16002_kimia_teknik_modul_08

MUDUL8
PANAS REAKSI DAN ELEKTRO KIMIA
Pelajaran mengenai panas reaksi dinamakan termokimia yang merupakan
bagian dari cabang ilmu pengetahuan yang lebih besar yaitu termodinamika. Sebelum
pembicaraan mengenai prinsip termokimia ini kita lanjutkan, akan dibuat dulu definisi
dari beberapa istilah. Salah satu dari istilah yang akan dipakai adalah sistim. Sistim
adalah sebagian dari alam semesta yang sedang kita pelajari. Mungkin saja
misalnya suatu reaksi kimia yang sedang terjadi dalam suatu gelas kimia. Di luar
sistim adalah lingkungan. Dalam menerangkan suatu sistim, kita harus memperinci
sifat-sifatnya secara tepat. Diberikan suhunya, tekanan, jumlah mol dari tiap zat
dan berupa cairan, padat atau gas. Setelah semua Variabel ini ditentukan berarti
semua sifat-sifat sistim sudah pasti, berarti kita telah menggambarkan keadaan dari
sistim.
Bila perubahan terjadi pada sebuah sistim dikatakan bahwa sistim bergerak
dari keadaan satu ke keadaan yang lain. Bila sistim diisolasi dari lingkungan
sehingga tak ada panas yang dapat mengalir maka perubahan yang terjadi di
dalam sistim adalah perubahan adiabatik. Selama ada perubahan adiabatik, maka
suhu dari sistim akan menggeser, bila reaksinya eksotermik akan naik, sedangkan
bila reaksinya endotermik akan turun. Bila sistim tak diisolasi dari lingkungannya,
maka panas akan mengalir antara keduanya, maka bila terjadi reaksi, suhu dari sistim
dapat dibuat tetap. Perubahan yang terjadi pada temperatur tetap dinamakan
perubahan isotermik.
Telah dikatakan, bila terjadi reaksi eksotermik atau endotermik, maka
pada zat-zat kimia yang terlibat akan terjadi perubahan energi potensial. Panas
reaksi yang kita ukur akan sama dengan perubahan energi potensial ini. Mulai
sekarang kita akan menggunakan perubahan ini dalam beberapa kuantitas, sehingga
perlu ditegakkan beberapa peraturan untuk menyatakan perubahan secara umum.
Simbul (Huruf Yunani untuk delta) umumnya dipakai untuk menyatakan perubahan
kuantitas. Misalnya: perubahan suhu dapat ditulis dengan t, dimana t menunjukkan
temperatur. Dalam, praktek biasanya dalam menunjukkan perubahan adalah dengan
cara mengurangi temperatur akhir dengan temperatur mula-mula.
 t = takhir – t awal
Demikian juga, perubahan energi potensial
http://www.mercubuana.ac.id
Pengukuran panas reaksi pada volume tetap dan tekanan tetap tak banyak berbeda
tapi tidak sama (sebabnya akan dibicarakan dalam kemudian). Karena kebanyakan
reaksi yang ada kepentingannya bagi kita dilakukan dalam wadah terbuka, jadi
berhubungan dengan tekanan udara yang tetap dari atmosfir, maka akan
dibicarakan hanya panas reaksi pada tekanan tetap.
Panas reaksi pada tekanan tetap disebut perubahan entalpi dari reaksi
dan diberikan dengan simbol H. Definisinya
 H = Hakhir - Hawal
Walaupun ini merupakan definisi yang biasa dari H, keadaan entalpi Hawal dan Hakhir
(yang sebenarnya berhubungan dengan jumlah energi yang ada, pada keadaan
ini) tak dapat diukur. ini disebabkan karena jumlah energi dari sistim termasuk
jumlah dari semua energi kinetik dan energi potensialnya. Jumlah energi total ini
tidak dapat diketahui, karena kita tidak mengetahui secara pasti berapa kecepatan
pergerakan molekul-molekul dari sistim dan juga berapa gaya tarik menarik dan
tolak menolak antara molekul dalam sistim tersebut. Bagaimanapun definisi yang
diberikan oleh Persamaan persamaan diatas sangat penting karena telah menegakkan
tanda aljabar H untuk perubahan eksoterm dan endotennik. Perubahan eksotermik
Hakhj, lebih kecil dari Hawal. Sehingga harga H adalah negatif. Dengan analisis yang
sama kita mendapatkan bahwa harga H untuk perubahan endotermik harganya
positif.
