Latihan Termokimia kelas XI

untuk melatih menuliskan persamaan Termokimia dan menghitung kalor yang terlibat pada suatu teaksi kimia klik di sini

TERMOKIMIA

ENERGI, SISTEM DAN LINGKUNGAN 

Energi dalam kimia disebut juga kalor ( q ) adalah kemampuan untuk melakukan aktifitas. Termokimia memperlajari jumlah kalor/energi yang terlibat dalam suatu reaksi kimia.
Dalam asas Black diungkapkan bahwa "energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat pula dimusnahkan namun energi dapat berubah bentuk".
Energi apa saja yang kita kenal ?
Diantara macam - macam energi misalnya : Energi kinetik ( gerak ) ; energi potensial ( energi pada posisi diam ) ; energi panas, energi kimia ; energi cahaya ; energi bunyi/suara ; energi pegas dan banyak lagi.


Hukum kekekalan energi merupakan filosofi Tanam tuai. Al-qur'an beberapa ayatnya sesuai dengan filosofi ini diantaranya terdapat pada :
Al-baqarah : Ia mendapat pahala (dari  kebaikan) yang diusahakannya dan ia mendapat siksa (dari kejahatan ) yang dikerjakannya.
Al-israa' : Jika kamu berbuat baik (berarti) kamu berbuat baik bagi dirimu sendiri dan jika kamu berbuat jahat, maka (kejahatan) itu bagi dirimu sendiri
Al-zalzalah : Barangsiapa yang mengerjakan kebaikan seberat dzarrah(atom,tidak nampak)pun, niscaya dia akan melihat (balasan)nya. Dan barangsiapa yang mengerjakan kejahatan sebesar dzarrahpun, niscaya dia akan melihat (balasan)nya pula. 
Bila ayat diatas dirangkum dan dikaitkan dengan termokimia artinya kita akan menuai kebaikan bila kita mengerjakan (bahkan walau hanya berniat / ini tidak nampak ) kebaikan ( energi positif ) dan bila kita menanam (berniat) kejahatan (energi negatif) maka kita akan menuai kejahatan (untuk diri kita sendiri) pula. Karena kita mengharapkan kebaikan untuk diri kita maka kita harus lakukan hal - hal yang baik pula. wallahu'alam


Pada percobaan Perpindahan energi yang dapat dilakukan dirumah prosedur kerja klik disini kita akan kelompokkan alat dan bahan yang digunakan pada percobaan tersebut sebagai sistem dan lingkungan. Sistem adalah sesuatu yang menjadi fokus perhatian kita sedangkan lingkungan adalah segala sesuatu diluar sistem. bila digambarkan seperti ini :

Apa saja yang tergolong sistem dan apa saja yang tergolong lingkungan pada percobaan perpindahan energi tersebut ?
air dan paku adalah sistem sementara lingkungan adalah segala sesuatu selain paku dan air yaitu ceret, termometer dan udara sekitarnya.
Ternyata kita amati pada percobaan tersebut terjadi perpindahan kalor/energi panas dari api ke ceret kemudian ke air dari air ke paku dan dari paku ke air dingin di mangkok. Perpindahan energi dapat dideteksi melalui perubahan suhu yang terbaca pada skala termometer pada masing - masing air. 
Berdasarkan perpindahan materi dan energi/kalor sistem dibedakan menjadi sistem terbuka, tertutup dan terisolasi. Masih ingatkah tentang pengertian materi ?
Materi adalah segala sesuatu yang memiliki massa dan menempati ruang. 
Sistem terbuka misalnya air dalam gelas terbuka

pada sisem ini terjadi perpindahan molekul - molekul air dalam gelas dengan molekul - molekul  udara disekitarnya begitu pula terjadi perpindahan energi dari luar ke dalam atau sebaliknya

Sistem tertutup contohnya seperti air di dalam gelas yang ditutup, pada sistem ini hanya terjadi perpindahan energi tanpa disertai perpindahan molekul - molekul air dan udara ( materi ). Sedangkan contoh sistem terisolasi misalnya termos air, pada sistem ini tidak terjadi pertukaran materi maupun energi.
      

Energi/kalor dalam sistem tidak dapat diukur tetapi yang dapat terukur adalah perubahannya (Δ) . Kalor yang diukur pada tekanan tetap disebut entalpi (H)

Perubahan entalpi (ΔH) = Hproduk - Hreaktan

REAKSI ENDOTERM DAN REAKSI EKSOTERM


Pada uraian diatas kita telah paham bahwa energi dapat berpindah dan berubah tetapi tidak ada energi yang hilang maupun terbentuk ( bersifat tetap )
Perhatikan dan lakukan percobaan reaksi antara :

1. Logam magnesium (Mg) dengan HCl 3 M dan reaksi 
2. _NH4Cl(s) dengan H₂O 

dan amati perpindahan kalor/energi yang terjadi pada kedua reaksi tersebut kemudian golongkan masing - masing reaksi ke dalam reaksi endoterm atau eksoterm. 
Persamaan reaksi percobaan 1   

Mg_(s)  +  HCl_(aq) --------> MgCl_2(aq)  +  H_2(g) 

ternyata tabung reaksi terasa panas saat dipegang. Pada percobaan tersebut yang dimaksud 
sistem adalah Mg, HCl, MgCl_{2 dan} H₂ 
Dan lingkungan adalah tabung reaksi, udara sekitar dan tangan kita. 
kita merasakan tabung (lingkungan) panas  dan yang merasakannya adalah tangan (lingkungan) dengan demikian kita dapat katakan bahwa pada reaksi tersebut terjadi perpindahan kalor/energi dari sistem ke lingkungan ( eksoterm) atau lingkungan mendapat suplai kalor dari sistem sehingga suhu lingkungan meningkat, ilustrasinya sebagai berikut :

bila ditulis persamaan reaksi termokimianya : 

