Jika dalam reaksi kimia terjadi
perpindahan panas dari sistem ke lingkungan maka suhu lingkungan meningkat.
Jika suhu sistem turun maka dikatakan bahwa reaksi tersebut eksoterm. Reaksi endoterm adalah
kebalikan dari reaksi eksoterm.
Contoh:
Jika NaOH
dan HCl direaksikan dalam pelarut air, kemudian suhu larutan diukur maka
ketinggian raksa pada termometer akan naik yang menunjukkan suhu larutan
meningkat.
Apakah reaksi tersebut eksoterm atau endoterm?
Semua literatur menyatakan reaksi NaOH dan HCl melepaskan kalor (eksoterm).
Jika melepaskan kalor suhunya harus turun, tetapi faktanya naik. Bagaimana
menjelaskan fakta tersebut dihubungkan dengan hasil studi literatur?
NaOH dan HCl adalah sistem yang akan dipelajari
(fokus kajian). Selain kedua zat tersebut dikukuhkan sebagai lingkungan,
seperti pelarut, gelas kimia, batang termometer, dan udara sekitar. Ketika NaOH
dan HCl bereaksi, terbentuk NaCl dan H2O disertai pelepasan kalor. Kalor yang dilepaskan ini diserap oleh
lingkungan, akibatnya suhu lingkungan naik. Kenaikan suhu lingkungan
ditunjukkan oleh naiknya suhu larutan. Jadi, yang Anda ukur bukan suhu sistem
(NaOH dan HCl) melainkan suhu lingkungan (larutan NaCl sebagai hasil reaksi).
Zat NaOH dan HCl dalam larutan sudah habis bereaksi. Oleh karena reaksi NaOH
dan HCl melepaskan sejumlah kalor maka dikatakan reaksi tersebut eksoterm.
Dengan demikian, antara fakta dan studi literatur cocok.
Bagaimana hubungan antara reaksi eksoterm/endoterm
dan perubahan entalpi? Dalam reaksi kimia yang melepaskan kalor (eksoterm),
energi yang terkandung dalam zat-zat hasil reaksi lebih kecil dari zat-zat
pereaksi. Oleh karena itu, perubahan entalpi reaksi berharga negatif.
|
Pada
reaksi endoterm, perubahan entalpi reaksi akan berharga positif.
H= Hproduk – Hpereaksi > 0
1. Reaksi Eksoterm
Adalah reaksi yang pada saat berlangsung disertai
pelepasan panas atau kalor. Panas
reaksi ditulis dengan tanda negatif.
Contoh :N2 (g) + 3H2
(g)
2NH3 (g) - 26,78 Kkal
Contoh Reaksi Eksoterm
Kapur tohor (CaO) digunakan untuk
melabur rumah agar tampak putih bersih. Sebelum kapur dipakai, terlebih dahulu
dicampur dengan air dan terjadi reaksi yang disertai panas. Apakah reaksi ini
eksoterm atau endoterm? Bagaimana perubahan entalpinya?
Jawab:
Reaksi
yang terjadi:
CaO(s) + H2O( A) → Ca(OH)2 (s)
Oleh karena timbul panas, artinya
reaksi tersebut melepaskan kalor atau reaksinya eksoterm, ini berarti kalor
hasil reaksi lebih rendah dari pereaksi. Jika reaksi itu dilakukan pada tekanan
tetap (terbuka) maka kalor yang dilepaskan menyatakan perubahan entalpi ( H)
yang harganya negatif.
2. Reaksi Endoterm
Adalah reaksi yang pada saat berlangsung membutuhkan
panas. Panas reaksi ditulis dengan tanda positif
Contoh : 2NH3
N2 (g) + 3H2 (g) + 26,78 Kkal
Sepotong es dimasukkan ke dalam
botol plastik dan ditutup. Dalam jangka waktu tertentu es mencair, tetapi di
dinding botol sebelah luar ada tetesan air. Dari mana tetesan air itu?
Jawab:
Perubahan es menjadi cair memerlukan
energi dalam bentuk kalor. Persamaan kimianya:
H2O(s) + kalor →
H2O( A) Kalor yang diperlukan untuk
mencairkan es diserap dari lingkungan sekitar, yaitu botol dan udara. Ketika es
mencair, es menyerap panas dari botol sehingga suhu botol akan turun sampai
mendekati suhu es.
