Makalah Termokimia Kimia Fisika

Download Makalah Termokimia Kimia Fisika

Post on 24-Dec-2015

121 views

Category:

Documents

7 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Termokimia

TRANSCRIPT

<p>BAB IPENDAHULUANI. Latar BelakangDalam makalah ini, kami mengambil tema mengenai Termokimia. Kami memilih tema ini karena kami rasa materi ini sangat penting untuk dipelajari. Termokimia merupakan salah satu materi dasar dalam kimia yang harus dikuasai.Di dalam makalah ini kami membahas tentang konsep dasar dari termokimia yang kami sajikan pada bagian awal dari isi makalah. Hal ini kami lakukan karena kami menilai untuk memahami suatu materi, kita harus mengetahui konsep dasar terlebih dahulu, kemudian dilanjutkan pada bagian inti materi. . 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 memasak. Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme, makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi.Karena termokimia ini merupakan salah satu materi dasar dalam kimia yang harus dikuasai. Di dalam makalah ini kami membahas tentang konsep dasar dari termokimia yang kami sajikan pada bagian awal dari isi makalah. Hal ini kami lakukan karena kami menilai untuk memahami suatu materi, kita harus tahu konsep dasarnya terlebih dahulu, setelah itu baru masuk ke inti materinya. Termokimia merupakan materi yang harus dipahami dengan baik karena di dalamnya mencakup cukup banyak materi lainnya, seperti termodinamika I, kalor reaksi, kerja, entalpi, kalorimeter, hukum Hess, penentuan H reaksi, energi ikatan, dan jenis-jenis kalor. Maka dari itu, kami berusaha untuk membuat materi termokimia dalam makalah ini menjadi ringkas dan mudah dipahami. Dasar Termokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energi panas dan energi kimia. Sedangkan energi kimia didefinisikan sebagai energi yang dikandung setiap unsur atau senyawa. Energi kimia yang terkandung dalam suatu zat adalah semacam energi potensial zat tersebut. Energi potensial kimia yang terkandung dalam suatu zat disebut panas dalam atauentalpi dan dinyatakan dengan simbol H. Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi. Perubahan entalpi reaksi diberi simbol H. Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika disebut termokimia. Secara operasional termokimia berkaitan dengan pengukuran dan pernafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia, perubahan keadaan, dan pembentukan larutan. Termokimia merupakan pengetahuan dasar yang perlu diberikan atau yang dapat diperoleh dari reaksi-reaksi kimia, tetapi juga perlu sebagai pengetahuan dasar untuk pengkajian teori ikatan kimia dan struktur kimia. Fokus bahasan dalam termokimia adalah tentang jumlah kalor yang dapat dihasilkan oleh sejumlah tertentu pereaksi serta cara pengukuran kalor reaksi. Termokimia merupakan penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi kimia. . </p> <p>II. Tujuan Penulisan Untuk mempelajari konsep dasar termokimia Untuk mempelajari materi-materi yang terkait dengan termokimia Memahami tentang termokimia lebih mendalam Memahami tentang termokimia dengan baik Untuk mengetahui peristiwa peristiwa termokimia dan aplikasinya dalam kehidupan sehari hari dalam berbagai bidang.</p> <p>III. Metoda PenulisanDalam menulis makalah ini, kami memperoleh kajian materi dari beberapa sumber, yaitu studi literatur dari buku-buku yang terkait dengan topik dan berbagai artikel dari internet. . </p> <p>BAB IIISII. Konsep DasarTermokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energi panas dan energi kimia. Sedangkan energi kimia didefinisikan sebagai energi yang dikandung setiap unsur atau senyawa. Energi kimia yang terkandung dalam suatu zat adalah semacam energi potensial zat tersebut. Energi potensial kimia yang terkandung dalam suatu zat disebut panas dalam atau entalpi dan dinyatakan dengan simbol H. Selisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi disebut perubahan entalpi reaksi. Perubahan entalpi reaksi diberi simbol H.Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zatyangmenyertaisuatureaksiatauproseskimiadanfisikadisebuttermokimia.Secaraoperasional termokimia berkaitan denganpengukuran dan pernafsiran perubahan kaloryang menyertai reaksi kimia, perubahan keadaan, dan pembentukan larutan.Termokimia merupakan pengetahuan dasar yang perlu diberikan atau yang dapat diperoleh dari reaksi-reaksi kimia, tetapi juga perlu sebagai pengetahuan dasar untuk pengkajian teori ikatan kimia dan struktur kimia. Fokus bahasan dalam termokimia adalah tentang jumlah kalor yang dapat dihasilkan oleh sejumlah tertentu pereaksi serta cara pengukuran kalor reaksi. Termokimia merupakan penerapan hukum pertama termodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi kimia.Termokimia membahas hubungan antara kalor sengan reaksi kimia atau proses-proses yang berhubungan dengan reaksi kimia. Dalam praktiknya termokimia lebih banyak berhubungan dengan pengukuran kalor yang menyertai kimia atau proses- proses yang berhubungan dengan perubahan struktur zat, misalnya perubahan wujud atau perubahan struktur kristal. Untuk mempelajari perubahan kalor dari suatu proses perlu kiranya dikaji beberapa hal yang berhubungan dengan energi apa saja yang dimiliki oleh suatu zat, bagaimana energi tersebut berubah, bagaimana mengukur perubahan energi tersebut, serta bagaimana pula hubungannya dengan struktur zat.</p> <p>II. Termodinamika ITermodinamika kimia dapat didefenisikan sebagai cabang kimia yang menangani hubungan kalor, kerja dan bentuk lain energi, dengan kesetimbangan dalam reaksi kimia dan dalam perubahan keadaan. Termokimia erat kaitannya dengan termodinamika, karena termokimia menangani pengukuran dan penafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia, perubahan keadaan dan pembentukan larutan. Termod inamika merupakan ilmu tentang energi, yang secara spesifik membahas tentang hubungan antara energi panas dengan kerja. Seperti telah diketahui bahwa energi di dalam alam dapat terwujud dalam berbagai bentuk, selain energi panas dan kerja, yaitu energi kimia, energi listrik, energi nuklir, energi gelombang elektromagnit, energi akibat gaya magnit, dan lain-lain. Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain, baik secara alami maupun hasil rekayasa tehnologi. Selain itu energi di alam semesta bersifat kekal, tidak dapat dibangkitkan atau dihilangkan, yang terjadi adalah perubahan energi dari satu bentuk menjadi bentuk lain tanpa ada pengurangan atau penambahan. Prinsip ini disebut sebagai prinsip konservasi atau kekekalan energi. Suatu sistem thermodinamika adalah suatu masa atau daerah yang dipilih untuk dijadikan obyek analisis. Daerah sekitar sistem tersebut disebut sebagai lingkungan. Batas antara sistem dengan lingkungannya disebut batas sistem (boundary).Dalam aplikasinya batas sistem nerupakan bagian dari sistem maupun lingkungannya, dan dapat tetap atau dapat berubah posisi atau bergerak. Penerapan hukum termodinamika pertama dalam bidang kimia merupakan bahan kajian dari termokimia. Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, tetapi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain, atau energi alam semesta adalah konstan. hukum termodinamika 1Perubahan kalor pada tekanan konstan: DH = DE + PDV W= PDV DE = energi dalam Pada proses siklis (keadaan akhir identik dengan kedaan awal) U1 =U2 U2 - U1 = 0 , karena U adalah fungsi keadaan dan dalam keadaan sama nilai U juga sama. Pada proses siklis dimungkinkan adanya panas yang keluar sistem. Sehingga panas netto yg masuk ke dalam sistem seluruhnya dipakai untuk melakukan usaha Hukum pertama termodinamika dapat dirumuskan sebagai U = Q W Dimana :U = perubahan tenaga dakhil sistem Q = panas yang masuk/keluar dari sistem W = Usaha yang dilakukan tahap sistem Tenaga dakhil adalah jumlah tenaga kinetik dan tenaga potensial molekul-molekulnya (pada gas sempurna molekulnya tidak tarik-menarik). Perumusan di atas tidak meninjau kemungkinan sistem yg bergerak nisbi terhadap lingkungan Mekanika Ek = W (tenaga kinetik benda = usaha yg dilakukan thp sistem) Termodinamika, W-nya (-) Ek = -W Pada suatu proses, tenaga kinetik maupun tenaga dakhil dapat berubah yg disebabkan oleh arus panas ataupun usaha. Sehingga hukum pertama dapat ditulis : U + Ek = Q Wt Dimana : Wt = Usaha total (usaha sistem sendiri, juga gaya-gaya yg lain).Usaha tersebut karena gaya konservatif maupun nonkonservatif Wt = Wk + WnkDengan rumus hukum pertama termodinamika berubah. Menurut mekanika besar usaha oleh gaya konservatif, misalnya gaya gravitasi Wk = -Ep, pada termodinamika menjadi Wk = Ep U + Ek + EP = Q Wnk.</p> <p>III. Kalor Reaksi . Perubahan energi dalam reaksi kimia selalu dapat dibuat sebagai panas, sebab itu lebih tepat bila istilahnya disebut panas reaksi. Kebanyakan, reaksi kimia tidaklah tertutup dari dunia luar. Bila temperatur dari campuran reaksi naik dan energi potensial dari zat-zat kimia yang bersangkutan turun, maka disebut sebagai reaksi eksoterm. Namun bila pada pada suatu reaksi temperatur dari campuran turun dan energi potensial dari zat-zat yang ikut dalam reaksi naik, maka disebut sebagai reaksi endoterm. Ada beberapa macam jenis perubahan pada suatu sistem. Salah satunya adalah sistim terbuka, yaitu ketika massa, panas, dan kerja, dapat berubah-ubah. Ada juga sistim tertutup, dimana tidak ada perubahan massa, tetapi hanya panas dan kerja saja. Sementara, perubahan adiabatis merupakan suatu keadaan dimana sistim diisolasi dari lingkungan sehingga tidak ada panas yang dapat mengalir. Kemudian, ada pula perubahan yang terjadi pada temperature tetap, yang dinamakan perubahan isotermik. Pada perubahan suhu, ditandai dengan t (t menunjukkan temperatur), dihitung dengan cara mengurangi temperatur akhir dengan temperatur mula-mula. t = takhir tmula-mula Demikian juga, perubahan energi potensial; (E.P) = (E.P)akhir (E.P) mula-mula Dari definisi ini didapat suatu kesepakatan dalam tanda aljabar untuk perubahan eksoterm dan endoterm. Dalam perubahan eksotermik, energi potensial dari hasil reaksi lebih rendah dari energi potensial pereaksi, berarti EP akhir lebih rendah dari EP mula-mula. Sehingga harga (E.P) mempunyai harga negatif. Pada reaksi endoterm, terjadi kebalikannya sehingga harga (E.P) adalah positif. Pada suatu reaksi, reaksi pembentukannya didefinisikan sebagai reaksi yang membentuk senyawa tunggal dari unsur-unsur penyusunnya. (Contoh: C + O2 + 2H2 CH3OH). Sementara panas pembentukannya didasarkan pada 1 mol senyawa terbentuk. Panas pembentukan standar yaitu 298.15 K (Hf298).Panas standar adalah pada 