar
suatu senyawa menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau
dibebaskan untuk proses pembentukan 1 mol senyawa dari
unsur-unsurnya yang stabil pada keadaan standar (STP). Entalpi
pembentukan standar diberi simbol (Hf), simbol f berasal dari kata
formation yang berarti pembentukan. Contoh unsur-unsur yang stabil
pada keadaan standar, yaitu : H2,O2,C,N2,Ag,Cl2,Br2,S,Na,Ca, dan
Hg. Contoh:H2(g) + 1/2 O2H2O(l) H=-286 kJ mol-1C (grafit) +
O2(g)CO2(g) H=-393 kJ mol-1K(s) + Mn(s) + 2O2KMnO4(s) H=-813 kJ
mol-1Catatan: Hfelemen stabil adalah 0 Hfdigunakan untuk
memperkirakan stabilitas senyawa dibanding penyusunnya Semakin
kecil Hf,semakin stabil energi senyawa itu Hftidak mencerminkan
laju reaksi (akan dibahas pada bab selanjutnya)2. Entalpi
Penguraian Standar (Hd) Entalpi penguraian standar suatu senyawa
menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk
proses penguraian 1 mol senyawa dari unsure-unsurnya yang stabil
pada keadaan standar (STP). Entalpi penguraian standar diberi
simbol (Hd) simbol d berasal dari kata decomposition yang berarti
penguraian. Menurut Hukum Laplace, jumlah kalor yang dibebaskan
pada pembentukan senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah
kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi
unsur-unsurnya. Jadi, entalpi penguraian merupakan kebalikan dari
entalpi pembentukan senyawa yang sama. Dengan demikian jumlah
kalornya sama tetapi tandanya berlawanan karena reaksinya
berlawanan arah.Contoh:H2O(l) -> H2(g) + 1/2 O2(g) H=+286 kJ
mol-1(bnd. contoh Hfno. 1)3. Entalpi Pembakaran Standar (Hc)
Entalpi pembakaran standar suatu senyawa menyatakan jumlah kalor
yang diperlukan atau dibebaskan untuk proses pembakaran 1 mol
senyawa dari unsur-unsurnya yang stabil pada keadaan standar (STP).
Entalpi penguraian standar diberi simbol (Hc) simbol d berasal dari
kata combustion yang berarti pembakaran. Pembakaran selalu
membebaskan kalor sehingga nilai entalpipembakaran selallu negatif
(eksoterm). Contoh :1/2 C2H4(g) + 3/2 O2-> CO2(g) + H2O(l)
H=-705.5 kJ mol-1Catatan: Hc selalu negatif, karena panas pasti
dilibatkan Hc bisa digunakan untuk menilai kandungan energi bahan
bakar atau makanan4. Entalpi Pelarutan Standar (Hs) Entalpi
pelarutan standar menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau
dibebaskan untuk melarutkan 1 mol zat pada keadaan standar (STP).
Entalpi penguraian standar diberi simbol (Hs) simbol s berasal dari
kata solvation yang berarti pelarutan.Contoh: NH3(g) + aq ->
NH3(aq) Hs=-35.2 kJ mol-1 HCl(g) + aq -> H+(aq) + Cl-(aq)
Hs=-72.4 kJ mol-1 NaCl(s) + aq -> Na+(aq) + Cl-(aq) H=+4.0 kJ
mol-1Catatan: Jika Hssangat positif, zat itu tidak larut dalam air
Jika H negatif, zat itu larut dalam air
5. Entalpi Netralisasi Standar Adalah entalpi yang terjadi pada
penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada
keadaan standar. Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan
standar, maka dinotasikan dengan DHn. Satuannya = kJ / mol.
6. Entalpi Penguapan Standar Adalah entalpi yang terjadi pada
penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan
standar. Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar, maka
dinotasikan dengan DHvap. Satuannya = kJ / mol.
