Suatu ketika ada diskusi yang membahas mengapa proses pencairan, penguapan, pelelehan atau sebaliknya dibahas dalam pokok bahasan termokimia. Padahal reaksi atau proses tersebut tidak menghasilkan zat baru, ini hanya perubahan wujud. Mungkin dalam pikiran yang mempertanyakan hal itu punya definisi bahwa termokimia adalah cabang ilmu kimia yang mempelajari perubahan energi (terutama dalam bentuk panas) yang menyertai reaksi kimia, titik. Lalu bagaimana sebenarnya?
Berikut ini penjelasannya.
Sebenarnya pertanyaan seperti itu selesai dengan menyimak kembali definisi dari termokimia itu sendiri.
Menurut IUPAC Gold Book (kompendium istilah kimia resmi IUPAC), termokimia didefinisikan sebagai:
Thermochemistry: The branch of thermodynamics that deals with the measurement or calculation of heat changes (enthalpy changes) associated with chemical reactions, phase transitions, and the formation of solutions.
(Sumber: IUPAC Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book"), 1997. DOI: 10.1351/goldbook)
Poin-Poin Kunci dalam Definisi IUPAC:
- Termokimia vs Termodinamika:
- Termokimia adalah sub-bidang termodinamika yang fokus pada perubahan panas (ΔH).
- Termodinamika mencakup konsep lebih luas (entropi, energi bebas, dan lain-lain.).
- Cakupan Termokimia:
- Reaksi kimia (contoh: pembakaran, netralisasi).
- Perubahan fase (contoh: peleburan, penguapan).
- Pembentukan larutan (contoh: pelarutan garam dalam air).
- Entalpi (ΔH): Parameter utama yang diukur/dihitung.
Referensi Resmi Lainnya:
Buku "Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry" (IUPAC Green Book): Edisi ke-3 (2007), Bab 2.11: Thermochemistry. Tautan: RSC Publishing.
Jadi sangat jelas cakupan termokimia itu tidak sebatas hanya perubahan energi dalam proses kimia atau reaksi kimia saja.
Contoh proses melelehnya es (|H_2O padat → H_2O cair|) memang hanya dianggap sebagai perubahan energi yang menyertai perubahan fisika, bukan reaksi kimia. Namun, proses ini tetap dianalisis secara termokimia karena melibatkan pertukaran panas (entalpi). Berikut penjelasan rincinya:
- Fokus Termokimia: Mempelajari perubahan panas (ΔH) pada reaksi kimia maupun perubahan fisika (seperti perubahan wujud).
Contoh Es Meleleh: |H_2O(s) -> H_2O(l)| ΔH°fus = +6,01 kJ/mol
ΔH°fus (entalpi peleburan): Energi yang diserap untuk memutus ikatan antarmolekul es (tanpa mengubah struktur kimia |H_2O|).
Termokimia menghitung |ΔH°_fus| untuk memahami seberapa banyak energi dibutuhkan dalam proses ini.
- Perbedaan Kunci dengan Reaksi Kimia
Aspek Peleburan Es (Perubahan Fisika) Reaksi Kimia (Contoh: Pembakaran) Zat H2O tetap H2O (hanya wujud berubah). Zat baru terbentuk (misal: CO2 dari pembakaran). Struktur Molekul Ikatan intramolekul (H-O-H) tidak berubah. Ikatan kimia direorganisasi. Entalpi (ΔH) ΔH°fus = +6,01 kJ/mol (endotermis). ΔH°c = -890 kJ/mol (eksotermis untuk |CH_4|). Reversibilitas Dapat balik dengan pembekuan. Butuh reaksi lain untuk kembali ke zat awal. Catatan: ΔH°fus = Entalpi peleburan standar; ΔH°c = Entalpi pembakaran standar.
- Bagaimana Termokimia Menganalisis Peleburan Es?
Kalorimeter: Alat untuk mengukur panas yang diserap saat es meleleh.
Perhitungan Energi: Jika 1 mol es (18 gram) meleleh, diperlukan 6.01 kJ energi (dari lingkungan ke sistem).
q = |n x Δ|H°fus
q = panas yang diserap; n = jumlah es (mol) - Contoh Aplikasi dalam Kehidupan
Pendinginan: Es meleleh menyerap panas dari minuman (prinsip termokimia).
Iklim: Pelelehan es kutub memengaruhi keseimbangan energi Bumi (dianalisis melalui ΔH). - Kesimpulan
Termokimia tidak hanya untuk reaksi kimia, tetapi juga perubahan fisika yang melibatkan panas. Peleburan es termasuk perubahan fisika, tetapi entalpinya (ΔH°fus) tetap dipelajari dalam termokimia karena ada pertukaran energi. Tujuan: Memahami bagaimana energi panas berpindah dan dimanfaatkan dalam proses alamiah atau industri.
Jadi, meskipun es meleleh bukan reaksi kimia, termokimia tetap relevan untuk menghitung energi yang terlibat!
Tidak ada komentar:
Posting Komentar