A. HUKUM KEKEKALAN ENERGI B. ENTALPI (H) DAN PERUBAHAN ENTALPI

Transkripsi

1 2 TERMOKIMIA A. HUKUM KEKEKALAN ENERGI B. ENTALPI (H) DAN PERUBAHAN ENTALPI ( H) C. REAKSI EKSOTERM DAN REAKSI ENDOTERM D. PERUBAHAN ENTALPI STANDAR ( H O ) E. MENENTUKAN HARGA PERUBAHAN ENTALPI Partikel materi, wujud, struktur dan sifat-sifat materi serta perubahan materi sudah kita pelajari. Dalam mempelajari perubahan materi terutama perubahan kimia kadang-kadang ada energi yang menyertai perubahan tersebut. Sekarang kita akan mempelajari energi yang menyertai perubahanperubahan materi tersebut. Salah satu bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan energi kalr suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau perubahan kimia ini disebut Termkimia.

2 34 KIMIA XI SMA TERMOKIMIA berkaitan dengan mengikuti ISI KALOR (ENTALPI) KEKEKALAN ENERGI mengalami berlaku PERUBAHAN ENTALPI disebut KALOR REAKSI dapat berharga kalrimeter dapat diukur hukum Hess mentaati dapat berupa psitif negatif kalr pembentukan kalr penguraian untuk untuk reaksi endterm reaksi eksterm kalr pembakaran kalr pelarutan A. HUKUM KEKEKALAN ENERGI Memahami energi lebih sulit daripada memahami zat, sebab energi tidak dapat dilihat, dipegang atau diamati secara langsung leh pancaindera kita. Energi adalah dampak energi pada suatu benda. Energi biasanya dinyatakan sebagai suatu kemampuan untuk melakukan kerja, yang dimiliki leh semua zat dan dapat menyebabkan suatu prses terjadi. Semua benda mempunyai energi, energi yang tersimpan, disebut energi ptensial (E p ), apabila benda tersebut melakukan kerja atau bergerak maka energi itu berubah menjadi energi kinetik (E k ). Energi ptensial dijumlahkan dengan energi kinetik maka akan mendapatkan energi ttal (E tt ) yang dimiliki leh suatu benda.

3 KIMIA XI SMA 35 Knsep pkk tentang energi yang perlu kita ingat adalah: energi adalah kemampuan atau kapasitas untuk melakukan kerja; energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan atau energi di alam; semesta bersifat kekal (Hukum Kekekalan Energi). energi dapat diubah dari suatu bentuk ke bentuk energi yang lain Salah satu cakupan ilmu yang berkaitan dengan energi adalah termdinamika. Term berkaitan dengan kalr (panas), sedang dinamika mengandung arti gerak atau perubahan. Hukum termdinamika pertama pada intinya adalah Hukum Kekekalan Energi yang menyatakan bahwa pada perubahan kimia dan fisika energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, tetapi energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Hukum Termdinamika pertama ini menyatakan apabila suatu sistem mengalami perubahan-perubahan yang pada akhirnya kembali ke keadaan semula maka perubahan energi keseluruhannya adalah nl. Penerapan hukum Termdinamika pertama dalam bidang ilmu kimia ini akan dibahas dalam bahan kajian termkimia. Sebelum kita pelajari termkimia, marilah kita pelajari entalpi lebih dahulu. Latihan 1 1. Sebutkan bunyi hukum kekekalan energi! 2. Sebutkan bentuk-bentuk energi yang Anda kenal! 3. Perubahan bentuk energi apakah yang terjadi pada a. aki mbil b. seterika listrik c. lampu yang menyala B. ENTALPI (H) DAN PERUBAHAN ENTALPI ( H) Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan di dalamnya. Jumlah ttal dari semua bentuk energi dalam zat itu disebut entalpi yang diberi simbl H (berasal dari kata Heat Cntent" yang berarti kandungan kalr suatu zat). Simbl entalpi (H) ini dapat digunakan dengan subskrip untuk menunjukkan zat tertentu, misalnya entalpi untuk air dapat ditulis H H2 O(l) dan untuk es dapat ditulis H H2 O(s). Entalpi suatu zat ini tidak berubah atau tetap selama tidak ada energi yang masuk atau keluar. Bahkan entalpi suatu zat tersebut tidak dapat diukur atau dihitung, yang dapat diukur atau dihitung adalah perubahan entalpinya ( H). Cnthnya pada perubahan sebngkah es menjadi air. Di sini kita tidak dapat mengukur entalpi H H2 O(s) atau entalpi H H 2 O(l). Tetapi perubahan entalpi pada