7. Entalpi Peleburan Standar Adalah entalpi yang terjadi pada
pencairan / peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam
fase cair pada keadaan standar. Jika pengukuran tidak dilakukan
pada keadaan standar, maka dinotasikan dengan DHfus.Satuannya = kJ
/ mol.8. Entalpi Sublimasi Standar Adalah entalpi yang terjadi pada
sublimasi 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas
pada keadaan standar. Jika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan
standar, maka dinotasikan dengan DHsub. Satuannya = kJ / mol.
VI. Hukum HessPengukuran perubahan entalpi suatu reaksi
kadangkala tidak dapat ditentukan langsung dengan kalorimeter,
misalnya penentuan perubahan entalpi pembentukan standar (DHf o
)CO. Reaksi pembakaran karbon tidak mungkin hanya menghasilkan gas
CO saja tanpa disertai terbentuknya gas CO2. Jadi, bila dilakukan
pengukuran perubahan entalpi dari reaksi tersebut; yang terukur
tidak hanya reaksi pembentukan gas CO saja tetapi juga perubahan
entalpi dari reaksi pembentukan gas CO2. Untuk mengatasi hal
tersebut, Henry Hess melakukan serangkaian percobaan dan
menyimpulkan bahwa perubahan entalpi suatu reaksi merupakan fungsi
keadaan. Artinya : perubahan entalpi suatu reaksi hanya tergantung
pada keadaan awal ( zat-zat pereaksi ) dan keadaan akhir ( zat-zat
hasil reaksi ) dari suatu reaksi dan tidak tergantung pada jalannya
reaksi. Pernyataan ini disebut Hukum Hess, rumus yang dapat dipakai
yaitu : Hreaksi = H1 + H2 +Menurut hukum Hess, karena entalpi
adalah fungsi keadaan, perubahan entalpi dari suatu reaksi kimia
adalah sama, walaupun langkah-langkah yang digunakan untuk
memperoleh produk berbeda. Dengan kata lain, hanya keadaan awal dan
akhir yang berpengaruh terhadap perubahan entalpi, bukan
langkah-langkah yang dilakukan untuk mencapainya. Hal ini
menyebabkan perubahan entalpi suatu reaksi dapat dihitung sekalipun
tidak dapat diukur secara langsung. Caranya adalah dengan melakukan
operasi aritmatika pada beberapa persamaan reaksi yang perubahan
entalpinya diketahui. Persamaan-persamaan reaksi tersebut diatur
sedemikian rupa sehingga penjumlahan semua persamaan akan
menghasilkan reaksi yang kita inginkan. Jika suatu persamaan reaksi
dikalikan (atau dibagi) dengan suatu angka, perubahan entalpinya
juga harus dikali (dibagi). Jika persamaan itu dibalik, maka tanda
perubahan entalpi harus dibalik pula (yaitu menjadi -H).
Berdasarkan Hukum Hess, penentuan DH dapat dilakukan melalui 3 cara
yaitu :1. Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung melalui
penjumlahan dari perubahan entalpi beberapa reaksi yang
berhubungan.2. Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung
berdasarkan selisih entalpi pembentukan ( DHf o ) antara produk dan
reaktan. 3. Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung
berdasarkan data energi ikatan. Selain itu, dengan menggunakan
hukum Hess, nilai H juga dapat diketahui dengan pengurangan entalpi
pembentukan produk-produk dikurangi entalpi pembentukan reaktan.
Secara matematis untuk reaksi-reaksi lainnya secara umum. Dengan
mengetahui Hf (perubahan entalpi pembentukan) dari reaktan dan
produknya, dapat diramalkan perubahan entalpi reaksi apapun, dengan
rumus H=HfP-H fR Perubahan entalpi suatu reaksi juga dapat
diramalkan dari perubahan entalpi pembakaran reaktan dan produk,
dengan rumus H=-HcP+HcR Konsep dari hukum Hess juga dapat diperluas
untuk menghitung perubahan fungsi keadaan lainnya, seperti entropi
dan energi bebas. Kedua aplikasi ini amat berguna karena
besaran-besaran tersebut sulit atau tidak bisa diukur secara
langsung, sehingga perhitungan dengan hukum Hess digunakan sebagai
salah satu cara menentukannya. Untuk perubahan entropi: So =
(Sfoproduk) - (Sforeaktan) S = (Soproduk) - (Soreaktan).Untuk
perubahan energi bebas: Go = (Gfoproduk) - (Gforeaktan) G =
(Goproduk) - (Goreaktan).
