KD I

BAB IV

REDOKS DAN

TERMOKIMIA

A. REDOKSBILANGAN OKSIDASI ( BO )

  - BO : banyaknya muatan suatu atom dalam senyawa atau ion

BO : Fe dlm FeCl2 = +2 ; dan dlm Fe2(SO4)3 = +3

BO : N dalam NH3 = - 3 ; dlm N2O5 = +5

 KETENTUAN BO

 1. BO unsur bebas = 0

  * Bentuk-bentuk UNSUR BEBAS :

a) logam sebagai atomnya ; mis : Na, Fe, ..... dsb

BO. Fe dlm logam besi = 0

  b) molekul diatomik homogen ( mis : H2 , O2 , Cl2 ... dsb )

BO. H dalam H2 = 0

c) poliatomik homogen ( O3, P4 , S atau S8 )

BO. P dalam P4 = 0

2. BO. Hidrogen ( H ) dalam senyawa : + 1 - Mis : BO. H dlm : H2O = 1 ; HCl = 1 ; NH4

+ = 1

- KECUALI : dalam senyawa Hidrida = -1 ( Hidrida : senyawa H dengan logam, mis : NaH , CaH2 , AlH3 )

BO. H dlm NaH = -1 ; CaH2 = -1

3. BO. Oksigen ( O ) dlm senyawa = -2 - Mis : BO. O dlm : H2O = -2 ; P2O3 = -2

- KECUALI : a) sebagai Peroksida ( oksida yg kelebihan 1 O ; mis Na2O2, H2O2 ) = -1

b) dalam F2O = +2

4. BO. Logam dlm senyawa = selalu positif, dan = valensinya - Mis. BO. Na dlm : NaCl = +1 ; Na2SO4 = +1

BO Cu dlm : CuBr = + 1 ; CuSO4 = +2

5. ( JUMLAH ) BO ( atom-atom ) dalam senyawa = 0 atau : BO senyawa = 0 - Mis ( jml ) BO. H2O = 0 ; BO. FeSO4 = 0

6. ( JML ) BO. (atom-atom) dalam ion = muatan ion tsb atau : BO ion = muatannya - Mis. BO Fe2+ = +2 ; ( jml ) BO NO3

- = -1

( jml ) BO SO42- = - 2

Cara Menghitung BO.1. Menent BO suatu atom dalam senyawa ( jml BO senyawa = 0 ) a) Tent BO. S dalam K2SO4

BO : 1 x -2 K 2 S O 4

BO 2 x -8 (2) + (x) + ( -8) = O x = 8 – 2 = 6 BO. S dalam K2SO4 = +6

b) Tent BO atom Cr dalam Na2Cr2O7

BO 1 x -2 Na2 Cr2 O7

BO 2 2x -14 (2) + (2x) + (-14) = 0 2x = 14 – 2 = 12 x = +6 BO Cr dlm Na2Cr2O7 = +6

2. Menentukan BO atom dalam ion ( jml BO. Ion = muatannya ) Tentukan BO. N dalam NO3

-

BO x -2 N O3

-

BO x -6 (x) + (-6) = -1 x = 6 – 1 = 5 Jadi BO N dalam ion NO3

- = +5

REAKSI OKSIDASI – REDUKSI ( REDOKS ) Oksidasi : Teori Lama : 1. Reaksi dengan oksigen ( O2 ) : Cu + O2 CuO 2. Reaksi penambahan O : CO + O2 CO2

Teori Baru : 1. Rekasi pelepasan elektron : Na Na+ + e 2. reaksi penambahan BO : Cu + Cu 2+ + e 3. Reaksi pengurangan muatan negatif : 2 F- F2 + 2 e

Reduksi . Teori Lama : 1. Reaksi dengan hidrogen ( H2 ) : CuO + H2 Cu + H2O

2. Reaksi pengurangan O : CO2 + C 2 CO

Teori Baru : 1. Reaksi penangkapan elektron : K+ + e K 2. Reaksi pengurangan BO : Fe3+ + e Fe2+

