TERMOKIMIA
Termokimia
merupakan bagian ilmu kimia yang mempelajari hubungan antara kalor dengan
reaksi-reaksi kimia.
Dalam termokimia
ada hal penting yang harus diperhatikan menyangkut perpindahan energi yang
menyertai reaksi kimia, yaitu:
1. Sistem
Yaitu segala sesuatu yang enjadi pusat
perhatian dalam mempelajari perubahan energi.
2. Lingkungan
Yaitu segala sesuatu di luar system yang
membatasi system dan dapat mempengaruhi system
Berdasarkan interaksinya
dengan lingkungan, sistem dibedakan menjadi :
 |
1 2
3
1. Sistem terbuka
Yaitu system yang masih memungkinkan
terjadinya aliran zat dan energi antara system dan lingkungan.
2. Sistem tertutup
Yaitu
system yng memungkinkan terjadinya aliran energi saja tanpa disertai aliran zat
antara system dan lingkungan.
3. Sistem terisolasi
Yaitu
system yang tidak memungkinkan terjadinya aliran energi dan zat antara system
dan lingkungan.
ENERGI DAN ENTALPI ( H)
Menurut hukum
kekekalan energi, “energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan”, artinya
energi alam semesta adalah tetap, jadi energi yang menyertai reaksi kimia atau
fisika merupakan perpindahan energi atau perubahan bentuk energi.
Setiap zat memiliki energi dan jumlah energi yang
dimiliki oleh molekul atau partikel zat disebut
energi dalam. Sedangkan “ jumlah energi yang terkandung atau tersimpan
dalam suatu zat pada suhu 250C ( 298 K ) dan tekanan 1 atm disebut
entalpi”.
Harga entalpi suatu zat tidak
dapat ditentukan, yang dapat ditentukan adalah perubahan entalpi (
). Perubahan entalpi adalah selisih antara entalpi produk
(akhir) dan entalpi pereaksi (awal).
). Perubahan entalpi adalah selisih antara entalpi produk
(akhir) dan entalpi pereaksi (awal). = produk - pereaksi
Berdasarkan perubahan entalpinya,reaksi
kimia dibedakan menjadi :
1. Reaksi eksoterm = Reaksi kimia yang
melepaskan energi, nilai = - (< 0)
= - (< 0)
Jika
digambarkan dengan kurva :  |
|
 |
2. Reaksi endoterm =
Reaksi kimia yang menyerap energi, nilai = + (> 0)
= + (> 0)
Jika digambarkan dengan kurva :
 |
PERSAMAAN TERMOKIMIA
persamaan reaksi kimia yang disertai
keterangan nilai nya.
nya.
Contoh
: H2
+ ½ O2 H2O = - 286 kj/mol
C2H5OH 2C
+ 3H2 + ½
O2 = + 266 kj/mol
Nilai sangat dipngaruhi oleh
jumlah zat yang direaksikan, seperti pada contoh diatas jumlah energi yang
dilepaskan atau diserap adalah untuk 1 mol zat yang bereaksi, jika tiap 2 mol
maka energinya pun akan dua kali lipatnya.
sangat dipngaruhi oleh
jumlah zat yang direaksikan, seperti pada contoh diatas jumlah energi yang
dilepaskan atau diserap adalah untuk 1 mol zat yang bereaksi, jika tiap 2 mol
maka energinya pun akan dua kali lipatnya. 
Contoh : 2C2H5OH
4C
+ 6H2 + O2 = 2 x +266 kj/mol
PERUBAHAN ENTALPI STANDAR
Yaitu perubahan
entalpi yang diukur pada keadaan standar yakni suhu 250C (298 K) dan
tekanannya 1 atmosfer.
Perubahan entalpi standar
dibedakan menjadi 3, yaitu :
- Perubahan entalpi standar pembentukan (f0 )
Yaitu perubahan
energi yang terjadi pada pembentukan 1 mol zat dari unsure-unsurnya yang paling
sederhana dan paling stabil pada keadaan standar.
Contoh
: f0 = - 286kj/mol
f0 =
- 266kj/mol- Perubahan entalpi standar penguraian (d0 )
Yaitu perubahan
energi yang terjadi pada penguraian 1 mol zat menjadi unsure-unsurnya yang
paling sederhana dan paling stabil pada keadaan standar.
Contoh
: C2H5OH 2C + 3H2 + ½
O2 d0 =
+ 266kj/mol H2O H2
+ ½ O2 d0 = + 286kj/mol- Perubahan entalpi standar pembakaran (c0 )
Yaitu perubahan energi yang terjadi pada
pembakaran sempurna 1 mol zat pada keadaan standar.
Contoh
: CH4 + O2 CO2 +
2H2O c0 =
- 802kj/mol
Menentukan reaksi dapat
dirumuskan :
reaksi dapat
dirumuskan :
|
|
Contoh : entalpi
pembentukan
f0 C2H5OH = - 266 kj/molf0 CO2
= - 394 kj/molf0 H2O = - 286 kj/mol
Tentukan reaksi dari : C2H5OH + 3O2
2CO2 + 3H2O
Jawab : = 
- 
= -
=
- 
-
=
- 1380 kj/mol
KALORIMETRI
q =
|
m =
massa
c
= kalor jenis ( joule / gr. K )
= perubahan suhu ( K )
Kapasitas kalor
( C ) : C
= m
x c q
= C x
Contoh
:
Berapa kalor yang diperlukan
untuk memanaskan air sebanyak 100 gram dari 250C menjadi 1000C
,jika kalor jenis air = 4,18 j/gr.K
Dik : m
= 100 gr
T1
= 250C = 25 +
273 = 298 K
T2
= 1000C = 100 + 273 = 373 K
c =
4,18 j/gr.K
Jawab :
= 373 – 298 = 75 K
q
= m x c x
=
100 x 4,18
x 75 =
31350 joule = 31,35 kj
HUKUM HESS
Henry Germain Hess
melakukan serangkaian penelitian mengenai pengaruh tahapan reaksi terhadap
jumlah kalor yang dihasilkan. Dari hasil percobaannya Hess membuat kesimpulan
yang kemudian dikenal sebagai hokum Hess yang berbunyi : “ Perubahan entalpi suatu reaksi tidak
tergantung pada jalannya reaksi (tahap/proses) , tetapi hanya bergantung pada
keadaan awal (zat-zat pereaksi) dan keadaan akhir (zat-zat hasil reaksi) dari
suatu reaksi.
