E-Modul Termokimia

E – Modul Termokimia ii Berbasis Problem Based Learning yang Terintegrasi Sains dalam Al-Qur’an H2 O (g) H2 O (l)

E – Modul Termokimia ii E-MODUL TERMOKIMIA Berbasis Problem Based Learning yang Terintegrasi Sains dalam Al-Qur’an Untuk siswa SMA/MA Peminatan MIPA Penulis: Isro’un Julaikah (12212183068) Program Studi Tadris Kimia Fakultas Tarbiyah dan Ilmu Keguruan Universitas Islam Negeri Sayyid Ali Rahmatullah Tulungagung 2022

E – Modul Termokimia iii Puji Syukur Kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan modul elektronik (e-modul) berbasis Problem Based Learning yang terintegrasi Sains dalam Al-qur’an pada materi Termokimia sebagai suatu inovasi sumber belajar untuk siswa SMA/MA sederajat. E-modul ini dimaksudkan untuk membantu siswa dan guru dalam melaksanakan proses pembelajaran kimia. E-modul ini memuat topik tentang hukum kekekalan energi, sistem dan lingkungan, reaksi eksoterm dan reaksi endoterm, entalpi dan perubahan entalpi serta penentuan perubahan entalpi. Setelah melaksanakan pembelajaran dengan menggunakan e-modul ini, diharapkan siswa mampu menjelaskan konsep hukum kekekalan energi, menentukan sistem dan lingkungan, membedakan reaksi eksoterm dan reaksi endoterm, menuliskan persamaan termokimia, menentukan entalpi dan perubahan entalpi berdasarkan Kalorimetri dan hukum Hess. E-modul ini disusun berdasarkan tahap-tahap model pembelajaran Problem Based Learning yang terdiri dari lima tahap meliputi orientasi masalah, pengorganisasian siswa, penyelidikan, penyajian hasil, dan penarikan simpulan serta evaluasi. Selain itu, E-modul ini juga memuat ayat-ayat Al-qur’an yang berkaitan dengan konsep termokimia. Sebelum mempelajari materi, terdapat bagian petunjuk penggunaan E-modul yang berada pada halaman awal. Bagian petunjuk penggunaan E-modul ini membantu memberikan gambaran umum mengenai isi E-modul. E-modul ini tentunya masih memiliki banyak kekurangan. Oleh sebab itu, penulis sangat berterima kasih apabila pembaca berkenan untuk memberikan kritik maupun saran untuk penyempurnaan E-modul ini. Penyusun berharap agar E-modul ini dapat bermanfaat dalam upaya meningkatkan kualitas proses belajar mengajar pada materi kimia. Kata Pengantar Tulungagung, 26 Mei 2022 Penulis

E – Modul Termokimia iv HALAMAN JUDUL..................................................................................................................................ii KATA PENGANTAR...............................................................................................................................iii DAFTAR ISI ............................................................................................................................................. iv PENDAHULUAN ..................................................................................................................................... v URAIAN MATERI................................................................................................................................... ix ENERGI DAN PERUBAHAN ENERGI................................................................................................. 2 PERUBAHAN ENERGI DALAM REAKSI KIMIA A. Sistem dan Lingkungan ................................................................................................................... 4 B. Macam–Macam Sistem ................................................................................................................... 4 ENTALPI DAN PERUBAHAN ENTALPI A. Energi Dalam ................................................................................................................................... 7 B. Kerja dan Kalor ............................................................................................................................... 8 C. Entalpi dan Perubahan Entalpi......................................................................................................... 9 D. Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm ........................................................................................ 10 E. Diagram Tingkat Energi................................................................................................................. 17 F. Persamaan Termokimia.................................................................................................................. 19 G. Perubahan Entalpi Standar............................................................................................................. 20 PENENTUAN PERUBAHAN ENTALPI REAKSI A. Kalorimetri ..................................................................................................................................... 25 B. Hukum Hess................................................................................................................................... 29 RANGKUMAN ........................................................................................................................................ 38 EVALUASI............................................................................................................................................... 40 REFLEKSI DIRI ..................................................................................................................................... 42 KUNCI JAWABAN................................................................................................................................. 43 GLOSARIUM .......................................................................................................................................... 44 DAFTAR PUSTAKA............................................................................................................................... 45 BIOGRAFI PENULIS............................................................................................................................. 46 DAFTAR ISI

E – Modul Termokimia v PENDAHULUAN Kompetensi Inti KI. 1 Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya KI. 2 Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggungjawab, peduli (gotong royong, kerjasama, toleran, damai), santun, responsive dan pro-aktif dan menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan social dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia KI. 3 Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan factual, konseptual, prosedural berdasarkan rasa ingintahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, senin, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan procedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan minatnya untuk memecahkan masalah KI. 4 Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, dan mampu menggunakan metode sesuai kaidah keilmuan

E – Modul Termokimia vi Kompetensi Dasar 3.4 Memahami konsep ΔH sebagai kalor reaksi pada tekanan tetap dan penggunannya dalam persamaan termokimia. Indikator: 3.4.1 Menjelaskan hukum kekekalan energi. 3.4.2 Menjelaskan sistem dan lingkungan. 3.4.3 Menjelaskan dan menentukan entalpi dan perubahan entalpinya dalam suatu reaksi. 3.4.4 Membedakan reaksi eksoterm dan endoterm. 3.5 Memahami berbagai jenis entalpi (entalpi pembentukan, entalpi penguraian dan entalpi pembakaran), Hukum Hess dan konsep energi ikatan. Indikator: 3.5.1 Menjelaskan jenis–jenis perubahan entalpi standard. 3.5.2 Menjelaskan dan menentukan perubahan entalpi dengan eksperimen kalorimetri. 3.5.3 Menjelaskan dan menentukan perubahan entalpi dengan Hukum Hess 3.5.4 Menjelaskan dan menentukan perubahan entalpi dengan metode tidak langsung 3.5.5 Menjelaskan dan menentukan perubahan entalpi dengan data ΔH pembentukan standard. 3.5.6 Menjelaskan dan menentukan perubahan entalpi dengan data energi ikatan.

E – Modul Termokimia vii Tujuan Pembelajaran Setelah membaca, memahami dan mempelajari e–modul ini dengan baik, diharapkan : 1. Peserta didik mampu menyatakan rasa syukur kepada Tuhan YME atas nikmat energi yang telah diciptakan sehingga dapat bermanfaat untuk kehidupan 2. Peserta didik mampu menunjukkan rasa ingin tahu untuk belajar mengenai konsep energi di alam 3. Peserta didik mampu menjelaskan hukum kekekalan energi. 4. Peserta didik mampu menjelaskan sistem dan lingkungan. 5. Peserta didik mampu menjelaskan dan menentukan entalpi dan perubahan entalpinya dalam suatu reaksi. 6. Peserta didik mampu membedakan reaksi eksoterm dan endoterm. 7. Peserta didik mampu menjelaskan dan menentukan diagram tingkat energi 8. Peserta didik mampu memahami dan menuliskan persamaan termokimia 9. Peserta didik mampu memahami berbagai jenis entalpi 10. Peserta didik mampu menjelaskan jenis–jenis perubahan entalpi standard. 11. Peserta didik mampu menjelaskan dan menentukan perubahan entalpi dengan eksperimen kalorimetri. 12. Peserta didik mampu menjelaskan dan menentukan perubahan entalpi dengan Hukum Hess 13. Peserta didik mampu menjelaskan dan menentukan perubahan entalpi metode tidak langsung 14. Peserta didik mampu menjelaskan dan menentukan perubahan entalpi dengan data ΔH pembentukan standard. 15. Peserta didik mampu menjelaskan dan menentukan perubahan entalpi dengan data energi ikatan.

