Ketika mendengar istilah “energi kimia”, Anda mungkin akan mengingat kembali mata pelajaran saat di sekolah. Tetapi, walaupun sudah lama melupakan topik ini, sebenarnya salah satu jenis energi ini sebagian besar ada di kehidupan sehari-hari. Mulai dari makanan hingga pembangkit listrik untuk rumah.
Jadi, ingin tahu lebih lanjut? Tenang, artikel ini akan membahas secara mendalam dan membantu Anda dalam mengeksplorasi tentang energi ini, dari konsep hingga contoh-contoh konkret yang menggambarkan perannya dalam kehidupan.
Daftar ISI
Apa Itu Energi Kimia?
Energi merupakan salah satu konsep paling mendasar dalam ilmu pengetahuan murni. Dalam ilmu kimia, konsep tersebut memiliki banyak bentuk, salah satunya adalah energi kimia.
Singkatnya, energi kimia adalah daya atau tenaga yang tersimpan dalam ikatan senyawa kimia, yang mana energinya ada di dalam atom dan molekul. Dengan kata lain, energi kimia sebagai bentuk daya potensial yang tersimpan dalam ikatan kimia.
Jenis energi ini dapat Anda amati ketika reaksi kimiawi terjadi atau materi berubah bentuk melalui reaksi kimiawi. Ketika ikatan antar atom terbentuk atau rusak, reaksi kimia terjadi. Reaksi kimia adalah proses di mana satu atau banyak zat berubah menjadi satu atau banyak zat yang berbeda.
Dalam reaksi tersebut, atom-atom zat awal akan tersusun ulang. Pengaturan baru akan membentuk zat baru dengan sifat yang berbeda. Melalui proses tersebut, energi memainkan peran penting dalam reaksi kimiawi.
Saat energi lepas dari suatu bahan, zat tersebut berubah menjadi zat yang sama sekali baru. Perubahan kimiawi dalam jumlah energi mungkin bersifat eksotermik ketika energi dilepaskan atau endotermik di mana reaksi membutuhkan energi untuk berlangsung.
Sama seperti halnya semua bentuk transfer energi, reaksi kimia mempertahankan energi total (mengikuti hukum termodinamika pertama atau hukum kekekalan energi). Menurut sifat tersebut, energi hanya dapat berubah bentuk ketika ikatan baru terbentuk atau ikatan lama putus, tetapi energi total sistem selalu konstan.
Cara menghitung energi yang sedang kita bahas adalah dengan cara menghitung antara perbedaan energi antara produk dan reaktan. Pengukuran dapat menggunakan kalorimeter atau dihitung berdasarkan energi ikatan kimia.
Cara Kerja Energi Kimia
Untuk sebagian besar, energi ini adalah daya yang tersimpan dalam ikatan kimiawi. Dalam reaksi kimia, ketika ikatan kimia rusak dan yang baru terbentuk, maka produk berubah menjadi reaktan.
Ketika ikatan putus melepaskan lebih banyak energi daripada membentuk ikatan baru yang menyerap, maka reaksinya bersifat eksotermik atau panas terlepaskan. Tapi, kadang-kadang perlu lebih banyak energi untuk membentuk ikatan kimiawi untuk membuat produk daripada memutuskan ikatan dalam pelepasan reaktan.
Jenis reaksi ini menyerap panas atau energi lain dan bersifat endotermik. Sehingga, kedua reaksi antara eksotermik dan endotermik melibatkan energi kimia karena energi berubah menjadi bentuk lain oleh reaksi kimiawi.
Reaksi eksotermik sendiri terjadi karena reaksi kimia ini melepaskan daya dari sumbernya ke lingkungan sekitarnya. Sehingga menyebabkan sistem memanas dan mengalami kenaikan suhu. Contoh dari reaksi eksotermik yang paling umum adalah:
- Reaksi pembakaran: Proses pembakaran terjadi ketika bahan bakar terbakar.
