Energi biasanya diartikan sebagai kapasitas untuk melakukan pekerjaan. Kimiawan mendefenisikan pekerjaan sebagai perubahan energi terarah yang dihasilkan dari suatu proses. Bentuk-bentuk energi yaitu :
1. Energi Radiasi atau Energi Matahari
Energi ini merupakan sumber energi dan juga energi primer bumi. Energi matahari memanaskan atmosfer dan permukaan bumi, menstimulasi fotosintesis, dan memengaruhi pola iklim global
2. Energi Panas
Energi panas adalah energi yang berkaitan dengan gerakan acak atom dan molekul. Semakin besar gerakan atom dan molekul dalam sampel, maka semakin panas sampel tersebut. Energi panas ini dipengaruhi oleh jumlah molekul.
3. Energi Kimia
Energi kimia adalah energi yang disimpan dalam struktural zat kimianya yang ditentukan oleh jenis atom penyusunnya.
4. Energi Potensial
Energi potensial adalah energi yang dihasilkan berdasarkan posisi suatu benda.
Sumber : Chemistry 12th by Chang and Goldsby
Gambar diatas mengilustrasikan perubahan energi potensial menjadi energi kinetik. Energi-energi tersebut pada prinsipnya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain. Walaupun energi dapat diubah ke bentuk yang lain, para ilmuwan menyimpulkan energi tidak bisa dihancurkan. Prinsip ini dikenal dengan hukum kekekalan energi.
Perubahan Energi Dalam Reaksi Kimia
Panas adalah perpindahan energi panas antara dua benda. Ilmu yang mempelajari perubahan panas dalam reaksi kimia disebut termokimia. Untuk menganalisis perubahan energi dalam reaksi kimia, kita harus tau bahwa sistem ialah segala hal yang mencakup zat, sedangkan lingkungan adalah alam semesta diluar sistem.
Ada 3 jenis sistem. Sistem terbuka adalah sistem yang dapat menukar massa dan energi, seperti air dalam wadah terbuka. Sistem tertutup adalah sistem yang memungkinkan transfer energi panas, bukan massa, seperti air dalam wadah yang tertutup. Sistem terisolasi adalah sistem yang tidak memungkinkan transfer massa maupun energi.
Sumber : Chemistry 12th by Chang and Goldsby
Gambar tersebut merupakan contoh dari (a) sistem terbuka, (b) sistem tertutup, (c) sistem terisolasi.
Reaksi memiliki 2 jenis, yaitu reaksi endotermik (mensuplai energi ke dalam sistem) dan eksotermik (sistem mengeluarkan energi ke lingkungan).
Sumber : Chemistry 12th by Chang and Goldsby
Gambar (a) merupakan contoh dari reaksi eksoterm dan gambar (b) merupakan contoh dari reaksi eksoterm.
Pengantar Termodinamika
Termodinamika memiliki cakupan yang lebih spesifik dibanding termokimia, yang merupakan studi ilmiah tentang interkonversi panas dan jenis energi lainnya. Dalam termodinamika kami mempelajari perubahan keadaan suatu sistem yang meliputi suhu, tekanan, energi, komposisi, dan volume. Keadaan suatu gas dipengaruhi oleh hal-hal tersebut. Perubahan ini dapat dirumuskan dengan volume awal dikurangi volume akhir.
Hukum pertama termodinamika
Hukum pertama termodinamika didasarkan hukum kekekalan energi, hukum ini menyatakan bahwa energi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya, akan tetapi energi tidak dapat diciptakan dan dihancurkan.
Rumus diatas menyatakan bahwa perubahan energi pada sistem selalu sama terhadap perubahan energi pada lingkungan. Hal ini membuktikan hukum kekekalan energi.
Dari persamaan diatas, mengungkapkan bahwa perubahan energi internal adalah jumlah dari pertukaran kalor dengan usaha yang dilakukan oleh lingkungan.
Kerja dan panas
Kerja
Kita telah mengetahui bahwa usaha ialah gaya F dikali jarak d. Dalam termodinamika, pekerjaan memiliki arti arti yang lebih luas yang mencakup pekerjaan mekanis, pekerjaan listrik, dan pekerjaan permukaan (seperti meniup gelembung sabun).
Panas
Untuk menaikkan suhu suatu benda, diperlukan energi, dan untuk menghasilkan energi yang diperlukan tersebut memerlukan suatu proses seperti pembakaran spritus. Hal ini mengilustrasikan bahwa panas terkait dengan proses tertentu.
Kesimpulannya, kerja dan panas bukanlah fungsi keadaan karena bukan properti dari sistem, mereka hanya memanifestasikan dirinya selama proses. Jadi nilainya bergantung pada proses. Berikut adalah perjanjian tanda antara kerja panas.
Entalpi Reaksi Kimia
Apabila reaksi kimia dijalankan dalam volume konstan, maka menggunakan persamaan
Entalpi
Keadaan volume konstan terkadang tidak memungkinkan untuk tercapai, oleh karena itu dibuat persamaan lainnya.
Persamaan diatas ialah persamaan untuk tekanan konstan.
Untuk proses apapun, dalam menentukan entalpi, digunakan persamaan :
Entalpi Reaksi
Entalpi reaksi ialah perubahan entalpi produk dengan entalpi reaktan. Hal ini dirumuskan dengan entalpi produk dikurangi entalpi reaktan.
