A.    TERMODINAMIKA

·         Pengertian dan Macam-Macam Energi

Energi adalah istilah yang banyak digunakan untuk mewakili suatu konsep yang abstrak. Energi tidak dapat dilihat, disentuh, dicium, atau ditimbang. Energi dapat didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan kerja. Bentuk energi lain mencakup :

1.      Energi Radiasi (Radiant energy), berasal dari matahari dan merupakan sumber energi utama dari Bumi.

2.      Energi Termal (Thermal energy) adalah energi yang berkaitan dengan gerak acak atom-atom dan molekul.

3.      Energi Kimia (Chemical energy) tersimpan dalam satuan struktur zat kimia.

4.      Energi Potensial (Potential energy) adalah energy yang tersedia akibat posisi benda.

 

·         Perubahan Energi dalam Reaksi Kimia

Kalor merupakan perpindahan energi thermal antara 2 benda yang memiliki suhu yang berbeda, sedangkan suhu merupakan pengukuran untuk energi panas (thermal energy). Temperature tidak sama dengan Energi Thermal. Ilmu yang mempelajari dalam suatu perubahan panas disebut dengan Thermochemistry. Dalam thermochemistry ada bagian yang disebut dengan sistem, yaitu bagian dari alam yang menjadi pusat perhatian. Sistem tebagi menjadi 3, yaitu :

1.      Sistem terbuka, akan merubah energi dan massa.

2.      Sistem tertutup, akan merubah energi.

3.      Sistem terisolasi, tidak merubah apa-apa.

Eksotermik adalah proses yang memberikan panas atau mentransfer energi thermal dari sistem ke lingkungan. Contohnya adalah suatu senyawa bereaksi dengan senyawa lain sehingga menghasilkan senyawa baru dan energi. Energi ini yang kita sebut sebagai reaksi eksoterm karena energi tersebut dihasilkan dari pelepasan energi yang menjadi produk.

Endotermik adalah proses yang menerima panas atau masuk dari sistem dari lingkungan. Contohnya adalah energi diserap oleh suatu senyawa sehingga menghasilkan produk.

·         Hukum Termodinamika

Hukum termodinamika pertama (first law of thermodynamics), didasarkan pada hukum kekekalan energi, menyatakan bahwa energi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain, tetapi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.

 

Perubahan energi dalam ΔE dirumuskan dengan :

 

ΔE = Ef - Ei

Dimana Ef dan Ei merupakan energi dalam sistem pada keadaan awal dan keadaan akhir.

 

Hukum termodinamika kedua menunjukkan kondisi alami dari alur kalor suatu objek dengan sistem, menyatakan kalor mengalir secara alami dari benda yang panas ke benda yang dingin; kalor tidak akan mengalir secara spontan dari benda dingin ke benda panas tanpa dilakukan usaha.

 

Hukum termodinamika ketiga menyatakan entropi dari suatu kristal sempurna pada absolut nol adalah sama dengan nol.

 

Hukum Hess adalah sebuah hukum dalam kimia fisik untuk ekspansi Hess dalam siklus Hess. Hukum ini digunakan untuk memprediksi perubahan entalpi dari hukum kekekalan energi (diyatakan sebagai fungsi ΔH). Hukum Hess dapat digunakan untuk menghitung jumlah entalpi keseluruhan proses reaksi kimia walaupun menggunakan rute reaksi yang berbeda

 

B.     TERMOKIMIA

·         Pengertian Termokimia

Termokimia adalah bagiaan dari pembahasan yag lebih luas yang disebut termodinamika (thermodynamics), yaitu ilmu yang mempelajari perubahan antar kalor dan bentuk-bentuk energi yang lain. Hukum-hukum termodinamika menyediakan panduan yang berguna untuk pemahaman energetika dan arah proses.

 

Keadaan sejumlah tertentu gas ditentukan oleh volume, tekanan, dan suhunya. Menurut hukum Boyle, volumenya harus meningkat menjadi 2 L. Jadi keadaan akhirnya adalah pada tekanan 1 atm, suhu 300 K, dan volume 2 L. Perubahan volumenya ΔV adalah

ΔV  = Vf - Vi

          = 2 L – 1 L

= 1 L

 

·         Persamaan Kimia

1.      Koefisien stoikiometri selalu menunjukkan jumlah mol zat.

2.  Jika ingin membalik persamaan reaksi, maka tanda reaktan dan produknya juga berubah.

3.      Jika mengalikan kedua ruas persamaan, maka delta H juga dikalikan.

4.      Ketika menulis persamaan, tulis juga wujud fisis reaktan dan produk (l,aq,s,g)

 

·         Kalorimeter

Kalor jenis adalah jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu satu gram zat sebesar satu derajat Celcius. kapasitas kalor suatu zat adalah jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu sejumlah zat sebesar satu derajat Celcius. Kalor jenis merupakan sifat intensif, sedangkan kapasitas kalor merupakan sifat ekstensif. Hubungan antara kapasitas kalor dan kalor jenis suatu zat adalah :

C = ms

                        Dimana m adalah massa zat (gram).

Persamaan untuk menghitung perpindahan kalor yaitu:

q = msΔt atau q = CΔt

Dimana m adalah massa sampel (gram) dan Δt adalah perubahan suhu.  

C.    CONTOH SOAL

1.      Suatu sample 466 gr air dipanaskan dari 8,50^oC ke 74,60^oC. Hitunglah jumlah kalor yang diserap air ?

Jawab :

 

Diketahui :

m = 466 gr

s = 4,184 J/g ^oC

Δt = 66,10^oC

 

Ditanya : q ?

 

Dijawab :

 

q = msΔt

   = (466)(4,184)(66,10)

   = 1,29 x 10⁵ J

   = 129 kJ

 

2.   Kerja yang dilakukan ketika suatu gas dimampatkan dalam tabung adalah 462 J. Selama proses ini, terdapat perpindahan kalor sebesar 128 J dari gas ke lingkungan . Hitunglah perubahan energi untuk proses ini ?

Jawab :

 

Diketahui :

q = -128 J

w = 462 J

 

Ditanya : ΔE ?

 

Dijawab :

ΔE = q + w

      = -128 + 462

      = 334 J

Sumber :  Buku Kimia Dasar, Edisi Ketiga Jilid 1, Konsep-Konsep Inti. Raymond Chang.

Terima kasih,

Nama    : Annisa

NIM    : 1306620034

Prodi    : Fisika A 2020

Universitas Negeri Jakarta