Materi Termokimia

1. DIANA ANDRIANI MM., MT 1
KIMIA DASAR
III. TERMOKIMIA

2. 2
Termokimia
Penerapan hukum pertama
termodinamika terhadap peristiwa
kimia disebut termokimia yang
membahas perubahan kalor yang
menyertai suatu reaksi kimia.

3. 3
Energi
Setiap sistem atau zat mempunyai energi
yang tersimpan di dalamnya. Energi
dibedakan menjadi 2 yaitu, energi kinetik
dan energi potensial :
1. Energi kinetik adalah energi yang
terdapat didalam materi yang bergerak.
2. Energi potensial adalah energi yang
terdapat pada materi yang tidak
bergerak.

4. 4
Bentuk Energi
Beberapa bentuk energi yang dikenal, yaitu
energi kalor, energi kimia, energi listrik,
energi cahaya, energi bunyi dan energi
mekanik.
Hukum kekekalan energi : energi tidak
dapat diciptakan atau dimusnahkan.
Artinya, suatu bentuk energi dapat diubah
menjadi bentuk energi lain, tetapi tidak
pernah ada energi yang hilang atau
bertambah.

5. 5
Entalpi (H)
Entalpi atau kalor adalah jumlah dari semua
bentuk energi dalam suatu zat, dinyatakan
dengan H. Misalnya entalpi untuk uap air
ditulis H H2O(g).
Entalpi akan tetap konstan selama tidak ada
energi yang masuk atau keluar dari zat.
Besarnya entalpi tidak dapat ditentukan.

6. 6
Perubahan Entalpi (ΔH)
Perubahan entalpi (∆H) adalah
perubahan kalor yang terjadi pada
suatu rekasi kimia. ∆H merupakan
selisih antara entalpi produk (HP) dan
entalpi reaktan (HR).
Rumus :
∆H = HP - HR

7. 7
Ketentuan Entalpi (H) dan
Perubahan Entalpi (ΔH)
Jika H produk lebih kecil daripada H reaktan maka
akan terjadi pembebasan kalor. Harga ∆H negatif
atau lebih kecil daripada nol.
2H2 + O2  2H2O + kalor
2H2 + O2  2H2O ∆H = -
Jika H produk lebih besar daripada H reaktan maka
akan terjadi penyerapan kalor. Harga ∆H positif atau
lebih besar daripada nol.
2H2O + kalor  2H2 + O2
2H2O  2H2 + O2 - kalor
2H2O  2H2 + O2 ∆H = +

8. 8
Reaksi Eksoterm dan Reaksi
Endoterm
Reaksi eksoterm adalah reaksi yang
melepaskan kalor dari sistem ke lingkungan
sehingga kalor dari sistem akan berkurang.
Tanda reaksi eksoterm ∆H = -
Reaksi endoterm adalah reaksi yang
menyerap kalor dari lingkungan ke sistem
sehingga kalor dari sistem akan bertambah.
Tanda reaksi endoterm ∆H = +

9. 9
Gambar 1. Reaksi Eksoterm
dan Reaksi Endoterm

10. 10
Gambar 2. Diagram Tingkat
Reaksi

11. 11
Perubahan Entalpi Standar (∆H˚)
Perubahan entalpi reaksi yang diukur pada
temperatur 298 K dan tekanan 1 atmosfer
disepakati sebagai perubahan entalpi standar.
Persamaan Termokimia.
Persamaan termokimia adalah persamaan reaksi
yang dilengkapi dengan harga perubahan entalpi
(∆H). Persamaan termokimia selain menyatakan
jumlah mol reaktan dan jumlah mol produk, juga
menyatakan jumlah kalor yang dibebaskan atau
diserap pada reaksi itu dalam satuan kJ atau dalam
molar kJ/mol.

12. 12
Contoh Soal
Persamaan Termokimia
1. Reaksi 1 mol gas metana dengan 2 mol
gas oksigen membebaskan kalor sebesar
802,3 kJ pada temperatur 298 K dan
tekanan 1 atm. Tentukan persamaan
termokimianya!
2. Rekasi karbon dan gas hidrogen
membentuk 1 mol C2H2 pada temperatur
25° dan tekanan 1 atm membutuhkan
kalor 226,7 kJ/mol. Tentukan persamaan
termokimianya!

13. 13
Jenis-jenis Perubahan Entalpi
Standar (∆H˚)
1. Perubahan entalpi pembentukan standar
(ΔH˚f = standard entalphy of
formation).
2. Perubahan entalpi penguraian standar
(ΔH˚d = standard entalphy of
decomposition).
3. Perubahan entalpi pembakaran standar
(ΔH˚c = standard entalphy of
combustion).
4. Perubahan entalpi pelarutan standar
(ΔH˚s = standard entalphy of
solubility).

