MAKALAH
KIMIA
TENTANG
“STRUKTUR ATOM, SISTEM PERIODIK, DAN
IKATAN KIMIA”
Di susun Oleh :
Nama : ARNESIH
Kelas : TKJ C
SMKN 1 TIRTAJAYA
TAHUN 2014
KATA PENGANTAR
Segala
puji hanya milik Allah SWT. Shalawat dan
salam selalu tercurahkan kepada Rasulullah SAW. Berkat
limpahan dan rahmat-Nya penyusun mampu menyelesaikan
tugas makalah Kimia, Makalah ini merupakan persyaratan untuk mencapai
standard kelulusan Ulangan Harian pelajaran kimia kelas XI IPA.
Makalah ini membahas segala hal yang berkaitan dengan
sktuktur atom,sistem periodik,ikatan kima dan terokimia. penulis sangat
berharap karya tulis ini dapat membantu kita untuk memahami pelajaran kimia
Dalam
penyusunan tugas atau materi ini, tidak sedikit hambatan yang penulis hadapi.
Namun penulis menyadari bahwa kelancaran dalam penyusunan materi ini tidak lain
berkat bantuan, dorongan, dan bimbingan orang tua, sehingga kendala-kendala
penulis dapat teratasi.
Semoga
makalah ini dapat memberikan wawasan yang lebih luas dan menjadi sumbangan
pemikiran kepada pembaca khususnya para siswa. kami sadar bahwa makalah ini
masih banyak kekurangan dan jau dari sempurna. Untuk itu, kepada
guru pembimbing saya meminta masukannya demi
perbaikan pembuatan makalah kami di masa
yang akan datang dan mengharapkan kritik dan saran dari para
pembaca.
i
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Sejalan dengan
perkembangan ilmu pengetahuan dan tekhnologi, manusia tidak terlepas dari
berbagai bentuk masalah dalam kehidupan ,olehnya para ilmuan selalu mengkaji
persoalan yang terjadi baik dalam lingkungan maupun alam secara keseluruhan.
Dengan hal tersebut sejarah perkembangan yang diangkat lewat latar belakang ini
adalah sejarah perkembangan system periodik unsur mulai dari pengelompokkan
unsur – unsur yang sederhana hingga pengelompokkan yang secara modern. Sistem
priodik merupakan suatu cara untuk mengelompokkan unsure-unsur berdasarkan
sifatnya. Pengelompokkan unsur mengalami sejarah perkembangan, sifat
logam, non logam, hukum-hukum, golongan, peride, dan sifat-sifat
unsur dalam system periodik modern.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan pembahasan
tersebut di atas maka penyususn dapat merumuskan beberapa hal yang menjadi
masalah sebagai berikut :
1. menjelaskan pengertian stuktur
atom
2. Menjelaskan sistem
periodik unsur
3. pengelompokan
unsur-unsur berdasarkan hukum-hukum
4. menjelaskan pengertian
terokimia
5. menjelaskan entalpi
dan perubahan entalpi
C. Tujuan
Tujuan penyusunan makalah ini adalah :
1. Untuk memperoleh
gambaran tentang pandangan konsep kimia yang khususnya menyangkut sistem
periodik Unsur.
2. Untuk
memperkaya khasanah ilmu pengetahuan khususnya ilmu kimia terutama
yang berkaitan dengan system periodik Unsur.
3. Agar mampu menjelaskan
dan memahami tentang sistem periodik unsur
BAB II
PMBAHASAN
A. STRUKTUR
ATOM, SISTEM PERIODIK, DAN IKATAN KIMIA
I. TEORI ATOM
MEKANIKA KUANTUM
a.
Teori yang
mendasari
1. Teori /
hukum Einstein dikenal dengan energi foton
E= mc2
artinya
suatu materi yang bermasa 1 gram mempunyai energi sebasar 8.9874 x 10 10 kj.
Menurut
Einstein radiasi gelombang elktromagnetik mempunyai sifat partikel dan radiasi
ituDikenal dengan energi foton.
2. Teori Max
Planck
Menurut
planck radiasi gelombang elektromagnetik bersifat diskrit artinya suatu benda
hanya dapat memancarkan atau menyerap radiasi elektromagnetik dalam ukuran
paket-paket kecil yang disebut dengan kuanta/kuantum.
