heat, work, energy 2

1. ENTALPHY, STANDARD STATES,
CALORIMETRY, REACTION
ENTHALPIES, TEMPERATURE
DEPENDENCE OF THE
REACTION ENTHALPY
Julfiana Mardatillah, S.Ft., Ftr.,
M.Biomed
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
1

2.  Ketika demam atau seorang atlet mengalami cedera → akan kompres
menggunakan ice pack bagian yang sakit untuk menghilangkan rasa sakit
 Kenapa ice pack? karena ice pack diketahui berisi ammonium nitrat dan air →
saat digunakan pada permukaan cedera, garam akan larut dan terjadi reaksi
endoterm (suhu turun)
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
2

3.  Kompres panas berisi natrium tiosulfat cair serta bubuk
kristal induk yang berada di pojok kemasan
 Apabila induk kristal ditekan akan terjadi kristalisasi
pada natrium tiosulfat cair
 Proses kristalisasi merupakan rekasi eksoterm dengan
kenaikan suhu sampai 48°C
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
3

4. Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
4

5.  Kehidupan manusia sangat tergantung pada energi → awalnya manusia
memanfaatkan kayu dan batubara sebagai sumber energi.
 Hingga pada awal abad ke 20 ketergantungan terhadap kayu dan batubara
sebagai sumber energi digantikan dengan minyak bumi
 Sampai saat ini konsumsi minyak bumi dunia terus meningkat, dan proses
pembentukan minyak bumi yang lama menyebabkan cadangan minyak bumi
semakin menipis
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
5

6.  Dalam pembakaran kayu, batubara dan minyak bumi → dilepaskan energi dan
setiap proses pembakaran melibatkan reaksi kimia disertai dengan penyerapan
dan pelepasan energi
 Energi yang menyertai reaksi kimia dapat berupa energi panas, energi listrik,
energi cahaya atau energi lainnya
 Termokimia → bagian dari ilmu kimia yang membahas reaksi kimia dan energi
panas yang menyertainya, baik energi yang diserap maupun energi yang dilpeas
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
6

7.  Dalam perpindahan energi terdapat 2 komponen penting:
1. Sistem → bagian dari alam semesta dimana kita ingin memusatkan perhatian
2. Lingkungan → segala sesuatu yanga da di luar system
 Antara system dan lingkungan terjadi interaksi berupa pertukaran energi atau
materi.
 Pertukaran energi dapat berupa energi panas atau bentuk energi lain
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
7

8.  Berdasarkan interaksinya dengan lingungan, system dapat digolongkan menjadi
3 jenis:
1. Sistem terbuka
2. Sistem tertutup
3. Sistem terisolasi (tersekat)
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
8

9.  Dapat terjadi pertukaran materi dan energi
 Gelas kopi panas memberikan energi panas ke lingkungan sampai kopi menjadi
dingin
 Uap air dari kopi panas juga akan keluar dari gelas sehingga terjadi pertukaran
materi
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
9

10.  Tidak dapat terjadi pertukaran materi tapi dapat terjadi pertukaran energi
 Botol kopi panas mentransfer energi yang berupa panas ke lingkungan
 Karena labu tertutup, tidak ada uap air yang keluar dan tidak ada materi yang
dipindahkan
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
10

11.  Tidak dapat terjadi pertukaran materi maupun energi
 Kopi panas dalam wadah yang terisolasi
 Tidak ada uap air yang keluar, dan setidaknya untuk sementara waktu, sedikit
panas yang ditransfer ke lingkungan sekitar
 Namun akhirnya kopi di dalam wadah mendingin hingga mencapai suhu kamar
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
11

12.  Jika suatu reaksi berlangsung dengan melepaskan energi, maka energi akan
dilepaskan ke lingkungan
 Energi yang dilepaskan dapat berupa energi panas, cahaya, atau suara
 Rekasi eksoterm → reaksi yang berlangsung dengan pelepasan energi atau
penurunan entalpi → pembakaran gas etana di udara pada keadaan standar
melepaskan energi
 Reaksi endoterm → reaksi yang berlangsung dengan penyerapan energi atau
kenaikan entalpi
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
12

13. Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
Jika suatu reaksi yang terjadi dalam sistem menghasilkan panas, maka terasa
panas bila sistem disentuh. Panas dihasilkan dari zat-zat bereaksi yang merupakan
sistem, kemudian dilepaskan ke lingkungan. Reaksi ini termasuk reaksi eksoterm.
13

14. Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
Reaksi yang membutuhkan atau menyerap energi
panas dari lingkungannya. Dengan menyerap kalor
dari lingkungan, energi sistem bertambah.
14

15. Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
15

16.  Reaksi kimia menyerap energi apabila energi yang dimiliki reaktan lebih rendah
dari energi produk
 Sebaliknya reaksi kimia melepaskan energi apabila energi yang dimiliki reaktan
lebih tinggi dari energi produk
 Energi kimia yang tersimpan dalam suatu zat disebut entalpi dilambangkan
dengan H
 Perubahan entalpi yang menyertai suatu reaksi kimia sama dengan jumlah
energi yang diserap atau dilepaskan pada tekanan tetap
 Entalpi merupakan fungsi keadaan karena tidak bergantung pada bagaimana
keadaan tersebut dicapai
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
16

17.  Reaksi antara gas N2 dengan gas O2 menghasilkan gas NO2.
 Reaksi ini dapat secara langsung terjadi dengan perubahan entalpi (∆H) oleh
reaksi berikut: N2(g) + 2O2(g) → 2NO2(g) ∆H = +68 kJ
 Reaksi antara gas N2 dengan gas O2 menghasilkan gas NO2 juga dapat terjadi
dalam dua tahap reaksi:
 Tahap 1 : N2(g) + O2(g) → 2NO(g) ∆H = +180 kJ
 Tahap 2 : 2NO(g) + O2(g) →2NO2(g) ∆H = -112 kJ
 Perubahan entalpi dua tahap ini sama dengan perubahan entalpi kimia secara
langsung antara gas N2 dan gas O2 menjadi gas NO2
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
17

18. Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
Dari uraian diatas menunjukkan bahwa perubahan entalpi hanya
tergantung pada keadaan awal dan akhir dan tidak tergantung pada tahap
yang ditempuh dalam reaksi.
Hal ini membuktikan bahwa perubahan entalpi merupakan fungsi keadaan
18

19. Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
19

20.  Adalah perubahan entalpi untuk reaksi yang berlangsung pada keadaan standar
dan melibatkan jumlah mol zat yang ditentukan oleh koefisien dari persamaan
reaksinya
 Entalpi reaksi standar diperoleh dari hasil eksperimen, dari perhitungan data
entalpi pembentukan standar dan dari data energi ikatan rata-rata dalam zat-zat
yang terlibat dalam reaksi
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
20

21.  Perubahan entalpi dapat berkaitan dengan perubahan fisika dan perubahan
kimia
1. Perubahan entalpi berkaitan dengan perubahan fisika
1. Perubahan entalpi peleburan
2. Perubahan entalpi penguapan
3. Perubahan entalpi sublimasi
2. Perubahan entalpo berkaitan dengan perubahan kimia
1. Entalpi pembentukan standar
2. Entalpi atomisasi standar
3. Entalpi pembakaran standar
4. Entalpi netralisasi standar
5. Entalpi reaksi standar
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
21

22.  Perubahan entalpi yang terjadi pada titik leleh
 Ketika zat padat berubah menjadi air disebut entalpi pelelehan atau peleburan
(enthalpy of fusion)
 Dilambangkan dengan symbol ∆Hfus
 Pelelehan selalu berjalan secara endoterm sehingga harga ∆Hfus selalu positif,
∆Hfus> 0
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
22

23.  Perubahan entalpi yang terjadi pada titik didih ketika zat cair berubah menjadi
uap disebut entalpi penguapan (enthalpy of vaporization)
 Dilambangkan dengan symbol ∆Hvap.
 Penguapan selalu berlangsung secara endoterm sehingga harga ∆Hvap selalu
positif, ∆Hvap > 0.
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
23

24.  Perubahan entalpi yang menyertai sublimasi disebut entalpi sublimasi (padat
menjadi gas)
 Dilambangkan dengan symbol ∆Hsub
 Sublimasi merupakan proses endoterm sehingga harga ∆Hsub selalu positif,
∆Hsub>0.
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
24

25.  Entalpi pembentukan standar dari suatu zat adalah perubahan entalpi untuk
pembentukan satu mol zat dalam keadaan standar dari unsur-unsurnya dalam
keadaan standar
 Entalpi pembentukan standar dilambangkan dengan ∆Hf0 (f – formation,
pembentukan)
 Entalpi pembentukan standar semua unsur diberi harga 0 (nol)
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
25

26.  Adalah perubahan entalpi untuk peruraian satu mol zat menjadi atom-atomnya
dalam fase gas pada keadaan standar
 Entalpi atomisasi standar dilambangkan dengan ∆Ha0
 Harga entalpi atomisasi standar selalu positif karena energi dibutuhkan untuk
memutuskan semua ikatan yang terdapat dalam suatu zat
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
26

27.  Adalah perubahan entalpi untuk reaksi pembakaran sempurna satu mol zat
dengan gas oksigen pada keadaan standar
 Entalpi pembakaran standar dilambangkan dengan ∆Hc0 (c = combustion,
pembakaran)
 Reaksi pembakaran sempurna selalu menghasilkan energi
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
27

28.  Adalah perubahan entalpi ketika larutan asam dan larutan basa membentuk
satu mol air
 Entalpi netralisasi standar dilambangkan dengan ∆Hnet0
 Reaksi antara asam dan basa selalu menghasilkan energi sehingga harga entalpi
netralisasi standar selalu negatif
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
28

29.  Adalah perubahan entalpi ketika satu mol zat dilarutkan dalam sejumlah
tertentu pelarut pada keadaan standar
 Entalpi pelarutan standar dilambangkan dengan ∆Hsol0.
 Contoh: NaCl(s) → Na+ (aq) + Cl– (aq) ∆Hsol 0 = +3,9 kJ/mol
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
29

30. Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
30

31.  Untuk penentuan harga perubahan entalpi rekasi kimia terbagi atas 2
perhitungan:
1. Perhitungan entalpi dari calorimeter
2. Perhitungan entalpi reaksi standar berdasarkan data entalpi pembentukan
standar
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
31

32.  Pada pengukuran entalpi reaksi menggunakan calorimeter perubahan
temperature yang terjadi diukur dengan thermometer
 Selama reaksi berlangsung dianggap tidak ada energi panas yang diserap
maupun oleh system ke lingkungan sehingga:
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
32

33.  Jika nilai kapasitas kalor calorimeter sangat kecil, kalor calorimeter dapat
diabaikan sehingga:
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
33

34.  Perubahan entalpi yang terjadi dihitung dengan persamaan:
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
34

35.  Perhitungan entalpi reaksi standar dapat dihitung berdasarkan data entalpi
pembentukan standar dengan persamaan:
 Secara lebih rinci persamaan diatas dituliskan menjadi:
 keterangan:
 np = jumlah zat (mol) hasil reaksi, nr = jumlah zat (mol) pereaksi
Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
35

36. Program Studi Fisioterapi
STIKES Suaka Insan Banjarmasin
36