Rencana Pelaksanaan Pembelajaran
Satuan Pendidikan
: SMA
Mata Pelajaran
: Kimia
Kelas/Semester
: Kelas XI/ Semester II
Materi Pembelajaran
: Perubahan Entalpi suatu Reaksi, Reaksi
Eksoterm, Reaksi Endoterm Alokasi Waktu
: 2 (2 x 45 menit)
____________________________________________________________________________ I. Standar Kompetensi
: 2. Memahami perubahan energi dalam reaksi kimia dan cara
pengukurannya.
II. Kompetensi Dasar
: 2.1 Mendeskripsikan perubahan entalpi suatu reaksi, reaksi
eksoterm, reaksi endoterm.
III. Indikator
A. Kognitif 1. Produk: a) Menjelaskan hukum/ azas kekekalan energi. b) Membedakan sistem dan lingkungan. c) Mengetahui pengertian dari entalpi. d) Mengetahui perubahan entalpi suatu reaksi. e) Membedakan Membedakan reaksi yang melepaskan kalor (eksoterm) dengan reaksi yang menerima kalor (endoterm) melalui percobaan. f) Menjelaskan macam-macam perubahan entalpi.
2. Proses: a) Melaksanakan Melaksanakan eksperimen untuk membedakan membedakan reaksi eksoterm dan reaksi endoterm. b) Mengkomunikasikan Mengkomunikasikan data percobaan dalam bentuk tabel t abel c) Mengolah dan menafsirkan data d) Merumuskan kesimpulan e) Melakukan diskusi kelas f) Membahas soal 4
B. Psikomotor 1. Menimbang zat yang akan digunakan. 2. Mereaksikan Reaktan 1) Memasukan potongan potongan pita magnesium ke dalam 30 tetes larutan asam klorida 2) Mereaksikan Mereaksikan kristal Amonium Klorida (NH4Cl) dengan kristal barium hidroksida (Ba(OH)2.8H2O) dalam tabung reaksi. 3) Mencampurkan Mencampurkan serbuk belerang dan serbuk besi dalam satu spatula 4) Memanaskan Memanaskan bubuk tembaga (II) karbonat (CuCO 3). 3. Mengukur perubahan suhu (membaca termometer) 4. Terampil menggunakan alat sesuai dengan fungsinya. 5. Menggunakan Menggunakan peralatan praktikum praktikum dengan hati-hati hati-hati
C. Afektif 1. Karakter a. Menuliskan data sesuai pengamatan pengamatan (berprilaku jujur) . b. Melaksanakan Melaksanakan tugas individual dengan penuh tanggung jawab. c. Menuliskan data dengan teliti.
2. Keterampilan sosial: a. bertanya dengan santun b. menyumbang ide atau berpendapat c. menjadi pendengar yang baik d. mempresentasikan data dan kesimpulan hasil percobaan.
IV. Tujuan Pembelajaran:
A. Kognitif 1. Produk: a. Melalui percobaan, siswa dapat menjelaskan perbedakan antara reaksi eksoterm dan reaksi endoterm. b. Siswa mampu menjelaskan perbedakan perbedakan sistem terbuka, sistem tertutup dan sistem tersekat. c. Siswa mampu mendeskripsikan perubahan entalpi suatu reaksi. d. Siswa mampu menjelaskan macam-macam macam-macam perubahan entalpi.
5
2. Proses a. Siswa melaksanakan eksperimen, mengkomunikasikan data melalui tabel pengamatan, menganalisis dan membuat kesimpulan. b. Siswa melakukan diskusi kelas membahas soal.
B. Psikomotor 1. Siswa dapat melakukan eksperimen sesuai dengan rincian tugas kinerja yang ditentukan. 2. Siswa terampil dalam mereaksikan zat. 3. Siswa mampu megukur suhu dan membaca skala termometer dengan tepat. 4. Siswa terampil menggunakan menggunakan alat sesuai dengan fungsinya.
C. Afektif 1. Karakter: Terlibat dalam proses belajar mengajar berpusat pada siswa, siswa mampu membuat kemajuan dalam menunjukkan karakter karakter kejujuran, tanggung tanggung jawab, hati-hati, dan teliti. 2. Keterampilan sosial: Terlibat dalam proses belajar mengajar berpusat pada siswa, siswa mampu membuat kemajuan dalam menunjukkan perilaku keterampilan sosial bertanya, menyumbang ide atau berpendapat, menjadi pendengar yang baik, dan berkomunikasi.