Oleh karena suhu botol bagian dalam
dan luar mendekati suhu es maka botol akan menyerap panas dari udara sekitar.
Akibatnya, uap air yang ada di udara sekitar suhunya juga turun sehingga
mendekati titik leleh dan menjadi cair yang kemudian menempel pada dinding
botol.
3. Pengukuran Tetapan
Kalorimeter
Kalorimeter adalah
alat untuk mengukur kalor. Kalorimeter ini terdiri atas bejana yang dilengkapi
dengan pengaduk dan termometer. Bejana diselimuti penyekat panas untuk mengurangi
radiasi panas, seperti pada termos. Kalorimeter sederhana dapat dibuat
menggunakan wadah Styrofoam. Untuk
mengukur kalor reaksi dalam kalorimeter, perlu diketahui terlebih dahulu kalor
yang dipertukarkan dengan kalorimeter sebab pada saat terjadi reaksi, sejumlah
kalor dipertukarkan antara sistem reaksi dan lingkungan (kalorimeter dan media
reaksi). Besarnya kalor yang diserap atau dilepaskan oleh kalorimeter dihitung
dengan persamaan:
Qkalorimeter
= Ck. T
dengan Ck adalah kapasitas kalor kalorimeter.
Menentukan
Kapasitas Kalor Kalorimeter
Ke dalam kalorimeter dituangkan 50 g
air dingin (25°C), kemudian ditambahkan 75g air panas (60°C) sehingga suhu
campuran menjadi 35°C. Jika suhu kalorimeter naik sebesar 7°, tentukan
kapasitas kalor kalorimeter? Diketahui kalor jenis air = 4,18 J g–1
°C–1.
Jawab:
Kalor yang dilepaskan air panas sama
dengan kalor yang diserap air dingin dan kalorimeter.
QAir
panas = QAir dingin + QKalorimeter
QAir panas = 75 g × 4,18
J g – 1 °C –1 × (35 – 60)°C = – 7.837,5 J
QAir dingin = 50 g × 4,18
J g – 1 °C –1 × (35 – 25)°C = + 2.090 J
Qkalorimeter = Ck × T
Oleh karena energi bersifat kekal maka
QAir
panas + QAir dingin + QKalorimeter = 0
–7.837,5 J + 2.090 J + (Ck . 7°C) = 0
Ck =(7.837,5 - 2.090 ) J=821
J °C−1 7°C
Jadi,
kapasitas kalor kalorimeter 821 J °C–1.
Dalam
reaksi eksoterm, kalor yang dilepaskan oleh sistem reaksi akan diserap oleh
lingkungan (kalorimeter dan media reaksi). Jumlah kalor yang diserap oleh
lingkungan dapat dihitung berdasarkan hukum kekekalan energi. Secara matematika
dirumuskan sebagai berikut.
Qreaksi +
Qlarutan + Qkalorimeter = 0
Menentukan
Kalor Reaksi
Dalam kalorimeter yang telah
dikalibrasi dan terbuka direaksikan 50g alkohol dan 3g logam natrium. Jika suhu
awal campuran 30°C dan setelah reaksi suhunya 75°C,
|
tentukan H . Diketahui kalor jenis larutan 3,65 J g–1
|
°C–1, kapasitas kalor
|
|
|
|
reaksi
|
|
|
kalorimeter 150 J °C–1, dan
suhu kalorimeter naik sebesar 10°C.
|
|
|
|
Jawab:
|
|
|
|
Kalor
yang terlibat dalam reaksi:
|
|
|
|
Qreaksi +
Qlarutan + Qkalorimeter = 0
|
|
|
|
Qreaksi
|
= –(Qlarutan + Qkalorimeter)
|
|
|
Qlarutan
|
= (mlarutan) (clarutan) ( +T)
|
|
|
|
= (53g) (3,65 J g–1 °C–1) (45°C)
|
|
|
|
= 8.705,25 J
|
|
|
Qkalorimeter
|
= (Ck) (
T)
|
|
|
|
= (150 J °C–1) (10°C) = 1.500 J
|
|
|
Qreaksi
|
= –(8.705,25 + 1.500) J = –10.205,25 J
|
|
Jadi, reaksi alkohol dan logam
natrium dilepaskan kalor sebesar 10.205 kJ. Oleh karena pada percobaan
dilakukan pada tekanan tetap maka
Qreaksi = Hreaksi
= –10.205 kJ.
4.
