AZAS KEKEKALAN ENERGI BERBAGAI JENIS ENTALPI MOLAR EKSPERIMEN TERMOKIMIA PERTANYAAN SEPUTAR TERMOKIMIA

Azas kekekalan energi menyatakan bahwa energi dapat dirubah dari satu bentuk ke bentuk lain,tapi tidak dapat diciptakan/dimusnahkan.

Disebut juga hukum I Termodinamika. Sistem adalah bagian dari alam semesta

yang sedang menjadi pusat perhatian.Sedangkan lingkungan adalah bagian lain dari alam semesta yang berinteraksi dengan sistem.

sistem

Sistem terbuka: antara sistem dengan lingkungan dapat mengalami pertukaran energi dan materi.

Sistem tertutup: antara sistem dengan lingkungan dapat mengalami pertukaran energi tetapi tidak dapat mengalami pertukaran materi.

Sistem terisolasi: tidak terjadi pertukaran materi maupun energi.

Energi dalam adalah jumlah energi yang dimiliki oleh suatu sistem dan dilambangkan dengan E. Komponen utama dari energi dalam yang menjadi pusat perhatian adalah energi termal yaitu energi yang terkait dengan gerakan molekul-molekul sistem,dan energi kimia,yaitu energi yang terkait dengan ikatan kimia dan interaksi antarmolekul. Nilai energi dalam dari suatu zat tidak dapat ditentukan.Akan tetapi dalam termokimia hanya akan mencari perubahan energi dalam (∆E)

∆E=E2-E1

E1=Energi dalam pada keadaan awalE2=energi dalam pada keadaan akhir

Untuk suatu reaksi kimia berlaku rumus:∆E=Ep-Er

Ep=Energi dalam produkEr=Energi dalam pereaksi

Pertukaran energi antara sistem dengan lingkungan selain dalam bentuk kalor disebut kerja.Bentuk kerja yang paling lazim menyertai proses kimia adalah kerja tekanan/volum.

Kerja: gaya x jarak atau W=Fx s Tekanan adalah gaya persatuan luas

P=F/A atau F=Px A W=PxAxh W=Px ∆V

Kalor adalah energi yang berpindah dari sistem ke lingkungan atau sebaliknya karena perbedaan suhu yaitu dari suhu lebih tinggi ke suhu lebih rendah.Jumlah kalor yang diserap atau dibebaskan oleh sistem.

dapat dihitung dengan rumus:

q=m.c.∆t atau q=C.∆t

Ket.: q: jumlah kalor (Joule)m:massa zat (gram)∆t:perubahan suhu (t akhir-t awal)c:kalor jenisC:kapasitas kalor

Hubungan antara energi dalam kalor dirumuskan dalam hukum I Termodinamik,yang disebut juga hukum kekekalan energi.”Energi dapat diubah tetapi tidak dapat dimusnahkan atau diciptakan.”Secara matematik dapat dinyatakan sbb.∆E=q+w

Sistem menerima kalor,q bertanda (+) Sistem melepas kalor,q bertanda (-) Sistem melakukan kerja,w bertanda (-) Sistem menerima kerja,w bertanda (+)

Eksoterm adalah reaksi yang melepas kalor.Kalor mengalir dari sistem ke lingkungan yang ditandai ∆H negatif atau ∆H<0,dan H awal >H akhir.

Endoterm adalah reaksi yang menyerap kalor.Kalor mengalir dari lingkungan ke sistem yang ditandai dengan ∆H positif atau ∆H>0 dan Hawal <H akhir.

Penentuan Entalpi Reaksi1. Melalui percobaan(kalorimeter)

Q larutan=m.c.∆t atauQ kalorimeter=C.∆t sehingga:

Q reaksi=-(Q larutan+Q kalorimeter)Qkalorimeter dapat diabaikan sehingga:Q reaksi=-Q larutan

2. Berdasarkan hukum Hess“Harga ∆H reaksi hanya bergantung pada

jalannya reaksi.”.Hukum Hess juga disebut hukum penjumlahan kalor.

3. Berdasarkan tabel entalpi pembentukanKalor suatu reaksi dapat juga ditentukan dari

data entalpi pembentukan zat pereaksi dan produknya secara umum untuk reaksi.

mAB+nCD→pAD+qCB∆H˚=[p.∆HfAD+q.∆HfCB]-[n.∆HfCD+m.∆HfAb]

Contoh yang berdasarkan hukum Hess Reaksi karbon dan oksigen untuk

membentuk CO2 dapat berlangsung 1 tahap/2 tahap dengan harga ∆H yang sama.

1 tahap :C+O2→CO2 ∆H=-94kkal2 tahap: C+1/2O2→CO ∆H=-26kkal

CO+1/2O2→CO2 ∆H=-68kkal +C+O2→CO2 ∆H=-94kkal

4. Berdasarkan energi ikatanEnergi ikatan:energi yang diperlukan untuk memutuskan 1 mol ikatan dari suatu molekul.Makin banyak jumlah ikatan serta makin kuat ikatan itu,maka makin besar pula harga energi ikatannya.

∆H˚=Σenergi ikatan pereaksi yang putus-Σ energi ikatan produk yang terbentuk atau

∆H˚=Σ energi ikatan ruas kiri- Σ energi ikatan ruas kanan

Penentuan ∆H Reaksi NetralisasiTujuan:Menentukan perubahan entalpi pada reaksi

antara larutan natrium hidroksida dengan larutan asam klorida yang menghasilkan satu mol air.

Alat dan Bahan:o Bejana plastik/styrofoamo gelas ukuro termometero pipet teteso larutan NaOHo Larutan HCl

Cara Kerja1. Masukkan 25mL larutan NaOH 1M ke dalam bejana

plastik/styrofoam dan 25mL larutan HCl 1M ke dalam gelas ukur.