4 36 KIMIA XI SMA prses perubahan es menjadi air itulah yang dapat ditentukan. Di mana pada perubahan wujud es menjadi air, sejumlah energi diperlukan untuk mencairkan es. H 2 O (s) H 2 Sehingga: H = H H2 O(l) H H 2 O(s) Mengingat energi selalu harus ditambahkan untuk mengubah es menjadi air maka dapat dikatakan bahwa entalpi air lebih besar daripada entalpi es atau H H2 O(l) >H H 2 O(s). Akibatnya dalam perubahan H H 2 O(s) H H 2 O(l) akan mempunyai harga H > 0 ( H psitif) karena H H2 O(l) >H H 2 O(s). Harga H psitif ini menunjukkan bahwa dalam perubahan tersebut terdapat penyerapan kalr dan prses ini disebut endterm. Sebaliknya harga H < 0 ( H negatif) menunjukkan perubahan bahwa dalam perubahan suatu materi terjadi pelepasan kalr dan prses perubahan itu disebut prses eksterm. Latihan 2 1. Jelaskan apa yang dimaksud entalpi! 2. Apakah entalpi suatu zat dapat diukur? 3. Tuliskan simbl entalpi untuk: a. larutan Barium hidrksida, b. gas Amniak, c. lelehan Natrium klrida! C. REAKSI EKSOTERM DAN REAKSI ENDOTERM Perubahan entalpi bisa bertanda psitif dan negatif jika H > 0 (psitif) maka reaksi itu membutuhkan kalr, ini berarti ada penambahan entalpi kalr di dalam materi tersebut. Sebaliknya jika harga H < 0 (negatif) maka reaksi itu mengeluarkan entalpi/kalr dari perubahan materi tersebut. Peristiwa perubahan materi terutama perubahan kimia yang menyebabkan terjadinya perubahan entalpi biasanya terjadi karena adanya perpindahan energi antara sistem dan lingkungan. 1. Sistem dan lingkungan Sebuah sistem dapat berupa apa saja. Sistem semata-mata merupakan bagian dari alam semesta yang sedang kita pelajari. Mungkin sistem merupakan reaksi kimia yang sedang berlangsung dalam gelas kimia. Di luar sistem disebut lingkungan. Dapat pula

5 KIMIA XI SMA 37 dikatakan bahwa sistem adalah bagian alam semesta yang menjadi pusat perhatian. Lingkungan adalah alam semesta yang membatasi sistem. lingkungan lingkungan sistem larutan lingkungan Gambar 2.1 Sistem dan lingkungan. Wadah atau tempat dapat menjadi bagian dari sistem atau bagian dari lingkungan. Interaksi antara sistem dan lingkungan dapat berupa pertukaran kalr, kerja, dan materi. Sistem dapat diglngkan dalam sistem terbuka, sistem tertutup, sistem adiabatik, dan sistem terislasi. a) Sistem terbuka CO 2 HCl CaCO 3 Gambar 2.2 Sistem terbuka. Sistem di mana selama sistem tersebut mengalami prses dapat melakukan pertukaran materi dan kalr. Misalnya: sebutir batu kapur (CaCO 3 ) dimasukkan dalam larutan HCl pada gelas kimia terbuka. Reaksi yang terjadi: CaCO 3(s) + HCl (aq) CaCl 2(aq) +H 2 +C Selama reaksi berlangsung, dilepaskan gas CO 2 ke udara bebas, sehingga massa sistem berubah. Kalr yang dibebaskan akan diserap leh gelas kimia dan udara di sekitarnya. Akhirnya terjadi perpindahan kalr dari sistem ke lingkungan. b) Sistem tertutup es mencair Gambar 2.3 Sistem tertutup.

6 38 KIMIA XI SMA Sistem yang tidak mengalami perubahan massa selama prses berlangsung, tetapi dapat terjadi pertukaran kalr dengan lingkungannya. Misalnya: es diletakkan di dalam erlenmeyer. Selama es mencair, masssa e dan air yang terbentuk tidak berubah, karena udara di atas es (air kering) dan air tidak ada yang menguap. Pada peristiwa ini terjadi perpindahan kalr dari lingkungan (erlenmeyer, tutup, dan udara di sekitar gelas) ke dalam sistem (es dan air). c) Sistem terislasi pengatur katup elektrnik air panas air dingin katup elektrnik saluran air panas saluran air dingin termmeter air kalrimeter bm penyekat panas pengaduk elektrmagnet Gambar 2.4 Sistem terislasi. Sistem yang tidak dapat mengadakan interaksi baik berupa kalr, kerja, maupun materi dengan lingkungannya. Misalnya: Campuran reaksi di dalam kalrimeter Bm. Di dalam kalrimeter biasanya dilakukan reaksi pembakaran. Suhu air di luar kalrimeter diatur secara elektrnik agar selalu sama dengan kalrimeter, sehingga selama reaksi berjalan tidak ada kalr yang dapat keluar atau masuk kalrimeter. d) Sistem adiabatik pengisap yang dapat bergerak bebas ruang hampa sistem Gambar 2.5 Sistem dan lingkungan. Sistem yang selama mengalami prses tidak dapat melakukan pertukaran kalr dengan lingkungan. Sistem ini dapat melakukan

7 KIMIA XI SMA 39 kerja ke lingkungan atau menerima dari lingkungan. Misalnya: prses di dalam terms. 2. Reaksi Eksterm H 2O CaO Gambar 2.6 Reaksi eksterm Reaksi eksterm adalah reaksi yang disertai perpindahan kalr dari sistem ke lingkungan. Pada reaksi eksterm ini akan membebaskan energi sehingga entalpi sistem akan berkurang dan perubahan entalpinya ( H) akan bertanda negatif. Sedang pada lingkungan akan menerima kalr sehingga terasa panas. Cnth reaksi eksterm adalah pembakaran. Cnth yang lain misalnya reaksi antara batu gamping (CaO) dengan air (H 2 O) yang akan menghasilkan air kapur (Ca(OH) 2 ) dan panas. Reaksi: CaO (s) + H 2 Ca(OH) 2(aq) + panas 3. Reaksi Endterm Reaksi endterm adalah reaksi yang berlangsung di mana ada perpindahan kalr dari lingkungan ke sistem. Pada reaksi endterm ini diserap sejumlah energi pada sistem sehingga entalpi sistem akan bertambah dan perubahan entalpinya akan bertanda psitif ( H > 0). Karena lingkungan mengalami pengurangan kalr sehingga suhu lingkungan akan turun dan terasa dingin. Cnth reaksi endterm adalah reaksi antara Barium hidrksida (Ba(OH) 2 ) dan kristal Amnium klrida (NH 4 Cl) dengan beberapa tetes air. Reaksi: Ba(OH) 2(s) + 2NH 4 Cl (s) BaCl 2(aq) + 2NH 3(g) + 2H 2 Jika reaksi di atas dilakukan pada tabung reaksi maka tangan kita dapat merasakan dinginnya tabung tersebut, karena sistem menyerap kalr dari lingkungan (tangan).

