TERMOKIMIA

Untuk memasak makanan diperlukan energi panas. Energi panas ini dapat diperoleh dari pembakaran bahan bakar gas, minyak tanah, atau kayu bakar. Untuk menjalankan mesin-mesin di pabrik dan alat transportasi juga diperlukan energi yang diperoleh dari bahan bakar. Bahan bakar merupakan salah satu contoh sumber energi panas. Energi yang terkandung dalam suatu zat disebut entalpi dengan lambang H. Setiap reaksi kimia selalu disertai perubahan entalpi (H). Pada reaksi kimia energi yang dilepaskan maupun diserap berbentuk kalor. Kalor dapat berpindah dari system ke lingkungan atau dari lingkungan ke sistem. Pada bab ini akan diuraikan tentang sistem dan lingkungan, perubahan entalpi, penentuan  H reaksi, dan dampak pembakaran bahan bakar terhadap lingkungan.

           A.Sistem dan Lingkungan

Matahari adalah ciptaan Tuhan yang merupakan sumber energi bagi alam semesta baik berupa energi panas maupun energi cahaya. Tumbuhan hijau menyerap cahaya matahari dan mengubah zat-zat pada daun menjadi karbohidrat melalui fotosintesis. Karbohidrat merupakan sumber energi bagi makhluk hidup. Peristiwa ini merupakan salah satu contoh hukum kekekalan energi yaitu energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, energi dapat diubah dari suatu bentuk energi menjadi bentuk yang lain.

Peristiwa lain yang menunjukkan hukum kekekalan energi pada kimia, misalnya batu baterai dapat menyalakan lampu senter. Pada batu baterai reaksi kimia yang terjadi menghasilkan energi listrik, kemudian energi listrik berubah menjadi energi cahaya. Pada proses-proses tersebut tidak ada energi yang hilang tetapi energi berubah ke bentuk energi lain. Terjadinya perpindahan energi pada sistem dan lingkungan dapat digambarkan seperti Gambar 3.1.

Pada Gambar 3.1(a), bahan bakar bereaksi dengan gas oksigen di udara dan menimbulkan panas di sekelilingnya. Pada proses ini terjadi perpindahan energi dari sistem ke lingkungan. Pada Gambar 3.1(b), daun yang berklorofil berfungsi sebagai sistem akan menyerap sinar matahari dan CO2 dari lingkungan, karbon dioksida bereaksi dengan air membentuk karbohidrat dan gas oksigen dalam proses fotosintesis. Pada proses ini terjadi perpindahan energi dari lingkungan ke sistem. Berdasarkan ini maka sistem adalah segala sesuatu yang dipelajari perubahan energinya, sedangkan lingkungan adalah segala yang berada di sekeliling sistem. Dalam ilmu kimia, sistem adalah sejumlah zat yang bereaksi, sedangkan lingkungan adalah segala sesuatu di luar zat-zat tersebut misalnya tabung reaksi.

Jenis-Jenis perubahan Entalpi 

Perubahan entepi Pengatoman Standar

Entalpi Pengatoman Standar adalah perubahan entalpi yang terjadi pada pengubahan 1 mol suatu senyawa menjadi atom-atomnya dalam bentuk gas pada keadaan standar.

Entalpi pengatoman gas metana / CH4 = +1,662 kJ/mol persamaan termokimianya ditulis :

CH4(g) -> 2 C(s) + 4 H(g) ; dHs = +1,662 kJ/mol

- Entalpi Pelarutan Standar dHs⁰

Entalpi pelarutan standar, subskrip s berarti pelarutan / solubility adalah perubahan entalpi yang terjadi pada pelarutan 1 mol suatu zat dalam suatu pelarutan diukur pada keadaan standar.

NaOH_(s) ?NaOH_(aq) ; dH^o_s = -23 kj/mol

- Perubahan Entalpi Netralisasi dHn⁰

Perubahan entalpi netralisasi adalah perubahan entalpi yang terjadi pada saat reaksi antara asam dengan basa baik tiap mol asam atau tiap mol basa.

b. Perubahan Entalpi Penguraian Standar 􀀨Hd􀁲

Perubahan entalpi penguraian standar merupakan kebalikan dari perubahan entalpi pembentukan.

􀀨Hd􀁲 suatu zat adalah perubahan entalpi yang terjadi pada reaksi penguraian 1 mol zat menjadi unsur-unsur pada keadaan standar.

Contoh:

H2O(l)  H2(g) + 1

2 O2(g) Hd = +285,8 kJ mol–1

CO2(g)  C(s) + O2(g) Hd = +393,5 kJ mol–1

Marquis de Laplace dari Prancis dalam penelitiannya menemukan bahwa jumlah kalor yang dibebaskan pada pembentukan senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnya. Pernyataan ini dikenal sebagai Hukum Laplace.

D. Kalor Pembakaran

Bensin, minyak tanah, solar, dan LPG merupakan bahan bakar yang banyak digunakan, sebab dari proses pembakarannya menghasikan energi yang cukup besar. Selain bahan bakar dari minyak bumi telah dipikirkan pula bahan bakar alternatif sebab minyak bumi termasuk sumber daya alam yang tidak dapat diperbarui. Bahan bakar alternatif misalnya alkohol dan gas hidrogen. Alkohol sudah banyak digunakan sebagai bahan bakar kendaraan. Di Brazil kendaraan

hampir 50% menggunakan bahan bakar campuran 95% alkohol dan 5% air. Kalor pembakaran didefinisikan sebagai berikut. Kalor pembakaran adalah kalor yang dibebaskan apabila 1 mol bahan bakar terbakar dengan sempurna dalam oksigen berlebihan.

Contoh:

CH4(g) + 2 O2(g) 􀂀􀁰 CO2(g) + 2 H2O(l) 􀀨H = -889 kJ

C3H8(g) + 5 O2(g) 􀂀􀁰 3 CO2(g) + 4 H2O(l) 􀀨H = -1364 kJ

Selain energi panas, pembakaran ada juga yang menghasilkan energi bunyi dan energi cahaya, seperti kembang api dan petasan. Kalor pembakaran beberapa bahan bakar dapat dilihat pada Tabel 3.3.Tabel 3.3 Harga kalor pembakaran beberapa bahan bakar.

 SEMOGA BERMANFAAT 'Terima Kasih'