2. Ukur suhu kedua larutan itu.Termometer harus dibersihkan dan dikeringkan sebelum dipindahkan dari satu larutan ke larutan yang lain.Tentukan suhu rata-rata kedua larutan yaitu(suhu larutan NaOh+suhu larutan HCl)/2.Suhu rata-rata ini digunakan sebagai suhu awal.

3. Tuangkan HCl ke dalam bejana plastik/ styrofoam yang berisi larutan NaOh tadi,aduk,perhatikan suhu yang ditunjukkan oleh termometer.Suhu akan naik kemudian menjadi tetap dan selanjutnya turun.Catatlah suhu yang tetap itu(digunakan sebagai suhu akhir).

Data PengamatanSuhu larutan NaOh 1M=……….˚CSuhu larutan HCl 1M =……….˚CSuhu rata-rata(suhu awal)=……….˚CSuhu akhir =………..˚CKenaikan suhu =………..˚C

Pembuktian Hukum HessTujuan: Untuk membuktikan kebenaran hukum

HessAlat dan Bahan: Kalorimeter Gelas kimia Gelas ukur Termometer Neraca Larutan HCl 0,5M& 0,25M Larutan NaOH 0,5M NaOh padat Aquades

Langkah Kerja :1. Ambillah 100 mL larutan HCl 0,25M& masukkan ke

dalam kalorimeter lalu ukurlah suhunya.2. Timbanglah 1 gram NaOH padat dengan

neraca,kemudian masukkan ke dalam kalorimeter yang berisi larutan HCl di atas & catat suhunya setelah NaOH terlarut.

3. Ambillah 100mL aquades & masukan ke dalam kalorimeter lalu ukurlah suhunya.

4. Timbanglah 1 gram NaOH padat dengan neraca,kemudian masukkan ke dalam kalorimeter no.3 &ukur suhunya setelah NaOH larut

5. Ambillah 50 mL larutan NaOH 0,5 M dalam gelas kimia & 50 mL larutan HCl 0,5M dalam gelas kimia lain kemudian ukurlah suhunya

6. Tuanglah kedua larutan tersebut ke dalam kalorimeter kemudian aduklah dan cata suhunya yang konstan

Pada langkah kerja ke-2,terjadi reaksi:NaOH(s) + HCl(aq)→NaCl(aq)+H2O(l) ∆H1

Pada langkah kerja ke-4,terjadi reaksi:NaOH(s) +H2O(l)→NaOH(aq) ∆H2

Pada langkah kerja ke-5 terjadi reaksi:NaOH(aq) +HCl(aq)→NaCl(aq)+H2O(l) ∆H3

1. Pada pembentukan 1 gram NaCl dibebaskan 7,024 kJ.Tentukan entalpi pembentukan dan tulislah persamaan termokimia reaksi pembentukan NaCl.(Ar Na=23;Cl=35,5)

Jawab:Pada pembentukan 1 gram NaCl dibebaskan 7,024 kJ,berarti

entalpi pembentuan NaCl = -7,024 kJ g -1.Entalpi pembentukan harus dinyatakan dalam satuan kJ mol-1.Massa molar NaCl =58,5 g mol -1.Jadi,entalpi pembentukan 1 gram NaCl:

= -7,024 kJ g -1 x58,5 g mol -1

= -410,9 kJ mol -1

Persamaan termokimia pembentukan NaCl adalah:Na(s) + 1/2Cl2(g) →NaCl(s) ∆H= -401,9 kJ

2. Sebanyak 7,5 gram kristal LiOH ditambahkan ke dalam kalorimeter yang berisi 120 gram air.Setelah kristal LiOH itu larut,ternyata suhu kalorimeter beserta isinya naik dari 23,25˚C menjadi 34,9˚C.Tentukan entalpi pelarutan LiOH dalam air.LiOH(s) →Li+ (aq) + OH - (aq) ∆H=….?

Diketahui kalor jenis larutan=4,2 J g-1˚C-1,dan kapasitas kalor kalorimeter =11,7 J ˚C-1; Mr LiOH=24.

Jawab: q reaksi = -(qlarutan+q kalorimeter) q larutan = m.c.∆t

= (120 + 7,5)g 4,2 Jg-1˚C- 1x(34,9 -23,25)˚C= 6238,6 J

q kalorimeter = C x∆T= 11,7˚C-1 x (34,9-23,25)˚C=136,3 J

Jadi,q reaksi = -(6238,6 + 136,3) J= -6374,9 J

Kalor tersebut dibebaskan pada pelarutan 7,5 gram LiOH.Pada pelarutan 1 mol LiOH (24 g) akan dibebaskan kalor sebanyak:

(24 g mol-1 x -6374 J)/7,5 g J mol-1= -20.399,7 J mol-1= -20,4 kJ mol-1

Pada tekanan tetap,q reaksi = ∆HJadi,∆H pelarutan LiOH = -20,4 kJ mol-1

3. Di antara yang berikut ini:1) Fotosintesis2) Pembakaran3) Respirasi4) Pelelehan yang tergolong proses endoterm adalah…..Jawab: 1,2,dan 4

4. CO(g) + O2 (g) → CO2(g) ∆H = x kJ, x adalah entalpi…

Jawab: pembakaran CO

5. Pada pembakaran 1 gram gas metana (CH4) dibebaskan 55,6 kJ.Persamaan termokimia yang menggambarkan reaksi pembakaran metana adalah…..

Jawab:CH4(g) +2O2(g) → CO2(g)+2H2(l)

∆H=-55,6 kJ