kimia sma xi ipa : termokimia - sistem dan lingkungan

TERMOKIMIASistem dan Lingkungan

OLEH :Kevin Adrianus

XIA3 / 22

PENDAHULUAN Sekilas TermokimiaBagian 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.

BAHAN KAJIAN TERMOKIMIABahan kajian termokimia adalah penerapan hukum

kekekalan energi dan hukum termodinamika I dalam bidang kimia

Hukum kekekalan energi berbunyi :1. Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat

dimusnahkan.2. Energi dapat berubah bentuk menjadi energi lain.

Hukum termodinamika I berbunyi : “Jumlah total energi dalam alam semesta konstan atau tetap”

SISTEM DAN LINGKUNGANDalam 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 dan berubah selama proses berlangsung disebut sistem.

sedangkan hal-hal yang tidak berubah selama proses berlangsung dan yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem disebut lingkungan.

Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan, sistem dibedakan menjadi tiga macam, yaitu :

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.

• Sistem TertutupSuatu sistem yang antara sistem dan lingkungan dapat terjadi perpindahan energi, tetapi tidak dapat terjadi pertukaran materi disebut sistem tertutup.

• Sistem TerisolasiSistem terisolasi merupakan sistem yang tidak memungkinkan terjadinya perpindahan energi dan materi antara sistem dengan lingkungan.

SISTEM

PERCOBAANSeng dan Asam Klorida

)()()(2)( 22 gHaqZnaqHsZn

Percobaan antara Seng dan Asam KloridaPercobaan I

Pada percobaan ini, kalor yang dibebaskan sebesar 59 Kj/mol

Sistemnya adalah logam Zn dan larutan HCl

Percobaan ini merupakan sistem terbuka

Lingkungan dalam percobaan ini antara lain : udara sekitar, termometer, pengaduk, dan gelas kimia.

Percobaan antara Seng dan Asam KloridaPercobaan II

Pada percobaan ini, kalor yang dibebaskan sebesar 60,1 kJ/mol

Sistemnya adalah logam Zn dan larutan HCl

Percobaan ini merupakan sistem terutup

Lingkungan dalam percobaan ini antara lain : udara sekitar, termometer, pengaduk, gelas kimia, gelas plastik sebagai insulator

ENTALPIEntalpi (H) adalah jumlah kalor yang terkandung dalam

sistem pada kondisi tekanan tetap.Entalpi tidak dapat diukur, yang dapat diukur adalah

perubahan dari entalpi tersebut (ΔH).Satuan energi kalor adalah joule (J) dan kalori (kal).

Dengan konversi I kal = 4,18 J.Satu kalori adalah kalor yang diperlukan untuk

menaikkan suhu 1 gram sebesar 1°C.

ENTALPIBerikut adalah hubungan antara entalpi sebelum dan

sesudah reaksi : Entalpi reaktan atau pereaksi dinyatakan dengan HR

Entalpi produk atau hasil reaksi dinyatakan dengan HP

Perubahan entalpi dinyatakan dengan ΔH

SEHINGGA :

RP HHH

REAKSI KIMIA

Reaksi Eksoterm

Reaksi Endoterm

REAKSI EKSOTERMReaksi eksoterm adalah reaksi kimia yang membebaskan

kalor. Kalor berasal dari sebagian entalpi sistem yang dilepas ke lingkungan sehingga entalpi sistem berkurang.

pada reaksi eksosterm, sistem membebaskan energi, sehingga entalpi sistem akan berkurang, artinya entalpi produk lebijh kecil daripada entalpi pereaksi. Oleh karena itu, perubahan entalpinya bertanda negatif. Sehingga :

∆H =HP – HR

Dari grafik diatas, dapat dilihat bahwa ∆H =HP – HR. Karena HP lebih kecil daripada HR. Maka ∆H < 0

Energi Aktivasi

ΔH<0

2O

2O

4CH

OH2

OH2

2CO

)(2)()(2)(CH 2224 lOHgCOgOg

Contoh reaksi eksoterm (pembakaran metana) dapat dilihat pada animasi berikut ini :

REAKSI PEMBAKARAN METANA

Tanda (+) pada 887 kJ disebelah kanan menunjukkan kalor yang dilepas adalah sebesar 887 kJ. Sehingga reaksinya juga dapat ditulis sebagai berikut :

kJlOHgCOgOg 887)(2)()(2)(CH 2224

kJH

lOHgCOgOg

887

)(2)()(2)(CH 2224

CONTOH REAKSI EKSOTERMContoh lain dari reaksi eksoterm dalam kehidupan sehari-hari

antara lain : Ketika kita memegang tempe, tangan akan terasa hangat Ketika kita menyalakan api unggun, panasnya akan terasa

walaupun tidak bersentuhan Membakar minyak tanah menggunakan kompor minyak Respirasi. Karena respirasi menghasilkan panas

REAKSI ENDOTERMReaksi endoterm adalah reaksi kimia yang menyerap

kalor. Kalor diambil dari lingkungan sehingga entalpi bertambah.

Pada reaksi endoterm sistem menyerap energi. Oleh karena itu, entalpi sistem akan bertambah, artinya entalpi produk (HP) lebih besar daripada entalpi pereaksi (HR).Akibatnya, perubahan entalpi (∆H), yaitu selisih antara entalpi produk dengan entalpi pereaksi bertanda positif. Sehingga :

∆H =HP – HR

Dari grafik diatas, dapat dilihat bahwa ∆H =HP – HR. Karena HR lebih kecil daripada HP. Maka ∆H > 0

Energi Aktivasi

ΔH > 0

Contoh dari reaksi endoterm adalah reaksi mencairnya es dalam suatu wadah.

Contoh Reaksi kimia dari peristiwa es mencair adalah :

Tanda (+) pada 6,02 kJ disebelah kiri panah menunjukkan bahwa kalor yang diserap sebesar 6,02 kJ.

)(02,6)( 22 lOHkJsOH

REAKSI ES MENCAIRDengan demikian, reaksi

tersebut juga dapat dituliskan sebagai berikut :

Pada reaksi endoderm, kalor (q) diserap sehingga perubahan entalpinya positif (ΔH > 0). Reaksi tersebut dapat digambarkan pada grafik disamping.

kJH

lOHsOH

02,6

)()( 22

)(2 sOH

)(2 lOH

lingkungandan

sistemoleh diserapkalor

kJ,ΔH 026

CONTOH REAKSI ENDOTERMContoh lain dari reaksi endoterm dalam kehidupan sehari-hari

antara lain : Pelarutan gula. Jika gula dilarutkan, dapat dirasakan ada

sedikit rasa dingin ketika gelas dipegang Tangan yang terasa dingin ketika bersentuhan dengan

alkohol proses asimilasi Proses fotosintesis tumbuhan

SEKIANTerimakasih Atas Perhatiannya

Kevin AdrianusXIA3 /22