Mg_(s)  +  HCl_(aq) --------> MgCl_2(aq)  +   H_2(g)  + Energi atau q

Mg dan HCl disebut reaktan/pereaksi dan MgCl_{2 ,} H₂ dan Energi disebut produk
pada percobaan tersebut kalor reaktan > kalor produk ( ingat asas Black, energi tidak ada yang hilang, bila energi menjadi bagian dari salah satu produk tentu saja energi tersebut awalnya berasal dari energi yang terkandung dalam pereaksi/reaktan ) atau sama juga kita katakan bahwa Hreaktan > Hproduk sehingga perubahan entalpi (ΔH) = Hproduk - Hreaktan = negatif
Bila digambarkan dalam bentuk diagram reaksi eksoterm sbb :

Percobaan ke - 2 pada tabung terjadi reaksi 

 NH₄Cl_(s)  +  H₂O_(l)   +  Energi atau q   -------- -> NH₄OH_(aq)  +  HCl_(aq)

setelah reaksi berlangsung tabung reaksi terasa dingin, hal ini menunjukan bahwa reaksi sistem terjadi dengan menyerap/mengambil kalor dari lingkungan sehingga kalor lingkungan berkurang/turun akibatnya suhu lingkungan kita rasakan dingin. Yang dimaksud sistem pada reaksi tersebut adalah  NH₄Cl, H₂O_, NH₄OH, HCl dan lingkungan : Tabung reaksi, tangan dan udara sekitarnya
_{Reaksi dimana kalor diserap oleh sistem dari lingkungan disebut reaksi endoterm. Bila dilustrasikan seperti dibawah ini} 

_Reaktan NH₄Cl_(s)  +  H₂O_{(l)  bereaksi dengan mengambil kalor dari lingkungan jadi kalor merupakan bagian dari reaktan.}
Produk dari reaksi diatas adalah NH₄OH_(aq)  +  HCl_{(aq). Akibat dari hukum kekekalan energi - ( kalor ) bersifat tetap - maka banyaknya kalor yang di ambil dari lingkungan sebagai reaktan akan sama dengan jumlah energi yang tersimpan di produk sehingga} Hproduk > Hreaktan maka ΔH = Hproduk - Hreaktan = positif jadi reaksi endoterm memiliki harga ΔH positif. Diagram reaksi endoterm atau reaksi menyerap kalor sebagai berikut : 

Demikianlah penjelasan mengenai perpindahan energi dari lingkungan ke sistem atau sebaliknya dan perpindahan energi dalam reaksi kimia itu kita kenal sebagai reaksi endoterm dan eksoterm.














Perubahan entalpi

Kata kunci :

·         Panas/kalor yang terkandung dalam sistem kimia disebut entalpi ( lambang = H )

·         Perubahan entalpi ( ΔH ) adalah jumlah panas yang dilepaskan atau diserap ketika reaksi kimia terjadi pada tekanan konstan

·         ΔH = H_(produk) - H_(reaktan)  

·         H ditentukan untuk per mol zat pada reaksi dengan persamaan reaksi setara

·         Satuan H biasanya diberikan dalam kJ mol^-1 (kJ / mol) atau kadang – kadang dalam kkal mol^-1 (kkal / mol) , 1 kalori (1 kal) = 4,184 joule (J 4,184)

·         Perubahan Energi ini diukur dalam kondisi laboratorium standar
25^oC (298K) & 101.3kPa (1 atmosfer)

	Reaksi eksoterm	Reaksi endoterm
Energi diserap atau dilepas	Dibebaskan energi/kalor Energi sebagai bagian produk pada reaksi kimia Bejana reaksi menjadi hangat Suhu dalam bejana reaksi menjadi bertambah	Diserap energi/kalor Energi sebagai bagian reaktan pada reaksi kimia Bejana reaksi menjadi dingin Suhu dalam bejana reaksi menjadi turun
Energi relatif dari reaktan dan produk	Energi reaktan lebih besar daripada energi pada produk   H(reaktan) > H(produk)	Energi produk lebih besar daripada reaktan H(reaktan)  < H((produk)
Tanda ΔH	ΔH = H(produk) - H(reaktan)       = negatif	ΔH = H(produk) - H(reaktan)       = positif
Menulis persamaan	N2(g)+ 3H2(g) ---> 2NH3(g)+ 92.4 kJ N2(g)+3H2(g)--->2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ mol-1	2NH3(g)+ 92.4 kJ ---> N2(g)+ 3H2(g) 2NH3g--->N2(g)+3H2(g) ΔH=+92.4 kJ mol-1
Diagram energi	Energi reaktan (N2 & H2) lebih besar daripada energi dari produk (NH3). Dilepaskan energi. ΔH = negatif. ΔH diukur dari energi reaktan ke energi produk pada diagram energi tersebut	Energi reaktan (NH3) lebih kecil dari energi produk (N2 & H2). Energi diserap.ΔH adalah positif. ΔH diukur dari energi reaktan menuju energi produk pada diagram energi tersebut

Soal Bentuk molekul dan gaya antar molekul

Untuk mengevalusi setelah belajar Bentuk molekul dan Gaya Antar molekul silahkan klik disini