Persamaan Termokimia Dan Energi Kimia Yang Dimiliki Oleh Suatu Zat

A. PERSAMAAN TERMOKIMIA

Penulisan reaksi persamaan termokimia mirip dengan penulisan reaksi biasa, termasuk jenis dan dan jumlah atomnya. Perbedaannya, pada penulisan persamaan termokimia harus disertakan juga ∆H, fasa dan koefisien menunjukan jumlah mol pereaksi dan produk.

Fasa pereaksi dan produk harus dilibatkan sebab nilai perubahan entalpi bergantung pada fasa zat. Contohnya dapat dilihat pada reaksi pembentukan air (H2O) dari gas H₂ dan O₂. Jika air yang dihasilkan berwujud cair, kalor yang dilepaskan sebesar 571,7 kJ/mol. Akan tetapi, jika air yang dihasilkan berupa uap, kalor yang dilepaskan sebesar 483,7 kJ/mol.

Persamaan termokimia pembentukan air sebagai berikut.

2H₂(g) + O₂(g) ⟶ 2H₂O(l)                 ∆H = –571,66 kJ

2H₂(g) + O₂(g) ⟶ 2H₂O(g)                ∆H = –483,7 kJ

Berikut beberapa tata cara menulis persamaan termokimia :

a.       Tuliskan persamaan reaksi lengkap dengan koefisien, fasa zat dan ΔH di ruas kanan (hasil reaksi). Contoh persamaan termokimia untuk sintesis ammonia sebagai berikut.

N₂(g) + 3H₂(g) ⟶ 2NH₃(g)                ∆H = –91,8 kJ

Persamaan ini menyatakan :

 “ketika 1 mol gas nitrogen bereaksi dengan 3 mol gas hidrogen dihasilkan 2 mol amoniak dilepaskan kalor sebesar -91,8 kJ”.

b.      Untuk reaksi eksoterm, nilai ΔH negatif, sebaliknya untuk reaksi endoterm, nilai ∆H positif.

c.       Jika persamaan kimia arahnya dibalikkan, nilai ΔH akan berubah tanda.

Contoh Sintesis amonia pada contoh di atas dibalik menjadi reaksi penguraian ammonia, maka persamaan termokimianya adalah sebagai berikut.

2NH₃(g) ⟶ N₂(g) + 3H₂(g)                ∆H = + 91,8 kJ

d.     Jika persamaan termokimia dikalikan dengan faktor tertentu, nilai ∆H juga harus dikalikan dengan faktor tersebut. Contohnya jika jumlah pereaksi dinaikkan dua kali lipat, maka kalor reaksi yang dihasilkan juga dua kali dari semula.

           2N₂(g) + 6H₂(g) ⟶ 4NH₃(g)              ∆H = –184 kJ

LATIHAN SOAL 1

Perhatikan reaksi berikut:

2CH₃OH(l) + 3O₂(g) ⟶ 4H₂O(l) + 2CO₂(g)           ∆H= -1452,8 kJ

Tulislah persamaan termokimia jika persamaan di atas:

(a)    dibagi dengan 2

(b)   dikali 2 kemudian reaksi dibalik sehingga produk menjadi reaktan dan sebaliknya

B. ENERGI KIMIA (STORED CHEMICAL ENERGY)

Entalpi zat merupakan energi kimia potensial yang tersimpan dalam suatu zat. Energi ini tergantung pada ikatan kimia dalam substansi tersebut. Perubahan entalpi pada reaksi kimia dapat dianggap sebagai akibat dari putusnya beberapa ikatan di reaktan dan pembentukan beberapa ikatan di produk. Pemutusan ikatan membutuhkan energi sehingga ∆Hº > 0, sedangkan pembentukan ikatan melepaskan energi sehingga ∆Hº < 0.

Sebagai contoh pada keadaan standar gas hidrogen bromida dapat dibuat dari gas hidrogen dan gas bromin sesuai dengan persamaan reaksi berikut.

H─H(g)  +  Br─Br(g)  ⟶  2H─Br(g)            ∆Hº = -72.8 kJ

Reaksi di atas dapat melibatkan :

- pemutusan 1 ikatan H─H and 1 ikatan Br─Br

- pembentukan 2 ikatan H─Br

Karena reaksi berlangsung secara eksotermik, maka energi yang dibutuhkan untuk memutuskan satu ikatan H─H dan satu ikatan Br─Br lebih kecil dari energi yang dilepas pada pembentukan dua ikatan H–H.

Reaksi kebalikan dekomposisi gas hidrogen bromida menjadi gas hidrogen dan gas bromin adalah reaksi endotermik.

2H–Br(g)  ⟶  H–H(g) + Br–Br(g)                 ∆Hº = +72.8 kJ

Reaksi di atas berlangsung secara endotermik karena energi yang dibutuhkan untuk memutuskan dua ikatan H–Br lebih besar dari energi yang dilepaskan pada pembentukan satu ikatan H–H dan satu ikatan Br–Br.