redesain-navbar Portlet

BelajarPintarV3

Hukum Kekekalan Energi

Hukum Kekekalan Energi menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, tetapi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lain. Hukum kekekalan energi disebut juga hukum pertama termodinamika. Energi juga dapat mengalami perpindahan dari sistem ke lingkungan atau sebaliknya. Sistem merupakan segala hal yang diteliti perubahan energinya. Sedangkan lingkungan merupakan segala sesuatu di luar sistem.

Contoh sistem dan lingkungan dapat diamati pada air teh panas dalam gelas. Air teh panas merupakan sistem, sementara gelas sebagai wadahnya termasuk lingkungan.

Energi terdiri atas berbagai jenis, di antaranya energi kinetik, energi potensial, energi kimia, energi radiasi, dan energi panas. Energi panas (kalor) mengalami perpindahan melalui dua cara :

  1. Kalor berpindah dari sistem ke lingkungan (disebut reaksi eksoterm)
  2. Kalor berpindah dari lingkungan ke sistem (disebut reaksi endoterm).

Untuk penjelasan mengenai berbagai jenis energi, sobat pintar dapat mempelajarinya di materi berikutnya

Jenis-Jenis Energi

Di materi sebelumnya, Sobat Pintar sudah mengetahui sekilas tentang jenis-jenis energi, di materi kali ini akan dijelaskan mengenai jenis-jenis energi tersebut. Berikut penjelasannya:

Energi Kinetik

Energi kinetik adalah energi yang terjadi ketika kita bergerak. Energi ini dimiliki oleh partikel atau benda karena gerakannya. Energi kinetik dibagi menjadi energi kinetik rotasi dan energi kinetik vibrasi.

Energi Potensial

Energi potensial merupakan energi yang disimpan atau belum digunakan. Energi ini dilihat dari posisi sebuah benda. Entitas yang melekat dan aktif disimpan dalam sistem fisik, karena posisi dan struktur di lingkungan, bersama dengan gaya yang diterapkan disebut energi potensial. Nilai massa benda memainkan peran penting dalam menentukan hal itu.

Sebagai contoh, bayangkan seorang pemanah dengan busur dan anak panah siap untuk memulai itu. Ketika panah dibuat siap untuk meluncurkan dan tali busur kencang ditarik kembali, pada posisi itu, tali memiliki energi potensial elastis yang tersimpan di dalamnya. Dalam posisi ini, tali memiliki ‘potensi’ untuk melakukan usaha untuk meluncurkan panah.

Ada berbagai bentuk energi potensial, tergantung pada jenis gaya yang terlibat, seperti :

  • energi gravitasi potensial,
  • energi potensial kimia,
  • energi potensial listrik,
  • energi potensial magnet,
  • dan energi potensial nuklir.

Ketika gaya yang diterapkan pada benda, usaha dilakukan dalam arah tertentu. Usaha ini diwakili dengan memperhatikan energi potensial tubuh, yang dilambangkan dengan tanda negatif, karena energi dapat meningkat atau menurun tergantung pada apakah usaha dilakukan terhadap atau pada arah gaya, masing-masing.

Energi Kimia

Energi listrik merupakan bentuk energi yang ada ketika elektron bergerak dari satu atom ke atom lainnya, dan juga mengontrol proses yang berhubungan dengan kehidupan. Energi kimia dapat diwujudkan dalam bentuk lain seperti panas, cahaya, listrik, dll, dari berbagai sumber.

Energi Cahaya atau Radiasi

Energi cahaya adalah jenis energi radiasi elektromagnetik yang berpindah dalam bentuk gelombang. Energi ini disebarkan oleh gelombang elektromagnetik melalui ruang; misalnya, cahaya yang diterima dari Matahari adalah contoh dari energi radiasi. Spektrum radiasi elektromagnetik sangat luas, dari gelombang radio sampai sinar gamma dengan frekuensi tinggi. Energi yang berasal dari sumber ini berbanding lurus dengan frekuensi gelombang.

Manusia hanya dapat mendeteksi spektrum cahaya tampak dari radiasi elektromagnetik, dan semua panjang gelombang lain tidak terlihat. Mayoritas energi cahaya yang diterima oleh planet kita adalah dalam bentuk sinar matahari.

