Sesuai dengan hukum kekekalan energi yang menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, hanya dapat diubah menjadi energi bentuk lain, sehingga dalam suatu reaksi kimia akan terjadi pertukaran energi/kalor antara sistem dengan lingkungan.
Sebelumnya, kita bedakan dahulu definisi antara sistem dan lingkungan.
Sistem adalah sesuatu yang menjadi obyek pengamatan
Lingkungan adalah segala sesuatu yang ada diluar sistem, tetapi masih berhubungan dengan sistem.
Misalnya dalam segelas air, yang dimaksud sistem adalah air dalam gelas, sedangkan gelas dan udara diluar gelas merupakan lingkungan.
Dikenal 3 jenis sistem yaitu :
- Sistem terbuka yaitu antara sistem dan lingkungan memungkinkan terjadi pertukaran energi (kalor) dan pertukaran materi (zat). Contohnya dapat kita lihat pada air panas dalam gelas terbuka, terjadi pelepasan energi/kalor ke lingkungan dan perpindahan materi ke lingkungan dalam bentuk uap air.
- Sistem tertutup yaitu antara sistem dan lingkungan hanya terjadi pertukaran energi/kalor saja, tetapi tidak terjadi pertukaran materi/zat. Contohnya dapat kita lihat pada air panas dalam gelas tertutup. Air didalam gelas tidak mengalami perpindahan, tetapi panasnya tetap dilepas ke lingkungan yang ditandai dengan dinding gelas yang panas saat dipegang.
- Sistem terisolasi yaitu antara sistem dan lingkungan tidak terjadi pertukaran baik materi maupun energi. Contohnya air panas dalam termos yang tertutup rapat. Air dalam termos tidak berpindah kelingkungan dan energi/kalor nya pun tetap tersimpan dalam sistem.
a. Reaksi Eksoterm
Pada reaksi eksoterm terjadi perpindahan kalor dari sistem ke lingkungan atau pada reaksi tersebut dikeluarkan panas. Contohnya pada reaksi antara kapur dengan air
Pada reaksi eksoterm harga DH = ( – )
Contoh : C(s) + O2(g) ® CO2(g) + 393.5 kJ ; DH = -393.5 kJ
b. Reaksi Endoterm
Pada reaksi endoterm terjadi perpindahan kalor dari lingkungan ke sistem atau pada reaksi tersebut dibutuhkan panas. Contohnya pada reaksi antara alkohol dan air
Pada reaksi endoterm harga DH = ( + )
Contoh : CaCO3(s) ® CaO(s) + CO2(g) – 178.5 kJ ; DH = +178.5 kJ
Entalphi (H)
adalah jumlah energi yang terkandung dalam suatu zat pada tekanan yang tetap. Zat yang menyimpan energi banyak dikatakan memiliki entalphi yang tinggi/besar. Sedangkan zat yang menyimpan energi sedikit dikatakan memiliki Entalphi yang rendah. Karena entalphi masing-masing zat berbeda, maka setiap reaksi kimia, selalu disertai oleh perubahan Entalphi.
Entalpi tidak bisa diukur, yang bisa dihitung adalah nilai perubahannya. Secara matematis, perubahan entalpi dapat dirumuskan sebagai berikut:
ΔH = ΔU + PΔV
di mana:
- H = entalpi sistem (joule)
- U = energi internal (joule)
- P = tekanan dari sistem (Pa)
- V = volume sistem (m3)
= DHf zat ruas kanan - DHf zat ruas kiri
DHf adalah perubahan entalpi pembentukan standar
Misal : A --> B
Jika zat A mempunyai HA yang berubah menjadi zat B dan mempunyai HB, Maka:
DH = DHf B - DHf A
Ada dua kemungkinan yang dapat terjadi:
1. Jika hasil reaksi mempunyai entalphi yang lebih besar dari zat semula (HB < HA) maka harga delta H = negatif; berarti reaksi tersebut melepaskan kalor/disebut reaksi eksoerm.
2. Jika hasil reaksi mempunyai entalphi yang lebih tinggi dari zat semula (HB > HA), maka harga delta H = positif; berarti reaksi tersebut menerima kalor/disebut reaksi endoterm
