Jika sebuah sistem bebas untuk mengubah volumenya terhadap tekanan luar yang tetap, perubahan energi dalamnya tidak lagi sama dengan energi yang diberikan sebagai kalor. Energi yang diberikan sebagai kalor diubah menjadi kerja untuk memberikan tekanan balik terhadap lingkungannya, sehingga dU<dq. Kita akan menunjukkan bahwa pada tekanan tetap, kalor yang diberikan sama dengan perubahan dalam sifat termodinamika yang lain dari sistem, yaitu entalpi (H). hal ini dinyatakan dalam (Atkins, 1996):
H=U+pV
p adalah tekanan sistem, pV adalah sebagian dari definisi H untuk sembarang sistem dan tidak terbatas hanya untuk gas sempurna. Seperti halnya energi dalam, entalpi hanya bergantung pada keadaan sistem sekarang, sehingga entalpi merupakan fungsi keadaan. Seperti juga untuk fungsi keadaan yang manapun, perubahan entalpi setiap pasangan keadaan awal dan keadaan akhir tidak bergantung pada jalannya.
Perubahan Entalpi Standar
Perubahan entalpi pada saat sistem mengalami perubahan fisika atau kimia biasanya dilaporkan untuk proses yang terjadi pada sekumpulan kondisi standar. Dalam banyak pembahasan, kita akan memperhatikan perubahan entalpi standar (∆H°), yaitu perubahan entalpi untuk proses yang zat awal dan akhirnya ada dalam keadaan standar. Keadaan standar suatu zat pada temperatur tertentu adalah bentuk murni zat tersebut pada tekanan 1 bar (1 atm) (Atkins, 1996).
Perubahan Entalpi Standar
Perubahan entalpi pada saat sistem mengalami perubahan fisika atau kimia biasanya dilaporkan untuk proses yang terjadi pada sekumpulan kondisi standar. Dalam banyak pembahasan, kita akan memperhatikan perubahan entalpi standar (∆H°), yaitu perubahan entalpi untuk proses yang zat awal dan akhirnya ada dalam keadaan standar. Keadaan standar suatu zat pada temperatur tertentu adalah bentuk murni zat tersebut pada tekanan 1 bar (1 atm) (Atkins, 1996).
Sebagai contoh perubahan entalpi standar, entalpi penguapan standar (∆H°uap) adalah perubahan entalpi per mol jika cairan murni pada tekanan 1 bar menguap menjadi gas pada tekanan 1 bar, seperti
dalam (Atkins, 1996) :
∆H°uap (373 K) = +40.66 kJ mol-1
Macam-macam Entalpi (Santoso, 2008)
∆H°uap (373 K) = +40.66 kJ mol-1Macam-macam Entalpi (Santoso, 2008)
Entalpi Pembentukan (∆H°f)
Entalpi pembentukan merupakan perubahan entalpi yang terjadi pada reaksi pembentukan satu mol suatu senyawa dari unsur-unsurnya pada keadaan standar. Contoh perubahan entalpi pembentukan standar HCl :
∆H°f = -92.5 kJ mol-1
∆H°f = -92.5 kJ mol-1
Entalpi Penguraian (∆H°d)
Entalpi penguraian merupakan perubahan entalpi yang terjadi pada reaksi penguraian satu mol suatu senyawa menjadi unsur-unsurnya pada keadaan standar. Contoh perubahan entalpi pembentukan air adalah -242 kJ mol-1, maka entalpi penguraiannya adalah +242 kJ mol-1 :
∆H°f = -242 kJ mol-1
∆H°d = +242 kJ mol-1
∆H°f = -242 kJ mol-1 ∆H°d = +242 kJ mol-1
Entalpi Pembakaran (∆H°c)
Entalpi pembakaran merupakan perubahan entalpi yang terjadi pada reaksi pembakaran sempurna satu mol suatu zat pada keadaan standar. Contoh :
∆H°c = -889 kJ mol-1
Entalpi pembakaran merupakan perubahan entalpi yang terjadi pada reaksi pembakaran sempurna satu mol suatu zat pada keadaan standar. Contoh :
∆H°c = -889 kJ mol-1
Entalpi Penetralan (∆H°n)
Entalpi penetralan merupakan perubahan entalpi yang terjadi pada reaksi penetralan satu mol asam dengan satu mol basa dalam suatu larutan. Contoh :
∆H°n = -57.3 kJ mol-1
Entalpi penetralan merupakan perubahan entalpi yang terjadi pada reaksi penetralan satu mol asam dengan satu mol basa dalam suatu larutan. Contoh :
∆H°n = -57.3 kJ mol-1
Entalpi Pelarutan Standar (∆H°sol)
Entalpi pelarutan standar adalah perubahan entalpi standar jika zat itu melarut di dalam pelarut dengan jumlah tertentu. Entalpi pembatas pelarutan adalah perubahan entalpi standar jika zat melarut dalam pelarut dengan jumlah tak terhingga, sehingga interaksi antara 2 ion (atau molekul terlarut untuk zat bukan elektrolit) dapat diabaika. Contohnya untuk HCl (Atkins, 1996) :
∆H°sol 1 = -75.14 kJ mol-1
Entalpi pelarutan standar adalah perubahan entalpi standar jika zat itu melarut di dalam pelarut dengan jumlah tertentu. Entalpi pembatas pelarutan adalah perubahan entalpi standar jika zat melarut dalam pelarut dengan jumlah tak terhingga, sehingga interaksi antara 2 ion (atau molekul terlarut untuk zat bukan elektrolit) dapat diabaika. Contohnya untuk HCl (Atkins, 1996) :
∆H°sol 1 = -75.14 kJ mol-1
Entalpi Pengionan (∆H°i)
Entalpi pengionan adalah perubahan entalpi standar untuk penghilangan satu elektron. Contoh (Atkins, 1996) :
Entalpi pengionan adalah perubahan entalpi standar untuk penghilangan satu elektron. Contoh (Atkins, 1996) :
Entalpi Perolehan Elektron (∆H°ea)
Entalpi perolehan electron adalah perubahan entalpi standar yang menyertai perlekatan electron pada suatu atom, ion, atau molekul dalam fase gas. Contoh (Atkins, 1996) :
Entalpi perolehan electron adalah perubahan entalpi standar yang menyertai perlekatan electron pada suatu atom, ion, atau molekul dalam fase gas. Contoh (Atkins, 1996) :
Entalpi Disosiasi Ikatan (∆H° (A-B))
Entlpi disoasi ikatan adalah entalpi reaksi standar untuk proses dimana ikatan A-B dipatahkan (Atkins, 1996) :
∆H° (CH3-OH) = +380 kJ mol-1
Entlpi disoasi ikatan adalah entalpi reaksi standar untuk proses dimana ikatan A-B dipatahkan (Atkins, 1996) :
∆H° (CH3-OH) = +380 kJ mol-1
Entalpi Pengatoman (∆H°a)
Entalpi pengatoman adalah perubahan entalpi standar yang menyertai pemisahan semua atom dalam suatu zat (dapat berupa unsur atau senyawa). Untuk padatan yang menguap menjadi gas monoatom, entalpi pengatoman sama dengan entalpi sublimasinya. Contoh (Atkins, 1996) :
∆H°a = ∆H°sub = +107 kJ mol-1
Aplikasi Tentang Entalpi
Entalpi pengatoman adalah perubahan entalpi standar yang menyertai pemisahan semua atom dalam suatu zat (dapat berupa unsur atau senyawa). Untuk padatan yang menguap menjadi gas monoatom, entalpi pengatoman sama dengan entalpi sublimasinya. Contoh (Atkins, 1996) :
∆H°a = ∆H°sub = +107 kJ mol-1Aplikasi Tentang Entalpi
Pengaruh Temperatur Terhadap Entalpi dan Kinetic Rate Gas Pirolisis Kayu Mahoni
