1) DASAR TEORI TERMOKIMIA
Termokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energi panas dan energi kimia. Sedangkan energi kimia didefinisikan sebagai energi yang dikandung setiap unsur atau senyawa. Energi kimia yang terkandung dalam suatu zat adalah semacam energi potensial zat tersebut. Energi potensial kimia yang terkandung dalam suatu zat disebut panas dalam atau entalpi dan dinyatakan dengan simbol H. Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi.
Dalam percobaan ini perubahan kalor yang diamati dilakukan pada tekanan konstan dan sistem yang diamati menyangkut cair – padat sehimgga perubahan volume dapat diabaikan. Akibatnya kerja yang bersangkutan dengan sistem dapat pula diabaikan (P∆V=0). Oleh karena itu perubahan entalpi (∆H) sama dengan perubahan entalpi dalam (∆U).
Perubahan energi dapat terjadi dalam suatu sistem maupun lingkungan. Sistem dapat berupa gas, uap air, dan uap dalam kontak dengan cairan. Secara umum sistem dibagi 3 macam, yaitu:
1. Sistem tersekat (terisolasi) : sistem yang tidak ada pertukaran energi maupun materi ke lingkungan. Contoh: termos.
2. Sistem tertutup : sistem yang memungkinkan terjadinya pertukaran energi tanpa pertukaran materi ke lingkungan. Contoh: sejumlah gas dalam silinder yang dilengkapi penghisap.
3. Sistem terbuka : sistem yang memungkinkan terjadinya pertukaran energi dan materi ke lingkungan. Contohnya: suatu zat dalam gelas kimia.
Jumlah kalor yang terlibat dalam reaksi dapat ditentukan dengan menggunakan kalorimeter. Besaran fisika yang dapat diamati adalah temperatur. Kalorimeter dibuat sedemikian rupa sehingga menyerupai termos ideal dimana tidak terjadi perpindahan kalor dari kalorimeter ke isinya (Campuran reaksi yang akan ditentukan kalor reaksinya) atau sebaliknya.
Oleh karena itu harus ditera (yakni dengan menentukan kalor yang diserap oleh kalorimeter). Jumlah kalor yang diserap oleh kalorimeter untuk menaikan temperaturnya sebesar 1 derajat disebut tetapan kalorimeter.
Dalam hal ini jumlah kalor yang dibebaskan/diserap oleh reaksi sama dengan jumlah kalor yang diserap/dibebaskan oleh kalorimeter ditambah dengan jumlah kalor yang diserap/dibebaskan oleh larutan didalam kalorimeter. Oleh karena itu energi tidak dapat dimusnahkan atau diciptakan.
Maka : q reaksi + q kalorimeter + q larutan = 0 atau
q reaksi = - (q kalorimeter + q larutan)
2) DASAR TEORI
TERMOKIMIA
Termodinamika adalah ilmu yang mempelajari perubahan-perubahan energi yang menyertai suatu proses Fisika dan kimia. Studi ini mencakup dua sasaran yaitu penentuan kalor reaksi dalam termokimia dan penentuan arah suatu proses serta sifat-sifat sistem dan kesetimbangan. Hampir dalam setiap reaksi kimia selalu terjadi penyerapan dan pelepasan energi. Kita
mengetahui bahwa salah satu bentuk energi yang dapat dipertukarkan antara sistem dan lingkungan adalah Kalor atau Panas. Walaupun beberapa reaksi juga mampu melepaskan cahaya atau menimbulkan arus listrik, tetapi perubahan energi dalam reaksi kimia umumnya dalam bentuk kalor, sehingga perubahan energi ini dinamakan”Kalor Reaksi”.
Untuk mengukur kalor reaksi dari suatu reaksi kimia kita menggunakan suatu alat yang dinamakan kalorimeter. Ada dua jenis kalorimeter yang kita kenal, yaitu kalorimeter volume tetap dan kalorimeter tekanan tetap. Pada percobaan ini kita akan mengukur kalor reaksi suatu reaksi kimia dengan menggunakan kalorimeter tekanan tetap.
