fdokumen.com termokimia xi sma

TERMOKIMIA

MATERI PEMBELAJARAN

PERTEMUAN 1

Pendahuluan

• Termokimia adalah cabang ilmu kimia yang

mempelajari panas atau

kalor.

Sistem dan lingkungan

• Sistem adalah zat atau proses yang sedang

dipelajari (bagian yang

menjadi pusat perhatian).

• Lingkungan adalah

segala sesuatu di luar

sistem (daerah yang

membatasi sistem).

Contoh:

• Reaksi antara logam seng dengan larutan asam klorida (HCl) dalam suatu tabung reaksi

disertai dengan munculnya gelembung- gelembung gas.

• Pada contoh di atas yang menjadi pusat perhatian adalah logam seng dan larutan

HCl. Jadi, logam seng dan larutan HCl disebut sistem, sedangkan tabung reaksi, suhu ,udara, tekanan udara merupakan lingkungan.

Energi Dalam

• Energi dalam adalah jumlah energi dari semua bentuk

energi yang dimiliki oleh

partikel atau molekul zat.

Entalpi

•Entalpi zat atau sistem adalah jumlah energi dari semua bentuk energi yang

dimiliki oleh suatu zat/sistem yang terdiri

atas energi dalam dan kerja (besarnya energi yang dimiliki oleh suatu zat).

•Harga entalpi (H) sistem tidak dapat

ditentukan. Yang dapat ditentukan hanyalah perubahan entalpi (H) yang menyertai

proses.

Perubahan entalpi (H)

Perubahan entalpi (H) adalah besarnya energi yang dibebaskan atau yang

diperlukan dari suatu reaksi kimia.

Untuk reaksi perubahan dari reaktan (R) menjadi produk (P) adalah:

R  P

Maka perubahan entalpinya adalah : H = HP - HR

Untuk memahami ∆H lakukan percobaan dibawah ini

no percabaan pengamatan

1. Urea + air Suhu :

Pengamatan lain:

2. NaOH + air Suhu : Pengamatan lain :

8

pertanyaan

1. Gejala apakah yang menunjukkan bahwa telah terjadi perubahan pada percobaan diatas ?

2. Jika diukur pada suhu dan tekanan yang sama , bagaimanakah besarnya entalpi zat hasil dibanding dengan zat reaktan ?

3. Dari percobaan diatas mmanakah yang merupakan reaksi menyerap panas dan manakah yang

merupakan reaksi melepas panas ?

9

Reaksi Eksoterm & Endoterm

Reaksi eksoterm adalah reaksi kimia yang membebaskan kalor (H

berharga negatif (-)).

H = HP- HR < 0

Reaksi endoterm adalah reaksi kimia yang menyerap kalor (H berharga

positif (+)).

H = HP - HR > 0

REAKSI EKSOTERM

1.Reaksi yang membebaskan kalor 2.Suhu sistem < suhu lingkungan

3.Kalor berpindah dari sistem ke lingkungan 4.Disertai kenaikan suhu.

5. Penulisan persamaan reaksinya sbb :

reaksi A + B  C dibebaskan kalor 10 kj Pers. Reaksi :

A + B  C + 10 kj A + B  C ΔH= - 10 kJ r = p + 10 kj

r > p

ΔH = Hp - Hr kecil - besar ΔH = -

DIAGRAM TINGKAT ENERGI REAKSI EKSOTERM

• Persamaan reaksi eksoterm

• A + B  C + 10 kj

• A + B  C , ΔH = -10 kj

• Diagram tingkat energi : ( r >p )

A + B

C 0

- 10

ΔH = -10 kj

REAKSI ENDOTERM

• Reaksi yang memerlukan kalor

• Suhu sistem > suhu lingkungan

• Kalor berpindah dari lingkungan ke sistem

• Disertai dengan penurunan suhu.

• Penulisan persamaan reaksinya sbb:

reaksi A + B  C diserap kalor 25 kj pers. Reaksi :

A + B + 25 kj  C

A + B  C - 25 kj r = p - 25 kj r < p

ΔH = Hp - Hr besar kecil ΔH = +

DIAGRAM TINGKAT ENERGI REAKSI ENDOTERM

• Persamaan reaksi endoterm

• A + B  C - 25 kj atau

• A + B  C , ΔH = + 25 KJ

• Diagram tingkat energi : ( r < p )

A + B C

0 25

ΔH = 25 kj

Perubahan Entalpi Standar (H)

• Perubahan entalpi yang diukur pada 25C dan tekanan 1 atm, disebut perubahan

entalpi standar dan dinyatakan dengan

lambang H atau H₂₉₈. Kondisi dengan suhu 25C dan tekanan 1 atm selanjutnya disebut kondisi standar.

• Dalam satuan internasional (SI), besarnya perubahan entalpi dinyatakan dalam satuan kilo Joule mol^-1.

1 kkal = 4,184 kiloJoule 1 kal = 4,184 Joule

Entalpi Molar

Entalpi Molar

Berbagai Entalpi Molar Lain:

entalpi penetralan, entalpi peleburan, entalpi penguapan,dan entalpi pengatoman.

Perubahan Entalpi Penguraian (H_d) Perubahan Entalpi Pembentukan (H_f)

Perubahan Entalpi Pembakaran (H_c)

Perubahan Entalpi Pembentukan (Hf)

• Perubahan entalpi pembentukan (Hf) adalah besarnya perubahan entalpi pada reaksi

pembentukan 1 mol suatu senyawa dari unsur- unsurnya yang paling stabil. Dalam hal ini Hf digunakan untuk senyawa, harga Hf untuk

unsur-unsur bebas adalah nol.

• Bila diukur pada suhu 298 K tekanan 1 atm, maka disebut perubahan entalpi pembentukan

standar (Hf = standard entalphy of formation).