Pirolisis merupakan proses dekomposisi kimia bahan organik melalui proses pemanasan tanpa melibatkan oksigen, untuk mendapatkan molekul yang lebih kecil dan ringan. Pada temperatur diatas 200°C, lignocellulosic material (kayu), terdegradasi dan akan terbentuk gas, cairan (tar) dan padatan (char) sebagai hasil utamanya, dimana semua komponen tersebut mampu terbakar. Penelitian mengenai entalpi dari gas hasil pirolisis penting untuk dilakukan, apabila ditinjau dari proses gasifikasi. Hasil dari proses pirolisis bereaksi bersama-sama dengan media gasifikasi untuk membentuk produk akhir dari gasifikasi. Dengan mengetahui jumlah entalpi yang ada dalam gas, dapat diketahui jumlah energi yang terkandung sehingga dapat meningkatakan energi pada proses pembakaran. Pirolisis adalah proses dekomposisi biomassa yang membutuhkan energi panas (endoterm), menurut hukum kekekalan energi panas yang dibutuhkan dalam proses pirolisis akan digunakan untuk memecah komposisi kimia dalam biomassa menjadi hidrokarbon. Akan terkandung banyak energi baik pada char, tar maupun gas. Reaksi endotermis pada proses pirolisis berbanding terbalik dengan reaksi pembakaran yang merupakan reaksi eksotermis. Pada pirolisis, energi yang terkandung dalam char, tar dan gas merupakan nilai entalpi pembentukannya. Diantara produk hasil pirolisis yang berupa char, tar dan gas, entalpi produk gas merupakan produk yang dapat diukur secara akurat sebagai fungsi temperatur, dimana komposisi setiap gas dapat diketahui menggunakan gas chromatograph. Gas yang dihasilkan berupa H2, CO2, CO, H2O hidrokarbon ringan dan gas lain yang berupa nitrogen dan sulfur. Entalpi dari tiap-tiap gas dapat kita notasikan sebagai j, dengan standar entalpi pembentukan (Hj,0) dan kapasitas panas (Cp,j) adalah (Suwandono, Vol. 6(1) : 61-62) :
Dimana T1 adalah temperatur awal dan T2 temperatur akhir. Cpavg adalah Cp rata-rata dari gas :
Cp untuk tiap gas bervariasi dan berupa fungsii temperatur. Persamaan untuk Cp adalah :
Sehingga entalpi gas adalah :
Pemodelan Matematika dan Sifat Termodinamika Isoterm Sorpsi Air Tepung Singkong Terfermentasi Angkak
Pirolisis merupakan proses dekomposisi kimia bahan organik melalui proses pemanasan tanpa melibatkan oksigen, untuk mendapatkan molekul yang lebih kecil dan ringan. Pada temperatur diatas 200°C, lignocellulosic material (kayu), terdegradasi dan akan terbentuk gas, cairan (tar) dan padatan (char) sebagai hasil utamanya, dimana semua komponen tersebut mampu terbakar. Penelitian mengenai entalpi dari gas hasil pirolisis penting untuk dilakukan, apabila ditinjau dari proses gasifikasi. Hasil dari proses pirolisis bereaksi bersama-sama dengan media gasifikasi untuk membentuk produk akhir dari gasifikasi. Dengan mengetahui jumlah entalpi yang ada dalam gas, dapat diketahui jumlah energi yang terkandung sehingga dapat meningkatakan energi pada proses pembakaran. Pirolisis adalah proses dekomposisi biomassa yang membutuhkan energi panas (endoterm), menurut hukum kekekalan energi panas yang