Termokimia

Termokimia adalah kajian tentang perubahan haba dalam tindak balas kimia. Bahan kimia mempunyai ikatan-ikatan di antara atom-atom atau molekul-molekul, bahan kimia ini memerlukan tenaga untuk bercantum dan berpecah antara satu sama lain. Perubahan haba akan wujud apabila suhu bahan kimia berubah setelah bertindak-balas.

Hukum termokimia bergantung kepada dua penyataan :

1. Hukum Lavoisier dan Laplace (1780)
2. Hukum Hess (1840)

Tindak balas kimia

Terdapat 2 jenis tindak balas kimia iaitu:

1. Tindak balas Eksotermik
2. Tindak balas Endotermik

Tindak balas Eksotermik

Ekso bermaksud luar manakala termik bermaksud haba. Eksotermik bermaksud haba yang disalurkan/dibebaskan keluar ke persekitaran dalam sistem. Oleh itu suhu di persekitaran akan meningkat.

Tindak balas Eksotermik berlaku apabila bahan kimia yang berlainan dicampur atau direaksikan untuk bertindak balas maka ini akan mengeluarkan/membebaskan haba ke persekitaran seterusnya menjadikan suhu persekitaran lebih tinggi daripada haba purata bahan-bahan kimia yang ditindak-balaskan.

Perubahan tenaga tindak balas Eksotermik ialah dari tenaga kimia kepada tenaga haba.

Di antara contoh-contoh tindak balas Eksotermik ialah:

• Tindak balas pembakaran - Bahan bakar (bahan kimia yang mudah atau boleh terbakar) bertindak balas dengan gas oksigen
• Tindak balas peneutralan - Tindak balas antara bahan kimia yang bersifat asid dan alkali
• Tindak balas pepejal dengan air - Tindak balas ini berlaku terutama antara unsur kumpulan I dalam jadual berkala dengan air kerana lebih reaktif
• Tindak balas logam reaktif dengan air - Tindak balas redoks, terdapat tindak balas penurun dan tindak balas pengoksidaan

Rajah aras tenaga Eksotermik

Perubahan tenaga tindak balas Eksotermik akan menunjukkan nilai negatif, iaitu

• Perubahan Tenaga = Tenaga Hasil Tindak Balas - Tenaga Bahan Tindak Bala#bahan tenaga tindak balas Endotermik ialah dari tenaga haba kepada tena

Di antara contoh-contoh tindak balas Endotermik ialah:

• Tindak balas Penguraian garam karbonat secara terma - Garam karbonat akan diuraikan menjadi oksida logam dan gas karbon dioksida.
• Tindak balas pembakaran pada penunu bunsen - Apabila api dihidupkan pada radas penunu bunsen, pemukaan penunu bunsen akan terasa sejuk dan terdapat titisan stim/wap air.

Rajah aras tenaga Endotermik

Perubahan tenaga tindak balas Endotermik akan menunjukan nilai positif, iaitu

• Perubahan Tenaga = Tenaga Hasil Tindak Balas - Tenaga Bahan Tindak Balas
• ΔH = H_h - H_b

Konsep perubahan tenaga haba

Konsep perubahan tenaga haba ini disebabkan oleh pemecahan/pemutusan ikatan lama dan pembentukan/pembinaan ikatan baru.

Pembentukan/Pembinaan ikatan lama Tindak balas ini merupakan tindak balas Eksotermik. Contoh tindak balas kimia:

• H⁺ + Cl^- --> HCl ΔH= -430 KJ mol^-1

Pemecahan/Pemutusan ikatan lama Tindak balas ini merupakan tindak balas Endotermik. Contoh tindak balas kimia:

• HCl --> H⁺ + Cl^- ΔH= +430 KJ mol^-1

Haba tindak balas

Kuantiti haba tindak balas ialah haba yang dihasilkan hasil daripada tindak balas kimia. Tindak balas ini menglibatkan menyerap dan pembebasan haba.

Kuantiti haba ini boleh ditentukan pada keadaan piawai iaitu:

• Suhu bilik 25^oC atau 298 K
• 1 tekanan atmosfera iaitu 101.3/101 kPa
• 1.0 mol dm^-3 kepekatan larutan
• Berada dalam keadaan fizik - suhu dan tekanan piawai

Contoh persamaan termokimia HCl --> H⁺ + Cl^- ΔH= +430 KJ mol^-1 ΔH merupakan perubahan haba

Kuantiti haba tindak balas (Q) akan dipengaruhi oleh:

• Jisim haba (m)
• Haba pendam tentu bahan (c) - biasanya air
• Perubahan suhu (θ)

Terdapat 4 jenis haba tindak balas iaitu:

1. Haba Pemendakan
2. Haba Peneutralan
3. Haba Penyesaran
4. Haba Pembakaran

Haba pemendakan

Haba pemendakan ialah perubahan haba yang berlaku apabila 1 mol mendakan terbentuk hasil tindak balas ion-ion yang bertindak balas.

Haba penyesaran

Haba penyesaran ialah perubahan haba yang berlaku apabila 1 mol logam disesarkan daripada larutan garamnya oleh logam yang lebih elektropositif. Hanya logam elektropositif dapat menyesarkan ion logam yang kurang elektropositif.

Haba peneutralan

Haba peneutralan ialah perubahan haba yang berlaku apabila 1 mol ion H⁺ daripada asid untuk meneutral 1 mol ion OH^- daripada alkali bagi menghasilkan air.

Haba pembakaran

Haba pembakaran ialah perubahan haba yang berlaku apabila 1 mol bahan bakar dibakar dengan lengkap dalam keadaan gas oksigen berlebihan.

Contoh-contoh bahan api/bakar ialah:

• Alkohol
• Gas asli
• Gas metana
• Petroleum

Rujukan

SASBADI - Ulang Kaji Total Tingkatan 4-5 Kimia SPM oleh Toh Kim Kau - ISDN 983-59-2429-5