Entalpi merupakan suatu fungsi keadaan, yang hanya
tergantung pada keadaan awal dan akhir dari pereaksi dan produk tanpa
memperhatikan jalannya perubahan pereaksi menjadi produk. Walaupun reaksi dapat
melalui berbagai langkah mekanisme berbeda, secara keseluruhan entalpi reaksi
tetap sama. Hukum Hess, menyatakan :
“Jika
suatu reaksi berlangsung dalam dua tahap reaksi atau lebih, maka perubahan
entalpi untuk reaksi tersebut sama dengan jumlah perubahan entalpi dari semua
tahapan”. Hukum Hess juga menyatakan “Entalpi reaksi tidak tergantung pada jalan
reaksi melainkan tergantung pada hasil akhir reaksi”.
Banyak reaksi dapat berlangsung menurut dua atau lebih
tahapan. Untuk menguji kebenaran hukum Hess perhatikan oksidasi nitrogen
menjadi nitrogen dioksida melalui dua tahap berikut.
Satu Tahap : Nitrogen dioksidasi menjadi nitrogen
dioksida. Persamaan termokimia reaksi yang terjadi sebagai berikut.
N2(g) + 2O2(g) ⟶ 2NO2(g) ∆H = +68 kJ
Dua Tahap : Nitrogen bereaksi dengan O2
membentuk NO. NO yang terbentuk kemudian
bereaksi dengan O2 lagi membentuk NO2. Jika kedua tahap
ini dijumlahkan ternyata dihasilkan persamaan termokimia yang sama dengan
persamaan termokimia satu tahap.
Hukum Hess dapat dinyatakan dalam bentuk
diagram perubahan entalpi. Diagram perubahan entalpi terbagi menjadi diagram tingkat
energi dan diagram siklus.
Diagram tingkat energi untuk reaksi oksidasi nitrogen menjadi NO2
sebagai berikut.
Berdasarkan diagram tingkat energi di atas, nilai perubahan entalpi oksidasi nitrogen menjadi
nitrogen dioksida adalah
∆Hr = ∆H1 + ∆H2
= +180 + (-112) kJ
= -788
Diagram siklus untuk reaksi oksidasi nitrogen menjadi NO2 sebagai berikut.
Berdasarkan diagram siklus di atas, nilai perubahan entalpi oksidasi nitrogen menjadi
nitrogen dioksida adalah
∆Hr = ∆H1 + ∆H2
= +180 + (-112) kJ
= -788
Menggunakan hukum Hess, perubahan entalpi suatu reaksi dapat
dihitung dengan cara menyusun ulang reaksi-reaksi yang telah diketahui nilai
perubahan entalpinya. Reaksi-reaksi tersebut dapat dibalik atau dikali atau
dibagi dengan angka tertentu, kemudian dijumlahkan sehingga dihasilkan persamaan
termokimia yang diinginkan.
Untuk memudahkan menghitung nilai perubahan entalpi
reaksi berkaitan dengan hukum Hess perhatikan beberapa aturan berikut:
1. Posisi pereaksi dan
hasil reaksi yang diketahui harus sama dengan posisi yang ditanyakan. Jika
tidak sama maka posisi yang diketahui harus dibalik. Jika persamaan itu dibalik, maka tanda perubahan entalpi harus
dibalik pula.
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 dengan angka
tertentu. Jika suatu persamaan reaksi
dikalikan atau dibagi dengan suatu angka, perubahan entalpinya juga harus
dikali atau dibagi.
3. Jika pada
penjumlahan reaksi ada zat yang muncul di kedua ruas persamaan dengan fase zat
sama, maka zat tersebut dapat dihilangkan.
Contoh Soal
Asetilen (C2H2)
tidak dapat diproduksi langsung dari unsur-unsurnya:
2C(s) + H2(g) ⟶ C2H2(g)
Hitung ΔH°
untuk reaksi tersebut berdasarkan persamaan termokimia berikut.
(a) C(s) + O2(g) ⟶ CO2(g)
ΔH°1= –393,5 kJ/mol
(b) H2(g) + 1/2O2(g)
⟶ H2O(l)
ΔH°2= –285,8 kJ/mol
(c) C2H2(g) + 5/2O2(g)
⟶ 2CO2(g)
+ H2O(l) ΔH°3=
–1.299,8 kJ/mol
Penyelesaian
Pada soal di atas, kita diinginkan untuk menulis suatu
persamaan termokimia yang mengandung unsur C dan H2 sebagai pereaksi
dan C2H2 sebagai produk. Untuk menghasilkan persamaan
tersebut maka O2, CO2 dan H2O pada persamaan
yang telah diketahui, (a), (b) dan (c) perlu dihilangkan.
