Definisi Termokimia Dan Rumus Utama Yang Digunakan Untuk Menyelesaikan Soal-Soal Termokimia

Definisi Termokimia

Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panas/termal nya saja. Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan. Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik. Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan. Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk m emas ak. Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme, makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi.

Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan. Mari kita periksa terjadinya hal ini dan bagaimana kita mengetahui adanya perubahan energi.

Peristiwa termokimia

Misalkan kita akan melakukan reaksi kimia dalam suatu tempat tertutup sehingga tak ada panas yang dapat keluar atau masuk kedalam campuran reaksi tersebut. Atau reaksi dilakukan sedemikian rupa sehingga energi total tetap sama. Juga misalkan energi potensial dari hasil reaksi lebih rendah dari energi potensial pereaksi sehingga waktu reaksi terjadi ada penurunan energi potensial. Tetapi energi ini tak dapat hilang begitu saja karena energi total (kinetik dan potensial) harus tetap konstan. Sebab itu, bila energi potensialnya turun, maka energi kinetiknya harus naik berarti energi potensial berubah menjadi energi kinetik. Penambahan jumlah energi kinetik akan menyebabkan harga rata-rata energi kinetik dari molekulmolekul naik, yang kita lihat sebagai kenaikan temperatur dari campuran reaksi. Campuran reaksi menjadi panas.

Kebanyakan reaksi kimia tidaklah tertutup dari dunia luar. Bila campuran reaksi menjadi panas seperti digambarkan dibawah, panas dapat mengalir ke sekelilingnya. Setiap perubahan yang dapat melepaskan energi ke sekelilingnya seperti ini disebut perubahan eksoterm. Perhatikan bahwa bila terjadi reaksi eksoterm, temperatur dari campuran reaksi akan naik dan energi potensial dari zat-zat kimia yang bersangkutan akan turun.

Kadang-kadang perubahan kimia terjadi dimana ada kenaikan energi potensial dari zat-zat bersangkutan. Bila hal ini terjadi, maka energi kinetiknya akan turun sehingga temperaturnya juga turun. Bila sistem tidak tertutup di sekelilingnya, panas dapat mengalir ke campuran reaksi dan perubahannya disebut perubahan endoterm. Perhatikan bahwa bila terjadi suatu reaksi endoterm, temperatur dari campuran reaksi akan turun dan energi potensial dari zat-zat yang ikut dalam reaksi akan naik.

Peristiwa kebakaran menghasilkan panas

Pengukuran Energi Dalam Reaksi Kimia

Satuan internasional standar untuk energi yaitu Joule (J) diturunkan dari energi kinetik. Satu joule = 1 kgm ² /s ² . Setara dengan jumlah energi yang dipunyai suatu benda dengan massa 2 kg dan kecepatan 1 m/detik (bila dalam satuan Inggris, benda dengan massa 4,4 lb dan kecepatan 197 ft/menit atau 2,2 mile/jam).

1 J = 1 kg m ² /s ²

Satuan energi yang lebih kecil yang dipakai dalam fisika disebut erg yang harganya = 1×10 ^-7 J. Dalam mengacu pada energi yang terlibat dalam reaksi antara pereaksi dengan ukuran molekul biasanya digantikan satuan yang lebih besar yaitu kilojoule (kJ). Satu kilojoule = 1000 joule (1 kJ = 1000J).

Semua bentuk energi dapat diubah keseluruhannya ke panas dan bila seorang ahli kimia mengukur energi, biasanya dalam bentuk kalor. Cara yang biasa digunakan untuk menyatakan panas disebut kalori (singkatan kal). Definisinya berasal dari pengaruh panas pada suhu benda. Mula-mula kalori didefinisikan sebagai jumlah panas yang diperlukan untuk menaikkan temperatur 1 gram air dengan suhu asal 15 ⁰ C sebesar 1 ⁰ C. Kilokalori (kkal) seperti juga kilojoule merupakan satuan yang lebih sesuai untuk menyatakan perubahan energi dalam reaksi kimia. Satuan kilokalori juga digunakan untuk menyatakan energi yang terdapat dalam makanan.