Kapasitas Kalor dan Kalor Jenis
Kapasitas kalor (C) adalah jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur sejumlah tertentu zat sebesar derajat Celcius. Sedangkan kalor jenis (s) yaitu jumlah kalor yang
dibutuhkan untuk menaikan temperatur satu gram zat sebesar satu derajat Celcius. Hubungan antara kapasitas kalor dengan kalor jenis dirumuskan sebagai berikut :
C = m . s
Jika kita mengetahui kalor jenis dan jumlah suatu zat maka perubahan temperatur zat tersubut (∆t) dapat menyatakan jumlah kalor (q) yang diserap atau dilepaskan dalam satu reaksi kimia. q = m.c.∆t
q = C.∆t Keterangan:
q = kalor yang diserap atau dilepas dalam suatu reaksi kimia m = massa sampel
C = kapasitas kalor c = kalor jenis
Δt = perubahan temperatur (takhir – tawal) Kalorimeter Tekanan Tetap
Alat ini sangat sederhana terdiri dari dua cangkir Styrofoam, termometer, dan pengaduk. Alat ini dapat digunakan untuk mengukur kalor reaksi netralisasi dan kalor reaksi pengenceran. Karena pengukuran dilangsungkan di bawah kondisi tekanan atmosfir, maka kalor reaksinya dinamakan entalpi. Dalam pengukuran kalor reaksi dengan alat ini, tidak ada kalor yang dilepaskan ke lingkungan, maka kita dapat menulis persamaan:
qsis = qlar + qkal + qreaksi = 0 Sehingga
qreaksi = -(qlar + qkal)
3) Dasar Teori
Penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa kimia disebut termokimia, yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi kimia. Reaksi kimia termasuk proses isothermal, bila dilakukan di udara terbuka, maka kalor reaksi
qp = ΔH
Akibatnya, kalor dapat dihitung dari perubahan entalpi reaksi
q = ΔHreaksi = Hhasil reaksi – Hpereaksi
Supaya terdapat keseragaman harys ditetapkan keadaan standar, yaitu suhu 25oC dan tekanan 1 atm. Dengan demikian, perhitungan termokimia didasarkan pada keadaan standar, contoh:
AB + CD → AC + BD ΔHo = x kJ mol-1 ΔHo adalah lambing (notasi) perubahan entalpi reaksi pada keadaan itu. Ditinjau dari jenis reaksi, terdapat empat jenis kalor, yaitu sebagai berikut.
Kalor pembentukan, ialah kalor yang menyertai pembentukan satu mol senyawa langsung dari unsur-unsurnya. Contohnya ammonia (NH3), harus dibuat dari gas nitrogen dan hidrogen, sehingga reaksinya :
½ N2 (g) + 1½ H2 (g) → NH3 (g) ΔHo = -46 kJ mol-1
Karena NH3 harus 1 mol maka koefisien reaksi nitrogen dan hidrogen boleh dituliskan sebagai pecahan. Energi yang dilepaskan sebesar 46 kJ disebut kalor pembentukan amonia (ΔHoNH3).
Kalor penguraian, (kebalikan dari kalor pembentukan), yaitu kalor yang menyertai penguraian 1 mol senyawa langsung menjadi unsur-unsurnya, contoh
HF(g) → ½ H2 (g) + ½ F2 (g) ΔH = +271 kJ mol-1
Kalor penetralan, ialah kalor yang menyertai pembentukan 1 mol air dari reaksi penetralan (asam dan basa), contoh :
HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l) ΔH = 121 kJ mol-1
Kalor reaksi, yakni kalor yang menyertai suatu reaksi dengan koefisien yang paling sederhana, contoh:
3H2(g) + N2(g) → 2NH3(g) ΔH = -92 kJ
Kalor yang menyertai suatu reaksi dapat ditentukan dengan percobaan laboratorium. Zat pereaksi yang terukur direaksikan di dalam kalorimeter, yaitu alat yang akan mengukur kalor yang
dihasilkan atau diserap reaksi tersebut. Jika reaksi eksotermik, kalor yang dihasilkan akan menaikkan suhu air dalam kalorimeter. Besarnya kalor dapat dihitung dengan kenaikan suhu dan massa air di dalam alat tersebut. Sebaliknya, jika reaksi endoterm, maka suhu air akan turun sehingga dapat dihitung kalor yang diserap reaksi.