Persamaan Termokimia
Berikut adalah panduan untuk menulis dan menafsirkan persamaan termokimia :
Dalam menuliskan persamaan termokimia, kita harus menuliskan keadaan fisik semua reaktan dan produk, karena hal ini membantu kita dalam menemukan perubahan entalpi.
Jika ingin mengalikan kedua sisi, harus mengubah entalpi ke faktor yang sama.
Saat membalik persamaan, ubahlah peran reaktan dan produk.
Perbandingan Entalpi Dengan Energi Internal
Cara untuk menghitung perubahan energi internal dalam reaksi gas, yaitu dengan persamaan :
Kalorimeter
Kapasitas Panas dan Panas Spesifik
Spesifik Panas ( s ) suatu zat adalah jumlah panas yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu satu gram zat sebesar 1°C.
Kapasitas Panas ( C ) suatu zat adalah jumlah panas yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu sejumlah zat sebesar 1°C.
Hubungan kapasitas kalor dengan kalor jenis ialah :
C = ms
Persamaan untuk menghitung perubahan panas adalah :
Dan perubahan suhu memiliki persamaan :
Kalorimetri Volume Konstan
Kalorimeter di desain sehingga tidak ada panas yang keluar ke lingkungan sehingga tidak ada panas yang masuk dan keluar selama proses berlangsung dan perubahan panas sistem adalah 0, maka ditulis persamaan :
'rxn' adalah kalor reaksinya.
Kalorimetri tekanan konstan
Alat ini merupakan alat yang sederhana, dan dapat dibuat dengan 2 styrofom.
Sumber : Chemistry 12th by Chang and Goldsby
Gambar diatas merupakan contoh dari alat sederhana tersebut.
Contoh soal :
1. Tentukan perubahan entalpi berikut!
Reaksinya :
Diketahui :
Jawab :
= -822.2 kJ/mol - -1669.8 kJ/mol
= 847.6 kJ/mol
2. Reaksikan suatu zat ke dalam botol kaca. Ia pun meletakkan botol kaca tersebut ke lantai, dan ternyata lantai di bawah botol tersebut dingin. Jelaskan jenis reaksi tersebut!
Jawab:
Reaksi tersebut ialah reaksi endoterm karena sistem menerima energi dari lingkungan.
3. Saat pesta malam, tuan rumah mematikan lilinnya. Ia meniup lilin tersebut dan meletakkan korek api mengelilingi sumbu. Yang mengejutkan semua orang, lilinnya nyala kembali, jelaskan hal tersebut !
Jawab :
Api di sumbu tersebut belum mati sepenuhnya karena hanya ditiup dengan angin. Bisa dikatakan bahwa apinya hanya mengecil dan masih ada percikannya. Api dapat membesar kembali jika mendapat oksigen yang cukup, hal inilah yang menyebabkan sumbu di lilin nyala kembali
Soal
1. Perubahan entalpi jika entalpi produk ialah -350 kJ/mol dan entalpi reaktan ialah
-700 kJ/mol adalah .....
A. 100 kJ/mol
B. 350 kJ/mol
C. 400 kJ/mol
D. 200 kJ/mol
2. Andi merekasikan suatu zat ke dalam botol kaca. Ia meletakkan botol tersebut, dan ternyata lantai di bawah botol tersebut panas, reaksi tersebut adalah reaksi....
A. Endoterm
B. Eksoterm
C. Epiterm
D. Ekoterm
3. Perubahan entalpi jika entalpi produk -230 kJ/mol dan entalpi reaktan -900 kJ/mol adalah....
A. 600 kJ/mol
B. 500 kJ/mol
C. 670 kJ/mol
D. 570 kJ/mol
Percobaan
a. Prosedur Percobaan
1. Masukkan Air ke dalam erlenmeyer
2. Masukkan HCL ke erlenmeyer secara perlahan
3. ukur dan diamati menggunakan termometer
B. Rangkaian
C. Prinsip Kerja
HCL dan Air dicampurkan di dalam erlenmeyer, reaksi ini merupakan reaksi eksoterm yang mengeluarkan panas dan dpat diukur menggunakan termometer
BAHAN PRESENTASI UNTUK MATAKULIAH KIMIA 2020 Nama : Sandy Azizi NIM : 2010952006 Dosen : Dr. Darwison, MT Referensi : 1. Chang, R. and Goldsby, K.A.(2016), Chemistry, Twelfth edition, Mc.Graw-Hill education, Florida State University. 2 Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”, Jilid 1, ISBN: 978-602-9081-10-7, CV Ferila, Padang 3. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”,Jilid 2, ISBN: 978-602-9081-10-8, CV Ferila, Padang 4. Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky, Electronic Devices and Circuit Theory, Pearson, 2013 5. Jimmie J. Cathey, Theory and Problems of Electronic Device and Circuit, McGraw Hill, 2002. 6. Keith Brindley, Starting Electronics, Newness 3rd Edition, 2005 7. Ian R. Sinclair and John Dunton, Practical Electronics Handbook, Newness, 2007. 8. John M. Hughes, Practical Electronics: Components and Techniques, O’Reilly Media, 2016.
Komentar
Posting Komentar