Besarnya H untuk suatu reaksi tertentu tergantung dari berapa desakan
pada sistim saat itu, sehingga bila kita ingin membandingkan harga H untuk
berbagai reaksi, reaksi-reaksi tersebut harus diukur pada desakan yang sama. Ahli
pengetahuan mendefinisikan suatu satuan desakan disebut 1 standard atmosfir
dengan singkatan 1Atm, yang secara kasar sesuai dengan harga rata-rata desakan
di daerah pantai. Harga ini biasanya dipilih sebagai acuan desakan untuk pengetahuan
perubahan entalpi dan hampir semua harga H modul ini diperuntukkan untuk
desakan 1 atm.
FungsiKeadaan
Suatu fungsi keadaan (atau variabel keadaan) adalah suatu jumlah yang harganya
hanya tergantung dari keadaan sistim pada saat tersebut dan tak tergantung dari
keadaan sistim sebelumnya. Contohnya adalah suhu. Suatu sampel air misalnya
http://www.mercubuana.ac.id
Persamaan yang ditulis secara ini, dimana perubahan energi juga diperhatikan,
dinamakan persamaan termokimia. Dalam persamaan termokimia, koefisiennya
diambil sebagai jumlah mol dari pereaksi dan hasil reaksi. Persamaan termokimia di
atas ini menyatakan bahwa 1 mol cairan air telah berubah menjadi 1 mol air berbentuk
uap dengan mengabsorbsi 41 kJ kalori.
Perubahan 1 mol cairan air menjadi 1 mol uap air selalu akan mengabsorbsi
jumlah energi yang sama ini, tentunya bila keadaan mulamula dan akhirnya sama, tak
menjadi soal bagaimana kita melakukan perubahan itu. Caranya dapat juga
sedemikian jauh yaitu dengan cara menguraikan air tersebut menjadi uap H2 dan 02
lalu menggabungkan kedua unsur ini kembali menjadi uap air. Keseluruhan
perubahan entalpinya tetap sama yaitu + 41 KJ. Sehingga kita dapat melihat
keseluruhan perubahan sebagai hasil urutan langkah-langkah dan hargaH untuk
keseluruhan proses adalah jumlah dari perubahan entalpi yang terjadi selama
perjalanan ini. Pernyataan terakhir ini merupakan bagian dari hukum Hess mengenai
jumlah panas.
Persamaan termokimia berlaku sebagai alai yang penting untuk menggunakan
hukum Hess. Misalnya persamaan termokimia yang herhubungan dengan cara tak
langsung yang baru saja diperlihatkan untuk penguapkan air pada 100 °C
H20 (l)
H2O (g) + ½ O2 (g) H = +283 kj
H2 (g) + ½ O2 (g)
H2O (g) H = -242 kj
Perhatikan bahwa koefisien pecahan dapat digunakan dalam persamaan termokimia.
Ini disebabkan karena koefisien 1/2 berarti 1/2 mol (Dalam persamaan kimia biasa,
koefisien 1/2 biasanya dihindarkan karena untuk tingkat molekuler tak ada artinya;
setengah atom atau molekul tak ada artinya dalam suatu zat kimia).
Kedua persamaan di atas menunjukkan bahwa diperlukan 283 kJ untuk
menguraikan 1 mol H20 (l) menjadi unsur-unsumya dan 242 kj dikeluarkan waktu
unsur-unsur tersebut bergabung lagi membentuk 1 mol H2O (g). Hasil akhir
perubahan (penguapan dari satu mol air) didapat dengan menjumlahkan kedua
persamaan reaksi dan menghilangkan zat-zat yang ada di kedua belah pihak.
Kita dapat juga mengatakan bahwa panas dari keseluruhan reaksi sama dengan jumlah
aljabar dari panas reaksi untuk kedua langkah reaksi tersebu
Pemakaian persamaan termokimia
http://www.mercubuana.ac.id