Syukri S. 1999. Kimia Dasar I, Bandung : ITB Press
Kalor adalah perpindahan energi termal. Kalor mengalir dari satu bagian ke bagian lain atau dari satu sistem ke bagian atau sistem lain karena adanya perbedaan temperatur. Selama
pengalirannya kita tidak mengetahui proses keseluruhannya, misalnya keadaan akhirnya. Kalor belum diketahui sewaktu proses berlangsung. Kuantitas yang diketahui selama proses
berlangsung ialah laju aliran Q yang merupakan fungsi waktu.
Hampir semua reaksi kimia menyerap atau melepaskan energi, umumnya dalam bentuk kalor. Kalor (heat) adalah perpindahan energi termal antara dua benda yang suhunya berbeda. Sering dikatakan “aliran kalor” dari benda panas ke bena dingin. Walaupun kalor itu sendiri
mengandung arti perpindahan energi, biasanya disebut “kalor diserap” atau “kalor dibebaskan” ketika menggambarkan perubahan energi yang terjadi selama proses tersebut.
Untuk menganalisis perubahan energi yang berkaitan dengan reaksi kimia pertama-tama harus mendefinisikan sistem, atau bagian tertentu dari alam yang menjadi perhatian kita. Untuk kimiawan, sistem biasanya mencakup zat-zat yang terlibat dalam perubahan kiia dan fisika. Sebagai contoh dalam suatu percobaan penetralan asam-basa, sistem dapat berupa kalorimeter yang mengandung HCl yang didalamnya ditambahkan larutan NaOH. Sisa alam yang berada di luar sistem di sebut lingkungan (surrounding).
Sumber : http://aatuhalu.wordpress.com/../16, diakses 8:24 / 11-12-2011
Jumlah perubahan kalor selama perubahan kimia dapat diukur dalam suatu kalorimeter (yang diukur adalah temperaturnya). Kalorimeter terdiri atas tabung yang dibuat sedemikian rupa, sehingga tidak ada pertukaran atau perpindahan kalor dengan lingkungan disekitarnya, atau sekelilingnya. Walaupun ada itu dapat terjadi sekecil mungkin, sehingga dapat diabaikan.
Botol termus dapat digunakan sebagai kalorimeter sederhana, yang dihubungkan atau dibungkus busa pastik, akan tetapi perlu diperhatikan bahwa ada perukaran antara kalorimeter dan isinya sehingga menera kalorimeter (yaitu permukaan kalor yang diserap kalorimeter), seteliti mungkin sesuai dengan pelajaran yang dipelajari.
Jumlah kalor yang diserap kalorimeter untuk menaikan suhunya sebesar 1 oC disebut tetapan kalorimeter. Salah satu cara yang digunakan untuk menentukan tetapan kalorimeter ialah dengan mencantumkan sejumlah “air dingin” dengan Massa mol, dan suhunya T dengan sejumlah “air panas” dengan massa mol, dan suhunya T di dalam kalorimeter yang ditentukan tetapannya pada temperatur air yang dicampurkan tidak lebih dari 30. Jika kalorimeter tidak menyerap kalor dari campuran ini. Kalor yang diberikan air panas harus sama dengan kalor yang diserap air dingin. Harga tetapan kalorimeter degan temperaturnya tidak langsung dapat diukur, yang dapat diukur adalah perubahan temperaturnya.
