Perubahan Energi dalam Reaksi Kimia

Perubahan Energi dalam Reaksi Kimia

Seringkali perubahan energy yang berlangsung selama reaksi kimia memiliki sisi praktis yang sama seperti hubungan massa.Sebagai contoh,reaksi pembakaran yang melibatkan bahan bakar seperti gas alam dan minyak bumi dilakukan sehari-hari lebih untuk memanfaatkan eergi termal yang dihasilkannya daripada untuk memanfaatkan jumlah produknya,yatu air dan karbon diksida.

Hampir semua reaksi kimia menyerap atau menghasilkan (melepaskan) energy,umumnya dalam bentuk kalor.Penting bila kita untuk memahami perbedaan antara energy termal dan kalor.Kalor(heat) adalah perpindahan energi termal antara dua benda yang suhunya berbeda.Kita sering mengatakan aliran kalor” dari benda panas kbenda ingin.Walaupun “kalor” itu sering mengandung arti pindahan energy,kita biasanya menyebut “kalor diserap” atau “kalor dibebaskan” ketika menggambarkan perubahan energy yang terjadi sama proses tersebut.Ilmu yang mempelajari perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia disebut termokimia(thermochemistry).

Untuk menganalisis perubahan energy yang berkaitan dengan reaksi kimia kita pertama-tama harus mendefinisikan system (system),atau bagian tertentu dari alam yang menjadi perhatian kita.Untuk kimiawan,system biasanya mencakup zat-zat yang terlibat dalam perubahan kimia dan fisika.Sebagai contoh,dalam suatu percobaan penetralan asam-basa,sistem dapat berupa gelas  kimia yang mengandung 50 mL HCl yang ke dalamnya diambahkan 50 mL larutan NaOH.Sisa alam yang berada luar system lingkungan(surrounding)

Terdapat tiga jenis system.Sistem terbuka (open system)dapat mempertukarkan massa dan energy (biasanya dalam bentuk kalor) dengan lingkungannya.Sebagai contoh,system terbuka dapat terdiri dari sejumlah air dalam wadah terbuka,seperti pada gambar 6.1a . Jika kita tutup botol itu,seperti pada gambar 6.1b , sedemikian rupa sehingga tidak ada uap air yang dapat lepas dari atau mengembun ke wadah,maka kita menciptakan system tertutup (closed system) yang memungkinkan perpindahan energy (kalor) tetapi bukan massanya.Dengan menempatkan air dalam wadah yang disekat seluruhnya,maka kita membuat system terisolasi (isolated system),yang tidak memungkinkan perpindahan massa maupun energi seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6.1c.

Pembakaran gas asetilena (C₂H₂) dalam oksigen adalah satu dari banyak reaksi kimia yang sudah dikenal yang melepaskan sejumlah enegi yang cukup besar

2C₂H_2(g) + 5O_2(g) à4CO_2(g) + 2H₂O_(l) + energy

Pada kasus ini kita menyebut campuran reaksi (asetilena,oksigen,karbon dioksida,dan air)sebagai system dan alam sisanya sebagai lingkungan.Karena energy tidak dapat diciptakan aau dimusnahkan,setiap energi yang hilang dari system harus diterima oleh lingkungannya.Jadi,kalor yang dihasilkan oleh proses pembakaran dipindahkan dari system ke lingkungannya.Setiap proses yang melepaskan kalor(yaitu,perpindahan energy termal ke lingkungan)disebut proses eksotermik( exothermic rocess)(ekso-ialah awalan yang berarti “ke luar” ) Gambar 6.3a menunjukkan perubahan energy pada pembakaran gas asetilena.

Sekarang perhatikan reaksi lain,penguraian merkuri(II) oksida (HgO) pada suhu tinggi

Energy + 2HgO_(s) à 2Hg_(l) + O_2(g)

Ini merupakan contoh proses endotermik (endhotermic process)(endo-adalah awalan yang berarti “ke dalam”),di mana kalor harus disalurkan ke system (yaitu,HgO) oleh lingkungan (Gambar 6.3b)

Dari gambar 6.3 Lo bisa liat bahwa dalam reaksi eksotermik energy total produk lebih kecil daripada energy total reaktan.Perbedaan dalam energy tersebut adalah kalor yang disalurkan oleh system ke lingkungan.Yang sebaliknya terjadi pada reaksi endotermik.Disini,perbedaan antara energi produk dan reaktan sama dengan kalor yang disalurkan ke sistem oleh lingkungan.