8 40 KIMIA XI SMA kristal NH 4Cl kristal Ba(OH) 2 - Reaksi endterm - Sistem mengeluarkan kalr - H berharga psitif ( H > 0) Gambar 2.7 Reaksi endterm Harga entalpi suatu zat atau sistem tidak dapat ditentukan, yang dapat ditentukan adalah perubahan entalpi ( H) menyertai suatu prses. Perubahan entalpi adalah selisih antara entalpi akhir (prduk) dengan entalpi awal (pereaksi). H = H prduk - H reaktan Untuk reaksi: R P H = H p H R Keterangan: H = perubahan entalpi R = zat pereaksi/reaktan P = zat prduk/hasil akhir H P = entalpi prduk H R = entalpi reaktan Reaksi eksterm Hp < Hr ; H < 0 ; H bertanda - Reaksi endterm Hp > Hr ; H > 0 ; H bertanda + H P H R H = H P - H R H > 0 H = H P - H R H < 0 R P Endterm Eksterm Gambar 2.8 Diagram entalpi yang menyertai reaksi kimia

9 KIMIA XI SMA 41 Latihan 3 1. Jelaskan pengertian: a. sistem, c. reaksi eksterm, b. lingkungan, d. reaksi endterm! 2. Bagaimanakah perpindahan energi antara sistem dan lingkungan pada a. reaksi ekstterm, b. reaksi endterm? D. PERUBAHAN ENTALPI STANDAR ( H O ) Perubahan entalpi reaksi yang diukur pada suhu 298 K dan tekanan 1 atm disepakati sebagai perubahan entalpi standar yang dinyatakan dengan simbl H. Satuan yang sering digunakan adalah - kalri (kal) atau kilkalri (kkal) - jule (J) atau kiljule (kj) - 1 kalri = 4,2 jule - 1 jule = 0,24 kalri - 1 kilkalri = 1000 kalri - 1 kiljule = 1000 jule 1. Persamaan Termkimia Persamaan reaksi yang mengikutsertakan perubahan entalpinya disebut persamaan termkimia. Persamaan termkimia tersebut juga memberikan infrmasi tentang suatu reaksi mengenai jumlah ml pereaksi dan hasil reaksi serta jumlah energi yang terlibat di dalamnya. Cnth: a. Pada pembakaran sempurna 1 ml gas metana (CH 4 ) pada suhu 298 K dan tekanan 1 atm dibebaskan kalr sebesar 802,3 kj. Maka persamaan reaksi termkimianya adalah CH 4(g) + 2 C +2H 2 O (g) + 802,3 kj atau CH 4(g) + 2 C +2H 2 O (g) H = -802,3 kj/ml b. Pada reaksi penguraian 1 ml air menjadi gas hidrgen dan gas ksigen yang dilakukan pada suhu 298 K dan tekanan 1 atm ternyata diperlukan kalr sebesar 286 kj. Maka persamaan termkimianya adalah

10 42 KIMIA XI SMA H 2 H 2(g) + 1 atau 2H 2 2H 2(g) + H = +286 kj/ml H = +572 kj/ml 2. Macam-macam Perubahan Entalpi Standar ( H ) Melihat adanya berbagai macam jenis-jenis reaksi kimia yang ada maka kita nanti akan mempelajari jenis-jenis perubahan entalpi berdasarkan jenis reaksi kimia tersebut. Jenis atau macam-macam perubahan entalpi yang akan kita pelajari antara lain perubahan entalpi pembentukan standar, perubahan entalpi penguraian standar, dan perubahan entalpi pembakaran standar. a) Perubahan entapi pembentukan standar ( H f = standard enthalpy f frmatin) ( H f ) Perubahan entalpi pembentukan standar ( H f ) adalah kalr yang dilepaskan atau dibutuhkan pada reaksi pembentukan satu ml senyawa dari unsur-unsurnya yang diukur pada keadaan standar (298 K dan 1 atm). Catatan: - Karena senyawa yang dibentuk hanya 1 ml maka persamaan reaksinya bleh mengandung angka kefisien pecahan - Berdasarkan kesepakatan internasinal, entalpi pembentukan standar unsur-unsur dalam bentuk paling stabil berharga nl. Cnth: O 2 adalah bentuk altrpi ksigen yang lebih stabil daripada O 3 (zn). Dengan demikian H f O 2 = 0, sedang H f O 3 0. Tabel 2.1. Entalpi Pembentukan Standar Beberapa Senyawa Senyawa H f (kj ml -1 ) Persamaan termkimia CO (g) -110,5 C (s) + 1 CO (g) H f = -110,5 kj C -393,5 C (s) + C H f = -393,5 kj CH 4(g) -74,8 C (s) + 2H 2(g) CH 4(g) H f = -74,8 kj C 2 H 2(g) -226,7 2C (s) + H 2(g) C 2 H 2(g) H f = -226,7 kj