3. Reaksi penambahan muatan negatif : Cl2 + 2e 2 Cl-

Oksidator : zat yang : 1. mengoksidasi zat lain 2. direduksi 3. BO-nya berkurang Reduktor : zat yang : 1. mereduksi zat lain 2. dioksidasi 3. BO-nya bertambah oksidasi Reaksi : Zn + 2 HCl Zn Cl2 + H2

BO. Zn : 0 ke +2 Reduksi BO. H : +1 ke 0 oksidator reduktor

B. TERMOKIMIA

Catatan :- Reaksi redoks , jika dalam reaksi tsb terjadi perubahan BO - Reaksi nonredoks , jika dalam reaksi tsb tidak terjadi perubahan BO- dari atom-atomnya.

B. TERMOKIMIA Energi dalam Proses Perubahan - Setiap materi mempunyai energi - Pada proses perubahan materi (Kimia/Fisika ) menyebabkan perubahan energi -Salah satu bentuk energi adalah kalor (panas)

Termokimia membicarakan tentang perubahan kalor yang tersangkut dalam perubahan materi. Contoh. Perubahan kalor pada proses perubahan kimia. Pembakaran gas metana : CH4(g) + 2 O2(g) CO2(g) + 2 H2O(l) + 890 kj

dituliskan sebagai : CH4(g) + 2 O2(g) CO2(g) + 2 H2O(l) H = - 890 kj

Proses di atas berarti : - Pembakaran 1 mol CH4 menghasilkan (melepaskan) panas

sebesar 890 kj. - Energi CH4 + O2 (reaktan) berkurang sebesar 890 kj.

- Jml kalor CO2 + 2 H2O (produk) < sebesar 890 kj

dibandingkan dengan jumlah energi reaktan (CH4 + 2 O2)

- Panas (890 kJ ) tersebut dilepas ke lingkungan; dan dapat dimanfaatkan untuk memasak

2. Perubahan kalor pada proses perubahan fisika. Perubahan es menjadi cair, dituliskan sebagai : H2O(s) + 6,02 kj H2O(l)

atau : H2O(s) H2O(l) H = + 6,02 kj

Proses di atas berarti : - perubahan 1 mol es menjadi 1 mol air membutuhkan (menyerap) panas sebesar 6,02 kj. (dari lingkungan)- Kalor 1 mol H2O(l) > sebanyak 6,02 kj dibandingkan

kalor 1 mol H2O(s), atau sebaliknya.

Reaksi Ekso dan Endoterm Contoh reaksi (1) di atas adalah proses yang melepaskan kalor, =reaksi eksoterm, dan proses (2) membutuhkan panas = reaksi endoterm. Reaksi Eksoterm :

arah reaksi

KANDUNGAN PANAS (H)

Energi aktivasi (Ea)

H1H2

∆H = H2 – H1 <0

H2< H1CH4 + O2

CO2 + H2O

∆H

H1 = kalor reaktanH2 = kalor produk

Ea = Energi yg diperlukan agar reaksi dapat berlangsung

Panas yg dilepas

Reaksi Endoterm

H2O(s)

H2O(l)

H1H2

H2 > H1

∆H = H2 – H1 > O

∆H

H

Panas yg diserap

Ea

H2O(s) H2O(l)

Macam Kalor (Entalpi) Reaksi. 1. Kalor pembentukan (Hf). (f = formation)

= Kalor yang dilepas / dibutuhkan untuk membentuk 1 mol zat dari unsur-unsurnya”. Catatan : Bentuk unsur zat : a) logam ; sebagai atomnya (Na, Fe dsb.) b) non logam : C dan S c) molekul diatomik : H2, Cl2, O2, … dsb.

d) molekul poliatom yang homogen : P4, S8 dan O3

Contoh : (1) H2(g) + Br2(g) 2 HBr(g) ; H = -73 kj

- Kalor pembentukan (Hf) HBr = ½ x (-73) = -36,5 kj/mol

- Kalor sebesar –73 kj disebut “kalor reaksi”(2) H2(g) + 2 O2(g) + S(s) H2SO4(l) ; H = q kj

Hf . H2SO4 = q kj/mol

(3) H2(g) + SO3(g) H2SO3 ; H = a kj

Hf . H2SO3 a kj/mol

2. Kalor peruraian (Hd) (d = decomposition). = Kalor yang diperlukan/dilepaskan untuk menguraikan 1 mol zat menjadi unsur-unsurnya”. Hf = - Hd Hubungan antara Hf dan Hd adalah : Contoh 2 NH3(g) N2(g) + 3 H2(g) ; H = kj

Hd . NH3 = ½ . kj/mol

(H = kj disebut : “kalor reaksi”). maka : Hf. NH3 = - (1/2 ) kj/mol.

