Langsung ke konten utama

THERMOCHEMISTRY | TERMOKIMIA

ENERGI

Energi merupakan kemampuan untuk melakukan kerja atau memindahkan panas. 
  • Kerja : energi yang digunakan untuk memindahkan objek massa tertentu
  • Panas : energi yang diperlukan untuk menaikkan temperatur dari suatu objek tertentu 

Satuan SI untuk energi adalah Joule (J) atau Kalori (Kal), 1 Kal = 4,186 J. 

JENIS - JENIS ENERGI

  • Energi Radiasi  
          Berasal dari matahari dan merupakan sumber energi utama di bumi.
  • Energi Termal 
          Energi yang berkaitan dengan gerak acak atom-atom dan molekul.
  • Energi Kimia
          Energi yang tersimpan dalam struktur zat kimia.
  • Energi Nuklir
          Merupakan energi yang tersimpan dalam gabungan neutron dan proton pada atom.
  • Energi Potensial
          Energi potensial adalah energi yang bersedia akibat posisi suatu benda.

TERMOKIMIA 

Ialah cabang ilmu kimia yang berhubungan dengan reaksi kimia atau dengan perubahan keadaan fisika. Secara umum, termokimia ialah penerapan termodinamika untuk kimia. Termokimia merupakan sinonim dari termodinamika kimia. Dalam konsep termokimia dalam reaksi, terdapat dua istilah yaitu sistem dan lingkungan. 

Sistem adalah segala bentuk proses yang menjadi pusat perhatian pengamat atau objek dari pengamatan. Contohnya yaitu keadaan zat, reaksi, perubahan zat, dan lain-lain. 

Sistem terdiri dari 3 macam, yaitu :

1) Sistem Terbuka
    

Sistem terbuka merupakan sistem yang dapat mengalami pertukaran energi dan materi dengan lingkungan. Dalam sistem ini, energi dan massa dapat keluar masuk sistem melewati batas sistem. Sebagian besar mesin-mesin konversi energi adalah sistem terbuka. 

Contoh sistem terbuka adalah turbin gas, turbin uap, pesawat jet, dan lain-lain merupakan sistem termodinamika terbka, karena secara simultan ada energi dan massa yang keluar masuk dari sistem tersebut.



2) Sistem Tertutup
Sistem tertutup merupakan sistem yang dapat mengalami pertukaran energi dengan lingkungan, tidak dengan pertukaran materi. Dalam sistem tertutup massa dari sistem yang dianalisis tetap dan tidak ada massa yang keluar atau masuk ke sistem, tetapi volumenya bisa berubah. Yang dapat keluar masuk sistem tertutup adalah energi dalam bentuk panas atau kerja. Dengan kata lain, sistem tertutup berisi materi yang sama, dimana perpindahan massa melalui batas sistem tidak dimungkinkan. 

Contoh sistem tertutup adalah suatu balon udara yang dipanaskan, dimana massa udara di dalam balon tetap, tetapi volumenya berubah dan energi panas masuk ke dalam massa udara di dalam balon.


3) Sistem Terisolasi
Sistem terisolasi yaitu sistem yang tidak dapat mengalami pertukaran energi dan materi dengan lingkungan. Maka pada sistem ini tidak ada pertukaran massa dan energi dengan lingkungan. Dengan kata lain, sistem tidak terpengaruh pada lingkungan. 

Contoh sistem tertutup adalah tabung gas yang terisolasi, termos untuk menjaga suhu air, dan lain-lain.




Keadaan Sistem 
Variabel keadaan sistem :
  • n (banyaknya zat)
  • V (volume)
  • p (tekanan)
  • T (suhu)
Mis. Persamaan keadaan gas :






Fungsi Keadaan 
Sifat-sifat yang ditentukan oleh keadaan akhir dan keadaan awal sistem, terlepas dari bagaimana keadaan tersebut dicapai. Salah satu contohnya yaitu energi internal. Energi internal hanya bergantung pada kondisi sistem pada saat tertentu, tidak ditentukan oleh jalur yang dilalui sistem tersebut untuk mencapai suatu keadaan tertentu. 
Dengan demikian, 

Lingkungan adalah segala sesuatu yang berada di luar sistem, dan membantu kerja sistem. Contohnya yaitu alat-alat, wadah, tabung reaksi, udara, dan lain-lain.

REAKSI EKSOTERM DAN ENDOTERM

Reaksi Eksoterm adalah reaksi yang melepaskan kalor (terjadi perpindahan kalor dari lingkungan ke sistem) sehingga suhu lingkungan menjadi naik. Contohnya yaitu reaksi pembakaran, pelarutan NaOH, reaksi  Mg dengan HCl, dll.                
                                                                                                                                                                



Reaksi Endoterm adalah reaksi yang menyerap kalor (terjadi perpindahan kalor dari lingkungan ke sistem) sehingga suhu lingkungan menjadi turun. Contohnya yaitu pada reaksi pemanasan CuCO3 , reaksi Ba(OH)2 dengan NH4Cl, dll.
    

HUKUM TERMODINAMIKA I 

Hukum Termodinamika I menunjukkan Hukum Kekekalan Energi, yang menyatakan bahwa :
 

Secara matematis dapat dinyatakan, 
Keterangan :




ENTALPI DAN PENENTUANNYA 

Entalpi dinotasikan dengan huruf H yang merupakan huruf awal dari kata "Head of Content". 
Entalpi adalah energi total dari suatu sistem termodinamik, yang mencakup energi internal dari sistem dan energi yang diperlukan bagi sistem tersebut untuk memiliki volume dan tekanannya. Perubahan entalpi adalah jumlah pengurangan entalpi produk dengan entalpi reaktan.

Menentukan entalpi reaksi dapat dengan beberapa cara, yakni sebagai berikut.
  • Kalorimetri adalah cara penentuan energi kalor reaksi dengan kalorimeter.
  • Kalorimeter adalah sistem terisolasi, sehingga semua energi yang dibutuhkan atau dibebaskan tetap berada dalam kalorimeter.
  • Menurut Hukum Hess, suatu reaksi dapat terjadi melalui beberapa tahap reaksi, dan bagaimanapun tahap atau jalan yang ditempuh tidak akan memengaruhi entalpi reaksi. Dari konsep ini, energi kalor suatu reaksi juga dapat ditentukan dari data entalpi pembentukan reaktan dan produknya.
  • Perubahan Entalpi Reaksi, menurut Hukum Hess :
    1. Hanya bergantung pada keadaan awal dan akhir sistem, bukan tahap yang ditempuh.
    2. Merupakan penjumlahan entalpi reaksi dari setiap tahap.

PROBLEM SET










    Referensi :
    Munyaki, Enosmus M. 2017. Physical Chemistry 1. Kenya: African Virtual University.

Komentar

Posting Komentar