Seringkali perubahan
energi yang berlangsung selama reaksi kimia memiliki sisi praktis yang sama
seperti hubungan massa yang dibahas pada Stoikiometri. Sebagai contoh, reaksi
pembakaran, yang melibatkan bahan bakar seperti gas alam dan minyak bumi
dilakukan sehari-hari lebih untuk memanfaatkan energi termal yang dihasilkannya
daripada untuk memanfaatkan jumlah produknya, yaitu air dan karbon dioksida.
Hampir
semua reaksi kimia menyerap atau menghasilkan (melepaskan) energi. Umumnya
dalam bentuk kalor. Penting bagi kita untuk memahami perbedaan antara energi
termal dan kalor. Kalor (heat) adalah perpindahan energi termal
antara dua benda yang suhunya berbeda. Kita sering mengatakan “aliran kalor”
dari benda panas ke benda dingin. Walaupun “kalor” itu sendiri mengandung arti
perpindahan energi, kita biasanya menyebut “kalor diserap” atau “kalor
dibebaskan” ketika menggambarkan perubahan energi yang terjadi selama proses
tersebut. Ilmu yang mempelajari perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia
disebut termokimia (termochemistry).
Untuk menganalisis perubahan energi
yang berkaitan dengan reaksi kimia kita pertama-tama harus mendefinisikan sistem (system); atau bagian tertentu dari atom yang menjadi perhatian
kita. Untuk kimiawan, sistem 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
kedalamnya ditambahkan 50 mL larutan NaOH. Sisa alam yang berada di luar sistem
disebut lingkungan (surrounding).
Untuk materi kimia lainnya dapat Anda baca pada link berikut: KLIK DI SINI
Terdapat tiga jenis sistem. Sistem terbuka (open system) dapat mempertukarkan massa dan energi (biasanya dalam bentuk kalor) dengan lingkungannya. Sebagai contoh, sistem terbuka dapat terdiri dari sejumlah air dalam wadah terbuka, seperti ditunjukkan dalam Gambar 6.1a. Jika kita tutup botol itu, seperti dalam gambar 6.1b, sedemikian rupa sehingga tidak ada uap air yang dapat lepas dari atau mengembun ke wadah, maka kita menciptakan sistem tertutup (closed system) yang memungkinkan perpindahan energi (kalor) tetapi bukan massanya. Dengan menempatkan air dalam wadah yang disekat seluruhnya, maka kita membuat sistem terisolasi (isolated system), yang tidak memungkinkan perpindahan massa maupun energi, seperti ditunjukan pada Gambar 6.1c.
Terdapat tiga jenis sistem. Sistem terbuka (open system) dapat mempertukarkan massa dan energi (biasanya dalam bentuk kalor) dengan lingkungannya. Sebagai contoh, sistem terbuka dapat terdiri dari sejumlah air dalam wadah terbuka, seperti ditunjukkan dalam Gambar 6.1a. Jika kita tutup botol itu, seperti dalam gambar 6.1b, sedemikian rupa sehingga tidak ada uap air yang dapat lepas dari atau mengembun ke wadah, maka kita menciptakan sistem tertutup (closed system) yang memungkinkan perpindahan energi (kalor) tetapi bukan massanya. Dengan menempatkan air dalam wadah yang disekat seluruhnya, maka kita membuat sistem terisolasi (isolated system), yang tidak memungkinkan perpindahan massa maupun energi, seperti ditunjukan pada Gambar 6.1c.
Pembakaran gas hydrogen (H2)
dalam oksigen adalah salah satu dari banyak reaksi kimia yang sudah dikenal
yang melepaskan sejumlah energi yang cukup besar.
Figure 6.2 The Hindenburg disaster. The Hindenburg, a German airship filled with hydrogen gas, was destroyed in a spectacular fire at Lakehurst, New Jersey, in 1937. |
Pada kasus ini kita menyebut campuran reaksi (hidrogen,
oksigen, dan air) sebagai sistem dan alam sisanya sebagai lingkungan. Karena
energi tidak dapat diciptakan atau tidak dapat dimusnahkan, setiap energi yang
hilang dari sistem harus diterima oleh lingkungannya. Jadi kalor yang
dihasilkan oleh proses pembakaran dipindahkan dari sistem ke lingkungannya. Setiap
proses yang melepaskan kalor (yaitu, perpindahan energi termal ke lingkungan)
disebut proses eksotermik (exothermic process) (ekso- adalah awalan
yang berarti “ke luar”). Gambar 6.3a menunjukan perubahan energi pada
pembakaran gas hidrogen.
Sekarang perhatikan reaksi lain,
penguraian merkuri(II) oksida (HgO) pada suhu tinggi. Berikut reaksinya:
Energi + 2HgO(s)
→ 2Hg(l) + O2(g)
Ini
merupakan contoh proses endotermik (endothermic process) (endo- adalah
awalan yang berarti “ke dalam”), dimana kalor harus disalurkan ke sistem
(yaitu, HgO) oleh lingkungan (Gambar 6.3b).
Dari
Gambar 6.3 Anda dapat melihat bahwa dalam reaksi eksotermik energi total produk
lebih kecil daripada energi total reaktan. Perbedaan dalam energi tersebut
adalah kalor yang disalurkan oleh sistem ke lingkungan. Yang sebaliknya terjadi
pada reaksi endotermik. Disni, perbedaan antara energi produk dan reaktan sama
dengan kalor yang disalurkan ke sistem oleh lingkungan.
Referensi: Raymond Chang
No comments:
Post a Comment