TERMOKIMIA

KOMPETENSIKOMPETENSIKOMPETENSIKOMPETENSI

MATERIMATERIMATERIMATERI

UJI KOMPETENSIUJI KOMPETENSIUJI KOMPETENSIUJI KOMPETENSI

REFERENSIREFERENSIREFERENSIREFERENSI

BAHAN AJAR KIMIA KELAS X SEMESTER 1

KOMPETENSI

KOMPETENSI DASAR

Mendeskripsikan perubahan entalpi suatu reaksi, reaksi

eksoterm, dan reaksi endoterm.

STANDAR KOMPETENSIMemahami perubahan energi dalam reaksi kimia dan cara pengukurannya.

TERMOKIMIA

Termokimia adalah cabang ilmu kimia yang mempelajari perubahan energi ( kalor / panas)

Termokimia adalah cabang ilmu kimia yang mempelajari perubahan energi ( kalor / panas)

Berdasarkan asas kekekalan energi, kita tidak mungkin menciptakan dan memusnahkan energi.Yang dapat dilakukan hanyalah mengubah suatu bentuk energi menjadi bentuk energi yang lain.

Sistem dan lingkungan

SISTEM sesuatu yang akan kita dipelajari.

LINGKUNGAN Sesuatu yang membatasi sistem (diluar sistem)

Suatu sistem dapat menyerap energi dari

lingkungan , atau melepaskan energi ke lingkungan.

PERUBAHAN ENTALPHI• ENTALPHI (H)

jumlah energi yang tersimpan dalam suatu zat pada suhu 298 K dan tekanan 1 atm.

• Pada setiap reaksi kimia selalu disertai dengan perubahan entalphi (∆H)

∆H = entalphi hasil reaksi - entalphi pereaksi = H ruas kanan – H ruas kiri

• Perhatikan reaksi sederhana berikut : A ------- B

∆H = H B – H A

Dimana : HA = entalphi pereaksiHB = entalphi hasil reaksi∆H = perubahan entalphi

Ditinjau dari perubahan entalphi , dikenal ada dua jenis reaksi, yaitu reaksi eksoterm dan reaksi endoterm.

REAKSI EKSOTERM DAN ENDOTERM

– Reaksi EksotermPada reaksi eksoterm terjadi perpindahan kalor dari sistem ke lingkungan atau pada reaksi tersebut dikeluarkan panas.

Pada reaksi eksoterm harga ∆H = ( - )sebab : H B < H A H B – H A < 0  jadi ∆H berharga negatif

• Reaksi Endoterm

Pada reaksi endoterm terjadi perpindahan kalor dari lingkungan ke sistem atau pada reaksi tersebut dibutuhkan panas.Pada reaksi endoterm harga ∆H = (+)sebab : H B > H A H B – H A > 0 jadi ∆H berharga positif.

Contoh reaksi eksoterm dan endoterm

Reaksi eksoterm C(s) + O2(g)    CO2(g) + 393.5 kJ ; ∆H = -393.5 kJ

Reaksi endotermCaCO3(s)   CaO(s) + CO2(g) - 178.5 kJ ; ∆H = +178.5 kJ

  

Istilah yang digunakan pada perubahan entalpi :

1.Entalpi Pembentakan Standar ( ∆Hf ):∆H untuk membentuk 1 mol persenyawaan langsung dari unsur-unsurnya yang diukur pada 298 K dan tekanan 1 atm.

Contoh: H2 (g) + 1/2 O2 (g) H20 (l) ∆Hf = -285.85 kJ

2. Entalpi Penguraian (∆Hd):

∆H dari penguraian 1 mol persenyawaan

langsung menjadi unsur-unsurnya

(= Kebalikan dari ∆H pembentukan).

Contoh:H2O (l)  H2(g) + 1/2 O2(g) ∆H = +285.85 kJ

3.Entalpi Pembakaran Standar ( ∆Hc):∆H untuk membakar 1 mol persenyawaan dengan O2 dari udara yang diukur pada 298 K dan tekanan 1 atm.

Contoh:CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(l) ∆Hc = -802 kJ

4.Entalpi Reaksi:∆H dari suatu persamaan reaksi di mana zat-zat yang terdapat dalam persamaan reaksi dinyatakan dalam satuan mol dan koefisien-koefisien persamaan reaksi bulat sederhana.

Contoh: 2Al(s) + 3H2SO4   Al2(SO4)3 + 3H2 ∆H = -1468 kJ

5.Entalpi Netralisasi:∆H yang dihasilkan (selalu eksoterm) pada reaksi penetralan asam atau basa.

