TERMOKIMIA
ABSTRAK
Telah dilakukan percobaan
dengan judul “Termokimia” yang bertujuan agar praktikan mengetahui perubahan
suhu, reaksi eksoterm dan reaksi endoterm. Agar dapat lebih mengenal perbedaan dari
hal-hal tersebut, maka di dalam praktikum kali ini dilakukan reaksi penguraian,
serta reaksi di dalam ruang tertutup dan terbuka. Reaksi eksoterm dilihat dari
hasil percobaan pencampuran air (H2O) dengan H2SO4.
Reaksi endoterm didapat dari hasil percobaan pencampuran air (H2O)
dengan NH4Cl. Reaksi eksoterm yang melepaskan kalor dari sistem ke
lingkungan menyebabkan hasil reaksi menjadi panas sehingga dapat menaikkan
suhu. Sedangkan pada reaksi endoterm yang menyerap panas dari lingkungan ke
system menyebabkan hasil reaksi menjadi dingin sehingga dapat menurunkan suhu.
Dan untuk melihat lebih jelas reaksi diruang tertutup dan ruang terbuka, maka
dilakukan reaksi antara senyawa HCl 1M dengan logam Zn. Dari percobaan
diketahui bahwa dalam ruang tertutup suhunya lebih tinggi dibandingkan reaksi
di ruang terbuka. Hal ini dipengaruhi oleh masuk atau tidaknya udara yang bersuhu ruangan.
BAB
I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Termokimia
merupakan cabang ilmu kimia yang merupakan bagian dari termodinamika yang
mempelajari perubahan-perubahan panas yang mengikuti reaksi-reaksi kimia.Reaksi
dalam termokimia ter bagi menjadi reaksi eksoterm dan reaksi endoterm.Reaksi
eksoterm adalah reaksi yang melepaskan kalor dari sistem ke lingkungan
sedangkan reaksi endoterm adalah reaksi yang menyerap kalor dari lingkungan ke
sistem.
Jika
melakukan reaksi kimia, ada dua kemungkinan, menghasilkan panas atau
sebaliknya, membutuhkan panas. Hal ini bergantung pada system dan
lingkungannya. Ada system tertutup dan ada system terbuka. Sistem dan
lingkungan ini saling berinteraksi satu sama lainnya.
Jika
membahas tentang termokimia, maka akan mengenal entalpi. Perubahan entalpi
adalah besarnya perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia pada tekanan tetap.
Entalpi dibedakan menjadi 5, yaitu: entalpi pembentukkan, entalpi penguraian,
entalpi pembakaran, entalpi netralisasi dan entalpi reaksi.
1.2. Tujuan Percobaan
Tujuan
dari percobaan ini adalah praktikan dapat mengetahui perubahan suhu serta dapat
membedakan antara reaksi eksoterm dan reaksi endoterm.
1.3. Manfaat Percobaan
Praktikum
ini bermanfaat agar praktikan mampu membedakan reaksi endoterm dan eksoterm,
mengetahui system terbuka dan system tertutup, dan juga agar praktikan paham
mengapa dapat terjadi perubahan suhu pada reaksi-reaksi kimia terentu.
BAB
II
TINJAUAN PUSTAKA
Hampir
semua reaksi kimia menyerap atau menghasilkan (melepaskan energi), semuanya
dalam bentuk kalor. Penting bagi kita untuk memahami perbedaan antara energi
termal dan kalor. Kalor (heat) adalah perpindahan energi termal antara dua benda yang
suhunya berbeda. Kita sering mengatakn “aliran kalor” dari benda panas ke benda
dingin. Walaupun kalor itu sendiri mengandung arti perpindahan energi, kita
biasanya menyebut “kalor serap” atau “kalor dibebaskan” ketika menggambarkan
perubahan energi yang terjadi selama proses tersebut. Ilmu yang mempelajari
perubahan kalor yang mnyertai reaksi kimia disebut termokimia. (Chang, 2004)
Termodinamika
kimia dapat didefinisikan sebagai cabang kimia yang menangani hubungan kalor,
kerja dan bentuk lain energi, dengan kesetimbangan dalam reaksi kimia dan dalam
perubahan keadaan.Erat berkaitan dengan termodinamika kimia adalah termokimia, yang
menangani pengukuran dan penafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi
kimia, perubahan keadaan dan pembentukkan larutan.