Perubahan Entalpi Standar ( H )
Harga perubahan entalpi ditentukan
oleh keadaan awal dan keadaan akhir sehingga perlu menetapkan kondisi pada saat
entalpi diukur karena harga entalpi bergantung pada keadaan. Para ahli kimia
telah menetapkan perubahan entalpi pada keadaan standar adalah kalor yang
diukur pada tekanan tetap 1 atm dan suhu 298K. Perubahan entalpi standar
dilambangkan dengan H°. Satuan entalpi menurut Sistem Internasional (SI) adalah
joule (disingkat J).
Perubahan entalpi standar untuk satu
mol zat dinamakan H° molar. Satuan untuk H° molar adalah J mol–1.
Jenis perubahan entalpi standar bergantung pada macam reaksi sehingga dikenal
perubahan entalpi pembentukan standar ( H°f ), perubahan entalpi penguraian
standar ( H°d ), dan perubahan entalpi pembakaran
standar ( H°c ).
a. Perubahan Entalpi
Pembentukan Standar
Perubahan entalpi pembentukan
standar ( H°f ) adalah kalor yang terlibat dalam
reaksi pembentukan satu mol senyawa dari unsur-unsurnya, diukur pada keadaan
standar. Contohnya, pembentukan satu mol air dari unsur-unsurnya.
|
1
|
|
|
|
|
|
|
H2(g)
+
|
|
O2(g)
→ H2O( A)
|
H°= –286 kJ mol–1
|
||
|
2
|
|||||
|
Berdasarkan
perjanjian, H° untuk unsur-unsur
stabil adalah 0 kJ mol–1.
|
|||||
|
Keadaan stabil untuk karbon adalah grafit ( H° C
|
grafit
|
= 0 kJ), keadaan
|
|||
|
|
|
|
f
|
|
|
stabil untuk gas diatom, seperti O2,
N2, H2, Cl2, dan lainnya sama dengan nol ( H°f O2, H2, N2, Cl2
= 0 kJ).
b. Perubahan Entalpi
Penguraian Standar
Reaksi penguraian merupakan
kebalikan dari reaksi pembentukan, yaitu penguraian senyawa menjadi
unsur-unsurnya. Harga perubahan entalpi penguraian standar suatu zat sama besar
dengan perubahan entalpi pembentukan standar, tetapi berlawanan tanda.

Contoh:
Pembentukan standar satu mol CO2 dari
unsur-unsurnya:
C(s) + O2(g) → CO2(g)
=
–393,5 kJ mol–1
|
Penguraian standar satu mol CO2(g) menjadi
unsur-unsurnya:
|
||
|
CO
|
(g) → C(s) + O (g)
|
= +393,5 kJ mol–1
|
|
2
|
2
|
|
dinyatakan ke dalam satu istilah,
yaitu perubahan entalpi reaksi( H°reaksi ) sebab semua perubahan tersebut
dapat digolongkan sebagai reaksi kimia.
2. Hukum Hess
Hukum Hess muncul berdasarkan fakta
bahwa banyak pembentukan senyawa dari unsur-unsurnya tidak dapat diukur
perubahan entalpinya secara laboratorium.

Contoh:
Reaksi pembentukan asam sulfat dari
unsur-unsurnya.
S(s) + H2(g) + 2O2(g) →
H2SO4(
)
Pembentukan asam sulfat dari
unsur-unsurnya tidak terjadi sehingga tidak dapat diukur perubahan entalpinya.
Oleh karena itu, ahli kimia berusaha
menemukan alternatif pemecahannya. Pada 1840, pakar kimia dari Swiss Germain H. Hess mampu menjawab
tantangan tersebut.
Berdasarkan hasil pengukuran dan
sifat-sifat entalpi, Hess menyatakan bahwa entalpi
hanya bergantung pada keadaan awal dan akhir reaksi maka perubahan entalpi tidak bergantung pada jalannya reaksi
(proses). Pernyataan ini dikenal dengan
hukum Hess. Dengan kata lain, perubahan entalpi reaksi hanya ditentukan oleh
kalor pereaksi dan kalor hasil reaksi.