Contoh: NaOH(aq) + HCl(aq)  NaCl(aq) + H2O(l) ∆H = -890.4 kJ/mol

6.Hukum Lavoisier-Laplace"Jumlah kalor yang dilepaskan pada pembentukan 1 mol zat dari unsur-unsurya = jumlah kalor yang diperlukan untuk menguraikan zat tersebut menjadi unsur-unsur pembentuknya."Artinya : Apabila reaksi dibalik maka tanda kalor yang terbentuk juga dibalik dari positif menjadi negatif atau sebaliknya.

Contoh:N2(g) + 3H2(g)   2NH3(g) ∆H = - 112 kJ2NH3(g)   N2(g) + 3H2(g H =+ 112 kJ

Menghitung perubahan entalpi

Perubahan Entalpi => ∆H

• Perubahan entalpi merupakan selisih antara entalpi produk (akhir) dan entalpi reaktan (awal)

• ∆H = H akhir – H awal

• 1 kalori = 4,184 Joule

• 1 kilokalori = 4,184 kilojoule

Kalorimeter

Q = m. c.∆T

= C.∆T

∆H = Q/mol

Dimana

Q=kalor (joule)

m= massa (gr)

c= kalor jenis (4,2 j/gC

∆T=perubahan suhu (K)

C=kapasitas panas

Soal• Sebuah calorimeter “Coffee Cup” berisi 125

g air pada temperature 24,2 oC. Kemudian padatan kalium bromide 10,5 g yang juga pada suhu tersebut dimasukkan dalam calorimeter itu. Setelah semua KBr terlarut maka suhu yang terukur adalah 21,1 oC. Hitunglah perubahan entalpi pada proses pelarutan KBr tersebut dalam J/g dan kJ/mol. Asumsikan bahwa kalor jenis larutan adalah 4,18 J/C.g dan tidak ada panas yang ditransfer ke lingkungan.

Massa larutan = 125 + 10,5 = 135,5 g

Perubahan suhu = 21,1 – 24,2 =  -3,1 oC

Perubahan panas (q)

= m.c. ∆ T

= 135,5 . 4,18 . 3,1

= – 1755, 8 J

Ingat karena reaksi berjalan endoterm maka tanda (-) tidak kita pakai jadi perubahan panasnya adalah +1755,8 J

Perubahan panas pelarutan dalam J/g

= 1755,8 J / 10,5 g

= 1619,75 J/g

Mol KBr

= g/Mr

= 10,5 / (39+80)

= 0,088 mol

Perubahan panas pelarutan dalam kJ/mol

= 1755,8 J/0,088 mol

= 19952,27 J/mol

= 19,95227 kJ/mol

= 20 kJ/mol

• Untuk menentukan perubahan entalpi pada suatu reaksi kimia biasanya digunakan alat seperti kalorimeter, termometer dan sebagainya yang mungkin lebih sensitif.

• Perhitungan : DH reaksi = S DHfo produk - S

DHfo reaktan

HUKUM HESS"Jumlah panas yang dibutuhkan atau dilepaskan pada

suatu reaksi kimia tidak tergantung pada jalannya reaksi tetapi ditentukan oleh keadaan awal dan akhir."

Contoh:

• C(s) + O2(g) ®   CO2(g) ; DH = x kJ ®   1 tahap C(s) + 1/2 02(g) ®   CO(g) ; DH = y kJ ®   2 tahap CO(g) + 1/2 O2(g) ®   CO2(g) ; DH = z kJ

------------------------------------------------------------ +

• C(s) + O2(g) ®   CO2(g) ; DH = y + z kJ  

• Menurut Hukum Hess : x = y + z

Entalpi Pembentukan

∆H = ∆H produk – ∆H reaktan

∆H = ∆H produk – ∆H reaktan

Energi Ikatan Kimia

Energi yang dibutuhkan untuk memutuskan ikatan kimia, sehingga membentuk radikal-radikal bebas disebut energi ikatan.

∆H reaksi = ∆H reaksi reaktan - ∆H reaksi produk

= ∆H di kiri - ∆H di kanan

• Contoh:• Diketahui :  • energi ikatan• C - H = 414,5 kJ/Mol

C = C = 612,4 kJ/molC - C = 346,9 kJ/molH - H = 436,8 kJ/moltentukan  ∆H reaksi di bawah ini

C2H4(g) + H2(g)    C2H6(g)

∆H reaksi = ∆H reaksi reaktan - ∆H reaksi produk

= (4(C-H) + (C=C) + (H-H)) - (6(C-H) + (C-C))

= ((C=C) + (H-H)) - (2(C-H) + (C-C))= (612.4 + 436.8) - (2 x 414.5 + 346.9)= - 126,7 kJ