Reaksi Hidrolisis

Satu enzim tambahan lagi diperlukan untuk oksidasi asam lemak tak jenuh

jamak .Misalnya asam lemak tak jenuh jamak C18 yaitu linoleat , dengan ikatan

rangkap sis - ∆9 dan sis ∆12. Ikatan rangkap sis - ∆³ yang terbentuk setelah tiga daur oksidasi – β, diubah menjadi ikatan rangkap trans - ∆² oleh isomerase tersebut di atas, seperti pada oksidasi palmitoleat . Ikatan rangkap sis - ∆¹² - linoleat menghadapi masalah baru. Asil KoA yang dihasilkan oleh empat daur oksidasi β mengandung ikatan rangkap rangkap sis - ∆4. dehidrogenase pada spesies ini oleh asil Koa dehidrogenase menghasilkan zat antara 2,4 – dienoil yang bukan substrat bagi enzim berikutnya pada jalur oksidasi β. Kendala ini dapat diatasi oleh 2,4 - dienoil – KoA reduktase, suatu enzim yang menggunakan NADH untuk mereduksi zat antara 2,4 – dienoil menjadi enoil KoA – sis - ∆³. Isomerase tersebut di atas kemudian mengubah enoil KoA – sis -∆³ menjadi bentuk trans, suatu zat antara yang lazim pada oksidasi – β.Jadi ikatan rangkap yang letaknya pada atom C nomer ganjil ditangani oleh isomerase dan ikatan rangkap yang terletak pada atom C nomor genap ditangani oleh reduktase dan isomerase.

Oksidasi asam lemak dengan nomor atom karbon ganjil

Asam lemak yang memiliki jumlah karbon ganjil merupakan spesies jarang. Asam lemak ini dioksidasi dengan cara yang samaseperti oksidasi asam lemak dengan jumlah atom karbon genap, kecuali pada daur akhir degradasi akan terbentuk propionil KoA dan asetil KoA, bukan dua molekul asetil KoA. Unit – tiga karbon aktif pada propionil KoA memasuki daur asam sitrat setelah diubah menjadi suksinil KoA.

UJI INDOL

Tingkat kesegaran udang selain dengan uji organoleptik dapat dilengkapi dengan pengukuran kadar indol secara kimiawi. Kenaikan kadar indol pada penyimpanan dingin udang segar dapat disebabkan oleh aktivitas bakteri E. coli dan Proteus margoni, yaitu akibat proses dekarboksilasi asam amino triptofan oleh jasad renik. Penyimpanan udang dalam ruangan dingin (cool box) pada 4oC selama 12 hari memberikan kadar indol mendekati 25µg/100g (ambang batas mutu udang kelas satu menurut US-FDA). Pada penyimpanan udang beku -20oC tidak terjadi kenaikan kadar indol. Jenis mikroba lain yang dapat berkembang selama penyimpanan udang yaitu Salmonella, Vibrio, dan Listeria, yang merupakan parameter mutu udang yang sangat penting (Edy Primar dan Sunarya, 1989).

TUGAS TPPP-REAKSI HIDROLISIS&OKSIDASI LEMAK, UJI

INDOL

STELLA DARMADI

F24060717

Asam amino triptofan merupakan komponen asam amino yang lazim terdapat pada protein, sehingga asam amino ini dengan mudah dapat digunakan oleh mikroorganisme akibat penguraian protein. Bakteri menguraikan triptofan membentuk asam piruvat yang kemudian dapat digunakan sebagai sumber energinya. Bakteri tertentu seperti Escherichia coli

mampu menggunakan

triptofan sebagai sumber karbon.

triptofanase

H2O

NH

+

C

H3

C

OCO

O

H

+

triptofan

indol

asam piruvat

NH

indol

+

N(CH3)2

C

H3

N

H

NH

N(CH3)2

C

p-dimetil

amino

benzaldehida

(reagen

kovac)

rosindol

(berwarna

merah)

+

O

H2

NH3

amoniak

NH

CH2CH

NH2

C

O

OH

Gambar 9. Hidrolisis triptofan dan uji indol (Lay, 1994).

Pembentukan indol dari triptofan oleh mikroorganisme dapat diketahui dengan menumbuhkannya dalam media biakan yang kaya dengan triptofan (Lay, 1994). Untuk uji ini biasanya dipakai kaldu tripton (1%) karena medium ini mengandung banyak triptofan. Triptofan biasanya diberikan dalam bentuk tripton yang merupakan suatu polipeptida yang kaya dengan residu triptofan (Lay,1992). Medium untuk uji pembentukan indol dapat digunakan medium tripton cair atau hidrolisat kasein. Penumpukan indol dalam media biakan dapat diketahui dengan penambahan berbagai reagen yaitu reagen Gnezda, reagen Kovacs, reagen Ehrlich, reagen Salkowski, dan reagen Coles dan Onslow. Masing- masing reagen menunjukan hasil yang berbeda jika terbentuk indol. Untuk media biakan semi padat, terbentuknya indol ditandai dengan terbentuknya senyawa yang tidak larut dalam air dan berwarna merah pada permukaan medium, sedangkan untuk medium tripton cair juga menghasilkan hasil uji positif terbentuknya indol yang berbeda-beda, yakni tergantung pada jenis reagen yang digunakan. Pada pengujian dengan reagen Gnezda, terbentuknya indol ditandai dengan terbentuknya kristal asam oksalat yang berwarna merah

TUGAS TPPP-REAKSI HIDROLISIS&OKSIDASI LEMAK, UJI

INDOL

STELLA DARMADI

F24060717

muda. Pada pengujian dengan reagen Kovacs, terbentuknya indol ditandai dengan terbentuknya warna merah pada lapisan larutan reagen. Pada pengujian dengan reagen Erhlich, terbentuknya indol ditandai dengan terbentuknya warna merah ungu dibawah lapisan eter. Pada pengujian dengan reagen Salkowski, terbentuknya indol ditandai dengan terbentuknya warna merah pada media, sedangkan Pada pengujian dengan reagen Coles dan Onslow, terbentuknya indol ditandai dengan terbentuknya warna merah ungu pada kapas penutup tabung reaksi (Waluyo, 2008).

Triptofan merupakan suatu asam amino dengan gugus indol. Bakteri tertentu mampu menghasilkan enzim triptofanase yang mengkatalisis penguraian gugus indol dari triptofan. Dalam media biakan, indol menumpuk sebagai bahan buangan, sedangkan bagian lainnya dari molekul triptofan seperti asam piruvat dapat digunakan sebagai sumber energi melalui siklus asam sitrat, sedangkan amonium (NH4+) dapat digunakan untuk memenuhi kebutuhan zat hara mikroorganisme.

Baca Selengkapnya - Reaksi Hidrolisis

Hidrolisis Garam

Hidrolisis Garam

Pencampuran larutan asam dengan larutan basa akan menghasilkan garam dan air. Namun demikian, garam dapat bersifat asam, basa maupun netral. Sifat garam bergantung pada jenis komponen asam dan basanya. Garam dapat terbentuk dari asam kuat dengan basa kuat, asam lemah dengan basa kuat, asam kuat dengan basa lemah, atau asam lemah dengan basa lemah. Jadi, sifat asam basa suatu garam dapat ditentukan dari kekuatan asam dan basa penyusunnya. Sifat keasaman atau kebasaan garam ini disebabkan oleh sebagian garam yang larut bereaksi dengan air. Proses larutnya sebagian garam bereaksi dengan air ini disebut hidrolisis (hidro yang berarti air dan lisis yang berarti peruraian).

1. Garam dari Asam Kuat dengan Basa Kuat

Asam kuat dan basa kuat bereaksi membentuk garam dan air. Kation dan anion garam berasal dari elektrolit kuat yang tidak terhidrolisis, sehingga larutan ini bersifat netral, pH larutan ini sama dengan 7.

Contoh

Larutan KCl berasal dari basa kuat KOH terionisasi sempurna membentuk kation dan anionnya. KOH terionisasi menjadi H ⁺ dan Cl ^- . Masing-masing ion tidak bereaksi dengan air, reaksinya dapat ditulis sebagai berikut.

KCl _(aq) → K ⁺ _(aq) + Cl ^- _(aq)

K ⁺ _(aq) + H ₂ O _(l) →

Cl ^- _(aq) + H ₂ O _(l) →

2. Garam dari Asam Kuat dengan Basa Lemah

Garam yang terbentuk dari asam kuat dengan basa lemah mengalami hidrolisis sebagian (parsial) dalam air. Garam ini mengandung kation asam yang mengalami hidrolisis. Larutan garam ini bersifat asam, pH <7.

Contoh

Amonium klorida (NH ₄ Cl) merupakan garam yang terbentuk dari asam kuat, HCl dalam basa lemah NH ₃ . HCl akan terionisasi sempurna menjadi H ⁺ dan Cl ^- sedangkan NH ₃ dalam larutannya akan terionisasi sebagian membentuk NH ₄ ⁺ dan OH ^- . Anion Cl ^- berasal dari asam kuat tidak dapat terhidrolisis, sedangkan kation NH ₄ ⁺ berasal dari basa lemah dapat terhidrolisis.

