Entalpi dan Perubahan Entalpi (ΔH)

Entalpi (H) adalah jumlah energi yang dimiliki sistem pada tekanan tetap. Entalpi (H) dirumuskan sebagai jumlah energi yang terkandung dalam sistem (E) dan kerja (W).
H = E + W
dengan:
W = P × V
E = energi (joule)
W = kerja sistem (joule)
V = volume (liter)
P = tekanan (atm)
Hukum kekekalan energi menjelaskan bahwa energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, tetapi hanya dapat diubah dari bentuk energi yang  satu menjadi bentuk energi yang lain. Nilai energi suatu materi tidak dapat diukur, yang dapat diukur hanyalah perubahan energi (ΔE). Demikian juga halnya dengan entalpi, entalpi tidak dapat diukur, kita hanya dapat mengukur perubahan entalpi (ΔH).
ΔH = H_p – H_r
dengan:
ΔH = perubahan entalpi
H_p = entalpi produk
H_r = entalpi reaktan atau pereaksi
a. Bila H produk > H reaktan, maka ΔH bertanda positif, berarti terjadi penyerapan kalor dari lingkungan ke sistem.
b. Bila H reaktan > H produk, maka ΔH bertanda negatif, berarti terjadi pelepasan kalor dari sistem ke lingkungan.

Secara matematis, perubahan entalpi (ΔH) dapat diturunkan sebagai berikut.
H = E + W (1)
Pada tekanan tetap:
ΔH = ΔE + PΔV (2)
ΔE = q + W (3)
W_sistem = –PV (4)
Substitusi persamaan (3) dan (4) dalam persamaan (2):
H = (q + W) + PΔV
H = (q – PΔV) + PΔV
H = q
Jadi, pada tekanan tetap, perubahan entalpi (ΔH) sama dengan kalor (q) yang diserap atau dilepas (James E. Brady, 1990).
Macam-macam reaksi kimia berdasarkan kalor yang dibebaskan/kalor yang diserap (Martin S. Silberberg, 2000):
a. Reaksi kimia yang membutuhkan atau menyerap kalor disebut reaksi endoterm.
Contoh:
Reaksi pemutusan ikatan pada molekul unsur H₂ adalah:
H₂ → 2 H ΔH = +a kJ
Reaksi endoterm dengan ΔH bertanda positif (+).
b. Reaksi kimia yang membebaskan kalor disebut reaksi eksoterm.
Contoh:
Reaksi pembentukan ikatan pada molekul unsur H₂ adalah:
2H → H₂ ΔH = –a kJ
Reaksi eksoterm dengan ΔH bertanda (–).
Diagram entalpi (diagram tingkat energi)

PEMBUATAN Na2CO3 SECARA SOLVAY

Soda abu adalah suatu zat padat ringan yang agak larut di dalam air dan biasanya mengandung  99,3%  Na₂CO₃. Zat ini dijual atas dasar kandungan natrium oksidanya yang biasanya adalah 58%. Produksi soda abu dari endapan trona alam sekarang sudah melebihi jumlah yang dari ammonia soda. Proses sintetik sudah terdesak karena biaya tinggi dan masalah pencemaran dan sudah mulai berkurang digunakan di Amerika Serikat.

Sifat – sifat nitrogen:

·         Dapat larut dalam air dan bersifat basa

·         Hablur soda melepuh di udara

·         BM : 106

·         Titik lebur : 851 ºC

·         Titik Didih : Terurai

DIAGRAM ALIR PEMBUATAN Na₂CO₃ SECARA SOLVAY

URAIAN :

Pada proses pembuatan Na₂CO₃ seacara solvay akan terjadi reaksi :

1.     
CaCO₃           ---->        Ca + CO₂

2.      C + O₂           ---->        CO₂ + Q

3.      CaO + H₂O   ---->        Ca(OH )₂ + Q

4.      NH₃ + H₂O   ---->         NH₄OH + Q

5.      2NH₄OH + CO₂         ---->     (NH₄)₂CO₃ + H₂O + Q

6.      (NH₄)₂CO₃ + NaCl    ---->      NH₄Cl + NaHCO₃

7.      2NaHCO₃     ---->         Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O

