TERMOKIMIA

A.  Reaksi Eksoterm Dan Endoterm

1.  Reaksi Eksoterm

 Pada reaksi eksoterm terjadi perpindahan kalor dari sistem ke lingkungan atau pada reaksi tersebut dikeluarkan panas.
 Pada reaksi eksoterm harga ΔH = ( - )

     Contoh : C(s) + O₂(g)  à   CO₂(g)  + 393.5 kJ ;     ΔH = -393.5 Kj

2. Reaksi Endoterm

Pada reaksi endoterm terjadi perpindahan kalor dari lingkungan ke sistem atau pada reaksi tersebut dibutuhkan panas.
Pada reaksi endoterm harga ΔH = ( + )

Contoh : CaCO₃(s) à     CaO(s) + CO₂(g) - 178.5 kJ ;        ΔH = +178.5 kJ

B.  Perubahan Entalpi

     Entalpi = H = Kalor reaksi pada tekanan tetap = Qp
 Perubahan entalpi adalah perubahan energi yang menyertai peristiwa perubahan kimia pada tekanan tetap.

   

     a.  Pemutusan ikatan membutuhkan energi (= endoterm)
          Contoh: H₂  à    2H - a kJ ;    ∆H= +akJ

     b.  Pembentukan ikatan memberikan energi (= eksoterm)
          Contoh: 2H   à  H₂ + a kJ ;   ∆H = -a kJ

Istilah yang digunakan pada perubahan entalpi :

1. Entalpi Pembentakan Standar (∆Hf ):
    ∆H untak membentuk 1 mol persenyawaan langsung dari unsur- unsurnya yang diukur pada 298 K dan tekanan 1 atm.

    Contoh: H₂(g) + 1/2 O₂(g)  à  H₂0 (l) ;   ∆Hf = -285.85 kJ

2. Entalpi Penguraian:
    ∆H dari penguraian 1 mol persenyawaan langsung menjadi unsur-unsurnya (= Kebalikan dari ∆H pembentukan).

    Contoh: H₂O (l)   à    H₂(g) + 1/2 O₂(g) ;    ∆H = +285.85 kJ

3.      Entalpi Pembakaran Standar (∆Hc ):
∆H untuk membakar 1 mol persenyawaan dengan O₂ dari udara yang diukur pada 298 K dan tekanan 1 atm.

Contoh: CH₄(g) + 2O₂(g)   à   CO₂(g) + 2H₂O(l) ;  ∆Hc = -802 kJ

4.      Entalpi Reaksi:
∆H dari suatu persamaan reaksi di mana zat-zat yang terdapat dalam persamaan reaksi dinyatakan dalam satuan mol dan koefisien-koefisien persamaan reaksi bulat sederhana.

Contoh: 2Al + 3H₂SO₄   à       Al₂(SO₄)₃ + 3H₂ ;  ∆H = -1468 kJ

5.      Entalpi Netralisasi:
∆H yang dihasilkan (selalu eksoterm) pada reaksi penetralan asam atau basa.

Contoh: NaOH(aq) + HCl(aq)  à      NaCl(aq) + H₂O(l) ;    ∆H = -890.4 kJ/mol

6. Hukum Lavoisier-Laplace
   "Jumlah kalor yang dilepaskan pada pembentukan 1 mol zat dari unsur-unsurya = jumlah kalor yang diperlukan untuk menguraikan zat tersebut menjadi unsur-unsur pembentuknya."
   Artinya : Apabila reaksi dibalik maka tanda kalor yang terbentuk juga dibalik dari positif menjadi negatif atau sebaliknya    

     Contoh:
N₂(g) + 3H₂(g)  à   2NH₃(g) ;   ∆H = - 112 kJ
2NH₃(g)   à    N₂(g) + 3H₂(g) ;   ∆H = + 112 kJ

C.  Penentuan Perubahan Entalpi Dan Hukum Hess

1.  Penentuan Perubahan Entalpi

     Untuk menentukan perubahan entalpi pada suatu reaksi kimia, biasanya digunakan alat seperti kalorimeter, termometer dan sebagainya yang mungkin lebih sensitif.

2.  Hukum Hess

     "Jumlah panas yang dibutuhkan atau dilepaskan pada suatu reaksi kimia tidak tergantung pada jalannya reaksi tetapi ditentukan oleh keadaan awal dan akhir."