V. Metode Pembelajaran:
Metode Pembelajaran : Ceramah, diskusi, diskusi, dan dan praktikum
VI. Materi Ajar Hukum Kekekalan Energi
“ Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan. Energi hanya dapat diubah bentuknya dari satu jenis ke jenis lain.” Sistem dan Lingkungan
Sistem adalah segala sesuatu yang menjadi pusat perhatian yang kita pelajari perubahan energinya. Sedangkan yang disebut lingkungan adalah segala sesuatu di luar sistem. Sistem dibedakan menjadi tiga macam, yaitu: a. Sitem Terbuka, suatu sistem yang memungkinkan terjadinya pertukaran kalor dan zat (materi) antara lingkungan dan sistem. b. Sistem Tertutup, suatu sistem yang memungkinkan terjadinya pertukaran kalor antara sistem dan lingkungannya, tetapi tidak terjadi pertukaran materi.
6
c. Sistem Terisolasi (tersekat), suatu sistem yang tidak memungkinkan terjadinya pertukaran kalor dan materi antara sistem dan lingkungan. Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm
Reaksi eksoterm adalah reaksi yang menghasilkan kalor. Reaksi endoterm adalah reaksi yang menyerap atau menerima kalor. Contoh : Eksoterm : CaO(S) + H2O(l)
Ca(OH)2(aq) + panas
Endoterm : Ba(OH)2(aq) + 2NH4Cl(s) + H2O(l)
BaCl2(aq) + 2NH4OH(aq) + H2O(l)
Perubahan Entalpi Standar Perunahan entalpi standar adalah perubahan entalpi reaksi yang diukur pada temperatur o
25 C (298 K) dan tekanan 1 atm disepakati sebagai perubahan entalpi standar, dinyatakan o
dengan simbol H
Macam-macam Entalpi Standar 1.
o
Perubahan entalpi pembentukan standar ( ∆Hf )
Adalah perubahan entalpi pada pembentukan 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya yang paling stabil, pada keadaan standar. Satuan perubahan entalpi pembentukan standar menurut Sistem Internasional (SI) adalah kJ/mol. Contoh :
o
C(s) + O2(g) CO2(g) ∆Hf = – 393,5 kJ/mol o
2. Perubahan entalpi penguraian standar ( ∆Hd )
Adalah perubahan entalpi pada penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsurnya, pada keadaan standar. Contoh :
o H2O(l ) H2(g) + O2(g) ∆Hd = + 286 kJ/mol o
3. Perubahan entalpi pembakaran standar ( ∆Hc )
Adalah perubahan enthalpi pada pembakaran sempurna 1 mol unsur atau senyawa pada keadaan standar. Pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen.28 Contoh :
o
CH4(g) + O2(g) CO2(g) + 2H2O(g) ∆Hc = – 802 kJ/mol
4. Perubahan entalpi penetralan standar (∆Hn˚) Adalah perubahan entalpi per mol ketika suatu asam dan basa bereaksi membentuk air pada kondisi standar. Contoh :
+ H (aq) + OH (aq) H2O (l) ∆Hn˚= -57,3 kJ
7
VII. Kegiatan Pembelajaran Pertemuan ke-1 Tahap
Kegiatan Pembelajaran
Kegiatan
Kegiatan
Guru mengucapkan salam.
Awal
Guru memeriksa kehadiran siswa.
(Apersepsi)
Guru menyampaikan judul materi
Alokasi Waktu
10 menit
Life Skill
SKL
1. Komunikasi lisan.
yang akan dipelajari.
Guru memperlihatkan gambar es krim, orang membuat api unggun dan
orang
melapisi
tembok.
Kemudian memberikan pertanyaan apersepsi: 1.
2.
Gambar apakah ini?
Apa yang kita rasakan saat memakan es krim?
3.
Apa yang kita rasakan ketika berada dekat api unggun?
8
Indikator
4.
Mengapa bisa demikian?
Guru
menyampaikan
tujuan
pembelajaran. Kegiatan
Inti
Guru
menyampaikan
kegiatan
70 menit
.
Jujur.
praktikum yang akan dilakukan.
Guru membagi siswa ke dalam beberapa
kelompok.
kelas
Guru
membagikan
.
Kemampuan
.
sesuai
kekekalan
yang
dianut
perkembangan
Guru mempersilahkan siswa untuk
terlebih dahulu.
sudah tersedia semua. Siswa melakukan praktikum
dan
mengolah data.
perilaku, perbuatan, dan
Bekerjasama.
.
Mebuat
dan
lingkungan.
3.Mengetahui
dari entalpi. 3. Menghargai keberagaman
.
sistem
pengertian
Kemampuan
Guru menyuruh siswa memastikan alat dan bahan yang akan digunakan
diri
sikap
bertanggung jawab atas
membuat tabel.
Guru mengingatkan kepada siswa
energi.
2.Membedakan
pekerjaannya. .
1.Menjelaskan
remaja.
Kemampuan
untuk membuat tabel pengamatan
hukum/ azas
percaya
prosedur
praktikum.
agama
ajaran
lisan dan tulisan. 2. Menunjukkan
membaca terlebih dahulu prosedur
dengan
berkomunikasi
pendekatan
praktikum dan LKS kepada siswa.
sesuai
dengan
proses kelompok).