Besarnya
energi itu tergantung kepada frekuensi dan panjang gelombang radiasinya.
E = hv
E= hc/λ
E = Energi
foton
h = tetapan
planck (h= 6.63×10-34 js)
energi foton
berbanding terbalik dengan panjang gelombangnya, semakin besar panjang
gelombang semakin kecil energi fotonnya.
3. Hipotesis
Louis de Broglie
Menurut de
Broglie suatu benda bermasa m yang bergerak dengan kecepatan v membentuk
gelombang sebesar
λ = h/mv
Sehingga de
Broglie menyimpulkan bahwa materei dapat btersifat sebagai partikel dan dapat
bersifat sebagai gelombang . electron sebagai partikel juga mempunyai sifat
gelombang. Hal inilah yang mendasari lahirnya teori atom mekanika kuantum atau
teori mekanika gelombang. Teori ini membantah teori Borh yang menyatakan bahwa
gerakan partikel berbentuk lintasan tetapi gerakan partikel berbentuk
gelombang.
4. Azas
ketidak pastian Heisenberg
Menurut
Werner Heisenberg posisi dan momentum suatu partikel tidak dapat ditentukan
secara bersamaan. Semakin dapat ditentukan posisi suatu partikel maka
semakintidak dapat ditentukan momentum suatu partikel dan sebaliknya, keadaan
itu ditulisnya dalam suatu persamaan sebagai berikut:
(Δx)(Δp) ≥
h/2π
Δp =
kesalahan momentum
Δx =
kesalahan posisi
Semakin
kecil Δp maka semakin besar Δx, semakin besarΔp maka semakin kecil Δx
b. Bilangan
Kuantum
Erwin
schrodinger menggunakan empat jenis bilangan kuantum yang mempunyai fungsi
tertentu untuk menentukan bentuk dan ukuran orbital.
v Bilangan
kuantum utama (n).
Bilangan
kuantum utama merupakan bilangan yang menunjukan tingkat energi orbital
n merupakan
bilangan bulat positif dan tidak termasuk nol. n = 1,2,3,….
Semakin
tinggi harga n, maka semakin semakin besar orbitalnya.
Bilangan
kuantum azimuth (l)
Bilangan
kuantum azimuth menyatakan bentuk orbital.
l = 0
orbital s (Sharp)
l = 1
orbital p (principal)
l = 2
orbital d (diffuse)
l = 3
orbital f (fundamental)
Nilai l
dimulai dari 0 sampai (n-1). Hubungan antara kulit, tingkat energi dan bentuk
orbital dapat digambarkan sebagai berikut.
Kulit K n =
1, l = 0 , orbital s
Kulit L n =
2, l = 0 , 1 , orbitas s ,p
Kulit M n =
3, l = 0, 1, 2 orbital s, p, d
Kulit N n =
4, l = 0, 1, 2, 3 orbital s, p, d, f
Dan seterusnya.
Bilangan
kuantum magnetic (m)
Bilangan
kuantum magnetic menunjukan arah orbital dalam sumbu x, y, z atau orientasi
orbital dalam ruang.
m bernilai
negative, nol, dan positif.
Missal :
jika l = 0 maka m = 0 orbital s
l = 1 maka m
= –1, 0, 1 orbital px, py, pz
l = 2 maka m
= –2–1, 0, 1, 2 orbitalnya dx2 –y2, dz2, dxy, dxz, dyz
v Bilangan
kuantum spin (s)
Bilangan
kuantum spin menyatakan arah perputaran electron dalam orbital.Arah perputaran
yang searah dengan jarum jam nilainya +1/2 dan arah perputaran yang berlawanan
arah jarum jam nilainya -1/2. Tingkat energinya sama, tanda hanya untuk
membedakan yang satu dengan yang lain.
c.
Bentuk dan
Orientasi Orbital
1.Orbital s
Bentuk
orbital s memiliki satu orbital dengan bentuk seperti bola, sehingga tidak
tergantung pada sudut manapun. Orbital s hanya terdapat 1 nilai m , sehingga
hanya terdapat 1 orientasi, yaitu sama ke segala arah.