Hf = - Hd

3. Kalor pembakaran (Hc) (c = combustion). = Kalor yang dibutuhkan/dilepas untuk membakar 1 mol zat. (pembakaran : reaksi dengan O2).

Contoh 3 Fe(s) + 2 O2 Fe3O4(s) ; H = 180 kj

Hc . Fe = 1/3 x 180 = 60 kj/mol Dari reaksi di atas : - Kalor reaksi = 180 kj - Hf . Fe3O4 = 180 kj/mol

- Hd . Fe3O4 = -180 kj/mol

Hukum Hess “Entalpi (kalor) reaksi tidak tergantung dari prosesnya, tapi tergantung dari bentuk awal (reaktan) dan bentuk akhir (produk) nya” ; atau“entalpi suatu reaksi adalah sama, apakah reaksi itu berlangsung satu tahap (langsung) atau beberapa tahap”. Contoh ; reaksi pembentukan CO2 dapat berlangsung :

(a) satu tahap ; dituliskan sbb. C(s) + O2(g) CO2 ; H = a kj. dan

(b) dua tahap ; yaitu : (1) C(s) + ½ O2(g) CO ; H1 = b kj. dan

(2) CO(g) + ½ O2(g) CO2 H2 = c kj + C + O2 CO2 ∆ H = b + c

a = b + c

∆H = ∆H1 + ∆H2

Dalam rekasi umum : p A + q B r C + s D ; H = ….. kj

H = n . Hf produk - n . Hf reaktan n = koefisien masing-masing zat Untuk reaksi di atas :

H = (r. Hf C + s. Hf D) - (p. Hf A + q. Hf B Catatan : Hfo dari unsur-unsur bebas = O

Contoh 1. Hitung Ho dari reaksi (Hfo : NH3 = -46,11 , NO = 90,25 dan

H2O = - 285,83) kJ/mol

4 NH3 + 5 O2 4 NO + 6 H2O Ho = ?

jawab : Ho = (4 . Hfo NO + 6 . Hf 0 H2O) – (4 . Hfo NH3 + 5 . Hfo O2)

= (4 . 90,25 + 6 . – 285,83) – (4 . – 46,11 + 5 . O) = - 1169,54 kj 2. Hit . Hfo C8 H18 jika Ho reaksi berikut = -5670 kj

C8 H18 + 12½ O2 8 CO2 + 9 H2O Ho = - 5670 kj

(Hfo : CO2 = -393,52 ; H2O = -285,83)

jawab : Ho = (8 . Hfo CO2 + 9 . Hfo H2O) – (Hfo C8H18 + O)

-5670 = (8.-393,52 + 9.-285,83) - Hfo C8H18

Hfo C8H18 = - 50,63 kj/mol.

3.Hit. Ho reaksi : C(grafit) + 2H2(g) CH4(g)

Jika diketahui : (1) C(grafit) + O2(g) CO2(g) H1

o = -393,5 kj/mol

(2) H2(g) + ½ O2 (g) H2O(l) H2o = -285,8 kj/mol

(3) CO2(g) + 2 H2O (l) CH4(g) + 2 O2(g) H3o = 890,3 kj/mol

Cara penyelesaian : Hubungkan antara reaksi-reaksi yang diketahui dengan reaksi yang ditanyakan dalam 2 hal, yaituLETAK zat-zat sejenis - jika letaknya di sisi yang sama ; tanda H-nya tetap - jika letaknya pada sisi berbeda ; reaksi tersebut dibalik (tanda H-nya diubah) BANYAK (=KOEFISIEN) zat-zat sejenis - jika banyak sama , H : tetap - jika banyak tak sama ; reaksi yang diketahui , dikalikan dengan suatu bilangan agar sama dengan reaksi yang ditanya (juga H-nya).

