C. Hukum dalam termokimia
Dalam mempelajari reaksi kimia dan energi kita perlu memahami hukum- hukum yang mendasari tentang perubahan dan energi.
Hukum kekekalan energi Dalam perubahan kimia atau fisika energi tidak dapat diciptakan atau
dimusnahkan, energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Hukum ini merupakan hukum termodinamika pertama dan
menjadi dasar pengembangan hukum tentang energi selanjutnya, seperti konversi energi.
Hukum Laplace Hukum ini diajukan oleh Marquis de Laplace dan dia menyatakan bahwa
jumlah kalor yang dilepaskan dalam pembentukan sebuah senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang dibutuhkan untuk
menguraikan senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnya. Panjabaran dari hukum ini untuk entalphi reaksi ΔH dan kalor reaksi;
C + O2 → CO2 ΔH = -94 Kkal CO2 → C + O2 ΔH = +94 Kkal
Sedangkan untuk kalor reaksi, C + O2 → CO2 -94 Kkal
CO2 → C + O2 +94 Kkal Untuk reaksi pertama, unsur C bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan
karbondioksida dan kalor sebesar 94 Kkal. Sedangkan reaksi kedua karbondioksida terurai menjadi unsur C dan gas oksigen dengan
membutuhkan kalor sebesar 94 Kkal. Dari sisi tanda, tampak jelas perbedaan antara entalphi reaksi dengan kalor
reaksi, jika entalphi bernilai positif maka kalor reaksi bernilai negatif, demikian pula sebaliknya jika entalphi negatif maka kalor reaksi positif.
Hukum Hess Hukum ini diajukan oleh Germain Hess, dia menyatakan bahwa entalphi
reaksi ΔH hanya tergantung pada keadaan awal reaksi dan hasil reaksi dan tidak bergantung pada jalannya reaksi.
Jika suatu reaksi merupakan penjumlahan aljabar dari dua atau lebih reaksi, maka perubahan entalphi ΔH atau kalor reaksinya juga
merupakan penjumlahan aljabar dari ΔH yang menyertai reaksi.
D. Energi ikatan
Pada dasarnya reaksi kimia terdiri dari dua proses, yaitu pemutusan ikatan antar atom-atom dari senyawa yang bereaksi proses yang memerlukan
energi dan penggabungan ikatan kembali dari atom-atom yang terlibat reaksi sehingga membentuk susunan baru proses yang membebaskan
energi.
Perubahan entalpi reaksi dapat dihitung dengan menggunakan data energi ikatan. Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan
ikatan oleh satu molekul gas menjadi atom-atom dalam keadaan gas.
Harga energi ikatan selalu positif, dengan satuan kJ atau kkal, serta diukur pada kondisi zat-zat berwujud gas.
Entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga energi ikatan rata-rata sering berbeda dari entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga entalpi
pembentukan standar. Perbedaan ini terjadi karena energi ikatan yang terdapat dalam suatu tabel adalah energi ikatan rata-rata. Energi ikatan C –
H dalam contoh di atas bukan ikatan C – H dalam CH4, melainkan energi ikatan rata-rata C – H.
CH4g CH3g + Hg H = +424 kJmol CH3g CH2g + Hg H = +480 kJmol
CH2g CHg + Hg H = +425 kJmol CHg Cg + Hg H = +335 kJmol
Jadi, energi ikatan rata-rata dari ikatan C – H adalah 416 kJmol. Sedangkan energi ikatan C – H yang dipakai di atas adalah +413 kJmol.
Bahan Bakar dan Perubahan Entalpi Reaksi pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen. Biasanya reaksi semacam ini digunakan untuk
menghasilkan energi. Bahan bakar adalah merupakan suatu senyawa yang bila dilakukan pembakaran terhadapnya dihasilkan kalor yang dapat
dimanfaatkan untuk berbagai keperluan.
Jenis bahan bakar yang banyak kita kenal adalah bahan bakar fosil. Bahan bakar fosil berasal dari pelapukan sisa organisme, baik tumbuhan maupun
hewan yang memerlukan waktu ribuan sampai jutaan tahun, contohnya minyak bumi dan batu bara.
Namun selain bahan bakar fosil dewasa ini telah dikembangkan pula bahan bakar jenis lain, misalnya alkohol dan hidrogen. Hidrogen cair
dengan oksigen cair bersama-sama telah digunakan pada pesawat ulang- alik sebagai bahan bakar roket pendorongnya. Pembakaran hidrogen tidak
memberi dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air.
Matahari adalah umber energi terbesar di bumi, tetapi penggunaan energi surya belum komersial. Dewasa ini penggunaan energi surya yang
komersial adalah untuk pemanas air rumah tangga solar water heater. Nilai kalor dari bahan bakar umumnya dinyatakan dalam satuan kJgram,
yang menyatakan berapa kJ kalor yang dapat dihasilkan dari pembakaran 1 gram bahan bakar tersebut.
Contoh : nilai kalor bahan bakar bensin adalah 48 kJg, artinya setiap pembakaran sempurna 1 gram bensin akan dihasilkan kalor sebesar 48 kJ.
Pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan atau dalam industri umumnya tidak terbakar sempurna. Pembakaran sempurna senyawa
hidrokarbon bahan bakar fosil membentuk karbon dioksida dan uap air.
Sedangkan pembakaran tidak sempurnanya menghasilkan karbon monoksida dan uap air. Pembakaran tak sempurna mengurangi efisiensi
bahan bakar, kalor yang dihasilkan akan lebih sedikit dibandingkan apabila zat itu terbakar sempurna. Kerugian lainnya adalah dihasilkannya gas
karbon monoksida CO yang bersifat racun.
E. Kalor Reaksi