dibutuhkan dalam proses pirolisis akan digunakan untuk memecah komposisi kimia dalam biomassa menjadi hidrokarbon. Akan terkandung banyak energi baik pada char, tar maupun gas. Reaksi endotermis pada proses pirolisis berbanding terbalik dengan reaksi pembakaran yang merupakan reaksi eksotermis. Pada pirolisis, energi yang terkandung dalam char, tar dan gas merupakan nilai entalpi pembentukannya. Diantara produk hasil pirolisis yang berupa char, tar dan gas, entalpi produk gas merupakan produk yang dapat diukur secara akurat sebagai fungsi temperatur, dimana komposisi setiap gas dapat diketahui menggunakan gas chromatograph. Gas yang dihasilkan berupa H2, CO2, CO, H2O hidrokarbon ringan dan gas lain yang berupa nitrogen dan sulfur. Entalpi dari tiap-tiap gas dapat kita notasikan sebagai j, dengan standar entalpi pembentukan (Hj,0) dan kapasitas panas (Cp,j) adalah (Suwandono, Vol. 6(1) : 61-62) :
Dimana T1 adalah temperatur awal dan T2 temperatur akhir. Cpavg adalah Cp rata-rata dari gas :
Cp untuk tiap gas bervariasi dan berupa fungsii temperatur. Persamaan untuk Cp adalah :
Sehingga entalpi gas adalah :
Pemodelan Matematika dan Sifat Termodinamika Isoterm Sorpsi Air Tepung Singkong Terfermentasi Angkak
Persamaan Clausius - Clapeyron digunakan untuk menghitung nilai entalpi dan entropi proses penyerapan air pada tepung singkong terfermentasi angkak. Nilai entalpi bernilai negatif dan proses penyerapan air menurun dengan meningkatnya kadar air. Hal ini menjelaskan bahwa nilai entalpi yang bernilai negatif menunjukkan reaksi eksoterm yang terjadi pelepasan kalor dari sistem ke lingkungan. Pada tingkat kadar air yang tinggi maka kekuatan untuk mengikat air akan menurun sedangkan pada kadar air rendah paling banyak terjadi penyerapan sehingga menimbulkan interaksi energi yang besar. Hasil Penelitian Ayala - Aponte (2015) pada tepung singkong dan penelitian Owo et al. (2016) pada tepung ubi, nilai entalpi dan entropi menurun dengan meningkatnya kadar air (Alfiah, Vol. 13(1) : 37).
DAFTAR PUSTAKA
Alfiah, Mutiara Nur, dkk. 2017. Pemodelan Matematika dan Sifat Termodinamika Isoterm Sorpsi Air Tepung Singkong Terfermentasi Angkak : ALCHEMY Jurnal Penelitian Kimia. Vol. 13(1) : 37
Atkins, P. W. 1996. Kimia Fisika Jilid 1 Edisi Keempat. Jakarta : Erlangga
Santoso, Anwar. 2008. Rumus Lengkap Kimia SMA. Jakarta : PT. WahyuMedia
Suwandono, Purbo. 2015. Pengaruh Temperatur Terhadap Entalpi dan Kinetic Rate Gas Pirolisis Kayu Mahoni : Jurnal Rekayasa Mesin. Vol. 6(1) : 61-62
DAFTAR PUSTAKA
Alfiah, Mutiara Nur, dkk. 2017. Pemodelan Matematika dan Sifat Termodinamika Isoterm Sorpsi Air Tepung Singkong Terfermentasi Angkak : ALCHEMY Jurnal Penelitian Kimia. Vol. 13(1) : 37
Atkins, P. W. 1996. Kimia Fisika Jilid 1 Edisi Keempat. Jakarta : Erlangga
Santoso, Anwar. 2008. Rumus Lengkap Kimia SMA. Jakarta : PT. WahyuMedia
Suwandono, Purbo. 2015. Pengaruh Temperatur Terhadap Entalpi dan Kinetic Rate Gas Pirolisis Kayu Mahoni : Jurnal Rekayasa Mesin. Vol. 6(1) : 61-62
By : Ummi Nurul Haqiqi 16630052
.jpeg)