NH ₄ Cl _(aq) → NH ₄ ⁺ _(aq) + Cl ^- _(aq)

Cl ^- _(aq) + H ₂ O _(l) →

NH ₄ ⁺ _(aq) + H ₂ O _(l) → NH _{3 (aq)} + H ₃ O ⁺ _(aq)

Reaksi hidrolisis dari amonium (NH ₄ ⁺ ) merupakan reaksi kesetimbangan. Reaksi ini menghasilkan ion oksonium (H ₃ O ⁺ ) yang bersifat asam (pH<7). Secara umum reaksi ditulis:

BH ⁺ + H ₂ O → B + H ₃ O ⁺

3. Garam dari Asam Lemah dengan Basa Kuat

Garam yang terbentuk dari asam lemah dengan basa kuat mengalami hidrolisis parsial dalam air. Garam ini mengandung anion basa yang mengalami hidrolisis. Larutan garam ini bersifat basa (pH > 7).

Contoh

Natrium asetat (CH ₃ COONa) terbentuk dari asam lemah CH ₃ COOH dan basa kuat NaOH. CH ₃ COOH akan terionisasi sebagian membentuk CH ₃ COO ^- dan Na ⁺ . Anion CH ₃ COO ^- berasal dari asam lemah yang dapat terhidrolisis, sedangkan kation Na ⁺ berasal dari basa kuat yang tidak dapat terhidrolisis.

CH ₃ COONa _(aq) → CH ₃ COO ^- _(aq) + Na ⁺ _(aq)

Na ⁺ _(aq) + H ₂ O _(l) →

CH ₃ COO ^- _(aq) + H ₂ O _(l) → CH ₃ COOH _(aq) + OH ^- _(aq)

Reaksi hidrolisis asetat (CH ₃ COO ^‑ ) merupakan reaksi kesetimbangannya. Reaksi ini menghasilkan ion OH ^‑ yang bersifat basa (pH > 7). Secara umum reaksinya ditulis:

A ^- + H ₂ O → HA + OH ^-

4. Garam dari Asam Lemah dengan Basa Lemah

Asam lemah dengan basa lemah dapat membentuk garam yang terhidrolisis total (sempurna) dalam air. Baik kation maupun anion dapat terhidrolisis dalam air. Larutan garam ini dapat bersifat asam, basa, maupun netral. Hal ini bergantung dari perbandingan kekuatan kation terhadap anion dalam reaksi dengan air.

Contoh

Suatu asam lemah HCN dicampur dengan basa lemah, NH ₃ akan terbentuk garam NH ₄ CN. HCN terionisasi sebagian dalam air membentuk H ⁺ dan CN ^- sedangkan NH ₃ dalam air terionisasi sebagian membentuk NH4+ dan OH-. Anion basa CN ^- dan kation asam NH ₄ ⁺ dapat terhidrolisis di dalam air.

NH ₄ CN _(aq) → NH ₄ ⁺ _(aq) + CN ^- _(aq)

NH ₄ ⁺ _(aq) + H ₂ O → NH _3(aq) + H ₃ O _(aq) ⁺

CN ^- _(aq) + H ₂ O _(e) → HCN _(aq) + OH ^- _(aq)

Sifat larutan bergantung pada kekuatan relatif asam dan basa penyusunnya (Ka dan Kb)

- Jika Ka < Kb (asam lebih lemah dari pada basa) maka anion akan terhidrolisis lebih banyak dan larutan bersifat basa.

- jika Ka > Kb (asam lebih kuat dari pada basa) maka kation akan terhidrolisis lebih banyak dalam larutan bersifat asam.

- Jika Ka = Kb (asam sama lemahnya dengan basa) maka larutan bersifat netral.

Baca Selengkapnya - Hidrolisis Garam

Koloid

PENGERTIAN KOLOID
Koloid adalah suatu bentuk campuran yang keadaannya antara larutan dan suspensi. Larutan memiliki sifat homogen dan stabil. Suspensi memiliki sifat heterogen dan labil. Sedangkan koloid memiliki sifat heterogen dan stabil. Koloid merupakan sistem heterogen, dimana suatu zat "didispersikan" ke dalam suatu media yang homogen. Ukuran zat yang didispersikan berkisar dari satu nanometer (nm) hingga satu mikrometer (µm).
perhatikan perbedaan tiga contoh campuran di bawah ini :
1. Campuran antara air dengan sirup.
2. Campyuran antara air dengan susu.

3. Campuran antara air dengan pasir.


Jika kita campurkan air dengan sirup maka sirup akan terdispersi (bercampur) dengan air secara homogen (bening) Jika didiamkan, campuran itu tidak memisah dan juga tidak dapat dipisahkan dengan penyaringan biasa maupun penyaringan yang lembut (penyaringan mikro). Secara makroskopis maupun mikroskopis mcampuran ini tampak homogen, tidak dapat dibedakan mana yang air dan mana yang sirup. Campuran seperti inilah yang disebut larutan.
Jika kita campurkan susu (misalnya, susu instan) dengan air, ternyata susu "larut" tetapi "larutan" itu tidak bening melainkan keruh. Jika didiamkan, campuran itu tidak memisah dan juga tidak dapat dipisahkan dengan penyaringan (hasil penyaringan tetap keruh). Secara makroskopis campuran ini tampak homogen. Akan tetapi, jika diamati dengan mikroskop ultra ternyata masih dapat dibedakan partikel-partikel lemak susu yang tersebar di dalam air. Campuran seperti inilah yang disebut koloid.
Jika kita campurkan air dengan pasir maka pasir akan terdispersi (bercampur) dengan air secara heterogen dan langsung  memisah antara air dengan pasir, yang keadaannya pasir akan mengendap di dasar air dan dapat dipisahkan dengan penyaringan biasa, bahkan dapat dipisahkan dengan cara dituang perlahan-lahan. Secara makroskopis campuran ini sudah tampak hetrogen, dapat dibedakan mana yang air dan mana yang pasir. Campuran seperti inilah yang disebut suspensi.
Jadi, koloid tergolong campuran heterogen (dua fase) dan setabil. Zat yang didipersikan disebut fase terdispersi, sedangkan medium yang digunakan untuk mendispersikan zat disebut medium dispersi. Fase terdispersi bersifat diskontinu (terputus-putus), sedangkan medium dispersi bersifat kontinu. Pada campuran susu dengan air, fase terdispersi adalah lemak, sedangkan medium dispersinya adalah air.
PEMBUATAN KOLOID
Cara Kondensasi
Cara kondensasi termasuk cara kimia.
Partikel molekular ------> Partikel koloid
contoh :
Reaksi Redoks
2 H2S(g) + SO2(aq)  ------>   3 S(s) + 2 H2O(l)
Reaksi Hidrolisis
FeCl3(aq) + 3 H2O(l)  ------>   Fe(OH)3(s) + 3 HCl(aq)
Reaksi Substitusi
2 H3AsO3(aq) + 3 H2  ------> S(g)   As2S3(s) + 6 H2O(l)

Reaksi Penggaraman
Beberapa sol garam yang sukar larut seperti AgCl, AgBr, PbI2, BaSO4 dapat membentuk partikel koloid dengan pereaksi yang encer.
AgNO3(aq) (encer) + NaCl(aq) (encer)  ------>  AgCl(s) + NaNO3(aq) (encer)
Cara Dispersi
Cara dispersi dapat dilakukan dengan cara mekanik atau cara fisika:
Partikel Besar  ------> Partikel Koloid
Cara Mekanik
Cara ini dilakukan dari gumpalan partikel yang besar kemudian dihaluskan dengan cara penggerusan atau penggilingan.
Cara Busur Bredig
Cara ini digunakan untak membuat sol-sol logam.
Cara Peptisasi
Cara peptisasi adalah pembuatan koloid dari butir-butir kasar atau dari suatu endapan dengan bantuan suatu zat pemeptisasi (pemecah).
Contoh:
- Agar-agar dipeptisasi oleh air ; karet oleh bensin.
- Endapan NiS dipeptisasi oleh H2S ; endapan Al(OH)3 oleh AlCl3
SIFAT KOLOID
Efek Tyndall
Efek Tyndall adalah efek penghamburan cahaya oleh partikel koloid.
Gerak Brown
Gerak Brown adalah gerak acak, gerak tidak beraturan dari partikel koloid.
Adsorbsi
Beberapa partikel koloid mempunyai sifat adsorbsi (penyerapan) terhadap partikel atau ion atau senyawa yang lain.
Penyerapan pada permukaan ini disebut adsorbsi (harus dibedakan dari absorbsi yang artinya penyerapan sampai ke bawah permukaan).
Contoh :
(i) Koloid Fe(OH)3 bermuatan positif karena permukaannya menyerap ion H+.
(ii) Koloid As2S3 bermuatan negatit karena permukaannya menyerap ion S2.
Koagulasi
Koagulasi adalah penggumpalan partikel koloid dan membentuk endapan. Dengan terjadinya koagulasi, berarti zat terdispersi tidak lagi membentuk koloid.
Koagulasi dapat terjadi secara fisik seperti pemanasan, pendinginan dan pengadukan atau secara kimia seperti penambahan elektrolit, pencampuran koloid yang berbeda muatan.
Koloid Liofil dan Koloid Liofob
Koloid ini terjadi pada sol yaitu fase terdispersinya padatan dan medium pendispersinya cairan.
Koloid Liofil:
sistem koloid yang affinitas fase terdispersinya besar terhadap medium pendispersinya.
Contoh: sol kanji, agar-agar, lem, cat
Koloid Liofob:
sistem koloid yang affinitas fase terdispersinya kecil terhadap medium pendispersinya.
Contoh: sol belerang, sol emas.

