Sistem dan Lingkungan Entalpi dan Perubahannya

LISTRIK untuk SMP KEGIATAN PEMBELAJARAN 3: REAKSI EKSOTERM DAN REAKSI ENDOTERM KELOMPOK KOMPETENSI C Modul Guru Pembelajar Mata Pelajaran Kimia SMA 63

2. Sistem dan Lingkungan

Secara prinsip, perubahan entalpi disebabkan adanya aliran panas dari sistem ke lingkungan, atau sebaliknya. Apakah yang disebut sistem dan lingkungan? Secara umum, sistem didefinisiskan sebagai bagian dari semesta yangmerupakan fokus kajian dan lingkungan adalah segala sesuatu di luar sistem yang bukan kajian. Dalam reaksi kimia, Anda dapat mendefinisikan sistem. Misalnya pereaksi dinyatakan sebagai sistem, maka selain pereaksi disebut lingkungan, seperti pelarut, hasil reaksi, tabung reaksi, udara disekitarnya, dan segala sesuatu selain pereaksi. Jadi sistem adalah segala sesuatu yang dipelajari pertukaran energinya. Lingkungan adalah bagian lainnya yang dapat mempengaruhi sistem. Antara sistem dan lingkungan dapat terjadi pertukaran materi dan energi. Berdasarkan pertukarannya dapat dibedakan 3 macam sistem: a. Sistem terbuka dimana terjadi pertukaran materi dan energi dengan lingkungannya. b. Contoh: Campuran zat-zat dalam gelas kimia. c. Sistem tertutup dimana terjadi pertukaran energi dengan lingkungannya . d. Contoh: Sejumlah gas dalam silinder yang dilengkapi penghisap dapat dipelajari hubungan suhu, tekanan, dan volume gas. e. Sistem tersekat dimana tidak terjadi pertukaran materi dan energi dengan lingkungannya. Sistem mempunyai energi yang tetap, walaupun di dalamnya dapat terjadi pengubahan energi dari satu bentuk ke bentuk lain. f. Contoh: Air panas yang disimpan dalam termos . PPPPTK IPA Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud KEGIATAN PEMBELAJARAN 3: REAKSI EKSOTERM DAN REAKSI ENDOTERM KELOMPOK KOMPETENSI C 64 Gambar 3.1 a. Sistem terbuka, b. Sistem tertutup, c. Sistem Tersekat Sistem mempunyai energi yang tetap, walaupun di dalamnya dapat terjadi pengubahan energi dari satu bentuk ke bentuk lain.

3. Entalpi dan Perubahannya

Setiap materi mengandung energi yang disebut energi dalam U. Besarnya energi ini tidak dapat diukur, yang dapat diukur hanyalah perubahannya. Mengapa energi dalam tidak dapat diukur? Materi bergerak dengan kecepatan sebesar kuadrat kecepatan cahaya sesuai persamaan Einstein E = mc2. Perubahan energi dalam ditentukan oleh keadaan akhir dan keadaan awal ΔU = Uakhir – Uawal. Perubahan energi dalaminternal dalam bentuk panas dinamakan kalor. Kalor adalah energi panas yang ditransfer mengalir dari satu materi ke materi lain. Jika tidak ada energi yang ditransfer, tidak dapat dikatakan bahwa materi mengandung kalor. Dengan demikian kalor dapat diukur jika ada aliran energi dari satu materi ke materi lain. Besarnya kalor ini, ditentukan oleh selisih keadaan akhir dan keadaan awal. Contoh: Air panas dalam termos. Kita tidak dapat mengatakan bahwa air dalam termos mengandung banyak kalor sebab panas yang terkandung dalam air termos bukan kalor, tetapi energi dalam. Jika terjadi perpindahan panas dari air dalam LISTRIK untuk SMP KEGIATAN PEMBELAJARAN 3: REAKSI EKSOTERM DAN REAKSI ENDOTERM KELOMPOK KOMPETENSI C Modul Guru Pembelajar Mata Pelajaran Kimia SMA 65 termos ke lingkungan sekitarnya atau dicampur dengan air dingin maka akan ada perpindahan energi dalam bentuk kalor. Besarnya kalor ini diukur berdasarkan perbedaan suhu dan dihitung menggunakan persamaan berikut. Keterangan: Q = kalor m = massa zat c = kalor jenis zat Δ T = selisih suhu Jika proses perubahan terjadi pada tekanan tetap, misalnya dalam wadah terbuka tekanan atmosfer maka kalor yang terbentuk dinamakan perubahan entalpi ΔH. Entalpi dilambangkan dengan H berasal dari kata ‘Heat of Content’. Dengan demi kian, perubahan entalpi adalah kalor yang terjadi pada tekanan tetap, atau Δ H = Q P Qp menyatakan kalor yang diukur pada tekanan tetap. Entalpi sama seperti temperatur adalah fungsi keadaan. Karena itu dengan cara bagaimanapun keadaan satu ke yang lain akan terjadi, perubahan energi akhir atau perubahan entalpi akhir adalah sama. Bila hal ini tak benar, maka mungkin saja untuk bergerak dari keadaan 1 ke keadaan 2 melalui satu jalan yang memerlukan pemasukan sejumlah energi tertentu kemudian kembali dari keadaan 2 ke 1 melalui jalan lain yang mengeluarkan energi yang Iebih besar. Bila hal ini mungkin, tentunya akan dilakukan ulangan putaran ini terus menerus sehingga tiap kali ada energi yang dapat disimpan. Kita akan dapat menemukan mesin pergerakan yang abadi, suatu alat yang menghasilkan energi. Tetapi karena hukum kekekalan energi telah menjadi suatu kenyataan, maka pergerakan yang abadi semacam ini tak mungkin malah Kantor Paten U.S.A. menolak mengeluarkan paten semacam ini kecuali penemunya dapat memberikan model alatnya. Pengukuran kalor reaksi umumnya dilakukan pada udara terbuka dengan tekanan yang dapat dianggap tetap, maka dalam kimia kebanyakan dipakai entalpi = ∆H. Q = m c Δ T PPPPTK IPA Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud KEGIATAN PEMBELAJARAN 3: REAKSI EKSOTERM DAN REAKSI ENDOTERM KELOMPOK KOMPETENSI C 66 Entalpi adalah ukuran dari jumlah energi total yang dikandung oleh suatu sistem. Energi yang di simpan dalam suatu zat tidak diketahui jumlahnya. Perubahan entalpi ialah perubahan energi total suatu sistem pada tekanan tetap. Contoh : a Entalpi kayu lebih kecil daripada entalpi arang karena kayu bila dibakar menghasilkan panas lebih sedikit dari pada arang. b Entalpi 1 liter premium entalpi 1 liter bensin super 98 sebab premium bila dibakar menghasilkan panas lebih sedikit daripada bensin super. Contoh : kayu + x kkal arang Rumus :  H reaksi = H arang - H kayu Karena H kayu H arang Maka  H reaksi 0 berarti reaksi endoterm Kesimpulan : .Menurut perjanjian : Entalpi suatu unsur pada keadaan standar sama dengan nol. Misal :  Hf N 2 = 0 ;  Hf Fe = 0

4. Reaksi Eksoterm dan Endoterm