Tinjau reaksi pembentukan CO2
Reaksi keseluruhan dapat ditulis dalam satu tahap reaksi dan perubahan entalpi
|
pembentukan
standarnya dinyatakan oleh
|
H°1. Persamaan termokimianya:
|
||||||||||||||||
|
|
|
C(s) +
|
O2(g) →
CO2(g)
|
H°1=
–394 kJ
|
|||||||||||||
|
|
Reaksi ini dapat dikembangkan menjadi 2 tahap reaksi
dengan
|
||||||||||||||||
|
perubahan
entalpi standar adalah H°2
dan H°3:
|
|
|
|
||||||||||||||
|
C(s) +
|
1
|
|
O
|
(g) → CO(g)
|
H° = –111 kJ
|
||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
2
|
|
|
|
|
|
|
2
|
|
|
2
|
|
|
|
||||
|
CO(g) +
|
1
|
|
O
(g) → CO (g)
|
H° = –283 kJ
|
|||||||||||||
|
2
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2
|
2
|
3
|
|
|
|
|||
|
Reaksi total: C(g)
+ O2(g) →
CO2(g)
|
H°2 +
|
H°3 = –394 kJ
|
|||||||||||||||
|
Pembentukan asam sulfat dapat
dilakukan melalui 4 tahap reaksi:
|
|||||||||||||||||
|
S(s) + O2(g) → SO2(g)
|
H°1 = –296,8
kJ
|
||||||||||||||||
|
|
SO (g) +
|
|
1
|
O
(g) → SO (g)
|
H° = –395,7 kJ
|
||||||||||||
|
2
|
|||||||||||||||||
|
2
|
|
|
|
|
|
2
|
3
|
2
|
|
|
|
||||||
|
|
H2(g) +
|
1
|
|
|
O2(g) → H2O( A)
|
H°3
= –285,8 kJ
|
|||||||||||
|
2
|
|
||||||||||||||||
|
|
SO3(g) +
|
|
|
|
H2O(
A)
→ H2SO4( A)
|
H°4 = +164,3
kJ
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
S(s) + 2O2(g) + H2(g) → H2SO4(
A)
|
H° =
|
–814,0 kJ
|
||||||||||||||
Contoh
Hukum Hess
Pembentukan gas NO2 dari
unsur-unsurnya dapat dilakukan dalam satu tahap atau dua tahap reaksi. Jika
diketahui:
|
|
1
|
N (g) +
|
1
|
O
|
|
(g) → NO(g)
|
H° = +90,4 kJ
|
|||
|
2
|
|
|
|
|||||||
|
2
|
2
|
2
|
|
|
||||||
|
NO(g) +
|
1
|
|
O
|
(g) → NO (g)
|
H° = +33,8 kJ
|
|||||
|
2
|
||||||||||
|
|
|
|
|
2
|
|
2
|
|
|||
Berapakah H° pembentukan
gas NO2?
Jawab:
Reaksi
pembentukan gas NO2 dari unsur-unsurnya:
|
1
|
N (g) + O (g) → NO
|
(g) H°
= ? kJ
|
|||
|
2
|
|||||
|
2
|
2
|
2
|
|
||
Menurut hukum Hess, H° hanya
bergantung pada keadaan awal dan akhir reaksi. Dengan demikian, H° pembentukan
gas NO2 dapat ditentukan dari dua tahap reaksi tesebut.
|
|
1
|
N (g) +
|
1
|
O
|
|
(g) → NO(g)
|
|
H° = +90,4 kJ
|
|||||
|
2
|
|
|
|
|
|||||||||
|
2
|
2
|
2
|
|
|
|
|
1
|
|
|||||
|
NO(g) +
|
1
|
|
O
|
(g) → NO (g)
|
|
H° = +33,8 kJ
|
|||||||
|
2
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
2
|
|
|
2
|
|
|
2
|
|
||
|
|
1
|
N (g) + O (g) → NO
|
(g)
|
H°
+
|
H°
|
|
= +124,2 kJ
|
||||||
|
2
|
2
|
||||||||||||
Hukum Hess dapat diterapkan untuk
menentukan perubahan entalpi reaksi zat-zat kimia, dengan catatan bahwa setiap
tahap reaksi diketahui perubahan entalpinya.
Contoh
Aplikasi
Hukum Hess
Asetilen (C2H2) tidak dapat diproduksi
langsung dari unsur-unsurnya:
2C(s) + H2(g) →
C2H2(g)
Hitung H° untuk reaksi
tersebut berdasarkan persamaan termokimia berikut.
|
(a)
|
C(s) + O
|
(g) → CO (g) H°
|
= –393,5 kJ mol–1
|
|||||
|
|
2
|
2
|
1
|
|
||||
|
(b)
|
H2(g)
+
|
1
|
O2(g) → H2O( A)
|
H°2= –285,8 kJ mol–1
|
||||
|
2
|
||||||||
|
(c)
|
C2H2(g) +
|
5
|
O2(g) → 2CO2(g) + H2O( A) H°3= –1.299,8 kJ mol–1
|
|||||
|
2
|
||||||||
Jawab:
Aturan
yang harus diperhatikan adalah
1.
