Termokimia

Termokimia

Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panas/termal nya saja. Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan. Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik. Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan. Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak. Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme, makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi.

Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan. Mari kita periksa terjadinya hal ini dan bagaimana kita mengetahui adanya perubahan energi.

Peristiwa termokimia

Misalkan kita akan melakukan reaksi kimia dalam suatu tempat tertutup sehingga tak ada panas yang dapat keluar atau masuk kedalam campuran reaksi tersebut. Atau reaksi dilakukan sedemikian rupa sehingga energi total tetap sama. Juga misalkan energi potensial dari hasil reaksi lebih rendah dari energi potensial pereaksi sehingga waktu reaksi terjadi ada penurunan energi potensial. Tetapi energi ini tak dapat hilang begitu saja karena energi total (kinetik dan potensial) harus tetap konstan. Sebab itu, bila energi potensialnya turun, maka energi kinetiknya harus naik berarti energi potensial berubah menjadi energi kinetik. Penambahan jumlah energi kinetik akan menyebabkan harga rata-rata energi kinetik dari molekulmolekul naik, yang kita lihat sebagai kenaikan temperatur dari campuran reaksi. Campuran reaksi menjadi panas.
Kebanyakan reaksi kimia tidaklah tertutup dari dunia luar. Bila campuran reaksi menjadi panas seperti digambarkan dibawah, panas dapat mengalir ke sekelilingnya. Setiap perubahan yang dapat melepaskan energi ke sekelilingnya seperti ini disebut perubahan eksoterm. Perhatikan bahwa bila terjadi reaksi eksoterm, temperatur dari campuran reaksi akan naik dan energi potensial dari zat-zat kimia yang bersangkutan akan turun.
Kadang-kadang perubahan kimia terjadi dimana ada kenaikan energi potensial dari zat-zat bersangkutan. Bila hal ini terjadi, maka energi kinetiknya akan turun sehingga temperaturnya juga turun. Bila sistem tidak tertutup di sekelilingnya, panas dapat mengalir ke campuran reaksi dan perubahannya disebut perubahan endoterm. Perhatikan bahwa bila terjadi suatu reaksi endoterm, temperatur dari campuran reaksi akan turun dan energi potensial dari zat-zat yang ikut dalam reaksi akan naik.

Pengukuran Energi Dalam Reaksi Kimia

Satuan internasional standar untuk energi yaitu Joule (J) diturunkan dari energi kinetik. Satu joule = 1 kgm ² /s ² . Setara dengan jumlah energi yang dipunyai suatu benda dengan massa 2 kg dan kecepatan 1 m/detik (bila dalam satuan Inggris, benda dengan massa 4,4 lb dan kecepatan 197 ft/menit atau 2,2 mile/jam).
1 J = 1 kg m ² /s ²
Satuan energi yang lebih kecil yang dipakai dalam fisika disebut erg yang harganya = 1×10 ^-7 J. Dalam mengacu pada energi yang terlibat dalam reaksi antara pereaksi dengan ukuran molekul biasanya digantikan satuan yang lebih besar yaitu kilojoule (kJ). Satu kilojoule = 1000 joule (1 kJ = 1000J).
Semua bentuk energi dapat diubah keseluruhannya ke panas dan bila seorang ahli kimia mengukur energi, biasanya dalam bentuk kalor. Cara yang biasa digunakan untuk menyatakan panas disebut kalori (singkatan kal). Definisinya berasal dari pengaruh panas pada suhu benda. Mula-mula kalori didefinisikan sebagai jumlah panas yang diperlukan untuk menaikkan temperatur 1 gram air dengan suhu asal 15 ⁰ C sebesar 1 ⁰ C. Kilokalori (kkal) seperti juga kilojoule merupakan satuan yang lebih sesuai untuk menyatakan perubahan energi dalam reaksi kimia. Satuan kilokalori juga digunakan untuk menyatakan energi yang terdapat dalam makanan.
Dengan diterimanya SI, sekarang juga joule (atau kilojoule) lebih disukai dan kalori didefinisi ulang dalam satuan SI. Sekarang kalori dan kilokalori didefinisikan secara eksak sebagai berikut :
1 kal = 4,184 J

Semut dan Senyawa Kimianya

Senyawa kimia dan keunikan semut

Sekilas semut merupakan makhluk kecil yang tidak memberikan apa-apa manfaat dalam kehidupan manusia.Namun, makhluk kecil ini mendapat perhatian khusus dalam agama Islam sehingga di dalam kitab suci Al Quran sendiri ada suatu surat khusus yang dinamakan semut yaitu Surah al-Naml.Kehidupan semut juga agak unik. Bayangkan bagaimana ribuan ekor semut di dalam koloni mereka dapat mengenali satu sama lain.Pernahkah kita memperhatikan pergerakan semut sewaktu ia berjalan dan bertemu semut lain.Semut-semut seakan-akan bercium atau bersentuhan satu sama lain. Seolah-olah mereka kenal satu dengan yang lain di dalam sebuah kelompok semut yang berjumlah puluhan ribu pada suatu waktu.Anggota kimia dan biologi telah bergabung untuk merungkai misteri dan rahasia dibalik keunikan serangga jenis semut ini yang tidak dipecahkan sejak berabad-abad lamanya.
Ilmuwan kimia dan biologi berusaha untuk menemukan sejenis senyawa kimia yang tersimpan di dalam jasad semut yang memungkinkan mereka berinteraksi, kehidupan mereka yang tersusun, teratur, tekun dan juga disiplin dalam menjalankan kehidupan sebagai seekor semur di alam ini.
Ilmuwan di Eropa dan Finlandia telah menyimpulkan awal bahwa sejenis semut yang dikenal sebagai Formica exsecta memiliki senyawa kimia campuran alkena dan komposisi setiap senyawa kimia jenis alkena tersebut adalah unik dan berbeda antara satu dengan yang lain.Kajian awal tentang perilaku semut yang dilakukan menunjukkanbahawa, perubahan kecil yang dilakukan ke atas komposisi senyawa kimia yang dimiliki ooleh semut akan memberikan reaksi dan pendapat berbeda untuk setiap semut tersebut.Menurut Stephen Martin dari Universitas Sheffield Inggris, mekanisme komunikasi dan interaksi antara beberapa koloni semut Kategori atau spesies yang berbeda adalah satu fenomena unik yang mencoba dikaji oleh ilmuwan.Grup peneliti yang dipimpin beliau memulai penelitian dengan melihat perilaku semut-semut dari satu koloni yang sama dengan meletakkan telur-telur mereka di dalam sarang koloni semut yang lain.Mereka ingin mempelajari mengapa situasi tersebut terjadi.Selain itu, satu lagi fenomena yang mencoba untuk dipahami oleh ilmuwan adalah tentang bagaimana semut-semut ini mampu mengenali ribuan semut lain di dalam sarang dan koloni mereka, namun akan mulai bertindak agresif dan menyerang kelompok semut yang datang dari koloni lain.Hipotesis awal menunjukkan senyawa kimia yang ada pada semut ini mempengaruhi setiap tindak tanduk semut.Semut yang dipilih untuk penelitian iniialah jenis Formica execta yang merupakan spesies terbaik untuk mempelajari komposisi kimia yang dimiliki oleh koloni semut untuk memecahkan rahasia komunikasi serangga ini menurut Profesor Stephen Martin.Spesisi F.execta menghasilkan senyawa campuran kimia alkana dan alkena, dan untuk mengetahui rahasia ini semut adalah serangga yang paling baik untuk tujuan tersebut.Seorang lagi ilmuwan kimia dari Universitas Keele, Inggris yaitu Profesor Falko Drijfthout menggunakan Gas Chromatography Mass Spectrometry untuk mempelajari profil alkena yang dihasilkan dari setiap koloni semut.Dalam penelitian beliau, Drijthouft menemukan dalam satu koloni, profil alkena hampir sama dengan semua semut yang lain yang menunjukkan bahwa mereka menggunakan hanya alkena dan bukan alkana untuk melihat koloni musuh yang mencoba menyusup masuk dalam koloni mereka.Salah satu metode eksperimen yang dilakukan adalah dengan mencelup semut yang diambil dari satu koloni ke dalam bahan kimia heksana yaitu sejenis pelarut universal untuk memecahkan komposisi bau berbasis alkena yang ada pada badan semut tersebut.Setelah dineutralkan menggunakan heksana, semut tadi kemudian direndam pula ke dalam alkena dan diletakkan kembali ke dalam koloninya yang sama.Dari pengamatan peneliti, semut tadi kemudian terus diserang oleh semut-semut lain meskipun ia datang dari kelompok atau koloni yang sama.Eksperimen lain dilakukan dengan menggunakan alkena-alkena tipe berbeda untuk koloni semut yang sama dan keputusanjelas menunjukkan senyawa kimia alkena yang berbeda akan membuat kelompok semut ini tidak dapat mengenali anggota koloni mereka sesama sendiri.Menurut Martin, penemuan awal, penelitian ini adalah sangat penting bagi kelompok ilmuwan dalam mempelajari biologi dan kimia koloni serangga yang telah mempelajari tentang keunikan kehidupan semut.Ia seolah-olah memberikan satu pertanda atau kode-kode tertentu ke semut dalam berkomunikasi dan interaksi sesama mereka.Penemuan senyawa kimia jenis alkena di dalam semut mungkin dapat diaplikasikan dalam penciptaan teknologi terbaru sistem pengenalan yang semakin hari semakin kompleks.Teknologi sistem pengenalan manusia seperti menjadi semakin penting bila saban hari kita dikejutkan dengan berita-berita kejahatan yang gagal terdeteksi dengan teknologi yang ada.Kemungkinan penelitian Profesor Stephen Martin dan Falko Drijftout pada komposisi kimia di dalam serangga semut dapat dimanfaatkan untuk tujuan tersebut. Banyak kemungkinan yang bisa terjadi dalam dunia sains dan penelitian.Penulis adalah Pegawai Ilmu di Institut Rekayasa Mikro dan Nanoelektronik (IMEN) Universiti Kebangsaan Malaysia.

Struktur Atom Kimia

PARTIKEL MATERI

Bagian terkecil dari materi disebut partikel.