Term Okimi A

http://inikimia.blogspot.com/

TERMOKIMIA Termokimia adalah bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan energi dari suatu zat / materi dalam reaksi-reaksi kimia

Sistem Dan Lingkungan Sistem  Bagian dari alam semesta yang akan dipelajari Sistem terdiri dari:  Sistem Terbuka  terjadi pertukaran massa dan energi dengan alam sekitarnya  Sistem Tertutup  terjadi pertukaran energi hanya pada dalam sistem tersebut  Sistem Terisolasi  tidak memungkinkan terjadinya pertukaran, baik energi maupun massa Lingkungan  Bagian dari alam dan terdapat diluar sistem Proses  Cara melaksanakan suatu perubahan keadaan sistem melalui jalan tertentu  Proses Isotermis  proses perpindahan kalor dari sistem ke lingkungan atau sebaliknya, suhu sistem tetap  Proses Adiabatis  proses dimana tidak ada panas yang masuk atau keluar dari sistem  Proses Reversibel  proses yang terjadi bila perubahan dilakukan dengan sangat lambat sehingga suhu dan tekanan sistem selalu dalam keadaan kesetimbangan dengan lingkungannya  Proses Irreversibel  Proses yang terjadi bila sistem tidak selalu sitimbang dengan lingkungannya

Hukum I Termodinamika U2 – U1 = Δ U = q + w U1 = energi dalam, pada keadaan awal U2 = energi dalam, pada keadaan akhir q = kalor yang menyertai reaksi kimia

q = m.c.Δt q +, sistem menyerap kalor q -, sistem membebaskan kalor w = kerja yang dilakukan oleh atau pada sistem w +, sistem menerima kerja w -, sistem melakukan kerja

http://inikimia.blogspot.com/

http://inikimia.blogspot.com/ w = P . ΔV

Energi Dalam dan Entalpi ΔU ΔH  Perubahan kalor dari reaksi yang  Perubahan kalor dari reaksi yang berlangsung pada volume tetap berlangsung pada tekanan tetap  ΔU = q + w = q + P . ΔV  ΔH = ΔU + P . ΔV = q – PΔV + PΔV

Hubungan ΔU dan ΔH Untuk fase padat dan cair ΔU = ΔH Untuk fase gas ΔH = ΔU + Δn . R . T Δn = mol gas hasil reaksi – mol gas pereaksi

Reaksi Eksoterm dan Endoterm ΔH = Hakhir – Hawal Reaksi eksoterm = Hakhir < Hawal  ΔH – Reaksi endoterm = Hakhir > Hawal  ΔH +

Entalpi Reaksi 1. Entalpi Pembentukan  Perubahan entalpi yang menyertai pada pembentukan 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya Contoh: ½ H2 (g) + ½ I2 (g)  HI (g) ; ΔH = + 25,9 kJ

Untuk reaksi kimia, besarnya ΔH dapat dihitung berdasar rumus: ΔH = ΣΔHf hasil reaksi - ΣΔHf pereaksi ΔHf = entalpi pembentukan

2. Entalpi Peruraian  Perubahan entalpi yang menyertai pada peruraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsurnya. Contoh: HI (g)  ½ H2 (g) + ½ I2 (g) ; ΔH = - 25,9 kJ

http://inikimia.blogspot.com/

http://inikimia.blogspot.com/ Entalpi Pembentukan = (-) Entalpi Peruraian

3. Entalpi Pembakaran  Perubahan entalpi yang menyertai pembakaran 1 mol senyawa Contoh: C2H6 (g) + 3 ½ O (g)  2 CO2 (g) + 3 H2O ; ΔH = - 1.559,5 kJ

Hukum Hess  Kalor yang diserap atau dibebaskan pada suatu reaksi kimia tidak bergantung pada tahap reaksi, tetapi bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir ΔH1 A