Eektroforesis
Elektroferesis adalah peristiwa pergerakan partikel koloid yang bermuatan ke salah satu elektroda.
Elektrotoresis dapat digunakan untuk mendeteksi muatan partikel koloid. Jika partikel koloid berkumpul di elektroda positif berarti koloid bermuatan negatif dan jika partikel koloid berkumpul di elektroda negatif berarti koloid bermuatan positif.
Prinsip elektroforesis digunakan untuk membersihkan asap dalam suatu industri dengan alat Cottrell.
Dialisis
Dialisis adalah proses pemurnian partikel koloid dari muatan-muatan yang menempel pada permukaannya.
Pada proses dialisis ini digunakan selaput semipermeabel.
JENIS KOLOID

• Aerosol : suatu sistem koloid, jika partikel padat atau cair terdispersi dalam gas. Contoh : debu, kabut, dan awan.
• Sol : suatu sistem koloid, jika partikel padat terdispersi dalam zat cair.
• Emulsi : suatu sistem koloid, jika partikel cair terdispersi dalam zat cair.
• Emulgator : zat yang dapat menstabilkan emulsi dan (Sabun adalah emulgator campuran air dan minyak dan Kasein adalah emulgator lemak dalam air?.
• Gel : koloid liofil yang setengah kaku.
• Gel terjadi jika medium pendispersi di absorbs oleh partikel koloid sehingga terjadi koloid yang agak padat. Larutan sabun dalam air yang pekat dan panas dapat berupa cairan tapi jika dingin membentuk gel yang relatif kaku. Jika dipanaskan akan mencair lagi.

Baca Selengkapnya - Koloid

Kesetimbangan Kimia

Bab ini membahas prinsip dasar kesetimbangan kimia. Kita akan mempelajari reaksi timbal balik dan apa yang terjadi di sebuah sistem tertutup. Ini akan membawa kita kepada konsep kesetimbangan dinamis dan akan mengajak kita berpikir mengenai arti istilah ‘pergeseran kesetimbangan’.
Reaksi timbal balik
Reaksi timbal balik adalah reaksi yang, tergantung keadaan, dapat mengalir ke dua arah.

Apabila Anda meniupkan uap panas ke sebuah besi yang panas, uap panas ini akan bereaksi dengan besi dan membentuk sebuah besi oksida magnetik berwarna hitam yang disebut ferri ferro oksida atau magnetit, Fe₃O₄.



Hidrogen yang terbentuk oleh reaksi ini tersapu oleh aliran uap.


Dalam keadaan lain, hasil-hasil reaksi ini akan saling bereaksi. Hidrogen yang melewati ferri ferro oksida panas akan mengubahnya menjadi besi, dan uap panas juga akan terbentuk.



Uap panas yang kali ini terbentuk tersapu oleh aliran hidrogen.



Reaksi ini dapat berbalik, tapi dalam keadaan biasa, reaksi ini menjadi reaksi satu arah. Produk dari reaksi satu arah ini berada dalam keadaan terpisah dan tidak dapat bereaksi satu sama lain sehingga reaksi sebaliknya tidak dapat terjadi.
Reaksi timbal balik yang terjadi pada sistem tertutup

Sistem tertutup adalah situasi di mana tidak ada zat yang ditambahkan atau diambil dari sistem tersebut. Tetapi energi dapat ditransfer ke luar maupun ke dalam.

Pada contoh yang baru kita bahas tadi, Anda harus membayangkan sebuah besi yang dipanaskan oleh uap dalam sebuah kotak tertutup. Panas ditambahkan ke dalam sistem ini, namun tidak satu zat pun yang terlibat dalam reaksi ini dapat keluar dari kotak. Keadaan demikian disebut sistem tertutup.

Pada saat ferri ferro oksida dan hidrogen mulai terbentuk, kedua zat ini akan saling bereaksi kembali untuk membentuk besi dan uap panas yang ada pada mulanya. Coba pikirkan, kira-kira apa yang Anda temukan ketika menganalisis campuran ini setelah beberapa saat?

Anda akan sadar, bahwa Anda telah membentuk situasi yang disebut kesetimbangan dinamis.
Kesetimbangan Dinamis

Mempelajari kesetimbangan dinamis secara visual

Bayangkan sebuah zat yang dapat berada dalam dua bentuk/warna, biru dan merah, masing-masing dapat bereaksi untuk menjadi yang lain (biru menjadi merah, merah menjadi biru). Kita akan membiarkan mereka bereaksi dalam sistem tertutup, di mana tidak ada satu pun yang dapat keluar dari sistem ini.

Biru dapat berubah menjadi merah jauh lebih cepat daripada merah menjadi biru. Dan berikut adalah peluang (probabilitas) dari perubahan yang dapat terjadi. 3/6 biru berubah menjadi merah, dan 1/6 merah berubah menjadi biru.



Anda dapat mencobanya dengan kertas berwarna yang digunting kecil-kecil (dua warna) dan sebuah dadu.

Berikut adalah hasil dari ‘reaksi’ (simulasi) yang saya lakukan. Saya mulai dengan 16 potongan kertas biru. Saya melihat potongan-potongan itu satu per satu secara bergantian dan memutuskan apakah kertas yang saya lihat dapat berubah warna dengan melempar dadu.

Kertas biru dapat saya ganti dengan kertas merah apabila angka 4, 5 dan 6 keluar.

Kertas merah dapat saya ganti dengan kertas biru apabila angka 6 keluar pada saat saya melihat sebuah kertas merah.

Ketika saya selesai melihat ke-16 kertas itu, saya mulai lagi dari awal. Tapi tentu saja kali ini saya mulai dengan pola yang berbeda. Diagram di bawah ini menunjukkan hasil yang saya dapat setelah saya mengulang proses ini sebanyak 11 kali (dan saya tambahkan 16 potongan kertas biru yang saya punya pada awal simulasi).



Anda dapat melihat bahwa ‘reaksi’ berlangsung terus menerus. Pola yang terbentuk dari kertas merah dan biru terus berubah. Tapi, yang mengejutkan ialah, jumlah keseluruhan dari masing-masing kertas warna biru dan merah tetap sama, di mana dalam berbagai situasi, kita dapatkan 12 kertas warna merah dan 4 kertas warna biru.
Catatan : Sejujurnya, hasil akhir ini diperoleh secara kebetulan karena simulasi ini dilakukan dengan jumlah kertas yang sangat sedikit. Apabila Anda melakukan simulasi ini dengan jumlah kertas yang lebih banyak (misalnya beberapa ribu kertas), Anda akan mendapati proporsi yang terbentuk akan mendekati 75% merah dan 25% biru (suatu simulasi yang sangat membosankan, tentunya).

Apabila Anda mempunyai sejumlah besar partikel yang turut ambil bagian dalam sebuah reaksi kimia, proporsinya akan mendekati 75%:25%.
Penjelasan tentang "kesetimbangan dinamis"

Reaksi (simulasi) di atas telah mencapai kesetimbangan dalam arti tidak akan perubahan lebih lanjut dalam jumlah kertas biru dan merah. Namun demikian, reaksi ini masih terus berlangsung. Untuk setiap kertas merah yang berubah warna jadi biru, ada kertas biru yang berubah jadi merah di suatu tempat dalam campuran tersebut.

Inilah yang kita kenal sebagai "kesetimbangan dinamis". Kata "dinamis" menunjukkan bahwa reaksi itu masih terus berlangsung.

