KIMIA DASAR PERTEMUAN KE 4

TERMOKIMIA

Termokimia merupakan bagian dari ilmu kimia yang mempelajari reaksi-reaksi kimia beserta perubahan kalor yang menyertainya. Kalor adalah bentuk energi yang berhubungan dengan perbedaan temperatur atau suhu tetapi kalor tidak sama dengan suhu. sebagai ilustrasi perhatikan contoh berikut :

misalnya kita memanaskan dua panci air, kedua panci mempunyai suhu yang sama yakni 25⁰C dan kita panaskan hingga keduanya bersuhu 75⁰C. Panci pertama berisi 1 liter air sedangkan panci kedua berisi 2 liter air. Dari peristiwa ini dapat dikatakan bahwa perubahan temperatur kedua benda sama yakni 75⁰C - 25⁰C = 50⁰C. Namun, kalor air dalam panci kedua dua kali lebih besar dari air dalam panci pertama, karena jumlah airnya 2 kali lebih banyak. Jadi selain dipengaruhi oleh temperatur, kalor juga dipengaruhi oleh kapasitas kalor benda.

5.1. Kalor

Kalor adalah sebagai energi yang dipindahkan karena perbedaan suhu. Energi sebagai kalor mengalir dari benda yang lebih panas (suhu lebih tinggi) ke benda yang lebih dingin(suhu lebih rendah).

 
KAPASITAS KALOR suatu zat adalah masukan energi yang diperlukan untuk menaikkan temperaturnya sebesar 1 ⁰C. Kapasitas kalor tergantung pada jumlah zat.

           ∆T = T_f – T_i      dimana T_f    adalah suhu akhir, dan suhu awal adalah T_i   

           Dalam perhitungan yang lain energi kalor adalah hukum kekekalan energi. Dlm interaksi antara benda-benda atau zat-zat , energi total tetap sama. Contoh  dalam pertukaran energi kalor di antara timbal (q_timbal) dan air  (q_air ) jumlah total energi kalor harus nol.

     q_timbal + q_air  = 0         atau   q_timbal =- q_air          

              jadi kedua suhu harus sama besar dan tanda nya berlawanan. Kalor yang dilepas kan oleh satu benda harus  diterima benda lain.

_{Kalor Reaksi adalah banyaknya energi kalor. diberi lambang qrxn . Ketika proses metabolisme  sukrosa (gula tebu) berlangsung dalam tubuh , terjadilah deret reaksi kimia yang rumit dan konversi energi. Seperti hasil pembakaran sempurna sukrosa  yaitu menghasilkan CO2(g) dan H2O(c).}

    _{C12 H22 O11(p) +12 O2(g)                12 CO2(g) +11 H2O(c)}

 _{Pada laboratorium penentuan kalor reaksi dilakukan dengan alat kalorimeter. Pada percobaan di laboratorium, penetuan kalorimeter bom yaitu pereaksi dan hasil reaksinya. Pada reaksi ini memerlukan tiga kalor yaitu, qrxn , qair dan  q kalorimeter . Maka persamaannya menjadi:}

    _{qrxn + qair +  q kalorimeter = 0 atau}

    _{qrxn = - (qair + q kalorimeter)}

           

    contoh soal

    1. Pembakaran  1,010g sukrosa C₁₂ H₂₂ O₁₁ dalam   kalorimeter bom , menyebabkan suhu air

        meningkat dari 24,92 menjadi 28,33^oC,  Kalorimeter berisi  980 g air dan kapasitas kalor

        kalorimeter 785 J/^oC.

        a. Berapakah kalor pembakaran sukrosa  dinyatakan dalam KJ/C₁₂ H₂₂ O₁₁ ?

        b. Berapakah kalori, apabila satu sendok teh gula pasir mengandung ( 4,98 g) ?

 Hitung masing-masing q_air dan q _kalorimeter secara terpisah, karena 1 kal = 4,184 J kalor    

 jenis air ditulis sebagai 4,184 J (gH₂O)^{-1 0}C^-1

             q_{air =}  980,0 g H₂O x 4,184J     x (28,33-24,92)⁰C = 1,40 x10⁴ J

                                                    gH₂O ⁰C^-

 

            q_kalorimeter = 785J   N  X (28,33-24,92)⁰C= 2,68 x 10³J= 0,27 x 10⁴J

                                         ⁰C

       sekarang hitung q_rxn    untuk 1,010 g

       q_{rxn = -} (q_air + q _kalorimeter)

        =- (1,40 x10⁴ J+ 0,27 x 10⁴J)= -1,67 x 10⁴ J

       Per gram C₁₂ H₂₂ O₁₁

       q_{rxn =}    -1,67 x 10⁴ J            = -1,65 x 10⁴ J/ g C₁₂ H₂₂ O₁₁  = -16,5 kJ/ g C₁₂ H₂₂ O₁₁

                 1,010 g C₁₂ H₂₂ O₁₁

      q _rxn =  -16,5  kJ        x  342 g  C₁₂ H₂₂ O₁₁     = -5,643 x 10³ kJ/mol C₁₂ H₂₂ O₁₁

                  C₁₂ H₂₂ O₁₁          1 mol C₁₂ H₂₂ O₁₁

b. Salah satu kuantitas kalor yg di hitung pada bagian adalah kalor pembakaran per gram sukrosa

    yg diperlukan adalah kalor pembakaran 4,8 g(satu sendok teh)sukrosa sehingga perlu   

    mengubah hasil tersebut menjadi kkal.

    jumlah kkal=  -16,5  kJ    x  4,8 g C₁₂ H₂₂ O₁₁   x 1 kkal  = -19kkal

                           C₁₂ H₂₂ O₁₁                                             4,184 k

2.Perubahan asam benzoat sering digunakan dilaboratorium untuk menentukan kapasitas kalor dari kalorimeter bom yang digunakan jika pembakaran 1,000g contoh asam benzoat   (C₇ H₆ O₂) menyebabkan suhu air naik sebanyak 4,96⁰C, ketika kalorimeter bom berisi 1085g air, berapakah kapasitas kalor dari kalorimeter?(buku pedoman mencantumkan kalor pembakaran asam benzoat sebesar-26,42kJ/g)

Jawab:   q _rxn = -26,42kJ=-2,642 x 10⁴J

                      =-[(1085 g air x  4,184 J  x 4,96⁰C) + (kapasitas kalor x 4,96⁰C)]=  -2,642 x 10⁴                                                                Jg air ⁰C

                       =  -2,25 x10⁴ J - kapasitas kalor x  4,96⁰C= -2,642 x 10⁴ J

           kapasitas kalor  = -2,25 x10⁴ J+ 2,642 x 10⁴ J

                                                     4,96⁰C

                                     =  7,9 x 10² J/⁰C