Contoh 1:

1. Perubahan entalpi pembentukan senyawa CaCO_{3 (s)} adalah -110 kJ/mol.

Persamaan termokimianya:

Ca _(s) + C_(s) +3/2 O_2(g)  CaCO_3(s)

Hf = -110 kJ

Contoh 2:

Bila diketahui reaksi sebagai berikut:

H_{2 (g)} + O_{2 (g)}  2H₂O _(l) H = -571,7 kJ maka:

Kalor reaksi = -571,7 kJ

Kalor pembentukan 2 molekul H2O = -571,7 kJ karena pada reaksi terbentuk 2 molekul H2O maka:

Hf H2O = kJ = -285,85 kJ mol-1

Reaksi pembentukan H2O adalah reaksi eksoterm.

Tugas :

Tulis persamaan ThermoKimia

1. Pada pembentukan CCl4 dalam bentuk cair melepas kalor 135 kj

2. Pada pembentukan gas etina menyerap kalor 226,7 kj

3. Pada pembentukan NH4Cl padat melepas kalor 315,4 kj

4. Pada pembentukan C6H6 cair memerlukan kalor 83 5. kjPada pembentukan gas NO melepaskan kalor 43,2 6. kjPada pembentukan AgNO3 menyerap kalor x kkal 7. Pada pembentukan 117 gr NaCl dibebaskan

kalor822kj

8. Pada pembentukan 5,6 l gas CO2 dibebaskan kalor 9. 98,5Pada pembentukan 72 gr H2O dilepaskan kalor

1,168 kj

10. Pada pembentukan 4,48 liter gas SO2 dibebaskan kalor 79,2 kj

20

Perubahan Entalpi Penguraian (H d)

• Perubahan entalpi penguraian (Hd) adalah besarnya perubahan entalpi pada penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsur

pembentuknya yang paling stabil.

• Marquis de Laplace merumuskan, bahwa jumlah kalor yang dilepaskan pada

pembentukan senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnya.

Contoh:

Reaksi pembentukan H2O (l) ditulis sebagai berikut:

2H_{2 (g)} + O_{2 (g)}  2H₂O _(l) Hf = +571,7 kJ maka reaksi penguraian air dapat ditulis:

2H₂O _(l)  2H_{2 (g)} + O_{2 (g)} Hd = -571,7 kJ

Tugas :

Tulis persamaan ThermoKimia

1. Pada penguraian CH4 menyerap kalor 75 kj 2. Pada penguraian C₂H₂ melepaskan kalor

2,267 kj

3. Pada penguraian NH₃ menyerap kalor 91 kj 4. Pada penguraianHCl cair menyerap kalor 167 5. kjPada penguraian CH₃OH_(l) menyerap kalor

284 kj

6. Pada penguraian CaCO3 melepas kalor 1207,1 7. kjPada penguraian 16 gr Fe2O3 diperlukan

kalor 83,4 kj

8. Pada penguraian 11,2 liter gas HCl diperlukan kalor 18,2 kjpada STP

9. Pada penguraian 56 gr NH₄F diperlukan kalor 185,6 kj

10. Pada penguraian 90 gr air diperlukan kalor 220 kj

23

Perubahan Entalpi Pembakaran (Hc)

• Perubahan entalpi pembakaran (Hc) adalah besarnya perubahan entalpi yang

terbentuk jika 1 mol senyawa dibakar (+O2) menjadi oksidanya.

• Perubahan entalpi pada pembakaran

sempurna 1 mol suatu zat yang diukur pada 298 K dan 1 atm disebut perubahan entalpi pembakaran standar dan dinyatakan dengan (Hc = standard entalphy of combustion).

Contoh :

4 gram gas metana (CH₄) direaksikan dengan oksigen menurut reaksi:

CH_{4 (g)} + 2 O_{2 (g)}  CO_{2 (g)} + 2H₂O _(l)

Pada reaksi tersebut dibebaskan kalor sebesar 240kJ

Tentukan H pembakaran metana !

Jawab:

Dibebaskan kalor, artinya reaksi eksoterm atau H bertanda negatif.

4 gram CH₄, maka mol CH₄ = = = 0,25 mol Jadi, untuk 0,25 mol, H = -240 kJ

H pembakaran metana adalah perubahan entalpi untuk 1 mol metana.

Maka untuk 1 mol CH₄, H = 4 x (-240) kJ=-960kJ Jadi, Hc CH₄ = -960 kJ/mol

Tugas :

1. Pada pembakaran gas hidrogen menjadi air dalam fase gas

melepas kalor 241,83 kj

2. Pada pembakaran gas CH₄

melepaskan kalor 802,3 kj/mol 3. Pada pembakaran 4,4 gr

propana dibebaskan kalor 223 kj 4. Pada pembakaran 67,2 liter gas

metana dibebaskan kalor 267 kj 5. Pada pembakaran 11,4 gr C₈H₁₈

dibebaskan kalor 547,1 kj

27

Berbagai Entalpi Molar Lain

• Berbagai entalpi molar lain, seperti entalpi penetralan, entalpi peleburan, entalpi penguapan, dan entalpi

pengatoman.

• Perubahan entalpi netralisasi (Hn) adalah perubahan entalpi yang menyertai pembentukan 1 mol H2O dari reaksi asam basa.

Contoh :

NaOH + HCl  NaCl + H2O H = -54,6 kJ

• Perubahan entalpi peleburan adalah perubahan entalpi pada perubahan 1 mol zat dari bentuk padat menjadi bentuk cair pada titik leburnya.

contoh: H20(S) H2O(l)

• Perubahan entalpi pelarutan adalah perubahan entalpi pada pelarutan 1 mol zat.

contoh : NaCl(s) NaCl(aq)