2.Orbital p
Orbital p
berbentuk cuping-dumbbell (bagai balon terpilin).Sub kulit p memiliki tiga
orbital. Pada sub kulit ini terdapat 3 nilai m(–1, 0, +1) sehingga terdapat 3
orientasi yang satu dan lainnya membentuk sudut 9o.
3.Orbital d
Orbital d
memiliki 5 orbital dengan bentuk yang komplek sdan orientasi yang berbeda.
Empat orbital pertama memiliki bentuk yang sama, sedangkan satu orbital
memiliki bentuk yang berbeda.Kelima orbital itu adalah dxy ,dxz ,dyz,dx2y2,dan
dz2.
4.Orbital f
Orbital
f(mempunyai 7 orbital) dan dikelompokan menjadi tigakelompok, yaitu :
1) kelompok
pertama: fxyz
2) kelompok
kedua : fx(z2-y2),fy(z2-y2),fz(x2-y2)
3) kelompok
ketiga : fx3,fy3,fz3
II.KONFIGURASI
ELEKTRON BERDASARKAN KONSEP BILANGAN KUANTU
Konfigurasi elektron menggambarkan
penataan/susunan elektron dalam atom. Dalam menentukan konfigurasi elektron suatu atom, ada
3 aturan yang harus dipakai, yaitu : Aturan Aufbau, Aturan Pauli, dan Aturan
Hund.
1. Aturan
Aufbau
Pengisian orbital dimulai dari
tingkat energi yang rendah ke tingkat energi yang tinggi. Elektron mempunyai kecenderungan
akan menempati dulu subkulit yang energinya rendah. Besarnya tingkat energi
dari suatu subkulit dapat diketahui dari bilangan kuantum utama (n) dan
bilangan kuantum azimuth ( l ) dari orbital tersebut. Orbital dengan harga (n +
l) lebih besar mempunyai tingkat energi yang lebih besar. Jika harga (n + l)
sama, maka orbital yang harga n-nya lebih besar mempunyai tingkat energi yang
lebih besar. Urutan energi dari yang paling rendah ke yang paling tinggi
sebagaimana digaram yang dibuat oleh Mnemonik Moeler adalah sebagai
berikut:
1s < 2s
< 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s
< 4f < 5d ….
Aturan Pauli
(Eksklusi Pauli)
Aturan ini
dikemukakan oleh Wolfgang Pauli pada tahun 1926. Yang menyatakan “Tidak boleh
terdapat dua elektron dalam satu atom dengan empat bilangan kuantum yang sama”.
Orbital yang sama akan mempunyai bilangan kuantum n, l, m, yang sama tetapi
yang membedakan hanya bilangan kuantum spin (s). Dengan demikian, setiap
orbital hanya dapat berisi 2 elektron dengan spin (arah putar) yang berlawanan.
Jadi, satu orbital dapat ditempati maksimum oleh dua elektron, karena jika
elektron ketiga dimasukkan maka akan memiliki spin yang sama dengan salah satu
elektron sebelumnya.
Contoh :
Pada orbital
1s, akan ditempati oleh 2 elektron, yaitu :
Elektron Pertama
à n=1, l=0, m=0, s= +½
Elektron
Kedua à n=1, l=0, m=0, s= – ½
3. Aturan
Hund
Aturan ini
dikemukakan oleh Friedrick Hund Tahun 1930. yang menyatakan “elektron-elektron
dalam orbital-orbital suatu subkulit cenderung untuk tidak berpasangan”.
Elektron-elektron
baru berpasangan apabila pada subkulit itu sudah tidak ada lagi orbital kosong.
Untuk
menyatakan distribusi elektron-elektron pada orbital-orbital dalam suatu
subkulit, konfigurasi elektron dituliskan dalam bentuk diagram orbital.
Suatu orbital
digambarkan dalam bentuk kotak, sedangkan elektron yang menghuni orbital
digambarkan dengan dua anak panah yang berlawanan arah. Jika orn=bital hanya
mengandung satu elektron, maka anak panah yang ditulis mengarah ke atas.