Contoh 1 :
Pada pembentukan gas SO3
, jika belerang di baker dengan gas oksigen berlebih akan terbentuk gas SO3
menurut reaksi :
S + 
SO3 
Tetapi jika belerang
direaksikan dengan oksigen dalam jumlah terbatas, reaksi berlangsung 2 tahap ,
yakni :
S + O2 SO2 
SO2
+ ½ O2 SO3 
+S
+ SO3
Jadi dari kedua tahap tersebut
dapat dijumlahkan dan di dapat yang sama jumlahnya
dengan reaksi satu tahap.
yang sama jumlahnya
dengan reaksi satu tahap.
Salah satu kegunaan
hukum Hess adalah untuk menghitung reaksi-reaksi yang pada
prakteknyasulit terukur oleh calorimeter.
reaksi-reaksi yang pada
prakteknyasulit terukur oleh calorimeter.
Hukum Hess dapat dinyatakan
dalam bentuk diagram siklus.
Contoh siklus Hess reaksi di
atas ;
|
|
 |
|
Dan reaksi di atas dapat pula
di gambarkan dalam sebuah diagram tingkat :
 |
S
+ 3/2 O2  |
SO2
+ ½ O2 
-
395,7 kj SO3
Berarti untuk menentukan reaksi = tahap 1 + tahap 2
reaksi = tahap 1 + tahap 2
Contoh 2 :
Dik
: C
+ O2 CO 
CO + ½ O2 CO2 
Dit :
tentukan reaksi dari reaksi berikut
: C + O2 CO2
reaksi dari reaksi berikut
: C + O2 CO2
Dan gambarkan siklus Hess serta diagram tingkat
energinya !
Jawab
: 1 C
+ O2 CO + ½ O2 
2 CO
+ ½ O2 CO2 +
3
C + O2 CO2 CO = 3 - 2
=
-393,52 - ( - 283 )
= -110,52 kj
|
|
 |
|||
 |
|||
|
Diagram tingkat energi
nya :
C + O2
H = -110,52 kj 
CO + ½ O2 H = - 283 kj |
- 393,52 kj
CO2
ENERGI IKATAN
Reaksi kimia pada
dasarnya terdiri dari 2 proses yaitu pemutusan ikatan dari senyawa yang
bereaksi dan penggabungan ikatan kembali dari atom-atom yang terlibat membentuk
susunan senyawa baru.
Proses pemutusan ikatan
memerlukan energi, sedangkan proses penggabungan iktan membebaskan energi.
“ Kalor yang diperlukan untuk
memutuskan ikatan oleh satu mol molekul gas menjadi atom-atom atau gugus dalam
keadaan gas disebut energi ikatan “
- ENERGI DISOSIASI IKATAN ( D )
Yaitu energi yang
diperlukan oleh satu mol suatu molekul gas untuk memutuskan salah satu ikatan
menjadi gugus-gugus molekul gas.
Contoh :
CH4 CH3 + H
kj CH3 CH2 + H
kj- ENERGI IKATAN RATA-RATA
Yaitu enegri
rata-rata yang diperlukan untuk memutuskan sebuah ikatan dari seluruh ikatan
suatu molekul gas menjadi atom-atom gas.
Contoh
: CH4 CH3 + H kj
CH3 CH2 + H kj
CH2 CH
+ H kj CH C
+ H 
kj
Dari keempat
pemutusan ikatan C-H di atas maka dapat dirata-ratakan energi yang diperlukan
untuk memutuskan ikatan C-H adalah + 416 kj , jadi energi ikatan rata-rata C-H
= + 416 kj.
Energi iktan dapat dijadikan
petunjuk kekuatan ikatan tau kestabilan molekul. Jika energi iktan besar
berarti ikatan kuat atau stabil, tetapi jika energi ikatan rata-rata kecil maka
iktan lemah atau kurang stabil.
Energi ikatan juga dapat
dipergunakan untuk memperkirakan nilai dengan rumus :
dengan rumus :
energi ikatan
pereaksi - 
energi ikatan produk
Contoh :
Tentukan nilai dari reaksi : CH4 + Cl2
CH3Cl +
HCl
Jika C – H = + 413
kj
Cl – Cl = + 242 kj
C – Cl = +
328 kj
H – Cl = +
431 kj
Jawab :
 |
Pereaksi = 4
x C – H =
4 x ( + 413 kj )
= + 1652 kj
1
x Cl – Cl =
1 x ( + 242 kj )
= + 242 kj +
+ 1894 kj
Produk =
3 x C –
H =
3 x ( + 413 kj )
= + 1239 kj
1
x C – Cl =
1 x ( + 328 kj )
= + 328 kj
1 x H –
Cl =
1 x ( + 431 kj )
= + 431 kj +
+ 1998 kj
energi ikatan
pereaksi - energi ikatan produk
= 1894
– 1998 =
- 104 kj
Atau
energi ikatan
pereaksi - energi ikatan produk
= 
=
=
1894 – 1998 = - 104 kj