THERMOKIMIA

Adalah bagian dari ilmu kimia yang mempelajari tentang kalor pada suatu reaksi kimia.
Setiap reaksi kimia akan terjadi perubahan zat yang disertai pembebasan/penyerapan energi. Umumnya pada reaksi kimia energi yang dibebaskan/ diserap biasanya dalam bentuk kalor.

Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm
R. Eksoterm adalah reaksi yang disertai pembebasan kalor/mengeluarkan kalor.
R. Endoterm adalah reaksi yang disertai penyerapan kalor/menerima kalor.
Hukum kekekalan energi


------------- Ket: Energi = E
! E = M.C^2 ! massa = m
------------- kec. cahaya (3.10^10) = C

Hukum kekekalan energi
* "Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan"
Sehingga yang berlangsung adalah perubahan dari bentuk energi yang satu ke bentuk energi yang lain.

Entalphi (H)

adalah jumlah energi yang terkandung dalam suatu zat pada tekanan yang tetap. Zat yang menyimpan energi banyak dikatakan memiliki entalphi yang tinggi/besar. Sedangkan zat yang menyimpan energi sedikit dikatakan memiliki Entalphi yang rendah. Karena entalphi masing-masing zat berbeda, maka setiap reaksi kimia, selalu disertai oleh perubahan Entalphi.
Secara matematis dikatakan bahwa setiap reaksi kimia memiliki harga delta H (peubahan Entalphi) tertentu.
Delta H = Entalphi hasil reaksi - entalphi zat yang bereaksi
= H zat ruas kanan - H zat ruas kiri
Misal = A --> B
Jika zat A mempunyai HA yang berubah menjadi zat B dan mempunyai HB, Maka:
Delta H = HB - HA
Ada dua kemungkinan yang dapat terjadi:
1. Jika hasil reaksi mempunyai entalphi yang lebih besar dari zat semula (HB < HA) maka harga delta H = negatif; berarti reaksi tersebut melepaskan kalor/disebut reaksi eksoerm.
2. Jika hasil reaksi mempunyai entalphi yang lebih tinggi dari zat semula (HB > HA), maka harga delta H = positif; berarti reaksi tersebut menerima kalor/disebut reaksi endoterm
*Cara penulisan Reaksi Eksoterm
Misal, ada reaksi zat A dengan zat B, membentuk zat C dan melepaskan kalor sebesar x k kal.
Ada 2 cara dalam menulis reaksinya
a. Dengan menggunakan tanda delta H = A + B --> C delta H = -x k kal
b. tanpa tanda delta H = A + B --> C + k kal
* Cara penulisan reaksi Endoterm
Misal zat A direaksikan dengan zat B menghasilkan zat C dan menyerap/menerima kalor sebesar x k kal.
Cara penulisan reaksinya juga ada 2 yaitu:
a. Dengan tanda delta H = A + B --> C delta H = +X k kal.
b. Tanpa tanda delta H = A + B + x k kal --> C
A + B --> C - x k kal
Catatan:
1. Reaksi Eksoterm adalah reaksi yang melepaskan, membebaskan, mengeluarkan, memberikan, atau menghasilkan kalor.
Sedangkan reaksi Eksoterm adalah reaksi yang menyerap, menerima, membutuhkan, memerlukan, atau menarik kalor.
2. Kalor yang langsung ditulis
kan di ruas kanan pada persamaan reaksi, disebut kalor reaksi/panas reaksi.
Harga kalor reaksi = harga delta H akan tetapi tanda mereka berlawanan.
3. Reaksi eksotor memiliki harga delta H (-) dan kalor reaksinya (+)
Reaksi endoterm memiliki harga delta H (+) dan kalor (-)
4. Satuan energi yang sering dipakai adalah kalori/joule
1 kalori = 4,2 joule
1 joule = 0,24 kalori
1 k kal = 1000 kalori
1 k j = 1000 joule
5. a. Kalau reaksi adalah kalor yang diserap/dibebaskan selama reaksi kimia berlangsung.
Contoh: CH49g) + 2O2(g) --> CO2(g) + 2H2O(l) delta H = -212,8 k kal
untuk reaksi tersebut dibebaskan kalor sebesar 212,8 k kal
Berarti kalor reaksinya = 212,8 k kal.
b. Kalor pembentukan adalah kalor yang diserap/dibebaskan untuk membentuk satu mol suatu senyawa dari unsur-unsurnya.
Contoh: N2(g) + 3H2(g) --> 2NH3(g) delta H = -22,1 k kal
1/2 N2(g) + 3/2H2(g) --> NH3(g) delta H = -11,05 k kal
Jadi kalor pembentukan 1 mol NH3 = 11,05 k kal
c. Kalor pengurai adalah kalor yang dibebaskan/diserap untuk menguraikan 1 mol suatu senyawa menjadi unsur-unsurnya.
Contoh: 2H2O --> 2H2 + O2 delta H = +136,6 k kal
Berarti jika 1 mol H2O terurai menjadi H2 dan O2
H2O --> H2 + O2 delta H = +68,3 k kal
jadi kalor pengurai 1 mol H2O = -68,3 k kal
d. Kalor pembakaran adalah kalor yang dibebaskan untuk membakar satu mol suatu zat.
Contoh: CH4 (g) + O2(g) --> CO2(g) + 2 H2O(g)

