termokimia

Termokimia: Materi Kimia Kelas 11

Artikel ini akan membahas tentang pengertian termokimia, persamaan reaksi, rumus, hingga contoh soal dan pembahasannya.

Hi, guys! Kali ini aku akan membahas materi Kimia kelas 11 mengenai Termokimia. Waduh, apa itu Termokimia? Ada hubungannya kah dengan Termodinamika? Nah, di sini aku akan mengajak kamu untuk mengetahui tentang Termokimia dan persamaannya. Tenang aja, buat kamu yang suka banget sama soal-soal, nanti di akhir penjelasan ini juga akan disajikan mengenai contoh soal dan pembahasan mengenai Termokimia. So, tunggu apa lagi? Yuk ah langsung aja kita ke pembahasan pertama!

Apa Itu Termokimia?

Termokimia adalah ilmu yang mempelajari tentang perubahan panas (kalor) suatu zat yang melibatkan proses kimia dan fisika. Yap, buat kamu yang mengira-ngira ada hubungan apa antara termokimia dan termodinamika, ternyata termokimia ini merupakan bagian dari termodinamika lho, guys. Dimana termokimia ini menerapkan hukum pertama termodinamika, yaitu mengenai hukum universal dari kekekalan energi dan perpindahan kalor. Berikut adalah bunyi hukum kekekalan energi:

Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, energi hanya dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk energi lainnya

Contohnya apa sih? Kamu bisa lihat penerapan termodinamika pada proses pembakaran atau dalam proses perubahan energi di dalam tubuh.

termokimia
Contoh termokimia dalam kehidupan sehari-hari (sumber gambar: pixabay.com/12019)

Kalorimeter

Untuk menentukan kalor reaksi, kamu bisa menggunakan alat ukur yang bernama kalorimeter. Kalorimeter merupakan sistem yang dimana tidak ada perpindahan materi dan energi dengan lingkungan di luar kalorimeter tersebut. Nah, kalorimeter ini ada dua jenis, yaitu kalorimeter bom dan sederhana.

Kalorimeter bom adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang dilepaskan saat pembakaran sempurna. Sedangkan, kalorimeter sederhana dapat dibuat dari wadah atau gelas yang sifatnya isolator (tidak menghantarkan panas).

Rumus kalorimeter bom:

qreaksi = – (qkalorimeter + qair)

qkalorimeter = Ckalorimeter x ∆T

Keterangan: Ckalorimeter= kapasitas kalor pada kalorimeter (J°C-1 atau JK-1), dan T = perubahan suhu (°C atau K).

Rumus kalorimeter sederhana:

qreaksi = – (qkalorimeter + qlarutan)

atau

qreaksi = – qlarutan

qreaksi = m x c x ∆T

Keterangan: q = kalor reaksi (J atau KJ), m = massa (g atau kg), c = kalor jenis (J/g°C atau K/kg K), dan T = perubahan suhu (°C atau K).

Persamaan Termokimia

Termokimia melibatkan suatu reaksi kimia, tentu saja kalau ada reaksi kimia berarti ada “reaktan” dan “produk/hasil”. Kamu bisa lihat pada reaksi yang terjadi antara gas metana (CH4) dan molekul oksigen (O2), kemudian akan menghasilkan produk berupa gas karbon dioksida (CO2) dan air (H2O).

persamaan termokimia

Pada reaksi tersebut, bisa kita lihat bahwa bahan bakar bergabung dengan oksigen untuk menghasilkan air dan karbon dioksida. Reaksi itu disebut dengan reaksi pembakaran. Kemudian, ketika bahan bakar (pada reaksi di atas adalah metana) diharapkan dapat melepas panas, maka disebut dengan reaksi eksoterm. Sebaliknya, reaksi yang menyerap panas disebut dengan reaksi endoterm.

Rumus Perubahan Entalpi

Perubahan termokimia erat kaitannya dengan istilah “sistem” dan “lingkungan”. Dimana sistem dianggap sebagai reaktan dan produknya, sedangkan lingkungan adalah segala sesuatu yang di luar reaktan dan produknya. Di sini juga kamu akan mengenal istilah entalpi, yaitu besar energi kimia yang dimiliki suatu zat pada tekanan tetap. Namun, entalpi tidak akan berubah apabila tidak ada energi yang diserap ataupun dilepaskan. Entalpi dinyatakan dengan huruf H (heat content), dengan satuannya yaitu Joule.

Rumus perubahan entalpi (∆H) adalah sebagai berikut:

∆H = Hproduk – Hreaktan

Dengan catatan: 1) Bila ∆H positif, berarti terdapat energi/kalor yang diserap dari lingkungan ke dalam sistem (reaksi endoterm). 2) Sebaliknya, bila ∆H bernilai negatif, berarti terdapat energi/kalor yang dilepas oleh sistem ke lingkungan (reaksi eksoterm).

Ciri-ciri reaksi endoterm yaitu terjadi penurunan suhu yang menyebabkan suhu lingkungan menjadi dingin. Sedangkan, ciri-ciri dari reaksi eksoterm adalah terjadi kenaikan suhu, sehingga suhu lingkungan menjadi panas.

Contoh Soal dan Pembahasan

Setelah memahami materi mengenai termokimia, sekarang kita lanjut ke contoh soal dan pembahasannya yuk! Kamu ikuti langkah-langkahnya ya agar dapat semakin memahami materi ini.

Soal:

Di dalam suatu kalorimeter bom direaksikan 0,16 gram gas metana (CH4) dengan oksigen berlebih, sehingga terjadi reaksi sebagai berikut:

CH4 (g) + 2O2 (g) → CO2 (g) + 2H2O (g)

Ternyata terjadi kenaikan suhu sebesar 1,56°C. Diketahui kapasitas kalor kalorimeter yaitu 958 J/°C, massa air di dalam kalorimeter adalah 1.000 gram dan kalor jenis air 4,18 J/g°C. Tentukan kalor pembakaran gas metana dalam kJ/mol. (Ar C = 12, H = 1).

Jawab:

Kalor yang dilepas selama reaksi sama dengan kalor yang diserap oleh air di dalam kalorimeter dan oleh kalorimeter, sehingga dapat dituliskan rumus sbb:

qreaksi = – (qkalorimeter + qair)

qair = mair x cair x ∆T = 1 x 4,18 J/g°C x 1,56 °C = 6.520 J

qkalorimeter = Ckalorimeter x ∆T = 958 J/°C x 1,56°C = 1.494 J

Maka,

qreaksi = – (qkalorimeter + qair) = – (6.520 + 1.494) J = – 8.014 kJ

Jumlah metana yang dibakar adalah 0,16 gram, sehingga jumlah molnya adalah sbb:

Mol CH4=0,16 gram : 16 g/mol = 0,01 mol

Untuk setiap reaksi pembakaran satu mol CH4 akan dilepaskan kalor sebanyak:

qreaksi = – 8.014 kJ : 0,01 mol = – 801,4 kJ/mol

Sehingga, besarnya H = qreaksi=  – 801,4 kJ/mol.

———-

Demikian pembahasan mengenai termokimia dan persamaannya. Kira-kira sampai sini kamu udah paham belum, guys? Semoga artikel ini bermanfaat untuk kamu ya. Have a nice day, guys!

Baca Juga Artikel Lainnya

Macam-macam Zat, Perubahan Fisika dan Kimia

Sistem Periodik Unsur

Ikatan Kimia dan Jenisnya