- Reaksi eksotermik melepaskan energi — lingkungan menjadi hangat; reaksi endotermik menyerap energi — mereka mendingin.
- Profil reaksi menunjukkan energi aktivasi dan perubahan keseluruhan; (HT) energi ikatan memberikan gambaran serupa.
- Sel kimia dan sel bahan bakar (kimia saja) mengubah energi reaksi menjadi listrik.
Perubahan energi
AQA · GCSE · Chemistry · Topik 5
5.1
Perubahan energi: reaksi yang memanas dan reaksi yang mendingin
Kosa kata
Latih
| English | Bahasa Indonesia |
|---|---|
| exothermic/eɡzəˈðɜːmɪk/ | eksoterm |
| endothermic/ˌendəʊˈθɜːmɪk/ | endoterm |
| activation energy/ˌæktɪˈveɪʃn ˈenədʒi/ | energi aktivasi |
| reaction profile/rɪˈækʃn ˈprəʊfaɪl/ | profil reaksi |
| fuel cell/ˈfjuːəl sel/ | sel bahan bakar |
| rechargeable/rɪˈtʃɑːdʒəbl/ | dapat diisi ulang |
| bond energy/bɒnd ˈenədʒi/ | energi ikatan |
5.1
Reaksi eksotermik dan endotermik (4.5.1)
Silabus
Reaksi eksotermik dan endotermik (Pernyataan AQA 8462 4.5.1.1-4.5.1.3).
- Definisikan eksotermik dan endotermik berdasarkan perubahan suhu, beserta contoh dan penggunaannya.
- Gambar dan tafsirkan profil reaksi dengan energi aktivasi dan perubahan energi total.
- (HT) Hitung perubahan energi total dari energi ikatan dan jelaskan perbedaan antara kedua jenis reaksi tersebut.
Sumber: Silabus Cambridge International
Energi kekal: energi yang ditransfer ke lingkungan berasal dari simpanan produk. Reaksi eksotermik mentransfer energi keluar — suhu lingkungan naik (pembakaran, banyak oksidasi, netralisasi; kegunaan: penghangat tangan, kaleng pemanas diri). Reaksi endotermik menyerap energi masuk — suhu turun (dekomposisi termal, asam sitrat + natrium bikarbonat; kegunaan: bantal cedera olahraga). Tentukan masing-masing berdasarkan perubahan suhu lingkungan; perhitungan ΔH tidak diperlukan.
Profil reaksi: reaksi memerlukan partikel bertumbuk dengan setidaknya energi aktivasi. Gambar dan baca diagram tingkat energi — energi relatif reaktan dan produk, panah energi aktivasi dari level reaktan, perubahan energi keseluruhan, garis lengkung di antaranya. Eksotermik: produk di bawah reaktan; endotermik: produk di atas.
(HT) Energi ikatan: energi disuplai untuk memutus ikatan reaktan dan dilepaskan ketika ikatan produk terbentuk:
- eksotermik — pembentukan melepaskan lebih banyak daripada biaya pemutusan;
- endotermik — biaya pemutusan lebih besar daripada pelepasan pembentukan.
Perubahan keseluruhan = Σ(energi ikatan terputus) − Σ(energi ikatan terbentuk). Katalisator menurunkan energi aktivasi — ia tidak mengubah perubahan energi keseluruhan.
RP4: selidiki variabel yang mempengaruhi perubahan suhu dalam larutan bereaksi (mis. volume/konsentrasi) — rencanakan variabel, ukur ΔT, buat grafik, drawa.
5.2
Sel kimia dan sel bahan bakar — kimia saja (4.5.2)
Silabus
Sel kimia dan sel bahan bakar, kimia saja (Pernyataan AQA 8462 4.5.2).
- Jelaskan bagaimana sel menghasilkan listrik dan apa yang mempengaruhi tegangannya.
- Bandingkan sel tidak dapat diisi ulang dan sel dapat diisi ulang.
- Jelaskan sel bahan bakar hidrogen dan (HT) setengah persamaan elektroda mereka, serta evaluasi terhadap sel dapat diisi ulang.
Sumber: Silabus Cambridge International
Sel mengandung bahan kimia yang bereaksi menghasilkan listrik. Tegangan bergantung pada jenis elektroda dan elektrolit; sel sederhana terdiri dari dua logam berbeda dalam elektrolit — logam yang lebih reaktif menghasilkan tegangan lebih tinggi (melepaskan elektron lebih mudah). Baterai = sel yang disusun seri untuk tegangan lebih besar.
Sel tidak dapat diisi ulang (alkali) berhenti ketika salah satu pereaksi habis; sel dapat diisi ulang membalikkan reaksinya ketika arus eksternal dialirkan.
Sel bahan bakar: bahan bakar (misalnya hidrogen) + oksigen disuplai secara terus-menerus; bahan bakar teroksidasi secara elektrokimia menghasilkan beda potensial. Reaksi keseluruhan: hidrogen → air. Bandingkan dengan baterai isi ulang: tidak ada polutan di titik penggunaan, pengisian bahan bakar berkelanjutan; namun penyimpanan hidrogen, produksi, dan biaya menjadi pertimbangan. (HT) persamaan setengah reaksi untuk sel bahan bakar hidrogen:
- elektroda negatif: 2 H₂ → 4 H⁺ + 4e⁻ (atau 2 H₂ + 4 OH⁻ → 4 H₂O + 4e⁻)
- elektroda positif: O₂ + 4 H⁺ + 4e⁻ → 2 H₂O (atau O₂ + 2 H₂O + 4e⁻ → 4 OH⁻)
5.2
Daftar periksa sebelum menganggap topik ini selesai
- Definisikan eksoterm/endoterm berdasarkan perubahan suhu, dengan dua contoh dan dua kegunaannya masing-masing.
- Gambar kedua profil reaksi dengan energi aktivasi dan perubahan total yang diberi label.
- (HT) Jumlah energi ikatan dari kedua sisi; efek katalis pada profil reaksi.
- (Chem) Faktor tegangan sel; isi ulang vs tidak dapat diisi ulang; persamaan sel bahan bakar dan evaluasinya.