Anda dapat menggunakan tanda panah khusus untuk memperlihatkan bahwa ada kesetimbangan dinamis pada persamaan reaksi. Untuk kasus yang kita bahas di atas, Anda dapat menulis seperti demikian :



Yang perlu kita perhatikan di sini ialah, ini tidak hanya berarti bahwa reaksi tersebut merupakan reaksi timbal balik, tapi ini menunjukkan bahwa reaksi ini adalah reaksi timbal balik yang berada dalam kesetimbangan dinamis.
Pergeseran Kesetimbangan

Pergeseran dari kiri ke kanan dalam persamaan (dalam hal ini, dari warna biru ke warna merah) disebut ‘pergeseran kesetimbangan ke kanan’ dan dari kanan ke kiri disebut ‘pergeseran kesetimbangan ke kiri’

Posisi kesetimbangan
Dalam contoh yang kita pakai, campuran kesetimbangan terdiri dari lebih banyak warna merah daripada warna biru. Posisi kesetimbangan dapat menggambarkan situasi ini. Kita dapat mengatakan bahwa:

• Posisi kesetimbangan condong ke merah
• Posisi kesetimbangan condong ke sebelah kanan

Apabila kondisi praktikum berubah (dengan mengubah peluang terjadinya pergeseran kesetimbangan ke kanan maupun ke kiri), komposisi dari campuran kesetimbangan itu sendiri pun akan berubah.
Contohnya, apabila dengan mengubah kondisi praktikum kita dapat memproduksi lebih banyak warna biru di dalam campuran kesetimbangan, kita bisa mengatakan bahwa "Posisi kesetimbangan bergeser ke kiri" atau "Posisi kesetimbangan bergeser ke warna biru".
Catatan: Apabila Anda tertarik, cobalah perbesar peluang warna merah berubah menjadi biru dari 1/6 menjadi 2/6 untuk melihat efeknya pada posisi kesetimbangan. Dengan kata lain, biarkanlah warnanya berubah apabila angka 5 atau angka 6 keluar pada saat dadu dilempar.

Mencapai kesetimbangan dari sisi yang lain

Apa yang terjadi bila Anda memulai reaksi dengan warna merah dan bukan warna biru namun tetap memberi kesempatan untuk berubah warna seperti di contoh pertama ? Ini adalah hasil dari percobaan saya.



Sekali lagi Anda dapat melihat konfigurasi yang terjadi sama persis dengan percobaan pertama di mana kita mulai dengan warna biru. Anda akan mendapat konfigurasi kesetimbangan yang sama tanpa dipengaruhi dari sisi mana Anda memulai reaksi.
Ingat: Anda tidak akan mendapat hasil yang sama bila menggunakan jumlah potongan kertas (yang melambangkan jumlah partikel) yang terlalu sedikit. Fluktuasi perubahan akan sangat mudah terlihat. Sekali lagi, apabila Anda menggunakan potongan kertas dalam jumlah besar, proporsi kesetimbangan akan menjadi 75% merah dan 25% biru. Dengan jumlah potongan kertas yang saya gunakan, kita mendapat hasil reaksi yang sangat dekat dengan proporsi rata-rata.

Kesetimbangan Dinamis, lagi, dengan lebih formal

Kecepatan Reaksi

Ini adalah persamaan untuk sebuah reaksi biasa yang telah mencapai kesetimbangan dinamis.



Bagaimana reaksi ini bisa mencapai keadaan tersebut? Anggap saja kita mulai dengan A dan B.

Pada awal reaksi, konsentrasi A dan B pada mula-mula ada pada titik maksimum, dan itu berarti kecepatan reaksi juga ada pada titik maksimum.



Seiring berjalannnya waktu, A dan B bereaksi dan konsentrasinya berkurang. Ini berarti, jumlah partikelnya berkurang dan kesempatan bagi partikel A dan B untuk saling bertumbukan dan bereaksi berkurang, dan ini menyebabkan kecepatan reaksi juga berangsur-angsur berkurang.

Pada awalnya tidak ada C dan D sama sekali sehingga tidak mungkin ada reaksi di antara keduanya. Seiring berjalannya waktu, konsentrasi C dan D bertambah banyak dan keduanya menjadi mudah bertumbukan dan bereaksi.

Dengan berlangsungnya waktu, kecepatan reaksi antara C dan D pun bertambah.



Akhirnya, kecepatan reaksi antara keduanya mencapai titik yang sama di mana kecepatan reaksi A dan B berubah menjadi C dan D sama dengan kecepatan reaksi C dan D berubah menjadi A dan B kembali.



Pada saat ini, tidak akan ada lagi perubahan pada jumlah A, B, C, D di dalam campuran. Begitu ada partikel yang berubah, partikel tersebut terbentuk kembali berkat adanya reaksi timbal balik. Pada saat inilah kita mencapai kesetimbangan kimia.
Rangkuman

Kesetimbangan kimia terjadi pada saat Anda memiliki reaksi timbal balik di sebuah sistem tertutup. Tidak ada yang dapat ditambahkan atau diambil dari sistem itu selain energi. Pada kesetimbangan, jumlah dari segala sesuatu yang ada di dalam campuran tetap sama walaupun reaksi terus berjalan. Ini dimungkinkan karena kecepatan reaksi ke kanan dan ke kiri sama.

Apabila Anda mengubah keadaan sedemikian rupa sehingga mengubah kecepatan relatif reaksi ke kanan dan ke kiri, Anda akan mengubah posisi kesetimbangan, karena Anda telah mengubah faktor dari sistem itu sendiri. Efek dari perubahan berbagai faktor dalam sistem terhadap posisi kesetimbangan akan dibahas pada bab yang lain.

Baca Selengkapnya - Kesetimbangan Kimia

Termokimia

Termokimia 

Termokimia ialah cabang kimia yang berhubungan dengan hubungan timbal balik panas dengan reaksi kimia atau dengan perubahan keadaan fisika. Secara umum, termokimia ialah penerapan termodinamika untuk kimia. Termokimia ialah sinonim dari termodinamika kimia.

Tujuan utama termodinamika kimia ialah pembentukan kriteria untuk ketentuan penentuan kemungkinan terjadi atau spontanitas dari transformasi yang diperlukan.^[1] Dengan cara ini, termokimia digunakan memperkirakan perubahan energi yang terjadi dalam proses-proses berikut:

1. reaksi kimia
2. perubahan fase
3. pembentukan larutan

Termokimia is terutama berkaitan dengan fungsi keadaan berikut ini yang ditegaskan dalam termodinamika:

• Energi dalam (U)
• Entalpi (H).
• Entropi (S)
• Energi bebas Gibbs (G)

Sebagian besar ciri-ciri dalam termokimia berkembang dari penerapan hukum I termodinamika, hukum 'kekekalan' energi, untuk fungsi keadaan berikut ini.
1651 BRADDON WAY. EL CAJON, CA 92021 US