8.      2NH₄Cl + Ca(OH)₂     ---->     2NH₃ + CaCl₂ + 2H₂O

Jadi persamaan dari proses keseluruhan dapat ditulis : CaCO₃ + 2NaCl  ---->    Na₂CO₃ + CaCl₂

Uraian Proses:

1.      NaCl jenuh dialirkan ke absorber bersama dengan CO₂ dan NH₃ maka akan terjadi reaksi 4,5,6. Reaksi ini berlangsung pada suhu 40°- 50° C.

2.      Hasil larutan dan sisa gas dari reaksi dikeluarkan lewat bawah absorber untuk dialirkan ke menara carbonatasi dari puncak. Akrena reaksi  eksoterm,maka perlu pendingin untuk menjaga suhu reaksi.pada menara ini akan terjadi reaksi no.7 pada suhu 25°-60° C dan tekanan 2-3 atm disamping itu juga terbentuk reaksi no.5,6 (reaksi penyempurnaan).

3.      Hasil reaksi berupa lumpur NaHCO₃ dialirkan ke dalam rotary filter untuk memisahkan padatan NaHCO₃ dari larutannya.

4.      NaHCO₃ dikeringkan dalam kalsinator,disini terjadi reaksi no. 8 karena reaksi bersifat endoterm maka perlu energi yang diberikan dari bahan bakar.

5.      Soda abu yang terbentuk didinginkan dalam pendingin dengan disemprotkan H₂O .

6.      Tapisan dari rotary filter dialirkan ke menara pemulihan untuk membebaskan NH₃ dan Ca(OH)₂

7.      Slury ini bagian terbesar mengandung NH₄CL 193 gr/lt.

8.      Larutan buangan CaCl₂ dari hasil analisa mengandung : CaCl₂ = 90-95 gr/lt, NH₃ = 6-12 ppm.

9.      Sumber Ca(OH)₂ dan CO₂ berasal dari pembakaran batu kapur dan C reaksi no.1,2,3

10.  Kemurnian Na₂CO₃ = 99,8%.

Alkanol

Alkanol atau alkohol merupakan istilah yang umum digunakan untuk senyawa organic yang memiliki gugus hidroksil (-OH). Alkohol yang dikenal dalam kehidupan sehari-hari adalah etanol yang merupakan salah satu anggota deret homolog alkohol. Alkohol merupakan golongan senyawa dengan rumus umum R – OH, di mana R adalah alkil (R = CnH2n+1). Dengan demikian alkohol dapat dianggap sebagai turunan dari alkana (R – H) di mana 1 atom H nya diganti dengan gugus – OH.

        I.            Tata Nama Alkanol/ Alkohol (IUPAC)

Oleh karena alkohol dianggap sebagai turunan dari alkana, maka alkohol diberi nama seperti alkana, hanya akhiran -ana diganti dengan akhiran -anol.

Alkana	Alkanol
CH4 Metana C2H6 Etana C3H8 Propana	CH3 – OH Metanol C2H5–OH Etanol C3H7 –OH Propanol

Pemberian nama harus memperhatikan hal- hal di bawah ini:

a)      Memilih rantai karbon terpanjang yang mengandung gugus –OH.

b)      Penomoran rantai terpanjang dimulai dari atom C yang terikat paling dekat dengan gugus ­–OH.

c)      Memberi nama alkanol tersebut seperti nama alkananya tetapi akhiran –ana diganti dengan akhiran –anol. Contoh:

                                                                   

2-Propanol                                                                       2-Butanol

d)      Jika terdapat cabang, memberi nama sesuai dengan nama alkana. Menyebutkan nomor cabang, nama cabang, letak –OH, dan nama alkanol rantai utama (atom C yang mengikat –OH diberi nomor serendah mungkin). Contoh:

                                  

           

