i
Content
(i) Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2 △H1 = -6.150 kJ mol-1
(ii) NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2
(iii) 2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O
△H2 = 21.954 kJ mol-1
△H3 = ?
[ Ketumpatan larutan = 1 gcm-3, muatan haba tentu larutan = 4.2 Jg-1 °C-1 ]
Termokimia merupakan kajian tentang perubahan tenaga haba yang
berlaku di dalam suatu tindak balas kimia. Tenaga pula merujuk kepada
sesuatu yang berkemampuan untuk membuat kerja atau memberi haba.
Menurut hukum pertama termodinamik, apabila tenaga berubah bentuk,
jumlah tenaga adalah tetap. Oleh itu, semasa kerja dilakukan, perpindahan
haba telah berlaku. Perpindahan haba berlaku dalam bentuk haba, q atau
kerja, w. Hal ini telah menjelaskan jumlah keseluruhan tenaga, iaitu tenaga
dalam, E dalam sesuatu sistem.
Haba yang terlibat dalam sesuatu tindak balas dikenali sebagai haba
tindak balas. Berdasarkan haba tindak balas, terdapatnya 2 jenis tindak balas
kimia iaitu tindak balas endotermik dan tindak balas eksotermik. Semasa
tindak balas kimia berlaku, pemecahan ikatan kimia atau pembentukan ikatan
kimia akan berlaku. Apabila ikatan kimia terbentuk, tenaga haba akan
dibebaskan iaitu suatu perubahan yang eksotermik berlaku. Sebaliknya,
apabila ikatan kimia dipecahkan, tenaga haba akan diserap, iaitu suatu
perubahan yang endotermik berlaku.
Tindak balas antara natrium hidrogen karbonat, NaHCO3 dengan asid
hidroklorik merupakan tindak balas endotermik, tetapi tindak balas antara
natrium karbonat, Na2CO3 dengan asid hidroklorik merupakan tindak balas
eksotermik. Hal ini demikian kerana tindak balas antara natrium hidrogen
karbonat, NaHCO3 dengan asid hidroklorik disertai dengan penyerapan
tenaga haba daripada sekelilingnya. Tenaga haba yang diserapkan akan
menyebabkan bekas yang menampung tindak balas itu terasa sejuk apabila
disentuh dengan tangan. Suhu bagi campuran bahan tindak balas juga akan
menurun. Sebaliknya, tindak balas antara natrium karbonat, Na2CO3 dengan
asid hidroklorik disertai dengan pembebasan tenaga haba ke sekelilingnya.
Tenaga haba yang dibebaskan akan menyebabkan bekas yang menampung
tindak balas itu terasa panas apabila disentuh dengan tangan. Suhu bagi
campuran bahan tindak balas juga akan menaik. Oleh sebab itulah, keduadua tindak balas ini merupakan jenis tindak balas yang berbeza.
Entalpi adalah merujuk kepada sukatan kandungan haba yang
menggambarkan keupayaan termodinamik sesuatu sistem, yang boleh
digunakan untuk mengira kerja di dalam sistem. Simbol bagi entalpi ialah H.
Kita tidak dapat mengukur nilai mutlak entalpi sistem, tetapi kita dapat
mengukur perubahan entalpi. Perubahan entalpi (haba) pembentukan piawai
ialah haba terbebas atau diserap apabila 1 mol sebatian terbentuk daripada
unsur-unsurnya dalam keadaan piawai. Perubahan entalpi dapat diwakili oleh
simbol ∆H dan diukur dalam unit kJ. Entalpi piawai merupakan entalpi yang
disukat pada tekanan tetap 1 atm (101kPa) pada suhu yang standard 25 oC.
Hukum Hess menyatakan bahawa haba yang dibebaskan atau diserap
semasa perubahan kimia tidak bergantung kepada jalan perubahan itu
disempurnakan. Hukum Hess terutamanya digunakan dalam perhitungan
perubahan entalpi yang tidak dapat ditentukan dengan mudahnya dalam
makmal.
1
21.000 kJ mol-1
Perubahan Entalpi ∆H2
2
22.909 kJ mol-1
Purata
21.954 kJ mol-1
1
-6.000 kJ mol-1
Perubahan Entalpi ∆H1
2
-6.300 kJ mol-1
Purata
-6.150 kJ mol-1
i.
Menutup mulut cawan plastik untuk mengelakkan kehilangan
ii.
iii.
haba ke persekitaran.