E – Modul Termokimia viii Petunjuk Penggunaan E - Modul Baca daftar isi dengan cermat dan teliti untuk memudahkan pencarian materi Isilah refleksi diri sesuai dengan tingkat pemahaman kalian terhadap materi Kerjakan soal evaluasi di akhir materi untuk mengukur tingkat pemahaman Baca dan pahami setiap uraian materi yang disajikan dengan teliti Jawablah setiap latihan soal yang disajikan di setiap akhir sub bab materi Cermati peta konsep untuk memudahkan alur memahami materi 1 5 4 3 2 6

E – Modul Termokimia ix Peta Konsep Lingkungan Perpindahan energi Perubahan Entalpi (ΔH) Kalor (q) Reaksi Eksoterm Reaksi Endoterm Perubahan Energi Dalam (ΔU) TERMOKIMIA Sistem Sistem terbuka Sistem tertutup Sistem terisolasi Kerja (w) Hukum Hess Data energi ikatan Data Entalpi Pembentukan standar mempelajari tentang dalam bentuk menunjukkan Bernilai negatif pada Bernilai positif pada melibatkan Terdiri dari Kalorimetri Metode tidak langsung Dapat dihitung dengan Terdiri dari Harga ΔH Kata Kunci: • Energi • Kalor • Sistem • Lingkungan • Reaksi Eksoterm • Reaksi Endoterm • Entalpi • Kalorimetri • Hukum Hess

E – Modul Termokimia 1 Langkah-Langkah Model Pembelajaran Problem Based Learning Orientasi Masalah pada Peserta Didik Mengorganisasikan Peserta Didik Membimbing Penyelidikan Mengembangkan dan Menyajikan Hasil Kesimpulan dan Evaluasi

E – Modul Termokimia 2 Pendahuluan Sebelum mempelajari materi, bacalah cerita di bawah ini! Jika dicermati dari cerita di atas, perpindahan apa saja yang terjadi ketika batu gamping direaksikan dengan air? Untuk mengetahui permasalahan tersebut, bentuklah kelompok diskusi yang beranggotakan 2-3 orang dalam setiap kelompok. Kemudian setiap kelompok mendiskusikan pertanyaan berikut ini! Pak Raka adalah seorang pengusaha di bidang kontraktor salah satu bahan yang diperlukan adalah batu gamping. Gamping tersebut memiliki fungsi sebagai perekat dan telah mengalami proses perendaman dalam air. Batu gamping juga sering disebut dengan kapur tohor. Penyusun utama dari batu gamping/kapur tohor adalah senyawa CaO. Setiap penambahan air ke dalam batu gamping akan terjadi reaksi yang kemudian menimbulkan panas. Reaksi dari batu gamping dan air dapat dilihat sebagai berikut! CaO (s) + H2O (l) → Ca(OH)2 (aq) (air kapur) Dari reaksi di atas dapat diketahui bahwa reaksi antara batu gamping dengan air menghasilkan air kapur (Ca(OH)2). Air kapur tersebut apabila dibiarkan di ruang terbuka akan terbentuk endapan yang disebut dengan gamping (CaCO3). Keadaan sebelum dan sesudah kapur direaksikan dengan air dapat dilihat pada gambar di samping. Gambar 2. Keadaan (a) sebelum dan (b) sesudah reaksi antara CaO dengan air (H2O) Sumber : Nailul, Skripsi, 2019 Gambar 1. Pemanfaatan batu gamping Sumber : Dokumen Pribadi Orientasi Masalah pada Peserta Didik Mengorganisasikan Peserta Didik

E – Modul Termokimia 3 Setelah selesai mendiskusikan pertanyaan di atas, maka diharapkan setiap kelompok dapat mempresentasikan hasil dari diskusinya di depan kelas! a. Apa yang terjadi ketika batu gamping dimasukkan ke dalam air? Jawab: …………………………………………………………………………… b. Apa saja zat yang dihasilkan ketika batu gamping tersebut ditambahkan ke dalam air? Jawab: …………………………………………………………………………… c. Mengapa ketika batu gamping ditambahkan air dapat menimbulkan panas? Jawab: ……………………………………………………………………………………………… d. Sebutkan contoh reaksi kimia dalam kehidupan sehari-hari yang dapat menimbulkan panas! Jawab: …………………………………………………………………………… Membimbing Penyelidikan Mengembangkan dan Menyajikan Hasil Kesimpulan dan Evaluasi Buatlah kesimpulan dari hasil pembahasan yang telah dilakukan di atas! …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ………………

E – Modul Termokimia 4 A. Energi dan Perubahan Energi Perhatikan ilustrasi berikut! Lalu, apa yang dimaksud dengan energi? Gambar di samping menunjukkan adanya gerakan air yang dapat menggerakkan turbin. Energi yang dihasilkan dapat digunakan sebagai sumber energi listrik. Hal ini menunjukkan bahwa terjadi perubahan energi dari energi gerak menjadi listrik. Gambar 3. Kincir air Sumber : Laduni.id Dalam “Hukum Kekekalan Energi” dijelaskan bahwa energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, melainkan energi dapat diubah dari bentuk energi yang satu menjadi bentuk energi yang lain. Misalkan energi kimia diubah menjadi energi panas atau gerak. Perubahan energi ini terjadi pada baterai yang dapat menggerakkan jarum jam. Energi yang dihasilkan dari reaksi kimia dalam baterai berubah menjadi energi listrik dan selanjutnya menjadi energi gerak. Contoh lainnya adalah energi panas diubah menjadi energi listrik. Perubahan energi ini banyak ditemukan di kehidupan sehari – hari, yakni energi listrik yang berasal dari panel surya matahari. Nilai dari energi tidak dapat diukur, yang dapat diukur adalah perubahan dari energinya. Orientasi Masalah pada Peserta Didik

E – Modul Termokimia 5 Untuk menjawab pertanyaan di atas, jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini dengan baik dan benar! Setelah menjawab pertanyaan di atas, diskusikan dengan teman sebangkumu, kemudian presentasikan di depan kelas! Ayo Berlatih !! Mengorganisasikan Peserta Didik Membimbing Penyelidikan 1. Berdasarkan jenis energi, reaksi kimia dapat menghasilkan energi apa saja? 2. Apabila terdapat es batu dan gamping. Kemudian kedua benda tersebut dimasukkan ke dalam baskom berisi air. a. Apakah terjadi perubahan suhu? b. Apabila hasil pencampuran keduanya dicampur dalam satu wadah. Bagaimana proses perpindahan panas yang terjadi? Mengembangkan dan Menyajikan Hasil Kesimpulan dan Evaluasi Kesimpulan:

E – Modul Termokimia 6 B. Perubahan Energi dalam Reaksi Kimia Dari gambar di samping, dapat diketahui bahwa yang bertindak sebagai sistem adalah air (H2O), dan yang bertindak sebagai lingkungan adalah gelas kimia. Pada gambar di samping kita dapat menyimpulkan bahwa: Sistem adalah ….. Lingkungan adalah …. Sekilas info !! Hampir semua reaksi kimia melepas atau menyerap energi, umumnya energi yang digunakan dalam bentuk kalor. Dalam hal ini kalor didefinisikan sebagai perpindahan energi panas dari dua benda yang suhunya berbeda. Menurut “Hukum ke – 0 Termodinamika” energi panas akan berpindah dari benda yang suhunya tinggi ke benda yang suhunya rendah. 1. Sistem dan Lingkungan Dari gambar di samping, dapat dilihat bahwa reaksi dilakukan dalam ruang yang terbuka. Keadaan tersebut akan mengakibatkan adanya perpindahan energi (Q) serta perpindahan materi (m). Hal ini disebabkan karena reaksi dilakukan dengan ruang tanpa penutup, sehingga energi dan materi dalam reaksi tersebut dapat berpindah. a. Sistem Terbuka Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa, Sistem terbuka adalah ……. Gambar 5. Sistem dan Lingkungan Sumber : Ruangguru.com Gambar 6. Sistem terbuka Sumber : UtakAtikOtak.com 2. Macam – Macam Sistem

E – Modul Termokimia 7 Dari gambar di samping, dapat dilihat bahwa reaksi dilakukan dalam ruang yang tertutup. Keadaan tersebut akan mengakibatkan adanya perpindahan energi (Q) tanpa disertai perpindahan materi (m). Hal ini disebabkan karena reaksi dilakukan dengan ruang yang tertutup, sehingga energi dari reaksi tersebut dapat berpindah. Sedangkan materi tidak dapat berpindah karena terhalang oleh penutupnya. b. Sistem Tertutup Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa, Sistem tertutup adalah ……. Perhatikan fenomena berikut!! Proses terjadinya siang dan malam adalah salah satu contoh dari sistem tertutup. Fenomena tersebut menunjukkan kejadian pergantian terang menjadi gelap dan sebaliknya. Proses tersebut terjadi karena rotasi bumi. Pada saat rotasi bumi, bagian bumi yang mendapat sinar (kalor) matahari akan mengalami siang, sedangkan bagian yang tidak mendapat sinar (kalor) matahari akan mengalami malam. Dari fenomena ini tanpa disadari bahwa dalam kehidupan sehari – hari terdapat peristiwa perpindahan energi yang tidak disertai dengan perpindahan materi. Fenomena tersebut menjadi salah satu bukti kebesaran Allah Swt. Yang sudah dijelaskan dalam Al Qur’an surat Al Imran ayat 190 berikut: ِب ا َ لْب ُوِِل اْْلَ ٍت ّْلِ ٰ اِر َْلٰي َ النَّ ه َ ِل و ْ ي ََل ِف الَّ ِ ت ْ اخ َ ِض و ْ اْْلَر َ ِت و َّس ٰمٰو ْلِق ال َ ْ خ َّن ِِف ِ ا Artinya : “Sesungguhnya dalam penciptaan langit dan bumi, dan pergantian malam dan siang terdapat tanda – tanda (kebesaran Allah) bagi orang yang berakal.” Dari ayat di atas Allah telah menunjukkan tanda – tanda kebesaran-Nya. Hal ini tentu menjadi sebuah dorongan bagi kita untuk selalu berpikir dengan setiap keadaan yang ada. Gambar 7. Sistem tertutup Sumber : UtakAtikOtak.com Gambar 8. Pergantian hari Sumber : Kumparan.com