Dalam
menerapkan aturan hund, maka kita harus menuliskan arah panah ke atas terlebih
dahulu pada semua kotak, baru kemudian diikuti dengan arah panah ke bawah jika
masih terdapat elektron sisanya
III.HUBUNGAN
KONFIGURASI ELEKTRON DENGAN SISTEM PERIODIK UNSUR
Konfigurasi
elektron menyatakan sebaran elektron dalam atom. Nomor atom menunjukkan jumlah
elektron. Hal ini membuktikan bahwa terdapat hubungan antara sifat-sifat unsur
dengan konfigurasi elektron, katena tabel Sistem Periodik Unsur (SPU) disusun
berdasarkan kenaikan nomor atom unsur. Pada SPU dikenal istilah Golongan (kolom
vertikal) dan Periode (baris horizontal)
1. Golongan
SPU dibagi
atas 8 golongan. Setiap golongan dibagi atas Golongan Utama (A) dan Golongan
Transisi (B). Penomoran golongan dilakukan berdasarkan elektron valensi yang
dimiliki oleh suatu unsur. Setiap Unsur yang memiliki elektron valensi sama
akan menempati golongan yang sama pula
Berdasarkan
letak elektron terakhir pada orbitalnya, dalam konfigurasi elektron,
unsur-unsur dalam SPU dibagi menjadi 4 blok, yaitu blok s, blok p, blok d, dan
blok f.
Jika
konfigurasi elektron berakhir di blok s atau p maka pasti menempati golongan A.
Jika konfigurasi elektron berakhir di blok d maka pasti menempati golongan
B.Jika konfigurasi elektron berakhir di blok f maka pasti menempati golongan B
(Lantanida, n=6 dan Aktinida, n=7 (gol.radioatif)
Selain itu
untuk menentukan nomor golongan, ditentukan dengan mengetahui jumlah elektron
valensi pada konfigurasi terakhir.
2.periode
SPU terdiri atas 7 periode. Periode disusun berdasarkan kenaikan nomor atom. Unsur-unsur yang mempunyai jumlah kulit sama akan menempati baris yang sama. Dengan demikian jumlah kulit sama dengan periode, sehingga periode 1 memiliki n-1, periode 2 memiliki n=2, dst.
SPU terdiri atas 7 periode. Periode disusun berdasarkan kenaikan nomor atom. Unsur-unsur yang mempunyai jumlah kulit sama akan menempati baris yang sama. Dengan demikian jumlah kulit sama dengan periode, sehingga periode 1 memiliki n-1, periode 2 memiliki n=2, dst.
IV. SISTEM
PERIODIK
Dasar dan
Penyusunan Sistem Periodik Unsur Modern
Sistem
periodik unsur modern (lihat gambar) disusun berdasarkan kenaikan nomor atom
dan kemiripan sifat. Lajur horizontal, yang selanjutnya disebut periode,
disusun menurut kenaikan nomor atom, sedangkan lajur vertikal, yang selanjutnya
disebut golongan, disusun menurut kemiripan sifat.
Unsur
segolongan bukannya mempunyai sifat yang sama, melainkan mempunyai kemiripan
sifat. Setiap unsur memiliki sifat khas yang membedakannya dari unsur lainnya.
Unsur-unsur dalam sistem periodik dibagi menjadi dua bagian besar, yaitu
unsur-unsur yang menempati golongan A yang disebut unsur golongan utama, dan
unsur-unsur yang menempati golongan B yang disebut unsur transisi (James E.
Brady, 1990).
Sistem
periodik unsur modern yang disebut juga sistem periodik bentuk panjang, terdiri
atas 7 periode dan 8 golongan. Periode 1, 2, dan 3 disebut periode pendek
karena berisi sedikit unsur, sedangkan periode lainnya disebut periode panjang.
Golongan terbagi atas golongan A dan golongan B. Unsur-unsur golongan A disebut
golongan utama, sedangkan golongan B disebut golongan transisi.
Golongan-golongan B terletak antara golongan IIA dan IIIA. Golongan B mulai
terdapat pada periode 4 .Dalam sistem periodik unsur yang terbaru, golongan
ditandai dengan golongan 1 sampai dengan golongan 18 secara berurutan dari kiri
ke kanan. Dengan cara ini, maka unsur transisi terletak pada golongan 3 sampai
dengan golongan 12. Cara seperti itu dapat dilihat pada sistem periodik unsur
pada gambar 1.14
a. Periode
Sistem periodik
unsur modern mempunyai 7 periode. Unsur-unsur yang mempunyai jumlah kulit yang
sama pada konfigurasi elektronnya, terletak pada periode yang sama.
b. Golongan
Sistem
periodik unsur modern mempunyai 8 golongan utama (A).