1. TERMOKIMIA (Teori) Entalpi adalah jumlah total energi kalor yang terkandung dalam suatu materi Reaksi Eksoterm Reaksi Endoterm Menghasilkan kalor Menyerap kalor Melepas energi Menyerap energi Perubahan entalpi negatif Perubahan entalpi positif y A y A x B x B Hukum Hess “Perubahan entalpi reaksi tetap sama, baik berlangsung dalam satu tahap maupun beberapa tahap.” Contoh: Keadaan Awal Langsung: S (s) + 1 ½ O2 (g)  SO3 (g) H = - 396 kJ S (s) + 1 ½ O2 (g) H1 = -297 kJ H = - 396 kJ Dua Tahap: SO2 (g) + ½ O2 (g) S (s) + 1 ½ O2 (g)  SO2 (g) + ½ O2 (g) H = - 297 kJ H2 = - 99 kJ SO2 (g) + ½ O2 (g)  SO3 (g) H = - 99 kJ SO3 (g) Hr = - 297 + (- 99) = - 396 kJ Keadaan Akhir Energi Ikatan Penentuan Nilai Hreaksi C : Kapasitas kalor (J/°C) M : massa zat (g) c : kalor jenis (J/g.°C) q : kalor yang dibebaskan/diserap T : perubahan suhu = Takhir - Tawal © Aidia Propitious 1
2. (Contoh Soal) 1. Tuliskan persamaan termokimia untuk reaksi-reaksi berikut ini! a. Reaksi C3H8 (g) + 5 O2 (g)  3 CO2 (g) + 4 H2O (l) dibebaskan kalor 223 kJ b. Reaksi CH4 (g) + 2 O2 (g)  CO2 (g) + 2 H2O (l) dibebaskan 2671 kJ Jawab: a. C3H8 (g) + 5 O2 (g)  3 CO2 (g) + 4 H2O (l) H = -223 kJ b. CH4 (g) + 2 O2 (g)  CO2 (g) + 2 H2O (l) H = -2.671 kJ 2. Tuliskan persamaan termokimia dari data berikut: a. Hf HgO (s) = - 90,8 kJ/mol b. Hf CH3OH (l) = -239 kJ/mol c. Hf CS2 (g) = + 117,1 kJ/mol d. Hf Ca(OH)2 (s) = -986,17 kJ/mol e. Hf Br2 (g) = + 30,91 kJ/mol Jawab: Asumsikan semua produk 1 mol sehingga: a. Hg (l) + ½ O2 (g)  HgO (s) H = -90,8 kJ b. C (s) + 2 H2 (g) + ½ O2 (g)  CH3OH (l) H = -239 kJ c. C (s) +2S (s)  CS2 (g) H = +117,1 kJ d. Ca (s) + H2 (g) + O2 (g)  Ca(OH)2 (s) H = -986,17 kJ e. Br2 (l)  Br2 (g) H = +30,91 kJ 3. Tulislah persamaan termokimia pada keadaan standar, berdasarkan data berikut: a. Pembentukan 117 g garam dapaur (NaCl) membebaskan kalor sebanyak 822 kJ b. Pembentukan 13 g gas (C2H2) memerlukan kalor sebanyak 113 kJ c. Pembentukan 5,6 L gas CO2 (STP) membebaskan kalor sebanyak 98,5 kJ (Diket: Ar Na = 23, Cl = 35,5, C = 12, H = 1, O = 16) Jawab: a. Mol NaCl: b. Mol C2H2: Hpembentukan 2 mol NaCl = -822 kJ Hpembentukan 0,5 mol C2H2 = +113 kJ Entalpi standar pembentukan NaCl: Entalpi standar pembentukan C2H2: Persamaan termokimia: Persamaan termokimia: Na (s) + ½ Cl2 (g)  NaCl (s) H = -411 kJ 2C (s) + H2 (g)  C2H2 (g) H = +226 kJ c. Mol CO2: Persamaan termokimia: Hpembentukan 0,25 mol CO2 = -98,5 kJ C (s) + O2 (g)  CO2 (g) H = -394 kJ Entalpi standar pembentukan CO2: © Aidia Propitious 2
3. 4. Tuliskan persamaan termokimia jika diketahui data berikut: a. Penguraian 16 g Fe2O3 (s) memerlukan 82,4 kJ b. Penguraian 120 g gas NO membebaskan kalor 361 kJ c. Penguraian 11,2 L gas HCl (STP) memerlukan kalor 18,2 kJ Jawab: a. Mol Fe2O3: b. Mol NO: Hpenguraian 0,1 mol Fe2O3 = +82,4 kJ Hpenguraian 4 mol NO = -361 kJ Entalpi standar penguraian Fe2O3: Entalpi standar penguraian NO: Persamaan termokimia: Persamaan termokimia: Fe2O3 (s)  2 Fe (s) 3 + /2 O2 (s) H = +824 kJ NO (g)  ½ N2 (g) + ½ O2 (g) H = +824 kJ c. Mol HCl: Hpenguraian 0,5 mol HCl = +18,2 kJ Entalpi standar penguraian HCl: Persamaan termokimia: HCl (g)  ½ H2 (g) + ½ Cl2 (g) H = +36,4 kJ 5. Tuliskan persamaan termokimia untuk reaksi-reaksi berikut: a. Pada pembakaran 4,4 g propana dibebaskan kalor sebesar 223 kJ. (Ar C = 12 dan H = 1) b. Pada pembakaran 67,2 L gas metana dibebaskan kalor sebesar 2671 kJ Jawab: a. Mol C3H8: b. Mol CH4: Hpembakaran 0,1 mol C3H8 = -233 kJ Hpembakaran 3 mol CH4 = -2.671 kJ Entalpi standar pembakaran C3H8: Entalpi standar pembakaran CH4: Persamaan termokimia: Persamaan termokimia: C3H8 (g) + 5 O2 (g)  3 CO2 (g) + 4 H2O (g) CH4 (g) + 2 O2 (g)  CO2 (g) + 2 H2O (g) H = -2.230 kJ H = -890,4 kJ © Aidia Propitious 3
4. 6. Pada pemanasan 400g air bersuhu 25°C diperlukan kalor 84 kJ. Jika diketahui kalor jenis air = 4,2 J/g°C, tentukan suhu air setelah pemanasan! Jawab: q = 84 kJ = 84.000 J  7. Pencampuran 100 mL larutan HCl 2 M dan 100 mL larutan NaOH 1 M menyebabkan kenaikkan suhu larutan dari 25°C menjadi 31,5°C. Jika kalor jenis larutan dianggap sama dengan kalor jenis air = 4,2 J/g°C, kapasitas kalorimetri = 0 dan massa jenis air = 1 g/cm 3, tentukan Hreaksi! Jawab: Mol pembatas = mol NaCl = 0,1 mol Vlarutan = Vair = 200mL mlarutan = mair = (200) (1) = 200 g Kalor yang diterima: Kalor yang dilepas reaksi: Hreaksi 0,1 mol = -5,46 kJ  Hreaksi 1 mol = -5,46 / 0,1 = -54,6 kJ 8. Pembakaran 32 g gas metana dalam kalorimetri menyebabkan suhu air kalorimetri naik dari 24,8°C menjadi 88,5°C. Jika kalorimetri berisi 6 L air dan diketahui kalor jenis air = 4,2 J/g°C serta kapasitas kalorimetri = 2740 J/g°C, tentukan kalor pembakaran gas metana! Jawab: 9. Perhatikan diagram berikut, tentukan H3! H1 = 66,4 kJ N3 (g) + 2 O2 (g) 2 NO2 (g) H3 = x kJ H2 = - 114,1 kJ 2 NO (g) + O2 (g) © Aidia Propitious 4
5. Jawab: 10. Tentukan perubahan entalpi reaksi: 2 CO (g) + O2 (g)  2 CO2 (g) Keadaan Awal 0 2 C (s) + 2 O2 (g) H2 H1 - 221 2 CO (g) + O2 (g) Hr - 787 2 CO2 (g) Keadaan Akhir Jawab: 11. Perhatikan diagram dan tentukan kalor lebur es! 0 2 H2 (g) + O2 (g) - 572 2 H2O (l) - 584 2 H2O (s) Jawab: Reaksi peleburan es: H2O (s)  H2O (l)  Hr = ? Untuk reaksi: 2 H2O (s)  2 H20 (l) H = (-572) – (-584) = 12 kJ Hr 1 mol H2O = 12 : 2 = 6 kJ 12. Diketahui: S (s) + O2 (g)  SO2 (g) H = - 297 kJ 2 S (s) + 3 O2 (g)  2 SO3 (g) H = - 781 kJ Tentukan Hreaksi 2 SO2 (s) + O2 (g)  2 SO3 (g)! Jawab: Reaksi 1 : 2 SO2 (g)  2S (s) + 2 O2 (g) H = +297 x 2 = +594kJ Reaksi 2 : 2S (s) + 3 O2 (s)  2 SO3 (g) H = -781 kJ 2 SO2 (g) + O2 (g)  2 SO3 (g) H = +594 + (-781) = -187 kJ © Aidia Propitious 5