C

ΔH4

ΔH2

B

D ΔH3

ΔH1 + ΔH2 = ΔH3 + ΔH4

Energi Ikatan  Energi ikatan rata-rata adalah energi rata-rata yang diperlukan untuk memutuskan suatu ikatan dalam setiap senyawa yang berwujud gas menjadi atom-atom gas Contoh: AB4 (g)  A (g) + 4B (g) ; ΔH = p kJ D(A-B) = p/4 kJ

ΔH = Σ Energi ikatan pereaksi – Σ Energi ikatan hasil reaksi

Hukum II Termodinamika  Dalam setiap proses spontan, entropi alam semesta selalu bertambah (ΔS total > 0). http://inikimia.blogspot.com/

http://inikimia.blogspot.com/ Proses spontan selalu berlangsung dengan arah tertentu Entropi = derajat ketidakteraturan suatu sistem

ΔS = q rev / T Struktur teratur S1

Struktur tak teratur S2

S1 < S2  ΔS (+)

Energi Bebas Gibbs  Kespontanan suatu reaksi pada suhu dan tekanan tertentu dapat dievaluasi berdasar perubahan Energi Bebas Gibbs (ΔG) suatu sistem ΔG = ΔH – TΔS ΔG < 0 , spontan ΔG = 0 , setimbang ΔG > 0 , tak spontan

Contoh Soal 1. Sebanyak 12,8 gram suatu contoh naftalena C10H8 dibakar

sempurna dalam kalorimeter. Massa air dalam kalorimeter 400 gram. Akibat reaksi tadi suhu air naik dari 25,39 0C menjadi 29,39 0C. Tentukanlah kalor reaksi yang terjadi untuk pembakaran C10H8 dalam satuan kal/mol? Jawab: Massa air = 400 gram Kalor jenis = 1 kal/gram 0C Perubahan suhu = ( 29,39 – 25,39) 0C = 4 0C q = m . c . ΔT = 400 . 1 . 4 = 1600 kalori 2. Tentukanlah ΔH reaksi dari: H2 + ½ O2  H2O Yang diketahui: - energi ikatan rata-rata H2 = 104,2 kkal/mol - energi ikatan rata-rata O – H = 110,6 kkal/mol - energi ikatan rata-rata O2 = 119,0 kkal/mol http://inikimia.blogspot.com/

http://inikimia.blogspot.com/ Jawab: ΔHr = (Energi ikatan H2 + energi ikatan O2) – (Energi pembentukan ikatan H2O) = [ 1 (104,2) + ½ (119,0)] – [1 (2) (110,6)] = 176,5 kkal/mol 3. Tentukan energi ikatan rata-rata N – N dalam NH3, bila diketahui

perubahan entalpi pembentukan NH3 = - 11 kkal/mol, DH-H = 104 kkal/mol, dan DN=N = 226 kkal/mol? Jawab: ΔH reaksi = Energi pemutusan ikatan – Energi pembentukan ikatan Diketahui : ΔH reaksi = - 11 kkal/mol Energi Pemutusan = (1/2 x DN=N) + (3/2 x DH-H) = (1/2 x 226) + (3/2 x 104) = 269 kkal/mol 4. Tentukanlah

perubahan entalpi standar untuk pembakaran 1 mol siklopropana berdasar reaksi: C2H6 (g) + 7/2 O2 (g)  2 CO2 (g) Diketahui: Hf0 CO2(g) = - 394 kJ/mol ; Hf0 C2H6(g) = - 85 kJ/mol Hf0 H2O(g) = - 286 kJ/mol ; Hf0 O2(g) = 0 kJ/mol Jawab:

reaksi

ΔH reaksi = ΣΔHf0 produk - ΣΔHf0 pereaksi = Σ ( 2 x Hf0 CO2(g) + 3 x Hf0 H2O(g) ) – Σ (Hf0 C2H6(g) + Hf0 O2(g) ) =[ ( 2 x – 394) + (3 x -286) ]– [(1 x -85) + (1/2 x 0)] = - 1.561 kJ/mol 5. Berapakah ΔH pembentukan C2H6, jika diketahui:

