RESUME MATERI : TERMODINAMIKA 1

TERMODINAMIKA 

A. TERMOKIMIA

1. Jenis-Jenis Energi

• Energi adalah kapasitas untuk melakukan suatu kerja
• Energi radiasi adalah energi yang berasal dari matahari. Matahari adalah salah satu sumber energi terbesar di bumi
• Energi termal (panas) adalah energi yang meliputi gerakan acak atom dan molekul
• Energi kimia yaitu energi yan tersimpan dalam ikatan zat kimia
• Energi nuklir yaitu energi yang disimpan dalam kumpulan neutron dan proton di atom
• Energi potensial adalah energi yang ada sesuai dengan posisi suatu benda

B. PERUBAHAN ENERGI DALAM REAKSI KIMIA

• Panas adalah perpindahan antara dua badan yang memiliki temperature (suhu) yang berbeda.
• Temperature (suhu) adalah ukuran dari energi termal

Termokimia yaitu materi tentang perubahan panas dalam reaksi kimia

Dalam termokimia dikenal dengan sistem dan lingkungan

• Sistem adalah segala sesuatu bagian yang pusat perhatian atau menjadi fokus pembelajaran yang sedang dilakukan

Sistem terbagi dalam 3 jenis yaitu

1. Sistem terbuka : bila botol yang digambar bawah dipanaskan maka akan terjadi perubahan massa dan energi

2. Sistem tertutup : bila botol yang digambar bawah dipanaskan maka akan terjadi perubahan energi

3. Sistem terisolasi : bila botol yang digambar bawah dipanaskan maka tidak akan terjadi perubahan

• Lingkungan adalah segala sesuatu yang berada pada sekitar sistem

Proses dalam termokimia terbagi menjadi 2 yaitu :

1. Proses eksotermik adalah proses yang memberikan panas dari sistem ke lingkungan

2H₂ (g) + O₂ (g) -->  2H₂O (l) + energi

H₂O (g) --> H₂O (l) + energi

2. Proses endotermik adalah proses penyerapan panas ke sistem dari lingkungan

Energi + 2HgO (s) --> 2Hg (l) + O₂ (g)

Energi + H₂O (s) --> H₂O (l)

C. TERMODINAMIKA

Termodinamika adalah ilmu pengetahuan dari konversi antara panas dan energi.

Fungsi keadaan adalah sifat-sifat yang ditentukan oleh keadaan sistem atau bagaimana kondisi tersebut akan tercapai dan hanya ditentuka oleh keadaan awal dan akhirnya, seperti energi, tekanan, volume, suhu.

∆E=E_akhir-E_awal

∆P=P_akhir-P_awal

∆V=V_akhir-V_awal

∆T=T_akhir-T_awal

•     Hukum I Termodinamika

“Energi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya, tetapi tidak dapat diciptakan atau dihilangkan”

∆E_sistem - E_lingkungan = 0          atau               ∆E_sistem = - E_lingkungan 

C₃H₈ + 5O₂ à 3CO₂ + 4H₂O (eksotermik) pada pembakaran Propana

Pada saat pembakaran energi kimia akan hilang tetapi sistem akan melepaskan energi dan diambil oleh lingkungan.

∆E = Q +W

∆E = perubahan energi internal dari sistem

Q = perubahan panas diantara sistem dan lingkungan

W = usaha dari sistem

Ketika gas mengalami perluasan terhadap tekanan melawan konstan eksternal

W = -P ∆V

·         Usaha oleh sistem pada lingkungan (-)

·         Usaha pada sistem ke lingkungan (+)

·         Kalor dilepas (-)

·         Kalor diserap (+)

Usaha yang dilakukan sistem : 

W = F d

W = -P ∆V

∆V > 0

-P ∆V < 0

W_sistem < 0

Usaha tidak termasuk fungsi keadaan 

•     Entalpi dalam Hukum I Termodinamika

Q = ∆H          dan    W = -P ∆V

∆H = ∆E + P ∆V

Entalpi ∆H digunakan untuk menghitung aliran panas keluar dan kedalam sistem dalam suatu proses yang terjadi dalam tekanan konstan.

∆H = H_produk - H_reaktan

Pada Endotermik

H_produk < H_reaktan        ∆H < 0

Pada Eksotermik

H_produk > H_reaktan        ∆H > 0

• Persamaan Termokimia

·         1. Koefisien stoikiometri selalu menunjukan jumlah mol zat

H₂O (s) --> H₂O (l)             ∆H = 6,01 kJ/mol

·         2. Jika ingin membalik persamaan reaksi maka tanda ∆H berubah

H₂O (l) --> H₂O (s)   ∆H = - 6,01 kJ/mol

·         3. Jika mengalikan kedua ruas persamaan maka dikali juga  ∆H sesuai dengan pengalinya

2H₂O (s) --> 2H₂O (l)                    ∆H = 12,02 kJ/mol

·         4. Wujud fisik pada reaktan dan produk harus spesifik

H₂O (s) --> H₂O (l)             ∆H = 6,01 kJ/mol

H₂O (l) --> H₂O (g)             ∆H = 44,0 kJ/mol

•     Kalor Jenis dan Kapasitas Kalor

Kalor jenis adalah jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu dalan 1 kg massa sebersar 1 derajat celcius, sedangkan kapasitas kalor adalah jumlah panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu sebesar 1 derajat celcius.