6. 13. Diketahui kalor pembakaran CH 3OH (l) = - 638 kJ/mol, kalor pembentukan CO2 (g) = - 394 kJ/mol dan H2O (l) = - 286 kJ/mol. Tentukan kalor pembentukan CH 3OH (l)! Jawab: Reaksi: CH3OH (l) + 3/2 O2 (g)  CO2 (g) + 2 H2O (l) Hr = - 638 kJ 14. Diketahui kalor pembentukan C2H6 (g), CO2 (g) dan H2O (l) berturut-turut – 85 kJ/mol, - 394 kJ/mol dan – 286 kJ/mol. Tentukan: a. Hc C2H6 (g)! b. Jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran 180 g C2H6 (g)! Jawab: a. Reaksi: C2H6 (g) + 7/2 O2 (g)  2 CO2 (g) + 3 H2O (l) Hr = ? Jadi: b. Mr C2H6 = (2.12) + (6.1) = 30 Hpembakaran 6 mol C2H6 = 6 x -1.561 = - 9.366 kJ (kalor dibebaskan) 15. Diketahui energi ikatan: C – C = 348 kJ/mol, C = C = 614 kJ/mol, C – H = 413 kJ/mol, C – Cl = 328 kJ/mol, dan H – Cl = 431 kJ/mol. Tentukan Hreaksi C2H4 + HCl  C2H5Cl! Jawab: Langkah 1  Gambar struktur ikatan: Langkah 2  Hitung Energi Total Pemutusan Ikatan: 4xC–H = 4 x 413 = 1.652 1xC=C = 1 x 614 = 614 1 x H – Cl = 1 x 431 = 431 + Energi Total Pemutusan Ikatan 2.697 Langkah 3  Hitung Energi Total Pembentukan Ikatan: 5xC–H = 5 x 413 = 2.065 1xC–C = 1 x 348 = 348 1 x C – Cl = 1 x 328 = 328 + Energi Total Pemutusan Ikatan 2.741 Langkah 4  Hitung Entalpi reaksi: Hreaksi = (energi pemutusan ikatan) – (energi pembentukan ikatan) = 2.697 – 2.741 = -44 kJ/mol © Aidia Propitious 6
7. 16. Diketahui: Kalor pembentukan NF3 (g) = - 128 kJ/mol, N N = + 914 kJ/mol, dan F – F = + 155 kJ/mol. Tentukan energi ikatan N – F! Jawab: Reaksi: NF3 (g) N (g) +3F (g) H=? Diketahui: ½ N2 (g) + 3/2 F2 (g)  NF3 (g) H = -128 kJ N2 (g)  2N (g) H = +914 kJ F2 (g)  2F (g) H = +155 kJ Reaksi 1 : NF3 (g)  ½ N2 (g) + 3/2 F2 (g) H = +128 kJ Reaksi 2 : ½ N2 (g)  N (g) H = ½ x +914 = +457 kJ Reaksi 3 : 3 /2 F2 (g)  3F (g) H = 3/2 x +155 = + 232,5 kJ NF3 (g)  N (g) +3F (g) H = +128 +457 + 232,5 = +817,5 kJ Nilai Hreaksi tersebut untuk 3 ikatan N – F, sehingga untuk 1 ikatan: (Soal) 1. Tuliskan persamaan termokimi untuk data berikut: a. Hf H2O (l) = -187,8 kJ/mol b. Hf H2S (g) = - 20,2 kJ/mol c. Hf CaCO3 (s) = -207,8 kJ/mol d. Hf H2SO4 (l) = -843,99 kJ/mol e. Hf CH3Cl (s) = + 74,81 kJ/mol f. Hd NH4Cl (s) = + 314,4 kJ/mol g. Hd AgCl (s) = + 127,07 kJ/mol h. Hc C2H6 (l) = - 1565 kJ/mol i. Hc C2H5OH (l) = - 1380 kJ/mol j. H sublimasi S = + 277,4 kJ/mol 2. Tuliskan persamaan termokimia jika diketahui data sebagai berikut: a. Pada reaksi pembentukan 72 g H 2O (s) dibebaskan kalor 1168 kJ b. Pada reaksi pembentukan 4,48 L gas SO3 (g) dibebaskan kalor 79,2 kJ c. Pada reaksi penguraian 56 g NH 4F (s) diperlukan kalor 185,6 kJ d. Pada reaksi pembakaran 11,4 g C8H18 (g) dibebaskan kalor 547,1 kJ e. Pada reaksi penguraian 90 g air diperlukan kalor 220 kJ (Ar C = 12, H = 1, N = 14, O = 16, F = 9) 3. Pada suatu percobaan, 3 L air dipanaskan sehingga suhunya naik dari 25°C menjadi 72°C. Jika diketahui massa jenis air 1 g/mL dan kalor jenis air 4,2 J/g°C, tentukan Hreaksi! 4. Pemanasan 600 g air yang bersuhu awal 27°C memrlukan kalor 63 kJ. Jika diketahui kalor jenis air 4,2 J/g°C, tentukan suhu air setelah pemanasan! © Aidia Propitious 7
8. 5. Pembakaran 6 g gas etana dalam kalorimetri volume tetap menyebabkan suhsu kalorimetri naik dari 25,2°C menjadi 56,8°C. Jika kalorimetri berisi 2 L air dan diketahui kalor jenis air 4,2 J/g°C serta kapasitas kalorimetri 1500 J/g°C, tentukan entalpi reaksi pembakaran tersebut! 6. Diketahui campuran 250 cm3 larutan HCl 0,8 M dan 250 cm3 larutan KOH 1,2 M yang masing-masing bersuhu 25,4°C. Setelah direaksikan, suhu larutan menjadi 32,6°C. Jika kalor jenis dan massa jenis larutan dianggap sama dengan air dan diketahui kalor jenis air 4,2 J/g°C serta massa jenis air 1 g/mL, tentukan Hreaksi! KOH (aq) + HCl (aq)  KCl (aq) + H2O (l) 7. Perhatikan diagram! H1 = x kJ 2 P (s) + 5 Cl2 (g) 2 PCl5 (g) Hr = -576 kJ H2 = - 176 kJ 2 PCl3 (g) + 2 Cl2 (g) a. Tentukan nilai x! b. Tentukan kalor pembentukan PCl 3 (g)! 8. Perhatikan diagram! Tentukan Hreaksi KClO3 (s) + ½ O2 (g)  KClO4 (s)! Keadaan Awal 0 K (s) + ½ Cl2 (g) + 2 O2 (g) - 393 KClO3 (s) + ½ O2 (g) - 432 KClO4 (g) Keadaan Akhir 9. Diketahui siklus entalpi. Tentukan H Q  R! Hr Q R H1 H3 P T H2 H4 S 10. Diketahui: N2 (g) + 2 O2 (g)  2 NO2 (g) H = 67,68 kJ N2 (g) + 2 O2 (g)  N2O4 (g) H = 9,66 kJ Tentukan Hreaksi 2 NO2 (g)  N2O4 (g)! 11. Diketahui: C2H2 + 2½ O2 (g)  2 CO2 (g) + H2O (l) H = - 1305 kJ C2H2 (g) + H2 (g)  C2H4 (g) H = - 174 kJ © Aidia Propitious 8
9. 2 H2 (g) + O2 (g)  2 H2O (l) H = - 572 kJ Tentukan Hpembakaran C2H4 (g)! 12. Diketahui kalor pembentukan C2H4 (g), CO2 (g), dan H2O (l) masing-msing + 52 kJ/mol, - 394 kJ/mol, dan – 286 kJ/mol. a. Tentukan Hreaksi pembakaran C2H4 (g)! b. Jika diketahui Ar C = 12, H = 1, tentukan kalor yang dibebaskan pada pembakaran 56 g C 2H4! 13. Diketahui: C (s) + O2 (g)  CO2 (g) H = - 394 kJ 2 Ca (s) + O2 (g)  2 CaO (s) H = - 1276 kJ CaO (s) + CO2 (g)  CaCO3 (s) H = - 180 kJ Tentukan kalor pembentukan CaCO3! 14. Diketahui energi ikatan: C – C = 348 kJ/mol, C = C = 614 kJ/mol, H – Br = 366 kJ/mol, C – H = 413 kJ/mol, dan C – Br = 276 kJ/mol. Tentukan Hreaksi C4H8 + HBr  C4H9Br! 15. Tentukan kalor yang dibebaskan pada pembakran 15 g CH 3CH2CH2OH jika diketahui Ar C = 12, H = 1, dan O = 16, serta energi ikatan: C – H = 413 kJ/mol, C – C = 348 kJ/mol, C – O = 358 kJ/mol, O – H = 463 kJ/mol, C = 0 = 799 kJ/mol, dan O = O = 495 kJ/mol! 16. Diketahui reaksi: C2H4 (g) + X2 (g)  C2H4X2 H = -178 kJ/mol Jika diketahui energi ikatan: C = C = 614 kJ/mol, C – H = 413 kJ/mol, C – C = 348 kJ/mol, X – X = 186 kJ/mol. Tentukan energi ikatan C – X! 17. Diketahui reaksi: HCl (g)  H (g) + Cl (g) H = - 432 kJ/mol Tentukan energi ikatan H – Cl! 18. Diketahui reaksi: Cl2O (g)  Cl (g) +O (g) H = + 410 kJ/mol Tentukan energi ikatan Cl – O! 19. Diketahui: N2 (g) + 3 H2 (g)  2 NH3 (g) H = - 92 kJ/mol N2 (g)  2 N (g) H = + 914 kJ/mol H2 (g)  2 H (g) H = + 435 kJ/mol Tentukan energi ikatan N – H! 20. Diketahui: 2 H2 (g) + O2 (g)  2 H2O (l) H = - 572 kJ/mol H2O (l)  H2O (g) H = + 44 kJ/mol H2 (g)  2 H (g) H = + 436 kJ/mol O2 (g)  2 O (g) H = + 495 kJ/mol Tentukan energi ikatan O – H! 21. Diketahui: Kalor pembentukan CF4 (g) = - 928 kJ/mol Kalor sublimasi karbon = + 718 kJ/mol Kalor disosiasi F2 (g) = + 155 kJ/mol Tentukan energi ikatan C – F! 22. Jika pada pembentukan 112 ton kalsium oksida dibebaskan 1,276 x 10 9 kJ. Tentukan: © Aidia Propitious 9