11 KIMIA XI SMA 43 H f Senyawa (kj ml -1 ) Persamaan termkimia C 2 H 4(g) -52,26 2C (s) + 2H 2(g) C 2 H 4(g) H f = -52,26 kj C 2 H 6(g) -84,68 2C (s) + 3H 2(g) C 2 H 6(g) H f = -84,68 kj C 6 H 6(g) -48,99 6C (s) + 3H 2(g) C 6 H 6(g) H f = -48,99 kj H 2 O (g) -241,8 H 2(g) + 1 H 2 O (g) H f = -241,8 kj H 2-285,8 H 2(g) + 1 H 2 H f = -285,8 kj H 2 O (s) -292 H 2(g) + 1 H 2 O (s) H f = -292 kj HF (g) -271,1 1 H 2(g) + 1 F 2(g) HF (g) H f = -271,1 kj HCl (g) -92,31 1 H 2(g) + 1 Cl 2(g) HCl (g) H f = -92,31 kj HBr (g) -36,4 1 H 2(g) + 1 Br 2(l) HBr (g) H f = -36,4 kj HI (g) -26,5 1 H 2(g) + 1 I 2(g) HI (g) H f = -26,5 kj NH 3(g) -46,1 1 N 2(g) + 3 H 2(g) NH 3(g) H f = -46,1 kj N 2 H 4(l) -50,63 N 2(g) + 2H 2(g) N 2 H 4(l) H f = -50,63 kj NH 4 F (s) -463,96 1 N 2(g) +2H 2(g) + 1 F 2(g) NH 4 F (s) H f = -463,96 kj NH 4 Cl (s) -314,4 1 N 2(g) +2H 2(g) + 1 Cl 2(g) NH 4 Cl (s) H f = -314,4 kj NH 4 Br (s) -270,8 1 N 2(g) +2H 2(g) + 1 Br 2(g) NH 4 Br (s) H f = -270,8 kj NH 4 I (s) -201,4 1 N 2(g) +2H 2(g) + 1 I 2(g) NH 4 I (s) H f = -201,4 kj NO (g) 90,25 1 N 2(g) + 1 NO (g) H f = +90,25 kj N 33,2 1 N 2(g) + 1 N H f = +33,2 kj S -296,83 S (s) + S H f = -296,83 kj SO 3(g) -395,83 S (s) + 3 SO 3(g) H f = -395,83 kj

12 44 KIMIA XI SMA Tabel 2.2. Entalpi Pembentukan Standar Beberapa Unsur Senyawa H f (kj ml -1 ) Persamaan termkimia I 2(s) 0 I 2(g) 62,44 I 2(s) I 2(g) H f = +62,66 kj C (grafit) 0 C (intan) 1,89 C (grafit) C (intan) H f = +1,89 kj C (g) 718,4 C (s)grafit C (g) H f = +718,4 kj 0 O 3(g) 143, O 3(g) H f = +143,22 kj H 2(g) 0 S (s) 0 S (g) 277,4 S (s) S (g) H f = +277,4 kj Cnth sal Tuliskan persamaan termkimia dari a. H f H 2 O (g) = -241,8 kj/ml b. H f Ca(OH) 2(s) = -986,17 kj/ml c. H f CS 2(g) = +117,1 kj/ml Jawab: a. H 2(g) + 1 H 2 O (g) H f = -241,8 kj/ml b. Ca (g) + H 2(g) + Ca(OH) 2(s) H f = -986,17 kj/ml c. C (s) + 2S (g) CS 2(g) H f = +117,1 kj/ml 2. Tuliskan persamaan termkimia dari a. pembentukan 16 gram Fe 2 O 3(s) yang dibebaskan kalr 83,4 kj b. pembentukan 15 gram gas NO yang diperlukan kalr 361 kj (diketahui Ar Fe = 56, O = 16, N = 14)

13 KIMIA XI SMA 45 Jawab: gram 16 a. jumlah ml Fe2O3 = = = 01, ml ml 160 H pembentukan 0,1 ml Fe 2 O 3 = -83,4 kj H f Fe 2 O 3 = Jadi persamaan termkimianya 2Fe (s) + 3 Fe 2 O 3(s) H = -834 kj b. jumlah ml NO = gram ml = 15 = 05, ml 30 H pembentukan 0,5 ml NO = +361 kj H f NO = 83, 4 = 834 kj/ml 01, 361 = 722 kj/ml 05, Jadi persamaan termkimianya 1 N 2(g) + 1 NO (g) H = 722 kj b. Perubahan Entalpi Penguraian Standar ( H d ) ( H d = Standard enthalpy f decmpsitin) Perubahan entalpi penguraian standar ( H d ) adalah kalr yang dilepaskan atau yang diperlukan pada reaksi penguraian satu ml senyawa menjadi unsur-unsurnya yang diukur pada keadaan standar (298 K dan 1 atm). Karena reaksi penguraian merupakan kebalikan dari reaksi pembentukan maka entalpi penguraian suatu senyawa menjadi unsurunsurnya sama besarnya dengan entalpi pembentukan senyawa tersebut dari unsur-unsurnya tetapi berlawanan tanda. Tabel 2.3. Entalpi Penguraian Standar Beberapa Senyawa H d = H f Senyawa H d (kj ml -1 ) Persamaan termkimia AgBr (s) 99,96 AgBr (s) Ag (s) + 1 Br 2(l) H d = +99,96 kj CaO (s) 638 CaO (s) Ca 1 (s) + H d = +638 kj