- Reaksi oksidasi: Ketika suatu zat bereaksi dengan oksigen sehingga menghasilkan oksida. Contohnya bahan bakar seperti batu bara di pembangkit listrik menggabungkan karbon yang tersimpan dengan oksigen untuk melepaskan karbon dioksida.
- Reaksi netralisasi terjadi antara zat yang bersifat asam dan basa menghasilkan air dan garam.
Kebalikannya, reaksi endotermik terjadi karena reaksi kimiawi menyerap energi dari sekitarnya, sehingga membuat sistem lingkungan menjadi dingin. Contoh penerapan reaksi endotermik adalah fotosintesis. Tanaman menyerap energi panas matahari dan mengubahnya menjadi glukosa dan zat lainnya.
Jenis-jenis Reaksi Kimia
Ada berbagai jenis reaksi kimia yang dapat membentuk suatu energi kimia. Jenis reaksi kimia dapat terbagi menjadi enam jenis, yaitu:
- Reaksi sintesis, terjadi ketika dua zat sederhana bergabung bersama untuk menciptakan materi yang kompleks.
- Reaksi pembakaran yang mana oksigen bergabung dengan bahan lain, sehingga dapat berubah menjadi air dan karbon dioksida untuk melepaskan panas.
- Proses perpindahan tunggal terjadi selama reaksi kimia ketika beberapa atom dari satu zat berpindah ke zat lain.
- Reaksi perpindahan ganda merujuk pada proses atom dari pertukaran zat tertentu berinteraksi dengan atom dalam zat lain.
- Dekomposisi terjadi ketika reaksi kimia menghasilkan pemecahan zat kompleks menjadi zat yang lebih sederhana.
- Reaksi asam-basa sangat mirip dengan reaksi kimia penggantian ganda.
Penerapan Energi Kimia dalam Kehidupan Sehari-hari
Pada dasarnya, senyawa apa pun mengandung energi yang dapat dilepaskan ketika ikatan kimianya putus. Setiap zat yang berguna sebagai bahan bakar mengandung energi jenis ini. Contoh materi yang mengandung energi ini meliputi:
1. Batu Bara
Sumber energi yang paling dasar adalah batu bara. Batu bara terbentuk ketika panas dan tekanan yang berlebihan di bawah permukaan bumi bekerja pada batuan selama jutaan tahun. Batu bara dibakar untuk mendapatkan energi di mana reaksi pembakaran mengubah energi menjadi energi cahaya dan panas.
2. Kayu
Kayu adalah sumber energi yang mudah Anda dapatkan di alam. Sejak zaman kuno, kayu telah berguna untuk bahan pembakaran karena dapat mengeluarkan panas dan energi. Reaksi pembakaran mengubah energi kimia menjadi energi cahaya, energi panas, dan energi radiasi karena bahan asli berubah bentuk menjadi abu.
3. Minyak Bumi
Minyak bumi adalah sumber daya alam yang kaya akan energi kimiawi yang tersimpan dalam bentuk hidrokarbon. Sumber daya alam ini dapat terbakar untuk melepaskan cahaya dan panas atau berubah menjadi bentuk lain, seperti bensin.
4. Baterai Kimia
Seperti yang ada tahu, baterai merupakan perangkat penyimpanan energi yang banyak digunakan dalam berbagai aplikasi. Seperti perangkat elektronik, kendaraan listrik, peralatan rumah tangga, dan masih banyak lagi.
Nah, penerapan energi kimia dalam baterai melibatkan konversi energi kimiawi menjadi energi listrik melalui reaksi-reaksi kimiawi yang terjadi di dalam sel baterai. Arus listrik yang dihasilkan dapat berguna untuk menyediakan daya untuk perangkat elektronik atau sistem yang membutuhkan listrik.
