Termokimia ialah cabang kimia yang berhubungan dengan hubungan timbal balik panas dengan reaksi kimia atau dengan perubahan keadaan fisika

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 11 berikut:

Gambar 11 Aliran kalor pada reaksi eksoterm dan endoterm

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 12. berikut

Kalorimeter berarti “mengukur panas”. Ketika aliran panas terjadi antara dua bentda yang terisolasi dari lingkungannya, jumlah panas yang hilang dari suatu benda harus setara dengan jumlah yang lainnya.

Panas adalah yang berpindah, jadi prinsipnya adalah prinsip kekekalan energy. Kualitas panas yang ditambahkan pada suatu benda sebagai positif dan pada kuantitas yang meninggalkan benda sebagai negative. Ketika sejumlah benda berinteraksi, jumlah aljabar dari setiap kuantitas panas yang dipindahkan pada semua benda harus sama dengan nol. Ini adalah Azas Black yang dasarnya adalah kekekalan energy.           

Kalor selalu berkaitan dengan dua hal yaitu proses pemanasan atau proses pendinginan yang melibatkan perubahan suhu dan proses prubahan wujud zat yang terjadi pada suhu yang tetap.            Proses pemanasan dan pendinginan digunakan persamaan :

Q = m.c.∆T

Dimana :Q = kalor yang dilepaskan atau diterima ( joule )m = massa bahan ( kg )c = kapasitas panas spesifik bahan ( J/kg ˚C )∆T = perubahan suhu (˚C )

Energi ikatan didefinisikan sebagai energi yang diperlukan untuk memutuskan 1 mol ikatan dari suatu molekul dalam wujud gas. Energi ikatan dinyatakan dalam kilojoule per mol (kJ mol -1 )

Energi berbagai ikatan diberikan pada tabel 1.

Tabel 1. Harga Energi ikatan berbagai molekul (kJ/mol)

Perubahan Entalpi Berdasarkan Entalpi Pembentukan

Kalor suatu reaksi dapat juga ditentukan dari data entalpi pembentukan zat pereaksi dan produknya. Dalam hal ini, zat pereaksi dianggap terlebih dahulu terurai menjadi unsur-unsurnya, kemudian unsur-unsur itu bereaksi membentuk zat produk. Secara umum untuk reaksi:

m AB + n CD —–> p AD  + q CB

ΔH0 = jumlah ΔH0 f (produk) -   jumlah ΔH0 f (pereaksi)

Perubahan Entalpi Berdasarkan Hukum Hess

Banyak reaksi yang dapat berlangsung secara bertahap. Misalnya pembakaran karbon atau grafit. Jika karbon dibakar dengan oksigen berlebihan terbentuk karbon dioksida menurut persamaan reaksi:

C(s) + O2 (g) —–> CO2 (g)            Δ H   = – 394 kJ

Reaksi diatas dapat  berlangsung melalui dua tahap. Mula-mula karbon dibakar dengan oksigen yang terbatas sehingga membentuk karbon monoksida. Selanjutnya, karbon monoksida itu dibakar lagi untuk membentuk karbon dioksida. Persamaan termokimia untuk kedua reaksi tersebut adalah:

C(s) + ½ O2 (g) —–> CO (g) ΔH   = – 111 kJ

CO (g) + ½ O2 (g) —–> CO2 (g) Δ H   = – 283 kJ

Jika kedua tahap diatas dijumlahkan, maka diperoleh:

C(s) + ½ O2 (g) —–> CO (g) ΔH   = – 111 kJ

CO (g) + ½ O2 (g) —–> CO2 (g) ΔH   = – 283 kJ

————————————————————————- +

C(s) + O2 (g) —–> CO2 (g)           ΔH   = – 394 kJ

Sudah dijelaskan pada bab sebelumnya apabila dua buah benda yang berbeda temperaturnya saling berkontak termal, temperatur benda yang lebih panas berkurang sedangkan temperatur benda yang lebih dingin bertambah. Ada sesuatu yang berpindah dalam kasus ini, apa ? Kalorik, suatu materi yang tak terlihat, yang mengalir dari benda yang bertemperatur tinggi ke benda yang bertemperatur rendah. Benyamin Thomson/Count Rumford (1753-1814) dengan eksperimen-nya, dia mengebor logam, teramati bahwa mata bor menjadi panas dan didinginkan dengan air (sampai airnya mendidih), tentunya dari teori “kalorik”, kalorik tersebut lama kelamaan akan habis dan ternyata bila proses tersebut berlanjut terus kalorik tersebut tidak habis, jadi teori kalorik tidak tepat. Jadi kalor bukan materi.

1. KALOR dan ENERGI TERMAL

Ada suatu perbedaan antara kalor (heat) dan energi dalam dari suatu bahan. Kalor hanya digunakan bila menjelaskan perpindahan energi dari  satu tempat ke yang lain. Kalor adalah

energi yang dipindahkan akibat adanya perbedaan temperatur.. Sedangkan energi dalam (termis) adalah energi karena temperaturnya.

1.1. Satuan Kalor.

Satuan kalor adalah kalori dimana, 1 kalori adalah kalor yang diperlukan untuk menaikkan temperatur 1 gr air dari 14,5 C menjadi 15,5 C. Dalam sistem British, 1 Btu (British Thermal Unit)  adalah kalor untuk menaikkan temperatur 1 lb air dari 63 F menjadi 64 F. 1 kal = 4,186 J = 3,968 x 10-3 Btu 1 J = 0,2389 kal = 9,478 x 10-4 Btu 1 Btu = 1055 J = 252,0 kal

1.2. Kesetaraan Mekanik dari Kalor Dai konsep energi mekanik diperoleh bahwa bila gesekan terjadi pada sistem mekanis, ada energi mekanis yang hilang. Dan dari eksperimen diperoleh bahwa energi yang hilang tersebut berubah menjadi energi termal. Dari eksperimen yang dilakukan oleh Joule (aktif penelitian pada tahun 1837-1847)  diperoleh kesetaraan mekanis dari kalor : 1 kal = 4,186 joule

3. KAPASITAS KALOR dan KALOR JENIS

Kapasitas kalor (C) : jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan temperatur dari suatu sampel bahan sebesar 1 Co. ΔQ = C .ΔT Kapasitas panas dari beberapa benda sebanding dengan massanya, maka lebih mudah bila didefinisikan kalor jenis, c : Kalor jenis, c : jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan temperatur dari 1 gr massa bahan sebesar 1 Co. ΔQ = m c ΔT Bila

harga c tidak konstan maka : Catatan : untuk gas kalor jenis biasanya dinyatakan untuk satu mol bahan, dsb kalor jenis molar, ΔQ = n c ΔT Kalor jenis beberapa bahan pada 25 C.

Bahan c (kal/gr. Co) Bahan c (kal/gr. Co)Aluminium 0,215 Kuningan 0,092Tembaga 0,0924 Kayu 0,41Emas 0,0308 Glas 0,200Besi 0,107 Es (-5 C) 0,50Timbal 0,0305 Alkohol 0,58Perak 0,056 Air Raksa 0,033Silikon 0,056 Air (15 C) 1,00

3. KALOR LATEN