E – Modul Termokimia 8 Dari gambar di samping, dapat dilihat bahwa reaksi dilakukan dalam ruang yang terisolasi. Keadaan tersebut akan mengakibatkan tidak adanya perpindahan energi (Q) maupun perpindahan materi (m). Hal ini disebabkan karena reaksi dilakukan dengan ruang yang terisolasi, sehingga energi serta materi dalam reaksi tersebut tidak dapat berpindah. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa, Sistem terisolasi adalah ……. c. Sistem Terisolasi Lengkapi tabel – tabel berikut ini dengan benar ! No. Peristiwa Sistem Lingkungan Jenis Sistem 1. Teh panas di dalam gelas 2. Air di dalam termos 3. Kopi panas di dalam teko tertutup 4. Logam natrium dimasukkan dalam air di dalam gelas kimia terbuka 5. Air direbus di dalam panci tertutup Ayoo Berlatih!! Gambar 9. Sistem terisolasi Sumber : UtakAtikOtak.com

E – Modul Termokimia 9 C. Entalpi dan Perubahan Entalpi Menurut Hukum Termodinamika I yang berbunyi “Pada perubahan fisika dan kimia energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, tetapi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lain” Perhatikan gambar berikut: Pemuaian gas yang terjadi pada gambar di samping disebabkan karena adanya penambahan volume. Sedangkan gas yang tersisa di dalamnya disebut dengan energi dalam (E). Gas ini akan digunakan untuk gerakan atom atau molekul serta interaksi yang terjadi. 1. Energi Dalam (E) Gambar 10. Pemuaian gas Sumber : Kompas.com Untuk mempermudah Anda dalam memahami materi Sistem dan Lingkungan, cermati video penjelasan materi dengan klik tautan berikut: https://youtu.be/5L0ohUkoj84

E – Modul Termokimia 10 Pada proses reaksi kimia, kerja (w) umumnya terjadi akibat adanya gas yang terlibat dalam reaksi. Jika reaksi menghasilkan gas, volume akan bertambah sehingga mendesak keluar melawan tekanan luar. Kerja yang dilakukan sistem untuk mendorong tekanan luar tersebut adalah : = - PΔV Tanda negatif karena kerja dilakukan oleh sistem. Kerja bukan merupakan fungsi keadaan, artinya besarnya kerja tidak hanya dihitung dari keadaan awal dan akhir, tetapi jalannya proses memengaruhi besarnya kerja yang dilakukan. Kalor (q) bukanlah fungsi keadaan, sehingga perubahan kalor tidak dapat hanya dihitung dengan menggunakan Δq = q2 – q1. Walaupun kerja dan kalor bukan merupakan fungsi keadaan, tetapi jumlah kedua energi (q + w) adalah sama dengan ΔE. 2. Kerja dan Kalor S Sepotong logam magnesium direaksikan dengan asam klorida encer pada sistem terbuka. Pada reaksi tersebut sistem melepas kalor sebesar 200 kJ dan menghasilkan gas yang akan menyebabkan terjadinya perubahan volume. Sistem juga melakukan kerja sebesar 50 kJ. Perubahan energi dalam (ΔE) dalam reaksi tersebut adalah….. ΔE = q + w q = - 200 kJ (tanda negatif karena sistem melepas kalor) w = - 50 kJ (tanda negatif karena sistem melakukan kerja) ΔE = ( - 200 – 50) kJ ΔE = - 250 kJ Contoh Soal !!

E – Modul Termokimia 11 Setiap sistem atau materi mempunyai energi. Jumlah total dari semua bentuk energi dalam suatu sistem atau materi disebut dengan Entalpi (H). Entalpi dari suatu materi tidak dapat dihitung atau diukur, tetapi yang dapat dihitung atau diukur adalah perubahan entalpi (ΔH) yang menyertai suatu proses. Perubahan entalpi adalah selisih antara entalpi akhir (………..) dengan entalpi awal (………….). Sehingga perubahan entalpi dapat dirumuskan: 3. Entalpi (H) dan Perubahan Entalpi (ΔH) “Tujuan utama dari pendidikan adalah mengubah Kegelapan menjadi sebuah Cahaya”

E – Modul Termokimia 12 Klik tautan masing-masing video di bawah ini! Kemudian cermati isi dari videonya! Reaksi-reaksi kimia berlangsung dengan berbagai macam cara dan perantara. Ada reaksi kimia yang tejadi pada suatu benda mati, ada juga reaksi yang terjadi pada benda hidup (makhluk hidup). Reaksi kimia sendiri dapat disertai dengan perpindahan kalor (panas). Ada reaksi kimia yang menghasilkan panas, contohnya pada kumbang bombardier (lihat keterangan di halaman 17), dan ada juga reaksi kimia yang menyerap kalor (panas) contohnya pada proses fotosintesis tumbuhan (lihat keterangan di halaman 19). Berdasarkan jenis perpindahan kalornya, reaksi kimia dibagi menjadi dua yaitu reaksi eksoterm dan reaksi endoterm. Lalu bagaimana perbedaan reaksi eksoterm dan reaksi endoterm? Buatlah kelompok yang terdiri dari 2-3 orang dalam setiap kelompok. Kemudian lakukan praktikum berikut sesuai dengan petunjuk! 4. Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm Mengetahui perbedaan reaksi eksoterm dengan reaksi endoterm. Tujuan Orientasi Masalah pada Peserta Didik Mengorganisasikan Peserta Didik Membimbing Penyelidikan https://youtu.be/w94lfWsIFDk Gambar 11. Kumbang Bombardir https://youtu.be/Sn1s_qAEUJk Gambar 12. Fotosintesis pada tumbuhan

E – Modul Termokimia 13 Alat: Bahan: Alat dan Bahan 1. Reaksi antara NaOH dengan air Mengambil sekitar 1 gram NaOH Mengambil sekitar 10 mL aquades dan dimasukkan ke dalam tabung reaksi Bagian dasar tabung reaksi dipegang (panas, biasa, dingin) Memasukkan NaOH yang telah disiapkan ke dalam tabung reaksi yang berisi larutan aquades Mengamati reaksi yang terjadi dan memegang bagian dasar tabung reaksi (panas atau dingin). Bandingkan dengan sebelum ditambahkan NaOH Cara Kerja: 2. Reaksi antara CO(NH2)2 (urea) dengan air Mengambil sekitar 1 gram urea Mengambil sekitar 10 mL aquades dan dimasukkan ke dalam tabung reaksi Bagian dasar tabung reaksi dipegang (panas, biasa, dingin) Memasukkan urea yang telah disiapkan ke dalam tabung reaksi yang berisi larutan aquades Mengamati reaksi yang terjadi dan memegang bagian dasar tabung reaksi (panas atau dingin). Bandingkan dengan sebelum ditambahkan urea

E – Modul Termokimia 14 Data Pengamatan: No. Reaksi Hasil Pengamatan Sebelum reaksi Setelah reaksi 1. Air + NaOH Dasar tabung terasa ……….. Pengamatan reaksi: …………………………….. Dasar tabung reaksi terasa ………………. 2. Air + CO(NH2)2 Dasar tabung terasa ……….. Pengamatan reaksi: ………………………….... Dasar tabung reaksi terasa ……………… Analisis Data: 1. Reaksi antara NaOH dengan air a. Saat air dimasukkan ke dalam tabung reaksi, dasar tabung reaksi terasa ………. (dingin, biasa, panas) b. Setelah NaOH dimasukkan ke dalam tabung reaksi yang berisi air, dasar tabung reaksi terasa …………… (dingin, biasa, panas) c. Mengapa hal tersebut bisa terjadi? d. Termasuk reaksi apakah percobaaan tersebut? Mengembangkan dan Menyajikan Hasil

