www.uin-suka.ac.id

TermokimiaTermokimia

Kimia Dasar II –Pend. Kimia (A) # 3 (Kamis, 17 Maret 2011)

www.uin-suka.ac.id

Sebelumnya ...Sebelumnya ...

Konsep-konsep pokok dalam termodinamika kimia:Sistem vs lingkunganFungsi keadaan vs bukan fungsi keadaanProses eksotermis vs endotermisHukum I termodinamika: tenaga dalam, panas, kerja Definisi tenaga dalam, panas, dan kerja Perhitungan terkait dengan kerja mekanis (kerja pV) Hukum I termodinamika untuk sistem tertutup: q = E Hukum I termodinamika untuk sistem terbuka: q = E + pV

Entalpi: fokus pert. ini

www.uin-suka.ac.id

Sebelumnya ... Mini Quiz Lisan (Just raise your hand and respond to these):

Sebelumnya ... Mini Quiz Lisan (Just raise your hand and respond to these):

1. Konsep panas dan energi:(a) Apakah yang dimaksud dengan panas? (b) Apa perbedaan panas dengan energi termal?(c) Dalam keadaan bagaimana kalor dipindahkan dari satu sistem

ke sistem yang lain?

2. Untuk setiap reaksi berikut: (a) Hg (l) Hg (g)

(b) 3 O2 (g) 2 O3 (g)

(c) CuSO4 . 5 H2O (s) CuSO4 (s) + 5 H2O (g)

(d) H2 (g) + F2 (g) 2 HF (g)

Pada tekanan konstan, apakah terjadi kerja? Jika ya, oleh siapa (sistem atau lingkungan)?

www.uin-suka.ac.id

Entalpi = H = E + pVEntalpi = H = E + pV

Entalpi: ukuran kandungan panas.Sistem terbuka dan tidak ada kerja lain selain kerja pV cocok untuk kebanyakan reaksi kimia.Hukum Hess (yaitu bentuk khusus Hukum I Termodinamika) sangat bermanfaat: Tidak semua eksperimen mengukur panas reaksi

mudah dan aman dilakukan. Panas reaksi dapat dihitung dari data-data panas

reaksi terkait tanpa eksperimen langsung.

www.uin-suka.ac.id

Entalpi = H = E + pVEntalpi = H = E + pV

Hk I Termodinamikaq = E + w

Panas = bukan fungsi keadaan

Hukum Hess:q reaksi = q akhir – q awal

Mana yang benar?Hukum I Termodinamika sangat solid

tapiHukum Hess: hasil eksperimen yang berulang-ulang

Panas = fungsi keadaan

www.uin-suka.ac.id

Entalpi = H = E + pVEntalpi = H = E + pV

H = E + pV

Hk I Termodinamikaq = E + w

Sistem Terbuka (p atm) & w hanya pV

Eksperimen Hess:mengukur panas reaksi untuk berbagai reaksi

Hukum Hess:q reaksi = q akhir – q awal

Deduksi

Induksi

Panasreaksi merupakan fungsi keadaanpada p atm & w = pV

=

www.uin-suka.ac.id

Termokimia : panas reaksi kimiaTermokimia : panas reaksi kimia

panas reaksi kimia

pengukuran perhitungan

kalorimeter dari data-data panas reaksi terkait

T kalorimeter akibatx gram zat dibakar

Kapasitas panas kalorimeter

Berdasarkan Hk. Hess

Efisien; cocok untuk reaksi berbahaya

www.uin-suka.ac.id

Persamaan TermokimiaPersamaan Termokimia

persamaan reaksi kimia + panas yang diserap/dilepas

CH4 (g) + 2O2 (g) CO2 (g) + 2H2O (l) H = -890,4 kJ

Elemen persaman reaksi kimia:

1. Rumus kimia spesies reaktan + fasanya

2. Rumus kimia spesies produk + fasanya

3. Koefisien reaksi = rasio mol spesies-spesies

tanda + / - menunjukkanarah transfer panas

Persamaan Termokimia

H2O (s) H2O (l) H = 6,01 kJ

Apakah H negatif atau positif?