   

Contoh:

C(s) + O₂(g)                         CO₂(g)               ∆ H = x kJ           1 tahap

C(s) + 1/2 0₂(g)                  CO(g)                 ∆ H = y kJ          2 tahap

CO(g) + 1/2 O₂(g)              CO₂(g)              ∆ H = z kJ           2 tahap

                                                                                                                        +

C(s) + O₂(g)                         CO₂(g)            ∆ H = y + z kJ      

     Menurut Hukum Hess : x = y + z

D.  Energi-Energi Dan Ikatan Kimia

      Reaksi kimia merupakan proses pemutusan dan pembentukan ikatan. Proses ini selalu disertai perubahan energi. Energi yang dibutuhkan untuk memutuskan ikatan kimia, sehingga membentuk  radikal-radikal bebas disebut energi ikatan. Untuk molekul kompleks, energi yang dibutuhkan untuk memecah molekul itu sehingga membentuk atom-atom bebas disebut energi atomisasi.

Harga energi atomisasi ini merupakan jumlah energi ikatan atom-atom dalam molekul tersebut. Untuk molekul kovalen yang terdiri dari dua atom seperti H₂, 0₂, N₂ atau HI yang mempunyai satu ikatan maka energi atomisasi sama dengan energi ikatan Energi atomisasi suatu senyawa dapat ditentukan dengan cara pertolongan entalpi pembentukan senyawa tersebut. Secara matematis hal tersebut dapat dijabarkan dengan persamaan :

∆H reaksi    = ∆ energi pemutusan ikatan - ∆ energi pembentukan ikatan

                     = ∆ energi ikatan di kiri - ∆ energi ikatan di kanan

Contoh:

Diketahui :  energi ikatan

C - H = 414,5 kJ/Mol
C = C = 612,4 kJ/mol
C - C = 346,9 kJ/mol
H - H = 436,8 kJ/mol

Ditanya: 

∆H reaksi = C₂H₄(g) + H₂(g)  à  C₂H₆(g)

Jawab:

∆H reaksi  =  Jumlah energi pemutusan ikatan - Jumlah energi pembentukan ikatan

                   =  (4(C-H) + (C=C) + (H-H)) - (6(C-H) + (C-C))
                   =  ((C=C) + (H-H)) - (2(C-H) + (C-C))
                   =  (612.4 + 436.8) - (2 x 414.5 + 346.9)
                  =  - 126,7 kJ

Bocah 10 Tahun Menemukan Molekul Baru di Kelas IPA

Clara, bocah penemu tetranitratoxycarbon-molekul baru dan eksplosif.

Professor Robert Zoellner memegang model  tetranitratoxycarbon. Dia menulis bersama bocah 10 tahun-Clara Lazen pada makalah tentang molekul baru.

Clara Lazen adalah penemu tetranitratoxycarbon, molekul yang terdiri dari oksigen, nitrogen, dan karbon. Molekul ini punya beberapa kemungkinan sifat menarik, mulai dari penggunaan sebagai bahan peledak untuk penyimpanan energi. Lazen terdaftar sebagai co-author makalah baru pada molekul. Tapi bukan itu yang begitu menarik dan inspiratif dari kisah ini. Yang sangat luar biasa di sini adalah bahwa Clara Lazen adalah seorang siswa kelas lima, sepuluh tahun di Kansas City, MO.
Kenneth Boehr, guru IPA Clara, membagikan model ball and stick yang biasa digunakan untuk memvisualisasikan molekul sederhana untuk kelas lima nya. Tapi Clara menempatkan karbon, nitrogen, dan oksigen atom bersama-sama dengan begitu kompleks dan bertanya  pada Boehr apakah dia telah membuat molekul nyata. Boehr, yang terkejut, tidak yakin. Jadi dia foto model itu dan mengirimkannya ke seorang teman yang ahli kimia di Humboldt State University yang mengidentifikasi sebagai bahan kimia yang sepenuhnya baru, tetapi juga sepenuhnya layak.
Bahan kimia ini memiliki rumus yang sama seperti yang lain dalam database HSU, tetapi atom-atom disusun berbeda, sehingga memenuhi syarat sebagai molekul yang unik. Molekul ini tidak ada di alam, sehingga harus disintesis di laboratorium, yang membutuhkan waktu dan usaha. Jadi teman Boehr, Robert Zoellner, menulis makalah tentang itu sebagai gantinya, yang akan diterbitkan dalam Kimia Komputasi dan Teoritis. Terdaftar sebagai co-author: Clara Lazen.
Boehr mengatakan penemuan dan publikasi telah menambah minat baru dalam ilmu dan kimia di sekolahnya - dan Clara tampaknya sangat senang, mengatakan dia sekarang jauh lebih tertarik pada  biologi dan kedokteran.