Pearson Edexcel · International GCSE · Chemistry · Topik 3
Tiga pertanyaan menentukan apakah suatu reaksi berguna: apakah ia memanaskan atau mendinginkan, seberapa cepat, dan apakah selesai? Kimia fisika menjawabnya — kalorimetri dan Q = mcΔT, teori tumbukan dengan empat faktornya, serta kesetimbangan dinamis yang dicapai reaksi reversibel dalam wadah tertutup.
Edexcel International GCSE Kimia 4CH1, Bagian 3 (pernyataan 3.1–3.22C) singkat tetapi banyak perhitungan. Pernyataan berakhiran C adalah khusus Kimia saja.
| English | Bahasa Indonesia |
|---|---|
| exothermic/eɡzəˈðɜːmɪk/ | eksotermik |
| endothermic/ˌendəʊˈθɜːmɪk/ | reaksi endoterm |
| calorimetry/ˌkælɔːˈrɪmətri/ | kalorimetri |
| catalyst/ˈkætəlɪst/ | katalisator |
| collision theory/kəˈlɪʒn ˈθɪəri/ | teori tumbukan |
| activation energy/ˌæktɪˈveɪʃn ˈenədʒi/ | Energi aktivasi |
| reversible reaction/rɪˈvɜːsɪbl rɪˈækʃn/ | Reaksi reversibel |
| dynamic equilibrium/daɪˈnæmɪk ˌiːkwɪˈlɪbrɪəm/ | kesetimbangan dinamis |
Reaksi eksoterm melepaskan panas (pembakaran, netralisasi, sebagian besar penggantian) — campuran memanas, ΔH negatif. Reaksi endoterm menyerap panas (dekomposisi termal, beberapa pelarutan) — campuran mendingin. Kalorimetri sederhana: ukur perubahan suhu dari massa tertentu (gelas polistiren untuk larutan; pembakar spirit di bawah gelas bejana air untuk pembakaran).
Cek terjawab. 50 g air naik 24 °C dalam percobaan pembakar spirit: $Q = 50 \times 4.2 \times 24 = 5040$ J. Jika 0.010 mol bahan bakar terbakar: $\Delta H = -5040/0.010 = -504\,000\ \mathrm{J\,mol^{-1}} = -504\ \mathrm{kJ\,mol^{-1}}$.
(C) Pemutusan ikatan bersifat endotermik; pembentukan ikatan bersifat eksotermik. ΔH = energi ikatan yang diputus − energi ikatan yang terbentuk. Contoh terpecahkan. H₂ + Cl₂ → 2HCl: diputus 436 + 242 = 678; terbentuk 2 × 431 = 862; ΔH = 678 − 862 = −184 kJ/mol (eksotermik).
$q_{solution}=mc\Delta T,\quad q_{reaction}=-q_{solution}$
Connect opposite heat changes in the solution and reaction, using the page’s worked quantities to turn a temperature change into an energy estimate.
Eksperimen mengikuti reaksi yang terlihat: volume gas (batu kapur + asam), penurunan massa pada neraca, atau hilangnya tanda silang (natrium tiosulfat + asam). Empat faktor: luas permukaan zat padat, konsentrasi (atau tekanan gas), suhu, dan katalisator.
Teori tumbukan menjelaskannya semua: reaksi memerlukan tumbukan dengan setidaknya energi aktivasi. Bubuk memberikan permukaan terbuka lebih luas → lebih banyak tumbukan per detik; konsentrasi atau tekanan lebih tinggi memadatkan partikel → tumbukan lebih sering; suhu lebih tinggi membuat partikel bergerak lebih cepat → tumbukan baik lebih sering maupun lebih energik — dari ketiga faktor ini, hanya tuas yang menaikkan fraksi tumbukan dengan setidaknya energi aktivasi. Katalis menyediakan jalur alternatif dengan energi aktivasi lebih rendah → lebih banyak tumbukan berhasil — dan tetap tidak berubah secara kimia pada akhirnya; katalis tidak mengubah jumlah produk, hanya kecepatan kemunculannya.
Compare the worked 10 to 34 cm³ interval with a tangent; increasing model speed keeps the final volume fixed.
Reaksi reversibel (⇌) berjalan dua arah: tembaga(II) sulfat hidrat ⇌ garam anhidrat + air (panas mendorongnya maju, air membalikkannya); amonium klorida ⇌ amonia + hidrogen klorida saat dipanaskan. (C) Dalam wadah tertutup mencapai kesetimbangan dinamis: laju maju dan mundur sama, dan semua konsentrasi tetap konstan — kedua reaksi masih berlangsung.
(C) Suhu naik → kesetimbangan bergeser ke arah endotermik; tekanan naik → bergeser menuju sisi dengan mol gas lebih sedikit; katalisator mempercepat kedua arah secara setara dan meninggalkan posisi tanpa perubahan.
$A\rightleftharpoons B$
In this closed A ⇌ B model, a catalyst changes how quickly equilibrium is reached, not its final composition.
Jawaban: 1 eksotermik (pembakaran), endotermik (dekomposisi termal), eksotermik (netralisasi); 2 $Q = 100 \times 4.2 \times 8.0 = 3360$ J diserap — air mendingin, jadi pelarutan adalah endotermik; 3 (C) memutus positif (endotermik), membentuk negatif (eksotermik); 4 diputus: 2(436) + 498 = 1370; terbentuk: 4(463) = 1852; ΔH = 1370 − 1852 = −482 kJ/mol (per 2 mol H₂O); 5 bubuk mengekspos jauh lebih banyak permukaan, sehingga lebih banyak tumbukan asam per detik; 6 suhu — partikel bergerak lebih cepat menumbuk lebih sering DAN lebih banyak tumbukan melebihi energi aktivasi; 7 zat yang meningkatkan laju tetapi tidak berubah secara kimia pada akhirnya; 8 (C) laju maju dan mundur sama; konsentrasi semua zat konstan; 9 (C) bergeser ke kanan — 4 mol gas di sebelah kiri, 2 di sebelah kanan, sehingga tekanan lebih tinggi menguntungkan sisi dengan mol lebih sedikit.
Jawaban dilanjutkan: 10 (C) menurunkan energi aktivasi reaksi maju dan mundur secara setara, mempercepat keduanya tanpa mengubah keseimbangan.
Memuat mata pelajaran…