Q=C ∆T

•   Kalorimeter

Kalorimeter adalah salah satu cara untuk menentukan perubahan entalpi. Kalorimeter adalah sistem terisolasi sehingga tidak ada perpindahan materi dan energi dengan lingkungan). 

• kalorimetri volume

Q_sistem = Q_air + Q_bomb + Q_rxn

Q_sistem = 0

Q_rxn = - (Q_air + Q_bomb)

Q_air  = m s ∆T

Qbomb= C_bomb ∆T

• kalorimetri tekanan

Q_sistem = Q_air + Q_kalori + Q_rxn

Q_sistem = 0

Q_rxn = - (Q_sistem + Q_kalori)

Q_air  = m s ∆T

Q_kalori = C_kalori ∆T

∆H = Q_xn (reaksi tekanan konstan)

•   Entalpi Pembentukkan Standar

Entalpi pembentukan standar adalah perubahan panas yang dihasilkan ketika satu mol suatu senyawa terbentuk dari unsur-unsurnya pada tekanan 1 atm. Entalpi standar pembentukan unsur apapun dalam bentuknya yang paling stabil adalah nol. Entalpi reaksi standar adalah entalpi reaksi yang dilakukan pada 1 atm.

•   Hukum Hess 

"Ketika reaktan diubah menjadi produk, perubahan entalpi adalah sama baik reaksi berlangsung dalam satu langkah atau serangkaian langkah".

(Entalpi adalah fungsi keadaan. Tidak peduli bagaimana Anda sampai di sana, hanya di mana Anda memulai dan mengakhiri.)

•   Entalpi Larutan

Entalpi larutan adalah panas yang dihasilkan atau diserap ketika sejumlah zat terlarut larut dalam jumlah pelarut tertentu.

4. CONTOH SOAL

• Hydrogen peroxide can decompose to water and oxygen by the reaction

2H₂O₂(l) --> 2H₂O(l) + O₂ (g)                                        ∆H = -196 kJ

Calculate the quantity of heat released when 5,00 g of H₂O₂ (l) decomposes at constant pressure.

Answer :

• From the enthalpies of reaction

  2C (s) + O₂ (g) --> 2CO (g)                                              ∆H = -221,0 kJ

  2C (s) + O₂ (g) + 4H₂ (g) --> 2CH₃OH (g)                    ∆H = -402,4 kJ

  calculate for the reaction

  CO (g) + 2H₂ (g)-->CH₃OH (g)  

  Answer :

  2CO (g) --> 2C (s) + O₂ (g)                                              ∆H = +221,0 kJ (dibalik)

  2C (s) + O₂ (g) + 4H₂ (g)--> 2CH₃OH (g)                    ∆H = -402,4 kJ           

+

=

2CO (g) + 4H₂ (g) --> 2CH₃OH (g)                                ∆H = -181,4 kJ  (:2) 

CO (g) + 2H₂ (g) --> CH₃OH (g)                                     ∆H = -90,7 kJ

sumber : Chemistry The Central Science, 12th Edition by Theodore E. Brown, Theodore L. Brown, H. Eugene LeMay, Jr., Bruce E. Bursten, Catherine Murphy, Patrick Woodward, hlm 174 dan 200

GAS IDEAL

Assalamu’alaikum, All

Nama : Indriani Lutfiyyatunnisa

NIM :1306620035

Prodi : Fisika A 2020

Apa itu gas ideal?. Ketika kita meniup sebuah balon dan isi dari balon tersebuat adalah gas. Gas selalu ada di sekitar kita dan sebenarnya ketika kita melambaikan tangan kita merasakan adanya gas tersebut, gas  terdapat di luar angkasa seperti di planen mars, bahkan ada beberapa gas yang larut dalah tubuh kita yaitu gas oksigen dalam tubuh kita untuk menghasilkan energi. Tadi kan sudah disebutkan bahwa gas ada dimana saja dan kita dapat merasakan adanya gas tersebut, hal ini dikarenakan molekul dan atom kecil itu bertabrakan dengan tangan kita saat melambaikan tangan kita.

