Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Reaksi eksoterm yaitu reaksi yang membebaskan kalor, kalor mengalir dari sistem ke lingkungan (terjadi penurunan entalpi), entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi. Oleh karena itu, perubahan entalpinya bertanda negatif.  Pada reaksi eksoterm umumnya suhu sistem menjadi naik, adanya kenaikan suhu inilah yang menyebabkan sistem melepas kalor ke lingkungan.

Reaksi eksoterm: DH = H_P - H_R < 0 atau DH = (-)

Misalnya , besi berkarat, air mengalir, ledakan bom, pertunjukan kembang api, dan pembakaran kayu. Reaksi eksoterm buatan merupakan reaksi eksoterm hasil percobaan di laboratorium. Misalnya, reaksi natrium peroksida dengan air, reaksi HCL dan serbuk Zn, pencampuran air dengan asam pekat, penambahan air kedalam tembaga sulfat anhidrat, dan reaksi besi (III) oksida dengan logam aluminium (reaksi termit).

Reaksi Endoterm yaitu reaksi yang memerlukan kalor, kalor mengalir dari lingkungan ke sistem (terjadi kenaikan entalpi), entalpi produk lebih besar daripada entalpi pereaksi. Oleh karena itu, perubahan entalpinya bertanda positif. Pada reaksi endoterm umumnya suhu sistem terjadi penurunan, adanya penurunan suhu inilah yang menyebabkan sistem menyerap kalor dari lingkungan.

Reaksi endoterm: DH = H_P - H_R > 0 atau DH = (+)

Misalnya, reaksi pelarutan urea kedalam air ditandai dengan suasana dingin pada reaksinya. Demikian pula pada pembuatan es batu dan air, reaksi respirasi, proses elektrolisis, pencampuran barium hidroksida dengan amonium tiosianat, dan reaksi-reaksi dalam larutan.

Entalpi dan Perubahan Entalpi

Jika sebatang kayu dibakar, energy kimia yang dimiiki kayu akan diubah menjadi energy kalor. Berapakah jumlah energy kalor yang dihasilkan dari pembakaran kayu tersebut ?

Jumlah total energy kalor yang terkandung dalam suatu materi disebut entalpi dan diberi symbol H. istilah entalpi berasal dari bahasa Jerman, yang berarti kandungan. Adapun symbol H berasal dari kata heat content, yang didefinisikan sebagai kandungan kalor suatu zat. Entalpi suatu zat tidak berubah (tetap) selama tidak ada energy yang masuk atau keluar.

Entalpi suatu zat tidak dapat diukur, tetapi perubahan entalpinya dapat diukur, perubahan entalpi terjadi ketika suatu zat mengalami reaksi. Perubahan entalpi diberi notasi  ∆H, symbol ∆ berasal dari bahasa Yunani, delta yang berarti perubahan. Dalam reaksi kimia ∆H disebut juga entalpi reaksi. ∆H menyatakan kalor yang diterima atau dilepas oleh suatu reaksi. Dengan kata lain ∆H merupakan penambahan atau pengurangan energy suatu zat dalam suatu proses perubahan energy yang berlangsung pada tekanan tetap. Secara matematis, perubahan entalpi dapat dirumuskan sebagai berikut:

ΔH = ΔU + PΔV

di mana:

H = entalpi sistem (joule)

U = energi internal (joule)

P = tekanan dari sistem (Pa)

V = volume sistem (m³)

Pernahkan anda memperhatikan peristiwa  es mencair ? pada peristiwa ini terjadi perubahan wujud air dari padat (es) menjadi cair.

H₂O_(s)                                         H₂O_(l)                                         

pada proses ini anda tidak dapat mengukur entalpi H₂O_(s)  atau H₂O_(l), yang dapat ditentukan hanyalah perubahan entalpi atau entalpi reaksi

∆H  = H H₂O_(l) - H H₂O_(s)

∆H = H_{hasil reaksi} – H_pereaksi

Sistem dan Lingkungan

Sistem adalah segala sesuatu yang menjadi pusat perhatian sedangkan  lingkungan  adalah segala sesuatu yang berada di sekitar system yang masih bisa berinteraksi dengan system.

Pada gambar ini tampak reaksi antara larutan HCl dan pita magnesium. Dalam hal ini

Campuran pita magnesium dan larutan HCl itu disebut sebagai Sistem. Sedangkan gelas kimia serta udara sekitarnya disebut sebagai Lingkungan. Gabungan antara system dan lingkungan itu yang disebut dengan alam semesta

Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan, sistem dibedakan menjadi tiga macam, yaitu:

Ø  System terbuka adalah suatu system yang  terjadi perpindahan materi dan energi dengan lingkungan

Ø  Sistem tertutup adalah suatu system yang terjadi perpindahan energi dengan lingkungan tetapi tidak mengalami perpindahan materi

Ø  System terisolasi tidak terjadi perpindahan energi dan materi.

Termokimia

Termokimia adalah cabang ilmu kimia yang mempelajari tentang kalor reaksi, yaitu pengukuran kalor yang menyertai reaksi kimia. Karena dalam sebagian besar reaksi kimia selalu disertai dengan perubahan energi yang berwujud perubahan kalor, baik kalor yang dilepaskan maupun diserap. Kalor merupakan salah satu bentuk dari energi. James Prescott Joule (1818-1889) merumuskan Asas Kekekalan Energi “Energi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan, tetapi dapat diubah dari bentuk energi yang satu menjadi bentuk energi yang lain”.

Jadi, energi yang menyertai suatu reaksi kimia, ataupun proses fisika, hanya merupakan perpindahan atau perubahan bentuk energi. Untuk mempelajari perubahan kalor dari suatu proses perlu dikaji beberapa hal yang berhubungan dengan:

1.     energi yang dimiliki oleh suatu zat

2.     bagaimana energi tersebut berubah

3.     bagaimana mengukur perubahan energi tersebut

4.     bagaimana hubungan energi dengan struktur zat.