Posisi
pereaksi dan hasil reaksi yang diketahui harus sama dengan posisi yang
ditanyakan. Jika tidak sama maka posisi yang diketahui harus diubah.
2.
Koefisien
reaksi (mol zat) yang diketahui harus sama dengan yang ditanyakan. Jika tidak
sama maka harus disamakan terlebih dahulu dengan cara dibagi atau dikalikan,
demikian juga dengan nilai entalpinya.
a.
Persamaan
(a) harus dikalikan 2 sebab reaksi pembentukan asetilen memerlukan 2 mol C.
b. Persamaan (b) tidak perlu diubah
sebab sudah sesuai dengan persamaan reaksi pembentukan asetilen ( 1 mol H2)
c.
Persamaan
(c) perlu dibalikkan arahnya, sebab C2H2 berada sebagai
pereaksi. Persamaan termokimianya menjadi:
|
2C(s) + 2O (g) → 2CO
|
2
|
(g)
|
|
|
|
H° = 2(–393,5) kJ mol–1
|
|||||||||
|
|
|
|
|
2
|
|
|
|
|
1
|
|
|
|
|||
|
H2(s) +
|
1
|
O2(g)
→
H2O( A)
|
|
|
|
H°2= –285,8 kJ mol–1
|
|||||||||
|
2
|
|
||||||||||||||
|
2CO2(g)
+ H2O( A)
→
2C2H2(g) +
|
5
|
O(g)
H°3= +1.299,8 kJ mol–1
|
|||||||||||||
|
2
|
|||||||||||||||
|
2C(s) + H
|
(g) → C
|
H
(g)
|
|
|
|
H° +
|
H° +
|
H° = + 227,0 kJ
mol–1
|
|||||||
|
2
|
2
|
|
2
|
|
|
|
1
|
2
|
3
|
|
|||||
|
Jadi, perubahan entalpi pembentukan
standar asetilen dari unsur-unsurnya adalah 227
|
|||||||||||||||
|
kJ mol–1. Persamaan termokimianya:
|
|
|
|
||||||||||||
|
2C(s) + H
|
(g) → C H (g)
|
H°
|
= 227,0 kJ mol–1.
|
|
|
|
|||||||||
3. Penentuan Ho Reaksi
dari Data +H f
Salah satu data perubahan entalpi yang penting adalah
perubahan
|
entalpi
pembentukan standar,
|
H°f . Dengan
memanfaatkan data
|
H°f ,
|
|
|
Anda dapat menghitung
H° reaksi-reaksi kimia.
|
H tidak bergantung
|
||
|
pada
jalannya reaksi, tetapi hanya ditentukan oleh
|
H pereaksi dan
|
H
|
|
|
hasil
reaksi. Oleh karena itu,
|
H° reaksi dapat
dihitung dari selisih
|
H°f
|
|
zat-zat yang bereaksi. Secara
matematika dirumuskan sebagai berikut:
H°reaksi =
∑ H°f
(produk) – ∑
H°f (pereaksi)
dengan ∑ menyatakan jumlah macam zat yang terlibat dalam reaksi.
Contoh
Menghitung Hreaksi dari data H°f
Gunakan data H°f
untuk menentukan H° reaksi amonia dan
oksigen berlebih. Persamaan reaksinya:
NH3(g)
+ O2(g) → NO2(g) + H2O(g)
Jawab:
1. Cari
data H°f masing-masing zat
2. Setarakan persamaan reaksi
|
3.
|
Kalikan harga H°f
|
dengan
koefisien reaksinya
|
|
|
4.