Penjelasan gas menurut matematis, bahwa gas ada hubungannya antara tekanan dan volume. Menurut  Hukum Boyle pada tahun 1600-an, jika gas terdapat di ruangan tertutup dan jika volumenya dikecilkan maka tekanan yang ada di dalam ruangan tersebut akan besar dan begitupun sebaliknya. Dan hal tersebut dapat dirumuskan dengan :

PV=k

Dimana P adalah tekanan dan V adala volume dan k adalah konsatanta yang bersifat konstan selama suhu dan jumlah gas sama.

 Lalu, bagaimana jika suhu dan jumlah gas berbeda, menurut Charles dan Avogadro yang menciptakan persamaan sama seperti Boyle. Menurut Charles

V/T=b

Volume dibagi dengan suhu akan bersifat konstan jika tekanannya sama.

Dan menurut Avogadro

V/n=a

Volume dibagi mol akan di dalam wadah pada tekanan dan suhu konstan akan memberikan konstanta lain.

Dan dari semua hukum tersebut dapat disimpulkan bahwa

PV=nRT

Persamaan matematis diatas berasal dari

·        Hukum Boyle PV=nRT=k, dimana n danT adalah konstan

·        Hukum Charles V/T=nR/P=b, dimana n dan P adalah konstan

·        Hukum Avogadro V/n=RT/P=a,dimana T dan P adalah konstan

Dimana P=F/A dengan satuan N/m² dan dapat disebut dengan Pascal. Dalam mengukur tekanan di bumi dalam satuan atmosfer atau atm. Dimana 1 atm=101325 Pa100kPa. Dan volume yang dimaksud adalah jumlah partikel ruang angkasa yang harus ada didalamnya. Jadi jika volume turun maka tekanan akan naik, dan saat di luar angkasa ada banyak sekali partikel di ruang yang lebih kecil, dan masing-masing akan lebih sering menabrak dinding. Dan N adalah jumlah mol yang berkaitan dengan jumlah gas dalam sistem. Jika jumlah gas dikurangi maka volume akan kurang juda dan menyebabkan tekanan akan naik. Dan R adalah Konstanta Gas Universal yaitu sebesar 8,3145 LkPa/K mol. T adalah suhu yang dialami kita sebagai panas atau dingin tetapi pada tingkat atom itu adalah energi kinetik.  Cepat lambatnya partikel rata-rata bergerak, jika suhu dinaikkan maka tekanan sebagai partikel akan bergerak lebih cepat dan lebih sering menabrak sisi wadah dalam ruangan tertutup.

Dan apa itu STP?. STP adalah suhu dan tekanan standar, yang menurut ahli kimia 0°C dan 100.000 Pa=100kPa. Dan mol gas ideal membutuhkan ruang 22,4 liter pada STP. Nilai mutlak 0 adalah suhu dimana semua gerakan partikel akan berhenti. Dimana 0°K=-273,15°C.

 

Sumber : https://www.youtube.com/watch?v=BxUS1K7xu30&list=WL&index=1&t=284s

 

 

 

RESUME KIMIA UMUM : UNSUR, SENYAWA, DAN CAMPURAN SERTA PEMISAHAN CAMPURAN

A. UNSUR DAN SENYAWA

Kalau membuat kue pasti kita harus menyiapkan bahan-bahan dan mencampurkan semua bahan-bahan tersebut. Dapat dimisalkan bahwa bahan itu adalan unsur dan gabungan dari bahan-bahan kue disebut dengan senyawa. Jadi, senyawa merupakan gabungan dari 2 atau lebih unsur yang bergabung secara kimia dengan perbandingan massa tertentu. Sedangkan unsur adalah zat yang tidak dapat dipisahkan lagi menjadi zat yang lebih sederhana melalui proses kimiawi. Semua unsur di alam ini ada 118 dalam tabel periodik.

Jika gabungan 2 unsur menjadi senyawa, senyawa tersebut dapat ditulis dengan rumus kimia. Rumus kimia ini menunjukkan komposisi penyusun senyawa tersebut. Contohnya rumus kimia air yaitu H₂O. Air merupakan senyawa dari unsur H dan O. Cara menentukan rumus kimia tersebut dengan menggunakan perbandingan massa yang tetap dan tertentu. Contoh lain yaitu garam dapur dengan rumus kimia NaCl. Senyawa yang terbentuk dari unsur Natrium dan Klor. Dan masih banyak lagi seperti urea, gula, asam klorida, dll.

B. CAMPURAN

Campuran adalah penggabungan fisik antara 2 macam zat atau lebih yang mempertahankan sifatnya sendiri dan dapat dengan mudah dipisahkan. Campuran bisa terjadi pada zat padat, cair, maupun gas. Terdapat perbedaan antara campuran dan senyawa. Senyawa merupakan kombinasi kimia sedangkan campuran kombinasi fisik. Jenis campuran ada 2 yaitu campuran heterogen dan camuran homogen.

