Yessi Rukim's Blog: MATERI AJAR TERMOKIMIA

REAKSI EKSOTERM DAN REAKSI ENDOTERM

Sistem dan Lingkungan
Dalam termokimia ada dua hal yang perlu diperhatikan menyangkut perpindahan energi, yaitu sistem dan lingkungan. Segala sesuatu yang menjadi pusat perhatian dalam mempelajari perubahan energi disebut sistem, sedangkan hal-hal yang di luar sistem yang membatasi sistem dan dapat memengaruhi sistem disebut lingkungan.

Gambar 1. Contoh Sistem dan Lingkungan

Dalam suatu reaksi kimia, sistem dan lingkungan dapat digambarkan sebagai berikut.

Pada reaksi kimia antara larutan NaOH dengan larutan HCl dalam suatu tabung reaksi, terjadi kenaikan suhu yang menyebabkan suhu tabung reaksi naik, demikian juga dengan suhu di sekitarnya.

Pada contoh tersebut, yang menjadi pusat perhatian adalah larutan NaOH dan larutan HCl. Dengan demikian, larutan NaOH dan HCl disebut sistem, sedangkan tabung reaksi, suhu udara, tekanan udara merupakan lingkungan.

Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan, sistem dibedakan menjadi tiga macam, yaitu sistem terbuka, sistem tertutup, dan sistem terisolasi.

Sistem terbuka

Sistem terbuka adalah suatu sistem yang memungkinkan terjadinya perpindahan kalor dan zat (materi) antara lingkungan dengan sistem.

Contoh:

Reaksi antara logam magnesium dengan asam klorida encer yang dilakukan pada tabung reaksi yang terbuka. Pada peristiwa ini terjadi reaksi:

Mg(s) + 2HCl(aq) → MgCl₂(aq) + H₂(g)

Oleh karena reaksi dilakukan dalam keadaan tabung terbuka, maka gas hidrogen yang dihasilkan akan keluar dari sistem ke lingkungan, dan kalor yang dihasilkan dari reaksi tersebut akan merambat keluar dari sistem ke lingkungan

Sistem tertutup

Sistem tertutup adalah suatu sistem dimana antara sistem dan lingkungan dapat terjadi perpindahan kalor tetapi tidak terjadi perpindahan materi.

Contoh:

Jika reaksi antara logam magnesium dengan asam klorida encer dilakukan pada tabung reaksi yang tersumbat dengan rapat, gas hidrogen (materi) di dalam sistem tidak dapat meninggalkan (keluar) sistem. Akan tetapi, perambatan kalor meninggalkan (keluar) sistem tetap terjadi melalui dinding tabung reaksi.

Sistem terisolasi

Sistem terisolasi merupakan sistem di mana tidak memungkinkan terjadinya perpindahan kalor dan materi antara sistem dan lingkungan

Contoh:

Jika reaksi antara logam magnesium dan asam klorida encer tersebut dilakukan di dalam suatu tempat yang tertutup rapat(terisolasi), misalnya di dalam penyimpan air panas (termos)

Pada umumnya, reaksi kimia banyak dilakukan di dalam sistem terbuka. Berikut ini penggambaran tentang macam-macam sistem.

Gambar 2. Macam-macam Sistem

Pengertian Entalpi

Entalpi adalah perubahan kalor pada tekanan tetap yang merupakan fungsi keadaan dan dilambangkan dengan H. Entalpi tidak dapat diukur, yang bisa diukur adalah perubahan entalpi (∆H). jika suatu reaksi berlangsung dalam tekanan tetap, perubahan entalpi sama dengan kalor yang harus dipindahkan dari sistem ke lingkungan atau sebaliknya agar suhu sistem kembali ke keadaan semula.

∆H = q_p

Entalpi merupakan fungsi keadaan, Nilai perubahan entalpi suatu sistem dinyatakan sebagai selisih besarnya entalpi sistem setelah mengalami perubahan dengan besarnya entalpi sistem sebelum perubahan dilakukan pada tekanan tetap.

∆H = H_akhir– H_awal

Reaksi Eksoterm

Reaksi eksoterm merupakan reaksi yang membebaskan kalor dari sistem dan lingkungan, sehingga suhu lingkungan bertambah. Arah perpindahan kalor dari reaksi eksoterm dapat dilihat pada Gambar 3 berikut.

Gambar 3. Arah Perpindahan Kalor pada Reaksi Eksoterm

Harga perubahan entalpi dari reaksi eksoterm adalah negatif (∆H= -).

Percobaan reaksi eksoterm dapat dilihat pada video dengan link berikut !

Contoh proses reaksi eksoterm disajikan pada gambar berikut

Gambar 4. Perkaratan Besi

Gambar 5. Dekomposisi Tumbuhan menjadi Kompos

Gambar 6. Pembakaran

Gambar 7. Reaksi Polimerisasi Nilon

Berikut ini adalah diagram tingkat energi dari reaksi eksoterm

Gambar 8. Diagram Reaksi Eksoterm

Pada reaksi eksoterm, reaksi entalpi produk (Hp) lebih kecil dari entalpi reaktan (Hr), sehingga ∆H berharga negatif.

Reaksi endoterm

Reaksi endoterm merupakan reaksi penyerapan kalor dari lingkungan ke sistem sehingga suhu lingkungan berkurang. Arah perpindahan kalor dari reaksi endoterm disajikan pada Gambar 9 berikut.