Disiplin.
Setiap
kelompok terdiri dari 3 – 4 siswa. (pengelolaan
.
1. Berperilaku
bangsa,
agama,
suku, ras, dan
4.Mengetahui perubahan
golongan sosial ekonomi
entalpi suatu
dalam lingkup global.
reaksi.
hipotesis. 4. Menunjukkan kemampuan
9
berpikir
Selama
siswa
praktikum
guru
.
memperhatikan kinerja siswa .
logis, kritis, kreatif, dan
masalah.
inovatif
untuk
melihat
dan
bertanya sejauh mana yang telah
Siswa
mencatat
.
Saling menghargai.
0.
siswa kerjakan. (penegasan) pengamatan
dalam
pengambilan keputusan.
Sesekali guru mendekati tiap-tiap kelompok
Merumuskan
Berpikir
kritis dan kreatif.
5. Berkomunikasi lisan dan tulisan secara efektif dan santun.
praktikum didalam tabel yang dibuat 1.
sendiri oleh siswa.
Siswa menjawab LKS
Siswa
membuat
n kesimpulan
garpik.
membuat
adanya
perbedaan pendapat dan berempati
terhadap
orang lain.
praktikum.
Kemampua 6. Menghargai
Setelah praktikum guru dan siswa bersama-sama
membahas
hasil
7. Menjaga kesehatan dan
praktikum. Tetapi sebelum memulai
keamanan
diskusi guru mempersilahkan siswa
kebugaran jasmani, serta
untuk membereskan terlebih dahulu
kebersihan lingkungan.
tempat
dan
alat-alat
bekas
praktikum. (pengelolaan kelas).
10
diri,
Kegiatan
Guru
menanyakan
Akhir
perbedaan antara reaksi eksoterem
membuat
tulisan secara efektif dan
(Penutup)
dan
kesimpulan
santun
reaksi
bagaimana
kembali
endoterm hubunganya
sistem dan lingkungan
10 menit
1. Kemampuan
serta dengan
2. Disiplin
dan juga
3. Kemampuan
perubahan entalpi.
Guru
menugaskan
siswa
untuk
2. Menghargai
adanya
perbedaan pendapat dan
berkomunikasi
berempati
lisan dan tulisan
orang lain.
terhadap
. Saling
membaca materi selanjutnya yaitu macam-macam perubahan entalpi
menghargai
yang akan dipelajari pada pertemuan
. Berpikir kritis dan kreatif
selanjutnya.
1. Berkomunikasi lisan dan
Guru menutup pelajaran.
Kegiatan Pembelajaran Pertemuan ke-2 Tahap Kegiatan
Kegiatan
Guru mengucapkan salam.
Awal
Guru memeriksa kehadiran siswa.
(Apersepsi)
Alokasi
Kegiatan Pembelajaran
Guru
menanyakan
SKL
Waktu
10 menit
kembali
Life Skill
1. Kemampuan mengingat.
materi
pembelajaran sebelumnya
2. Kemampuan
1. Apa bedanya sistem dan lingkungan?
berpikir
2. Ada yang masih ingat apa itu reaksi
kritis.
11
Indikator
eksoterm dan reaksi endoterm? 3. Sebutkan
contoh
reaksi
eksoterm
3. Kemampuan
dan
reaksi endoterm!
mendugaduga.
Guru menggali pengetahuan awal siswa. 1. Apakah semuanya sudah membaca materi yang akan dipelajari hari ini? 2. Coba ada yang bisa menyebutkan apa saja yang akan kita pelajari hari ini?
Kegiatan
Guru menyebutkan materi yang akan dibahas.
Guru memulai pembahasan materi macam-
Inti
1. Disiplin
macam entalpi.
65 menit 1.
an
Guru dan siswa berdiskusi mengenai macammacam entalpi dengan membahas soal secara
Menjelask
2. Berpikir
macam-
bersama-sama.
kritis dan
macam
1. Entalpi pembentukan CaCO 3 (s)
kreatif
perubahan entalpi.
∆Hf˚ = -1207 kJ Bagaimana persamaan termokimianya ?
3. Kemampuan
2. Diketahui reaksi sebagai berikut :
berkomunik
H 2O (l) H 2 (g) + ½ O2 (g)
asi lisan dan
∆Hd˚ = +286 kJ
tulisan
Apa makna dari reaksi tersebut? 3.Diketahui persamaan termokimia reaksi pembakaran
asetilen
C 2 H 2(g)
4. Kemampuan
sebagai
12
berikut :
menyimak.
2C 2 H 2(g) + 5O2 (g) 4CO2 (g) + 2H 2O (l)
∆Hc˚ = -2599,1 kJ Tentukan
peubahan
entalpi
pembakaran
stdanar C 2 H 2(g)?
Kegiatan
Akhir (Penutup)
Guru dan siswa bersama-sama menyimpulan
1. Disiplin 2. Kemampuan
mengenai materi yang dibahas.
15 menit
Guru menugaskan siswa untuk membaca materi
berkomunik
selanjutnya
asi lisan dan
mengenai
perubahan
entalpi
pembentukan standar.
Guru memberikan tugas rumah kepada siswa.
Guru menutup pelajaran
tulisan 3. Saling menghargai 4. Berpikir kritis dan kreatif 5. Kemampuan membuat kesimpulan
13
VIII. Sumber Belajar
Sumber belajar, alat dan media yang digunakan antara lain : 1. Media Power Point 2. Buku paket SMA : Judul
: Kimia Untukn SMA Kelas XI
Pengarang
: Unggul Sudarmo
Penerbit
: Erlangga (2005)
3. LKS 4. LP 1 : Produk 5. LP 2 : Proses dan Psikomotor 6. LP 3 : Karakter 7. LP 4 : Keterampilan Sosial 8. Silabus
IX. Penilaian
1.Teknik Penilaian : 1) Tes tertulis 2) Lembar Kerja Siswa 2.Bentuk instrumen penilaian : Pilihan ganda
X. Daftar Pustaka
Sudarmo, Unggul.(2005). Kimia Untukn SMA Kelas XI .Penerbit: Erlangga Permana, Irvan.(2009). Memahami Kimia SMA/MA untuk Kelas XI, Semester 1 dan 2 Program Ilmu Pengetahuan Alam. Penerbit : Depatemen Pendidikan
nasional Purba, Michael. (2006). Kimia Untuk SMA Kelas XI . Jakarta: Erlangga. _______.(2009).Percobaan Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm. Tersedia Online : http://war27.blogspot.com/2009/11/percobaan-reaksi-eksoterm-danendoterm.html. [Akses tanggal 15 Maret 2011].
14
Foto Siswa
Nama : ……………………………………. Kelas : ……………………………………. Kelompok : ………………………………..
15
LKS : Reaksi Eksoterm dan reaksi Endoterm
A. Tujuan : Membedakan reaksi yang melepaskan kalor (eksoterm) dengan reaksi yang
menerima kalor (endoterm) melalui percobaan.
B. Alat dan Bahan
a. Alat 1. Tabung reaksi 2. Rak tabung reaksi 3. Termometer 4. Gabus tabung reaksi 5. Pipet 6. Penjepit tabung reaksi 7. Spatula 8. Pemanas spirtus 9. Korek api b. Bahan 1. Larutan asam klorida (HCl) 2 M 2. Magnesium (Mg) 3. Barium hidroksida oktahidrat (Ba(OH) 2 . 8H2O) 4. Amonium Klorida (NH4Cl) 5. Serbuk Belerang (S) 6. Serbuk Besi (Fe) 7. Tembaga (II) Carbonat (CuCO 3)
C. Cara Kerja
a. Masukkan kurang lebih 30 tetes larutan asam klorida (HCl) 2 M ke dalam sebuah tabung reaksi, kemudian tambahkan potongan pita magnesium sepanjang 2,4 cm. Amati perubahan yang terjadi dan ukur perubahan suhu reaksi. b. Masukkan kristal barium hidroksida (Ba(OH) 2.8H2O) sebanyak 2 spatula ke dalam tabung reaksi. Tambahkan kristal Amonium Klorida (NH 4Cl) sebanyak 2 spatula. Aduk campuran itu kemudian tutuplah dengan gabus. Pegang tabung itu dan rasakan suhunya.
16
Biarkan sebentar, buka tabung dan cium bau gas yang timbul, catat pengamatan tersebut. c. Campurkan serbuk belerang dan serbuk besi dalam satu spatula. Panaskan spatula sampai campuran berpijar. Hentikan pemanasan, amati apa yang terjadi dan catat hasil pengamatannya. d. Ambil satu spatula sampai bubuk tembaga (II) karbonat (CuCO 3). Panaskan tabung itu sampai mulai terjadi perubahan pada bubuk tembaga (II) karbonat tersebut. Hentikan pemanasan, amati apa yang terjadi dan catat hasil pengamatannya. D. Tabel Pengamatan
Tuliskan data pengamatan dalam bentuk tabel!
E. Pertanyaan
1) Gejala apakah yang menunjukkan telah terjadi reaksi kimia pada percobaan 1, 2, 3, dan 4? 2) Jika reaksi dibiarkan beberapa jam, apa yang anda harapkan terjadi dengan suhu campuran pada (1) dan (2)? 3) Bagaimanakah harga entalpi zat-zat hasil reaksi (1), (2), (3), dan (4) jika diukur pada suhu dan tekanan yang sama? 4) Tuliskan persamaan reaksi dari keempat percobaan tersebut! 5) Gambarlah diagram tingkat energi untuk reaksi eksoterm dan endoterm! 6) Buat kesimpulan dari percobaan yang telah dilakukan.