HUKUM-HUKUM THERMOKIMIA

1. Hukum Laplace
Jumlah kalor yang dilepaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian tersebut menjadi unsur-unsurnya.
Contoh:
Reaksi pembentukan CO2 dari unsur karbon dan oksigen akan melepaskan kalor sebanyak 94 k kal dan ternyata reaksi penguraian CO2 menjadi karbon dan oksigen akan memerlukan kalor dalam jumlah yang sama yaitu 94 k kal.
Hal ini dapat di tulis dalam reaksi sbb:
a. C + O2 --> CO2 delta H = -94 k kal
CO2 --> C + O2 delta H = +94 k kal

b. N2 + 3H2 --> 2 NH3 delta H = -22,1 k kal
2NH3 --> N2 + 3H2 delta H = +22,1 k kal

2. Hukum Hess
"Jumlah kalor yang diserap/dibebaskan tidak tergantung dari jalannya reaksi berlangsung tetapi hanya tergantung pada keadaan awal dan akhir reaksi"
Hukum ini dapat diterangkan sbb:
Setiap reaksi memiliki harga delta H yang tetap dan harga delta H tersebut tidak tergantung pada jumlah tahap reaksi, maksudnya, harga delta H suatu reaksi yang berlangsung 1 tahap akan sama dengan harga delta H jika reaksi tersebut berlangsung beberapa tahap.
Contoh:
Reaksi karbon & oksigen untuk membentuk CO2 dapat berlangsung satu tahap/dua tahap, dengan harga delta H yang sama.
* Satu tahap = C + O2 --> CO2 delta H = -94 k kal
* Dua tahap = C + 1/2O2 --> CO delta H = -26 k kal
CO + /2O2 --> CO2 delta H = -68 k kal
-------------------------------------- +
C + O2 --> CO2 delta H = -94 k kal

delta H1
C----------------> CO2 delta H1 = delta H2 + delta H3
! ^
!------->CO------!
delta H2 delta H3

Harga delta H dari beberapa reaksi dapat dijumlahkan sesuai dengan penjumlahan reaksi-reaskinya.
Hukum Hess sangat berguna untuk menghitung harga delta H suatu reaksi berdasarkan beberapa reaksi lain yang delta H-nya sudah diketahui.
Contoh:
1. Diket = S + O2 --> SO2 delta H = -71 k kal
2SO2 + O2 --> 2SO3 delta H = -45 k kal
Berapa delta H untuk reaksi = 2 S + 3O2 --> 2SO3
2. C + 2S --> CS2 + -19,7 k kal
S + O2 --> SO2 +71,2 k kal
C + O2 --> CO2 + 93,8 k kal
CS2 + 3O2 --> CO2 + 2 SO2 + x k kal
Hitung x!
3. C + O2 --> CO2 delta H = -94,1 k kal
2H2 + O2 --> 2 H2O delta H = -136,6 k kal
3C + 4H2 --> C3H8 delta H = -24,8 k kal
Hitung delta H untuk reaksi
C3H8 + 5O2 --> 3O2 + 4H2O
jawab:
1. (S + O2 --> SO2 delta H = -71 k kal)x2
2S + O2 --> 2SO2 delta H = -142 k kal
2SO2 + O2 --> 2SO3 delta H = -45 k kal
--------------------------------------- +
2S + 3O2 --> 2SO3 delta H = -187 k kal

2. CS2 --> C + 2S + 19,7 k kal
2S + 2O2 --> 2SO2 + 142,4 k kal
C + O2 --> CO2 + 93,8 k kal
----------------------------- +
CS2 + 3O2 --> 2SO2 + CO2 + 255,9 k kal

3. C3H8 --> 3C + 4H2 delta H = 24,8 k kal
3C + 3O2 --> 3CO2 delta H = -282,3 k kal
4H2 + 2O2 --> 4 H2O delta H = -273,2 k kal
------------------------------------------ +
C3H8 + 5O2 --> 3CO2 + 4H2O delta H = -530,7 k kal