REAKSI EKSOTERM DAN ENDOTERM

           TERMOKIMIA

A. ENTALPI DAN PERUBAHAN ENTALPI

B. Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Pada reaksi kimia, system dapat melepaskan atau menyerap kalor.

1. Reaksi Kimia dengan Sistem Melepaskan Kalor (Reaksi Eksoterm)

Reaksi   : R  ------->   P + q (kalor)

          Perubahan entalpi       : ∆H  = H_P – H_R  =  - q

          Simbol                  : Sistem ----> q

          Aliran kalor adalah dari system ke lingkungan

2. Reaksi Kimia dengan Sistem Menyerap Kalor (Reaksi Endoterm)

Reaksi: R + q (kalor) ® P,  atau R ® P – q (kalor)

           Perubahan entalpi     : ∆H  = H_P – H_R  =  +q

          Simbol      : Sistem ¬ q

          Aliran kalor adalah dari lingkungan ke system

a.       Contoh Reaksi Eksoterm

1.       Logam Natrium (Na) dimasukkan ke dalam Air

Reaksi : 2Na_(s) + 2H₂O_{(l)  --->} 2NaOH_(aq) + H_2(g)

Reaksi tersebut berlangsung dengan cepat dan menimbulkan ledakan.  Setelah reaksi  berlangsung, suhu larutan lebih tinggi dari suhu lingkungan sehingga otomatis kalor mengalir dari system (larutan) ke lingkungan.

                               

2.       Pembuatan Etanol dari Hasil Fermentasi Glukosa

Reaksi : C₆H₁₂O_{6 (s)}         enzim        2C₂H₅OH_(l) + 2CO_{2 (g)}

Reaksi tersebut berlangsung lambat dengan hasil sampingan berupa gas CO₂.  Setelah reaksi berlangsung, suhu system lebih tinggi dari suhu lingkungan sehingga kalor akan mengalir dari system ke lingkungan.

b.       Contoh Reaksi Endoterm

1.       Urea [ CO(NH₂)₂] dilarutkan ke dalam Air

Reaksi : CO(NH₂)_2  (s) + H₂O_{(l) ------>}  CO(NH₂)_{2 (aq)} + H₂O_(l)

                        Merupakan reaksi pelarutan urea ke dalam air dan berlangsung dengan cepat.  Setelah urea larut, suhu system (larutan) lebih rendah dari suhu lingkungan sehingga kalor mengalir dari lingkungan ke system.

2.       Reaksi antara Gas N₂ dengan Gas O₂

Reaksi : N_{2 (g)} + O_{2 (g)}  ------>  2NO_{2 (g)}

Reaksi ini berlangsung pada suhu tinggi.  Setelah reaksi berlangsung suhu system mengalami penurunan.  Kalor mengalir dari lingkungan ke system.

c.        Diagram Tingkat Energi untuk Reaksi Eksoterm

Contoh reaksi eksoterm : A +  B  ----->    C +  D

∆H  =  SH_prosuk - SH_Reaktan < 0   atau    ∆H  =  SH₂ - SH₁ < 0

                                                                          

d.       Diagram Tingkat Energi Untuk Reaksi Endoterm

Contoh reaksi endoterm : P + Q ®  R + S

∆H  =  SH_prosuk - SH_Reaktan > 0   atau    ∆H  =  SH₂ - SH₁ > 0

                                                                                                                                                                                                                                        

Contoh :              
Diketahui reaksi sebagai berikut : C_(s) + O_{2 (g)  --->} CO_{2 (g)}∆H  = -393,5 kJ

Gambarlah diagram tingkat energi untuk reaksi tersebut !

Jawab :

Reaksi : C_(s) + O_{2 (g)   --->} CO₂            ∆H  = -393,5 kJ

∆H reaksi ini bernilai negative, berarti reaksi ini adalah reaksi eksoterm.

Diagram tingkat energinya :         

                                                                                                                                   

                                                                                                                                                                                                                      

3. Perubahan Entalpi Standar (∆H^o) dan Persamaan Termokimia
1. Perubahan Entalpi Standar

Suatu reaksi kimia biasanya dilakukan pada keadaan standar, yaitu pada suhu reaksi 25^o C (298 K) dan tekanan 1 atm (25^o C, 1 atm) atau (298 K, 1 atm).  Perubahan entalpi dari suatu reaksi kimia yang dilakukan pada kondisi standar disebut perubahan entalpi standar disimbolkan dengan ∆H^o, sedangkan perubahan entalpi dari suatu reaksi kimia yang dilakukan bukan pada kondisi standar, melainkan pada kondisi sembarang disimbolkan dengan ∆H. Contoh reaksi kimia yang dilakukan pada keadaan standar.

