Hubungan Energi Dalam Reaksi Kimia

(1)

Hubungan Energi dalam Reaksi Kimia

(2)

(3)

Daftar Isi

•• Energi

Energi

•• Termokimia

Termokimia

•• Hukum

Hukum

termodinamika

I

•• Kimia

Kimia

dalam

Kehidupan

(4)

Energi

Energi adalah kemampuan untuk melakukan kerjaadalah kemampuan untuk melakukan kerja •• Energi RadiasiEnergi Radiasi berasal dari matahari danberasal dari matahari dan

merupakan sumber energi utama di Bumi. merupakan sumber energi utama di Bumi. •• Energi TermalEnergi Termal adalah energi yang berkaitanadalah energi yang berkaitan

dengan gerak acak atom-atom

dengan gerak acak atom-atom dan molekul.dan molekul. •• Energi KimiaEnergi Kimia tersimpan dalam satuan struktur tersimpan dalam satuan struktur

zat kimia. zat kimia.

•• Energi NuklirEnergi Nuklir merupakan energi yg tersimpanmerupakan energi yg tersimpan dalam gabungan neutron dan proton pada atom. dalam gabungan neutron dan proton pada atom. •• Potential energyPotential energy adalah energi yang tersediaadalah energi yang tersedia

akibat posisi suatu benda. akibat posisi suatu benda.

ENERG

(5)

Kalor adalah perpindahan energi termal antara dua benda yang suhunya berbeda.

erubahan Energi dalam Reaksi Kimia

Suhu adalah pengukur thermal energy.

!""_#

$""_#

Energi termal yg lbh besar &uhu ' Energi (ermal

(6)

TERMOKIMIA

Termokimia

_{adalah ilmu yang mempelajari}

perubahan kalor yang menyertai reaksi

kimia.

(7)

Sistem adalah bagian tertentu dr alam yg menjadi perhatian kita. terbuka massa ) energi Perpindahan: tertutup energi terisolasi tdk terjadi apa% &*&(E+ ,*K/0

(8)

Proses eksotermik adalah setiap proses yang melepaskan kalor yaitu2 perpindahan energi termal ke lingkungan3.

Proses endotermik adalah setiap proses dimana kalor harus disalurkan ke sistem oleh lingkungan.

%H_% g 3 4 5_% g 3 %H_%5 l 3 4 energi

H_%5 g 3 H_%5 l 3 4 energi

energi 4 %Hg5 s3 %Hg l 3 4 5_% g 3

(9)

Eksotermik Endotermik

(10)

Fungsi keadaan merupakan si8at-si8at yang ditentukan oleh keadaan sistem2 terlepas dari keadaan tersebut dicapai.

Energi potential gra9itasi potensial

pendaki 1 dan pendaki % adalah sama2 tidak bergantung pada lintasan yang dipilih.

energi 2 tekanan2 9olume2 suhu

:

∆E ' E _{k. akhir} ; E _{ik. awal} ∆P ' P _{k. akhir} ; P _{k. awal}

∆V ' V _{k. akhir}- V _{k. awal} ∆T ' T _{k. akhir}- T _{k. awal}

(11)

HUKUM TERMODINAMIKA

I

Hukum termodinamika pertama ;

energi dpt diubah dr satu bentuk ke

bentuk yg lain2 tetapi tdk dpt diciptakan

atau dimusnahkan.

(12)

∆E _sistem 4 ∆E _lingkungan ' " or

∆E _sistem ' -∆E _lingkungan

#_<H₌ 4 65_% <#5_% 4 $H_%5 Reaksi kimia eksotermik>

Energi kimia yg hilang dr pembakaran ' Energi yg diperoleh dari lingkungan sistem lingkungan

(13)

Bentuk Hukum ertama untuk

∆

E

_sistem

∆E ' q 4 w

∆E perubahan energi dalam suatu sistem

q jumlah kalor yang dipertukarkan antar sistem dan lingkungan w adalah kerja yang dilakukan pada atau oleh3 sistem tersebut w ' -P ∆V ketika gas memuai thd tekanan eksternal yg konstan

(14)

Kerja yang ?ilakukan pada &uatu &istem

w ' Fd w ' -P ∆V P x V = F x d 3_{= Fd = w} d 2 ∆@ A " -P ∆V < 0 w _sis  "

Kerja

bukan

merupakan

8ungsi

keadaan>

(15)