VII. KalorimeterKalorimetri yaitu cara penentuan kalor reaksi
dengan menggunakan kalorimeter.Perubahan entalpi adalah perubahan
kalor yang diukur pada tekanan konstan, untuk menentukan perubahan
entalpi dilakukan dengan cara yang sama dengan penentuan perubahan
kalor yang dilakukan pada tekanan konstan.Perubahan kalor pada
suatu reaksi dapat diukur melalui pengukuran perubahan suhu yang
terjadi pada reaksi tersebut.Pengukuran perubahan kalor dapat
dilakukan dengan alat yang disebutkalorimeter.Kalorimeter adalah
suatu sistem terisolasi ( tidak ada perpindahan materi maupun
energi dengan lingkungan di luar kalorimeter ). Kalorimeter terbagi
menjadi dua, yaitu kalorimeter bom dan kalorimeter sederhana. Jika
dua buah zat atau lebih dicampur menjadi satu maka zat yang suhunya
tinggi akan melepaskan kalor sedangkan zat yang suhunya rendah akan
menerima kalor, sampai tercapai kesetimbangan termal.Menurut azas
Black : Kalor yang dilepas = kalor yang diterimaRumus yang
digunakan adalah :q=mxcx Tqkalorimeter =Cx Tdengan :q = jumlah
kalor ( J )m = massa zat ( g )T= perubahan suhu (oC atau K )c =
kalor jenis ( J / g.oC ) atau ( J / g. K )C = kapasitas kalor ( J
/oC ) atau ( J / K )Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke
lingkungan, maka kalor reaksi = kalor yang diserap / dibebaskan
oleh larutan dan kalorimeter, tetapi tandanya berbeda.qreaksi= -
(qlarutan+qkalorimeter)
Beberapa jenis kalorimeter :
1. Kalorimeter bom Kalorimeter bom adalah alat yang digunakan
untuk mengukur jumlah kalor (nilai kalori) yang dibebaskan pada
pembakaran sempurna (dalam O2 berlebih) suatu senyawa, bahan
makanan, bahan bakar atau khusus digunakan untuk menentukan kalor
dari reaksi-reaksi pembakaran. Kalorimeter ini terdiri dari sebuah
bom (tempat berlangsungnya reaksi pembakaran, terbuat dari bahan
stainless steel dan diisi dengan gas oksigen pada tekanan tinggi )
dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah yang kedap panas.
Sejumlah sampel ditempatkan pada tabung beroksigen yang tercelup
dalam medium penyerap kalor (kalorimeter), dan sampel akan terbakar
oleh api listrik dari kawat logam terpasang dalam tabung. Reaksi
pembakaran yang terjadi di dalam bom, akan menghasilkan kalor dan
diserap oleh air dan bom.
2. Kalorimeter Sederhana Pengukuran kalor reaksi; selain kalor
reaksi pembakaran dapat dilakukan dengan menggunakan kalorimeter
pada tekanan tetap yaitu dengan kalorimeter sederhana yang dibuat
dari gelas stirofoam. Kalorimeter ini biasanya dipakai untuk
mengukur kalor reaksi yang reaksinya berlangsung dalam fase larutan
( misalnya reaksi netralisasi asam basa / netralisasi, pelarutan
dan pengendapan ). Pada kalorimeter ini, kalor reaksi = jumlah
kalor yang diserap / dilepaskan larutan sedangkan kalor yang
diserap oleh gelas dan lingkungan; diabaikan.qreaksi = - (qlarutan
+ qkalorimeter )
VIII. Penentuan H Reaksi Hukum Hess menyatakan bahwa perubahan
entalpi tidak tergantung pada berapa banyak tahapan reaksi, tetapi
tergantung pada keadaan awal dan akhir. Dengan kata lain, untuk
suatu reaksi keseluruhan tertentu, perubahan entalpi selalu sama,
tak peduli apakah reaksi itu dilaksanakan secara langsung ataukah
secara tak langsung dan lewat tahap-tahap yang
berlainan.1.Penentuan H Reaksi berdasarkan Eksperimen
(Kalorimeter)Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris merupakan
penentuan yang didasarkan atau diukur dari perubahan suhu larutan
dan kalorimeter dengan prinsip perpindahan kalor, yaitu jumlah
kalor yang diberikan sama dengan jumlah kalor yang diserap.
Kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi (tidak ada pertukaran
materi maupun energi dengan lingkungan di luar kalorimeter).Dengan
demikian, semua kalor yang dibebaskan oleh reaksi yang terjadi
dalam kalorimeter, kita dapat menentukan jumlah kalor yang diserap
oleh air serta perangkat kalorimeter berdasarkan rumus:q.larutan =
m c Tq.kalorimeter = C Tq = jumlah kalorm = massa air (larutan) di
dalam calorimeterc = kalor jenis air (larutan) di dalam
calorimeterC = kapasitas kalor dari calorimeterT = kenaikan suhu
larutan (kalorimeter)Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke
lingkungan, maka kalor reaksi sama dengan kalor yang diserap oleh
larutan dan kalorimeter, tetapi tandanya berbeda :qreaksi =
-(qlarutan + qkalorimeter)Kalorimeter yang sering digunakan adalah
kalorimeter bom. Kalorimeter bom terdiri dari sebuah bom (wadah
tempatberlangsungnya reaksi pembakaran, biasanya terbuat dari
berlangsungnya reaksi pembakaran, biasanya terbuat dari bahan
stainless steel) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah kedap
panas. Jadi kalor reaksi sama dengan kalor yang diserap atau
dilepaskan larutan, sedangkan kalor yang diserap atau dilepaskan
larutan, sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan
diabaikan.qreaksi = -qlarutan
2.Penentuan H Reaksi dengan Hukum HessHukum Hess : Kalor reaksi
yang dilepas atau diserap hanya bergantung pada keadaan awal dan
keadaan akhir.Untuk mengubah zat A menjadi zat B (produk)
diperlukan kalor reaksi sebesar H. Atau cara lain yaitu mengubah
zat A menjadi zat B dengan kalor reaksi H1, zat B diubah menjadi
zat C dengan kalor reaksi H2 dan zat C diubah menjadi zat D dengan
kalor reaksi H3 . Sehingga harga perubahan entalpi adalahHreaksi =
H1 + H2 + H3 .Contoh Soal :Diketahui data entalpi reaksi sebagai
berikut :Ca(s) + O2(g)CaO(s)H = - 635,5 kJC(s) + O2(g)CO2(g)H = -
393,5 kJCa(s) + C(s) +O2(g)CaCO3(g)H = - 1207,1 kJHitunglah
perubahan entalpi reaksi : CaO(s) + CO2(g)CaCO3(s) !Penyelesaian
:CaO(s) .............................Ca(s) +O2(g) ......H = + 635,5
kJCO2(g)............................C(s) + O2(g) ............H = +
393,5 kJCa(s) + C(s) +O2(g)CaCO3(s)...................H = - 1207,1
kJ_________________________________________ _CaO(s) + CO2(g)
...........CaCO3(s)...................H = - 178,1 kJ
3.Penentuan H Reaksi Berdasarkan Data Perubahan Entalpi
Pembentukan Standar ( Hof )Cara lain perhitungan entalpi reaksi
yaitu berdasarkan entalpi pembentukan standar( Hof ) zat-zat yang
ada pada reaksi tersebut.Hreaksi= Hof produk- Hof reaktanTABEL
ENTALPI PEMBENTUKAN BEBERAPA ZATZatHof( kJ/mol )ZatHof( kJ/mol
)
H2(g)0C2H4(g)+ 52,5
O2(g)0CCl4(g)- 96,0
C(s)0NH3(g)- 45,9
H2O(g)- 241,8NO2(g)+ 33,2
H2O(l)- 285,8SO2(g)- 296,8
CO2(g)- 393,5HCl(g)- 92,3
CO(g)-110,5NO(g)+ 90,3
4.Penentuan H Reaksi Dari Energi Ikatan Reaksi kimia
antarmolekul dapat dianggap berlangsung dalam 2 tahap yaitu