14 46 KIMIA XI SMA Senyawa H d Persamaan termkimia (kj ml -1 ) CuSO 4(s) 772,8 CuSO 4(s) Cu (s) + S (s) + 1 H d = +722,8 kj HgO (s) 91,14 HgO (s) Hg (s) + 1 H d = +91,14 kj KCl (s) 437,6 KCl (s) K (s) + 1 Cl 2(g) H d = +437,6 kj KClO 3(s) 393 KClO 3(s) K (s) + 1 Cl 2(g) + 1 H d = +393 kj Li 2 O (s) 600,6 Li 2 O (s) 2Li (s) + 1 H d = +600,6 kj NaCl (s) 411,0 NaCl (s) Na (s) + 1 Cl 2(g) H d = +411,0 kj Na 2 CO 3(s) 1435 Na 2 CO 3(s) 2Na (s) + C (s) + 3 H d = kj PCl 3(s) 228 PCl 3(s) P (s) + 1 Cl 2(g) H d = +228 kj PH 3(s) -23,1 PH 3(s) P (s) H 2(g) H d = -23,1 kj Cnth sal Diketahui persamaan termkimia pembentukan C sebagai berikut. C (s) + C H f = -393,5 kj/ml Tentukan persamaan termkimia penguraian CO 2 tersebut di atas! Jawab: H f C = -393,5 kj H d C = +393,5 kj maka persamaan termkimia penguraian CO 2 adalah: CO 2(s) C (s) + H d = +393,5 kj/ml 2. Tuliskan persamaan termkimia dari a. H d CH 4(g) = +74,85 kj/ml b. H d HI (g) = -26,5 kj/ml

15 Jawab: a. CH 4(g) C (s) +2H 2(g) H d = +74,85 kj/ml b. HI (g) 1 H 2(g) + 1 H d = -26,5 kj/ml KIMIA XI SMA Tuliskan persamaan termkimia dari a. penguraian 19,5 gram C 6 H 6(l) yang dibebaskan kalr 113 kj b. penguraian 4,48 liter gas CO 2(STP) yang diperlukan kalr 98,1 kj (diketahui Ar C = 16, H = 1) Jawab: a. jumlah ml C 6 H 6 = gram Mr 19, 5 = = 025, ml 78 H penguraian 0,25 ml C 6 H 6 = 113 kj H d C 6 H 6(l) = 113 = 452 kj/ml 025, Jadi persamaan termkimianya C 6 H 6(l) 6C (s) +3H 2(g) H = 452 kj Vlume CO2 448, b. jumlah ml CO 2 = = = 02, ml Vlume mlar STP 22, 4 H penguraian 0,2 ml CO 2 = 98,1 kj H d C = 98, 1 = 4905 kj/ml 02, Jadi persamaan termkimianya C C (s) + H = 4905 kj c. Perubahan Entalpi Pembakaran Standar ( H c ) ( H c = Standard enthalpy f cmbustin) Perubahan entalpi pembakaran standar ( H c ) adalah kalr yang dilepaskan atau diperlukan pada pembakaran sempurna satu ml suatu zat (unsur atau senyawa) pada keadaan standar (298 K dan 1 atm). Dalam ilmu kimia, pembakaran adalah mereaksikan suatu zat dengan ksigen.

16 48 KIMIA XI SMA Tabel 2.4. Entalpi Pembakaran Standar Beberapa Zat Zat yang H c dibakar (kj ml -1 ) Persamaan termkimia C (s) -393,52 C (s) + C H c = -393,52 kj CO (g) -283 CO (g) + 1 C H c = -283 kj CH 4(g) -890,37 CH 4(g) +2 C +2H 2 H c = -890,37 kj CH 3 OH (l) -630 CH 3 OH (l) + 3 C +2H 2 H c = -630 kj C 6 H 12 O 6(s) C 6 H 12 O 6(s) +6 6C +6H 2 H c = kj H 2(g) -285,83 H 2(g) + 1 H 2 H c = -285,83 kj NH 3(g) -292,38 NH 3(g) NO (g) + 3 H 2 O (g) H c = -292,38 kj S (s) -395,7 S (s) + 3 SO 3(g) H c = -395,7 kj S -98,87 S + 1 SO 3(g) H c = -98,87 kj Cnth sal Tuliskan persamaan termkimia dari a. H c C(s) = -393,52 kj/ml b. H c C 2 H 6(g) = kj/ml Jawab: a. C (s) + C H c = -393,52 kj/ml b. C 2 H 6(g) + 7 2C +3H 2 O (g) H c = kj/ml 2. Tuliskan persamaan termkimia dari reaksi: a. pada pembakaran 54 gram gluksa yang dibebaskan kalr sebesar 846 kj b. pada pembakaran 8,96 liter CH 3 OH (l) (STP) yang dibebaskan kalr sebesar 255,2 kj Jawab: a. jumlah ml C 6 H 12 O 6 = g Mr = = 03, ml

17 KIMIA XI SMA 49 H untuk 0,3 ml C 6 H 12 O 6 = -846 kj H c C 6 H 12 O 6 = 846 = 2820 kj/ml 03, Jadi persamaan termkimianya C 6 H 12 O 6(s) +6 6C +6H 2 O(l) H = kj/ml Vlume CH3 b. jumlah ml CH 3 OH = OH 896, = = 04, ml Vlume mlar STP 22, 4 H untuk 0,4 ml CH 3 OH = -255,2 kj H c CH 3 OH (l) = 255, 2 = 638 kj/ml 04, Jadi persamaan termkimianya CH 3 OH (l) + 3 C + 2H 2 H c = -638 kj/ml Latihan 4 1. Jelaskan yang dimaksud perubahan entalpi standar ( H )! 2. Jelaskan pengertian a. perubahan entalpi pembentukan standar b. perubahan entalpi penguraian standar c. perubahan entalpi pembakaran standar 3. Tuliskan persamaan termkimia dari data a. H f H 2 S (g) = -20,2 kj/ml b. H d NH 4 Cl (s) = + 314,4 kj/ml c. H c CH 4(g) = -890,37 kj/ml ( H f ) ( H d ) ( H c ) 4. Tuliskan persamaan termkimia dari reaksi berikut a. pada reaksi penguraian 1,12 liter gas NH 3(g) (STP) yang dibebaskan kalr sebesar 292,38 kj/ml b. pada reaksi penguraian 5,85 gram NaCl (s) yang diperlukan kalr sebesar 411 kj/ml

