The termokimia menangani studi modifikasi panas dilakukan dalam reaksi antara dua atau lebih spesies. Ini dianggap sebagai bagian penting dari termodinamika, yang mempelajari transformasi panas dan jenis energi lainnya untuk memahami arah di mana proses berkembang dan bagaimana energinya bervariasi.
Demikian pula, penting untuk dipahami bahwa panas melibatkan transfer energi panas yang terjadi antara dua benda, ketika berada pada suhu yang berbeda; sedangkan energi panas adalah energi yang terkait dengan gerakan acak yang dimiliki atom dan molekul.
Germain Hess, pencipta Hukum Hess, dasar termokimia
Oleh karena itu, seperti dalam hampir semua reaksi kimia energi diserap atau dilepaskan melalui panas, analisis fenomena yang terjadi melalui termokimia sangat relevan.
Apa yang dipelajari termokimia?
Seperti disebutkan sebelumnya, termokimia mempelajari perubahan energi dalam bentuk panas yang terjadi dalam reaksi kimia atau ketika proses yang melibatkan transformasi fisik terjadi.
Dalam pengertian ini, perlu untuk memperjelas konsep-konsep tertentu dalam subjek untuk pemahaman yang lebih baik tentangnya.
Misalnya, istilah "sistem" mengacu pada segmen tertentu dari alam semesta yang sedang dipelajari, dengan "alam semesta" dipahami sebagai pertimbangan sistem dan lingkungannya (segala sesuatu yang berada di luarnya).
Jadi, sistem umumnya terdiri dari spesies yang terlibat dalam transformasi kimia atau fisika yang terjadi dalam reaksi. Sistem ini dapat diklasifikasikan menjadi tiga jenis: terbuka, tertutup, dan terisolasi.
- Sistem terbuka adalah sistem yang memungkinkan perpindahan materi dan energi (panas) dengan lingkungannya.
- Dalam sistem tertutup ada pertukaran energi tetapi bukan materi.
- Dalam sistem terisolasi, tidak ada perpindahan materi atau energi dalam bentuk panas. Sistem ini juga dikenal sebagai "adiabatik".
Hukum
Hukum termokimia terkait erat dengan hukum Laplace dan Lavoisier, serta hukum Hess, yang merupakan prekursor hukum pertama termodinamika.
Prinsip yang dikemukakan oleh Antoine Lavoisier Prancis (ahli kimia dan bangsawan penting) dan Pierre-Simon Laplace (ahli matematika, fisikawan, dan astronom terkenal) mengulas bahwa “perubahan energi yang memanifestasikan dirinya dalam transformasi fisik atau kimia apa pun memiliki besaran dan makna yang sama bertentangan dengan perubahan energi reaksi terbalik ”.
Hukum Hess
Sejalan dengan itu, hukum yang dirumuskan oleh ahli kimia Rusia asal Swiss, Germain Hess, merupakan landasan penjelasan termokimia.
Prinsip ini berdasarkan tafsirnya tentang hukum kekekalan energi, yang mengacu pada kenyataan bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, hanya diubah.
Hukum Hess dapat diterapkan sebagai berikut: "total entalpi dalam reaksi kimia adalah sama, baik reaksi dilakukan dalam satu langkah atau dalam urutan beberapa langkah."
Entalpi total diberikan sebagai pengurangan antara jumlah entalpi produk dikurangi jumlah entalpi reaktan.
Dalam kasus perubahan entalpi standar suatu sistem (dalam kondisi standar 25 ° C dan 1 atm), dapat dibuat skema menurut reaksi berikut:
ΔH reaksi = ΣΔH (produk) - ΣΔH (reaktan)
Cara lain untuk menjelaskan prinsip ini, mengetahui bahwa perubahan entalpi mengacu pada perubahan panas dalam reaksi ketika terjadi pada tekanan konstan, adalah dengan mengatakan bahwa perubahan entalpi bersih suatu sistem tidak bergantung pada jalur yang diikuti. antara keadaan awal dan akhir.
Hukum Pertama Termodinamika
Hukum ini secara intrinsik terkait dengan termokimia sehingga terkadang bingung mana yang menginspirasi yang lain; Jadi, untuk menjelaskan hukum ini, seseorang harus mulai dengan mengatakan bahwa ia juga berakar pada prinsip kekekalan energi.
Jadi, termodinamika tidak hanya memperhitungkan panas sebagai salah satu bentuk transfer energi (seperti termokimia), tetapi juga melibatkan bentuk energi lain, seperti energi dalam (U).
Jadi variasi energi internal suatu sistem (ΔU) diberikan oleh perbedaan antara keadaan awal dan akhirnya (seperti yang terlihat dalam hukum Hess).
Mempertimbangkan bahwa energi internal terdiri dari energi kinetik (pergerakan partikel) dan energi potensial (interaksi antara partikel) dari sistem yang sama, dapat disimpulkan bahwa ada faktor lain yang berkontribusi pada studi keadaan dan sifat masing-masing. sistem.
Aplikasi
Termokimia memiliki banyak aplikasi, beberapa di antaranya akan disebutkan di bawah ini:
- Penentuan perubahan energi dalam reaksi tertentu dengan menggunakan kalorimetri (pengukuran perubahan panas dalam sistem terisolasi tertentu).
- Pengurangan perubahan entalpi dalam suatu sistem, meskipun perubahan tersebut tidak dapat diketahui dengan pengukuran langsung.
- Analisis perpindahan panas yang dihasilkan secara eksperimental ketika senyawa organologam dibentuk dengan logam transisi.
- Mempelajari transformasi energi (dalam bentuk panas) yang diberikan dalam senyawa koordinasi poliamina dengan logam.
- Penentuan entalpi ikatan logam-oksigen β-diketon dan β-diketonat yang terikat pada logam.
Seperti dalam aplikasi sebelumnya, termokimia dapat digunakan untuk menentukan sejumlah besar parameter yang terkait dengan jenis energi atau fungsi keadaan lainnya, yaitu yang menentukan keadaan sistem pada waktu tertentu.
Termokimia juga digunakan dalam studi berbagai sifat senyawa, seperti dalam kalorimetri titrasi.
Referensi
- Wikipedia. (sf). Kimia panas. Dipulihkan dari en.wikipedia.org
- Chang, R. (2007). Kimia, edisi kesembilan. Meksiko: McGraw-Hill.
- LibreTexts. (sf). Termokimia - Tinjauan. Diperoleh dari chem.libretexts.org
- Tyagi, P. (2006). Kimia panas. Dipulihkan dari books.google.co.ve
- Ribeiro, MA (2012). Termokimia dan Aplikasinya pada Sistem Kimia dan Biokimia. Diperoleh dari books.google.co.ve
- Singh, NB, Das, SS, dan Singh, AK (2009). Kimia Fisik, Volume 2. Dipulihkan dari books.google.co.ve