:a.Pemutusan ikatan pada pereaksib.Pembentukan ikatan pada
produkMisalnya, pada reaksi antara gas klorin dengan gas hidrogen
membentuk gas hidrogen klorida dapat digambarkan sebagai berikut
:Sesuai dengan hukum Hess, H reaksi total adalah H tahap-I +
Htahap-II.H tahap-I = Energi ikatan pada pereaksi (yang putus)H
tahap-II = - Energi ikatan pada produk (yang terbentuk).H reaksi =
Energi ikatan pereaksi yang putus - Energi ikatan produk yang
terbentuk= Eruas kiri - Eruas kanan
TABEL ENERGI IKATANIkatanE (kJ/mol)IkatanE (kJ/mol)
H-H436O=O498
H-C415CN891
H-N390F-F160
C-C345Cl-Cl243
CC837H-Cl432
C-O350C=C611
C=O741I-I150
C-Cl330N=N418
O-H450C-F485
H reaksi =Epemutusan -Epembentukan= { (3.Ec-H)+( 1.EO-H)
+(1.EC-O)+ (1 EO=O)} {(2.EC=O)+(4.EO-H)}=
{(3.415)+(1.460)+(1.350)+1 .498)} {(2.741)+(4.460)}= 2802-3322=
-520 kJ/mol
BAB IIIPENUTUPI. Kesimpulan Singkatnya, materi pembelajaran pada
termokimia ini merupakan materi dasar yang wajib untuk dipelajari
dan dipahami secara mendalam. Materi yang secara umum mencakup
termodinamika I, kalor reaksi, kerja, entalpi, kalorimeter, hukum
Hess, penentuan DH reaksi, energi ikatan, dan jenis-jenis kalor
merupakan materi-materi dasar dalam pelajaran kimia yang berguna
untuk mempelajari materi selanjutnya yang tentu saja lebih rumit.
Dalam makalah ini materi duraikan secara singkat agar para pembaca
lebih mudah memahaminya.Berdasarkan pembahasan yang tinjauan
pustaka yang kami susun dalam makalah ini, maka kami dapat
menyimpulkan sebagai berikut : 1. Setiap sistem atau zat mempunyai
energi yang tersimpan didalamnya. Energi potensial berkaitan dengan
wujud zat, volume, dan tekanan. 2. Berdasarkan perubahan
entalpinya, reaksi kimia dibedakan menjadi dua yaitu, a.Reaksi
Eksoterm dan, b.Reaksi Endoterm 3. Sistem merupakan Pusat fokus
perhatian yang diamati dalam suatu percobaan. Lingkungan merupakan
hal-hal diluar sistem yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi
sistem. Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan, Sistem
dibedakan menjadi 3 macam: 1.Sistem Terbuka 2.Sistem Tertutup
3.Sistem terisolasi 4. Dalam persamaan termokimia, nilai DH yang
dituliskan di persamaan termokimia, disesuaikan dengan stoikiometri
reaksinya, artinya = jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi
kimia = koefisien reaksinya; ( fase reaktan maupun produk
reaksinyaharusdituliskan). 5. Ada beberapa jenis dalam menentukan
Harga Perubahan Entalpi H , yaitu : a.Penentuan H Reaksi
Berdasarkan Data Perubahan Entalpi b. Penentuan H Reaksi dengan
Hukum Hess c.Penentuan kalor reaksi secara kalorimetris
II. Saran Dengan adanya makalah sederhana ini, penyusun
mengharapkan agar para pembaca dapat memahami materi termokimia ini
dengan mudah. Saran dari penyusun agar para pembaca dapat menguasai
materi singkat dalam makalah ini dengan baik, kemudian dilanjutkan
dengan pelatihan soal sesuai materi yang berhubungan agar semakin
menguasai materi.