Termokimia adalah ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia. Dalam termokimia terdapat sistem dan lingkungan. Sistem adalah zat atau bagian alam semesta yang menjadi objek penelitian. Sedangkan lingkungan adalah segala sesuatu di luar sistem yang dapat mempengaruhi sistem. Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan, sistem dibedakan menjadi tiga macam, yaitu:
- Sistem terbuka: Pada sistem terbuka terjadi pertukaran energi dan materi dengan lingkungannya. Contoh : air panas dalam panci yang tidak ditutup akan menguap sambil mengeluarkan panas ke lingkungan.
- Sistem tertutup: Pada sistem tertutup terjadi pertukaran energi tetapi tidak terjadi pertukaran materi dengan lingkungannya. Contoh : air panas di dalam gelas yang tertutup.
- Sistem terisolasi: Pada sistem terisolasi tidak terjadi pertukaran energi atau materi dengan lingkungannya. Contoh : air panas dalam termos.
Reaksi Dalam Termokimia:
- Entalpi ( H ) adalah energi yang terkandung di dalam suatu sistem atau zat pada suhu 25 dan tekanan atmosfer. Entalpi (H)merupakan sifat ekstensi dari materi, maka bergantung pada jumlah mol zat. Entalpi dari suatu sistem tidak dapat diukur, yang dapat diukur adalah perubahan energi yang menyertai perubahan zat.
- Reaksi pada termokimia terbagi atas:
- Reaksi Eksoterm, Sistem melepas kalor / panas ke lingkungan. HP(pereaksi) > HR(reaktan) H = +
- Reaksi Endoterm, Sistem menerima kalor / panas dari lingkungan. HP(pereaksi) < HR(reaktan) H = -
Jenis - jenis perubahan entalpi.
- Perubahan entalpi pembentukan (Hf): merupakan perubahan entalpi pembentukan 1 mol senyawa dari unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar. Diukur pada 1 atm
- Perubahan entalpi penguraian (Hd): merupakan H untuk menguraikan 1 mol suatu senyawa menjadi unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar.
- Perubahan entalpi pembakaran (Hc): merupakan H dalam pembakaran sempurna 1 mol suatu senyawa pada keadaan standar.
Persamaan termokimia merupakan persamaan reaksi yang mengikutsertakan perubahan entalpinya (H). Contoh : 2Na(s) + 2H2O(l) 2NaOH(aq) + H2(g) H = --367,5 kJ
- Persamaan ini menyatakan bahwa dua mol natrium bereaksi dengan dua mol air menghasilkan dua mol natrium hidroksida dan satu mol gas hidrogen. Pada reaksi ini dilepaskan kalor sebesar 367,5 kJ.
- Jika persamaan termokimia dikalikan dengan faktor tertentu, nilai H juga harus dikalikan dengan faktor tersebut. Persamaan termokimia untuk sintesis amonia: N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) H = --91,8 kJ. Jika jumlah pereaksi dinaikkan dua kali lipat, kalor reaksi yang dihasilkan juga dua kali dari semula. 2N2(g) + 6H2(g) 4NH3(g) H = --184 kJ
- Jika persamaan kimia arahnya dibalikkan, nilai H akan berubah tanda. Sintesis amonia pada contoh di atas dibalikkan menjadi reaksi penguraian amonia. Persamaan termokimianya adalah: 2NH3(g) N2(g) + 3H2(g) H = + 91,8 kJ
Penentuan perubahan entalpi
- Kalorimeter: Rumus yang digunakan adalah :
q = m . c . T
q kalorimeter = C . T
dengan :
q = jumlah kalor ( J )
m = massa zat ( g )