14. 14
Perubahan Entalpi Pembentukan Standar
(ΔH˚f)
Perubahan entalpi pembentukan standar adalah
perubahan entalpi pada pembentukan 1 mol
senyawa dari unsur-unsurnya pada keadaan
standar. (temperatur 298, tekanan 1 atm).
1. Perubahan entalpi pembentukan gas CO2 adalah
– 393,5 kJ/mol. Tentukan persamaan
termokimianya!
2. Perubahan entalpi H2O (l) adalah -285,8 kJ/mol.
Tentukan persamaan termokiamianya!

15. 15
Perubahan Entalpi Penguraian Standar
(ΔH˚d)
Perubahan entalpi penguraian standar
adalah perubahan entalpi pada penguraian
1 mol senyawa menjadi unsur-unsurnya
pada keadaan standar.
1. Perubahan entalpi penguraian gas NO
adalah – 90,4 kJ/mol. Tentukan
persamaan termokimianya!
2. Perubahan entalpi penguraian H2O(l)
adalah + 285,8 kJ/mol. Tentukan
persamaan termokimianya!

16. 16
Perubahan Entalpi Pembakaran
Standar (ΔH˚c)
Perubahan pembakaran standar adalah
perubahan entalpi pada pembakaran
sempurna 1 mol unsur atau senyawa dalam
keadaan standar.
1. Perubahan entalpi pembakaran gas CH4
adalah -802 kJ/mol. Tentukan
persamaan termokimianya!
2. Perubahan entalpi pembakaran CH3OH(l)
adalah -638 kJ/mol. Tentukan
persamaan termokimianya!

17. 17
Perubahan Entalpi Pelarutan Standar
(ΔH˚s)
Perubahan entalpi pelarutan standar
adalah perubahan entapi pada
pelarutan 1 mol zat menjadi larutan
encer.
Contoh :
1. NaOH(s) -------- NaOH(aq)
2. NaCl(s) -------- NaCl(aq)
+H2O(l)
+H2O(l)

18. 18
Menentukan Harga Perubahan Entalpi
1. Menentukan harga perubahan entalpi dengan
kalorimeter.
Kalorimeter adalah suatu alat untuk mengukur jumlah
kalor yang diserap atau dibebaskan sistem.
Keterangan :
Q = kalor yang diserap atau dikeluarkan
m = massa zat
∆t = perubahan temperatur
c = kalor jenis
Q = m.c.∆t

19. 19
Contoh Soal
Dalam kalorimeter terdapat zat yang
bereaksi secara eksotermik dan
ternyata 0,5 kg air yang
mengelilinginya sebagai pelarut
mengalami kenaikan temperatur
sebesar 3˚C. Kalor jenis air = 4,2
J/gram ˚C. Berapa kalor reaksi zat
yang bereaksi itu?

20. 20
Menentukan Harga Perubahan Entalpi
2. Menentukan harga perubahan entalpi
dengan menggunakan hukum Hess.
Hukum Hess “ perubahan entalpi reaksi
hanya tergantung keadaan awal dan
keadaan akhir sistem yang tidak
tergantung pada jalannya reaksi.
Kegunaan hukum Hess ialah untuk
menghitung ∆H yang sukar diperoleh
melalui percobaan.

21. 21
Contoh Soal
Ada 2 cara untuk memperoleh gas CO2 yaitu :
1. Cara langsung.
C(s) + O2(g)  CO2(g) ∆H = -393,5 kJ
2. Cara tidak langsung.
C + ½O2  CO ∆H = -110,5 kJ
CO + ½O2  CO2 ∆H = -283,0 kJ +
C + O2  CO2 ∆H = -393,5 kJ

22. 22
Gambar 3. Reaksi Pembentukan Gas CO2
C + O2 CO2
CO + ½O2
∆H3 = -393,5kJ
∆H1 = -110,5kJ ∆H2 = -283,5kJ

23. 23
Gambar 4. Diagram Tingkat Reaksi
Pembentukan Gas CO2
H
0 keadaan awal
∆H1 = -110,5 kJ
-110,5
∆H3 = -393,5 kJ
∆H2 = -283kJ
keadaan akhir
-393,5
CO2
C + O2
CO + ½O2