Unsur-unsur pada sistem periodik modern yang mempunyai elektron
valensi (elektron kulit terluar) sama pada konfigurasi elektronnya, maka
unsur-unsur tersebut terletak pada golongan yang sama (golongan
utama/A).
Unsur-unsur pada sistem periodik modern yang mempunyai elektron
valensi (elektron kulit terluar) sama pada konfigurasi elektronnya, maka
unsur-unsur tersebut terletak pada golongan yang sama (golongan
utama/A).
V.IKATAN
KIMIA
v Ikatan Kovalen
Ikatan
kovalen adalah ikatan yang terjadi akibat pemakaian pasangan elektron secara
bersama-sama oleh dua atom (James E. Brady, 1990). Ikatan kovalen terbentuk di
antara dua atom yang sama-sama ingin menangkap elektron (sesama atom bukan
logam).
Cara
atom-atom saling mengikat dalam suatu molekul dinyatakan oleh rumus
bangun atau rumus struktur. Rumus struktur diperoleh dari rumus Lewis dengan mengganti setiap pasangan elektron ikatan dengan sepotong garis. Misalnya, rumus bangun H2 adalah H – H.
Contoh:
a. Ikatan antara atom H dan atom O, dalam H2O konfigurasi elektro H dan O adalah H : 1 ( memerlukan 1 elektron ), O : 2 6 ( memerlukan 2 elektron ) . Atom O harus memasangkan 2 elektron, sedangkan atom H hanya memasangkan 1 elektron. Oleh karena itu, 1 atom O berikatan dengan 2 atom H. Lambang Lewis ikatan antara H dengan O dalam H2O.
bangun atau rumus struktur. Rumus struktur diperoleh dari rumus Lewis dengan mengganti setiap pasangan elektron ikatan dengan sepotong garis. Misalnya, rumus bangun H2 adalah H – H.
Contoh:
a. Ikatan antara atom H dan atom O, dalam H2O konfigurasi elektro H dan O adalah H : 1 ( memerlukan 1 elektron ), O : 2 6 ( memerlukan 2 elektron ) . Atom O harus memasangkan 2 elektron, sedangkan atom H hanya memasangkan 1 elektron. Oleh karena itu, 1 atom O berikatan dengan 2 atom H. Lambang Lewis ikatan antara H dengan O dalam H2O.
Dua atom
dapat membentuk ikatan dengan sepasang, dua pasang, atau tiga
pasang elektron bergantung pada jenis unsur yang berikatan. Ikatan kovalen
yang hanya melibatkan sepasang elektron disebut ikatan tunggal (dilambangkan dengan satu garis), sedangkan ikatan kovalen yang melibatkan lebih dari sepasang elektron disebut ikatan rangkap. Ikatan yang melibatkan dua pasang elektron disebut ikatan rangkap dua (dilambangkan dengan dua garis), sedangkan ikatan yang melibatkan tiga pasang elektron disebut ikatan rangkap tiga (dilambangkan dengan tiga garis).
pasang elektron bergantung pada jenis unsur yang berikatan. Ikatan kovalen
yang hanya melibatkan sepasang elektron disebut ikatan tunggal (dilambangkan dengan satu garis), sedangkan ikatan kovalen yang melibatkan lebih dari sepasang elektron disebut ikatan rangkap. Ikatan yang melibatkan dua pasang elektron disebut ikatan rangkap dua (dilambangkan dengan dua garis), sedangkan ikatan yang melibatkan tiga pasang elektron disebut ikatan rangkap tiga (dilambangkan dengan tiga garis).
b. Ikatan
rangkap dua daklam molekul oksigen ( O2 )
Oksigen (Z =
mempunyai 6 elektron valensi, sehingga untuk mencapai konfigurasi oktet harus
memasangkan 2 elektron. Pembentukan ikatannya dapat Lambang Lewis ikatan O2
d.
