Persamaan Termokimia

Persamaan Termokimia

Pada suhu 0^o dan tekanan 1 atm,es meleleh membentuk air yang cair.hasil pengukuran menunjukkan bahwa untuk setiap mol s yang diubah menjadi cair ada keadaan ini.Sejumlah 6,01 kilojoule (kJ) energy diserap oleh system (es).Karena ∆H bernilai positif,perubahan ini merupakan proses endotermik,seperti yang diharapkan untuk pelelehan es yang menyerap energy.Persamaan untuk perubahan fisika ini adalah

H₂O_(s) à H₂O_(l)                       ∆H= 6,01 kJ

Sebagai contoh lain,perhatikan pembakaran metana (CH₄),komponen utama gas alam :

CH_4(g) + 2O_2(g) à CO_2(g) + 2H₂O_(l)                         ∆H = - 890,4 kJ

Dari pengalaman kita mengetahui bahwa pembakaran gas alam melepaskan kalor ke lingkungannya,sehingga prosesnya eksotermik dan ∆H harus bernilai negative.

Persamaan untuk pelelehan s dan pembakaran metana adalah contoh-contoh persamaan termokimia (thermochemical equation),yang menunjukkan perubahan entalpi sekaligus hubungan massa.Panduan dibawah ini dapat membantu penulisan dan penafsiran persamaan termokimia :

·         Koefisien stoikiometri selalu menunjukkan jumlah mol zat.Jadi,persamaan untuk pelelehan es dapat “dibaca” sebagai : Ketika 1 mol air terbentuk dari 1 mol es pada suhu 0^oC, perubahan entalpinya adalah 6,01 kJ.Untuk pembakaran metana,kita menafsirkan persamaan itu engan cara : Ketika 1 mol gas metana bereaksi dengan 2 mol gas oksigen membentuk 1 mol gas karbon oksida dan 2 mol air,perubahan entalpinya adalah – 890,4 kJ

·        

Gambar 6.6

    (a)  Pelelehan 1 mol es pada 0^oC (proses endotermik)menghasilkan peningkatan entalpi             dalam system sebesar 6,01 kJ

  (b)Pembakaran 1 mol metana dalam gas oksigen (proses eksotermik)menghasilkan penurunan entalpi dalam system sebesar 890,4 kJ

 Ketika kita membalik suatu persamaan,kita mengubah peran reaktan dan produk.Konsekuensinya besar,besar ∆H untuk persamaan itu konstan sama,tetapi tandanya berubah.Sebagai contoh,jika suatu reaksi menyerap energy termal dari lingkungannya (yaitu,jika reaksinya endotermik),maka reaksi kebalikannya harus membebaskan kembali energy termal ke lingkungannya (yaitu,reaksinya harus eksotermik),dan ungkapan perubahan entalpi juga harus mengubah tandanya.Jadi,dengan membalikkan reaksi pelelehan es dan pembakaran metana,persamaan termokimianya adalah

H₂O_(l) à H₂O_(s)                                                 ∆H = -6,01 kJ

CO_2(g) + 2H₂O_(l) à CH_4(g) + 2O_2(g)                     ∆H = 890,4 kJ

Dan proses endotermik menjadi eksotermik dan sebaliknya

·         Jika kita mengalihkan kedua ruas persamaan termokimia dengan suatu factor n ,maka ∆H juga harus berubah dengan factor yang sama.Jadi untuk pelelehan es,jika n = 2 maka

H₂O_(l) à H₂O_(s)                                     ∆H =  2(-6,01 kJ) = 12,0 kJ

·         Ketika menuliskan persamaan termokimia,kita harus selalu menuliskan wujud fisis semua reaktan dan produk,karena ini akan membantu penentuan perubahan entalpi yang sesungguhnya.Sebagai contoh,dalam persamaan untuk pembakaran metana,jika kita menggunakan uap air sebagai pengganti air cair sebagai produknya,

CH_4(g)  +  2O_2(g) à  CO_2(g)  +  2H₂O_(l)                    ∆H = -890,4 kJ

Perubahan entalpinya adalah – 802,4 kJ dan bukan – 890,4 kJ karena dibutuhkan 88,0 kJ untuk mengubah 2 mol air cair menjadi uap air,yaitu

H₂O_(l)  à H₂O_(s)                                      ∆H = -6,01 kJ