1. Campuran heterogen yaitu campuran antara dua macam zat atau lebih yang partikel-partikel penyusunnya masih dapat dibedakan satu sama lainnya. Contohnya gabungan dari snack makanan seperti keripik singkong, keripik pisang, dan keripik kentang. Contoh lain seperti campuran antara pasir dengan air sehingga nampak batas antara 2 partikel pasir dan air.

2. Campuran homogen yaitu campuran dua zat atau lebih yang sudah tidak dapat terlihat lagi bidang batas antara zat-zat yang dicampurkannya. Contohnya air, lemon dan gula. Campuran bahan tersebut tidak dapat terlihat bidang batasnya karena sudah terbalance satu sama lain. Campuran homogen disebut juga larutan. Larutan terdiri dari zat terlarut dan pelarut. Larutan dapat berupa zat padat, cair, ataupun gas. Zat terlarut dilarutkan oleh pelarut. Gula sebagai zat terlarut sedangkan air sebagai pelarut.

C. PEMISAHAN CAMPURAN

1.     Filtrasi

Filtarsi adalah metode pemisahan campuran untuk memisahkan padatan dan cairan. Metode ini menggunakan kertas saring untuk memisahkan cairan dengan padatan yang tidak dapat larut berdasarkan perbedaan ukuran partikel. Contohnya pemisahan kelapa dengan santan, dan pemisahan kopi dengan air.

2.    Dekantasi

Proses ini hampir sama dengan filtrasi yaitu untuk memisahkan antara cairan dengan padatan. Caranya dengan menuangkan cairan dengan perlahan sehingga padatan akan tertinggal di dalam wadah. Proses ini sangat cepat dibanding dengan fitrasi tetapi hasilnya kurang efektif karena ukuran zat padat masih besar. Contohnya pemisahan air dengan pasir.

3.    Sentrifugasi

Sentrifuasi adalah metode pemisahan campuran dengan mengganti penyaringan partikel padat yang halus dan jumlah campurannya sedikit. Proses ini menggunakan alat sentrifugasi yaitu dengan meletakan cairan ke alat tersebut lalu butiran-butiran dalam cairan akan mengendap dan cairan dalam berubah wujud. Contohnya pemisahan susu menjadi susu krim, dan pemisahan bubuk kapur dengan air.

4.    Evaporasi

Evaporasi adalah metode pemisahan campuran dengan cara memisahkan zat padat yang terlarut dalam larutannya berdasarkan perbedaan titik didihnya. Tekniknya menggunakan teknik penguapan sama seperti siklus hujan dan penguapan air laut yang akan menghasilkan garam.

5.    Ekstraksi

Ekstraksi adalah metode pemisahan suatu zat berdasarkan perbedaan kelarutan zat terlarut di dalam pelarut yang berbeda. Contohnya ektraksi jus pada buah.

6.    Distilasi

Distilasi adala metode pemisahan zat cair dari larutannya berdasarkan titik didih. Proses ini dengan cara melakukan penyulingan caranya, larutan dipanaskan lalu komponen titik didih yang lebih rendah akan menguap. Contohnya pemisahan air tawar dengan air laut dan pemisahan minyak bumi.

7.    Sublimasi

Sublimasi metode pemisahan campuran pada sesama zat padat berdasarkan perubahan wujud zat. Proses ini dilakukan dengan cara menyublim, zat padat yang menyublim akan berubah wujud menjadi gas ataupun sebaliknya lalu dipisahkan dengan zat padat yang tidak bisa menyublim. contohnya pemisahan zat pasir dari kapur barus.

8.    Rekristalisasi

Metode pemisahan campuran dengan cara mengkristalisasikan atau mengendapkan zat terlarut dalam larutan yang awalnya berupa cairan. Proses ini menggunakan suhu rendah untuk membuat cairan yang mengendap atau dengan melarutkan kristal pelarut kemudian mengkristalkan kembali. Contonhya proses pembuatan garam di tepi laut oleh penambang garam.

9.    Corong pisah

Proses ini menggunakan alat corong pisah dengan cara memisahkan 2 cairan yang tidak larut. Cara kerjanya dengan memasukkan 2 cairan kemudian tunggu hingga membentuk 2 lapisan secara terpisah. Contohnya memisahkan air dengan minyak.

10. Kromatografi

Kromatografi merupakan metode pemisahan campuran yang terjadi karena perbedaan kelarutan zat-zat dalam pelarut. Cara kerjanya yaitu suatu zat akan lebih dulu larut dalam pelarut dan kurang terabsorbsi kemudian akan bergerak lebih cepat. Contonya untuk menguji bahan pewarna pada makanan, dan untuk menguji tinta yang digunakan pada pemalsuan dokumen.

 

 

 

Nama         : Indriani Lutfiyyatunnisa

NIM            : 1306620035

Prodi          : Fisika