|
Tentukan H° reaksi
dengan rumus di atas
|
||
|
Data
|
|
H°f untuk masing-masing zat adalah
|
|
|
H°f
|
(NH3) = –46,1 kJ;
|
H°f (O2)
= 0 kJ;
|
|
|
H°f
|
(NO2) = –33,2 kJ;
|
H°f (H2O) = 214,8 kJ
|
|
|
Persamaan reaksi setara:
|
|
||
4NH3(g)
+ 7O2(g) →
4NO2(g) + 6H2O(g)
H°reaksi = ∑ H°(produk) – ∑ H°(pereaksi)
= (1.288,8 kJ + 132,8 kJ) – (–184 kJ +
0)
=
1.340 kJ
Jadi, pembakaran 4 mol amonia dilepaskan kalor sebesar 1.340
kJ
4. Penentuan H Reaksi dari Data
Energi Ikatan
Anda sudah tahu apa yang dimaksud
dengan ikatan? Kekuatan ikatan antara atom-atom dalam molekul dapat diketahui
dari energinya. Semakin besar energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan,
semakin kuat ikatan tersebut. Pada topik berikut, Anda akan mempelajari cara
menghitung energi ikatan dan hubungannya dengan perubahan entalpi.
a. Energi Ikatan
Rata-Rata
Pada molekul diatom, energi ikatan
disebut juga energi disosiasi, dilambangkan dengan D (dissociation). Energi ikatan didefinisikan sebagai jumlah energi yang diperlukan untuk
memutuskan ikatan 1 mol suatu molekul dalam wujud gas.
|
Contoh:
|
|
|
|
|
|
H
|
(g) →
2 H(g)
|
D
|
H–H
|
= 436 kJ mol–1
|
|
2
|
|
|
|
|
Pada molekul beratom banyak, energi
untuk memutuskan semua ikatan dalam molekul berwujud gas menjadi atom-atom
netral berwujud gas dinamakan energi atomisasi. Besarnya energi atomisasi sama
dengan jumlah semua energi ikatan dalam molekul.
Contoh:
Dalam metana, energi atomisasi
adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan semua ikatan antara atom C dan
H.
CH4(g) →
C(g) + 4H(g)
Dalam molekul beratom banyak, energi
yang diperlukan untuk memutuskan satu per satu ikatan tidak sama. Simak tabel
berikut.
Tabel
3.1 Energi
Ikatan Rata-Rata untuk Metana (kJ mol–1)
|
Tahap Pemutusan Ikatan pada CH4
|
Energi Disosiasi (kJ mol–1)
|
|
|
CH4(g) →CH3(g)
+ H(g)
|
DC–H
= 435
|
|
|
CH3(g) →CH2(g)
+ H(g)
|
DC–H
= 453
|
|
|
|
|
|
|
CH
|
(g) →CH(g) + H(g)
|
DC–H
= 425
|
|
2
|
|
|
|
CH(g) →C(g) + H(g)
|
DC–H
= 339
|
|
|
|
|
|
Sumber: Chemistry with
Inorganic Qualitative Analysis, 1989
Berdasarkan data pada Tabel 3.1, apakah yang dapat Anda
simpulkan? Kekuatan setiap ikatan C–H dalam metana tidak sama, padahal ikatan
yang diputuskan sama, yaitu ikatan antara karbon dan hidrogen. Mengapa?
Ikatan yang diputuskan berasal dari
molekul yang sama dan juga atom yang sama, tetapi karena lingkungan kimianya
tidak sama, besarnya energi yang diperlukan menjadi berbeda. Oleh karena ikatan
yang diputuskan dari atom-atom yang sama dan nilai energi ikatan tidak berbeda
jauh maka nilai energi ikatan dirata-ratakan sehingga disebut energi ikatan rata-rata. Berdasarkan
pertimbangan tersebut, energi disosiasi ikatan
rata-rata untuk C–H adalah 413 kJ mol–1. Nilai ini berlaku untuk
semua jenis ikatan C–H dalam molekul. Beberapa harga energi ikatan rata-rata
ditunjukkan pada Tabel 3.2 berikut.