10. a. Reaksi pembentukan CaO (s)! b. Jumlah mol CaO! c. Kalor pembentukan CaO! 23. Perhatikan diagram berikut, lengkapilah! H1 = 66 kJ N2 + 2 O2 2 NO2 H2 = 180 kJ H3 = … kJ 2 NO + O2 24. Diketahui: Kalor pembentukan C2H2 (g) = - 227 kJ/mol Kalor pembentukan CO2 (g) = - 394 kJ/mol Kalor pembentukan H2O (g) = - 242 kJ/mol Jika gas karbida C2H2 dibuat dengan cara mereaksikan batu karbida dengan air. a. Tuliskan persamaan reaksi! b. Tuliskan reaksi pembakaran gas karbida! c. Hitung kalor pembakaran! d. Untuk menghasilkan kalor sebanyak 4015 kJ, berapa banyak batu karbida yang diperlukan? 25. Diketahui 7 g logam besi direaksikan dengan larutan CuSO4 sehingga meningkatkan suhu larutan 6,2°C. Jika untuk menaikkan suhu larutan 1°C diperlukan 4 kJ, tentukan kalor reaksi pelarutan untuk reaksi: Fe (s) + Cu2+ (aq)  Fe2+ (aq) + Cu (s)! 26. Diketahui persaman termokimia: C (s) + O2 (g)  CO2 (g) H = - 394 kJ/mol a. Hitunglah kalor pada pembentukan 22 g gas CO2 (Mr = 44) b. Hitunglah kalor pada pembakaran 30 g karbon (Ar = 12) 27. Di antara persamaan-persamaan reaksi berikut ini manakah yang termasuk reaksi eksoterm dan manakah yang endoterm? a. H2 (g) + ½ O2 (g)  NH3 (g) b. 2 I (g)  I2 (g) c. CH4 (g) + 2 O2 (g)  CO2 (g) + 2 H2O (l) d. C (s)  C (g) 28. Diketahui kalor pembakaran C2H5OH (l) = - 1380 kJ/mol, kalor pembentukan CO2 (g) dan H2O (l) masing-masing – 394 kJ/mol dan – 286 kJ/mol. Tentukan kalor pembentukan C2H5OH (l)! 29. Jika diketahui energi ikatan: N N = 914 kJ/mol, H – H = 436 kJ/mol, dan N – H = 391 kJ/mol. Tentukan Hreaksi ½ N2 (g) + ½ H2 (g)  NH3 (g)! 30. Diketahui: Kalor pembentukan CF4 (g) = -928 kJ/mol Kalor sublimasi karbon = + 718 kJ/mol Kalor disosiasi F2 (g) = + 155 kJ/mol Tentukan energi ikatan C – F! 31. Diketahui: C C = 812, C – C = 347, H – H = 436, dan C – H = 414. © Aidia Propitious 10
11. Tentukan Hreaksi C2H2 + 2 H2  C2H6! 32. Diketahui: 2 H2 (g) + O2 (g)  2 H2O (g) H = - 483,6 kJ 3 O2 (g)  2 O3 (g) H = + 284,6 kJ Hitung kalor reaksi 3 H2 (g) + O3 (g)  3 H2O! 33. Diketahui: H2 (g) + F2 (g)  2 HF (g) H = - 537 kJ C (s) + 2 F2 (g)  CF4 (g) H = - 680 kJ 2 C (s) + 2 H2 (g)  C2H4 (g) H = + 52,3 kJ Gunakan Hukum Hess untuk menghitung Hreaksi: C2H4 (g) + 6 F2 (g)  2 CF4 (g) + 4 HF ! 34. Pembakaran sempurna asam asetat CH 3COOH (l) menjadi H2O (l) dan CO2 (g) pada tekanan tetap menghasilkan energi sebesar 871,7 kJ/mol CH3COOH. Tuliskan persamaan termokimia untuk reaksi tersebut! 35. Diketahui diagram entalpi. Tentukan kalor penguapan PCl 3 (l)! 0 2 P (s) + 3 Cl2 (g) - 576 2 PCl3 (l) - 642 2 PCl3 (g) 36. Metilhidrazina CH6N2 digunakan sebagai bahan bakar kalorimetri bom yang meningkatkan termperatur kalorimetri dari 25°C menjadi 39,5°C. Dalam percobaan yang dilakukan terpisah, kapasitas panas kalorimetri adalah 7794 kJ/°C. Berapakah panas reaksi untuk pembakaran 1 mol CH6N2 dalam kalorimetri? 37. Diketahui C (g) +4H (g)  CH4 (g): C (g) + 4 H (g) 872 kJ C (g) + 2 H2 (g) 715 kJ C (s) + 2 H2 (g) 75 kJ CH4 Berdasarkan diagram entalpi tersebut hitunglah: a. Kalor pembentukan standar CH 4 (g)! b. Kalor sublimasi karbon! c. Kalor disosiasi H2 (g)! © Aidia Propitious 11
12. d. Energi ikatan C – H! 38. Glukosa (Mr = 180) dalam udara tidak terbakar pada suhu 37°C, tetapi dalam tubuh manusia reaksi pembakaran glukosa berlangsung: a C6H12O6 + b O2  c CO2 + d H2O Kalor pembakaran C6H12O6 = - 2818 kJ/mol. Berdasarkan data tersebut: a. Berapa gram glukosa yang diperlukan untuk menghasilkan H = - 1409 kJ? b. Berapa mol glukosa yang diperlukan untuk menghasilkan 6 mol CO 2? c. Berapa mol O2 yang diperlukan untuk pembakaran 0,5 mol glukosa? 39. Gas O2 dapat diperoleh dari pemanasan KClO3 berdasarkan reaksi: 2 KClO3 (s)  2 KCl (s) + 3 O2 (g) H = - 89,4 kJ Hitung Hreaksi pada pembentukan: (Ar K = 19, Cl = 35,5, O = 16) a. 1,5 mol O2 b. 16,35 gram KCl c. 4,1 gram KClO3 40. Dietil eter, C4H10O (l) merupakan zat mudah menguap yang digunakan sebagai zat anestesi pada operasi pembedahan. Pembakaran sempurna 1 mol C4H10O (l) menjadi CO2 (g) dan H2O (l) mempunyi H = - 2723,7 kJ. a. Tuliskan persamaan reaksi pembakaran 1 mol C4H10 (l)! b. Hitung Hf dietil eter! ( Hf CO2 = - 394 kJ/mol, Hf H2O = - 286 kJ/mol) 41. 1,35 gram sampel kafein (C8H10N4O2) dibakar dalam kalorimetri yang mempunyai kapasitas panas 7,85 kJ/K. Temperatur bertambah dari 297,65 K menjadi 302,95 K. Tentukan jumlah panas yang dilepaskan! 42. Asetilena (C2H2) digunakan dalam pengelasan karena memiliki kalor pembakaran yang tinggi. Jika 1 g asetilena yang dibakar sempurna menghasilkan energi sebesar 48,2 kJ, hitunglah: a. Hc C2H4 b. Volume O2 yang diperlukan pada pembakaran 28 g C2H4 pada STP 43. Gas hidrogen dapat diproduksi dari metana dan uap air: CH4 (g) + H2O (g)  CO (g) + 3 H2 (g) Jika diketahui energi ikatan: C = O = 736 kkal, C – H = 414 kkal, H = O = 646 kkal, dan H = H = 435 kkal. Tentukan Hreaksi! 44. Jika suatu jenis minuman softdrink dianggap memiliki kalor jenis yang sam dengan air (4,18 J/g °C), hitunglah jumlah kalor yang diperlukan untuk mendinginkan sebotol minumn tersebut (350 g) dari 35°C menjadi 3°C! © Aidia Propitious 12