Ikatan
rangkap tiga dalam molekul N2, Nitrogen mempunyai 5 elektron valensi, jadi
harus memasangkan 3 elektron. untuk mencapai konfigurasi oktet. Pembentukan
ikatannya dapat digambarkan sebagai berikut.
Lambang Lewis ikatan N2
Lambang Lewis ikatan N2
Pasangan
elektron yang dipakai bersama-sama disebut pasangan elektron ikatan (PEI),
sedangkan yang tidak dipakai bersama-sama dalam ikatan disebut pasangan
elektron bebas ( PEB ). Misalnya :
• Molekul
H2O mengandung 2 PEI dan 2 PEB
• Molekul NH3 mengandung 3 PEI dan 1 PEB
• Molekul NH3 mengandung 3 PEI dan 1 PEB
v Ikatan Ion
Ikatan ion
adalah ikatan yang terjadi akibat perpindahan elektron dari satu atom ke atom
lain (James E. Brady, 1990). Ikatan ion terbentuk antara atom yang melepaskan
elektron (logam) dengan atom yang menangkap elektron (bukan logam). Atom logam,
setelah melepaskan elektron berubah menjadi ion positif. Sedangkan atom bukan
logam, setelah menerima elektron berubah menjadi ion negatif. Antara ion-ion
yang berlawanan muatan ini terjadi tarik-menarik (gaya elektrostastis) yang
disebut ikatan ion (ikatan elektrovalen).
Ikatan ion
merupakan ikatan yang relatif kuat. Pada suhu kamar, semua senyawa ion berupa
zat padat kristal dengan struktur tertentu. Dengan mengunakan lambang Lewis,
pembentukan NaCl digambarkan sebagai berikut.
NaCl
mempunyai struktur yang berbentuk kubus, di mana tiap ion Na+
dikelilingi oleh 6 ion Cl– dan tiap ion Cl– dikelilingi
oleh 6 ion Na+.
v Ikatan Kimia
Gaya yang
mengikat atom-atom dalam molekul atau gabungan ion dalam setiap senyawa disebut
ikatan kimia. Konsep ini pertama kali dikemukakan pada tahun 1916 oleh Gilbert
Newton Lewis (1875-1946) dari Amerika dan Albrecht Kossel (1853-1927) dari
Jerman (Martin S. Silberberg, 2000).
v Konfigurasi
Elektron Gas Mulia
Dibandingkan
dengan unsur-unsur lain, unsur gas mulia merupakan unsur yang paling stabil.
Kestabilan ini disebabkan karena susunan elektronnya berjumlah 8 elektron di
kulit terluar, kecuali helium (mempunyai konfigurasi elektron penuh). Hal ini
dikenal dengan konfigurasi oktet, kecuali helium dengan konfigurasi duplet.
Unsur-unsur
lain dapat mencapai konfigurasi oktet dengan membentuk ikatan agar dapat
menyamakan konfigurasi elektronnya dengan konfigurasi elektron gas mulia
terdekat. Kecenderungan ini disebut aturan oktet. Konfigurasi oktet
(konfigurasi stabil gas mulia) dapat dicapai dengan melepas, menangkap, atau
memasangkan elektron. Dalam mempelajari materi ikatan kimia ini, kita juga
perlu memahami terlebih dahulu tentang lambang Lewis. Lambang Lewis adalah
lambang atom disertai elektron valensinya. Elektron dalam lambang Lewis dapat
dinyatakan dalam titik atau silang kecil (James E. Brady, 1990).
B. TERMOKIMIA
Pengertian Termokimia
Bagian dari ilmu kimia yang
mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi
atau proses kimia dan fisika disebut termokimia. Termokimia
merupakan pengetahuan dasar yang perlu diberikan atau yang dapat diperoleh dari
reaksi-reaksi kimia, tetapi juga perlu sebagai pengetahuan dasar untuk
pengkajian teori ikatan kimia dan struktur kimia. Fokus bahasan dalam
termokimia adalah tentang jumlah kalor yang dapat dihasilkan oleh sejumlah
tertentu pereaksi serta cara pengukuran kalor reaksi.
I.
Pengertian Reaksi Eksoterm dan
Endoterm
Perubahan
entalpi (ΔH) positif menunjukkan bahwa dalam perubahan terdapat penyerapan
kalor atau pelepasan kalor.
