yang benar, serta menentukan setiap penyimpangan yang terjadi. Berikut merupakan tahap-tahap penting dalam proses pembentukan
nilai yang diharapkan menghasilkan nilai yang dimaksud, yaitu:
83
1 Tahap pemantapan nilai, tahap ini dimulai dari pengenalan nilai dalam berbagai alternatif serta konsekuensinya, sampai pada
pemilihan nilai secara bebas, kemudian dinyatakan melalui pengambilan keputusan.
2 Tahap pengukuhan keputusan, yang dimulai dari pengambilan keputusan, dilanjutkan dengan rangkaian usaha mengamankan
keputusan sampai pada mempertanggungjawabkannya secara terbuka.
3 Tahap penerapan nilai pilihan, yang dimulai dari kesiapan menghadapi berbagai konsekuensi yang dilanjutkan dengan usaha
nyata dalam membela dan mempertahankan sampai pada keterlibatan dalam mengamalkan keputusan.
5. Konsep Termokimia
a. Energi, Entalpi dan Perubahan Entalpi suatu Reaksi Kimia Energi merupakan konsep yang abstrak sehingga lebih sulit
dipahami daripada zat, karena energi hanya dapat dirasakan namun tidak dapat dilihat. Kita hanya dapat mempelajari pengaruh energi
pada suatu objek. Energi dapat berubah menjadi bermacam-macam bentuk,
seperti panas, listrik, gerak, gravitasi, dan sebagainya. Salah satu bentuk energi yang berhubungan dengan ilmu kimia adalah perubahan
energi menjadi panas, karena hampir semua reaksi kimia berhubungan dengan panas. Misalnya, reaksi pembakaran minyak tanah dalam
kompor minyak tanah akan menghasilkan energi panaskalor sehingga dapat digunakan untuk memasak, reaksi pembakaran bensin
83
Mega Iswari, Op.Cit.,
h. 41-42
menghasilkan energi panaskalor yang sebagian besar diubah menjadi energi gerak.
Reaksi kimia hampir selalu disertai oleh perubahan energi panaskalor. Oleh karena itu dikenal istilah termokimia yang
merupakan ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas reaksi yang terlibat dalam suatu reaksi kimia.
Pada pembakaran, kita dapat melihat perubahan energi yang disebabkan oleh reaksi yang sangat cepat antara senyawa kimia di
dalam bahan bakar dengan oksigen yang berasal dari atmosfer. Terdapat keadaan baru solid, liquid, atau gas, warna baru dan
senyawa baru, tetapi hampir semua perubahan dalam reaksi tersebut melibatkan perpindahan energi sebagai cahaya dan panas pada
lingkungan. Semua kehidupan di bumi tergantung pada perpindahan energi dalam reaksi kimia. Proses respirasi yang terjadi pada manusia
telah mengubah energi yang tersimpan dalam makanan menjadi kalor. Tanaman membutuhkan energi dari matahari untuk memproduksi
karbohidrat melalui peristiwa fotosintesis. Sedangkan binatanghewan memperoleh energi dari hasil reaksi oksidasi pada makanan yang
mereka makan. Entalpi adalah sejumlah energi yang dimiliki sistem pada
tekanan tetap. Perubahan entalpi adalah kalor reaksi pada suatu reaksi yang terjadi pada tekanan tetap.
b. Hukum Kekekalan Energi Energi yang terdapat dalam minyak tanah dapat diubah
menjadi bentuk energi yang lain, yaitu energi kalor yang dapat digunakan untuk memasak. Energi yang terdapat dalam bensin juga
dapat diubah menjadi energi panas yang digunakan untuk menjalankan atau menggerakan kendaraan, begitu juga energi yang tersimpan dalam
makanan dapat diubah menjadi energi kalor pada waktu terjadinya reaksi pembakaran glukosa dalam tubuh, dan lain-lain. Dengan
demikian, sebenarnya energi yang tersimpan baik dalam minyak tanah,
bensin, makanan, dan lain-lain tidak pernah musnah, akan tetapi hanya berubah bentuk menjadi energi yang lain. Konsep ini dikenal sebagai
azashukum kekekalan energi yang menyatakan bahwa“energi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan, tetapi hanya dapat diubah dari
bentuk energi yang satu ke bentuk energi yang lain”. Jadi kalor yang menyertai suatu reaksi hanyalah perubahan bentuk energi. Hukum
kekekalan energi merupakan hukum termodinamika 1. Sebenarnya kita tidak dapat menentukan secara pasti nilai
energi E yang terdapat dalam suatu materi, akan tetapi hanya perubahan energinya E saja yang dapat ditentukan. Dengan
demikian besarnya E tidak bergantung pada jalannya proses, tetapi bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir. Dengan kata lain,
energi merupakan sebuah fungsi keadaan. E = E
akhir
- E
awal
c. Sistem dan Lingkungan Pada pembahasan mengenai perubahan energi dalam reaksi
kimia, dikenal istilah sistem dan lingkungan. Salah satu bukti kebesaran Allah SWT adalah adanya alam semesta beserta isinya,
diantaranya matahari sebagai pusat tata surya yang selalu menyinari bumi. Pada saat matahari melepaskan energi panas yang dipancarkan
ke bumi, maka sebagian sinar akan melewati lapisan atmosfer kemudian diserap oleh bumi dan sebagian lagi akan di pantulkan oleh
lapisan atmosfir tersebut. Dari analogi tersebut dapat digambarkan bahwa bumi merupakan sistem, lapisan atmosfer merupakan pembatas,
sedangkan matahari dan sekitarnya merupakan lingkungan. Contoh sistem dan lingkungan dapat juga ditemui dalam suatu larutan teh,
dimana air teh merupakan sistem, gelas merupakan pembatas, udara serta segala sesuatu di luar sistem merupakan lingkungan.
Berdasarkan contoh di atas, maka dapat didefenisikan bahwa sistem adalah bagian dari alam semesta di mana terjadi perubahan
energi atau sesuatu yang menjadi pusat perhatian atau segala sesuatu
yang sedang diamati. Lingkungan adalah segala sesuatu dari alam semesta yang berada di luar sistem. Sedangkan pembatas adalah
pemisah antara sistem dan lingkungan. Interaksi antara sistem dan lingkungan dapat berupa
pertukaran materi atau pertukaran energi. Berkaitan dengan itu, maka sistem dibedakan menjadi tiga, yaitu sistem terbuka, sistem tertutup,
dan sistem terisolasi. Sistem terbuka yakni jika antara sistem dan lingkungan dapat
mengalami pertukaran materi dan energi. Pertukaran materi artinya ada hasil reaksi yang dapat meninggalkan sistem wadah reaksi, misalnya
gas, atau ada sesuatu dari lingkungan yang dapat memasuki sistem, contoh: air panas dalam gelas tanpa penutup. Sistem pada gambar 1
tergolong sistem terbuka. Sistem tertutup yakni jika antara sistem dan lingkungan hanya terjadi pertukaran energi, contoh: air panas dalam
gelas tertutup. Kemudian sistem terisolasi, tidak terjadi pertukaran materi maupun energi dengan lingkungannya. Contoh: air panas dalam
termos yang telah dimodifikasi.
Gambar 1. a. Sistem Terbuka, b. Tertutup dan c. Terisolasi d. Reaksi Eksoterm dan Endoterm
Salah satu ciri makhluk hidup adalah bernapas. Manusia bernapas dengan paru-paru melalui proses pertukaran oksigen dan
karbondioksida. Oksigen yang masuk, kemudian dialirkan ke molekul- molekul khusus dalam darah yang dinamakan dengan hemoglobin,
yang membawa oksigen ke otot-otot yang memerlukan. Kemudian oksigen bereaksi dengan molekul-molekul makanan, sehingga terjadi
reaksi pembakaran di dalam tubuh yang menghasilkan karbon dioksida dan energi yang kita butuhkan. Oleh karena itu, setelah makan
biasanya suhu tubuh akan menjadi hangat. Reaksi pembakaran yang terjadi di dalam tubuh merupakan reaksi pembakaran glukosa yang
melepaskan kalor. Reaksi yang terjadi adalah:
C
6
H
12
O
6s
+ 6O
2g
→ 6CO
2g
+ 6H
2
O
l
Dengan demikian, proses respirasi telah mengubah energi yang tersimpan dalam makanan menjadi kalor. Peristiwa yang terjadi
diatas merupakan contoh dari reaksi eksoterm. Sehingga dapat didefinisikan bahwa reaksi eksoterm merupakan reaksi yang
melepaskan kalor dari sistem ke lingkungan, dimana kalor dalam sistem berkurang, dengan demikian suhu sistem akan mengalami
penurunan, sehingga nilai H
reaksinya
negatif -. Sedangkan suhu lingkungan bertambah.
Contoh lain dari reaksi eksoterm adalah proses pembakaran di dalam tubuh yang terjadi pada saat berolahraga dengan
mengeluarkan energi panas berupa keringat. Tumbuh-tumbuhan
merupakan makhluk
hidup yang
membutuhkan panas matahari, air dari tanah, dan karbondioksida dari atmosfer untuk melakukan proses fotosintesis yang dapat membangun
tangkai, batang, daun dan akar. Peristiwa proses fotosintesis di atas merupakan contoh dari reaksi endoterm. Sehingga reaksi endoterm
merupakan reaksi yang menyerap kalor dari lingkungan ke sistem, dimana kalor dalam sistem bertambah, dengan demikian sistem
mengalami kenaikan suhu, sehingga nilai H
reaksinya
positif +.Sedangkan lingkungan mengalami penurunan suhu.