18 50 KIMIA XI SMA E. MENENTUKAN HARGA PERUBAHAN ENTALPI Harga perubahan entalpi ( H) suatu reaksi dapat ditentukan dengan cara 1. Melakukan eksperimen, menggunakan suatu alat bernama kalrimeter. 2. Menggunakan hukum Hess (hukum penjumlahan kalr). 3. Menggunakan data perubahan entalpi pembentukan standar 4. Menggunakan data energi ikatan ( H f ) 1. Menentukan harga perubahan entalpi dengan kalrimeter Pengukuran jumlah kalr yang dilepaskan atau yang diterima pada suatu reaksi kimia disebut kalrimetri. Sedang alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalr disebut kalrimeter. Ada beberapa macam jenis kalrimeter, salah satunya adalah kalrimeter Bm yang mempunyai daya hitung lebih akurat (bagus, lihat gambar). Tapi bagi kita di labratrium cukup menggunakan alat kalrimeter sederhana (lihat gambar). Alat kalrimeter sederhana disusun atas dua buah gelas plastik (merupakan bahan nnknduktr) sehingga jumlah kalr yang diserap atau dilepas ke lingkungan dapat diabaikan. termmeter bejana plastik ruang hampa udara bejana alumunium bejana reaksi penyangga larutan Bm Kalrimeter Dalam kalrimeter zat yang akan direaksikan dimasukkan ke dalam kamar reaksi. Kamar reaksi ini dikelilingi leh air yang telah diketahui massanya. Jika suatu reaksi berlangsung eksterm maka kalr akan dilepas leh larutan di dalam gelas. Sebaliknya jika reaksi berlangsung endterm maka kalr akan diserap dari larutan di dalam gelas. Jadi kalr reaksi sama dengan jumlah kalr yang diserap atau dilepaskan larutan di dalam gelas. Jumlah kalr yang diserap atau dilepaskan larutan dapat ditentukan dengan mengukur perubahan suhunya. Jumlah kalr tersebut dapat dirumuskan secara sederhana sebagai berikut.

19 KIMIA XI SMA 51 q = m. c. T Di mana : q = jumlah kalr reaksi (jule/kiljule) m = massa zat (gram) c = kalr jenis air, yaitu kalr yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 gram zat sebesar 1 C atau 1 K (jule gr -1 C -1 /jule gr -1 K -1 ) T = perubahan suhu (T akhir T awal ) Cnth sal Dalam kalrimeter terdapat zat yang bereaksi secara ekstermik dan ternyata 0,1 kg air yang mengelilinginya mengalami kenaikan suhu sebesar 5 C. Jika kalr jenis air = 4,18 J gr -1 C -1 maka berapakah kalr reaksi zat tersebut? Jawab: q = m x c x T q = 100 gr x 4,18 j.gr -1. C -1 x 5 C q = 2090 jule q = 2,090 kj 2. Larutan NaOH 1 M sebanyak 100 cm 3 direaksikan dengan 100 cm 3 larutan HCl 1 M dalam sebuah bejana. Tercatat suhu naik dari 29 C menjadi 37,5 C. Jika larutan diangggap sama dengan air, kalr jenis air = 4,2 J gr -1 K -1, massa jenis air = 1 gr cm -3. Tentukan perubahan entalpi reaksi ( H) netralisasi dari larutan di atas! Jawab: - Reaksi: NaOH (aq) + HCl (aq) NaCl (aq) + H 2 - Vlum campuran = 100 cm cm 3 = 200 cm 3 - ml NaOH = V x M = 0,1 x 1 = 0,1 ml - ml HCl = V x M = 0,1 x 1 = 0,1 ml Jadi 0,1 ml NaOH beraksi dengan 0,1 ml HCl. NaCl yang dihasilkan adalah garam maka jenis reaksinya disebut reaksi penggaraman atau penetralan karena menghasilkan air (H 2 O). Ml H 2 O yang terbentuk adalah 0,1 ml (karena kefisien reaksinya sama dengan kefisien NaOH dan HCl). Karena larutan dianggap sama dengan air maka massa larutan = massa air. Jadi massa larutan = 200 cm 3 x 1 gr cm -3 = 200 gram T = 37,5 C 29 C = 8,5 C = 8,5 K c air = 4,2 J gr -1 K -1

20 52 KIMIA XI SMA maka q = m x c. T = 200 gr x 4,2 j gr -1 K -1 x 8,5 K = 7140 jule = 7,140 kj Besarnya energi untuk mereaksikan 0,1 ml NaOH dan 0,1 ml HCl adalah 7,140 kj. 7, 140 KJ q netralisasi = = 71, 40 KJ/ml 01, ml Karena reaksi di atas adalah reaksi eksterm (yang ditandai dengan kenaikan suhu) maka harga H reaksi = -71,40 kj/ml. Reaksi termkimianya adalah: NaOH (aq) + HCl (aq) NaCl (aq) +H 2 H = -71,40 kj/ml Latihan 5 1. Pada pemanasan 0,6 liter air, ternyata suhu air naik dari 25 C menjadi 37 C. Jika massa jenis air = 1 gram/ml dan kalr jenis air = 4,2 J/g/ C maka tentukan H reaksi pembakaran air tersebut! 2. Diketahui larutan HCl 0,4 M sebanyak 50 cm 3 yang dicampurkan dengan 100 cm 3 larutan KOH 0,2 M di mana suhu masing-masing larutan sebesar 26 C. Setelah terjadi reaksi ternyata suhunya naik menjadi 34 C. Jika diketahui massa jenis air 1 gr/ml dan kalr jenis air 4,2 J/g/ C serta kalr jenis dan massa jenis larutan dianggap sama dengan air maka tentukan harga H reaksi kedua larutan di atas! Reaksi: HCl (aq) + KOH (aq) KCl (aq) + H 2 2. Menentukan harga perubahan entalpi dengan menggunakan Hukum Hess Ada beberapa reaksi yang kadang-kadang sukar diukur perubahan entalpinya dengan kalrimeter. Hal ini disebabkan karena sifat dari reaksi itu. Misalnya reaksi pembentukan CO dari unsur-unsurnya. Ternyata hal-hal tersebut di atas dapat dibantu dengan menggunakan Hukum Hess. Pada tahun rang yang bernama Germain Henry Hess dari Swiss-Rusia merumuskan penemuannya berdasarkan hasil-hasil percbaan tentang kalr reaksi sebagai berikut kalr reaksi yang dilepaskan atau diserap leh suatu reaksi tidak tergantung dari jalannya reaksi tetapi tergantung dari kndisi awal zat-zat yang bereaksi dan kndisi

21 KIMIA XI SMA 53 akhir zat-zat hasil reaksi. Pernyataan ini dikenal dengan Hukum Hess. Hukum Hess ini pada dasarnya merupakan bagian dari Hukum Termdinamika pertama atau Hukum Kekekalan Energi yang berkaitan dengan reaksi kimia. Menurut pernyataan Hukum Hess di atas maka kita dapat mengartikan bahwa harga H dari suatu reaksi yang berlangsung satu tahap akan sama dengan harga H jika reaksi itu berlangsung beberapa tahap/cara. Cnth: C dapat dibuat dengan satu tahap/cara dan dapat juga dibuat dengan dua tahap. 1. Satu tahap : C (s) + C H 1 = a kj (secara langsung) 2. Dua tahap : C (s) + 1 CO (g) H 2 = b kj (tidak langsung) CO (g) + 1 C H 3 = c kj + C (s) + C H 1 = H 2 + H 3 atau C (s) + C a = b + c Tahapan reaksi di atas dapat dibuat dalam bentuk diagram siklus dan diagram tingkat energi. Gambar diagram siklus Gambar diagram tingkat energi a C (s) + C + O 2 (awal) C (g) b c CO (g) a b CO (g) c C (akhir) Jadi jika suatu reaksi dapat berlangsung menurut dua tahap atau lebih maka kalr reaksi ttalnya sama dengan jumlah aljabar kalr tahapan reaksinya. Hukum Hess disebut juga Hukum Penjumlahan Kalr. Prses ini dapat digambarkan dengan diagram tersebut di atas.

22 54 KIMIA XI SMA Cnth sal Diketahui: a. 1 N 2(g) + NO 2g) H = +33,85 kj/ml b. NO (g) + 1 NO 2g) H = -56,52 kj/ml Tentukan entalpi reaksi dari 1 N 2(g) + 1 NO 2g) H =... kj/ml Jawab: Perubahan entalpi di atas dapat diperleh dengan menyusun dan menjumlahkan kedua reaksi tersebut yang sudah diketahui harganya, yaitu reaksi (1) ditulis tetap, sedang reaksi (2) dibalik. Jadi: 1 N 2(g) + N H = +33,85 kj/ml N NO (g) + 1 H = +56,52 kj/ml + 1 N 2(g) + NO (g) + 1 H = +90,37 kj/ml atau 1 N 2(g) + 1 NO (g) H = +90,37 kj/ml 2. Diketahui: a. C (s) + C H = -94 kkal b. 2H 2(g) + 2H 2 H = -136 kkal c. 3C (s) + 4H 2(g) C 3 H 8(g) H = -24 kkal Tentukan H dari reaksi C 3 H 8(g) + 5 3C + 4H 2 Jawab: Cara seperti di atas yaitu menyusun dan menjumlahkan ketiga reaksi di atas sebagai berikut - reaksi (1) dikalikan 3 - reaksi (2) dikalikan 2 - reaksi (3) dibalik sehingga diperleh: 3C (s) + 3 3C H = -282 kkal 4H 2(g) + 2 4H 2 H = -136 kkal C 3 H 8(g) 3C (s) + 4H 2(g) H = +24 kkal + C 3 H 8(g) + 5 3C + 4H 2 H = -530 kkal

23 KIMIA XI SMA 55 Latihan 6 1. Dari diagram siklus berikut: H 1 =...? A B H 4 = 25 KJ H 2 = 75 KJ D H 3 = 50 KJ C Maka tentukan harga H 1! 2. Perhatikan diagram tingkat energi berikut! 0 2 P (s) + 3 Cl 2(g) PCl 3(g) 2 PCl 2(l) Tentukan H penguapan dari PCl 3(l)! 3. Diketahui: S (s) + S H = -297 kj/ml S (s) SO 3(g) H = -396 kj/ml Tentukan H reaksi dari: S + 1 SO 3(g) 4. Tentukan Hukum Hess untuk menentukan H reaksi C 3 H 4(g) + 2H 2(g) C 3 H 8(g) Jika diketahui H 2(g) + 1 H 2 C 3 H 4(g) + 4 3C +2H 2 C 3 H 8(g) + 5 3C +4H 2 H = -286 kj/ml H = kj/ml H = kj/ml 3. Menentukan harga perubahan entalpi dengan menggunakan entalpi pembentukan standar ( H f ) Entalpi pembentukan standar ( H f ) suatu senyawa dapat memberikan kemudahan dalam menentukan perubahan entalpi reaksi.

