Kuliah10

KIMIA DAN TENAGA
Teks: Bab 6 (Hlm 202-240) dan Bab 18 (Hlm 724-755)

TENAGA - Keupayaan untuk melakukan kerja/perubahan

Kerja, W = Daya (F) × Jarak (d)

Dalam kimia Kerja W - Perubahan tenaga yang terarah hasil daripada sesuatu proses.

Tenaga dan Kerja mempunyai unit yang sama, dalam SI, joule (J)

Ada pelbagai bentuk tenaga

Tenaga Kinetik - Tenaga yang bersekutu dengan objek yang bergerak, iaitu yang mempunyai halaju.

Tenaga Radiasi - Tenaga solar, tenaga yang berasal daripada pancaran cahaya matahari. Tenaga ini memanaskan atmosfera dan permukaan bumi dan menyebabkan pelbagai aktiviti berlaku.

Tenaga Terma - Tenaga yang bersekutu dengan pergerakan rawak zarah-zarah dalam sesuatu sistem.

Tenaga Kimia - Tenaga yang tersimpan di dalam bahan kimia.

Tenaga Keupayaan - Tenaga yang bersekutu dengan kedudukan sesuatu objek, misalnya ketinggian.

Semua bentuk tenaga boleh saling bertukar bentuk. Penukar bentuk tenaga adalah mesin (semula jadi atau buatan). Semasa tenaga bertukar bentuk, magnitudnya kekal, tidak bertambah, atau berkurang.

Hukum Keabadian Tenaga - Menyatakan bahawa tenaga tidak boleh dicipta maupun dimusnahkan, ia cuma berubah bentuk.

PERUBAHAN TENAGA DALAM TINDAK BALAS KIMIA

Semua tindak balas kimia mengalami perubahan tenaga. Hasil tindak balas dan bahan tindak balas mempunyai tenaga yang berbeza. Hampir semua perubahan tenaga yang berlaku dalam tindak balas kimia berupa HABA. Haba adalah satu bentuk tenaga terma.

Haba adalah pemindahan tenaga terma daripada dua jasad yang mempunyai suhu yang berlainan.

Termokimia - Kajian tentang perubahan haba semasa tindak balas kimia.

SISTEM

Sistem - Mana-mana bahagian/objek, gabungan objek TERTENTU yang menjadi tumpuan kajian atau pemerhatian. Aset bagi mana-mana sistem adalah JIRIM (diwakili dengan JISIM) dan TENAGA.

Persekitaran - Bahagian yang selebih sistem tersebut.

Sistem Terbuka - Sistem yang berkebolehan mengalami pertukaran jisim dan tenaga dengan persekitaran.

Sistem Tertutup - Sistem yang berkebolehan mengalami pertukaran tenaga, tetapi tidak jisim, dengan persekitaran.

Sistem Terasing - Sistem yang sama sekali tidak boleh mengalami pertukaran jisim dan tenaga dengan persekitaran.

Sistem terasing sangat sukar untuk diadakan. Dalam kehidupan kita sehari-hari, kita berhadapan kebanyaknnya dengan sistem terbuka, dan sistem tertutup sahaja.

SIFAT SISTEM

Setiap sistem dicirikan dengan pelbagai sifat (properties): komposisi, suhu, isipadu, tenaga, ketumpatan, tekanan, dll. Terdapat pertalian kuantitatif (persamaan) yang mengaitkan beberapa sifat dengan sifat-sifat lain. Misalnya, tekanan P dan isipadu gas V berkaitan dengan amaunnya (n mol) dan suhu T dengan pertalian kuantitatif, PV = nRT.

Sifat Intensif - Sifat yang tidak berkadaran kepada (bebas daripada) JISIM. Contoh: ketumpatan, kepekatan, komposisi dan suhu.

Sifat Ekstensif - Sifat yang berkadar terus kepada jisim. Semakin besar jisim, semakin besar magnitud sifat berkenaan. Contoh: isipadu, berat, dan haba tindak balas.

FUNGSI KEADAAN

Sistem berkeadaan (state) tertentu apabila setiap sifatnya bermagnitud (tertakrif) tertentu. Misalnya 2 mol hidrogen pada 25°C dan tekanan 1 atm, adalah pada satu keadaan. Apabila salah satu sifatnya berubah, misalnya suhunya berubah kepada 40°C, maka gas hidrogen tersebut telah berubah keadaannya - Telah berlaku perubahan keadaan bagi sistem berkenaan. Tindak balas kimia adalah satu contoh perubahan keadaan. Perubahan fasa, misalnya daripada pepejal kepada cecair (peleburan) adalah satu contoh perubahan keadaan. Pencairan ais adalah satu contoh spesifik perubahan keadaan bagi satu jirim spesifik, iaitu air.

SIFAT KEADAAN atau FUNGSI KEADAAN (State Properties or State Functions)

Sifat sistem yang magnitudnya bergantung kepada keadaan sesuatu sistem sahaja, tidak bergantung kepada bagaimana perubahan keadaan tersebut dilakukan kepada sistem itu. Suhu T adalah satu contoh sifat keadaan. Contohnya, sekuantiti air dengan keadaan bersuhu 25°C diubah kepada keadaan bersuhu 50°C. Kualiti magnitud suhu tersebut (misalnya daripada magnitud haba) adalah sama, tak kira air itu dipanaskan dengan menggunakan gas (misalkan memakan masa 20 minit) atau dengan menggunakan elemen pemanas elektrik (misalkan memakan masa 10 minit).

TINDAK BALAS

SEMUA tindak balas melibatkan perubahan tenaga.

Sesetengah tindak balas membebaskan haba ke persekitaran - Tindak balas EKSOTERMIK.

Setengah tindak balas menyerap tenaga daripada persekitaran - Tindak balas ENDOTERMIK.

TERMOKIMIA

Ada pelbagai entalpi - Entalpi pelarutan, Entalpi pembakaran, Entalpi pelarutan, Entalpi pencairan, Entalpi pembentukan.

Entalpi - Satu bentuk tenaga terma yang disukat pada TEKANAN TETAP.

Entalpi Piawai - Entalpi yang disukat pada tekanan tetap 1 atm (pada suhu 25°C)

Persamaan Termokimia:

ΔH bertanda negatif bagi tindak balas eksotermik.

ENTALPI PEMBENTUKAN

Perubahan haba yang berlaku apabila 1 mol bahan terbentuk daripada unsur-unsurnya pada tekanan tetap. Pada tekanan tetap 1 atm, entalpi ini disebut ENTALPI PEMBENTUKAN PIAWAI,

Haba pembentukan piawaiboleh digunakan secara langsung untuk menentukan haba tindak balas (T/B). Misalnya bagi tindak balas (pada 25°C),

Lihat Jadual Haba Pembentukan piawai beberapa sebatian pada hlm 216 buku teks.

HUKUM HESS

Apabila bahan tindak balas berubah kepada hasil tindak balas, haba tindak balas adalah bebas daripada bilangan langkah yang diambil untuk berubah sedemikian.

Contoh:

boleh didapatkan melalui hukum Hess daripada tiga tindak balas berikut, yang masing-masing haba tindak balasnya diketahui.

(a) + (b) - (c) akan menghasilkan:

_______________________________________________________________________

Tutoran

Buat latihan dalam buku teks Hlm 232
6.5-6.12
6.23-6.48

________________________________________________________________________