17
LP 1 : PRODUK 1. Pernyataan yang benar tentang reaksi endoterm adalah….. a. Entalpi awal lebih besar daripada entalpi akhir dan ∆H> 0 b. Entalpi awal lebih kecil daripada entalpi akhir dan ∆H> 0 c. Entalpi awal lebih besar daripada entalpi akhir dan ∆H< 0 d. Entalpi awal lebih kecil daripada entalpi akhir dan ∆H< 0 e. Entalpi awal sama dengan entalpi akhir dan ∆H= 0
2. Dibawah ini manakah yang menunjukan perpindahan energi dari lingkungan ke sistem… a.
d.
b.
e.
c.
18
3. Pernyataan yang tepat tentang kalor pembentukan standar adalah…… a. Kalor yang dilepaskan atau diserap apabila 1 mol senyawa terurai menjadi unsurunsurnya pada kondisi standar b. Kalor yang dilepaskan atau diserap pada pembakaran 1 mol senyawa dalam kondisi standar c. Kalor yang dilepaskan atau diserap apabila 1 mol senyawa dalam bentuknya yang paling stabil terurai menjadi unsur-unsurnya d. Kalor yang dilepaskan atau diserap apabila 1 mol senyawa dibentuk dari unsurunsurnya yang paling stabil, pada kondisi standar e. Kalor yang dilepaskan apabila 1 mol senyawa terurai menjadi unsur-unsurnya
4. Jika diketahui : C(s) + 2S(s)
CS2(s)
∆H = 82,35 kJ
S(s) + O2(g) SO2(g)
∆H = – 297,62 kJ
C(s) + O2(g) CO2(g)
∆H = – 408,80 kJ
Maka perubahan entalpi pembakaran gas karbon disulfida menurut reaksi …. CS2(s) + 3 O2(g) CO2(g) + 2SO2(g) a. +1086,39 kJ b. – 921,69 kJ c. – 1086,39 kJ d. – 1004,04 kJ e. . +92,169 kJ
19
Pertanyaan Guru Kegiatan pembelajaran pertemuan ke-1
1. Gambar apakah ini? 2. Apa yang kita rasakan saat memakan es krim? 3. Apa yang kita rasakan ketika berada dekat api unggun? 4. Mengapa bisa demikian?
Jawaban : Terlampir Kegiatan pembelajaran pertemuan ke-2
1. Apa bedanya sistem dan lingkungan? 2. Ada yang masih ingat apa itu reaksi eksoterm dan reaksi endoterm? 3. Sebutkan contoh reaksi eksoterm dan reaksi endoterm! 4. Apakah semuanya sudah membaca materi yang akan dipelajari hari ini? 5. Coba ada yang bisa menyebutkan apa saja yang akan kita pelajari hari ini? 6. Entalpi pembentukan CaCO 3 (s) ∆Hf˚ = -1207 kJ Bagaimana persamaan termokimianya ? 7. Diketahui reaksi sebagai berikut : H2O (l) H2 (g) + ½ O 2 (g) ∆Hd˚ = +286 kJ Apa makna dari reaksi tersebut? 8. Diketahui persamaan termokimia reaksi pembakaran asetilen C 2H2(g) sebagai berikut : 2C2H2(g) + 5O2 (g) 4CO2 (g) + 2H2O (l) ∆Hc˚ = -2599,1 kJ Tentukan peubahan entalpi pembakaran standar C 2H2(g)?
Jawaban : Terlampir
20
LP 2 : PROSES DAN PSIKOMOTOR Format Penilaian Proses dan Kinerja Psikomotor
No
Rincian Penilaian
Skor
1
Melaksanakan kegiatan praktikum
10
2
Menggunakan alat dengan baik sesuai dengan
10
No Absen Siswa 1
2
fungsinya. 3
Menimbang zat yang akan digunakan dengan
5
tepat. 4
Membaca termometer dengan benar
15
5
Mencatat hasil eksperimen
5
6
Mengkomunikasikan data dalam bentuk tabel
25
7
Menganalisis data
10
8
Membuat kesimpulan
20
Total skor
100
Ciamis, Juni 2011 Guru Mata Pelajaran Kimia
Fera Silfiani A.
21
…
LP 3 : KARAKTER Format Pengamatan Perilaku Berkarakter
Siswa
:
Kelas
:
Tanggal
:
Petunjuk Penilaian:
Untuk setiap perilaku berkarakter berikut ini, pemberian penilaian atas perilaku berkarakter siswa menggunakan skala liker dengan opsi:
Opsi
No
1
Skor
A = Sangat Baik
4
B = Baik
3
C = Kurang Baik
2
D = Tidak Baik
1
Rincian Penilaian
Jujur
(menuliskan
A
data
B
C
D
Keterangan
sesuai
pengamatan) 2
Bertanggungjawab
terhadap
tugas
pribadi dan tugas kelompok 3
Bersikap
hati-hati
dalam
bekerja
(disiplin) 4
Teliti dalam mengamati dan mencatat hasil percobaan
Ciamis, Juni 2011 Guru Mata Pelajaran Kimia
Fera Silfiani A.
22
LP 4: KETERAMPILAN SOSIAL Format Pengamatan Keterampilan Sosial
Siswa
:
Kelas
:
Tanggal
:
Petunjuk Penilaian:
Untuk setiap keterampilan sosial berikut ini, pemberian penilaian atas keterampilan sosial siswa menggunakan skala likert dengan opsi:
Opsi
No
1 2 3 4
Skor
A = Sangat Baik
4
B = Baik
3
C = Kurang Baik
2
D = Tidak Baik
1
Rincian Penilain
A
B
C
D
Keterangan
Bertanya dengan santun Menyumbang ide atau pendapat Menjadi pendengar yang baik Mempresentasikan data dan kesimpulan percobaan
Ciamis, Juni 2011 Guru Mata Pelajaran Kimia
Fera Silfiani A.
23
Lampiran A. Materi Bahan Ajar 1. Hukum Kekekalan Energi
“ Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan. Energi hanya dapat diubah bentuknya dari satu jenis ke jenis lain.”
2. Sistem dan Lingkungan
Sistem adalah segala sesuatu yang menjadi pusat perhatian yang kita pelajari perubahan energinya. Sedangkan yang disebut lingkungan adalah segala sesuatu di luar sistem. Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan, sistem dibedakan menjadi tiga macam, yaitu: d. Sitem Terbuka, suatu sistem yang memungkinkan terjadinya pertukaran kalor dan zat (materi) antara lingkungan dan sistem. e. Sistem Tertutup, suatu sistem yang memungkinkan terjadinya pertukaran kalor antara sistem dan lingkungannya, tetapi tidak terjadi pertukaran materi. f.
Sistem Terisolasi (tersekat), suatu sistem yang tidak memungkinkan terjadinya pertukaran kalor dan materi antara sistem dan lingkungan.
Gambar 1.A. Sistem Tesekat B. Sistem Tertutup C. Sistem Terbuka
24
3. Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm
Reaksi eksoterm adalah reaksi yang menghasilkan kalor sedangkan reaksi endoterm adalah reaksi yang menyerap atau menerima kalor. Adapun contoh reaksi eksoterm : 1. Reaksi – reaksi pembakaran, seperti pembakaran kayu, pembakaran metana, dan pembakaran propana. 2. Reaksi antara karbit dan air untuk proses las. 3. Reaksi antara kapur (CaO) dan air untuk melapisi tembok. Reaksi ini menghasilkan Ca(OH)2 melalui persamaan reksi berikut: CaO(S) + H2O(l)
Ca(OH)2(aq) + panas
Sedangkan contoh reaksi endoterm antara lain: 1. Reaksi antara barium hidroksida (Ba(OH) 2) dan kristal amonium klorida (NH4Cl) dengan penambahan beberapa tetes air. Reaksi yang berlangsung sebagai berikut: 2. Ba(OH)2(aq) + 2NH4Cl(s) + H2O(l)
BaCl2(aq) + 2NH4OH(aq) + H2O(l)
3. Peristiwa pembekuan es. 4. Reaksi antara amonium tiosianat (NH 4SCN) dan barium hidroksida dekahidrat (Ba(OH)2.10H2O). Pada reaksi endoterm, terjadi perpindahan kalor dari lingkungan ke sistem sehingga suhu lingkungan turun dan menjadi lebih dingin. Reaksi endoterm menyerap sejumlah energi sehingga energi sistem bertambah, artinya entalpi produk ( H P) lebih besar daripada entalpi pereaksi ( H R). Akibatnya perubahan entalpi (∆ H ), yaitu selisih antara entalpi produk dengan entalpi pereaksi (H P – HR) bertanda positif . Reaksi endoterm: ∆ H = H P – H R > 0
(bertanda positif)
Pada rekasi eksoterm, terjadi perpindahan kalor dari sistem ke lingkungan sehingga lingkungan menjadi panas. Reaksi eksoterm akan membebaskan energi sehingga entalpi sistem berkurang, artinya entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi. Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda negatif .
Reaksi eksoterm: ∆ H = H P – H R < 0
(bertanda negatif)
25
Interaksi antara sistem dan lingkungan pada reaksi eksoterm dan endoterm ditunjukkan gambar 1 berikut.
Kalor
Kalor
sistem
Kalor
Kalor
Kalor
LINGKUNGAN
Kalor
sistem
Kalor
Kkalor
Gambar 2. Aliran kalor pada reaksi eksoterm dan endoterm
Perubahan entalpi pada reaksi eksoterm dan endoterm dinyatakan dengan diagram tingkat energi. Sebagaimana ditunjukkkan dalam gambar 2 berikut.
H
H
P
R
P
R
∆ H = H P – H R > 0 R
R
(a) Reaksi endoterm
∆ H = H P – H R < 0 P
P
(b) Reaksi eksoterm
Gambar 3. Diagram tingkat energi untuk reaksi endoterm dan eksoterm
4. Perubahan Entalpi Standar
Perunahan entalpi standar adalah perubahan entalpi reaksi yang diukur pada temperatur o
25 C (298 K) dan tekanan 1 atm disepakati sebagai perubahan entalpi standar, o
dinyatakan dengan simbol H
26
5. Macam-macam Entalpi Standar 1.
o
Perubahan entalpi pembentukan standar ( ∆Hf )
Adalah perubahan entalpi pada pembentukan 1 mol senyawa dari unsurunsurnya yang paling stabil, pada keadaan standar. Satuan perubahan entalpi pembentukan standar menurut Sistem Internasional (SI) adalah kJ/mol. Contoh:
Perubahan entalpi pembentukan standar dari gas karbondioksida (CO2) adalah – 393,5 kJ/mol. Persamaan termokimianya: nto
o
2. Perubahan entalpi penguraian standar ( ∆Hd )
Adalah perubahan entalpi pada penguraian 1 mol senyawa menjadi unsurunsurnya, pada keadaan standar. Contoh:
Perubahan entalpi penguraian H2O adalah +286 kJ/mol. Persamaan termokimianya: o H2O(l ) H2(g) + O2(g) ∆Hd = + 286 kJ/mol
o
3. Perubahan entalpi pembakaran standar ( ∆Hc )
Adalah perubahan enthalpi pada pembakaran sempurna 1 mol unsur atau senyawa pada keadaan standar. Pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen.28 Contoh:
Perubahan
entalpi
pembakaran
gas
CH4
adalah – 802
kJ/mol.
Persamaan
termokimianya: o
CH4(g) + O2(g) CO2(g) + 2H2O(g) ∆Hc = – 802 kJ/mol
4. Perubahan entalpi penetralan standar (∆Hn˚) Adalah perubahan entalpi per mol ketika suatu asam dan basa bereaksi membentuk air pada kondisi standar Contoh : + H (aq) + OH (aq) H2O (l) ∆Hn˚= -57,3 kJ
27
B. Kunci Jawaban LKS
Tabel pengamatan. No
Percobaan
Suhu
Suhu
∆T
Ke-
Awal
Akhir
(oC)
o
( C)
Gejala yang timbul
Eksoterm/Endoterm
o
( C)
1 2 3 4
1. Gejala yang menunjukkan telah terjadi reaksi kimia adalah : a. Percobaan 1. Pencampuran HCl dan pita Magnesium
Mengeluarkan banyak gelembung seperti mendidih.
Pita magnesium menjadi bersih / putih.
Pita magnesium melebur dan mulai habis.
Reaksi menimbulkan uap.
Menghasilkan panas (eksoterm).
b. Percobaan 2 Pencampuran Ba(OH) 2.8H2O dan NH 4Cl
Wujud campuran setelah terjadi reaksi adalah aquos (larutan)
Suhu campuran adalah dingin (endoterm)
Menghasilkan bau gas menyengat (busuk)
Warna menjadi sedikit kebiru-biruan
c. Percobaan 3 Pemanasan serbuk belerang (S) dan serbuk besi (Fe)
Ketika dipanaskan, reaksi berjalan -
Mengeluarkan gelembung
-
Mengeluarkan pijaran api berwarna biru
-
Warna berubah menjadi hitam
Ketika pemanasan dihentikan -
Pijaran masih bisa menyala selama beberapa detik kemudian berhenti.
d. Percobaan 4 Pemanasan CuCO 3
Ketika dipanaskan, reaksi berjalan, CuCO 3 berubah menjadi hitam.
Ketika pemanasan dihentikan, reaksi berhenti.
28
2. Jika hasil reaksi dibiarkan beberapa jam dan reaksi telah berakhir maka diharapkan suhu akan kembali ke keadaan normal. a. Reaksi disertai pelepasan atau pembebasan kalor, ketika reaksi selesai maka diharapkan suhu menurun menjadi normal. b. Reaksi disertai pengikatan kalor, ketika reaksi selesai diharapkan suhu naik menjadi normal. 3. a. Pencampuran HCl dan Mg … (1) Merupakan reaksi eksoterm ∆H = Hp – Hr < 0 Maka ∆H = - (negatif) b. Pencampuran Ba (OH) 2).8H2O dan NH4Cl … (2) Merupakan reaksi endoterm ∆H = Hp – Hr > 0 Maka ∆H = + (positif) c. Pemanasan S dan Fe …(3) Merupakan reaksi eksoterm ∆H = Hp – Hr < 0 ∆H = - (negatif) d. Pemanasan CuCO3 Merupakan reaksi endoterm ∆H = Hp – Hr > 0 Maka ∆H = + (positif)
4. Percobaan 1 : 2 HCl (l) + Mg(s) → MgCl2(aq) + H2(g) ∆H = Percobaan 2 : Ba(OH) 2 . 8 H2O(s) + 2NH4Cl(s) → Ba(OH)2(aq) + 2 NH4OH(aq) ∆H = + Percobaan 3 : Fe (s) + S(s) → FeS(s) ∆H = Percobaan 4 : CuCo 3(s) → CuO(s) + CO2(g) ∆H = +
5. Diagram tingkat energi untuk reaksi eksoterm dan endoterm:
H P
H P
R
∆ H = H P – H R > 0 R
R
(a) Reaksi endoterm
R
∆ H = H P – H R < 0 P
P
(b) Reaksi eksoterm
29
6. Kesimpulan dari percobaan:
Reaksi eksoterm adalah reaksi yang disertai pelepasan kalor ke lingkungan dan mempunyai harga perubahan entalpi negatif.
Reaksi endoterm adalah reaksi yang disertai perpindahan kalor dari lingkungan ke sistem dan mempunyai harga perubahan entalpi positif.
Reaksi (1) dan (3) termasuk reaksi eksoterm, sedangkan reaksi (2) dan (4) termasuk reaksi endoterm.
Pembahasan :
1)
Pencampuran HCl dan pita Magnesium menghasilkan panas. Reaksi kimia yang menghasilkan panas adalah reaksi eksoterm. Reaksi eksoterm mempunyai Hr < 0 2 HCl(l) + Mg(s) → MgCl2(aq) + H2(g) ∆H = -
2) Pencampuran Ba(OH)2 . 8 H2O dan NH4Cl. Pembauan gas, menghasilkan suhu dingin dan bau gas. Reaksi ini termasuk reaksi endoterm. Reaksi endoterm mempunyai Hr > Hp sehingga ∆H berharga positif. Maka persamaan termokimianya adalah Ba(OH)2 . 8 H2O(s) + 2NH4Cl(s) → Ba(OH)2(aq) + 2 NH4OH(aq) ∆H = + 3) Pemanasan serbuk belerang (S) dan serbuk besi (Fe) menghasilkan pijaran api tapi agar terjadi reaksi diperlukan pemanasan. Setelah beberapa saat, pemanasan dihentikan dan reaksi masih berjalan. Reaksi ini termasuk reaksi eksoterm, mempunyai Hr < 0 Fe(s) + S(s) → FeS(s) ∆H = 4) Pemanasan CuCO3 ketika pemanasan dihentikan maka reaksi ikut berhenti. Dengan kata lain reaksi ini memerlukan kalor. Reaksi in termasuk reaksi endoterm. Reaksi endoterm mempunyai Hr > Hp sehingga ∆H berharga positif. Persamaan termokimianya adalah CuCo3(s) → CuO(s) + CO2(g) ∆H = +
30
C. Kunci Jawaban LP1: PRODUK 1. d) Entalpi awal lebih kecil daripada entalpi akhir dan ∆H< 0 2. e)
3. d) kalor yang dilepaskan atau diserap apabila 1 mol senyawa dibentuk dari unsur-unsurnya yang paling stabil, pada kondisi standar. 4. c) – 1086,39 kJ
31
D. Kunci Jawaban Pertanyaan Guru Pertemuan ke-1
1. Es krim, orang membuat api unggun dan orang melapisi tembok. 2. Dingin 3. Hangat 4. Karena terjadi reaksi pelepasan dan penerimaan kalor Pertemuan ke-2
1. Sistem adalah segala sesuatu yang menjadi pusat perhatian yang kita pelajari perubahan energinya. Sedangkan lingkungan adalah segala sesuatu di luar sistem. 2. Reaksi eksoterm adalah reaksi yang menghasilkan kalor. Reaksi endoterm adalah reaksi yang menyerap atau menerima kalor. 3. Reaksi eksoterm : misalnya Reaksi antara karbit dan air untuk proses las. Reaksi endoterm : misalnya Peristiwa pembekuan es. 4. Ya 5. Macam-macam perubahan entalpi : o
Perubahan entalpi pembentukan standar (∆Hf )
Perubahan entalpi penguraian standar (∆Hd )
Perubahan entalpi pembakaran standar (∆Hc )
Perubahan entalpi penetralan standar (∆Hn˚)
o
o
6. Ca (s) + C (s) + O2 (g) CaCO3 (s) ∆Hf˚= -1207kJ 7. Peubahan entalpi penguraian H 2O (l) menjadi gas hidrogen dan gas oksigen dengan menyerap kalor sebesar 286 kJ/mol 8. Perubahan entalpi pembakaran C 2H2(g) adalah -1299,55 kJ.
32