ΔHf0 CO2 = - 287 kJ/mol ΔH pembakaran C2H6(g) = - 1.565 kJ/mol ΔHf0 CO2 = - 3,94 kJ/mol Jawab: C2H6(g) adalah suatu reaksi pembakaran sebagai berikut : http://inikimia.blogspot.com/

http://inikimia.blogspot.com/ C2H6(g) + 3 1/2O2 (g)  2CO2 (g) + 3 H2O (l) dengan ΔHr = - 1565 kJ/mol Rumus: ΔHr = ΔHf0 hasil - ΔHf0 pereaksi -1565 = ( 2 x Hf0 CO2(g) + 3 x Hf0 H2O(g) ) – Σ (Hf0 C2H6(g) + 5Hf0 O2(g) ) -1565 = [2(-394) + 3(-287)] – [Hf0 C2H6(g) + 0 ] Untuk ΔHf0 C2H6(g) = -788 – 861 + 1565 = - 84 kJ/mol Jadi ΔH pembentukan C2H6 adalah – 84 kJ/mol 6. Pembakaran sempurna gas metana ditunjukkan oleh persamaan reaksi berikut: CH4 + 2O2  CO2 + 2H2O ; ΔH = - 840 kJ Jika seluruh kalor yang dihasilkan digunakan untuk mendidihkan air yang mula-mula bersuhu 25 0C maka volume air yang bisa dididihkan menggunakan 24 gram metana adalah … (C = 12, H = 1, c = 4,2 J/g 0C) Jawab: CH4 = 24/16 = 1,5 mol Kalor yang dihasilkan pada pembakaran 1,5 mol CH4 q = 1,5 x 840 kJ = 1260 kJ = 1260 . 103 J - Kalor sebanyak ini dapat mendidihkan air: q = m.c.Δt -

m= -

1260 .10 3 4,2 x (100 − 25 )

= 4000 gram Karena ρ air = 1 g/mL, maka volume air = 4000 mL atau 4 Liter

7. Diketahui: ΔHf0 H2O (g) = - 242 kJmol-1 ΔHf0 CO2 (g) = - 394 kJmol-1 ΔHf0 C2H2(g) = 52 kJmol-1 http://inikimia.blogspot.com/

http://inikimia.blogspot.com/ Jika 52 gram C2H2 dibakar secara sempurna sesuai dengan persamaan: 2 CH2(g) + 5O2(g)  4 CO2 (g) + 2H2O(g) Akan dihasilkan kalor sebanyak… Jawab: 2 CH2(g) + 5O2(g)  4 CO2 (g) + 2H2O(g) ΔH reaksi = ΣΔHf0 produk - ΣΔHf0 pereaksi = [4(-394) + 2(-242)] – [2(52) + 5 . 0] = - 2164 kJ Kalor ini dilepaskan pada pembakaran 2 mol C2H2. Jika ada 52 gram C2H2 : C2H2 = 52/26 = 2 mol ΔH = 2/2 x (-2164) = - 2164 kJ 8. Diketahui energi ikatan sebagai berikut: C – C = 414 kJ/mol C=O = 803 kJ/mol O – H = 464 kJ/mol O = O (O2) = 498 kJ/mol Jika ΔH pembakaran C2H2 = - 1,26 x 103 kJ/mol, maka energi ikatan C=C adalah… Jawab: H-C

C-H + 5/2 O=O  2 O=C=O + H – O – H ;

ΔH = -1260 kJ/mol

Diperoleh: ΔH = ΣD kiri – ΣD kanan = [2 x D C-H + D C=C + 5/2 x D O=O ] – [ 2 x D C=O + 2 x D OH] - 1260 = [ 2 x 414 + D C=C + 5/2 x 498] – [ 4 x 803 + 2 x 464 ] D C=C = 807 kJ

http://inikimia.blogspot.com/

http://inikimia.blogspot.com/

http://inikimia.blogspot.com/