Energi Kalor

Hal ini dapat dipelajari atau diperkirakan dengan mengukur suhu benda atau zat yang sedang dipertimbangkan. Itu ada karena gerak getaran, rotasi, dan translasi dari benda, bersama dengan energi potensial atom dan molekul. Energi ini merupakan kombinasi dari kedua energi kinetik dan potensial dari benda, dan ditandai oleh aspek penyerapan panas dari atom, molekul, dan partikel sub-atom lainnya. Dalam kasus gas yang terdiri dari atom-atom dari unsur yang sama, maka energi kalor setara dengan seluruh energi kinetik gas tersebut.

Latihan 2

Azas kekekalan energi juga disebut sebagai...

A. Azas Energi

B. Azas Kekekalan Kalor

C. Azas Energi Kalor

D. Azas Termodinamika

E. Hukum Pertama Termodinamika

Latihan 1

Segala hal yang diteliti perubahan energinya adalah....

A. Azas

B. Sistem

C. Energi

D. Termodinamika

E. Kalor

Interaksi Sistem dengan Lingkungan

Interaksi Sistem dengan Lingkungan

Sistem merupakan bagian dari alam semesta yang menjadi perhatian kita. Lingkungan merupakan bagian sisa dari alam semesta yang terdapat diluar sistem. Secara umum terdapat tiga jenis sistem, yaitu sistem terbuka, sistem tertutup, dan sistem terisolasi.

Sistem terbuka, yaitu sistem yang memungkinkan terjadinya perpindahan kalor dan zat (materi) antara sistem dengan lingkungan.

Sistem tertutup, yaitu sistem dimana memungkinkan terjadinya transfer energi (panas) ke lingkungannya, tetapi tidak dapat terjadi pertukaran materi.

Sistem terisolasi, merupakan suatu sistem di mana tidak memungkinkan terjadinya perpindahan kalor dan materi antara sistem dengan lingkungan.

Latihan 3

Jawablah soal berikut ini!

Secangkir kopi panas yang tutupnya dibuka merupakan salah satu contoh dari sistem....

A. terbuka

B. tertutup

C. terisolir

D. terisolasi

E. terbarukan

Latihan 4

Jawablah soal berikut ini!

Di laboratorium larutan HCl direaksikan dengan larutan KOH dalam sebuah tabung reaksi. Sistem dalam percobaan tersebut yaitu....

A. larutan HCl dan larutan KOH

B. laboratorium dan larutan HCl

C. tabung reaksi dan larutan HCl

D. tabung reaksi dan larutan KOH

E. laboratorium dan larutan KOH

Latihan 5

Jawablah soal berikut ini!

Suatu reaksi kimia terjadi dalam kalorimeter, terjadi perubahan suhu dari 20,22oC hingga 23,14oC. Jika kapasitas kalorimeter 8,44 kJ/oC, kalor yang dihasilkan pada reaksi tersebut adalah....

A. 2,89 kJ

B. 5,52 kJ

C. 9,12 kJ

D. 11,36 kJ

E. 24,6 kJ

Entalpi dan Perubahan Entalpi

Setiap zat kimia memiliki energi. Energi ini tersimpan dalam bentuk energi potensial dan dikenal sebagai energi kimia. Besarnya energi yang dimiliki suatu zat disebut dengan entalpi dan dinotasikan dengan H (Heat Content). Harga entalpi suatu zat/sistem tidak dapat ditentukan, yang dapat ditentukan adalah perubahan entalpi yang menyertai suatu proses (proses kimia atau fisika).

Perubahan entalpi adalah selisih antara entalpi akhir (produk) dengan entalpi awal (pereaksi).

Untuk reaksi :

Dengan keterangan:
Hp = entalpi produk
Hr = entalpi reaktan

Apabila reaksi berlangsung pada tekanan tetap dan jenis kerja yang menyertainya hanya kerja ekspansi, maka perubahan entalpi sama dengan jumlah kalor yang diserap atau dibebaskan.


(Gp = kalor reaksi pada tekanan tetap). Jadi, perubahan entalpi adalah besarnya energi (kalor/panas) yang dibebaskan atau diperlukan dari suatu reaksi kimia.

Persamaan Termokimia

Persamaan termokimia adalah persamaan reaksi yang mengikutsertakan perubahan entalpinya. Nilai perubahan entalpi yang dituliskan pada persamaan termokimia disesuaikan dengan stoikiometri reaksi, artinya jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi sama dengan koefisien reaksinya. Selanjutnya wujud atau keadaan zat harus dinyatakan, yaitu dengan membubuhkan indeks (s) untuk zat padat, (l) untuk zat cair, (g) untuk zat gas, dan (aq) untuk larutan.

Contoh:

Atau

Persamaan termokimia meliput reaktan, produk, fasa, dan perubahan entalpi.

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam menuliskan persamaan termokimia adalah:

  1. Koefisien reaksi sudah menyatakan mol
  2. Kalau persamaan reaksi dibalik, kamu tinggal membalik nilai dari (+) menjadi (-), atau sebaliknya
  3. Kalau persamaan reaksi dikalikan, perubahan entalpinya juga harus kamu kalikan dengan x.
  4. Kalau persamaan reaksi dijumlahkan, kamu harus menjumlahkan perubahan entalpinya juga.

Latihan 2

Jumlah energi dari semua bentuk energi yang dimiliki oleh suatu zat atau sistem yang terdiri atas energi dalam dan kerja disebut...

A. Termokimia

B. Sistem dan Lingkungan

C. Reaksi Eksoterm dan Endoterm

D. Entalpi

E. Kalor Jenis

Latihan 1

Persamaan reaksi yang mengikutsertakan perubahan entalpinya adalah...

A. Persamaan Termokimia

B. Termokimia

C. Entalpi

D. Energi Kimia

E. Kalor

Reaksi Eksoterm dan Endoterm

Reaksi Eksoterm dan Endoterm

Berdasarkan perubahan entalpinya, reaksi kimia dibedakan menjadi dua, yaitu reaksi eksoterm dan endoterm.

Reaksi eksoterm : kalor mengalir dari sistem ke lingkungan
Pada reaksi eksoterm, sistem melepas energi. Oleh karena itu, entalpi akan berkurang, artinya entalpi produk (Hr) lebih kecil daripada entalpi pereaksi (Hr). Akibatnya, perubahan entalpi, yaitu selisih antara entalpi produk dengan entalpi pereaksi (Hp–Hr) bertanda negatif


Reaksi endoterm : kalor mengalir dari lingkungan ke sistem
Pada reaksi endoterm, sistem menyerap energi. Oleh karena itu, entalpi akan bertambah, artinya entalpi produk (Hp) lebih besar daripada entalpi pereaksi (Hr). Akibatnya, perubahan entalpi, yaitu selisih antara entalpi produk dengan entalpi pereaksi (Hp–Hr) bertanda positif.


Perubahan entalpi pada reaksi eksoterm dan endoterm dapat dinyatakan dengan diagram tingkat energi, seperti berikut :

Latihan 3

Berikut adalah hal yang perlu diperhatikan dalam menuliskan persamaan termokimia, kecuali....

A. koefisien reaksi sudah menyatakan mol

B. jika persamaan reaksi dibalik, maka nilai entalpi juga dibalik

C. pengaruh konsentrasi juga berpengaruh dalam entalpi

D. jika persamaan reaksi dikalikan, maka nilai entalpi juga dikalikan

E. jika persamaan reaksi dijumlahkan, maka nilai entalpi jika dijumlahkan

Latihan 4

Suatu reaksi kimia digambarkan dengan diagram reaksi berikut.

Reaksi kimia yang terjadi merupakan reaksi....

A. eksoterm, karena = -

B. eksoterm, karena = +

C. eksoterm, karena = 0

D. endoterm, karena = -

E. endoterm, karena = +

Latihan 5

Salah satu ciri reaksi eksoterm adalah....

A. terjadi penurunan suhu

B. perubahan entalpi positif

C. reaksi memerlukan kalor

D. berlangsung tidak spontan

E. terjadi perpindahan kalor dari sistem ke lingkungan

Jenis-jenis Perubahan Entalpi

Jenis-jenis Perubahan Entalpi

  • Perubahan Entalpi Pembentukan Standar
    Perubahan entalpi yang terjadi pada pembentukan 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya pada suhu dan tekanan standar (25oC, 1 atm).
    Contoh:
  • Perubahan Entalpi Penguraian Standar
    Perubahan entalpi yang terjadi pada penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar. Perubahan entalpi yang terjadi pada penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar.
    Contoh:
  • Perubahan Entalpi Pembakaran Standar
    Perubahan entalpi yang terjadi pada pembakaran 1 mol suatu zat secara sempurna pada keadaan standar.
    Contoh:
  • Perubahan Entalpi Netralisasi Standar
    Perubahan entalpi yang terjadi pada penetralan 1 mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam pada keadaan standar.
    Contoh:
  • Perubahan Entalpi Penguapan Standar
    Perubahan entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar.
    Contoh:
  • Perubahan Entalpi Peleburan Standar
    Perubahan entalpi yang terjadi pada pencairan / peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada keadaan standar.
    Contoh:
  • Perubahan Entalpi Pelarutan Standar
    Perubahan entalpi yang terjadi ketika 1 mol zat melarut dalam suatu pelarut (umumnya air) pada keadaan standar.

