Sistem dan Lingkungan, Reaksi eksoterm dan endoterm, Perubahan entalpi

Termokimia

Termokimia ialah sebuah ilmu kimia yang mempelajari tentang perubahan kalor / panas suatu zat yang disertai adanya suatu reaksi / proses kimia serta fisika. Energi kimia ialah sebuah energi yang memiliki kandungan unsur / senyawa, juga energi kimia yang dikandung dalam suatu zat atau seperti energi potensial zat itu sendiri.

Energi potensial kimia yang dikandung dalam suatu zat itu dinamakan panas dalam (entalpi) serta diperjelas oleh simbol H. Sedangkan perbedaan antara entalpi reaktan dengan entalpi hasil di sebuah reaksi dinamakan perubahan entalpi reaksi, serta memiliki simbol ΔH.

Persamaan Termokimia

• Adalah persamaan reaksi yang mengikutsertakan perubahan entalpinya ( DH ).

• Nilai DH yang dituliskan di persamaan termokimia, disesuaikan dengan stoikiometri reaksinya, artinya = jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi kimia = koefisien reaksinya; ( fase reaktan maupun produk reaksinya harus dituliskan).

• Perubahan Energi Dalam Reaksi Kimia

Hampir dalam setiap reaksi kimia akan selalu terjadi penyerapan dan pelepasan energi. Apabila perubahan kimia terjadi pada wadah sekat, sehingga tidak ada kalor yang masuk maupun keluar dari sistem. Dengan demikian energy total yang dimiliki sistem adalah tetap. Perubahan energi dalam reaksi kimia ada dua yaitu perubahan endoterm dan perubahan eksoterm. Perubahan endorterm adalah perubahan yang mampu mengalirkan kalor dari sistem ke lingkungan atau melepaskan kalor ke lingkungan.

Bila perubahan eksoterm terjadi temperatur sistem meningkat, energi potensial zat-zat yang terlibat dalam reaksi menurun. Sedangkan perubahan eksoterm adalah kalor yang akan mengalir ke dalam sistem. Bila suatu perubahan endoterm terjadi, temperatur sistem menurun, energi potensial zat-zat yang terlibat dalam reaksi akan meningkat.

Reaksi Termokimia

Reaksi pada termokimia terbagi atas reaksi eksoterm dan reaksi endoterm yaitu sebagai berikut:

1. Reaksi Eksoterm

Reaksi yang terjadi saat berlangsungnya pelepasan panas atau kalor. Reaksi panas ditulis dengan tanda negatif.

Contoh : N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g) – 26,78 Kkal

Perubahan entalpi pada reaksi ini digambarkan sebagai berikut:

2. Reaksi Endoterm

Reaksi yang terjadi ketika berlangsungnya penyerapan panas atau kalor, maka suatu perubahan entalpi reaksi bernilai positif.

Contoh : 2NH3 N2 (g) + 3H2 (g) + 26,78 Kkal

Perubahan entalpi pada reaksi endoterm dirumuskan yaitu sebagai berikut:

Jenis Perubahan Entalpi

1. Perubahan Entalpi Pembentukan (ΔHf)

Merupakan suatu perubahan entalpi pembentukan 1 mol senyawa dari unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar.

Nilai entalpi pembentukan standar ditentukan memakai tabel data entalpi pembentukan standar.

Nilai entalpi pembentukan standar:

• Bernilai positif, bila menerima energi

• Bernilai negatif, bila melepas energi

• Bernilai nol, bila unsur tersebut sudah terdapat di alam secara alami

• Bentuk unsur yang sudah di alam terbagi atas monoatomik dan poliatomik. Poliatomik berarti unsur pembentuknya lebih dari 1 unsur.

Contoh monoatomik : C(s), Fe(s), H+(aq), Ba(s), Ca(s), Mg(s), Na(s), Al(s), B(s), Zn(s), P(s). Monoatomik termasuk golonga gas mulia dan logam lainnya.

Contoh poliatomik : O2(g), Cl2(g), P4(s), H2(g), Br2(l), N2(g), I2(g), F2(g). Poliatomiktermasuk halogaen dan gas selain gas mulia.

Semua unsur-unsur yang sudah terdapat dialam ini nilai entalpi pembentukannya nol.

2. Perubahan entalpi penguraian (ΔHd)

yaitu ΔH untuk menguraikan 1 mol suatu senyawa menjadi unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar.

Nilai entalpi penguraian standar berlawanan dengan nilai entalpi pembentukan standar. Pada reaksi penguraian reaktan berpindah ke kanan dan produk berpindah ke kiri.

3. Perubahan entalpi pembakaran (ΔHc)

yaitu ΔH dalam pembakaran sempurna 1 mol suatu senyawa pada keadaan standar.

Nilai entalpi pembakaran standar ditentukan menggunakan tabel data entalpi pembakaran standar

Ciri utama dari reaksi pembakaran yaitu sebaagi berikut :

• Merupakan reaksi eksoterm

• Melibatkan oksigen dalam reaksinya

• Karbon terbakan menjadi CO2, hidrogen terbakar menjadi H2O, dan belerang terbakar menjadi SO2.

4. Perubahan entalpi netralisasi (ΔHn)

Termasuk reaksi eksoterm. yaitu suatu kalor yang dilepas pada pembentukan 1 mol air dan reaksi asam-basa pada suhu 25 derjat celsius dan tekanan 1 atmosfer.

Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan, sistem dibagi menjadi tiga macam, yakni sebagai berikut :

1. Sistem Terbuka

Sistem terbuka yaitu suatu sistem yang memungkinkan terjadi suatu perpindahan energi dan zat (materi) antara lingkungan dengan sistem. Pertukaran materi artinya ada suatu reaksi yang bisa meninggalkan wadah reaksi, misalnya gas.

2. Sistem tertutup

Suatu sistem yang mana antara sistem dan lingkungan bisa terjadi suatu perpindahan energi, tapi tidak terjadi pertukaran materi.

3. Sistem terisolasi

Sistem teriolasi yaitu Suatu sistem yang memungkinkan terjadinya perpindahan energi dan materi antara sistem dengan lingkungan.