24. 24
Menentukan Harga Perubahan Entalpi
3. Menetukan harga perubahan entalpi
dengan menggunakan entalpi
pembentukan.
a PQ + b RS  c PS + d QR
reaktan produk
∆H = (c. ∆H˚f PS + d. ∆H˚f QR) –
(a. ∆H˚f PQ + b. ∆H˚f RS)
∆H = ∑ ∆H˚f (produk) - ∑ ∆H˚f (produk)

25. 25
Soal 1
Tentukan entalpi pembakaran gas
etana, jika diketahui :
∆H˚f C2H6 (g) = - 84,7 kJ/mol-1
∆H˚f CO2 (g) = -393,5 kJ/mol-1
∆H˚f H2O (l) = -285,8 kJ/mol-1

26. 26
Soal 2
Tulislah persamaan termokimianya :
a. Entalpi pembakaran C2H5OH(l) =
-1.234,7 kJ/mol-1
b. Entalpi pembentukan NH4Cl =
-317,1 kJ/mol-1

27. 27
Soal 3
Pada penguraian 1 mol gas amonia
diperlukan kalor sebesar 46,2 kJ/mol-1
a. Tulis persamaan termokimianya.
b. Berapa harga ∆H pembentukan gas
amonia?
c. Pembentukan amonia tergolong
reaksi eksoterm atau endoterm?
d. Buatlah diagram tingkat energi
untuk penguraian gas amonia.

28. 28
Soal 4
Diketahui :
∆H˚f CO2 (g) = -393,5 kJ/mol-1
∆H˚f H2O (l) = -285,8 kJ/mol-1
∆H˚f C3H8 (g) = -103,8 kJ/mol-1
 Tentukan perubahan entalpi pembakaran
C3H8 (g) membentuk gas CO2 dan air!
 Tentukan jumlah kalor yang dibebaskan
pada pembakaran sempurna 4,4 gram
C3H8 (g)

29. 29
Soal 5
Diketahui reaksi-reaksi sebagai berikut :
C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O ∆H= -2.820 kJ/mol-1
C2H5OH + 3O2  2CO2 + 3H2O ∆H= -1.380 kJ/mol-1
Hitunglah perubahan entalpi untuk reaksi fermentasi glukosa
C6H12O6 ------- 2C2H5OH + 2CO2
fermen

30. 30
Tabel 1. Daftar ΔHºf Pembentukan Standar
Senyawa

31. 31
Energi Ikatan
Energi ikatan adalah energi yang
diperlukan untuk memutuskan ikatan
kimia dalam 1 mol senyawa berwujud
gas menjadi atom-atom gas pada
keadaan standar.
Energi ikatan diberi simbol D dan
dinyatakan dalam satuan kJ/mol.

32. 32
Contoh Soal 1
Tentukan energi ikatan dari :
1. Reaksi penguraian Cl2(g).
2. Reaksi penguraian HBr(g).
Catatan :
Atom adalah partikel terkecil materi yang
tidak dapat dibagi.
Unsur adalah bentuk materi yang tidak dapat
disederhanakan lagi dengan reaksi kimia.

33. 33
Energi Ikatan Rata-rata
Untuk molekul yang terdiri dari tiga
atau lebih atom maka digunakan
istilah energi ikatan rata-rata.
Cara menghitung energi ikatan rata-
rata yaitu dengan menggunakan
entalpi pembentukan standar dan
entalpi atomisasi standar.

34. 34
Contoh Soal 2
Diketahui data-data sbb :
ΔH˚f CH4(g) = -78,8 kJ/mol
ΔH˚f atom C(g) = +718,4 kJ/mol
ΔH˚f atom H(g) = 217,9 kJ/mol
Hitunglah energi ikatan C-H dalam
molekul metana.

35. 35
ΔH Reaksi Berdasarkan Energi Ikatan
Reaksi kimia terjadi karena ada pemutusan
ikatan dan pembentukan ikatan. Ikatan-
ikatan pada reaktan akan putus dan terjadi
ikatan baru pada produk. Oleh karena itu,
perubahan entalpi dapat dicari dari selisih ΔH
pemutusan ikatan dan ΔH pembentukan
ikatan.
ΔH = ΔH pemutusan ikatan – ΔH pembentukan ikatan

36. 36
Contoh Soal 3
Dengan menggunakan tabel energi ikatan,
hitunglah energi yang dibebaskan pada
pembakaran 1 mol gas etana (C2H6)!
Catatan :
Pada pemutusan ikatan diperlukan energi (ΔH
= +).
Pada pembentukan ikatan dilepaskan energi
(ΔH = -)

37. 37
Tabel 2. Energi Ikatan Rata-rata