E – Modul Termokimia 15 2. Reaksi antara CO(NH2)2 (urea) dengan air a. Saat air dimasukkan ke dalam tabung reaksi, dasar tabung reaksi terasa ………. (dingin, biasa, panas) b. Setelah urea dimasukkan ke dalam tabung reaksi yang berisi air, dasar tabung reaksi terasa …………… (dingin, biasa, panas) c. Mengapa hal tersebut bisa terjadi? d. Termasuk reaksi apakah percobaaan tersebut? Buatlah kesimpulan laporan dari praktikum di atas. Lakukan secara berkelompok, kemudian buatlah laporan hasil praktikum pada kertas folio bergaris. Simpulan dan Tugas Kesimpulan dan Evaluasi

E – Modul Termokimia 16 1) Reaksi Eksoterm Perhatikan gambar di bawah ini! Hewan apakah yang ada di gambar tersebut? Bagaimanakah cara hewan tersebut untuk melindungi diri dari musuhnya? Tahukah kamu, gambar di atas merupakan salah satu contoh dari reaksi eksoterm. Hewan tersebut adalah salah satu jenis dari serangga. Cara dari hewan tersebut untuk melindungi diri sangat unik, yakni dengan mengeluarkan cairan kimia yang bersifat panas. Ketika merasa terancam oleh binatang lain, larutan panas mendidih dan pedih terbentuk dalam tubuhnya, kemudian kumbang ini akan menyemprotkan zat kimia tersebut ke arah musuh. Sejumlah organ khusus yang disebut dengan kantung sekresi, menghasilkan cairan sangat pekat yang merupakan campuran dua zat kimia, yakni hidrogen peroksida dan hidroquinon. Cairan tersebut memiliki suhu mencapai 1000 C. secara kimia reaksi yang terjadi pada kumbang tersebut adalah sebagai berikut: C6H4(OH)2 (aq) → C6H4O2 (aq) + H2 (g) ΔH = + 177,4 kJ H2O2 (aq) → H2O (l) + ½ O2 (g) ΔH = - 94,6 kJ H2 (g) + ½ O2 (g) → H2O (l) ΔH = - 285,76 kJ + C6H4(OH)2 (aq) + H2O2 (aq) → C6H4O2 (aq) + 2 H2O (l) ΔH = - 202,96 kJ Dengan demikian, kumbang tersebut telah melepaskan kalor dari sistem ke lingkungan. Gambar 11. Kumbang Bombardir Sumber : Ikons.id Setelah mempelajari mengenai fenomena kumbang bombardier di atas, dapat disimpulkan bahwa Reaksi Eksoterm adalah……………..

E – Modul Termokimia 17 Dari fenomena kumbang bombardier menunjukkan bahwa adanya pelepasan kalor dari sistem ke lingkungan. Zat kimia yang dikeluarkan oleh kumbang berasal dari tubuh kumbang itu sendiri. Tubuh kumbang tersebut diartikan sebagai sistem, dan ketika zat kimia dikeluarkan maka zat kimia tersebut berada di lingkungan. Hal ini sesuai dengan firman Allah SWT. Yang terdapat dalam surat Al Jaatsiyah ayat 4 berikut: ُوَن ن ِ وق ُ ي ٍ م ْ َو ق ِ ٌت لّ ٰ َ اي َ ء ٍ َّة آب َ ن د ِ ث م ُّ ُ ب َ ا ي َ م َ و ْ ُكم ِ لْق َ ِِف خ َ و Artinya: “ Dan pada penciptakan kamu dan pada binatang–binatang yang melata yang bertebaran (di muka bumi) terdapat tanda–tanda (kekuasaan Allah) untuk kaum yang meyakini.” Dari ayat tersebut, Allah Swt. Telah membimbing makhluk-Nya untuk memikirkan berbagai nikmat dan kekuasaan-Nya, termasuk dalam penciptaan-Nya. Dia menciptakan langit dan bumi serta di dalamnya diciptakan berbagai macam makhluk dengan segala macam jenis dan rupa baik dari kalangan malaikat, jin, manusia, hewan, tumbuhan serta aneka ragam ciptaan. Segalanya yang diciptakan-Nya baik dalam bentuk yang paling sederhana sekalipun merupakan mukjizat. Segalanya sudah sesuai dengan ketetapan yang cermat dan terprogram sesuai dengan kebutuhan. Info Kimia

E – Modul Termokimia 18 2) Reaksi Endoterm Perhatikan gambar di bawah ini! Apakah yang ada pada gambar tersebut? Bagaimanakah cara tumbuhan memperoleh makanan? Apa sajakah yang diperlukan untuk membuat makanan tersebut? Tahukah kamu, ternyata tumbuhan merupakan komponen utama dalam ekosistem. Hal ini dikarenakan tumbuhan dapat menghasilkan makanan sendiri, sehingga tumbuhan berperan sebagai produsen. Tumbuhan tersebut dapat melakukan proses fotosintesis dengan bantuan sinar matahari. Pada proses fotosintesis, tumbuhan akan mengubah CO2 dan H2O (air) menjadi molekul karbohidrat dengan bantuan sinar matahari. Secara kimia, reaksi yang terjadi dalam fotosintesis adalah sebagai berikut: 6CO2 (g) + 6H2O (l) → C6H12O6 (aq) + 6O2 (g) ΔH = + 2.820 kJ Dari reaksi di atas dapat diketahui bahwa tumbuhan menghasilkan gas Oksigen yang kemudian digunakan untuk pernapasan bagi makhluk hidup. Namun, proses fotosintesis tersebut tidak akan berlangsung tanpa bantuan dari sinar matahari. Dengan demikian, proses fotosintesis dapat berlangsung selama ada sinar matahari. Dalam sinar matahari terdapat energi yang disebut dengan kalor (panas). Dengan demikian, kalor dari matahari sangat berguna bagi berlangsungnya kehidupan. Gambar 12. Fotosintesis pada tumbuhan Sumber : Bobo.id Setelah mempelajari mengenai fenomena proses fotosintesis pada tumbuhan di atas, dapat disimpulkan bahwa Reaksi Endoterm adalah………………..

E – Modul Termokimia 19 Tumbuhan hijau dapat melakukan fotosintesis dengan bantuan energi cahaya matahari (kalor). Oleh karena fotosintesis menyerap energi sinar matahari untuk bahan bakar proses pembuatan molekul gula, maka fotosintesis tumbuhan mengalami reaksi endoterm. Hal ini sesuai dengan ayat Al Qur’an surat Al An’am ayat 99 berikut: َ ن ِ م َ و ا ً ب اكِ َ ر َ ُّمت ِّا ب َ ُ ح ْو ن ِ م ُ ِرج ُّنْ ُّ ا ً ِضر َ ُ خ ْو ن ِ ا م َ ن ْ ج َ ر ْ َخ ا َ ف ٍ ء ْ َشي ِ ّ َت ُكل ا َ ب َ ٖ ن و ِ ا ب َ ن ْ ج َ ر ْ َخ ا َ ف ً ء ۤ ا َ م ِ ء ۤ ا َ َّسم ال َ ن ِ َل م َ ْز ن َ ٓ ا ْ ي ِ الَّذ َ و ُ ى َ و ٓا ذَ ِ ٖٓٓ ا ِره ِٰل ََثَ ِ ٓا ا ْ و ُ ْظُر ن ُ ا ٍٍۗ و ِ َ َشاب ت ُ م َ ر ْ َّوَغي ا ً ِه ب َ ُ ْشت َن م َُّّما الر َ َن و ْ ُو ت ْ ٍب َّوالَّزي ا َ ن ْ َع ا ْ ّن ِ ٰ ٍت م ّ ن َ ٌ َّوج ة َ ي ِ ان َ ٌن د ا َ ْو ن ِ ا ق َ ه ِ طَلْع ْ ن ِ ْخِل م النَّ َن ْ ُو ن ِ م ْ ُّؤ ي ٍ م ْ َو ّق ِ ٍت ل ٰ َْلٰي ْ ُكم ِ ٰذل ْ َّن ِِف ِ ا ٍۗ ٓ ٖ و ِ ْع ن َ ي َ و َ َْثَر َ ا “Dan Dialah yang menurunkan air dari langit, lalu Kami tumbuhkan dengan air itu segala macam tumbuh-tumbuhan, maka Kami keluarkan dari tumbuhtumbuhan itu tanaman yang menghijau, Kami keluarkan dari tanaman yang menghijau itu butir yang banyak; dan dari mayang kurma, mengurai tangkaitangkai yang menjulai, dan kebun-kebun anggur, dan (Kami keluarkan pula) zaitun dan delima yang serupa dan yang tidak serupa. Perhatikanlah buahnya pada waktu berbuah, dan menjadi masak. Sungguh, pada yang demikian itu ada tanda-tanda (kekuasaan Allah) bagi orang-orang yang beriman.” Dari peristiwa ini menunjukkan bahwa Allah Swt. Telah membahas ilmu tumbuhan jauh sebelum manusia mempelajarinya. Maka tidak ada alasan lagi untuk kita tidak menambah keimanan lagi kepada Allah Swt. Info Kimia Reaksi eksoterm adalah…………………………………… Reaksi endoterm adalah …………………………………..

