Energetika kimia atau termodinamika kimia adalah ilmu yang mempelajari perubahan energi yang terjadi dalam proses atau reaksi. Studi ini mencakup dua aspek penting yaitu penentuan atau perhitungan kalor reaksi dan studi tentang arah proses dan sifat-sifat sistem dalam kesetimbangan. Bagian alam semesta yang dipilih untuk penelititan termodinamika disebut sistem, dan bagian alam semesta yang berinteraksi dengan sistem tersebut disebut dengan keadaan sekeliling lingkungan dari sistem. Perpindahan energi dapat berupa kalor (q) atau dalam beberapa bentuk lainnya secara keseluruhan disebut kerja. Perpindahan energi berupa kalor atau kerja yang mempengaruhi jumlah keseluruhan energi dalam sistem, yang disebut energi dalam (U) (Petrucci, 1996: 180-247).
Petrucci, Ralph H.1987. Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern Edisi ke-4. Erlangga, Jakarta. hal. 180 – 247.
Energi dalam (U) adalah keseluruhan energi potensial dan energi kinetik zat-zat yang terdapat dalam sistem. Energi dalam merupakan fungsi keadaan, besarnya hanya tergantung pada keadaan sistem. Setiap sistem mempunyai energi karena partikel-partikel materi (padat, cair atau gas) selalu bergerak acak dan beragam disamping itu dapat terjadi perpindahan tingkat energi elektron dalam atom atau molekul. Bila sistem mengalami peristiwa mungkin akan mengubah energi dalam. Jika suhu naik menandakan partikel lebih cepat dan energi dalam bertambah (Syukri, 1999: 74-87).
Syukri, S. 1999. Kimia Dasar 1. ITB, Bandung. hal. 74 – 87.
Jika sebuah sistem bebas untuk mengubah volumenya terhadap tekanan luar yang tetap, perubahan energi dalamnya tidak lagi sama dengan energi yang diberikan kepada kalor. Energi yang diberikan sebagai kalor diubah menjadi kerja untuk memberikan tekanan balik terhadap lingkungannya, sehingga dU
Atkins, Pw. 1999. Kimia Fisika Jilid 1 edisi ke-4. Jakarta: Erlangga.
Ditinjau dari jenisnya, terdapat empat jenis kalor, yaitu kalor pembentukan, kalor penguraian, kalor penetralan dan kalor reaksi. Kalor pembentukan ialah kalor yang menyertai pembentukan satu mol senyawa langsung dari unsur-unsurnya. Kalor penguraian (kebalikan kalor pembentukan) adalah kalor yang menyertai penguraian satu mol senyawa langsung menjadi unsur-unsurnya. Kalor penetralan yaitu kalor yang menyertai suatu reaksi dengan koefisien yang paling sederhana. Kalor reaksi dapat ditentukan dengan percobaan laboratorium atau dengan perhitungan.dengan perhitungan ada tiga cara yaitu berdasarkan hukum Hess, data kalor pembentukan standar dan data energi ikatan (Syukri, 1999 : 85).
Syukri, S. 1999. Kimia Dasar 1. ITB, Bandung. hal. 74 – 87.
Menurut G.H Hess panas reaksi (panas yang timbul atau yang diserap) dari suatu reaksi kimia hanya tergantung pada keadaan awal dan akhir dari reaksi. Tidak bergantung pada bagaimana reaksi tersebut berlangsung. Hal ini berarti bila suatu reaksi dapat berjalan bertingkat, maka panas reaksinya sama besar. Apakah reaksi itu berjalan secara langsung atau bertingkat. Dengan kata lain, bila suatu reaksi berjalan bertingkat atau langsung, maka panas reaksinya sama. Hukum Hess ini sangat berguna, karena dengan menerapkan hukum Hess kita dapat menentukan besarnya perubahan entalpi reaksi-reaksi yang secara langsung sukar untuk ditentukan. Sebagai contoh jika zat A dapat berubah langsung menjadi zat C, tetapi zat A juga dapat berubah menjadi zat B kemudian zat C, maka panas reaksi yang terjadi akan sama. Jadi dengan menggunakan hukum Hess kita dapat menentukan besarnya perubahan entalpi yang sukar dilakukan dengan eksperimen (Aminah, 1988 : 113).
Aminah, Siti. 1998. Ilmu Kimia Dasar. Mataram: Universitas Mataram.
Jika reaksi kimia terjadi pada tekanan konstan, panas diserap dengan perubahan entalpi sistem. Hal ini disebut entalpi reaksi dari proses entalpi reaksi mungkin positif atau negatif. Jika reaksi kimia meningkatkan panas, sistem kehilangan panas, dan panas tersebut hilang pada tekanan konstan adalah berkurangnya dalam entalpi (AH < 0). Reaksi seperti itu dengan ΔH negatif adalah eksotermik. Dalam reaksi endotermik, panas diserap oleh reaksi dari lingkungan membuat Qp dan ΔH positif, hukum Hess dapat digunakan untuk menentukan perubahan entalpi, hukum Hess berbunyi : jika dua atau lebih persamaan kimia bergabung dengan penambahan atau pengurnagan untuk memberikan persamaan kimia baru, kemudian penambahan atau pengurangan perubahan entalpinya, dalam operasi paralel memberikan perubahan entalpi untuk reaksi yang digambarkan oleh persamaan baru (Prasetiawan, 2009 : 84). Prasetiawan, Widi. 2009. Kimia Dasar 1. Jakarta: Cerdas Pustaka.
Untuk menentukan perubahan entalpi yang terjadi pada larutan, maka konsentrasi larutannya perlu ditetapkan terlebih dahulu. Panas pelarutan suatu zat adalah perubahan entalpi yang terjadi bila 1 mol zat itu dilarutkan ke dalam suatu pelarutan untuk mencapai konsentrasi tertentu. Panas pelarutan tersebut dinamakan panas pelarutan integral atau panas pelarutan total. Panas pelarutan bukan bergantung pada jenis zat yang dilarutkan, jenis pelarut, suhu, dan tekanan, tetapi bergantung pada konsentrasi larutan yang hendak dicapai (Alberty, 1992 : 32).
Alberty, Robert.A. 1991. Kimia Fisik. Jakarta : Erlangga.
Ada beberapa hal yang harus diperhatikan pada perubahan entalpi :
H, E atau q positif, artinya system memperoleh tenaga.
W>0 kerja dilakukan oleh sistem
W<0 kerja dilakukan terhadap system (Sukardjo, 1997 : 34).
Sukardjo. 1997. Kimia Fisika. Rineka Cipta: Jakarta.
