Definisi konseptual
Termodinamika berlaku untuk proses fisika dan kimia, sehingga dipahami seperti itu ketika kita mempelajari energi dalam bentuk panas yang terlibat dalam proses kimia seperti reaksi kimia, untuk itu perlu dibedakan proses ini berdasarkan dua parameter yang mempengaruhi termodinamika., volume dan tekanan. Jika suatu proses dilakukan pada tekanan konstan dikatakan isobarik, sedangkan jika volumenya dijaga konstan disebut isokhorik.
Candela Rocío Barbisan | Nov. 2021 Insinyur Kimia
Panas Reaksi dan Energi Dalam
Sebelum masuk ke proses tentang bagaimana energi dan panas terkait sebagai fungsi dari variabel isobarik dan isokhorik, kita harus mendefinisikan dua konsep: panas reaksi dan energi internal. Yang pertama mengacu pada jumlah panas yang dilepaskan atau diserap selama reaksi kimia. Ketika reaksi membutuhkan pasokan panas eksternal untuk berlangsung, ia akan menyerap panas itu dan itu akan menjadi reaksi eksotermik. Sedangkan jika reaksi terjadi melepaskan kalor ke sekelilingnya, maka akan terjadi reaksi endoterm. Mari kita lihat beberapa contohnya:
Netralisasi natrium hidroksida (NaOH) dan asam klorida (HCl) adalah reaksi yang melepaskan panas, oleh karena itu, panas “q” akan menjadi produk reaksi, dilepaskan ke lingkungan.
NaOH (aq) + HCl (aq) → NaCl (aq) + H 2 O (aq) + q
Sebaliknya, penguraian kalsium karbonat (CaCO3) menjadi kapur yang terkenal (CaO) adalah proses yang membutuhkan penyerapan panas, oleh karena itu, dianggap sebagai reaktan:
CaCO 3 (s) + q → CaO (s) + CO 2 (g)
Sepanjang baris yang sama, energi internal dinyatakan sebagai E, akan mewakili perubahan energi total yang diderita oleh sistem (menambahkan energi dari bagian-bagian komponennya). Dan itu dinyatakan sebagai energi internal dari keadaan akhir dikurangi energi internal dari keadaan awal:
E = E akhir -E awal
Untuk memahami konsep ini sepenuhnya, kita harus menambahkan istilah baru: kerja, yang didefinisikan sebagai jumlah energi yang digunakan dari satu sistem ke sistem lain dalam bentuk gaya untuk melakukan perpindahan dan dinyatakan dengan huruf “w”.
Apa hubungan antara “q”, “∆E”, “w” dan berbagai jenis proses bernama?
Ketika proses ini isobarik, pada tekanan konstan, kita tahu dari pertama Hukum dari Termodinamika bahwa:
E = q p + w = q r -P.∆V
sebelumnya Ekspresi disimpulkan dari Ideal Gas Persamaan, jika kita menganggap bahwa hanya gas mengerahkan atau menerima pekerjaan dan akan mengalami perubahan volume perwakilan.
Sekarang, qp dapat dinyatakan sebagai perubahan entalpi yang dialami sistem, sekali lagi dari keadaan awal hingga akhir:
q p = H = H akhir -H awal
Tanda entalpi reaksi atau qp akan menentukan apakah reaksi tersebut ekso atau endoterm, karena, dengan konvensi menjadi negatif, sistem akan kehilangan panas, melepaskannya ke lingkungan dan itu akan menjadi reaksi eksotermik seperti yang telah terlihat. Jika tidak, reaksi akan menjadi endotermik.
Entalpi adalah fungsi keadaan dan ditabulasikan dengan cara standar untuk pembentukan senyawa yang berbeda pada suhu dan tekanan tertentu. Oleh karena itu, entalpi standar reaksi didefinisikan sebagai perubahan entalpi sistem ketika semua produk dan reaktan yang terlibat adalah dalam kondisi standar, yaitu, pada 1 atm tekanan dan 298 K dari suhu. Perhitungan entalpi reaksi standar dapat dilakukan dengan menggunakan nilai-nilai tabulasi dari entalpi pembentukan produk dan reaktan, dengan mempertimbangkan bahwa:
ΔH ° r = ΣnΔH ° f (produk) – Σ nΔH ° f (reaktan)
Dimana simbol ° mewakili kondisi standar dan n jumlah mol yang terlibat, karena entalpi pembentukan dinyatakan per mol senyawa.
Dalam hal volume tetap konstan, kita akan mengetahui bahwa variasi volume yang terkait dengan suku kerja “w” akan menjadi nol, yang dengannya ekspresi sebelumnya direduksi menjadi:
ΔE = q v = q r
Dimana q r = panas reaksi.
Dengan cara ini, kenaikan atau penurunan energi internal sistem tergantung pada jenis reaksi pada volume konstan mudah diprediksi. Jika reaksi eksotermik, qv akan kurang dari nol, karena akan melepaskan energi, yang dengannya perubahan energi internal juga akan negatif dan, oleh karena itu, energi internal sistem berkurang. Sebaliknya, jika reaksinya endotermik, kebalikannya akan terjadi.
Bibliografi
Catatan Ketua, Kimia Umum I, UNMdP, Fakultas Teknik, 2019.
Topik dalam Termokimia