Penentuan Perubahan Entalpi Reaksi

Penentuan Perubahan Entalpi Reaksi

  • Penentuan perubahan entalpi reaksi menggunakan cara Kalorimetri
    Kalorimetri adalah cara penentuan energi kalor reaksi dengan kalorimeter.
    Kalorimeter adalah sistem terisolasi, sehingga semua energi yang dibutuhkan atau dibebaskan tetap berada dalam kalorimeter. Dengan mengukur perubahan suhu, kita dapat menentukan jumlah energi kalor reaksi dan entalpi reaksi:

  • Penentuan perubahan entalpi reaksi menggunakan Hukum Hess
    Pada tahun 1840, G.H. Hess melakukan penelitian bahwa perubahan entalpi reaksi yang tidak dapat ditentukan dengan cara kalorimeter dapat ditentukan dengan perhitungan.
    Hukum Hess berbunyi bahwa perubahan entalpi reaksi hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir, tidak bergantung pada jalannya reaksi.
    Untuk menentukan besarnya perubahan entalpi reaksi harus menjumlahkan persamaan dari perubahan entalpi masing-masing reaksi.
    Dapat digambarkan secara skematis:
  • Menentukan perubahan entalpi Reaksi berdasarkan Data Energi Ikatan
    Pada molekul diatom, energi ikatan disebut juga energi disosiasi, dilambangkan dengan D (dissociation). Energi ikatan didefinisikan sebagai jumlah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan 1 mol suatu molekul dalam wujud gas pada suhu dan tekanan yang tetap.
    Untuk memutuskan ikatan diperlukan energi. Sebaliknya, untuk membentuk ikatan dilepaskan energi. Selisih energi pemutusan dan pembentukan ikatan menyatakan perubahan entalpi reaksi tersebut, yang dirumuskan sebagai berikut:

Latihan 1

"Perubahan entalpi reaksi hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir, tidak bergantung pada jalannya reaksi" merupakan definisi dari hukum...

A. hukum Hess

B. hukum Faraday I

C. hukum Faraday II

D. hukum Newton I

E. hukum Newton II

Latihan 2

Perubahan entalpi yang terjadi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi fase gas pada keadaan standar. adalah definisi dari ....

A. entalpi pembentukan standar

B. entalpi pembakaran standar

C. entalpi penguraian standar

D. entalpi penguapan standar

E. entropi

Latihan 3

Jawablah soal berikut ini!

Persamaan termokimia berikut ini merupakan perubahan entalpi pembentukan standar, kecuali....

A. C(s) + 2Cl2(g) --> CCl4(l), delta Hf = -134 kJ

B. Ca(s) + Cl2(g) --> CaCl2(s), delta Hf = -795,8 kJ

C. C6H12O6(s) + 6O2(g) --> 6CO2(g) + H2O(g), delta Hc = -2803 kJ

D. Na(s) + 1/2H2(g) + C(s) + 3/2O2(g) --> NaHCO3(s), delta Hf = -947,7 kJ

E. Zn(s) + 1/2O2(g) --> ZnO(s), delta Hf = -348 kJ

Latihan 4

Jawablah soal berikut ini!

Diagram tingkat energi pembentukan gas SO3 sebagai berikut:

Nilai perubahan entalpi kedua pada diagram tersebut adalah....

A. 790,4 kJ

B. 593,8 kJ

C. 196,6 kJ

D. -196,6 kJ

E. -593,8 kJ

Latihan 5

Data energi ikatan :

C - C = 349 kJ/mol
C - O = 361 kJ/mol
C - H = 416 kJ/mol
O - H = 466 kJ/mol

Maka, energi pengikatan dari etanol adalah ....

 

A. 1,59 x 103 kJ/mol

B. 2,01 x 103 kJ/mol

C. 2,84 x 103 kJ/mol

D. 3,26 x 103 kJ/mol

E. 4,01 x 103 kJ/mol

Peta Belajar Bersama

Sobat, ini nih, ada Peta Belajar Bersama Kimia di bab kedua.

Yuk, mulai belajar bersama!

redesain-navbar Portlet