&uatu sampel gas nitrogen 9olumenya memuai dari 127 , menjadi 62$ , pada suhu yg konstan. Berapakah kerja

yang dilakukan dalam satuan joule jika gas memuai a3 pada tabung dan b3 pada tekanan tetap <2: atmD

w ' -P ∆V

a3 ∆V ' 62$ , ; 127 , ' <2= , P ' " atm

W ' -" atm  <2= , ' " ,•atm ' " joule b3 ∆V ' 62$ , ; 127 , ' <2.= , P ' <2: atm

w ' -<2: atm  <2= , ' -1$21 ,•atm w ' -1$21 ,•atm  1"12< F

(16)

Entalpi Reaksi Kimia

∆E ' q 4 w

∆E ' ∆ - P ∆V ∆ ' ∆E 4 P ∆V q ' ∆ dan w ' -P ∆V

(17)

Entalpi (H) biasanya digunakan untuk menghitung aliran kalor ke dalam atau ke luar sistem dalam suatu proses yang terjadi pada tekanan konstan.

∆

 '  produk3 ;  reaktan3

∆ ' kalor yg diberikan atau diterima selama rekasi pada tekanan konstan

 _produk   _reaktan   "

 _produk A  _reaktan  A "

(18)

ersamaan (ermokimia

H_%5 s3 H_%5 l 3 ∆ ' 72"1 kF

0pakah ∆ negati8 atau positi8D &istem menerima panas

Endotermik ∆ A "

72"1 kF diterima untuk setiap 1 mol es yg meleleh pada suhu ""_{# dan tekanan 1 atm.}

(19)

ersamaan (ermokimia

#H_$ g 3 4 %5_% g! #5_% g! " %H_%5 l 3 ∆ ' -=!"2$ kF

0pakah ∆ negati8 atau positi8D &istem melepas panas

Eksotermik ∆  "

=!"2$ kF dilepaskan untuk setiap pembakaran 1 mol metana pada suhu %6"_{# dan tekanan 1 atm.}

(20)

H_%5 s3 H_%5 l 3 ∆ ' 72"1 kF

• Koe8isien stoikiometri selalu menunjukkan jumlah mol zat

ersamaan (ermokimia

• Ketika kita membalik suatu persamaan2 kita mengubah peran reaktan dan produk2 ∆ sama tetapi berubah tanda

H_%5 l 3 H_%5 s3 ∆ '

-

72"1 kF

• Fika kita mengalikan kedua ruas persamaan termokimia dg suatu 8aktor n2 maka ∆ jg harus berubah dg 8aktor yg sama n.

(21)

H_%5 s3 H_%5 l 3 ∆ ' 7."1 kF

• Kita harus selalu menuliskan Cujud 8isis semua reaktan dan produk2 karena akan membantu penentuan

perubahan entalpi yg sesungguhnya.

ersamaan (ermokimia

H_%5 l 3 H_%5 g 3 ∆ ' $$." kF

Berapa kalor dihasilkan jika %77 g 8os8or putih _$3 dibakar di udaraD _$ s3 4 65_% g 3 _$5_1" s3 ∆ ' -<."1< kF %77 g _$ 1 mol $ 1%<2! g _$  <."1< kF 1 mol _$  ' 7.$:" kF

(22)

erbandingan

∆

 dan

∆

E

%a s3 4 %H_%5 l 3 %a5H aq3 4 H_% g 3 ∆H ' -<7:26 kFmol ∆E ' ∆ - P ∆V 0t %6 "_{#2 1 mol H}

% ' %$26 , pd 1 atm

P ∆V ' 1 atm  %$26 , ' %26 kF

(23)

Kalor jenis suatu zat adalah jumlah kalor yang dibutuhkan

untuk menaikkan suhu 1 gram zat sebesar 1 derajat Celcius. Kapasitas kalor suatu zat adalah jumlah kalor yang

dibutuhkan untuk menaikkan sejumlah zat sebesar 1 derajat Celcius.

# ' ms

Kalor q3 diterima atau dilepaskanG q ' ms∆t

q ' # ∆t

(24)

Berapa banyak kalor yang diberikan jika =7! g batang besi didinginkan dari suhu !$"_{# menjadi 6}"_#D

s dr Ie ' "2$$$ Fg • "#

∆t ' t _{k. akhir} ; t _{k. aCal} ' 6"_{# ; !$}"_{# ' -=!}"_#

(25)

Kalorimetri @olume-Konstan

(idak ada kalor yang diserap atau dilepaskan>

q_sistem ' q_air 4 q_bom4 q_reaksi q_sistem ' "

q_reaksi ' - q_air 4 q_bom3 q_air ' ms∆t

q_bom ' # _$%m∆t

Reaksi pd V k%nstan ∆ J q_reaksi

(26)