Sehingga pada soal di atas : - C (grafit) : letak dan koefisiennya sama, sehingga reaksi (1) (juga H1) tetap.

- H2 : letaknya sama, tetapi koefisiennya beda.

Sehinga reaksi (2) dikalikan 2 (juga H2-nya)

- CH4 : letak dan koefisiennya sama.

Jadi : C (grafit) + O2(g) CO2(g) H1 = -393,5

2 H2(g) + O2(g) 2 H2O(l) H2 = -571,6

CO2(g) + 2H2O(l) CH4(g) + 2 O2(g) H3 = 890,3

+C(grafit) + 2 H2(g) CH4 (g) H = -74,8 kj/mol

Energi Ikatan dan Energi Atomisasi Energi ikatan: energi yang diperlukan untuk memutus satu ikatan kovalen. Energi atomisasi : energi yang diperlukan untuk memutus semua ikatan kovalen dalam satu mol zat menjadi atom-atomnya dalam keadaan gas. Contoh : N H3(g) N (g) + 3 H(g) H = 120 kj

Ikatan pada N H3 : H–N–H (3buah ikatan N–H) l HSehingga :energi ikatan N-H = x 120 = 40 kjenergi atomisasi NH3 = 120 kj/mol

Hubungan antara H reaksi dengan energi ikatan dirumuskan sbb. : Hreaksi = n.En.ikt reaktan - n.En.ikt produk

Contoh, diketahui energi ikatan dari Br-Br=192 ; F-F=159 ; Br-F=197 kj Hitung H dari reaksi. Br2(g) + 3 F2(g) 2 BrF3(g)

(molekul BrF3 ditulis sebagai F-Br-F ) | FJawab : H = (1.En ikt Br-Br + 3 . En ikt F-F) – (2.3.En ikt Br-F) = (192 + 3.159)-(2.3.197) = -513 kj.

SELAMAT BELAJARSEMOGA ALLAH MEMBRIKAN KEMUDAHAN MENYERAP ILMU YANG TELAH DIBERIKAN

JANGAN LUPA MENGERJAKAN DAN MENGUMPULKAN

SOAL-SOAL LATIHAN BERIKUT

SOAL-SOAL LATIHAN 1. a) Tentukan BO. N dalam : NH3 , N2O3 , dan Ca(NO3)2

b) Tentukan BO. Mn dalam MnO2 dan MnO4-

c) Tentukan BO Cl dalam Cl2 , NaClO2 dan ClO4-

2. Tentukan : a) proses oksidasi – reduksi b) oksidator dan reduktor c) perubahan BO-nya dari reaksi Cu + H2SO4 CuSO4 + SO2 + H2O

3. Tuliskan reaksi pembentukan dari : a) NaClb) C2H5OH c) Fe2O3

4. Tuliskan reaksi peruraian dari : a) CaCO3 b) H2SO4 c) (NH4)3 PO4

5. Diketahui : Hc C2H4 CO2 + H2O = a kj/mol

Hf . CO2 = b ; Hf H2O = c

Hitung : Hf . C2H4

6. Diketahui : 2 H2(g) + O2(g) 2 H2O() ; H = -p

4 Na(s) + O2(g) 2 Na2O(s) ; H = -q

Na2O(s) + H2O() 2 NaOH(s) : H = -r

Hitung : Hf . NaOH(s)

7. Diketahui : H2(g) + Br2(g) 2 HBr(g) : H = -72 kj

Untuk menguraikan 11,2 (STP) gas HBr diperlukan kalor ……. 8. Diketahui : En ikt C-H = 99 kkal H-Cl = 103 C-C = 83 C-Cl = 79 C=C = 164 Dit. : H dari H2C = CH2 + HCl H3C-CH2Cl

9. Dari data di atas, hitung En.otomisasi dari : HCl C=CH-CH2Cl