Baca Selengkapnya - Termokimia

teori atom mekanika kuantum

Mekanika kuantum

Densitas kebolehjadian dari fungsi gelombang sebuah elektron atom hidrogen dalam mekanika kwantum

Mekanika kuantum adalah cabang dasar fisika yang menggantikan mekanika klasik pada tataran atom dan subatom. Ilmu ini memberikan kerangka matematika untuk berbagai cabang fisika dan kimia, termasuk fisika atom, fisika molekular, kimia komputasi, kimia kuantum, fisika partikel, dan fisika nuklir. Mekanika kuantum adalah bagian dari teori medan kuantum dan fisika kuantum umumnya, yang, bersama relativitas umum, merupakan salah satu pilar fisika modern. Dasar dari mekanika kuantum adalah bahwa energi itu tidak kontinyu, tapi diskrit -- berupa 'paket' atau 'kuanta'. Konsep ini cukup revolusioner, karena bertentangan dengan fisika klasik yang berasumsi bahwa energi itu berkesinambungan.

Sejarah

Pada tahun 1900, Max Planck memperkenalkan ide bahwa energi dapat dibagi-bagi menjadi beberapa paket atau kuanta. Ide ini secara khusus digunakan untuk menjelaskan sebaran intensitas radiasi yang dipancarkan oleh benda hitam. Pada tahun 1905, Albert Einstein menjelaskan efek fotoelektrik dengan menyimpulkan bahwa energi cahaya datang dalam bentuk kuanta yang disebut foton. Pada tahun 1913, Niels Bohr menjelaskan garis spektrum dari atom hidrogen, lagi dengan menggunakan kuantisasi. Pada tahun 1924, Louis de Broglie memberikan teorinya tentang gelombang benda.
Teori-teori di atas, meskipun sukses, tetapi sangat fenomenologikal: tidak ada penjelasan jelas untuk kuantisasi. Mereka dikenal sebagai teori kuantum lama.
Frase "Fisika kuantum" pertama kali digunakan oleh Johnston dalam tulisannya Planck's Universe in Light of Modern Physics (Alam Planck dalam cahaya Fisika Modern).
Mekanika kuantum modern lahir pada tahun 1925, ketika Werner Karl Heisenberg mengembangkan mekanika matriks dan Erwin Schrödinger menemukan mekanika gelombang dan persamaan Schrödinger. Schrödinger beberapa kali menunjukkan bahwa kedua pendekatan tersebut sama.
Heisenberg merumuskan prinsip ketidakpastiannya pada tahun 1927, dan interpretasi Kopenhagen terbentuk dalam waktu yang hampir bersamaan. Pada 1927, Paul Dirac menggabungkan mekanika kuantum dengan relativitas khusus. Dia juga membuka penggunaan teori operator, termasuk notasi bra-ket yang berpengaruh. Pada tahun 1932, Neumann Janos merumuskan dasar matematika yang kuat untuk mekanika kuantum sebagai teori operator.
Bidang kimia kuantum dibuka oleh Walter Heitler dan Fritz London, yang mempublikasikan penelitian ikatan kovalen dari molekul hidrogen pada tahun 1927. Kimia kuantum beberapa kali dikembangkan oleh pekerja dalam jumlah besar, termasuk kimiawan Amerika Linus Pauling.
Berawal pada 1927, percobaan dimulai untuk menggunakan mekanika kuantum ke dalam bidang di luar partikel satuan, yang menghasilkan teori medan kuantum. Pekerja awal dalam bidang ini termasuk Dirac, Wolfgang Pauli, Victor Weisskopf dan Pascaul Jordan. Bidang riset area ini dikembangkan dalam formulasi elektrodinamika kuantum oleh Richard Feynman, Freeman Dyson, Julian Schwinger, dan Tomonaga Shin'ichirō pada tahun 1940-an. Elektrodinamika kuantum adalah teori kuantum elektron, positron, dan Medan elektromagnetik, dan berlaku sebagai contoh untuk teori kuantum berikutnya.
Interpretasi banyak dunia diformulasikan oleh Hugh Everett pada tahun 1956.
Teori Kromodinamika kuantum diformulasikan pada awal 1960an. Teori yang kita kenal sekarang ini diformulasikan oleh Polizter, Gross and Wilzcek pada tahun 1975. Pengembangan awal oleh Schwinger, Peter Higgs, Goldstone dan lain-lain. Sheldon Lee Glashow, Steven Weinberg dan Abdus Salam menunjukan secara independen bagaimana gaya nuklir lemah dan elektrodinamika kuantum dapat digabungkan menjadi satu gaya lemah elektro.

Eksperimen penemuan

• Eksperimen celah-ganda Thomas Young membuktikan sifat gelombang dari cahaya. (sekitar 1805)
• Henri Becquerel menemukan radioaktivitas (1896)
• Joseph John Thomson - eksperimen tabung sinar kathoda (menemukan elektron dan muatan negatifnya) (1897)
• Penelitian radiasi benda hitam antara 1850 dan 1900, yang tidak dapat dijelaskan tanpa konsep kuantum.
• Robert Millikan - eksperimen tetesan oli, membuktikan bahwa muatan listrik terjadi dalam kuanta (seluruh unit), (1909)
• Ernest Rutherford - eksperimen lembaran emas menggagalkan model puding plum atom yang menyarankan bahwa muatan positif dan masa atom tersebar dengan rata. (1911)
• Otto Stern dan Walter Gerlach melakukan eksperimen Stern-Gerlach, yang menunjukkan sifat kuantisasi partikel spin (1920)
• Clyde L. Cowan dan Frederick Reines meyakinkan keberadaan neutrino dalam eksperimen neutrino (1955)

Bukti dari mekanika kuantum

Mekanika kuantum sangat berguna untuk menjelaskan perilaku atom dan partikel subatomik seperti proton, neutron dan elektron yang tidak mematuhi hukum-hukum fisika klasik. Atom biasanya digambarkan sebagai sebuah sistem di mana elektron (yang bermuatan listrik negatif) beredar seputar nukleus atom (yang bermuatan listrik positif). Menurut mekanika kuantum, ketika sebuah elektron berpindah dari tingkat energi yang lebih tinggi (misalnya dari n=2 atau kulit atom ke-2 ) ke tingkat energi yang lebih rendah (misalnya n=1 atau kulit atom tingkat ke-1), energi berupa sebuah partikel cahaya yang disebut foton, dilepaskan. Energi yang dilepaskan dapat dirumuskan sbb:

keterangan:

• adalah energi (J)
• adalah tetapan Planck, (Js), dan
• adalah frekuensi dari cahaya (Hz)

Dalam spektrometer massa, telah dibuktikan bahwa garis-garis spektrum dari atom yang di-ionisasi tidak kontinyu, hanya pada frekuensi/panjang gelombang tertentu garis-garis spektrum dapat dilihat. Ini adalah salah satu bukti dari teori mekanika kuantum.

Salah satu kelemahan model atom Bohr hanya bisa dipakai untuk menjelaskan model atom hydrogen dan atom atau ion yang memiliki konfigurasi elektron seperti atom hydrogen, dan tidak bisa menjelaskan untuk atom yang memiliki banyak elektron.

Werner heinsberg (1901-1976), Louis de Broglie (1892-1987), dan Erwin Schrödinger (1887-1961) merupakan para ilmuwan yang menyumbang berkembangnya model atom modern atau yang disebut sebagai model atom mekanika kuantum.

Pernyataan de Broglie yang menyatakan bahwa partikel dapat bersifat seperti gelombang telah menginspirasi Schrödinger untuk menyusun model atomnya dengan memperhatikan sifat elektron bukan hanya sebagai partikel tapi juga sebagai gelombang, artinya dia menggunakan dualisme sifat elektron.

Menurut Schrödinger elektron yang terikat pada inti atom dapat dianggap memiliki sifat sama seperti “standing wave” , anda bisa membayangkan gelombang standing wave ini seperti  senar pada gitar (lihat gambar). Ciri standing wave ini ujung-ujungnya harus memiliki simpul sehingga ½ gelombang yang dihasilkan berjumlah bilangan bulat.

Hal yang sama dapat diterapkan apabila kita menganggap elektron dalam atom hydrogen sebagai “standing wave”. Hanya orbit dengan dengan jumlah ½ gelombang tertentu saja yang diijinkan, orbit dengan jumlah ½ gelombang yang bukan merupakan bilangan bulat tidak diijinkam. Hal inilah penjelasan yang rasional mengapa energi dalam atom hydrogen terkuantisasi. (lihat gambar)

Schrödinger kemudian mengajukan persamaan yang kemudian dikenal dengan nama “persamaan gelombang Schrödinger” yaitu :

H? = E?

? disebut sebagai fungsi gelombang, H adalah satu set intruksi persamaan matematika yang disebut sebagai operator, dan E menunjukan total energi dari atom. Penyelesaian persamaan ini menghasilkan berbagai bentuk penyelesaian dimana setiap penyelesain ini melibatkan fungsi gelombang ? yang dikarakteristikkan oleh sejumlah nilai E. Fungsi gelombang ? yang spesisfik dari penyelesaian persamaan gelombang Schrödinger disebut sebagai “orbital”

Apakah orbital itu? Orbital adalah daerah kebolehjadian kita menemukan elektron dalam suatu atom atau bisa dikatakan daerah dimana kemungkinan besar kita dapat menemukan elektron dalam suatu atom.

Bedakan dengan istilah orbit yang dipakai di model atom Bohr. Orbit berupa lintasan dimana kita bisa tahu lintasan dimana elektron mengelilingi inti, tapi pada orbital kita tidak tahu bagaimana bentuk lintasan elektron yang sedang mengelilingi inti. Yang dapat kita ketahui adalah dibagian mana kemungkinan besar kita dapat menemukan elektron dalam atom.

Werner Heisenberg menjelaskan secara gamblang tentang sifat alami dari orbital, analisis matematika yang dihasilkannya menyatakan bahwa kita tidak bisa secara pasti menentukan posisi serta momentum suatu partikel pada kisaran waktu tertentu. Secara matematis azas ketidakpastian Heisenberg ditulis sebagai berikut:

?x . ?(mv) ? h/4?

?x adalah ketidakpastian menentukan posisi dan ?(mv) adalah ketidakpastian momentum dan h adalah konstanta Plank. Arti persamaan diatas adalah semakin akurat kita menentukan posisi suatu partikel maka semakin tidak akurat nilai momentum yang kita dapatkan, dan sebaliknya.

Pembatasan ini sangat penting bila kita memmpelajari partikel yang sangat kecil seperti elektron, oleh sebab itulah kita tidak bisa menentukan secara pasti posisi elektron yang sedang mengelilingi inti atom seperti yang ditunjukan oleh model atom Bohr, dimana elektron bergerak dalam orbit yang berbentuk lingkaran. Disinilah mulai diterimanya model atom mekanika kuantum yang diajukan oleh Schrödinger.

Sesuai dengan azaz Heisenberg ini maka fungsi gelombang tidak dapat menjelaskan secara detail pergerakan elektron dalam atom, kecuali fungsi gelombang kuadrat (?2) yang dapat diartikan sebagai probabilitas distribusi elektron dalam orbital. Hal ini bisa dipakai unutk menggambarkan bentuk orbital dalam bentuk distribusi elektron, atau dikenal sebagai peta densitas.

Baca Selengkapnya - teori atom mekanika kuantum