Dua
metode termokimia eksperimen yang paling biasa disebut kalorimetri pembakaran
dan kalorimetri reaksi.Dalam metode pertama, suatu unsur atau senyawa dibakar,
biasanya dalam oksigen, dan energi atau kalor yang dibebaskan dalam reaksi itu
diukur. Kalorimetri reaksi merujuk pada perubahan reaksi sesuai apa saja secara
reaksi pembakaran. Metode terakhir ini lebih umum digunakan dengan senyawa
anorganik dan larutan-larutannya.
Seperti
direaksikan untuk senyawa organik, kalorimetri pembakaran mencakup pemutusan
lengkap kerangka karbon, bila senyawaan itu terbakar dalam oksigen. Metode
pembakaran mempunyai penerapan yang sesuai dengan senyawa organik yang kurang
reaktif terhadap reagensia selain oksigen dan yang mengahasilkan lebih dari satu
produk organik dengan regensia lain. kalorimetri reaksi dapat digunakan dengan
senyawa yang mudah bereaksi dengan cukup cepat pada endapan sedang tanpa
pertukaran produk samping yang tak diinginkan.
Banyaknya
kalor yang dibebaskan atau diserap diperoleh dengan menaruh suatu intesitas
yang ditimbang dari pereaksi-pereaksi dalam wadah, membiarkan reaksi bergabung,
dan kemudian mencatat perubahan temperatur dalam air disekitarnya. Dari
beberapa bahan-bahan yang (contoh reaksi, kalorimeter), perubahan temperaturnya,
kapisitas panas mereka, maka banyaknya perubahan kalor selama reaksi dapat
dihitung. (Keenan, 1984)
Untuk
menganalisis perubahan energi yang berkaitan dengan reaksi kimia kita
pertama-tama harus mendefinisikan sistem atau bagian tertentu dari alam yang
menjadi perhatian kita. Untuk kimiawan, sistem biasanya menyangkut zat-zat yang
terlibat dalam perubahan kimia dan fisika. Sisa alam diluar sistem disebut
lingkungan.
Terdapat
tiga jenis sistem. Sistem terbuka (open system) dapat mempertukarkan massa dan
energi (biasanya dalam bentuk kalor) dengan lingkungannya. Sebagai contoh,
sistem terbuka dapat terdiri dari sejumlah airdalam wadah terbuka. Jika kita
tutup botol tersebut sedemikian rupa sehngga tidak ada uap air yang dapat lepas
dari atau mengembun ke wadah maka kita menciptakan sistem tertutup (closed
system) yang memungkinkan perpindahan energi (kalor) tetapi bukan massanya.
Dengan menempatkan air dalam wadah yang disekat seluruhnya, maka kita membuat
sistem terisolasi (isolated system) yang tidak memungkinkan perpindahan massa
maupun energi.
Pembakaran
gas asetilena (C2H2) dalam oksigen adalah salah satu dari banyak reaksi kimia
yang sudah dikenal yang melepaskan energi yang cukup besar.
2C2H2(g) + 5O2 (g) 4CO2(g) + 2H2O(l) + energi
Pada
kasus ini kita menyebut campuran reaksi (asetilena, oksigen, karbon dioksida,
dan air) sebagai sistem dan alam sisanya sebagai lingkungan. Karena energi
tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan ( hukum termodinamika), setiap energi
yang hilang dari sistem harus diterima oleh lingkungannya. Jadi kalor yang
dihasilkan oleh proses pembakaran dipindahkan dari sistem ke lingkungannya.
Setiap proses yang melepaskan kalor ( yaitu perpindahan energi termal ke
lingkungan ) disebut proses eksotermik (exothermic process) ( ekso adalah
awalan yang berarti keluar).
Sekarang
perhatikan reaksi lain, penguraian merkuri (II) oksida (HgO) pada suhu tinggi:
Energi
+ 2HgO(s) 2Hg(l) + O2(g)
Ini
merupakan contoh proses endotermik (endothermic process) (endo adalah
awalanyang berarti kedalam), dimana kalor harus disalurkan ke sistem.
Kita
dapat menyimpulkan bahwa dalam reaksi eksotermik energi total produk lebih
kecil dari pada energi total reaktan. Perbedaan dalam energi tersebut adalah
kalor yang disalurkan oleh sistem kelingkungan. Yang sebaliknya terjadi pada
reaksi endotermik. Disini, perbedaan antara energi produk dan reaktan sama
dengan kalor yang disalurkan ke sistem oleh lingkungan. (Chang, 2004)
Perubahn
Entalpi Standar adalah perubahan entalpi pada saat system mengalami perubahan
fisika/kimia biasanya dilaporkan untuk proses yang terjadi pada sekumpulan
kondisi standar. Dalam banyak pembahasan kita akan memperhatikan perubahan
entalpi standar ∆Ho, yaitu perubahan entalpi untuk proses yang zat awal dan
akhirnya ada dalam keadaan standar.
