Materi ajar kimia kelas xi_TERMOKIMIA.pdf

materi ajar termokimia utk kelas 11 SMA

1. TERMOKIMIA
Oleh:YuningsihBudiman,S.T,M.Si

2. STANDAR KOMPETENSI

3. INDIKATOR

4. TUJUAN PEMBELAJARAN

5. Q & A
Gambar 1.
Kegiatan Api Unggun pada pramuka
Saatkayudibakar, dihasilkankalor
sehinggakeadaansekitarnya
menjadipanasdansaatapipadam,
keadaanmenjadinormal kembali
Kemanakahkaloryang dihasilkan
dariproses pembakarankayu?
Apakahkalorituhilang?

6. Salah satu fungsi api unggun adalah untuk menghangatkan badan para peserta kegiatan.
Suasana malam hari yang dingin akan lebih hangat dengan adanya api unggun yang menyala.
Hal tersebut menunjukan panas dari api unggun akan berpindah menuju lingkungan sekitarnya.
Panas tersebut dalam IPA dikenal dengan istilah kalor. Kalor merupakan salah satu bentuk energi.
Kalor ini dapat dideteksi dengan menggunakan indikator suhu zat tersebut, semakin tinggi suhu,
semakin tinggi kalor yang dimiliki benda tersebut
Q & A
Pada hukum termodinamika, dikenal istilah hukum kekekalan energi yang menyatakan energi
tidak dapat diciptakan atau tidak dapat dimusnahkan, energi hanya dapat berubah dari
bentuk yang satu ke bentuk energi yang lainnya.

8. MATERI
PEMBELAJARAN
•Pengertian perubahan Entalpi
•Sistem dan lingkungan
•Jenis reaksi berdasarkan perubahan energi
•Persamaan termokimia
•Diagram tingkat energi

9. BagianilmuKimia yang mempelajarihubunganantarakalor(energipanas) danreaksi
kimiaatauproses yang berhubungandenganreaksikimia.
Dalampraktiknya, Termokimialebihbanyakberhubungandenganpengukurankalor
yang menyertaireaksikimiaatauproses yang berhubungandenganperubahanstruktur
zat, misalnyaperubahanwujudatauperubahanstrukturkristal.
TERMOKIMIA

10. Sistem dan Lingkungan
Reaksi atau proses yang sedang menjadi pusat perhatian kita disebut sistem. Segala sesuatu yang berada
di sekitar sistem, yaitu denganapa sistem tersebut berinteraksi, disebut lingkungan. Selanjutnya, transfer
(pertukaran) energi antara sistem dan lingkungan dapat berupa kalor(q) atau bentuk energi lainnya yang secara
kolektif kita sebut kerja(w).
Sistem terbuka: dapat
mengalami pertukaran materi
dan energi dengan lingkungan.
Sistem tertutup: dapat
mengalami pertukaran energi,
tetapi tidak mengalami
pertukaran materi dengan
lingkungan.
Sistem terisolasi: tidak dapat
mengalami pertukaran materi
dan energi dengan lingkungan.

11. Sistem dan Lingkungan
a.Sistem terbuka b.Sistem tertutup c.Sistem terisolasi

12. ASAS KEKEKALAN ENERGI
HukumTermodinamikaI
“Energitidakdapatdiciptakanataudimusnahkan, tetapidapatdiubahdari
satubentukkebentukyang lain.”
Kayu dan gas LPG menyimpan sejumlah energi, yang disebut energi kimia. Ketika bahan-
bahan tersebut terbakar, sebagian energi kimia yang tersimpan di dalamnya berubah menjadi
kalor. Asas kekekalan energi disebut juga hukum pertama termodinamika.
•Kemampuanuntuk melakukan kerja
Energi

13. Bentuk -Bentuk Energi
Energi
Energikinetik
Energipotensial
EnergiDalam
(E)
Jumlah energi yang
dimiliki oleh suatu zat
atau sistem
Energi kinetikadalah energi yang
terkandung didalam materi yang
bergerak, misalnya air terjun
Energi Potensialadalah energi yang
dikandung dalam suatu materi yang
tidak bergerak, misalnya baterai

14. Perubahan energi dalam yang menyertai reaksi adalah
Δ E =E
2–E
1. Perubahan energi dalam tersebut akan muncul
sebagaikalor dan/atau kerja
perubahan energi dalam ( ΔE), yaitu selisih antara energi-
energi dalam produk (E
P) dengan energi pereaksi (E
R).
E
P= energi dalam produk dan
E
R= energi dalam reaktan atau pereaksi.
Sistem menerima kalor, qbertanda
positif (+).
Sistem membebaskan kalor, q
bertanda negatif (–).
Sistem melakukan kerja, wbertanda
negatif (–).
Sistem menerima kerja, wbertanda
positif (+).
Hal ini terjadi pada reaksi yang menghasilkan gas, sehingga
akan mampu memberikan tekanan (P) yang diakibatkan
karena perubahan volume (ΔV) . Secara matematis
dituliskan:
w= -PΔV