Reaksi kimia yang melepaskan atau
mengeluarkan kalor disebut reaksi eksoterm, sedangkan reaksi
kimia yang menyerap kalor disebut reaksi endoterm. Aliran kalor
pada kedua jenis reaksi diatas dapat dilihat pada gambar berikut :
Pada
reaksi endoterm, sistem menyerap energi. Oleh karena itu, entalpi sistem akan
bertambah. Artinya entalpi produk (Hp) lebih besar daripada entalpi pereaksi
(Hr). Akibatnya, perubahan entalpi, merupakan selisih antara entalpi produk
dengan entalpi pereaksi (Hp -Hr) bertanda positif. Sehingga perubahan entalpi
untuk reaksi endoterm dapat dinyatakan:
ΔH = Hp- Hr > 0 (13 )
Sebaliknya, pada reaksi eksoterm ,
sistem membebaskan energi, sehingga entalpi sistem akan berkurang, artinya
entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi. Oleh karena itu ,
perubahan entalpinya bertanda negatif. Sehingga p dapat dinyatakan sebagai
berikut:
ΔH = Hp- Hr < 0 ( 14 )
Perubahan entalpi pada reaksi
eksoterm dan endoterm dapat dinyatakan dengan diagram tingkat energi. Seperti
pada gambar 2 :
II. Entalpi dan Perubahan Entalpi
Setiap sistem atau zat mempunyai
energi yang tersimpan didalamnya. Energi potensial berkaitan dengan wujud zat,
volume, dan tekanan. Energi kinetik ditimbulkan karena atom – atom dan molekulmolekul
dalam zat bergerak secara acak. Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut
entalpi (H) . Entalpi akan tetap konstan selama tidak ada energi
yang masuk atau keluar dari zat. . Misalnya entalpi untuk air
dapat ditulis H H20 (l) dan untuk es ditulis H H20 (s).
Entalpi
(H) suatu zat ditentukan oleh jumlah energi dan semua bentuk energi yang
dimiliki zat yang jumlahnya tidak dapat diukur. Perubahan kalor atau entalpi
yang terjadi selama proses penerimaan atau pelepasan kalor dinyatakan dengan ”
perubahan entalpi (ΔH) ” . Misalnya pada perubahan es
menjadi air, maka dapat ditulis sebagai berikut:
Δ H = H H20 (l) -H H20 (s) (7)
Harga
entalpi zat sebenarnya tidak dapat ditentukan atau diukur. Tetapi ΔH
dapat ditentukan dengan cara mengukur jumlah kalor yang diserap sistem.
Misalnya pada perubahan es menjadi air, yaitu 89 kalori/gram. Pada perubahan es
menjadi air, ΔH adalah positif, karena entalpi hasil perubahan, entalpi
air lebih besar dari pada entalpi es.
Termokimia
merupakan bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan entalpi yang
menyertai suatu reaksi. Pada perubahan kimia selalu terjadi perubahan entalpi.
Besarnya perubahan entalpi adalah sama besar dengan selisih antara entalpi
hasil reaksi dam jumlah entalpi pereaksi.
Pada
reaksi endoterm, entalpi sesudah reaksi menjadi lebih besar, sehingga ΔH
positif. Sedangkan pada reaksi eksoterm, entalpi sesudah reaksi menjadi lebih
kecil, sehingga ΔH negatif. Perubahan entalpi pada suatu reaksi disebut kalor
reaksi. Kalor reaksi untuk reaksi-reaksi yang khas disebut dengan nama yang
khas pula, misalnya kalor pembentukan,kalor penguraian, kalor pembakaran, kalor
pelarutan dan sebagainya.
Suatu
reaksi kimia dapat dipandang sebagai suatu sistem yang terdiri dari dua bagian
yang berbeda, yaitu pereaksi dan hasil reaksi atau produk. Perhatikan suatu
reaksi yang berlangsung pada sistem tertutup dengan volume tetap (ΔV =
0), maka sistem tidak melakukan kerja, w = 0. Jika kalor reaksi pada volume
tetap dinyatakan dengan qv , maka persamaan hukum I termodinamika dapat
ditulis:
ΔU = qv + 0 = qv = q reaksi
(8)
q
reaksi disebut sebagai kalor reaksi. Hal ini berarti bahwa semua
perubahan energi yang menyertai reaksi akan muncul sebagai kalor. Misal: suatu
reaksi eksoterm mempunyai perubahan energi dalam sebesar 100 kJ. Jika reaksi
itu berlangsung dengan volume tetap, maka jumlah kalor yang dibebaskan adalah 100
kJ.