E – Modul Termokimia 20 Perhatikan gambar di bawah ini! Berdasarkan percobaan yang telah kalian lakukan, kaliah telah memahami tentang reaksi eksoterm dan reaksi endoterm. Gambar di atas merupakan gambar dari diagram tingkat energi suatu reaksi. Diagram tersebut menggambarkan terjadinya suatu proses reaksi dari reaktan menjadi produk. Lalu, bagaimanakah harga perubahan entalpi untuk reaksi eksoterm dan reaksi endoterm? Bagaimanakah diagram tingkat energi untuk reaksi eksoterm dan reaksi endoterm? Untuk menjawab pertanyaan di atas, maka jawablah pertanyaan-pertanyaan yang ada di bawah ini dengan baik dan benar! 5. Diagram Tingkat Energi Orientasi Masalah pada Peserta Didik Gambar 13. Diagram Tingkat Energi Sumber : businessstudybook.blogspot.com Mengorganisasikan Peserta Didik

E – Modul Termokimia 21 Reaksi Eksoterm a. Reaksi eksoterm adalah……………………… b. Jika kalor lepas ke lingkungan, maka sistem akan mengalami pengurangan energi, sehingga entalpi produk (HP) akan lebih ……………. (kecil/besar) dari pada entalpi reaktan (HR) c. Maka nilai ΔH untuk reaksi eksoterm: ΔH = HP – HR akan bernilai ………………… (positif/negatif) d. Tuliskan persamaan reaksi yang terjadi antara NaOH dengan air! NaOH (s) + H2O (l) → …………….. (aq) e. Perhatikan diagram tingkat energi di bawah ini! Lengkapilah dan gambarkan arah anak panah diagram tingkat energi untuk reaksi antara NaOH dengan air! Hr Hp Reaksi Endoterm a. Reaksi endoterm adalah……………………… b. Jika kalor masuk ke sistem, maka sistem akan mengalami peningkatan energi, sehingga entalpi produk (HP) akan lebih ……………. (kecil/besar) dari pada entalpi reaktan (HR) c. Maka nilai ΔH untuk reaksi endoterm: ΔH = HP – HR akan bernilai ………………… (positif/negatif) d. Tuliskan persamaan reaksi yang terjadi antara CO(NH2)2 dengan air! CO(NH2)2 (s) + H2O (l) → …………….. (aq) e. Perhatikan diagram tingkat energi di bawah ini! Lengkapilah dan gambarkan arah anak panah diagram tingkat energi untuk reaksi antara CO(NH2)2 dengan air! H… .. H… .. Membimbing Penyelidikan

E – Modul Termokimia 22 Setelah menjawab pertanyaan di atas, diskusikan dengan teman sebangkumu, kemudian presentasikan di depan kelas! Untuk mempermudah Anda dalam memahami materi Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm, cermati video penjelasan materi dengan klik tautan berikut: https://youtu.be/OGvwjk2pOk4 Mengembangkan dan Menyajikan Hasil Kesimpulan dan Evaluasi Kesimpulan:

E – Modul Termokimia 23 JAWAB !! Buatlah diagram tingkat energi dari reaksi berikut! a. NH4Cl (s) + Ba(OH)2 (aq) → BaCl2 (aq) + NH3 (g) + H2O (l) ΔH = +a kJ b. CaO (s) + H2O (l) → Ca(OH)2 (aq) ΔH = - b kJ Ayoo Berlatih !! 6. Persamaan Termokimia Perhatikan beberapa contoh persamaan termokimia berikut: a. Ca (s) + C (s) + O2 (g) → CaCO3 (s) ΔH = - 1207 kJ/mol b. Mg (s) + ½ O2 (g) → MgO (s) ΔH = - 1283,6 kJ/mol c. CO2 (g) → C (g) + O2 (g) ΔH = + 395,2 kJ/mol Berdasarkan contoh persamaan reaksi di atas, idetinfikasilah dengan menjawab pertanyaan–pertanyaan berikut: 1) Berapa mol CaCO3, MgO, dan CO2 yang terlibat dalam reaksi tersebut? 2) Berapa entalpi yang terlibat dalam setiap reaksi tersebut? Berdasarkan contoh dari persamaan termokimia di atas, dapat disimpulkan bahwa Persamaan Termokimia adalah…….

E – Modul Termokimia 24 D. Perubahan Entalpi (ΔH) Standar Perubahan entalpi standar (ΔH0 ) adalah perubahan entalpi reaksi untuk 1 mol zat yang diukur pada kondisi standar, yaitu pada suhu 00 (298 K) dan tekanan 1 atm. Oleh karena itu, perubahan entalpi standar juga dikenal dengan perubahan entalpi molar standar dengan satuan kJ/mol. Suatu senyawa kimia, terbentuk dari atom atau unsur dasar penyusunnya. Perubahan entalpi yang menyertai suatu reaksi ditentukan berdasarkan selisih dari perubahan entalpi pembentukan produk dan perubahan entalpi pembentukan pereaksi. Sebagai contoh, dalam pembentukan 1 mol gas metana (CH4) dari grafit dan gas hidrogen berikut: C (s) + 2H2 (g) → CH4 (g) ΔH0 = - 74,8 kJ/mol Reaksi pembentukan 1 mol gas karbondioksida dari karbon dan gas oksigen dibebaskan kalor 393,5 kJ/mol. Tuliskan persamaan reaksi tersebut! Karena reaksi tersebut membebaskan kalor, maka reaksi tersebut termasuk jenis reaksi eksoterm, sehingga nilai ΔH adalah negatif. C (s) + O2 (g) → CO2 (g) ΔH = - 393,5 kJ/mol Atau C (s) + O2 (g) → CO2 (g) + 393,5 kJ/mol Contoh Soal ! Tuliskan persamaan termokimia untuk masing – masing reaksi berikut: 1. Pada pembentukan 1 mol air dari gas hidrogen dengan gas oksigen dibebaskan 286 kJ. 2. Reaksi pembentukan gas etena dari karbon dan gas hidrogen dibutuhkan kalor sebesar 51,9 kJ/mol Ayoo Berlatih !! 1. Entalpi Pembentukan Standar (ΔHf 0 )

E – Modul Termokimia 25 Untuk lebih memahami tentang Entalpi Pembentukan Standar, lengkapilah uraian di bawah ini! Dalam ilmu kimia, reaksi penguraian terjadi apabila senyawa terurai menjadi senyawa yang lebih sederhana atau unsur – unsurnya. Karena reaksi penguraian melibatkan pemecahan ikatan kimia, maka dalam proses reaksi penguraian memerlukan penambahan energi. Besarnya energi yang diperlukan dalam reaksi tersebut dinyatakan dalam perubahan entalpi penguraian. Sebagai contoh dari reaksi penguraian adalah reaksi penguraian dari CO2, senyawa CO2 akan terurai menjadi unsur C dan O2. CO2 (g) → C (s) + O2 (g) ΔH = + 393,5 kJ/mol Untuk lebih memahami Perubahan Entalpi Penguraian Standar, lengkapilah uraian di bawah ini! Tulislah persamaan termokimia pada keadaan standar, jika diketahui pembentukan 1200 gram NaCl membebaskan kalor sebesar 8244 kJ. ΔH pembentukan ……… mol NaCl = - 8244 kJ ΔH pembentukan 1 mol NaCl = - = - ……. kJ/mol Jadi persamaan termokimianya : ………………………………………… ΔH = - ……………… kJ/mol Tulislah persamaan termokimia pada keadaan standar, jika diketahui penguraian 540 gram H2O membutuhkan kalor sebesar 7200 kJ. ΔH pembentukan ……… mol H2O = + 7200 kJ ΔH pembentukan 1 mol H2O = + = + ……. kJ/mol Jadi persamaan termokimianya : ………………………………………… ΔH = + ……………… kJ/mol 2. Entalpi Penguraian Standar (ΔHd 0 )

E – Modul Termokimia 26 Setiap kali kita menyalakan korek api, membakar lilin, serta membakar kayu, kita akan melihat adanya reaksi pembakaran. Sebagai contoh pembakaran kayu pada api unggun. Pembakaran tersebut akan selalu terjadi reaksi antara bahan bakar yakni kayu bakar dengan oksigen. Reaksi tersebut akan menghasilkan karbon dioksida dan air. Reaksi kimia dari pembakaran kayu tersebut dapat dilihat sebagai berikut: C6H10O5 (s) + 6O2 (g) → 6CO2 (g) + 5H2O (g) ΔH = - 733 kJ/mol Untuk lebih memahami mengenai Perubahan Entalpi Pembakaran Standar, lengkapilah uraian di bawah ini! Simpulan Tulislah persamaan termokimia pada keadaan standar, jika diketahui pembakaran 960 gram CH3OH melepaskan kalor sebesar 19.140 kJ. ΔH pembentukan ……… mol CH3OH = - 19.140 kJ ΔH pembentukan 1 mol CH3OH = - = - ……. kJ/mol Jadi persamaan termokimianya : ………………………………………… ΔH = - ……………… kJ/mol 3. Entalpi Pembakaran Standar (ΔHc 0 ) Entalpi Pembentukan Standar (ΔHf 0 ) adalah …….............................................. Entalpi Penguraian Standar (ΔHd 0 ) adalah ………………………………........... Entalpi Pembakaran Standar (ΔHC 0 ) adalah ……………………………………

E – Modul Termokimia 27 Diketahui ΔHF 0 C2H5OH = - 278 kJ/mol a. Tuliskan persamaan termokimianya b. Berapa kalor yang dihasilkan untuk pembentukan 9,2 gram C2H5OH (Mr = 46)? c. Berapa kalor yang diperlukan untuk menguraikan 23 gram C2H5OH ? Ayoo Berlatih !! Kolom Jawaban!

E – Modul Termokimia 28 Perhatikan gambar di bawah ini !! Peristiwa apakah yang terjadi dalam gambar tersebut? Termasuk reaksi apakah peristiwa tersebut? Bagaimanakah perubahan entalpi dari reaksi tersebut? Gambar di samping adalah salah satu contoh dari reaksi pembakaran. Kayu yang dibakar akan menghasilkan api yang bersifat panas. Api adalah sumber dari kalor, fenomena tersebut dijelaskan dalam Qs. Yasin ayat 80 yang berbunyi: َن ْ ُو د ِ ق ْ ُو ت ُ ْو ن ِ ّ م ْ ُم ت ْ ن َ ذَآ ا ِ ا َ ف ا ً َر ْ َضِر َن ِر اْْلَخ َ ال َّشج َ ّن ِ م ْ لَ ُكم َ َل ع َ ْ ج ي ِ الَّذ Artinya: “yaitu (Allah) yang menjadikan api untukmu dari kayu yang hijau, maka seketika itu kamu nyalakan (api) dari kayu itu.” Dari ayat di atas telah menyebutkan kayu yang dibakar. Fenomena tersebut menunjukkan terjadinya perubahan kalor. Segala jenis pembakaran memerlukan tiga elemen agar pembakaran dapat berlangsung, yaitu bahan bakar, oksida dan sumber panas. Pada fenomena kayu bakar, yang berperan sebagai bahan bakar adalah kayu tersebut. Sedangkan yang berperan sebagai oksidan adalah udara, karena dalam udara mengandung sekitar 20% oksigen, dan sumber panas yang digunakan biasanya berasal dari korek api. Dari fenomena kayu bakar ini, mengajarkan kepada kita untuk selalu bersyukur atas segala nikmat yang telah Allah berikan. Info Kimia ! Gambar 14. Pembakaran kayu Sumber : Fisikazone.com “Pendidikan hendaknya tidak hanya mengajarkan soal kerja, melainkan mengajarkan tentang kehidupan”

E – Modul Termokimia 29 E. Penentuan Perubahan Entalpi (ΔH) Reaksi Penentuan kalor reaksi secara kalorimetri merupakan penentuan yang didasarkan pada pengukuran perubahan suhu larutan dengan prinsip jumlah kalor yang diberikan sama dengan jumlah kalor yang diserap. Kalorimeter biasa digunakan untuk menentukan jumlah kalor reaksi pada pembakaran sehingga disebut dengan kalorimeter bom. Alat ini terdiri dari suatu wadah sebagai tempat berlangsungnya reaksi pembakaran yang terbuat dari bahan stainless steel dan sejumlah air maupun larutan dalam wadah yang kedap panas. Adapun bagianbagian dari alat kalorimeter bom dapat dilihat pada gambar 15 berikut! Kalor reaksi yang terjadi pada kalorimeter bom dapat dihitung dengan rumus: qlarutan = m × c × ΔT qkalorimeter = C × ΔT ΔHreaksi total = qlarutan + qkalorimeter Sedangkan kalorimeter sederhana dapat dibuat dengan bahan dari plastik atau Styrofoam. Adapun bagian-bagian dari kalorimeter sederhana dapat dilihat pada gambar 16 berikut. 1. Kalorimetri Gambar 15. Kalorimeter bom Sumber : PengertianIlmu.com Gambar 16. Kalorimeter sederhana Sumber : KimiaKece.com

E – Modul Termokimia 30 Jumlah kalor yang diserap maupun dilepas oleh kalorimeter sederhana ke lingkungan oleh plastik dapat diabaikan. Hal ini dikarenakan palstik merupakan bahan yang nonkonduktor sehingga jumlah kalor yang diserap atau dilepaskan oleh larutan dalam kalorimeter sederhana dapat dihitung dengan: qreaksi = - qlarutan Kalorimeter adalah suatu sistem yang terisolasi, sehingga tidak ada pertukaran materi maupun energi dengan lingkungan. Dengan mengukur kenaikan suhu di dalam kalorimeter, kita dapat menentukan jumlah kalor yang diserap oleh air dengan rumus: Harga q dapat dihitung dengan: Jumlah kalor yang diserap oleh kalorimeter (q kalorimeter) dapat dihitung dengan: Jika harga kapasitas kalor kalorimeter (C kalorimeter) sangat kecil, maka q kalorimeter diabaikan, sehingga : Jadi: Keterangan : q = kalor reaksi (J) m = massa zat / larutan (g) c = kalor jenis larutan (J/g K atau J/g0C) C = kapasitas calorimeter (J/K atau J/0C) ΔT = perubahan suhu (Takhir - Tawal) (K atau 0C) Catatan : Jika suhu naik, maka reaksi membebaskan kalor, sehingga tergolong ke dalam reaksi ………………… (eksoterm/endoterm) dan nilai ΔH ………….. (positif/negatif) Jika suhu turun, maka reaksi menyerap kalor, sehingga tergolong ke dalam reaksi ……………….... (eksoterm/endoterm) dan nilai ΔH ………….(positif/negatif)

E – Modul Termokimia 31 Kalorimeter merupakan sebuah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang diserap atau dilepaskan oleh suatu larutan. Dalam kalorimeter memungkinkan terjadinya perpindahan energi seminimal mungkin. Fenomena dari kalorimeter dapat diamati ketika kita memasukkan air panas ke dalam termos. Termos merupakan contoh dari sistem yang terisolasi sehingga kemungkinan tidak terjadi pertukaran energi antara sistem dengan lingkungan. Oleh karena itu air panas di dalam termos akan tetap memiliki suhu yang sama. Selain menggunakan sistem yang terisolasi, kalor dapat diukur dengan kalorimeter yang sederhana yaitu menggunakan bejana plastik. Kalorimeter sederhana dibuat dari bahan plastik dengan tujuan agar kalor tidak berpindah ke lingkungan secara berlebihan. Lalu, bagaimanakah cara menentukan kalor dalam kalorimeter? Buatlah kelompok yang terdiri dari 2-3 orang dalam setiap kelompok. Kemudian lakukan percobaan di bawah ini pada masing-masing kelompok sesuai dengan petunjuk yang ada! Untuk mempermudah Anda dalam memahami materi Kalorimetri, cermati video penjelasan materi dengan klik tautan berikut: https://youtu.be/U15qD1v-GGs Orientasi Masalah pada Peserta Didik Mengorganisasikan Peserta Didik

