Termokimia (Kalor Reaksi)

Termokimia merupakan potongan dari ilmu kimia yang mempelajari reaksi-reaksi kimia beserta perubahan kalor yang menyertainya...... Kalor yakni bentuk energi yang berafiliasi dengan perbedaan temperatur atau suhu...tetapi kalor tidak sama dengan suhu... sebagai ilustrasi perhatikan referensi berikut :

contohnya kita memanaskan dua panci air, kedua panci mempunyai suhu yang sama yakni 25⁰C dan kita panaskan hingga keduanya bersuhu 75⁰C. Panci pertama berisi 1 liter air sedangkan panci kedua berisi 2 liter air. Dari insiden ini sanggup dikatakan bahwa perubahan temperatur kedua benda sama yakni 75⁰C - 25⁰C = 50⁰C. Namun, kalor air dalam panci kedua dua kali lebih besar dari air dalam panci pertama.... lantaran jumlah airnya 2 kali lebih banyak. Makara selain dipengaruhi oleh temperatur, kalor juga dipengaruhi oleh kapasitas kalor benda.....

Kapasitas Kalor

KAPASITAS KALOR suatu zat yakni masukan energi yang dibutuhkan untuk menaikkan temperaturnya sebesar 1 ⁰C. dilambangkan C (huruf c besar).
Jika kapasitas kalor ini kita cari per kilogramnya (massa) ketemu KALOR JENIS zat, dilambangkan c (huruf c kecil). brarti C = m.c

= dengan kata lain....ini adalah....ehm...zat itu....eh...dapat menyerap kalor ??

= kau sangant fasih....

JAMES PRESCOTT JOULE (1818 - 1889) mengadakan percobaan....mengukur kapasitas kalor air. ia memasang suatu beban yang dihubungkan dengan suatu kincir yang dicelupkan ke dalam air...ketika beban dijatuhkan...maka kincir bergerak....dengan mengukur kenaikan kecil pada suhu air....Joule menemukan bahwa perjuangan yang dilakukan saat menjatuhkan beban setara dengan perubahan temperatur airnya...

hasilnya Kapasitas Kalor per garam (kalor jenis) air = 4, 184 Joule/g⁰C

AKHIRNYA......inilah kekerabatan yang sempurna antara Temperatur (T) dan kalor (Q) :

kalor = massa x kalor jenis zat x perubahan temperatur

Q        = m.c.(Takhir - T awal)

Q   = m.c.delta T

   = hoo... delta T..??
   = Mmm.... delta T tu artinya perubahan suhu...(aq g bs nulis lambang "delta")

dari rumus itu dan kalor jenis air.....kita sanggup menemukan semua kalor jenis zat lainnya! mari kita mulai dari tembaga :

celupkan 2 kg tembaga bersuhu 25 ⁰C ke dalam 5 kg air yang bersuhu 30 ⁰C.....air nyaris tidak berubah temperaturnya.....tetapi tembaganya benar2 memanas.....

contohnya perubahan suhu air = -0,17 ⁰C

perubahan suhu tembaga = 4,83 ⁰C

    = kita pribadi sanggup menghitung kalor air yang hilangg...

Q _air = 5000 g. -0,17 ⁰C. 4,18 Joule/g⁰C= -3,553 Joule

sehingga......

hilangnya kalor air = pertambahan kalor tembaga 

(dengan perkiraan kalor yang hilang ke udara sangat kecil sekali.....sehingga diabaikan atau = nol)

Q_tembaga = 3,553 Joule

lantaran ada 2000 gram tembaga maka rumusnya menyatakan :

3,553 J = 2000 g. c _tembaga. 4,83 ⁰C

maka c _tembaga = 0,37 Joule/g⁰C

Whoaa... ternyata kalor jenis tembaga kurang dari sepersepuluh kalor jenis air....jadi saat sama2 menyerap kalor....suhu air susah meningkat sedang tembaga praktis sekali meninggkat....

=  .....temperatur dekat kaitannya dengan energi kinetik benda....