Matikan suis kipas semasa amali dijalankan.
Pastikan pepejal EC 2 atau EC 3 yang digunakan itu bukan dalam
iv.
bentuk ketulan semasa jisim pepejal diambil.
Campuran ditambahkan ke dalam asid hidroklorik dengan berhatihati agar tidak terpecik keluar dan campuran dikacau dengan
berhati-hati.
v.
Bacaan awal bagi suhu larutan dalam eksperimen diambil selepas
beberapa
minit
dengan
menggunakan
termometer
bagi
memastikan suhu awal larutan tersebut telah mencapai suhu yang
vi.
vii.
viii.
tetap.
Semua radas dibilas dengan air suling sebelum digunakan.
Elakkan hujung termometer menyentuh dasar cawan plastik.
Bagi mengelakkan ralat paralaks, pastikan kedudukan mata
ix.
sentiasa bersudut 90° dengan skala bacaan termometer.
Bacaan termometer bagi campuran diperhatikan sepanjang tindak
balas berlaku agar suhu maksimum yang dicapai dapat
x.
direkodkan dalam eksperimen ini.
Cawan plastik dibiarkan sehingga sejuk sebelum digunakan
semula
untuk
mengelakkan
xi.
pengulangan
haba
yang
amali.
diserap
Hal
oleh
ini
adalah
cawan
untuk
tersebut
mempengaruhi kejituan keputusan.
Penggunaan termometer yang mempunyai kepekaan yang sesuai
iaitu skala bacaan terkecil yang lebih kecil dapat meningkatkan
kejituan keputusan yang diperoleh.
EC2
Berat bikar kecil kosong /g
Berat bikar kecil + pepejal /g
Berat bikar selepas pepejal
dimasukkan ke dalam cawan /g
Berat pepejal /g
Suhu awal asid /oC
Suhu akhir campuran / oC
Perubahan suhu / oC
Purata Perubahan Entalpi ∆H / kJ mol1
EC3
1
14.70
16.92
2
14.70
16.86
1
13.67
16.44
2
13.01
15.77
14.71
14.70
13.69
13.01
2.21
29.5
30.5
1.0
2.16
29.5
30.5
1.0
2.75
29.5
24.0
5.5
2.76
29.5
23.5
6.0
-6.150
21.954
(ii) NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2
(iii) 2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O
△H2 = 21.954 kJ mol-1
△H3 = ?
[ Ketumpatan larutan = 1 gcm-3, muatan haba tentu larutan = 4.2 Jg-1 °C-1 ]
Termokimia merupakan kajian tentang perubahan tenaga haba yang
berlaku di dalam suatu tindak balas kimia. Tenaga pula merujuk kepada
sesuatu yang berkemampuan untuk membuat kerja atau memberi haba.
Menurut hukum pertama termodinamik, apabila tenaga berubah bentuk,
jumlah tenaga adalah tetap. Oleh itu, semasa kerja dilakukan, perpindahan
haba telah berlaku. Perpindahan haba berlaku dalam bentuk haba, q atau
kerja, w. Hal ini telah menjelaskan jumlah keseluruhan tenaga, iaitu tenaga
dalam, E dalam sesuatu sistem.
Haba yang terlibat dalam sesuatu tindak balas dikenali sebagai haba
tindak balas. Berdasarkan haba tindak balas, terdapatnya 2 jenis tindak balas
kimia iaitu tindak balas endotermik dan tindak balas eksotermik. Semasa
tindak balas kimia berlaku, pemecahan ikatan kimia atau pembentukan ikatan
kimia akan berlaku. Apabila ikatan kimia terbentuk, tenaga haba akan
dibebaskan iaitu suatu perubahan yang eksotermik berlaku. Sebaliknya,
apabila ikatan kimia dipecahkan, tenaga haba akan diserap, iaitu suatu
perubahan yang endotermik berlaku.
Tindak balas antara natrium hidrogen karbonat, NaHCO3 dengan asid
hidroklorik merupakan tindak balas endotermik, tetapi tindak balas antara
natrium karbonat, Na2CO3 dengan asid hidroklorik merupakan tindak balas
eksotermik. Hal ini demikian kerana tindak balas antara natrium hidrogen
karbonat, NaHCO3 dengan asid hidroklorik disertai dengan penyerapan
tenaga haba daripada sekelilingnya. Tenaga haba yang diserapkan akan
menyebabkan bekas yang menampung tindak balas itu terasa sejuk apabila
disentuh dengan tangan. Suhu bagi campuran bahan tindak balas juga akan
menurun. Sebaliknya, tindak balas antara natrium karbonat, Na2CO3 dengan
asid hidroklorik disertai dengan pembebasan tenaga haba ke sekelilingnya.
Tenaga haba yang dibebaskan akan menyebabkan bekas yang menampung
tindak balas itu terasa panas apabila disentuh dengan tangan. Suhu bagi
campuran bahan tindak balas juga akan menaik. Oleh sebab itulah, keduadua tindak balas ini merupakan jenis tindak balas yang berbeza.
Entalpi adalah merujuk kepada sukatan kandungan haba yang
menggambarkan keupayaan termodinamik sesuatu sistem, yang boleh
digunakan untuk mengira kerja di dalam sistem. Simbol bagi entalpi ialah H.
Kita tidak dapat mengukur nilai mutlak entalpi sistem, tetapi kita dapat
mengukur perubahan entalpi. Perubahan entalpi (haba) pembentukan piawai
ialah haba terbebas atau diserap apabila 1 mol sebatian terbentuk daripada
unsur-unsurnya dalam keadaan piawai. Perubahan entalpi dapat diwakili oleh
simbol ∆H dan diukur dalam unit kJ. Entalpi piawai merupakan entalpi yang
disukat pada tekanan tetap 1 atm (101kPa) pada suhu yang standard 25 oC.
Hukum Hess menyatakan bahawa haba yang dibebaskan atau diserap
semasa perubahan kimia tidak bergantung kepada jalan perubahan itu
disempurnakan. Hukum Hess terutamanya digunakan dalam perhitungan
perubahan entalpi yang tidak dapat ditentukan dengan mudahnya dalam
makmal.
1
21.000 kJ mol-1
Perubahan Entalpi ∆H2
2
22.909 kJ mol-1
Purata
21.954 kJ mol-1
1
-6.000 kJ mol-1
Perubahan Entalpi ∆H1
2
-6.300 kJ mol-1
Purata
-6.150 kJ mol-1
i.
Menutup mulut cawan plastik untuk mengelakkan kehilangan
ii.
iii.
haba ke persekitaran.
Matikan suis kipas semasa amali dijalankan.
Pastikan pepejal EC 2 atau EC 3 yang digunakan itu bukan dalam
iv.
bentuk ketulan semasa jisim pepejal diambil.
Campuran ditambahkan ke dalam asid hidroklorik dengan berhatihati agar tidak terpecik keluar dan campuran dikacau dengan
berhati-hati.
v.
Bacaan awal bagi suhu larutan dalam eksperimen diambil selepas
beberapa
minit
dengan
menggunakan
termometer
bagi
memastikan suhu awal larutan tersebut telah mencapai suhu yang
vi.
vii.
viii.
tetap.
Semua radas dibilas dengan air suling sebelum digunakan.
Elakkan hujung termometer menyentuh dasar cawan plastik.
Bagi mengelakkan ralat paralaks, pastikan kedudukan mata
ix.
sentiasa bersudut 90° dengan skala bacaan termometer.
Bacaan termometer bagi campuran diperhatikan sepanjang tindak
balas berlaku agar suhu maksimum yang dicapai dapat
x.
direkodkan dalam eksperimen ini.
Cawan plastik dibiarkan sehingga sejuk sebelum digunakan
semula
untuk
mengelakkan
xi.
pengulangan
haba
yang
amali.
diserap
Hal
oleh
ini
adalah
cawan
untuk
tersebut
mempengaruhi kejituan keputusan.
Penggunaan termometer yang mempunyai kepekaan yang sesuai
iaitu skala bacaan terkecil yang lebih kecil dapat meningkatkan
kejituan keputusan yang diperoleh.
EC2
Berat bikar kecil kosong /g
Berat bikar kecil + pepejal /g
Berat bikar selepas pepejal
dimasukkan ke dalam cawan /g
Berat pepejal /g
Suhu awal asid /oC
Suhu akhir campuran / oC
Perubahan suhu / oC
Purata Perubahan Entalpi ∆H / kJ mol1
EC3
1
14.70
16.92
2
14.70
16.86
1
13.67
16.44
2
13.01
15.77
14.71
14.70
13.69
13.01
2.21
29.5
30.5
1.0
2.16
29.5
30.5
1.0
2.75
29.5
24.0
5.5
2.76
29.5
23.5
6.0
-6.150
21.954
