TERMOKIMIA

Pada hampir semua reaksi kimia, selalu ada energi yang diserap atau dikeluarkan, biasanya dalam bentuk energi kalor (panas). Cabang ilmu kimia yang mempelajari perubahan energi kalor pada suatu reaksi kimia disebut termokimia.

A. Hukum Kekekalan Energi

     Perhatikan gambar di bawah:

Dari gambar terlihat bahwa energi listrik dapat diubah menjadi energi panas dan energi cahaya.

Ketika kayu dan minyak tanah dibakar sejumlah kalor dihasilkan. Kalor yang dihasilkan kayu dan minyak tanah mengakibatkan keadaan sekitarnya menjadi panas. Namun ketika api sudah padam, keadaan akan menjadi normal kembali. Kemanakah kalor yang dihasilkan pada proses pembakaran kayu atau minyak tadi?

Hukum kekekalan energi menyatakan:

Jadi kalor yang dihasilkan pada pembakaran kayu dan minyak tanah, bukannya hilang ­­tetapi diserap oleh molekul-molekul udara atau benda-benda lain di sekitarnya dan diubah menjadi bentuk energi lain, misalnya menjadi energi kinetik. Demikian juga halnya dengan sumber kalor yang dihasilkan ketika kayu atau minyak tanah terbakar, bukanlah sesuatu yang tercipta, melainkan hanya perubahan bentuk energi. 

B.   Sistem dan Lingkungan

Secara prinsip, perubahan entalpi disebabkan karena adanya aliran panas dari sistem ke lingkungan atau dari lingkungan ke sisitem. Reaksi atau proses yang sedang menjadi pusat perhatian kita disebut sistem. Sedangkan lingkungan adalah segala sesuatu yang berada di sekitar sistem, yaitu dengan apa sistem itu berinteraksi.

Pada gambar di atas, reaksi antara Mg dengan larutan HCl di dalam sebuah gelas kimia, yang menjadi sistemnya adalah magnesium dan asam klorida, sedangkan lingkungannya adalah udara dan gelas kimia.

Interaksi antara sistem dan lingkungan dapat berupa pertukaran materi dan energi, berkaitan dengan itu sistem dapat dibedakan atas sistem terbuka, sistem tertutup, dan sistem terisolasi.

Sistem	Pertukaran energi	Pertukaran materi	Contoh
Terbuka	Ada	Ada	Gelas terbuka yang berisi air panas
Tertutup	Ada	Tidak ada	Gelas tertutup yang berisi air panas
Terisolasi	Tidak ada	Tidak ada	Termos ideal  yang berisi air panas.

C. Energi Dalam

Setiap zat atau sistem mempunyai sejumlah energi tertentu. Energi yang dimiliki oleh suatu zat atau sistem dapat digolongkan ke dalam energi kinetik atau energi potensial. Energi kinetik adalah energi yang berkaitan dengan gerakan molekul-molekul sitem, sedangkan bentuk energi lain yang tidak berhubungan dengan gerak disebut energi potensial. Jumlah energi yang dimiliki oleh suatu zat atau sistem disebut energi dalam (E).

Kalor reaksi yang berlangsung pada tekanan tetap dikaitkan dengan sifat lain dari sistem, yaitu entalpi yang dinyatakan dengan H. Entalpi juga menyatakan sejumlah energi yang dimiliki sistem. Sama halnya dengan energi dalam, nilai absolut dari dari entalpi tidak dapat diukur, tetapi perubahan entalpi yang menyertai suatu proses dapat ditentukan. Kalor reaksi yang berlangsung pada tekanan tetap sama dengan perubahan entalpi (∆H) sistem.

D. Reaksi Eksoterm dan Endoterm

Jika T₁ > T₀     untuk kembali ke T₀ maka produk akan melepaskan kalor ke lingkungan (eksoterm)

Jika T₁ < T₀    untuk kembali ke T₀ maka lingkungan akan memberi kalor ke sistem endoterm)

Reaksi eksoterm adalah reaksi kimia dengan sistem melepaskan kalor. Pada reaksi eksoterm, suhu campuran reaksi akan naik dan energi potensial dari zat-zat kimia yang bersangkutan akan turun sehingga sistem melepaskan kalor ke lingkunganya.

Reaksi endoterm adalah reaksi kimia yang berlangsung dengan sistem menyerap kalor dari lingkunganya. Pada reaksi ini terjadi kenaikan energi potensial zat-zat yang bereaksi atau terjadi penurunan energi kinetik sehingga suhu sistem turun. Misalnya proses pelarutan urea ke dalam air ditandai dengan suasana dingin pada reaksinya.

Pada reaksi eksoterm sistem membebaskan energi sehingga entalpi sistem akan berkurang, artinya entalpi produk lebih kecil dari pada entalpi pereaksi. Oleh karena itu perubahan entalpi bertanda negatif.

Pada reaksi endoterm sistem menyerap energi sehingga entalpi sistem akan bertambah, artinya entalpi produk lebih besar dari pada entalpi pereaksi. Akibatnya perubahan entalpi bertanda positif.

E.    Diagram Tingkat Energi pada Reaksi Eksoterm dan Endoterm

Pada reaksi endoterm, sistem menyerap energi. Oleh karena itu entalpi sistem akan bertambah, artinya entalpi produk lebih besar dari pada entalpi pereaksi. Akibatnya perubahan entalpi bertanda positif.

Pada reaksi eksoterm sistem membebaskan energi sehingga entalpi sistem akan berkurang, artinya entalpi produk lebih kecil dari entalpi pereaksi. Oleh karena itu perubahan entalpi bertanda negatif.

video penjelasan reaksi eksoterm dan endoterm : 

link video : https://www.youtube.com/watch?v=1jSTUPHDbUg