Gambar 2. Proses fotosintesis pada tumbuhan dengan bantuan sinar matahari menyerap kalor yang berupa panassinar matahari
merupakan reaksi endoterm. Contoh lain dari reaksi endoterm adalah pembuatan api
unggun di daerah pegunungan yang berfungsi untuk menghangatkan tubuh melalui penyerapan energi panas oleh tubuh.
e. Perubahan Entalpi Molar Standar H
o
Perubahan entalpi molar standar H
o
adalah suatu perubahan entalpi 1 mol zat yang diukur pada kondisi standar, yakni
pada suhu 25
o
C 298 K dan tekanan 1 atmosfer. f. Macam-macam Perubahan Entalpi
1 Perubahan entalpi pembentukan standar H
o f
menyatakan perubahan entalpi pada pembentukan 1 mol senyawa dari unsur-
unsurnya pada kondisi standar, baik senyawa maupun unsur berada pada kondisi standar. Sebagai contoh, H
o f
untuk pembentukan 1 mol karbon dioksida CO
2
dari C grafit dan oksigen adalah –
393,5 kJ mol
-1
yang merupakan es kering yang dapat menyublin dari padatan menjadi gas pada tekanan atmosfer.
C + O
2
CO
2
H = –393,5 kJmol 2 Perubahan entalpi penguraian standar H
o d
menyatakan perubahan entalpi pada penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-
unsurnya pada kondisi standar, baik senyawa maupun unsur berada
pada kondisi standar pula. Contoh, reaksi penguraian 1 mol molekul air yang merupakan kebutuhan yang paling utama bagi
semua makhluk hidup, dengan persamaan reaksi sebagai berikut: H
2
O
l
H
2g
+ 12O
2g
H = +286 kJmol 3 Perubahan entalpi pembakaran standar H
o c
menyatakan perubahan entalpi pada pembakaran habis sempurna 1 mol
senyawa pada kondisi standar. Contoh, reaksi pembakaran 1 mol gas metana CH
4
yang dapat digunakan sebagai penerangan dan memasak, dengan persamaan reaksi sebagai berikut:
CH
4g
+ 2O
2g
CO
2g
+ 2H
2
O
g
H = –802 kJmol g. Cara Menghitung Perubahan Entalpi H
1 Menggunakan Data Percobaan dengan Kalorimeter Sederhana Kalorimeter sederhana adalah salah satu alat yang dapat
digunakan untuk menentukan H reaksi melalui pengukuran kalor reaksi. Dalam perhitungan dengan menggunakan alat kalorimeter
sederhana, digunakan kapasitas kalor. Rumus yang digunakan adalah:
q = C x T, dimana C = m x c, maka:
q
reaksi
= m x c x T
Keterangan: m = massa zat gram
c = kalor jenis jg
-1o
C
-1
T = Perubahan suhu
o
C C = Kapasitas kalor J
o
C
-1
2 Menggunakan Data Entalpi Pembentukan Standar ΔH°
f
Kalor suatu reaksi juga dapat ditentukan dari data entalpi pembentukan
ΔH°
f
zat-zat pereaksi dan zat-zat hasil reaksi, yaitu dengan rumus:
ΔH
reaksi
= Σ ΔH°
f produk
– Σ ΔH°
f reaktan
3 Berdasarkan Hukum Hess Pada tahun 1840, ahli Kimia Jerman, Germain Henry
Hess, memanipulasi persamaan termokimia untuk menghitung ΔH
dalam sebuah hukum yang disebut hukum Hess atau hukum penjumlahan kalor. Ia menyatakan bahwa “Jika suatu reaksi
berlangsung dalam dua tahap reaksi atau lebih, maka perubahan entalpi untuk reaksi tersebut sama dengan jumlah perubahan
entalpi dari semua tahapan”. Hukum Hess berbunyi: “Entalpi reaksi tidak tergantung pada jalan reaksi melainkan tergantung
pada awal dan hasil akhir reaksi”. Hukum Hess dapat digunakan untuk menentukan kalor reaksi yang tidak dapat diketahui secara
langsung. 4 Berdasarkan Data Energi Ikatan
Reaksi kimia terjadi karena pemutusan ikatan lama dan pembentukan ikatan baru. Pada pemutusan ikatan diperlukan
energi reaksi endoterm sedangkan pada pembentukan ikatan dibebaskan energi reaksi eksoterm. Reaksi kimia merupakan
proses pemutusan dan pembentukan ikatan. Proses ini selalu disertai perubahan energi. Energi yang dibutuhkan untuk
memutuskan 1 mol ikatan kimia dalam suatu molekul gas menjadi atom-atomnya dalam fase gas disebut energi ikatan. Contoh, pada
penguraian 1 mol amonia yang digunakan sebagai penyubur tanah pertanian menjadi atom-atomnya diperlukan energi kalor sebesar
1.172,7 kJ. Persamaan reaksinya adalah: NH
3g
N
g
+ 3H
g
H = +1.172,7 kJmol Rumus untuk menghitung perubahan entalpi
ΔH dengan menggunakan data energi ikatan dapat dituliskan sebagai berikut:
ΔH
reaksi
= Σ energi pemutusan ikatan – Σ energi pembentukan
ikatan atau
ΔH
reaksi
= Σ energi ikatan di kiri – Σ energi ikatan di kanan
6. Nilai-nilai dalam Konsep Termokimia
