Pengenalan Termokimia

1. Pengertian Termokimia
2. Sistem dan Lingkungan
3. Macam-macam Sistem
4. Reaksi Eksoterm dan Endoterm
5. Menggoreng Tempe
6. Perubahan Wujud Zat
7. Perubahan Entalpi (ΔH)
8. Macam-macam Perubahan Entalpi (ΔH)
9. Persamaan Termokimia
10. Operasi/Tindakan Pada Persamaan Termokimia

1. Pengertian Termokimia

   Termokimia merupakan cabang ilmu kimia yang mempelajari perubahan energi (kalor/panas) dalam suatu perubahan zat, baik perubahan kimia maupun perubahan fisika (perubahan wujud zat).
   
   

2. Sistem dan Lingkungan

   Sistem adalah bagian yang menjadi pusat pengamatan kita.
   Lingkungan adalah segala sesuatu yang ada disekitar sistem.
   
   
   

3. Macam-macam sistem

   Berdasarkan perpindahan kalor dan materi antara sistem dan lingkungan, sistem dibedakan menjadi tiga, yaitu:
   • Sistem Terbuka
     Dapat terjadi perpindahan kalor dan materi antara sistem dan lingkungan.
     Contoh: gelas terbuka yang berisi air panas.
     kalor/panas dapat keluar dari sistem, demikian juga dengan zat-nya (air dapat menguap ke udara).
     
     
   • Sistem Tertutup
     - Terjadi perpindahan kalor antara sistem dan lingkungan.
     - Tidak terjadi perpindahan materi/zat/benda antara sistem dan lingkungan.
     Contoh: air panas yang berada pada gelas tertutup.
     Panas dapat keluar dari sistem, tetapi air tetap berada pada sistem.
     
     
   • Sistem terisolasi
     Tidak terjadi perpindahan kalor dan materi antara sistem dan lingkungan.
     Contoh: air panas yang berada pada termos.
     Panas dan air (materinya) tetap tertahan pada sistem.
     
   
   
   

4. Perubahan Eksoterm dan Endoterm

   Eksoterm
   Adalah perubahan yang melepaskan kalor/panas.
   Terjadi perpindahan kalor/panas dari sitem ke lingkungan.
   
   Endoterm
   Adalah perubahan yang menyerap kalor/panas.
   Terjadi perpindahan kalor dari lingkungan ke sistem.
   
   

5. Menggoreng Tempe

   Mari kita lihat contoh berikut:
   Misalnya kita mengamati tempe yang sedang digoreng dalam minyak goreng dalam sebuah wajan di atas kompor.
   
   
   
   

   Sistem	= tempe
   Lingkungan	= minyak goreng dan udara
   Jenis sistem	= terbuka

   
   Karena kita sedang mengamati tempe, maka yang menjadi sistem adalah tempe.
   Yang menjadi lingkungan adalah minyak goreng dan udara (yang berada di sekitar tempe).
   Wajan, api dan kompor tidak berada di sekitar tempe.
   
   Selama pengamatan kita akan menemukan bahwa tempe akan semakin panas.
   Ini berarti proses menggoreng tempe adalah proses endoterm.
   Tempe menerima panas dari minyak goreng (lingkungan).
   Tentu ada sebagian panas yang keluar dari tempe ke udara (jauh lebih sedikit dibanding yang diterima).
   
   Proses di atas merupakan contoh sistem terbuka,
   karena terjadi perpindahan kalor dan materi dari lingungan ke sistem.
   - Kalor berpindah dari minyak goreng ke tempe.
   - minyak goreng (zat-nya) meresap ke dalam tempe.
   
   Pada contoh di atas, alur perpindahan kalornya adalah:
   - api memberi kalor ke wajan.
   - wajan memberi kalor ke minyak goreng.
   - minyak goreng memberi kalor ke tempe.
   
   
   

6. Perubahan Wujud zat

   Pada peristiwa perubahan wujud zat, ada yang bersifat eksoterm dan ada yang bersifat endoterm.
   