Kalorimetri @olume-Konstan

(idak ada kalor yang diserap atau dilepaskan>

q_sistem ' q_air 4 qk _al 4 q_reaksi q_sistem ' "

q_reaksi ' - q_air 4 q_kal3 q_air ' ms∆t

q_kal ' #k _al∆t

Reaksi pada P &%nstan ∆ ' q_reaksi

(27)

(28)

∆E ' q 4 w q ' "

w  "2 ∆E  " ∆E ' # ∆T ∆(  "2 &0,F/>

Kimia dalam Kehidupan:

Membuat Salju

(29)

ilai Energi +akanan dan at ,ainnya

#₇H_1%5₇ s3 4 75_% g 3 7#5_% g 3 4 7H_%5 l 3 ∆H ' -%.="1 kFmol

1 kal ' $.1=$ F

1 Kal ' 1.""" kal ' $.1=$ F

(30)

Karena tidak terdapat cara untuk mengukur nilai absolut dari entalpi suatu zat2 haruskah dilakukan pengukuran pada perubahan entalpi dari setiap reaksi yg terjadiD (itik rujukan Lpermukaan air lautM untuk semua ungkapan entalpi disebut entalpi pembentukan standar ∆H"_3.

8

Entalpi Pembentukan Standar ∆H"_{3 adalah perubahan}

kalor yang dihasilkan ketika 1 mol suatu senyaCa dibentuk dari unsur-unsurnya pada tekanan 1 atm.

8

Entalpi pembentukan standar setiap unsur dalam bentuknya yang paling stabil adalah nol.

∆H"_5 %3 ' " 8 ∆H"_5 <3 ' 1$% kFmol 8 ∆H"_{#2 gra8it3 ' "} 8 ∆H"_{#2 intann3 ' 12!" kFmol} 8

(31)

(32)

HUKUM HESS

Hukum Hess:

_{bila reaktan diubah menjadi}

produk, perubahan entalpinya adalah sama,

terlepas apakah reaksi berlangsung dalam

satu tahap atau dalam beberapa tahap.

(33)

Entalpi perubahan standar ∆H" _{3 dide8iniskan sebagai}

entalpi reaksi yang berlangsung pada tekanan 1 atm.

reaksi a 0 4 $B ' # 4 d ? ∆H" rn ' N ' ∆H"8 #3 4 d ∆H"8 ?3O - N a∆H"8 03 4 $∆H"8 B3O ∆H" rn ' Σn∆H"8 produk3 - Σm∆H8 " reaktan3

Entalpi adalah 8ungsi keadaan. (idak peduli bagaimana caranya2 yg dilakukan adalah memulai dan mengakhirinya.3

(34)

Hitung entalpi pembentukan standar dari #&_% l 3 dimanaG #gra8it3 4 5_% g 3 #5_% g 3 ∆H"_reaksi' -<!<26 kF

&rombik3 4 5_% g 3 &5_% g 3 ∆H"_reaksi' -%!7.1 kF

#&_%l 3 4 <5_% g 3 #5_% g 3 4 %&5_% g 3 ∆H"_rea' -1.":% kF

1. (uliskan entalpi pembentukan standar untuk #&_% #gra8it3 4 %&rombik3 #&_% l 3

%. (ambahkan reaksi yg diberikan shg hasilnya merupakan reaksi yg diharapkan.

reaksi

#gra8it3 4 5_% g 3 #5_% g 3 ∆H" ' -<!<26 kF

%&rombik3 4 %5_% g 3 %&5_% g 3 ∆H_rea" ' -%!721% kF

#5_%g 3 4 %&5_% g 3 #&_% l 3 4 <5_% g 3 ∆H"_rea' 41.":% kF

4

#gra8it3 4 %&rombik3 #&_% l 3

(35)

Benzana #₇H₇3 terbakar diudara dan menghasilkan karbon dioksida dan air cair. Berapakah panas yang dilepaskan per mol oleh pembakaran benzanaD Entalpi pembentukan standar benzana adalah $!2"$ kFmol.

%#₇H₇ l 3 4 165_% g 3 1%#5_% g 3 4 7H_%5 l 3

∆H"

rea ' Σn∆H"8 produk3 - Σm∆H8 " reaktan3

∆H" rea ' N 1%∆H₈" #5%34 7∆H₈" H%53O - N %∆H8 " #7H73O ∆H" rea ' N 1%;<!<26 4 7;1=:.7 O ; N %$!2"$ O ' -6.!$7 kF -6.!$7 kF % mol ' - %.!:< kFmol #7H7

(36)

entalpi airan  H _cairan3 adalah panas yang dilepaskan atau diterima ketika sejumlah cairan larut dalam sejumlah tertentu zat pelarut.

∆ _cair '  _cair -  _komponen

at manakah yang dapat

digunakan untuk mencairkan esD

at manakah yang dapat