5. Biomassa
Penerapan energi ini dalam biomassa melibatkan konversi energi dari reaksi pembakaran menjadi bentuk energi yang dapat dimanfaatkan, seperti cahaya, panas, listrik, dan bahan bakar. Proses ini melibatkan reaksi kimia dan proses biokimia yang memecah senyawa organik menjadi produk yang lebih sederhana.
6. Gas Alam
Gas alam adalah campuran gas yang umumnya terdiri dari metana (CH4). Namun, gas alam juga dapat mengandung berbagai hidrokarbon ringan lainnya, seperti etana, propana, dan butana, serta beberapa komponen non-hidrokarbon seperti nitrogen, karbon dioksida, dan belerang.
Penerapan energi kimia dalam gas alam melibatkan ekstraksi, pengolahan, dan pemanfaatan gas alam sebagai sumber energi cahaya dan panas. Penerapannya memiliki keuntungan dalam hal efisiensi, emisi rendah, dan ketersediaan yang relatif lebih besar daripada beberapa sumber energi fosil lainnya.
7. Makanan
Kalori terkandung dalam makanan yang Anda makan, dan setelah mengalami proses pencernaan, energi dilepaskan sebagai hasilnya. Energi ini, setelah memproses makanan, mengalami transformasi kimiawi menjadi bentuk energi lain yang bermanfaat bagi sel tubuh.
8. Propana
Singkatnya, propana adalah salah satu jenis hidrokarbon dalam bentuk gas yang dapat bermanfaat sebagai sumber energi. Penerapan energi kimiawi dalam propana melibatkan penggunaan propana sebagai bahan bakar dalam berbagai konteks.
Energi yang tersimpan dalam senyawa propana berubah menjadi energi panas, cahaya, atau mekanik yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan. Mulai dari untuk pemanas, memasak, bahan bakar kendaraan, LPG, dan lain-lain
9. Fotosintesis
Fotosintesis adalah proses tanaman mengubah energi cahaya atau matahari menjadi energi kimia untuk membuat makanan. Energi ini menghasilkan simpanan dalam bentuk glukosa gula.
10. Respirasi Sel
Respirasi sel adalah proses biokimia kompleks yang terjadi di dalam sel-sel organisme, di mana molekul makanan seperti glukosa terurai dan energinya dilepaskan dalam bentuk adenosin trifosfat (ATP).
Penerapan energi kimiawi dalam respirasi sel melibatkan proses konversi energi yang tersimpan dalam molekul glukosa menjadi bentuk energi yang dapat sel gunakan untuk melakukan berbagai fungsi penting.
11. Memasak
Ketika melakukan proses memasak, Anda pasti akan menggunakan bahan bakar seperti gas atau listrik untuk menghasilkan panas. Dalam konteks ini, gas alam dan energi berperan sebagai bahan reaktan.
Sebagai hasil dari proses ini, terbentuk senyawa-senyawa seperti benzena dan metana. Panas muncul sebagai hasil tambahan dari reaksi pembakaran ini.
12. Pembangkit Listrik
Ketika pembangkit listrik membakar bahan bakar fosil, energi kimia berguna untuk menghasilkan energi mekanik (atau energi kinetik), yang kemudian menciptakan energi listrik yang Anda gunakan setiap hari. Daya listrik ini kemudian sebagai pergerakan elektron melalui sirkuit.
Sudah Paham dengan Energi Kimia yang Membantu Kehidupan?
Dalam kesimpulan, energi kimia memiliki peran sentral dalam berbagai aspek kehidupan kita. Meskipun telah memberikan manfaat besar, penting bagi kita untuk terus berinovasi dan menjelajahi sumber energi alternatif yang lebih berkelanjutan demi melindungi lingkungan dan memenuhi kebutuhan energi generasi mendatang.
Pengembangan bahan bakar alternatif dan pemanfaatan sumber energi terbarukan seperti matahari, angin, dan air dapat menciptakan masa depan yang lebih berkelanjutan dan seimbang dalam pemanfaatan energi kimiawi. Yuk, jaga keberlangsungan proses kimiawi yang ada di alam!