15. Contoh
Sepotong logam magnesium direaksikan dengan asam klorida encer pada sistem terbuka dengan reaksi:
Mg(s) + 2HCl(aq) →MgCl
2(aq) + H
2(g)
pada reaksi tersebut sistem melepas kalor sebesar 200 kJ dan menghasilkan gas yang akan menyebabkan
terjadinya perubahan volume. Sistem juga melakukan kerja sebesar 50 kJ. Perubahan energi dalam (ΔE)
dalam proses tersebut adalah:
ΔE = q + w
q = -200 kJ (karena sistem melepas kalor, maka q bertanda negatif)
w = -50 kJ (karena sistem melakukan kerja)
ΔE = (-200 -50) kJ
= -250 kJ

16. tekanan tetap, ??????V = 0, maka kerja
(w) = 0
jika reaksi berlangsung pada sistem tertutup dengan
volume tetap, Dinyatakan dengan q
V, maka:
jika reaksi berlangsung dalam sistem terbuka dengan
tekanan tetap (tekanan atmosfer), dinyatakan dengan
q
P, maka:
Kalor reaksi yang berlangsung pada tekanan tetap
dikaitkan dengan sifat lain dari sistem, yaitu entalpi
yang dinyatakan dengan lambang (H).
Besaran untuk menyatakan kalor reaksi
yang berlangsung pada tekanan tetap,
yaitu sama dengan perubahan entalpinya.
Karena sebagian besar reaksi berlangsung pada tekanan
tetap, yaitu tekanan atmosfer, maka kalor reaksi biasanya
dinyatakan sebagai perubahan entalpi (Δ H).

17. ∆H= ∆H
akhir–∆H
awal
Entalpi (H) adalah energi kalor yang dilepaskan
atau diserap oleh sistem pada tekanan tetap.
Perubahan Entalpi adalah Perubahanenergiyang
menyertaiperistiwaperubahankimiapada
tekanantetap
Besarnya entalpi sukar diukur, hanya
perubahan entalpi (∆H) yang dapat
ditentukan nilainya.
Perubahan entalpi bergantung pada
keadaan awal dan keadaan akhir sistem.
Pengertian Perubahan Entalpi

18. Reaksi Eksoterm dan Endoterm
Reaksi eksoterm sebagai reaksi yang membebaskan kalor, sedangkan reaksi
endoterm sebagai reaksi yang menyerap kalor.
Reaksiyang
menyerapkalor(H= +)
Reaksiyang
melepaskankalor
(H= -)

19. Entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi. Oleh karena itu, perubahan
entalpinya bertanda negatif.
Diagram tingkat energi untuk reaksi (a) endoterm dan (b) eksoterm.
Perubahan entalpi (Δ H), yaitu selisih antara entalpi produk dengan entalpi
pereaksi (H
P–H
R) bertanda positif.

20. DIAGRAM TINGKAT ENERGI
REAKSI EKSOTERM DAN ENDOTERM

21. Contoh
suatu reaksi tentang proses
pencairan es batu menjadi air dengan
persamaan termokimia sebagai berikut:
Begitu pula seandainya akan dibuat menjadi
diagram tingkat energi pada proses
pembekuan air, berdasar persamaan
termokimia di atas maka diagram tingkat
energi akan menjadi:
(s)
(l)

22. Reaksi Eksoterm dan Endoterm
1. Terjadi perpindahan kalor
dari sistem ke lingkungan.
2. ∆H
hasil reaksi<∆H
pereaksi
3. ∆H<0(negatif)
4. T
2 >T
1
Contoh: fermentasi glukosa
1. Terjadi perpindahan kalor
dari lingkungan ke sistem.
2. ∆H
hasil reaksi>∆H
pereaksi
3. ∆H> 0(positif)
4. T
2 <T
1
Contoh: pelarutan urea dalam air
Reaksi Eksoterm Reaksi Endoterm

23. Persamaan Termokimia
Persamaan termokimiaadalah persamaan reaksi yang mengikutsertakan
perubahan entalpinya. Nilai Hyang dituliskan pada persamaan termokimia disesuaikan
dengan stoikiometri reaksi. Contoh 1 mol air dari gas hidrogen dengan gas oksigen
dibebaskan 286 kJ ( = -286 kJ ).
( Jika koefisien reaksi dikalikan dua, nilai Δ Hreaksi juga harus dikalikan dua).

24. Persamaan Termokimia
a.Persamaan termokimia ditulis dengan menyertakan perubahan entalpi (∆H) dan
fase senyawa atau unsur yang terlibat dalam reaksi kimia, seperti gas (g), padat (s),
cairan murni (l), dan larutan (aq).
b.Apabila arah reaksi kimia dibalik, besar perubahan entalpinya (∆H) sama, tetapi
tandanya berubah.
c. Apabila koefisien-koefisien reaksi kimia dikalikan dengan faktor pengali a, nilai
perubahan entalpi juga dikalikan dengan faktor pengali tersebut.
C
2H
2(g) + 2½O
2(g) →2CO
2(g) + H
2O(g) ∆H= –142 kJ
2CO
2(g) + H
2O(g) →C
2H
2(g) + 2½O
2(g) ∆H= +142 kJ
2C
2H
2(g) + 5O
2(g) →4CO
2(g) + 2H
2O(g) ∆H= –284kJ

25. Terimakasih