Hal ini dapat dilakukan dengan cara :
- · Persamaan (a) harus dikalikan 2 sebab reaksi pembentukan asetilen memerlukan 2 mol C.
- · Persamaan (b) tidak perlu diubah sebab sudah sama dengan persamaan reaksi pembentukan asetilen (1 mol H2)
- · Persamaan (c) perlu arah reaksi harus dibalik, sebab pada persmamaan yang diketahui C2H2 berada kiri sebagai pereaksi.
Persamaan termokimianya menjadi:
2C(s)
+ 2O2(g) ⟶ 2CO2(g) ΔH°1= 2 (–393,5) kJ/mol
H2(s) + 1/2O2(g) ⟶ H2O(l)
ΔH°2=
–285,8 kJ/mol
2CO2(g) + H2O(l) ⟶ 2C2H2(g)
+ 5/2O(g) ΔH°3=
+1.299,8 kJ/mol
2C(s) +
H2(g) ⟶ C2H2(g)
ΔH°1+ ΔH°2+ ΔH°3=
+ 227,0 kJ/mol
Jadi, perubahan entalpi pembentukan standar asetilen dari
unsur-unsurnya adalah 227 kJ/mol. Persamaan termokimianya :
2C(s) + H2(g) ⟶ C2H2(g) ΔH°f = 227,0 kJ/mol.
LATIHAN SOAL
1.
Berdasarkan entalpi
standar reaksi yang
diberikan di bawah
ini :
1. C2H5OH(l) + 3O2(g) ⟶ 2CO2(g) + 3H2O(l) ∆H°=
-1367 kJ
2. C2H4(g) + 3O2(g) ⟶ 2CO2(g) + 2H2O(l) ∆H°= -1411 kJ
kalkulasikan perubahan
entalpi untuk reaksi berikut
C2H4(g) + H2O(l) ⟶ C2H5OH(l)
2. Diketahui :
S(s) + O2(g) ⟶ SO2(g) ∆H = –296,8 kJ
SO2(g) + 1/2O2(g) ⟶ SO3(g) ∆H = –99,2 kJ
Tentukan perubahan entalpi pembentukan gas SO3 dengan
cara penjumlahan reaksi dan diagram
perubahan entalpi.
3. Perhatikan diagram berikut.
Tentukan ∆H reaksi berikut
KClO3(s)
+ 1/2O2(g) ⟶ KClO4(g)
BACA JUGA:
- Sistem, Lingkungan, Reaksi Eksoterm, dan Reaksi Endoterm
- Jenis-Jenis Perubahan Entalpi (Types of Enthalpy Change, ∆H)
- Penentuan Entalpi Reaksi (∆H) melalui Eksperimen Menggunakan Kalorimeter
- Penentuan Entalpi Reaksi menggunakan Data Entalpi Pembentukan Standar danEnergi Ikatan
- Daur Born-Haber untuk Menghitung Entalpi Pembentukan suatu Zat Padat Ionik
- Termoskop dan Termometer yang dapat Digunakan untuk Mengukur Perubahan Suhu
- Gerak Atom dalam Suatu Materi dan Kaitannya dengan Panas serta Suhu suatu Zat
- Bagaimana Panas Bergerak atau Berpindah?
- Hubungan Makanan, Energi, dan Panas Tubuh
- Persamaan Termokimia Dan Energi Kimia Yang Dimiliki Oleh Suatu Zat
-4 Jenis Skala Suhu dan Cara Mengkonversi Satuan Suhu
- Mengapa Kita Merasa Panas Walaupun Suhu Udara Sama Dengan Suhu Tubuh Kita?
- Bagaimana Cara Tubuh Mengatur Suhu Tubuh Kita?
- Teori Tumbukan dan Teori Keadaan Transisi dalam Laju Reaksi
- Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kesetimbangan
- Koloid dan Jenis-Jenis Sistem Koloid
-Koloid dan Jenis-Jenis Sistem Koloid
- Pembuatan Jenis-Jenis Sistem Koloid
Tidak ada komentar:
Posting Komentar