3-metil-2-butanol                                2-metil-2-propanol

      II.            Jenis – Jenis Alkohol

Berdasarkan letak gugus – OH, alkohol dibedakan menjadi 3 macam, yaitu:

a)      Alkohol Primer

Alkohol primer adalah alkohol yang gugus-OH nya terikat pada atom C primer (atom C yang terikat pada satu atom C lain). Contoh:

           

1-propanol

b)      Alkohol Sekunder

Alkohol sekunder adalah alkohol yang gugus-OH nya terikat pada atom C sekunder. Contoh:

     

      2-propanol

c)      Alkohol Tersier

Alkohol tersier adalah alkohol yang gugus-OH nya terikat pada atom C tersier. Contoh:

2-metil-2-propanol

    III.            Kegunaan Alkohol

a)      Metanol

(1) Metanol digunakan untuk membuat metanol sebagai bahan plastik.

(2) Metanol digunakan untuk pelarut dan bahan pembuat ester, serta bahan bakar alternatif.

Di samping kegunaan metanol, terdapat dampak dari penggunaan metanol, yaitu sangat beracun. Keracunan metanol dapat melalui pernapasan (menghirup uapnya) dan dapat melalui kulit.

b)      Etanol

Etanol digunakan sebagai pelarut, desinfektan, bahan pembuatan ester dan sebagai bahan bakar (di Brasil telah banyak kendaraan dengan bahan bakar etanol). Minuman beralkohol menimbulkan dampak negatif antara lain metanol menyebabkan mabuk dan mengantuk karena menekan aktivitas otak. Selain itu etanol bersifat adiktif yaitu menyebabkan kecanduan atau ketagihan, sehingga bila minum minuman beralkohol sulit untuk meninggalkan, padahal minum minuman beralkohol dilarang oleh agama dan pemerintah.

c)       Glikol

Pada negara atau daerah bermusim dingin, glikol digunakan untuk zat anti beku pada radiator mobil. Glikol juga digunakan sebagai bahan baku dalam industri serat sintesis dan pelarut.

d)      Gliserol

Gliserol digunakan untuk pelarut obat-obatan, dan bahan pembuatan gliserol trinitrat yaitu suatu bahan peledak.

Contoh Soal:

1.      Identifikasikan apakah senyawa dibawah ini tergolong alkohol primer, sekunder atau tersier!

a)      3-etil-4-metil-2-pentanol

b)      3-metil-3-heksanol

2.      Dari senyawa alkohol berikut ini: methanol, etanol, propanol, glikol dan gliserol.

a)      Manakah yang digunakan sebagai antiseptik?

b)      Manakah yang merupakan hasil sampingan dalam industri sabun?

3.      Tuliskan nama yang benar sesuai IUPAC dari senyawa berikut dan gambarkan strukturnya!

a)      3-etil-2-butanol

b)      2-metil-1-etanol

4.      Berilah nama untuk struktur di bawah ini sesuai dengan tata nama IUPAC

a)

b)

Anda juga dapat mengunduh kunci jawabannya melalui link Kunci serta media power point Alkanol

Sejarah Penemuan Termometer

Sebelum termometer ditemukan, ahli astronomi dan ahli ilmu alam melakukan berbagai usaha untuk dapat menciptakan alat yang dapat mengukur suhu. Mereka mengetahui bahwa temperatur dapat membuat zat memuai. Untuk itu, mereka menggunakan ukuran muai zat sebagai patokan dalam mengukur temperatur. Namun penemuan alat pengukur temperatur tidak dapat dengan mudah diciptakan. Para ahli perlu menemukan zat yang tepat, teknik yang tepat dan skala yang tepat pula untuk dapat mengukur secara cermat.

Kemudian pada tahun 1593, Galileo Galilei berusaha membuat pengukuran termometer dengan menggunakan pemuaian udara. Alat yang diciptakan oleh Galileo ini kemudian disebut termoskop. Walaupun masih tergolong sangat sederhana, namun secara kasar alat ini sudah dapat mengukur temperatur.