C_(s)  +  O_{2 (g)}   ---->   CO_{2 (g)}                  ∆H^o  =  -393,5 kJ

                     

2. Persamaan Termokimia

Persamaan reaksi kimia yang menyertakan perubahan entalpi (∆H) disebut persamaan termokimia.  Nilai ∆H yang tertera dalam persamaan termokimia, bergantung pada jumlah partikel zat-zat yang terlibat dalam reaksi, yang dinyatakan oleh koefisien reaksinya, dan pada fase zat-zat tersebut.
a. Penulisan koefisien reaksi

Penulisan koefisien reaksi dalam persamaan termokimia akan mempengaruhi ∆H yang tertera. 

                                    Contoh:  Reaksi gas N₂ dan gas H₂ yang membentuk gas NH₃.  ∆H dari reaksi dapat dinyatakan dalam berbagai nilai yang merupakan kelipatan dari nilai koefisien reaksinya.

        ½N_2(g)  +  1½H_{2 (g)}   ----->   NH_3 (g)      ∆H  =  -46,19 kJ

        N_{2 (g)}    +  3H_{2 (g)}   ----->  NH_3 (g)      ∆H  =  -92,38 kJ
      Penggunaan bilangan pecahan dalam koefisien reaksi terkait dengan penulisan persamaan termokimia untuk ∆H standar.

             Ingat :   Jika reaksi dikali x, harga  ∆H  harus dikali x.

                                  Jika reaksi dibalik, tanda  ∆H harus dibalik.

        

                    

  b.Penulisan fase zat

      Penulisan fase zat dalam persamaan termokimia akan mempengaruhi nilai ∆H yang tertera.  Contoh :  Reaksi pembakaran gas CH₄.  Reaksi ini dapat menghasilkan gas CO₂ dan gas H₂O atau gas CO₂ dan H₂O cair dengan nilai ∆H yang berbeda.

CH_{4 (g)} +  2O_{2 (g)}  --->  CO_{2 (g)}  +  2H₂O_(l)         ∆H =  -890,5 kJ

Fase cair

CH_{4 (g)} +  2O_{2 (g)}  --->  CO_{2 (g)}  +  2H₂O_(g)         ∆H  =  -802,3 kJ

 Fase gas

  Contoh persamaan termokimia :

 Tulis persamaan termokimianya untuk reaksi pembentukan 1 mol H₂O, jika diketahui :

H_{2 (g)}  +  O_{2 (g)}  ----->  2H₂O_(g)        ∆H  =  -518 kJ

Jawab :
Oleh karena koefisien H₂O pada reaksi di atas adalah 2, maka untuk pembentukan  1 mol H₂O, semua koefisien reaksi dan nilai ∆H harus dibagi 2. Sehingga diperoleh :
½H_{2 (g)}  +  ½O_{2 (g)}  --->  2H₂O_(g)       ∆H  =  -259 kJ

MATERI DAN SOAL TERMOKIMIA :

1. ENERGI PADA KEHIDUPAN SEHARI-HARI 
2. ENTALPI PEMBENTUKAN, ENERGI IKATAN DAN ENTALPI PEMBAKARAN - 
3. KALOR JENIS REAKSI
4. PENENTUAN KALOR REAKSI
5. PERKEMBANGAN TERMOKIMIA, PERUBAHAN ENTALPI DAN HUKUM HESS 
6. REAKSI EKSOTERM DAN ENDOTERM
7. TERMOKIMIA1
8. soal-soal termokimia 1 

umber:
KIMIA untuk SMA kelas XI, Unggul Sudarmo, Penerbit Erlangga, 2004
KIMIA 2 SMU, untuk Kelas 2, Irfan Anshori dan Hiskia Ahmad, Penerbit Erlangga, 1999
KIMIA untuk SMA/MA, kelas XI, Tarti Harjani, dkk,  Penerbit Masmedia, 2012