Energi didalam suatu materi secara total terdiri dari energi kinetik dan energi potensial. TEMPERATUR merupakan ukuran rata-rata ENERGI KINETIK TRANSISIONAL (gerak lurus) dari keseluruhan gerak partikel penyusun materi.

air mempunyai banya ikatan Hidrogen....ikatan2 ini menciptakan air sulit bergerak! brarti energi kinetiknya kecil....klo energi kinetik kecil brarti peningkatan temperaturnya relatif kecil....sedangkan tembaga punya lautan elektron yang bergerak...sehingga energi kinetiknya relatif jauh lebih besar dai energi kinetik air sehingga peningkatan temperaturnya juga relatif lebih besar denagn penambahan kalor yang sama dengan air.

dengan cara yang sama...banyak kalor jenis zat lainnya yang sanggup dicari.......

selanjutnya kita bahas mengenai.....

ENERGI DALAM

MATERI yakni gudangnya energi....sayangnya hingga kini belum ada alat yang sanggup mengukurnya....energi dalam suatu materi ini kita kenal dengan isitlah Energi Dalam. walaupun tak sanggup diukur.... perubahannya sanggup diukur kok....

• Jika suatu materi menyerap kalor maka energi dalamnya akan bertambah dan gerakan partikel2 dalam materi tersebut akan meningkat.....akibatnya sanggup menjadikan terjadi kenaikan suhu.
• jika suatu materi memancarkan kalor maka energi dalamnya akan berkurang dan gerakan partikel2 dalam materi tersebut akan menurun......akibatnya sanggup menjadikan terjadi penurunan suhu.

Selain lantaran KALOR...energi dalam juga sanggup berubah lantaran melaksanakan atau mendapatkan kerja/usaha (W).....usaha yang sering menyertai perubahan wujud (fisika) atau perubahan kimia yakni kerja ekspansi, yaitu kerja yang berafiliasi dengan perubahan volume....

• jika suatu materi mengembang.....maka akan mendorong materi lain yang berada di sekitarnya....berarti materi tersebut melaksanakan usaha....usaha butuh energi...maka energi dalamnya berkurang
• jika materi menyusut berarti materi tersebut mendapatkan perjuangan dari materi lain di sekitarnya....maka energi dalamnya bertambah.....

Kesimpulannya .....perubahan Energi Dalam disebabkan oleh dua komponen....yakni KALOR dan USAHA

Perubahan Entalpi = Entalpi hasil reaksi/produk - Entalpi pereaksi/reaktan

delta H  = HP - HR

Perubahan Entalpi (delta H) ini  hanya berupa perubahan kalor reaksi saja sedangkan perubahan yang berkaitan dengan vulome benda diabaikan dengan syarat reaksinya terjadi pada Tekanan tetap. Hmm.... mengapa?? pada tekanan tetap proporsi energi yang bermetamorfosis naik turunnya suhu dan mengembang kempisnya volume bersifat tetap sehingga bersifat spesifik. contohnya dalam reaksi senyawa A menjadi B terjadi pelepasan energi dalam bentuk kalor sebanyak 75% dari energi total. maka bila reaksi ini diulang dalam tekanan yang sama kalor yang dihasilkan tetaplah sama.....beda halnya bila pengulangannya dilakukan di daerah tertutup yang volumenya tetap.....maka semua energi yang dilepaskan berupa kalor 100%. Dengan kata lain, dalam tekanan tetap/konstan perubahan kalor bersifat spesifik dan tetap untuk reaksi yang sama.

Perubahan Entalpi (delta H) akan bernilai negatif kalau reaksi memancarkan kalor.....dikenal dengan reaksi eksoterm, yang ditandai meningkatnya suhu lingkungan daerah reaksi terjadi....dan bernilai positif kalau menyerap kalor....dikenal dengan reaksi endoterm, yang ditandai menurunnya suhu lingkungan daerah reaksi terjadi.....

= Sebagai Contoh Reaksi Eksoterm/melepas kalor :

LEDAKAN BUBUK MESIU sebanyak 500 g direaksikan dalam suatu kalorimeter yang mempunyai kapasitas kalor (C) sebesar 337,6 kJ/⁰C berakibat kenaikan suhu (delta T) sebesar 4,78 ⁰C.