Entalpi
Perubahan Fisik merupakan perubahan entalpi standar yang menyertai perubahan
keadaan fisik disebut entalpi transisi standard an diberi notasi ∆Hotas.
Contohnya adalah entalpi penguapan.
Entalpi
Penguapan Standar ( ∆Houap ) merupakan penguapan entalpi
permol jika cairan murni pada tekanan 1 bar menguap menjadi gas pada tekanan 1
bar, seperti dalam :
H2O (I) → H2O (g) ∆Houap ( 373 K ) = ± 40,66 kJ mol-1
∆Houap merupakan perubahan entalpi
ketika reaktan dalam keadaan standar brubah menjadi produk dalam keadaan
standar.
Entalpi
suatu zat bertambah jika zat tersebut dipanaskan, oleh karena itu entalpi
reaksi berubah dengan perubahan temperature. Karena entalpi setiap zat dalam
suatu reaksi bervariasi dengan cara yang khas . ( Atkins 1994 )
Ada
beberapa entalpi atau panas yang berkaitan dengan proses di dalam larutan.
Definisi dari panas ini juga sebagai dasar pada perubahan entalpi ketika satu
mol zat yang mengalami proses.
1.
Entalpi larutan adalah perubahan entalpi
yang menyertai pelarutan satu mol zat dalam jumlah tertentu pelarut. Harga
entalpi ini berubah dengan perubahan jumlah pelarut, oleh karena itu kosentrasinya harus dikondisikan. Sebagai contoh :
HCl(g) + 100H2O(l) HCl(100H2O(l)) ∆H = – 166 kJ
2.
Entalpi penetralan adalah perubahan
entalpi ketika satu mol suatu asam atau basa yang beraksi dengan asam atau basa
dengan jumlah yang ekuivalen untuk menghasilkan garam dan air. Asam kuat dan
basa kuat, beraksi membentuk garam yang dapat larut dan terionisasi sempurna.
Panas yang dilepaskan per mol dari pembentukkan air pada reaksi asam dan basa
tersebut selalu sama. Dengan demikian untuk menuliskan reaksi penetralan biasa
ditulis dalam bentuk reaksi pembentukkan dari ion-ionnya.
H+ (aq) + OH-(aq)H2O(l) ∆H = – 55,8 kJ
Ketika netralisasi
yang melibatkan asam lemah atau basa lemah, perubahan energi akan melibatkan
sumbangan dari disosiasi molekul.
3.
Entalpi ionisasi adalah perubahan entalpi
ketika satu mol dari suatu senyawa di dalam larutan terdisosiasi menjadi
ion-ionnya. Misalnya :
CH3COOH(aq) CH3COO-(aq) + H+ (aq)
Perhitungan yang
melibatkan panas raksi didasarkan pada tiga prinsip yang fundamental.
1.
Jumlah panas yang dihasilkan adalah
berbanding lurus terhadap jumlah material yang bereaksi.
2.
Jumlh panas yang diperlukan oleh reaksi
sebaliknya adalah sama dengan jumlah panas yang dilepaskan ketika reaksi
sebelum dibalik (dengan tanda yang berlawanan). Karena entalpi adalah fungsi
keadaan, maka total perubahan panas harus sama dengan nol dalam reaksi siklus.
3.
Jika diberikan perubahan kimia yang
melibatkan reaksi tersebut dijadikan satu tahap adalah sama dengan jumlah
reaksi dari beberapa tahap. Peristiwa ini disebut dengan Hukum Hess (ditemukan
oleh Hess tahun 1840). Karena entalpi merupakan fungsi keadaan, harga ∆H untuk perubahan tidak tergantung pada jalannya reaksi.
Manfaat
dari ketiga prinsip ini adalah bahwa panas reaksi mungkin dapat diperhitungkan
untuk reaksi yang sulit , berbahaya atau tidaknya untuk dilakukan di
laboratorium.
Chang, Raymond. 2004.
Kimia Dasar Jilid 1. Erlangga, Jakarta.
Keenan, A. Pujaatmaja,
Hadyana. 1992. Kimia Untuk Universitas
Jilid I. Erluangga, Bandung.
Rusman. 2009. Kimia
Fisika. Syiah Kuala University Press, Banda Aceh.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar