Perubahan eksotermik (exothermic) membebaskan tenaga ke persekitaran, jadi persekitaran menjadi lebih panas. Perubahan endotermik (endothermic) menyerap tenaga daripada persekitaran, jadi persekitaran menjadi lebih sejuk. Topik ini muncul dalam hampir setiap kertas IGCSE Kimia, selalunya sebagai tafsiran satu baris bagi bacaan suhu.
Ini pelajaran pertama dalam tenaga dan ikatan. Setiap idea seterusnya, daripada profil tenaga hingga tenaga ikatan, dibina atasnya.
Bagaimana anda membuat keputusan?
Mulakan dengan persekitaran, bukan bahan kimia. Termometer mengukur larutan atau udara di sekeliling zarah yang bertindak balas, jadi ia menunjukkan ke mana tenaga itu pergi.
- Suhu persekitaran meningkat: tenaga keluar daripada bahan kimia. Perubahan itu eksotermik.
- Suhu persekitaran menurun: tenaga masuk ke dalam bahan kimia. Perubahan itu endotermik.
Idea yang sama memberi tanda ΔH, iaitu perubahan tenaga tindak balas, biasanya dalam kJ/mol. Eksotermik bermaksud ΔH negatif kerana bahan kimia akhirnya mempunyai kurang tenaga. Endotermik bermaksud ΔH positif kerana ia mempunyai lebih tenaga.
Contoh yang patut anda kenali
Eksotermik: pembakaran bahan api, respirasi dan peneutralan asid oleh alkali. Endotermik: penguraian terma kalsium karbonat dan fotosintesis (tenaga cahaya diserap).
Melarutkan sesetengah garam juga menyejukkan air, sebab itu soalan boleh menunjukkan penurunan suhu tanpa “tindak balas” yang jelas. Sebarang kerja amali mestilah mengikut arahan guru dan peraturan keselamatan sekolah anda. Halaman ini hanya membincangkan idea sebagai penaakulan.
Contoh berlangkah
Data di bawah direka untuk latihan. Dua tindak balas rekaan, X dan Y, dijalankan masing-masing dalam 50 cm³ air.
| Tindak balas | Suhu awal (°C) | Suhu tertinggi atau terendah (°C) |
|---|---|---|
| X | 21.0 | 28.5 |
| Y | 24.0 | 19.5 |
Langkah 1, cari perubahan bagi X: 28.5 − 21.0 = 7.5. Suhu naik 7.5 °C.
Langkah 2, tafsir X: persekitaran menjadi lebih panas, jadi tenaga dibebaskan. X eksotermik dan ΔH negatif.
Langkah 3, cari perubahan bagi Y: 19.5 − 24.0 = −4.5. Suhu turun 4.5 °C.
Langkah 4, tafsir Y: persekitaran menjadi lebih sejuk, jadi tenaga diserap. Y endotermik dan ΔH positif.
Semakan: kenaikan bermaksud tenaga keluar, penurunan bermaksud tenaga masuk. Kedua-dua tafsiran sepadan dengan termometer.
Kesilapan yang perlu diawasi
Kesilapan lazim ialah menukar arah antara bahan kimia dengan persekitaran.
Jawapan yang salah: “Suhu naik, jadi tindak balas menyerap haba, maka ia endotermik.”
Pelajar menganggap “campuran ada lebih haba, jadi ia menyerap haba”. Kepanasan itu ialah tenaga yang telah sampai ke persekitaran.
Pembetulannya ialah bertanya “ke mana tenaga itu pergi?” Kenaikan suhu persekitaran bermaksud tenaga telah meninggalkan bahan kimia. Tulis arah pemindahan dalam jawapan anda, contohnya “tenaga dibebaskan ke persekitaran, jadi ia eksotermik”.
Semak kendiri
1. Campuran tindak balas bergerak daripada 23.0 °C kepada 31.5 °C. Adakah ia eksotermik atau endotermik, dan berapakah perubahan suhunya?
Lihat jawapan
31.5 − 23.0 = 8.5, iaitu kenaikan 8.5 °C. Persekitaran menjadi panas, jadi tenaga dibebaskan. Eksotermik, dan ΔH negatif.
2. Satu tindak balas mempunyai ΔH = +92 kJ/mol. Huraikan pemindahan tenaga dan trend suhu persekitaran yang dijangka.
Lihat jawapan
ΔH positif bermaksud bahan kimia memperoleh tenaga, jadi tenaga diserap daripada persekitaran. Persekitaran menjadi sejuk. Tindak balas itu endotermik.
3. Seorang pelajar menulis “eksotermik bermaksud tenaga diambil masuk”. Betulkan dalam satu ayat.
Lihat jawapan
Eksotermik bermaksud tenaga dibebaskan ke persekitaran (dan endotermik bermaksud tenaga diambil masuk).
Ke mana selepas ini?
Apabila arah tenaga sudah menjadi mudah, teruskan ke mentafsir profil tenaga, kemudian uji keseluruhan modul dengan set latihan tenaga dan ikatan. Jika anda mahu mengekalkan kemahiran formula dan persamaan, guru mol dan nisbah persamaan menyokong kerja kuantiti yang digunakan dalam pelajaran seterusnya.
Sesetengah pelajar boleh menghafal takrifan tetapi masih menukarnya dalam soalan yang tidak biasa. Guru dalam tuisyen Kimia dalam talian satu dengan satu boleh mengenal pasti gambaran yang anda gunakan dan menggantikannya dengan yang lebih dipercayai.