konsep kimia yang berkaitan dengan kapasitas kalor

Persyaratan energi memainkan peranan penting dalam menentukan arah akan terjadinya suatu reaksi kimia. Kapasitas kalor gas pada kimia yang menangani hubungan kalor, kerja dan bentuk lain energi, dengan kesetimbangan dalam reaksi kimia dan perubahan keadaan. Dalam konsep kimia kapasitas kalor gas yang menangani pengukuran dan penafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia, perubahan keadaan dan pembentukan larutan.

Kedua konsep, kapasitas kalor gas dalam kimia dan fisika berupa perubahan energi yang dapat diperoleh dari reaksi-reaksi. Karena pengukuran dan perhitungan kalor reaksi kimia bersifat dasar untuk pemahaman kalor gas.

•  Hubungan energi dalam pada Reaksi Kimia

Energi dalam adalah energi total pada system zat-zat kimia. Energi dalam bergantung pada gerakan molekul, penataan, gaya tarik antar molekul, dan faktor-faktor lain semua itu adalah suatu fungsi keadaan. Sana halnya dengan entalpi H, harga mutlak energi dalam E, dari suatu keadaan tidak dapat ditentukan, namun perubahan energi dalam dapat ditentukan.

Perubahan kimia mencakup perubahan pada energi dalam produk relative terhadap pereaksi. Jika E₂ yaitu energi dalam sama denagn E₂ – E₁. suatu perubahan pada energi dalam suatu system dilaksanakan oleh transfer kalor ataupun dilakukannya kerja.

•  Hubungan Kapasitas kalor Gas dalam konsep Kimia

Perubahan kapasitas kalor pada volume kostan (C_v) dan tekanan konstan (C_p) lebih mudah diukur, meskipun proses yang dilakukan pada tekanan konstan (tekanan atmosfer) bagi proses reaksi kimia lebih penting daripada volume konstan. Sifat materi yang dapat dikur secara kuantitatif. Kerja dan pindah panas dapat diukur dan dihitung, namun kedua hal tersebut bukan properti. Tekanan sebagai fungsi volume spesifik dan suhu, atau p = p(v,T), dan seterusnya. Properti yang umum digunakan untuk menyatakan status suatu sistem sederhana (zat murni yang hanya terdiri atas satu komponen) adalah tekanan (p; satuan Pa), volume spesifik (v; satuan m3/kg), suhu (T; satuan K), energi dalam spesifik (u; satuan kJ/kg), entalpi spesifik (h; satuan kJ/kg), dan entropi spesifik (s; satuan kJ/kg). Untuk sistem yang terdiri atas lebih dari satu zat yang tidak saling bersenyawa, penentuan nilai properti tersebut dapat dilakukan jika komposisi masing-masing zat di dalam sistem diketahui. (Tambunan, 2007)

           Kapasitas panas (c) adalah ekstensif yang sering dinyatakan dalam per satuan massa sehingga disebut sebagai kapasitas panas jenis. Kapasitas panas jenis didefinisikan sebagai perubahan kandungan panas yang terjadi sebagai akibat perubahan suhu pada satu satuan massa zat tertentu. Kapasitas panas jenis dapat berupa kapasitas panas jenis pada volume tetap (cv) dan pada tekanan tetap (cp), sesuai dengan kondisi yang ditetapkan. cv dituliskan dalam persamaan:

Hubungan antara kapasitas panas jenis suatu gas ideal pada tekanan tetap dengan pada volume tetap dapat ditentukan jika u, h, dan pV dinyatakan sebagai fungsi T. Bentuk diferensial persamaan terhadap suhu ada Untuk gas ideal, berdasarkan percobaan joule diperoleh     C_p – C_{v =} nR

Perbandingan kapasitas panas pada tekanan tetap terhadap kapasitas panas pada volume tetap (cp/cv) sering sangat bermanfaat untuk analisis sistem pendinginan. Untuk gas ideal nilai rasio kapasitas panas tersebut adalah:Fasa suatu zat dapat diketahui berdasarkan dua sifat yang berbeda. Jika nilai salah satu properti berubah maka dikatakan zat tersebut mengalami proses. Sifat yang umum dipakai adalah tekanan, suhu, dan volume.

Kalor-kalor pembakaran senyawa oganik lazim dilakukan denagn menggunakan kalorimeter bom. Dalam alat ini, reaksi dilakukan dalam suatu sistem yang tertutup atau terisolasi dan proses terjadi pada voleme konstan. Perubahan kalor yang diukur sama denagn energi dalam

Perubahan kalor dalam suatu proses tekanan konstan sebagai perubahan entalpi, ∆H.

Kalor pembentukan atom gas, dalam kJ/ mol, pada 250
Atom	∆Hfo
H	218.0
N	472.6
O	249.2
F	78.5
CL	121.3
Br	111.9
I	106.8
B	571.1
C	716.7
S	277.4
Harga-harga dihitug dari data dalam handbook of chemistry and physics, R.C Weast,Weast, Ed,CRC Press Inc,1979

harga ∆H yang diingikan dihubungkan dengan ∆E, secara matematis :

∆H= ∆E + ∆_nRT

∆_n ialah jumlah mol produk-produk yang berbentuk gas minus jumlah mol pereaksi yang berbentuk gas, seperti dinyatakan pada persamaan berimbang untuk reaksi. Selisih antara ∆H dan ∆E kecil untuk kebanyakan reaksi pada temperature biasa. Hanya bila ∆_n atau T besar , selisih itu akan bermakna.

Penentuan Kalor reaksi dalam reaksi kimia menggunakan kalorimetri. Kalorimetri reaksi merujuk pada penentuan kalor reaksi apa saja selain reaksi pembakaran. Metoda ini digunakan denagn senyawa anorganik dan larutannya.

Dalam subuah kalorimetri jenis, reaksi berlangsung dalam bilik reaksi yang dibenamkan dalam air yang kuantitasnya diketahui dengan penimbangan, dalam suatu bejanayang erisolasi. Satu cara untuk mengawali reaksi dalam bilik tyang tertutup rapat ini adalah memanasi suatu kumparan kawat yang tidak bereaks, denagn mengalirkan kelistrikan. Jika reaksi itu diduga bersifat sanagnt eksoterm bilik dibuat dari baja agar tahan terhadap tekanan yang dihasilkan oleh gas-gas panas yang ada.

Banyaknya kalor yang dibebaskan ataupun diserap diperoleh denagn menaruh suatu kuantitas yang ditimbang dari pereaksi dalam wadah, membiarkan reaksi berlangsung.dari bobot bahan-bahan yang terlibat (air, hasil reaksi, dan kalorimeter), perubahan temperaturnya, kapasitas kalor gas, maka banyaknya perubahan kalor selama reaksi dapat dihitung.