Termokimia adalah cabang dari termodinamika karena tabung reaksi dan isinya membentuk sistem. Jadi, kita dapat mengukur energi yang dihasilkan oleh reaksi sebagai kalor yang dikenal sebagai q, bergantung pada kondisinya apakah dengan perubahan energi dalam atau perubahan entalpi. (Atkins, 1999)
Termokimia mempelajari perubahan panas yang mengikuti reaksi kimia dan perubahan-perubahan fisika(pelarutan, peleburan, dan sebagainya). Satuan tenaga panas biasanya dinyatakan sebagai kalor, joule, atau kilokalori. (Sukardjo, 1997). Termokimia merupakan penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi kimia. Untuk memahami termokimia perlu dibahas tentang:
a. Sistem, lingkungan, dan alam semesta. b. Energi yang dimiliki setiap zat.
c. Hukum kekekalan energi.
Reaksi kimia yang menyangkut pemecahan dan atau pembentukkan ikatan kimia selalu berhubungan dengan penyerapan atau pelepasan panas. Panas reaksi adalah banyaknya panas yang dilepaskan atau diserap ketika reaksi kimia berlangsung. (Bird, 1993)
Dalam termokimia ada dua hal yang perlu diperhatikan yang menyangkut perpindahan energi, yaitu sistem dan lingkungan. Sistem adalah Segala sesuatu yang menjadi pusat perhatian dalam mempelajari perubahan energi. Reaksi kimia yang sedang diujicobakan (reagen-reagen yang sedang dicampurkan) dalam tabung reaksi merupakan sistem. Sedangkan lingkungan adalah hal-hal di luar sistem yang membatasi system (mengelilingi sistem) dan dapat mempengaruhi sistem. Dalam hal ini, tabung reaksi, tempat berlangsungnya reaksi kimia, merupakan lingkungan. Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan, sistem dibedakan menjadi tiga macam, yaitu :
1. Sistem Terbuka
2. Sistem Tertutup
Suatu sistem yang antara sistem dan lingkungan dapat terjadi perpindahan energi, tetapi tidak dapat terjadi pertukaran materi disebut sistem tertutup.
3. Sistem Terisolasi
Sistem terisolasi merupakan sistem yang tidak memungkinkan terjadinya perpindahan energi dan materi antara sistem dengan lingkungan.
Energi adalah kapasitas untuk melakukan kerja (w) atau menghasilkan panas (kalor=q). Pertukaran energi antara sistem dan lingkungan dapat berupa kalor (q) atau bentuk energi lainnya yang secara kolektif kita sebut kerja (w). Energi yang dipindahkan dalam bentuk kerja atau dalam bentuk kalor yang memengaruhi jumlah total energi yang terdapat dalam sistem disebut energi dalam (internal energy).
Kerja adalah suatu bentuk pertukaran energi antara sistem dan lingkungan di luar kalor. Salah satu bentuk kerja yang sering menyertai reaksi kimia adalah kerja tekanan-volum, yaitu kerja yang berkaitan dengan pertambahan atau pengurangan volum sistem.
Jika kita membahas termokimia, maka kita 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. Kalor adalah perpindahan energi termal. Kalor pada suatu reaksi kimia dalam sistem terbagi atas dua, eksoterm dan endoterm. Reaksi dikatakan eksoterm bila sistem tersebut melepas panas atau kalor sehingga ΔH <0. Sedangkan suatu reaksi dikatakan endoterm bila sistem menyerap kalor atau panas atau energi dari lingkungannya untuk proses reaksi tersebut dan berarti ΔH>0. Reaksi netralisasi adalah suatu reaksi asam dengan basa yang menghasilkan garam. Umumnya reaksi netralisasi bersifat eksotermik. Perubahan entalpi netralisasi atau ΔHn didefinisikan sebagai perubahan entalpi pada reaksi asam dan basa yang menghasilkan 1 mol air (H2O).
dengan massa, kalor jenis zat dan perubahan suhunya. Jumlah perubahan kalor reaksi sebagai hasil kimia dapat diukur dengan alat yang bernama kalorimeter dimana yang diukur pada alat ini adalah temperaturnya. Prinsip kerja kalorimeter adalah dengan cara mengisolasi kalor dalam sistem agar kalornya tidak berpindah ke lingkungan (kalornya tetap terjaga).
Kalorimeter terbagi menjadi dua, yaitu kalorimeter bom dan kalorimeter sederhana. Jika dua buah zat atau lebih dicampur menjadi satu maka zat yang suhunya tinggi akan melepaskan kalor sedangkan zat yang suhunya rendah akan menerima kalor, sampai tercapai kesetimbangan termal. Menurut azas Black : Kalor yang dilepas = kalor yang diterima. Besarnya kalor yang menyebabkan perubahan suhu (kenaikan atau penurunan suhu) air yang terdapat di dalam kalorimeter dirumuskan sebagai:
q = m × c × ΔT
dengan, m = massa air dalam kalorimeter (gram)
c = kalor jenis air dalam kalorimeter (J g K atau J g C ) ΔT = perubahan suhu ( C atau K)
Hubungan antara kalor, usaha (kerja), dan perubahan energi dalam (ΔU) dapat dinyatakan dalam persamaan sederhana berikut:
ΔU = Q + W
Pada kalorimeter yang reaksi kimianya berlangsung pada tekanan konstan (∆P = 0), maka perubahan kalor yang terjadi dalam sistem akan sama dengan perubahan entalpinya.
∆H = qp
Oleh karena dianggap tidak ada kalor yang diserap maupun dilepaskan oleh sistem ke lingkungan selama reaksi berlangsung, maka
qreaksi + qkalorimeter + qlarutan = qsistem