Tabel 3.2 Energi Ikatan Rata-Rata (kJ mol–1)
|
Jenis
Ikatan
|
|
|
Atom-Atom
yang Berikatan
|
|
|
|||||
|
|
H
|
C
|
N
|
O
|
S
|
F
|
Cl
|
Br
|
I
|
|
|
|
|
|||||||||
|
Tunggal
|
H
|
432
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C
|
413
|
346
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N
|
386
|
305
|
167
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O
|
459
|
358
|
201
|
142
|
|
|
|
|
|
|
|
S
|
363
|
272
|
–
|
–
|
226
|
|
|
|
|
|
|
F
|
465
|
485
|
283
|
190
|
284
|
155
|
|
|
|
|
|
Cl
|
428
|
327
|
313
|
218
|
255
|
249
|
240
|
|
|
|
|
Br
|
362
|
285
|
–
|
201
|
217
|
249
|
216
|
190
|
|
|
|
I
|
295
|
213
|
–
|
201
|
–
|
278
|
208
|
175
|
149
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rangkap dua
|
C
|
|
602
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N
|
|
615
|
418
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O
|
|
799
|
607
|
494
|
532
|
|
|
|
|
|
|
S
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rangkap tiga
|
C
|
|
835
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N
|
|
887
|
942
|
|
|
|
|
|
|
Sumber: General Chemistry (Ebbing), 1990
b. Menggunakan Data
Energi Ikatan
Nilai energi ikatan rata-rata dapat
digunakan untuk menghitung perubahan entalpi suatu reaksi. Bagaimana caranya?
Menurut Dalton, reaksi kimia tiada lain berupa penataan ulang atom-atom.
Artinya, dalam reaksi kimia terjadi pemutusan ikatan (pada pereaksi) dan
pembentukan kembali ikatan (pada hasil reaksi).
Untuk memutuskan ikatan diperlukan
energi. Sebaliknya, untuk membentuk ikatan dilepaskan energi. Selisih energi
pemutusan dan pembentukan ikatan menyatakan perubahan entalpi reaksi tersebut,
yang dirumuskan sebagai berikut.
Hreaksi =∑D(pemutusan
ikatan) – ∑D(pembentukan ikatan)
Dengan ∑ menyatakan jumlah ikatan yang terlibat, D menyatakan energi
ikatan rata-rata per mol ikatan.
contoh
Menghitung H
dari Energi Ikatan Rata-Rata
Gunakan data energi ikatan rata-rata
pada Tabel 3.2 untuk menghitung H
reaksi pembentukan amonia dari unsur-unsurnya.
Jawab:
1.
Tuliskan persamaan reaksi dan
setarakan.
2.
Tentukan
ikatan apa yang putus pada pereaksi, dan hitung jumlah energi ikatan rata-rata
yang diperlukan.
3.
Tentukan
ikatan apa yang terbentuk pada hasil reaksi, dan hitung jumlah energi ikatan
rata-rata yang dilepaskan.
4.
Hitung selisih energi yang terlibat
dalam reaksi.
Persamaan reaksinya:
N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)
Ikatan yang putus pada pereaksi:
|
N
|
|
N
|
1 mol × 418 kJ
mol–1 = 418 kJ
|
|
|
|||
|
|
|||
|
|
|||
|
H–H
|
3 mol × 432 kJ mol–1 = 1296
kJ
|
||
Total energi yang diperlukan = 1714
kJ
Ikatan
yang terbentuk pada hasil reaksi:
N–H 2 mol × 386 kJ
mol–1 = 1158 kJ
Total energi yang dilepaskan = 1158
kJ
Perubahan
entalpi reaksi pembentukan amonia:
Hreaksi = Dpemutusan ikatan – Dpembentukan
ikatan
= 1.714 kJ – 1.158 kJ = 556 kJ
Oleh karena H positif maka pembentukan 2 mol amonia menyerap
energi sebesar 556 kJ atau sebesar 278 kJ mol–1.






pak, saya mau bertanya, bangaimana cara menentukan kapasitas kalorimeter ? tolong jelaskan kembali.
BalasHapusbaiklah cara menentukan kapasitas kalorimeter saya jelaskan denagn contoh soal yah
HapusContoh soal Menentukan Kapasitas Kalor Kalorimeter
Ke dalam kalorimeter dituangkan 50 g air dingin (25°C), kemudian ditambahkan 75g air panas (60°C) sehingga suhu campuran menjadi 35°C. Jika suhu kalorimeter naik sebesar 7°, tentukan kapasitas kalor kalorimeter? Diketahui kalor jenis air = 4,18 J g–1°C–1.
Jawab:
Kalor yang dilepaskan air panas sama dengan kalor yang diserap air dingin dan kalorimeter.
QAir panas = QAir dingin + QKalorimeter
QAir panas = 75 g × 4,18 J g – 1 °C –1× (35 – 60)°C
= – 7.837,5 J
QAir dingin = 50 g × 4,18 J g – 1 °C –1 × (35 – 25)°C
= + 2.090 J
Qkalorimeter = Ck × Δ T
Oleh karena energi bersifat kekal maka
QAir panas + QAir dingin + QKalorimeter = 0
–7.837,5 J + 2.090 J + (Ck . 7°C) = 0
Ck = (7.837,5 2.090)J/7oC = 821JoC-1
Jadi, kapasitas kalor kalorimeter 821 J °C–1.