Sistem menerima panas

Endotermik

H > 0

6,01 kJ diterima untuk setiap 1 mol es yg meleleh pada suhu 00C dan tekanan 1 atm.

6.4

Persamaan Termokimia

CH4 (g) + 2O2 (g) CO2 (g) + 2H2O (l) H = -890,4 kJ

Apakah H negatif atau positif?

Sistem melepas panas

Eksotermik

H < 0

890,4 kJ dilepaskan untuk setiap pembakaran 1 mol metana pada suhu 250C dan tekanan 1 atm.

6.4

H2O (s) H2O (l) H = 6,01 kJ

• Koefisien stoikiometri selalu menunjukkan jumlah mol zat

Persamaan Termokimia

• Ketika kita membalik suatu persamaan, kita mengubah peran reaktan dan produk, H sama tetapi berubah tanda

H2O (l) H2O (s) H = -6,01 kJ

• Jika kita mengalikan kedua ruas persamaan termokimia dg suatu faktor n, maka H jg harus berubah dg faktor yg sama n.

2H2O (s) 2H2O (l) H = 2 x 6,01 = 12,0 kJ

6.4

H2O (s) H2O (l) H = 6.01 kJ

• Kita harus selalu menuliskan wujud fisis semua reaktan dan produk, karena akan membantu penentuan perubahan entalpi yg sesungguhnya.

Persamaan Termokimia

6.4

H2O (l) H2O (g) H = 44.0 kJ

Berapa kalor dihasilkan jika 266 g fosfor putih (P4) dibakar di udara?

P4 (s) + 5O2 (g) P4O10 (s) H = -3.013 kJ

266 g P4

1 mol P4

123,9 g P4

x3.013 kJ1 mol P4

x = 6.470 kJ

www.uin-suka.ac.id

Pengukuran panas reaksiPengukuran panas reaksi

panas reaksi kimia

pengukuran

kalorimeter

T kalorimeter akibatx gram zat dibakar

Kapasitas panas kalorimeter

V konstan

p konstan

q = EH = q

q = H

H ~ E ?

1

2

3

4

www.uin-suka.ac.id

Panas jenis (s) & kapasitas panas (C)

Panas jenis (s) & kapasitas panas (C)

Panas (kalor) jenis suatu zat = s = jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 gram zat sebesar 1 derajat Celcius. Untuk zat tunggal (1 macam zat)

Kapasitas panas (kalor) suatu benda = jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu benda tersebut sebesar 1 derajat Celcius. Cocok untuk kalorimeter (1 set alat, kumpulan berbagai

zat).C = q / T

s = q / (m.T)

www.uin-suka.ac.id

1. Berapa banyak kalor yang dilepas jika 869 g batang besi didinginkan dari suhu 940C menjadi 50C?

1. Suatu kalorimeter mengalami kenaikan suhu sebesar 2 0C akibat pembakaran 1 gram zat standar. Jika diketahui entalpi pembakaran zat standar tersebut (Mr = 140) adalah 2000 kJ/mol, hitunglah kapasitas kalor kalorimeter itu.

Panas jenis & kapasitas panasPanas jenis & kapasitas panas

Kalorimetri Tekanan-Konstan

Tidak ada kalor yang diserapatau dilepaskan!

qsistem = qair + qkal + qreaksi

qsistem = 0

qreaksi = - (qair + qkal)

qair = mst

qkal = Ckalt

6.5

Reaksi pada p Konstan

H = qreaksis = panas jenisair

Kalorimetri Volume-Konstan

Tidak ada kalor yang diserapatau dilepaskan!

qsistem = qair + qbom+ qreaksi

qsistem = 0

qreaksi = - (qair + qbom)

qair = mst

qbom = Cbomt

6.5

Reaksi pd V konstan

H ~ qreaksi

H = qreaksi

Perbandingan H dan E

2Na (s) + 2H2O (l) 2NaOH (aq) + H2 (g) H = -367,5 kJ/mol

E = H - PV At 25 0C, 1 mol H2 = 24,5 L pd 1 atm

PV = 1 atm x 24,5 L = 2,5 kJ

E = -367,5 kJ/mol – 2,5 kJ/mol = -370,0 kJ/mol

6.4

H ~ qreaksi = E

6.5

Kimia dalam Kehidupan:

Nilai Energi Makanan dan Zat Lainnya

C6H12O6 (s) + 6O2 (g) 6CO2 (g) + 6H2O (l) H = -2.801 kJ/mol

1 kal = 4,184 J

1 Kkal = 1.000 kal = 4,184 KJ

6.5

Penentuan Entalpi reaksi cara tak langsung

Data sekunder:Entalpi berbagai reaksi terkait

Berbagai H standar:

Perlu tahu pers. reaksi standar

Karena tidak terdapat cara untuk mengukur nilai absolut dari entalpi suatu zat, haruskah dilakukan pengukuran pada perubahan entalpi dari setiap reaksi yg terjadi?

Titik rujukan “permukaan air laut” untuk semua ungkapan entalpi disebut entalpi pembentukan standar (H0).f

Entalpi Pembentukan Standar (H0) adalah perubahan kalor yang dihasilkan ketika 1 mol suatu senyawa dibentuk dari unsur-unsurnya pada tekanan 1 atm.

f

Entalpi pembentukan standar setiap unsur dalam bentuknya yang paling stabil adalah nol.

H0 (O2) = 0f

H0 (O3) = 142 kJ/molf

H0 (C, grafit) = 0f

H0 (C, intan) = 1,90 kJ/molf6.6

6.6

Entalpi perubahan standar (H0 ) didefinisikan sebagai entalpi reaksi yang berlangsung pada tekanan 1 atm.

reaksi

aA + bB cC + dD

H0rxn dH0 (D)fcH0 (C)f= [ + ] - bH0 (B)faH0 (A)f[ + ]

H0rxn nH0 (produk)f= mH0 (reaktan)f-

6.6

Hukum Hess: bila reaktan diubah menjadi produk, perubahan entalpinya adalah sama, terlepas apakah reaksi berlangsung dalam satu tahap atau dalam beberapa tahap.

(Entalpi adalah fungsi keadaan. Tidak peduli bagaimana caranya, yg dilakukan adalah memulai dan mengakhirinya.)

Hitung entalpi pembentukan standar dari CS2 (l) dimana:C(grafit) + O2 (g) CO2 (g) H0 = -393,5 kJ reaksi

S(rombik) + O2 (g) SO2 (g) H0 = -296.1 kJreaksi

CS2(l) + 3O2 (g) CO2 (g) + 2SO2 (g) H0 = -1.072 kJrea

1. Tuliskan entalpi pembentukan standar untuk CS2

C(grafit) + 2S(rombik) CS2 (l)

2. Tambahkan reaksi yg diberikan shg hasilnya merupakan reaksi yg diharapkan.

reaksiC(grafit) + O2 (g) CO2 (g) H0 = -393,5 kJ

2S(rombik) + 2O2 (g) 2SO2 (g) H0 = -296,1x2 kJ

Benzana (C6H6) terbakar diudara dan menghasilkan karbon dioksida dan air cair. Berapakah panas yang dilepaskan per mol oleh pembakaran benzana? Entalpi pembentukan standar benzana adalah 49,04 kJ/mol.

2C6H6 (l) + 15O2 (g) 12CO2 (g) + 6H2O (l)

H0rea nH0 (produk)f= mH0 (reaktan)f-

H0rea 6H0 (H2O)f12H0 (CO2)f= [ + ] - 2H0 (C6H6)f[ ]

H0rea = [ 12x–393,5 + 6x–187.6 ] – [ 2x49,04 ] = -5.946 kJ

-5.946 kJ2 mol

= - 2.973 kJ/mol C6H6

6.6

entalpi pelarutan (Hpelarutan) adalah panas yang dilepaskan atau diterima ketika sejumlah zat larut dalam sejumlah tertentu zat pelarut.

Hpelarutan = Hlarutan - Hkomponen

6.7

Zat manakah yang dapat digunakan untuk mencairkan es?

Zat manakah yang dapat digunakan untuk pendingin?

Proses pencairan NaCl

Hpelarutan = Tahap 1 + Tahap 2 = 788 – 784 = 4 kJ/mol 6.7

TTermokimia: banyak latihan ya…