Dengan diterimanya SI, sekarang juga joule (atau kilojoule) lebih disukai dan kalori didefinisi ulang dalam satuan SI. Sekarang kalori dan kilokalori didefinisikan secara eksak sebagai berikut :

1 kal = 4,184 J

1 kkal = 4,184 kJ

TERMOKIMIA

 4 macam rumus utama yang bisa digunakan untuk menyelesaikan soal-soal termokimia, yaitu:

• Rumus Kalorimeter

Q = m. c.∆T = C. .∆T
Rumus ini sering dipakai apabila kita ingin mencari energi panas yang dihasilkan dari pencampuran dua buah larutan atau untuk mencari energi panas yang terlibat dalam reaksi yang dilakukan dengan menggunakan calorimeter. Contoh soal seperti ini misalnya larutan NaOH dicampur dengan larutan H2SO4 dan kemudian kita disuruh mencari panas netralisasi, atau suatu zat dibakar dalam calorimeter kemudian panas yang dihasilkan ditransfer dalam air didalam calorimeter dan kita disuruh mencari panas pembakaran zat tersebut.
Oh ya jika diketahui kalor jenis ( c ) zat maka gunakan rumus Q=mc? T tapi kalau yang diketahui kapasitas panasnya ( C ) maka gunakan rumus Q=C? T

• Rumus Entalpi Pembentukan

∆H = ∆H produk – ∆H reaktan
Rumus ini dipakai apabila dalam soal kita disuruh mencari entalpi suatu reaksi dan yang diketahui adalah data-data entalpi pembentukan dari masing-masing spesies dalam reaksi. Contoh tipe soal dengan penyelesaian rumus ini adalah sebagai berikut:
“Hitung entalpi reaksi A + B -> C + D jika diketahui entalpi pembentukan A =….KJ/mol, B= …KJ/mol, C = …KJ/mol dan D=…KJ/mol”

• Rumus Energi Ikatan

∆H = ∆H pemutusan – ∆H pembentukan
Rumus ini dipakai untuk menyelesaikan soal-soal yang diketahui data energi pemutusan ikatan / data pembentukan ikatan. Contoh dari soal ini adalah sebagai berikut:
“Hitung reaksi CH₄ + O₂ -> CO₂ + H₂O jika diketahui data energi ikatan C-H = …KJ, O=O=…KJ, H-O=…KJ dan seterusnya.”

• Rumus mencari entalpi reaksi dengan dasar hukum Hess

Soal-soal dengan penyelesaian seperti ini tandanya adalah terdapat data sejumlah reaksi dan akhirnya kita disuruh mencari entalpi reaksi tertentu. Cara nya adalah dengan mengatur kembali reaksi-reaksi yang ada sehingga jika reaksi-reaksi tersebut dijumlahkan amaka akan kita peroleh reaksi yang ditanyakan. Contoh soalnya adalah memiliki cirri-ciri sebagai berikut:
“ hitunglah entalpi reaksi A + E -> B + F jika diketahui;
A + D -> C + B   ∆H = …KJ/mol
B + D -> F          ∆H = …KJ/mol
E + F -> C + D    ∆H = …KJ/mol”
Nah yang perlu diingat disini adalah bahwa data entalpi yang ditulis di buku adalah dalam satuan KJ/mol, contohnya entalpi pembentukan CO₂ adalah ∆H = -394 KJ/mol, ini berarti pembentukan 1 mol CO₂ akan membebaskan energi sebanyak 394 KJ. Jika di dalam soal yang ditanyakan misalnya 0,5 mol, 2 mol, atau 3 mol maka tentunya kamu harus mengkonversi terlebih dahulu besar entalpi ini.