25C, seperti contoh reaksi: 4HCl(g) 2H2(g) + 2Cl2(g) H298 = (4)(92307) 2H2(g) + O2(g) 2H2O(g) H298 = (2)(-241818) Sementara, panas reaksi pada temperatur tidak standar DHOT = DH0298 + T298 D Cp dT Dapat disimpulkan bahwa kalor reaksi (H) adalah kalor yang diserap (diperlukan) atau dilepaskan (dihasilkan) dalam reaksi, disebut juga perubahan entalpi. Pada beberapa reaksi kimia jumlah kalor reaksi dapat diukur melallui suatu percobaan di dalam laboratorium. Pengukuran kalor reaksi tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan alat yang disebut kalorimeter.IV. KerjaIstilah kerja merupakan konsep yang telah didefinisikan oleh ilmu utama mekanika. Dalam termodinamika, kerja secara umum didefinisikan sebagai gaya kali jarak. Jika perpindahan jarak akibat gaya F adalah sebesar ds (ds=distance/jarak), maka kerja yang dilakukan.DW= F ds.Simbol DW digunakan untuk jumlah kecil dari kerja dan merupakan fungsi yang tidak pasti karena kerja yang dilakukan tergantung pada jalannya reaksi. Terdapat berbagai jenis kerja yang didefinisikan dengan persamaan: :Kerja mekanikDW = F ds Kerja ekspansiDW = p dV Kerja gravitasiDW = mgdh Kerja permukaanDW = dA Sejumlah kecil tidak terhingga dari kerja, dw, dapat dilakukan oleh sistem yang bersangkutan pada lingkungannya, atau oleh lingkunganya pada sistem itu. Rekomendasi I.U.P.A.C. 1970 adalah untuk mengambil dw positif dalam kasus yang terakhir dan negatif dalam kasus sebelumnya, yakni kerja positif dilakukan pada sistem. Asal perubahan yang terjadi itu lambat dan tanpa gesekan, kerja biasanya dapat dinyatakan dalam bentuk Dw = ydxatau sebagai jumlah suku-suku seperti dw = yidxiyi dan xi masing-masing adalah gaya dalam bentuk umum dan perpindahannya. Misalnya, kerja yang dilakukan pada benda dengan kenaikan yang kecil tidak terhingga dari volumenya, dV, terhadap tekanan yang melawannya, p, adalah . Denikian pula kerja yang dilakukan pada fase homogeny bila ia meningkatkan luas permukaannya dengan dA adalah + dA, adalah tegangan permukaan terhadap lingkungan khusus itu. Bila suatu sistem seperti sel galvani mengakibatkan dQ coulomb listrik mengalir ke dalam kondensor, yang antara pelat-pelatnya terdapat tegangan E volt, kerja yang dilakukan pada sel galvani adalah EdQ joule. (Bersamaan dengan itu, atmosfer melakukan sejumlah kerja pdV pada sel, dV adalah perubahan volume sel selama proses kimia yang bersangkutan). Pernyataan-pernyataan serupa dapat diperoleh bagi peregangan kawat, kerja magnetisasi, dan sebagainya. Tanda yang akan digunakan selanjutnya adalah: a. Kerja adalah positif jika sistem melakukan kerja terhadap sekeliling.b. Kerja adalah negatif jika kerja dilakukan terhadap sistem oleh sekeliling. Kerja total yang dilakukan sistem dapat diperoleh dengan mengintegrasikan persamaan di atas.Dalam penggunaan pernyataan dw = ydx biasanya perlu dirincikan bahwa proses yang bersangkutan adalah lambat, jika tidak, ada kekaburan tentang nilai gaya y. Misalnya, bila suatu gas mengembang atau mengempis dengan tiba-tiba, tekanan dalamnya tidak sama dengan gaya luar per satuan luas, dan memang tekanannya berubah dari satu daerah gas ke daerah lainnya. Di sini terjadi percepatan, dan kerja dilakukan dalam menciptakan energi kinetik. Kesulitan ini hilang bilang perubahan-perubahannya berlaku lambat sekali dan bila gesekan tidak ada karena gaya-gaya yang sebaliknya mendekati kesetaraan. Dalam termokimia ada dua hal yang perlu diperhatikan yang menyangkut perpindahan energi, yaitu sistem dan lingkungan. Segala sesu...</p>