4 KNO3(s) + 7 C(s) + S(s) ---> 3 CO2(g) + 3 CO(g) + 2 N2(g) + K2CO3(s) + K2S(s)

delta H = - Q = - (C.delta T) = - (337,6 kJ/⁰C. 4,78 ⁰C) = -1614 kJ

dari sini kita sanggup menemukan perubahan entalpi (delta H) per gramnya = -1614/500 = 3,23 kJ/g

= Sebagai Contoh Reaksi Endoterm/menyerap kalor :

CaCO3(s) ---> CaO(s) + CO2(g)

Untuk menciptakan reaksi ini terjadi langkah pertama kita panaskan Kalorimeter terlebih dahulu untuk mendorong terjadinya reaksi.....(INGAT....setiap reaksi butuh energi aktivasi....dan sebagian reaksi ada yang mempunyai energi aktivasi yang lebih tinggi dari suhu lingkungannya....sehingga perlu dipanaskan....jadi panas disini bukan berarti reaksi eksoterm) pada akhirnya Kalorimeter menjadi Lebih Dingin....dari awalnya (suhu sebelum kalorimeter dipanaskan)....

kalau kapasitas kalor kalorimeternya = 337,6 kJ/⁰C....dan zat yang direaksikan sebanyak 1 mol CaCO3....menyebabkan perubahan suhu sebesar -0,53 ⁰C

jadi delta H = - Q = - (337,6 kJ/⁰C. -0,53 ⁰C) = + 179 kJ/mol

dari 2 referensi di atas kita jadi tahu bahwa delta H sanggup kita ukur dengan kalorimeter.....Sayangnya....ada begitu banyak reaski kimia....untung para andal kimia banyak akal(atau malas ya...) mengambil sebuah JALAN PINTAS....dari pada mengukur dengan kalori meter lebih baik kita MENGHITUNGnya.....

konsep dasarnya disebut KALOR PEMBENTUKAN (delta Hf)

Kalor Pembentukan yakni perubahan entalpi yang muncul saat satu mol zat terbentuk dari unsur2 penyusunnya....misalnya bila satu mol Air terbentuk dari Hidrogen dan oksigen....

H2(g) + 1/2 O2(g) ---> H2O(l) delta Hf = -285,8 kJ/mol

Contoh lainnya....

CO(g) mempunyai delta Hf = -110 kJ/mol

CO2(g) mempunyai delta Hf = -393,8 kJ/mol

CaO(s) mempunyai delta Hf = -635,0 kJ/mol

Unsur yang paling stabil (seperti S, C, O2, N2 dll) mempunyai delta H = 0 kJ/mol

referensi lainnya baca aja di buku......

lha...setiap materi/zat punya kalor pembentukan...yang sebagian di ukur dan sebagian yang lainnya dihitung.....prinsip perhitungannya dengan.....

HUKUM HESS

HUKUM HESS =  delta H = delta Hf (hasil reaksi) - delta Hf (reaktan)

  gitu....

Soal-soal ....

1) Gamping dimasak menjadi kapur tohor, delta H =.....?

2) Ledakan Nitrogliserin, delta H =....?

     reaksi : 4 C3H5(NO3)3 ---> 6 N2 + O2 + 12 CO2 + 10 H2O

3) Pembakaran Gas Alam (Metana), delta H =....?

     reaksi CH4(g)  +  2 O2(g)  ---> CO2(g)  +  2 H2O(g)

  =  ada clue nya kok...

CaCO3 delta Hf = -1207,6 kJ/mol

CaO delta Hf = -635 kJ/mol

CO2 delta Hf = -393,8 kJ/mol

C3H5(NO3)3 delta Hf = -1456 kJ/mol

H2O delta Hf = -241,8 kJ/mol

CH4 delta Hf = -74,9 kJ/mol 

referensi :

CaCO3 ---> CaO + CO2

maka delta H = delta Hf (hasil reaksi) - delta Hf (reaktan)

                            = (1 x (-635) + 1 x (-393,8)) - (1 x (1207,6))

                            = 178,8 kJ/mol ..........reaksinya ENDOTERM 

yang lainnya kalian coba sendiri ya.... skalian buatlatihan soal... yang terang tiap2 delta H nya dikalikan dengan angka koefisiennya... referensi soal di atas kebetulan angka koefisiennya satu semua...

delta H dari ledakan Nitroglisirena = -5687,6 kJ

dan delta H/mol = -5687,6/4 = -1421,9 kJ/mol

(angka 4 yakni angka koefisien reaksinya...)

  = Ciaoooo........

Sumber http://mediabelajaronline.blogspot.com