E – Modul Termokimia 32 Tujuan : Menentukan perubahan entalpi pada reaksi antara larutan NaOH dengan larutan HCl yang menghasilkan satu mol air. Alat : Bahan: Alat dan Bahan 1. Mengambil 50 cm3 larutan NaOH 1 M kemudian dimasukkan ke dalam gelas kimia 2. Mengambil 50 cm3 larutan HCl 1 M kemudian dimasukkan ke dalam gelas kimia yang lain 3. Mengukur suhu awal masing–masing larutan tersebut, kemudian menghitung suhu rata–ratanya 4. Kedua larutan dimasukkan ke dalam bejana plastik/kalorimeter 5. Mengukur suhu campuran kemudian mencatat suhu tertinggi yang dicapai Cara Kerja Membimbing Penyelidikan

E – Modul Termokimia 33 Pertanyaan: 1. Suhu larutan NaOH : 2. Suhu larutan HCl : 3. Suhu awal (rata–rata) : 4. Suhu akhir (tertinggi) : 5. Kenaikan/penurunan suhu (ΔT) : Pengamatan 1. Tergolong reaksi eksoterm atau endotermkah reaksi tersebut? 2. Hitunglah harga ΔH dari reaksi tersebut. Kalaor jenis air = 4,2 J/0 C.g dan massa jenis air 1 g/mL 3. Hitunglah harga ΔH dari reaksi penetralan 1 mol zat! 4. Tuliskan persamaan termokimianya! 5. Gambarkan diagram tingkat energinya! Kesimpulan dan Evaluasi Mengembangkan dan Menyajikan Hasil Setelah melakukan percobaan di atas, buatlah kesimpulan dari data hasil percobaan dan pertanyaan yang ada. Kemudian sajikan pada kertas folio dan presentasikan masingmasing kelompok di depan kelas. Simpulan dan Tugas

E – Modul Termokimia 34 Sebanyak 50 mL larutan HCl 1 M bersuhu 270 C dicampur dengan 50 mL larutan NaOH 1 M bersuhu 270 C dalam suatu kalorimeter gelas plastik. Ternyata, suhu campuran naik sampai 33,5 0 C. Jika kalor jenis larutan dianggap sama dengan kalor jenis air yaitu 4,18 J.g-1 K -1 , tentukan perubahan entalpi reaksi tersebut! Penyelesaian: 1. Menentukan kalor larutan dengan rumus q larutan = m x c x ΔT 2. Menentukan kalor reaksi yaitu = - q larutan 3. Menentukan entalpi reaksi, yaitu jika jumlah mol NaOH dan HCl yang bereaksi masing – masing 1 mol q larutan = m x c x ΔT = 100 gram x 4,18 J g-1 K -1 x 6,5 K = 2.717 J q reaksi = - q larutan = - 2.717 J Kalor di atas menyertai reaksi antara 50 mL HCl 1 M dengan 50 mL NaOH 1 M. Jumlah mol HCl, n = V x M = 0,05 L x 1 mol L-1 = 0,05 mol Jumlah mol NaOH, n = V x M = 0,05 L x 1 mol L-1 = 0,05 mol Karena jumlah mol pereaksi sesuai dengan perbandingan koefisien, maka campuran adalah ekivalen. ΔH reaksi harus disesuaikan dengan stoikiometri reaksi, jadi harus menghitung jumlah kalor yang akan dibebaskan jika jumlah HCl dan NaOH yang bereaksi 1 mol, sesuai dengan koefisien reaksinya. = - 54.340 J/mol = - 54,34 kJ/mol Persamaan termokimianya menjadi: HCl (aq) + NaOH (aq) → NaCl (aq) + H2O (l) ΔH = - 54,34 kJ/mol Contoh Soal !

E – Modul Termokimia 35 Dari reaksi tak langsung di atas, tuliskan persamaannya ke dalam diagram tingkat energi dan diagram siklus energi berikut! Perhatikan reaksi bertahap berikut: Reaksi langsung (satu tahap) C (s) + O2 (g) → CO2 (g) ΔH1 = - 393,5 kJ/mol Reaksi tak langsung (bertahap) Tahap 1 : C (s) + ½O2 (g) → CO (g) ΔH2 = -110,9 kJ Tahap 2 : CO (g) + ½ O2 (g) → CO2 (g) ΔH3 = - 282,6 kJ + Reaksi : C (s) + O2 (g) → CO2 (g) ΔH1 = - 393,5 kJ 2. Hukum Hess Berdasarkan ΔH reaksi langsung dan tak langsung menunjukkan: ΔH1 = ΔH2 + ΔH3 Diagram tingkat energi ΔH (kJ) 0 -110,9 -393,5 ΔH2 ΔH1 ΔH3 Diagram siklus energi ΔH2 ΔH3 ΔH1

E – Modul Termokimia 36 Diketahui siklus Hess sebagai berikut: Dari siklus di atas, tentukan perubahan entalpi (ΔH) untuk reaksi: CaO (s) + H2O (l) → Ca(OH)2 (s) Penyelesaian : Untuk menyelesaikan soal model siklus Hess hal yang harus diperhatikan adalah arah anak panah reaksi. Dalam soal di atas, ΔH1 dan ΔH3 mempunyai arah anak panah yang searah. Sedangkan ΔH2 mempunyai arah anak panah yang berlawanan. Dari arah tersebut, dapat diketahui bahwa jumlah ΔH yang searah akan sama dengan jumlah ΔH yang berlawanan, sehingga: ΔH2 = ΔH1 + ΔH3 - 986 kJ = (- 920 kJ) + ΔH3 ΔH3 = - 986 kJ + 920 kJ ΔH3 = - 66 kJ Contoh Soal ! Ca (s) + H2 (g) + O2 (g) Ca(OH)2 (s) CaO (s) + H2O (l) ΔH2 = - 986 kJ ΔH1 = - 920 kJ ΔH3 = ? Diketahui diagram siklus energi sebagai berikut ! A. Hitunglah ΔHf 0 CH4 (g) B. Buatlah diagram tingkat energinya ! Ayoo Berlatihh ! C (s) + 2H2 (g) + 2O2 (g) CH4 (g) + 2O2 (g) CO2 (g) + 2H2O (g) ΔH = ? ΔH = - 965 kJ ΔH = - 890 kJ

E – Modul Termokimia 37 Diketahui reaksi: 1. C (s) + 2 H2 (g) → CH4 (g) ΔH = - 74,9 Kj 2. C (s) + O2 (g) → CO2 (g) ΔH = - 393,5 KJ 3. H2 (g) + ½ O2 (g) → H2O (g) ΔH = - 241,8 kj Hitung perubahan entalpi pada pembakaran (ΔHC 0 ) 1 mol gas metana ! a. Metode Tidak Langsung Penyelesaian: Reaksi pembakaran metana : CH4 (g) + 2O2 (g) → CO2 (g) + 2H2O (g) ΔH = ? R. 1 (dibalik) : CH4 (g) → C (s) + 2 H2 (g) ΔH = + 74,9 x 1 = + 74,9 kJ R. 2 (tetap) : C (s) + O2 (g) → CO2 (g) ΔH = - 393,5 x 1 = - 393,5 kJ R. 3 (tetap,dikali 2) : 2H2 (g) + O2 (g) → 2H2O (g)ΔH = - 241,8 x 2 = - 483,6 kJ + Reaksi : CH4 (g) + 2O2 (g) → CO2 (g) + 2H2O (g) ΔH = - 802,2 kJ Dari Hukum Hess dapat dijabarkan, “apabila suatu reaksi dapat sebagai penjumlahan aljabar dari dua atau lebih reaksi, maka kalor reaksi juga merupakan penjumlahan aljabar dari kalor yang menyertai reaksi–reaksi itu” Perhatikan reaksi di bawah ini! Reaksi langsung (satu tahap) NaOH (s) + HCl (g) → NaCl (s) + H2O (l) ΔH1 Reaksi tak langsung (bertahap) Tahap 1 : NaOH (s) → Na (s) + ½O2 (g) + ½H2 (g) ΔH2 Tahap 2 : HCl (g) → ½H2 (g) + ½Cl2 (g) ΔH3 Tahap 3 : Na (s) + ½Cl2 (g) → NaCl (s) ΔH4 Tahap 4 : H2 (g) + ½O2 (g) → H2O (g) ΔH5 + Reaksi : NaOH (s) + HCl (g) → NaCl (s) + H2O (l) ΔH1 Untuk reaksi diatas: ΔH2 = ΔHd 0 NaOH = - ΔHF 0NaOH ΔH4 = ΔHf 0 NaCl ΔH3 = ΔHd 0 HCl = - ΔHf 0 HCl ΔH5 = ΔHF 0 H2O Maka: ΔH reaksi (ΔH1) = ΔH2 + ΔH3 + ΔH4 + ΔH5 ΔH reaksi = (ΔHf 0 NaCl + ΔHF 0 H2O) – (ΔHF 0NaOH + ΔHf 0 HCl) Produk Reaktan Maka : ΔH reaksi = ⅀ ΔHf 0 produk - ⅀ ΔHf 0 reaktan b. Data perubahan entalpi pembentukan (ΔHF 0 )

E – Modul Termokimia 38 Diketahui : R. 1 : H2 (g) + F2 (g) → 2HF (g) ΔH = - 537 kJ R. 2 : C (g) + 2F2 (g) → CF4 (g) ΔH = - 680 kJ R. 3 : 2C (g) + 2H2 (g) → C2H4 (g) ΔH = + 52,3 kJ Tentukanlah entalpi reaksi: C2H4 (g) + 6F2 (g) → 2 CF4 (g) + 4HF (g) ΔH = ? Penyelesaian: R. 1 : (tetap, dikalikan 2) 2H2 (g) + 2F2 (g) → 4HF (g) ΔH = - 1074 kJ R. 2 : (tetap, dikalikan 2) 2C (g) + 4F2 (g) → 2CF4 (g) ΔH = - 1360 kJ R. 3 : (dibalik) C2H4 (g) → 2C (g) + 2H2 (g) ΔH = - 52,3 kJ + Reaksi : C2H4 (g) + 6F2 (g) → 2 CF4 (g) + 4HF (g) ΔH = - 2486,3 kJ Contoh Soal ! Diketahui data perubahan entalpi pembentukan standar sebagai berikut: ΔHf 0 C2H5OH (l) = - 277,7 kJ/mol ΔHf 0 H2O (g) = - 241,8 kJ/mol ΔHf 0 CO2 (g) = - 393,5 kJ/mol Berapa harga perubahan entalpi pada reaksi pembakaran etanol berikut: C2H5OH (l) + 3O2 (g) → 2CO2 (g) + 3H2O (g) Penyelesaian : ΔH reaksi = ⅀ ΔHf 0 produk - ⅀ ΔHf 0 reaktan = { 2 ΔHf 0 CO2 + 3 ΔHf 0 H2O} – { ΔHf 0 C2H5OH + ΔHf 0 O2} = { 2 ( - 393,5) + 3 ( - 241,8)} – { - 277,7 + 3 (0)} = - 787 – 725,4 + 277,7 = - 1234,7 kJ/mol Untuk mempermudah Anda dalam memahami materi Penentuan Peubahan Entalpi dengan Data Perubahan Entalpi Pembentukan Standar, cermati video penjelasan materi dengan klik tautan berikut: https://youtu.be/Y11C6smz5bc

E – Modul Termokimia 39 Pada reaksi kimia terjadi proses pemutusan ikatan zat – zat pereaksi dan pembentukan ikatan zat hasil reaksi. Untuk memutuskan ikatan diperlukan energi, sehingga nilai ΔH ………… (positif/negatif). Semakin kuat ikatan antar atom dari pereaksi, maka energi yang diperlukan semakin besar. Sedangkan dalam pembentukan ikatan baru, zat akan membebaskan energi, sehingga nilai ΔH bernilai ……….. (positif/negatif). Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan dalam 1 mol molekul senyawa atau unsur berwujud gas menjadi atom – atom gas pada keadaan standar. c. Data Energi Ikatan 1. Diketahui : R. 1 : 2H2 (g) + O2 (g) → 2H2O (l) ΔH = - 571,7 kJ R. 2 : C3H4 (g) + 4O2 (g) → 3CO2 (g) + 2H2O (l) ΔH = - 1941 kJ R. 3 : C3H8 (g) + 5O2 (g) → 3CO2 (g) + 4H2O (l) ΔH = - 2220 kJ Tentukan perubahan entalpi reaksi: C3H4 (g) + 2H2 (g) → C3H8 (g) ΔH = ? 2. Tentukan perubahan entalpi reaksi berikut: 2C2H6 (g) + 7O2 (g) → 4CO2 (g) + 6H2O (g) Diketahui : ΔHf 0 C2H5OH (l) = - 277,7 kJ/mol ΔHf 0 H2O (g) = - 241,8 kJ/mol ΔHf 0 CO2 (g) = - 393,5 kJ/mol Ayoo Berlatihh !

E – Modul Termokimia 40 Perhatikan reaksi di bawah ini ! CH4 (g) → CH3 (g) + H (g) ΔH = + 425 kJ/mol CH3 (g) → CH2 (g) + H (g) ΔH = + 480 kJ/mol Dari reaksi di atas, dapat diketahui bahwa: Untuk memutuskan sebuah ikatan C – H dari molekul CH4 menjadi gugus CH3 dan gas H diperlukan energi sebesar …………….. kJ/mol Untuk memutuskan sebuah ikatan C – H dari molekul CH3 menjadi gugus CH2 dan gas H diperlukan energi sebesar ……………. kJ/mol Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa: Meskipun jenis ikatannya sama, namun energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatannya adalah …………….. (berbeda/sama). 1) Energi Disosiasi Ikatan (D) Simpulan: Energi disosiasi ikatan adalah…………………………………..... Perhatikan reaksi di bawah ini ! CH4 (g) → CH3 (g) + H (g) ΔH = + 425 kJ/mol CH3 (g) → CH2 (g) + H (g) ΔH = + 480 kJ/mol CH2 (g) → CH (g) + H (g) ΔH = + 425 kJ/mol CH (g) → C (g) + H (g) ΔH = + 335 kJ/mol Jika keempat reaksi tersebut dijumlahkan, maka untuk pemutusan ikatan C – H dalam CH4 menjadi C dan gas H diperlukan energi sebesar 1.665 kJ/mol. Dengan demikian, jika diambil rata – ratanya akan didapatkan energi untuk setiap ikatannya sebesar: : Dari reaksi di atas diperoleh energi ikatan rata – rata dari ikatan C – H adalah sebesar ………… kJ/mol. 2) Energi Ikatan Rata – Rata Simpulan : Energi ikatan rata – rata adalah…………………………..

E – Modul Termokimia 41 Lalu, bagaimana cara menentukan nilai ΔH dengan menggunakan data energi ikatan rata–rata? Perhatikan reaksi pembentukan gas HCl di bawah ini! Tahap 1 : H2 (g) → 2H (g) ΔH1 Tahap 2 : Cl2 (g) → 2Cl (g) ΔH2 Tahap 3 : 2H (g) + 2Cl (g) → 2 HCl (g) ΔH3 + Reaksi : H2 (g) + Cl2 (g) → 2 HCl (g) ΔHR Menurut Hk, Hess: ΔHR = ΔH1 + ΔH2 + ΔH3 Dimana, ΔH1 = E. Ikatan H2 ΔH2 = E. Ikatan Cl2 ΔH3 = - E. Ikatan HCl Maka: ΔHR = ΔH1 + ΔH2 + ΔH3 ΔHR = E. Ikatan H2 + E. Ikatan Cl2 + (- E. Ikatan HCl) ΔHR = ⅀D pereaksi - ⅀D produk Diketahui ikatan rata – rata: C – H = 1652 kJ C = O = 1598 kJ O = O = 990 kJ O – H = 1852 kJ Tentukan harga perubahan entalpi pada reaksi pembakaran gas metana berikut: CH4 (g) + 2O2 (g) → CO2 (g) + 2H2O (g) ΔH = ? Penyelesaian: H H – C – H + 2 O = O → O = C = O + 2 H – O – H H ΔHR = ⅀D pereaksi - ⅀D produk = { 4 (D C-H ) + 2 (D O=O) } – { 2 (D O=C) + 2 ( 2 D H-O)} = { (4. 1652) + (2 . 990) } – { (2 . 1598) + (4 . 1852) } = 2642 – 3450 = - 808 kJ Contoh Soal !