Termoskop Galileo

Termoskop galileo terdiri atas bola gelas sebesar telur ayam yang dihubungkan dengan pipa panjang tertutup berisi air. Di dalam cairan digantungkan sejumlah beban. Umumnya beban tersebut dilekatkan pada bola kaca tersegel yang berisi cairan berwarna untuk efek estetika. Saat suhu berubah, kerapatan cairan di dalam silinder turut berubah yang menyebabkan bola kaca bergerak timbul atau tenggelam untuk mencapai posisi di mana kerapatannya sama dengan cairan sekelilingnya atau terhenti oleh bola kaca lainnya. Bila perbedaan kerapatan bola kaca sangat kecil dan terurutkan sedemikian rupa sehingga yang kurang rapat berada di atas dan yang terapat berada di bawah, hal tersebut dapat membentuk suatu skala suhu. 

Di Florence bangsawan Tuscany, Ferdinand II, menciptakan termometer yang lebih baik. Udara di dalam bola gelas digantikan dengan anggur atau alkhohol. Kedua titik tetapnya adalah temperatur pada musim dingin yang terdingin serta temperatur pada musim panas yang terpanas. Sejak penemuan Amontons dan Ferdinand, kemudian banyak bermunculan usulan mengenai titik patokan. Ada yang mengusulkan penggunaan satu titik patokan saja, tetapi ada pula yang mengusulkan dua titik patokan.

Gabriel Daniel Fahrenheit

Setelah membaca sejarah ilmu yang mengisahkan penemuan Amotons tentang titik didih air yang tetap maka Gabriel Daniel Fahrenheit terdorong untuk membuat termometer guna melihat gejala alam di bidang temperatur. Fahrenheit mengulang disain termometer serta menggunakan air raksa sebagai zat pengukurnya. Pada tahun 1714, Fahrenheit berhasil menciptakan termometer raksa. Inilah termometer yang benar-benar cermat dan teliti. Skala pada termometer ini dikenal sebagai derajat Fahrenheit.

 Dikemudian hari, diketahui penggunaan raksa dalam alat ukur temperatur memiliki beberapa kelebihan dibandingkan penggunaan air. Diantaranya:

1.      Jangkauan suhu raksa cukup lebar. Raksa membeku pada suhu -40°C dan mendidih pada suhu 360°C.

2.      Unsur logam transisi ini berwarna keperakan, sehingga dapat mudah dilihat karena mengkilat.

3.      Raksa tidak membasahi diding pipa kapiler pada termometer sehingga pengukurannya menjadi teliti.

4.      Pemuaian Raksa cukup teratur dari temperatur ke temperatur. 

Pada tahun 1730, Rene Antoine Ferchault de Reamur  menyusun suatu skala temperatur baru dan dikenal dengan skala Reamur. Dalam percobaannya ia menggunakan campuran anggur dan air dalam bandingan 4 dan 1.

Pada tahun 1742 ahli astronomi Swedia di Universitas Upsala, Anders Celcius membagi jarak di antar titik beku dan titik didih air ke dalam 100 bagian. Skala inipun dikenal dengan skala celcius atau skala centigrade. Pada skala celcius, 0C adalah titik dimana air membeku dan 100C adalah titik dimana air mendidih. Skala inilah yang paling sering digunakan di dunia.

Pada tahun 1848, Fisikawan Skotlandia, Lord Kelvin, menyataka pentingnya fenomena hubungan suhu-volume atau Hukum Charles dan Gay-Lussac. Sebagai contoh, bila kita mempelajari hubungan suhu – volume pada berbagai tekanan. Pada suatu nilai tekanan yang ditentukan , plot dari volume terhadap suhu menghasilkan garis lurus. Dengan memperpanjang garis ke volume nol, diperoleh perpotongan pada sumbu suhu dengan nilai -273,15C. Pada tekanan lainnya, diperoleh garis lurus yang berbeda dari plot antara volume suhu , namun diperoleh pula perpotonga suhu pada volume nol yang sama, yaitu pada -273,15C. (Raymond Chang, 2005: 130) 

Inilah sejarah singkat sejarah penemuan termometer. Anda dapat mendownload makalahnya secara lengkap melalui link berikut Sejarah Penemuan Termometer dan versi PPT melalui link PPT Sejarah Penemuan Termometer.