termokimia

Termokimia – Pengertian, Reaksi Termokimia dan Perubahan Entalpi

Posted on

Termokimia adalah cabang ilmu kimia yang mempelajari tentang perubahan kalor atau energi yang menyertai suatu reaksi kimia, baik yang diserap maupun yang dilepaskan. Hukum kekekalan energi menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan. Energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain. Energi juga dapat mengalami perpindahan dari sistem ke lingkungan atau sebaliknya. Sistem merupakan segala hal yang diteliti perubahan energinya. Sementara itu, lingkungan merupakan segala sesuatu di luar sistem. Contoh sistem dan lingkungan dapat diamati pada air teh panas dalam gelas. Air teh panas merupakan sistem, sementara gelas sebagai wadahnya termasuk lingkungan.

termokimia

Interaksi antara sistem dan lingkungan dapat berupa pertukaran energi atau materi. Pertukaran energi ini dapat berupa kalor atau bentuk energi lain. Adanya pertukaran energi tersebut mengakibatkan terjadinya perubahan jumlah energi yang terkandung dalam sistem. Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan, sistem digolongkan menjadi tiga jenis, yaitu sistem terbuka, sistem tertutup, dan sistem terisolasi atau tersekat.

1. Sistem Terbuka

Sistem terbuka memungkinkan terjadinya pertukaran kalor dan materi antara sistem dan lingkungan. Contoh sistem terbuka adalah reaksi pemanasan kalium karbonat dalam gelas beker.

2. Sistem Tertutup

Sistem tertutup adalah suatu sistem yang memungkinkan terjadinya pertukaran kalor antara sistem dan lingkungannya, tetapi tidak terjadi pertukaran materi. Contoh sistem tertutup adalah reaksi antara batu kapur dengan air dalam erlenmeyer yang ditutup.

3. Sistem Terisolasi atau Tersekat

Pada sistem terisolasi, tidak mungkin terjadi pertukaran kalor dan materi antara sistem dengan lingkungan. Contoh sistem terisolasi adalah air dalam termos.

Entalpi adalah keseluruhan energi dalam bentuk kalor yang terdapat dalam suatu sistem. Entalpi dalam sistem bersifattetap selama tidak terjadi pertukaran energi antara sistem dengan lingkungan. Entalpi dinyatakan dengan huruf H dengan satuan joule (J). Besarnya entalpi tidak dapat ditentukan, yang dapat ditentukan adalah perubahannya, dinyatakan dengan ΔH.

Perubahan entalpi (ΔH) yaitu perubahan kalor yang terjadi pada suatu reaksi kimia. Besarnya perubahan entalpi diperoleh dari selisih antara entalpi produk dengan entalpi reaktan.


Jenis Reaksi Termokimia

Berdasarkan pertukaran kalor antara sistem dengan lingkungan, reaksi termokimia dibedakan menjadi
dua yaitu reaksi eksoterm dan reaksi endoterm.

a. Reaksi Eksoterm

Dalam reaksi eksoterm entalpi zat yang bereaksi lebih besar daripada entalpi hasil reaksi. Oleh karena itu, terjadi perpindahan kalor  dari sistem ke lingkungan. Dalam hal ini dapat diartikan bahwa kalor dilepaskan ke lingkungan. Aliran kalor tersebut digambarkan seperti gambardisamping.
Contoh reaksi eksoterm sebagai berikut.

  1. Fermentasi glukosa: C6H12O6(s) —> 2C2H5OH(ℓ) + 2CO2(g)Pada reaksi ini sistem mengalami kenaikan suhu sistem.
  2. Reaksi logam Na dengan air:2Na(s) + 2H2O(ℓ) -> 2NaOH(aq) + H2(g)Reaksi ini disertai ledakan dan kenaikan suhu sistem.

Reaksi eksoterm mengalami penurunan energi kimia sistem sehingga entalpi sistem berkurang.  Oleh sebab itu ΔH reaksi eksoterm bertanda negatif (-).

b. Reaksi Endoterm

Dalam reaksi endoterm entalpi zat yang bereaksi lebih kecil daripada Kaior
entalpi zat hasil reaksi. Oleh karena itu, terjadi perpindahan kaior dari lingkungan ke sistem. Aliran kaior tersebut digambarkan seperti gambar di samping.
Contoh reaksi endoterm adalah pelarutan urea dalam air dengan reaksi:
CO(NH2)2(S) + H2O(ℓ) -> CO(NH2)2(aq) + H20 (ℓ) . Setelah urea larut suhu sistem mengalami penurunan.

Dalam reaksi endoterm kalor diserap oleh sistem sehingga energi kimia sistem meningkat dan entalpi sistem juga bertambah. Oleh karena itu, ΔH reaksi endoterm bertanda positif (+).

Perubahan Entalpi pada Reaksi Termokimia

Persamaan termokimia merupakan persamaan reaksi yang dilengkapi dengan perubahan entalpi (ΔH). Selain itu, dalam persamaan termokimia juga mencantumkan jumlah mol zat yang dinyatakan dengan koefisien reaksi dan fase zat yang terlibat dalam reaksi, dengan satuan kilojoule (kJ). Sementara itu, satuan perubahan entalpi dalam molar yaitu kJ/mol atau kJ mol-1.

a. Reaksi Endoterm

Pada reaksi endoterm, entalpi produk lebih besar daripada entalpi reaktan sehingga entalpi sistem pada reaksi endoterm bertambah.
Oleh karena itu, ΔH > 0.

b. Reaksi Eksoterm

Pada reaksi eksoterm, entalpi produk lebih kecil daripada entalpi reaktan sehingga entalpi sistem pada reaksi eksoterm berkurang. Oleh karena itu, ΔH < 0.

Penulisan dan interpretasi persamaan termokimia diatur dalam pedoman berikut.

  1. Koefisien stoikiometri menunjukkan jumlah mol suatu materi.
  2. Jika letak reaktan dan produk pada persamaan dibalik, tanda ΔH-nya berubah menjadi kebalikannya.
    Contoh:
    Proses pembekuan air menjadi es membebaskan kalor sebesar 6,01 kj.
    H2O(ℓ)  -> H2O(s) ΔH = -6,01 kj/mol
    Dengan demikian, untuk reaksi pelelehan es menjadi air memerlukan kalor sebesar 6,01 kj.
    H2O(s) -> H20(ℓ) ΔH = +6,01 kj/mol
  3. Jika koefisien persamaan digandakan, nilai*AH juga digandakan sesuai dengan perubahan faktor koefisien persamaan.
    Contoh:
    Jika koefisien persamaan pelelehan es digandakan dua kalinya, perubahan entalpinya juga dikalikan dua. Persamaan reaksi termokimianya menjadi:
    2H2O(s) -> 2H20(ℓ) ΔH = +6,01 kj/mol
  4. Wujud zat yang terlibat dalam reaksi harus ditulis dalam kurung dan italic untuk membantu menentukan perubahan entalpinya. Zat padat dinyatakan dengan (s), larutan dinyatakan dengan (aq), zat cair dinyatakan dengan (ℓ), dan zat gas dinyatakan dengan (g).

Demikian penjelasan yang bisa kami sampaikan tentang Termokimia – Pengertian, Reaksi Termokimia dan Perubahan Entalpi. Semoga postingan ini bermanfaat bagi pembaca dan bisa dijadikan sumber literatur untuk mengerjakan tugas. Sampai jumpa pada postingan selanjutnya.


Baca postingan selanjutnya: