AlegsaOnline.com

Termokimia

Pengarang: Leandro Alegsa

18-05-2022

Termokimia adalah studi tentang energi dan panas yang berkaitan dengan reaksi kimia dan transformasi fisik (perubahan fisik). Transformasi fisika adalah ketika suatu keadaan materi (padat atau cair, misalnya) berubah ke keadaan lain. Contoh-contoh transformasi termasuk peleburan (ketika zat padat menjadi cair) dan pendidihan (ketika zat cair menjadi gas).

Suatu reaksi mengeluarkan atau mengambil energi. Transformasi fisik juga mengeluarkan atau mengambil energi. Termokimia melihat perubahan-perubahan energi ini, khususnya pada pertukaran energi suatu sistem dengan lingkungannya. Termokimia berguna dalam memprediksi jumlah reaktan dan produk setiap saat selama reaksi tertentu. Ahli termokimia melakukan ini dengan menggunakan data, termasuk penentuan entropi. Ahli termokimia akan mengetahui apakah suatu reaksi spontan atau tidak spontan, menguntungkan atau tidak menguntungkan.

Reaksi endotermik mengambil panas. Reaksi eksotermik mengeluarkan panas. Termokimia menggabungkan konsep-konsep termodinamika dengan gagasan energi dalam bentuk ikatan kimia. Termokimia mencakup perhitungan kuantitas seperti kapasitas panas, panas pembakaran, panas pembentukan, entalpi, entropi, energi bebas, dan kalori.

Kalorimeter es pertama di dunia, digunakan pada musim dingin 1782-83, oleh Antoine Lavoisier dan Pierre-Simon Laplace. Itu digunakan untuk menemukan panas yang berevolusi dalam berbagai perubahan kimia. Perhitungan ini didasarkan pada penemuan Joseph Black sebelumnya tentang panas laten. Eksperimen ini memulai termokimia.

Sejarah

Termokimia dimulai dengan dua gagasan:

Hukum Lavoisier dan Laplace (1780): Perubahan energi untuk transformasi apa pun sama dan berlawanan dengan perubahan energi untuk proses sebaliknya.
Hukum Hess (1840): Perubahan energi untuk transformasi apa pun adalah sama, apakah transformasi itu berlangsung dalam satu langkah atau banyak langkah.

Penemuan-penemuan ini muncul sebelum hukum pertama termodinamika (1845). Mereka membantu para ilmuwan memahami hukum ini.

Edward Diaz dan Hess menyelidiki panas spesifik dan panas laten. Joseph Black mengembangkan konsep perubahan energi laten.

Gustav Kirchhoff menunjukkan pada tahun 1858 bahwa perubahan panas reaksi diberikan oleh perbedaan kapasitas panas antara produk dan reaktan: ∂ Δ H ∂ T = Δ C p {\displaystyle {{\partial \Delta H} \over \partial T}=\Delta C_{p}} ${{\partial \Delta H} \over \partial T}=\Delta C_{p}$ . Mengintegrasikan persamaan ini memungkinkan evaluasi panas reaksi pada satu suhu dari pengukuran pada suhu lain.

Kalorimetri

Pengukuran perubahan panas disebut kalorimetri. Kalorimetri mengukur panas reaksi kimia atau perubahan fisik. Kalorimeter, alat untuk kalorimetri, biasanya merupakan ruang tertutup.

Kalorimetri memiliki langkah-langkah ini: Ahli kimia membuat perubahan terjadi di dalam ruang. Suhu ruangan diukur baik menggunakan termometer atau termokopel. Suhu diplot terhadap waktu untuk menghasilkan grafik. Ahli kimia menggunakan grafik untuk menghitung besaran-besaran fundamental.

Kalorimeter modern memiliki komputer kecil yang mengukur suhu dan memberikan data yang dihitung dengan cepat. Salah satu contohnya adalah kalorimeter pemindaian diferensial (DSC).

Sistem

Beberapa definisi termodinamika sangat berguna dalam termokimia. "Sistem" adalah bagian spesifik dari alam semesta yang sedang dipelajari. Segala sesuatu di luar sistem dianggap sebagai lingkungan atau lingkungan sekitar. Sebuah sistem mungkin:

sistem yang terisolasi - ketika tidak dapat bertukar energi atau materi dengan lingkungan sekitar, seperti pada kalorimeter bom yang terisolasi;
sistem tertutup - ketika sistem ini dapat bertukar energi tetapi bukan materi dengan lingkungan sekitar, seperti pada radiator uap;
sistem terbuka - ketika sistem ini dapat bertukar materi dan energi dengan lingkungan sekitarnya, misalnya panci berisi air mendidih.

Proses

Sebuah sistem mengalami "proses" ketika satu atau lebih dari sifat-sifatnya (karakteristik) berubah. Sebuah proses berhubungan (berhubungan) dengan perubahan keadaan. Proses isotermal (suhu yang sama) terjadi ketika suhu sistem tetap sama. Proses isobarik (tekanan yang sama) terjadi ketika tekanan sistem tetap sama. Proses adiabatik (tidak ada pertukaran panas) terjadi ketika tidak ada panas yang bergerak.

Halaman terkait

Publikasi penting dalam termokimia
Reaksi isodesmik
Prinsip kerja maksimum
Kalorimeter Reaksi
Prinsip Thomsen-Berthelot
Julius Thomsen
Basis data termodinamika untuk zat murni
Kalorimetri
Fisika termal

Pertanyaan dan Jawaban

T: Apa yang dimaksud dengan termokimia?

J: Termokimia adalah ilmu yang mempelajari energi dan panas yang berkaitan dengan reaksi kimia dan transformasi fisik.

T: Apa saja contoh transformasi fisik?

J: Contoh transformasi fisik meliputi peleburan (ketika benda padat menjadi cair) dan pendidihan (ketika benda cair menjadi cair).

T: Bagaimana termokimia membantu memprediksi jumlah reaktan dan produk?

J: Ahli termokimia menggunakan data, termasuk penentuan entropi, untuk memprediksi jumlah reaktan dan produk setiap saat selama reaksi tertentu.

T: Apakah reaksi endotermik menguntungkan atau tidak menguntungkan?

J: Reaksi endotermik tidak menguntungkan.

T: Apakah reaksi eksotermik menguntungkan atau tidak menguntungkan?

J: Reaksi eksotermik menguntungkan.

T: Konsep apa saja yang digabungkan dalam termokimia?

J: Termokimia menggabungkan konsep termodinamika dengan gagasan energi dalam bentuk ikatan kimia.

T: Jenis perhitungan apa yang dilakukan oleh ahli termokimia?

J: Ahli termokimia membuat perhitungan seperti kapasitas panas, panas pembakaran, panas pembentukan, entalpi, entropi, energi bebas, dan kalori.