Kebanyakan
reaksi kimia berlangsung dalam sistem terbuka dengan tekanan tetap (tekanan
atmosfir). Maka sistem mungkin melakukan atau menerima kerja tekanan – volume,
w = 0). Oleh karena itu kalor reaksi pada tekanan tetap dinyatakan dengan qp ,
maka hukum I termodinamika dapat ditulis sebagai berikut:
ΔU = qp + w atau qp = ΔU – w =
q reaksi (9)
Untuk menyatakan kalor reaksi yang
berlangsung pada tekanan tetap, para ahli mendefinisikan suatu besaran
termodinamika yaitu entalpi (heat content) dengan lambang “H”
Entalpi didefinisikan sebagai jumlah
energi dalam dengan perkalian tekanan dan volume sistem, yang dapat dinyatakan:
H = U + P V (10)
Reaksi kimia termasuk proses
isotermal, dan bila dilakukan di udara terbuka maka kalor reaksi dapat
dinyatakan sebagai:
qp = Δ H (11)
Jadi, kalor reaksi yang berlangsung
pada tekanan tetap sama dengan perubahan entalpi. Oleh karena sebagian besar
reaksi berlangsung pada tekanan tetap, yaitu tekanan atmosfir, maka kalor
reaksi selalu dinyatakan sebagai perubahan entalpi (ΔH).
Akibatnya, kalor dapat dihitung dari
perubahan entalpi reaksi, dan perubahan entalpi reaksi yang menyertai suatu
reaksi hanya ditentukan oleh keadaan awal (reaktan) dan keadaan akhir (produk).
q = ΔH reaksi = Hp-Hr (12)
Contoh:
Suatu reaksi berlangsung pada volume
tetap disertai penyerapan kalor sebanyak 200 kJ. Tentukan nilai Δ
U , Δ H, q dan w reaksi itu
Jawab:
Sistem menyerap kalor sebanyak 200 kJ , berarti q = + 200 kJ
Reaksi berlangsung pada volume tetap , maka w = 0 kJ.
Sistem menyerap kalor sebanyak 200 kJ , berarti q = + 200 kJ
Reaksi berlangsung pada volume tetap , maka w = 0 kJ.
ΔU = q + w
= + 200 kJ + 0 kJ = 200 kJ Δ H = q = + 200
kJ
BAB
III
PENUTUP
A. Kesimpulan
Struktur atom merupakan satuan dasar materi yang terdiri
dari inti atom beserta awan elektron bermuatan negatif yang mengelilinginya.
Inti atom mengandung campuran proton yang bermuatan positif dan neutron yang
bermuatan netral (terkecuali pada Hidrogen-1 yang tidak memiliki neutron).
Model atom Dalton memiliki kelebihan yaitu mulai
membangkitkan minat terhadap penelitian mengenai model atom. Namun terdapat
pula kelemahan yaitu teori atom Dalton tidak dapat menerangkan suatu larutan
dapat menghantarkan arus listrik. Bagaimana mungkin bola pejal dapat
menghantarkan arus listrik? padahal listrik adalah elektron yang bergerak.
Ikatan kimia adalah sebuah proses fisika yang bertanggung
jawab dalam interaksi gaya tarik menarik antara dua atom atau
molekul yang menyebabkan suatu senyawa diatomik atau
poliatomik menjadi stabil.
Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau
panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika
disebut termokimia. Termokimia merupakan pengetahuan dasar yang
perlu diberikan atau yang dapat diperoleh dari reaksi-reaksi kimia
B. Saran
Bagi para pembaca makalah ini, sebaiknya tidak merasa puas,
karena masih banyak ilmu-ilmu yang didapat dari berbagai sumber. Sebaiknya
mencari sumber lain untuk lebih memperdalam materi mengenai Kimia Unsur
Alangkah baiknya jika mempelajari juga unsur-unsur kimia yang lain dalam tabel
periodik dan terokimia.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar