E – Modul Termokimia 42 Diketahui energi ikatan rata – rata sebagai berikut: C – H = 1652 kJ C – Cl = 328 kJ Cl – Cl = 242 kJ H – Cl = 431 kJ Tentukan harga perubahan entalpi pada reaksi pembakaran gas metana berikut: CH4 (g) + Cl2 (g) → CH3Cl (g) + HCl (g) ΔH = ? Ayoo Berlatihh ! “Setitik embun dapat melembabkan daun daunan, sederas hujan dapat membasahi daun beserta dahannya. Sungguh ilmu yang kamu dapat pada kami bagaikan hujan deras yang tak pernah berhenti membasahi kami. Kami tumbuh dan berkembang dan selanjutnya memekari seluruh sekitar kami dan akhirnya membuat makhluk ciptaan Tuhan menjadi bahagia dengan keberadaan kami. Terima kasih telah menjadi hujan deras buat otak dan akhlak kami.” Untuk mempermudah Anda dalam memahami materi Data Energi Ikatan, cermati video penjelasan materi dengan klik tautan berikut: https://youtu.be/lr47cq50aOg
E – Modul Termokimia 43 Rangkuman 1. Termokimia adalah bagian dari ilmu kimia yang mempelajari hubungan antara kalor (energi panas) dengan reaksi kimia atau proses–proses yang berhubungan dengan reaksi kimia. 2. Fenomena Hukum Kekekalan Energi terdapat dalam Al-Qur’an surat At-Tahaa ayat 6 yang berisi tentang energi matahari. 3. Sistem adalah segala sesuatu yang menjadi pusat perhatian dalam mempelajari perubahan energi. Lingkungan adalah hal–hal di luar sistem yang membatasi sistem dan dapat memengaruhi sistem. 4. Fenomena dari sistem tertutup terdapat dalam Al-Qur’an surat Al-Imran ayat 190 yang berisi tentang pergantian siang dan malam. 5. Energi dalam adalah total energi kinetik dan potensial yang ada di dalam sistem. 6. Reaksi eksoterm merupakan reaksi yang terjadi dengan disertai pelepasan kalor dari sistem ke lingkungan. Reaksi endoterm merupakan reaksi yang disertai dengan perpindahan kalor dari lingkungan ke sistem. 7. Fenomena reaksi eksoterm terdapat dalam Al-Qur’an surat Al-Jaatsiyah ayat 4 yang berisi tentang penjelasan penciptaan binatang melata yang sudah diatur sedemikian rupa sesuai dengan kebutuhannya. 8. Fenomena reaksi endoterm terdapat dalam Al-Qur’an surat Al-An’am ayat 99 yang berisi tentang penjelasan proses fotosintesis pada tumbuhan untuk menghasilkan glukosa dan oksigen. 9. Persamaan termokimia merupakan persamaan reaksi yang disertai informasi tentang jumlah mol zat pereaksi dan hasil reaksi (ditunjukkan oleh koefisien reaksi), dan perubahan entalpi yang menyertai reaksi tersebut.
E – Modul Termokimia 44 10. Entalpi merupakan besaran fisis yang nilainya dipengaruhi oleh jumlah dan wujud zat, serta dipengaruhi oleh lingkungan (suhu dan tekanan). 11. Fenomena pada entalpi pembakaran standar terdapat dalam Al-Qur’an surat Yasiin ayat 80 yang berisi tentang peristiwa terbakarnya kayu sehingga menghasilkan api (kalor). 12. Hukum Hess menyatakan bahwa perubahan entalpi suatu reaksi hanya bergantung pada keadaan awal (zat–zat pereaksi) dan keadaan akhir (zat–zat hasil reaksi) dari suatu reaksi dan tidak tergantung bagaimana jalannya reaksi. 13. Energi disosiasi ikatan merupakan energi yang diperlukan untuk memutuskan salah satu ikatan 1 mol suatu molekul gas menjadi gugus–gugus molekul gas. 14. Energi ikatan rata–rata merupakan energi rata–rata yang diperlukan untuk memutuskan sebuah ikatan dari seluruh ikatan suatu molekul gas menjadi atom–atom gas.
E – Modul Termokimia 45 Yukk Cek Penguasaanmu terhadap Materi Termokimia ! Jawablah dengan benar ! 1. Suatu proses berlangsung dengan sistem menyerap 10 kJ dan menerima kerja sebesar 100 J. Berapa perubahan energi dalam sistem tersebut? 2. Perhatikan contoh berikut: 1) Kayu dibakar 2) Fotosintesis 3) Pakaian dijemur 4) Es mencair 5) Campuran kapur dengan air Dari contoh di atas, manakah yang termasuk ke dalam reaksi eksoterm? 3. Bacalah ayat Al-qur’an berikut ini! ُ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 di atas, jelaskan keterkaitan antara makna dengan konsep materi reaksi eksoterm! 4. Diketahui persamaan termokimia : Mg (s) + ½ O2 (g) → MgO (s) ΔHf 0 = - 641,8 kJ/mol Pertanyaan: a. Tuliskan persamaan termokimia penguraian 2 mol MgO ! b. Hitunglah kalor reaksi pembentukan 0,2 mol MgO ! 5. Apabila 100 mL larutan NaOH 1 M direaksikan dengan 100 mL larutan HCl 1 M dalam sebuah bejana, ternyata suhu larutan naik dari 290 C menjadi 37,50 C. Jika kalor jenis larutan dianggap sama dengan kalor jenis air = 4,2 J/0C, maka perubahan entalpi reaksi tersebut adalah……. 6. Perhatikan diagram energi berikut: Evaluasi 2H2 (g) + O2 (g) 2H2O (l) 2H2O (g) ΔH (kJ) 0 -484 -571
E – Modul Termokimia 46 Sesuai dengan diagram tingkat energi di atas, maka pada penguapan 1 mol air dari tubuh akan melepas kalor sebesar……. kJ 7. Diketahui: R. 1 : H2O (l) → H2 (g) + ½O2 (g) ΔH = + 68,3 kJ R. 2 : H2 (g) + ½O2 (g)→ H2O (g) ΔH = - 57,8 kJ R. 3 : H2O (l) → H2O (s) ΔH = - 1,4 kJ Perubahan entalpi dari es menjadi uap air sebesar……… kJ 8. Diketahui: ΔHf 0 CH4 (g) = - 74,8 kJ/mol ΔHf 0 H2O (g) = - 241,8 kJ/mol ΔHf 0 CO2 (g) = - 393,5 kJ/mol Kalor jenis air = 4,2 J/g K Banyak gas CH4 yang harus dibakar agar kalor yang dihasilkan dapat menaikkan suhu1000 gram air dari 500 C menjadi 1000 C adalah ……. gram 9. Jika energi ikatan rata–rata dari: C – H = 99 kkal mol-1 C – Cl = 79 kkal mol-1 C – C = 83 kkal mol-1 H – Cl = 103 kkal mol-1 C = C = 146 kkal mol-1 Maka perubahan entalpi pada adisi etena dengan asam klorida menurut persamaan H2C = CH2 + HCl → H3C – CH2 – Cl adalah sebesar ……… kkal 10. Diketahui data energi ikatan rata – rata sebagai berikut: H – H = 436 kJ mol-1 H – Cl = 431 kJ mol-1 Cl – Cl = 242 kJ mol-1 Kalor yang diperlukan untuk menguraikan 146 gram HCl menjadi unsur – unsurnya adalah……. kJ (Ar H = 1 ; Cl = 35,5) Selamat Mengerjakan !! “Jika kamu tidak mengejar apa yang kamu inginkan, maka kamu tidak akan mendapatkannya. Jika kamu tidak bertanya maka jawabannya adalah tidak. Jika kamu tidak melangkah maju, maka kamu akan tetap berada di tempat yang sama.”
E – Modul Termokimia 47 Setelah kalian belajar bertahap dan berlanjut melalui kegiatan belajar. Berikut diberikan tabel untuk mengukur diri kalian terhadap materi yang sudah kalian pelajari. Jawablah sejujur – jujurnya terkait dengan penguasaan materi Termokimia di tabel berikut: No. Pertanyaan Ya Tidak 1 Apakah kalian telah memahami energi dan perubahannya? 2 Apakah kalian telah memahami sistem dan lingkungan? 3 Apakah kalian dapat membedakan sistem terbuka, tertutup, dan terisolasi? 4 Apakah kalian telah memahami reaksi eksoterm dan reaksi endoterm? 5 Apakah kalian dapat menggambarkan diagram tingkat energi reaksi eksoterm dan endoterm? 6 Apakah kalian telah memahami persamaan termokimia? 7 Apakah kalian telah memahami perubahan entalpi standar? 8 Apakah kalian telah memahami cara menentukan perubahan entalpi dengan menggunakan calorimeter? 9 Apakah kalian telah memahami cara menentukan perubahan entalpi dengan menggunakan Hukum Hess? 10 Apakah kalian dapat membedakan cara menentukan perubahan entalpi dengan menggunakan jumlah perubahan entalpi dari reaksi yang relevan, data perubahan entalpi pembentukan, dan data energi ikatan? Dimana Posisimu ? Ukurlah diri kalian sesuai dengan penguasaan terhadap materi termokimia dalam rentang 1 – 10, tuliskan dalam kotak penilaian di samping ! Refleksi Diri
E – Modul Termokimia 48 1. ΔE = 10,1 kJ 2. 1) Kayu dibakar 2) Campuran kapur dengan air 3. Dalam Tafsir Al-Maraghi (1993) dijelaskan bahwa dalam penciptaan binatang-binatang yang telah Allah sebarkan di alam semesta ini benar-benar terdapat hujjah bagi orang-orang yang yakin tentang hakikat-hakikat segala sesuatu. Lalu mengakui setelah mengetahui hujjah-hujjah tersebut. Adanya kumbang bombardier telah menambah pengetahuan manusia dan menjadikan alam sebagai inspirasi untuk memperkuat ketauhidan kepada Allah swt. Bagaimanapun Allah telah menciptakan seekor binatang sekecil apapun selain pada dirinya memiliki manfaat dan memberikannya untuk bisa menjaga diri sendiri. Allah swt. Menjadikan itu semua dengan tujuan tidak lain agar manusia lebih mengenal penciptanya dan tidak memiliki rasa sombong. 4. a. untuk 2 mol MgO ΔH0 F = 2 x – 641,8 kJ = - 1283,6 kJ b. ΔH0 F = 0,2 x – 641,8 kJ = - 128,36 kJ 5. ΔH0 F = - q x mol - 7,14 kJ = - q x 0,1 mol q = 71,4 kJ/mol 6. ΔH0 F = - 571 – (- 484) = - 87 kJ Kunci Jawaban !
E – Modul Termokimia 49 Karena yang diminta adalah dari air ke gas, maka tanda berkebalikan yakni + 87 kJ 7. ΔH0 F = + 11,9 kJ 8. m = 4,5 gram 9. ΔH0 F = + 12 kJ 10. q = - 736 kJ
E – Modul Termokimia 50 Glosarium Eksoterm: reaksi yang membebaskan kalor. Endoterm: reaksi yang menyerap kalor. Energi dalam: energi yang dipindahkan serta memengaruhi jumlah total energi sistem. Energi panas: energi yang berhubungan dengan gerakan acak dari partikel suatu materi karena adanya pengaruh suhu. Entalpi: kapasitas untuk melakukan kerja (w). Kalor: perpindahan energi panas dari dua benda yang berbeda suhunya. Lingkungan: hal – hal yang diluar sistem yang membatasi sistem. Persamaan termokimia: terdiri atas persamaan reaksi kimia setara dan wujud masing – masing reaktan maupun produk serta perubahan entalpi yang menyertai reaksi. Perubahan entalpi: kalor yang diterima atau dilepas oleh suatu reaksi. Sistem: segala sesuatu yang menjadi pusat pengamatan. Termokimia: ilmu yang mempelajari hubungan antara kalor, panas dengan reaksi kimia atau proses – proses yang berhubungan dengan reaksi kimia.
E – Modul Termokimia 51 Daftar Pustaka Hidayat, Riandi, dkk. 2013. Panduan Belajar Kimia 2A SMA Kelas XI. Jakarta Timur: Yudhistira. Mawarnis, Eky Rahmi. 2021. Kimia Dasar II. Sleman: Deepublish. Purba, Michael. 2007. Ilmu Kimia SMA 2. Jakarta: Erlangga. Retnowati, Priscilla. 2006. Seribu Pena Kimia XI. Jakarta: Erlangga. Sudarmo Unggul, Mitayani Nanik. 2016. Kimia SMA Kelas XI: Kurikulum 2013 yang disempurnakan. Surakarta: Erlangga. Sunarya, Yayan, dkk. 2007. Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XI Sekolah Menengah Atas/Madrasah Aliyah Program Ilmu Pengetahuan Alam. Bandung: Setia Purnama Inves. Suwardi, dkk. 2009. Panduan Pembelajaran Kimia XI Untuk SMA & MA. Jakarta: CV. Karya Mandiri Nusantara. Wulandari Tri Erma, Rufaida Dyah Anis. 2014. Kimia Kelas XI. Klaten: Intan Pariwara.
E – Modul Termokimia 52 Penulis bernama Isro’un Julaikah, lahir di Blitar pada 28 Nopember 1999. Penulis merupakan anak keempat dari lima bersaudara dan tinggal di Desa Pojok Kecamatan Ponggok Kabupaten Blitar. Penulis telah menyelesaikan pendidikan formal di MI Darul Ulum Pojok pada tahun 2006 hingga 2012, kemudian melanjutkan pendidikan di MTs Negeri 6 Blitar pada tahun 2012 hingga 2015. Penulis melanjutkan pendidikan tingkat SMA di SMAN 1 Srengat Blitar pada tahun 2015 hingga 2018. Pada tahun yang sama, penulis terdaftar sebagai mahasiswa program studi Tadris Kimia, Fakultas Tarbiyah dan Ilmu Keguruan UIN Sayyid Ali Rahmatullah Tulungagung. Dengan ketekunan, motivasi yang tinggi untuk belajar. Penulis telah menyelesaikan modul elektronik (e-modul) ini. Semoga e-modul ini dapat memberikan kontribusi yang positif bagi dunia pendidikan. BIOGRAFI PENULIS
E – Modul Termokimia 53