   
   
   

7. Perubahan Entalpi (ΔH)

   Perubahan kalor suatu reaksi yang diukur pada tekanan tetap disebut perubahan entalpi (ΔH).
   Secara matematis, perubahan entalpi dirumuskan sebagai:
   
   ΔH = H_akhir - H_awal
   Kita hanya bisa mengukur perubahan entalpi (ΔH).
   Entalpi (H) tidak bisa diukur.
   Alat untuk mengukur kalor reaksi disebut kalorimeter.
   
   Perubahan entalpi (ΔH) merupakan besaran vektor,
   berarti hanya tergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir.
   Perubahan entalpi (ΔH) dapat disajikan dengan satuan joule (J) atau kalori (kal).
   

   kJ	= kilo joule
   kkal	= kilo kalori

   
   Suatu reaksi eksoterm akan memiliki perubahan entalpi (ΔH) yang bernilai negatif (-).
   Suatu reaksi endoterm akan memiliki perubahan entalpi (ΔH) yang bernilai positif (+).
   
   

8. Macam-macam Perubahan Entalpi (ΔH)

   Berikut beberapa macam perubahan entalpi (ΔH)
   • ΔH⁰, merupakan perubahan entalpi standar (diukur pada keadaan STP).
   • ΔH⁰_c, merupakan perubahan entalpi standar reaksi pembakaran (combustion).
   • ΔH⁰_f, merupakan perubahan entalpi standar reaksi pembentukan (formation).
   • ΔH⁰_d, merupakan perubahan entalpi standar reaksi penguraian (decomposition).
   • ΔH⁰_v, merupakan perubahan entalpi standar reaksi penguapan (vaporization).
   
   
   

9. Persamaan Termokimia

   Merupakan persamaan reaksi yang mencantumkan perubahan entalpi (ΔH).
   persamaan termokimia berbeda dengan persamaan reaksi kimia pada umumnya, yaitu:
   • Boleh memiliki koefisien pecahan
   • Koefisiennya merupakan jumlah zat dalam satuan mol
   Contoh persamaan reaksi termokimia:
   
   H₂ (g)    +    ½ O₂ (g)       H₂O (l)   ΔH = - 568 kJ
   
   Cara membaca persamaan termokimia di atas;
   
   1 mol gas H₂ direaksikan dengan 0,5 mol gas O2 menghasilkan 1 mol H₂O cair dan melepaskan kalor sebesar 568 kilo joule.
   Reaksi di atas bersifat eksoterm (melepaskan kalor), karena perubahan entalpinya (ΔH) bernilai negatif.
   
   

10. Operasi/Tindakan Pada Persamaan Termokimia

    Terhadap persamaan termokimia dapat dilakukan beberapa tindakan, antara lain:
    • Pembalikan/pemindahan ruas
      Zat-zat ruas kanan dipindah ke ruas kiri demikian sebaliknya.
      Jika dilakukan pembalikan maka harga ΔH berubah tanda.
      Contoh:
      H₂ (g)    +    ½ O₂ (g)       H₂O (l)   ΔH = - 568 kJ
      Jika dibalik/pindah ruas akan menjadi:
      H₂O (l)       H₂ (g)    +    ½ O₂ (g)   ΔH = + 568 kJ
      
      
    • Perkalian/Pembagian
      Jika dilakukan perkalian atau pembagian, maka:
      - semua koefisien zat dikali atau dibagi
      - Nilai ΔH juga ikut dikali atau dibagi.
      Contoh:
      H₂ (g)    +    ½ O₂ (g)       H₂O (l)   ΔH = - 568 kJ
      Jika persamaan termokimia di atas dikalikan dengan 2, maka akan menjadi:
      2 H₂ (g)    +    O₂ (g)       2 H₂O (l)   ΔH = - 1136 kJ
      
      
    • Penjumlahan
      Terhadap beberapa persamaan termokimia dapat dilakukan operasi penjumlahan.
      Zat-zat sejenis pada ruas yang sama dijumlahkan.
      Zat-zat sejenis pada ruas yang berbeda saling menghilangkan (pengurangan).
      Contoh:
      

      C    +    O2       CO2	ΔH =  - 394 kJ
      CO2       CO    +    ½ O2	ΔH =  + 284 kJ	+
      C    +    ½ O2       CO	ΔH =  - 110 kJ