Dalam reaksi eksoterm, kalor yang dilepaskan oleh sistem reaksi akan diserap oleh lingkungan (kalorimeter dan media reaksi). Jumlah kalor yang diserap oleh lingkungan dapat dihitung berdasarkan hukum kekekalan energi. Secara matematika dirumuskan sebagai berikut.
Qreaksi + Qlarutan + Qkalorimeter = 0
Pak, bagaimana contoh penerapan reaksi eksoterm dan endoterm dalam kehidupan sehari-hari?
BalasHapusContoh Reaksi Eksoterm :
HapusReaksi pembakaran
Reaksi Respirasi
Reaksi Pembentukan
Reaksi Nuklir
Reaksi netralisasi
Reaksi karbit dengan air
Reaksi alkana dengan asam
Reaksi pembentukan molekul dari atom pada fase gas
Batu kapur direndam dalam air
Uap air menjadi hujan (kondensasi)
Pencampuran air basa lemah
Pencampuran air anhidrat
Pembantukan air/salju di awan
Uap air menjadi air
Air menjadi Es
Contoh Reaksi Endoterm :
Es menjadi air
Air menjadi uap air
Pelarutan urea dalam air
Pembentukan kation dari sebuah atom dalam fase gas
Pemanggangan ion
Mencampurkan air dengan ammonium nitrat
Memisahkan pasangan ion
Mencairkan garam padat
Karbon dipanaskan dengan uap Air
Reaksi Fotosintesis
terimakasih atas penjelasan materinya pak,dan juga telah memberi contoh nyatanya dalam kehidupan sehari-hari.
HapusPak saya ingin bertanya
BalasHapusMengapa pembentukan senyawa dari unsur-unsur dalam hukum hess tidak dapat diukur perubahan entalpinya secara laboratorium???
karena zat dibentuk berdasarkan penyusunnya tidak selalu berhasil salah satu contohnya asam sulfat
HapusAssalamualaikum pak guru, saya hadir pak guru, maaf telat ya pak untuk hari ini insyallah tidak diulangi lagi telatnya.
BalasHapusMohon maaf sebelumnya pak guru, agak melenceng dari materi kita hari ini. Menurut bapak, dari reaksi endoterm dan reaksi eksoterm datas yang banyak dilingkungan kita itu reaksi apakah ? kenapa alsannya ? terimakasih
waalaikum salam wr wb....
Hapussebenarnya tidak ada yang banyak dan sedikit dilingkungan untuk rekasi endoterm maupun eksoterm semuanya seimbang ...karena kembali lagi ke sifat energi yaitu tidak akan pernah habis melainkan berubah ke bentuk yang satu menjadi yang lainya
Assalamualaikum pak guru saya masih kurang mengerti tentang contoh hukum hess.
BalasHapusKomentar ini telah dihapus oleh pengarang.
Hapus
HapusDari diagram di atas dapat diketahui bahwa jika C(s)+2H2O(g) direaksikan menjadi CO2(g) + 2H2(g) maka perubahan entalpinya ialah -393,5kJ. Walaupun ditempuh menggunakan dua tahapan reaksi, perubahan entalpi reaksinya akan tetap sama.Berikut ini adalah contoh-contoh soal materi Hukum Hess yang sering muncul dalam pelajaran Kimia.
Soal
1. Diberikan persamaan termokimia sebagai berikut:
X (s) + Y2 (g) → XY2 (g) ΔH = − a kJ
2XY2 (g) + Y2 (g) → 2XY3 (g) ΔH = − b kJ
Tentukan perubahan entalpi (ΔH) dari reaksi :
2X (s) + 3Y2 (g) → 2XY3 (g)
Pembahasan: Pertama-tama susun terlebih dahulu kedua reaksi diatas sesuai dengan koefisien reaksi yang diinginkan. Perhatikan reaksi berikut:
Koefisien X pada reaksi 1 ialah 1, belum sesuai dengan koefisien X pada reaksi 3 yaitu 2. Maka reaksi 1 dikalikan 2, setelah itu tinggal di jumlahkan, seperti di bawah ini:
Selesai. Mudah bukan?