24 56 KIMIA XI SMA Perhitungan ini bisa dengan cara rumusan sebagai berikut. Reaksi: p AB + q CD r AC + s BD reaktan prduk (pereaksi) (hasil reaksi) H reaksi = H f hasil H f pereaksi H reaksi = (r. H f AC + s. H f BD) - (p. H f AB + q. H f CD) Seperti yang sudah diinfrmasikan bahwa harga H f unsur-unsur dalam wujud yang paling stabil memiliki harga = nl (misalnya Fe (s), Hg (l), Cl 2(g), I 2(s), C (grafit), Br 2(l), dan ). Akan tetapi untuk Fe (l), Hg(s), Cl 2(l), I 2(g), C (intan), Br 2(g), dan O 3(s) memiliki harga H f nl. Cnth sal Jika diketahui: H f C 2 H 5 OH (l) = -266 kj/ml H f CO 2 (g) = -394 kj/ml H f H 2 = -286 kj/ml Hitunglah H untuk reaksi C 2 H 5 OH (l) + 3 2C +3H 2 Jawab: H reaksi = Hf hasil Hf pereaksi H reaksi = [(2. H f CO 2 ) + (3. H f H 2 O)] - [(1. H f C 2 H 5 OH) + (3. H f O 2 )] = [(2. (-394)) + (3. (-286))] - [(1. (-266)) + (3. 0)] H reaksi = kj/ml 2. Perhatikan diagram entalpi berikut ini! 2 N H 2 = -114,1 kj H 1 = +66,4 kj 2 NO (g) + N 2(g) + 2 H 3 =...!

25 KIMIA XI SMA 57 a. Tentukan harga H 3! b. Tentukan kalr pembentukan NO (g) =...! Jawab: a. Untuk prses (1) berlangsung dalam satu tahap yaitu reaksi pembentukan 2N dari unsur N 2(g) dan 2. Sedang prses (2)(prses pembentukan 2N ) tapi berlangsung dalam 2 tahap, yaitu 1. tahap pembentukan 2NO (g) dahulu 2. tahap pembentukan 2N Jadi H prses(1) = H prses(2) H 1 = H 3 + H 2 +66,4 = H 3 + ( 114,1) H 3 = 180,5 Jadi harga H 3 adalah +180,5 kj b. Reaksi pembentukan NO (g) adalah 1 N 2(g) + 1 NO (g) H f =... dari diagram di atas, diketahui N 2(g) + 2 2NO (g) + H 3 = 180,5 kj sehingga H f NO (g) = 180, 5 = 90, 25 KJ/ml 2 Jadi H f NO (g) = 90,25 kj/ml Latihan 7 1. Diketahui H f Al 2 O 3(s) = kj/ml H f Fe 2 O 3(s) = -822,2 kj/ml maka tentukan H dari reaksi 2Al (s) +Fe 2 O 3(s) 2Fe (s) + Al 2 O 3(s) 2. Tentukan entalpi pembentukan ZnSO 4(s) jika diketahui reaksi sebagai berikut. Zn (s) +S (s) ZnS (s) H = -206 kj ZnSO 4 ZnS (s) +2 H = +777 kj

26 58 KIMIA XI SMA 3. Diketahui entalpi pembentukan C = -393,5 kj/ml, H 2 = -242 kj/ml dan C 3 H 8(g) = -104 kj/ml. Tentukanlah jumlah kalr yang dapat dibebaskan jika 1 gram C 3 H 8(g) dibakar sempurna membentuk gas CO 2 dan air (Ar H = 1, C = 12)! 4. Menentukan harga perubahan entalpi dengan menggunakan data energi ikatan Energi ikatan dapat didefinisikan sebagai energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan kimia satu ml senyawa dalam wujud gas menjadi atm-atm gas pada keadaan standar. Energi ikatan diberi simbl D dan satuan yang digunakan sama seperti satuan energi yang lain. Misalnya untuk menentukan ikatan 1 ml gas hidrgen menjadi atmatm H bebas diperlukan energi sebanyak 431 kj/ml. Ini berarti bahwa energi ikatan H - H dalam mlekul H 2 adalah 436 kj. Reaksi penguraian H 2(g) dapat ditulis H 2(g) H (g) +H (g) H = +436 kj/ml Jadi D H-H = 436 kj/ml Energi ikatan yang seperti dicnthkan di atas dapat juga disebut sebagai energi dissiasi ikatan. Makin besar harga energi dissiasi ikatan dari mlekul diatmik (beratm dua) maka makin kuat ikatan antara dua atm tersebut. Tabel 2.5. Daftar Energi Dissiasi Ikatan Mlekul Diatmik Pada Suhu 25 C dan Tekanan 1 atm Mlekul diatmik Energi dissiasi ikatan (kj/ml) I I (g) 152,6 F F (g) 157,0 Br Br (g) 193,9 Cl I (g) 210,3 Cl Br (g) 218,6 Cl Cl (g) 242,6 Cl F (g) 254,3 H H (g) 431,0 O=O (g) 495 N N (g) 945,3

27 KIMIA XI SMA 59 Mlekul yang terdiri atas tiga atm atau lebih (mlekul pliatm) maka digunakan pengertian energi ikatan rata-rata yaitu energi rata-rata ikatan yang diperlukan untuk menguraikan atau mendisssiasikan 1 ml mlekul senyawa menjadi atm-atm penyusunnya. Misalnya pada penguraian/disssiasi 1 ml NH 3 menjadi atm-atmnya diperlukan energi sebesar 1172 kj. Reaksi penguraian NH 3 tersebut dapat ditulis. NH 3(g) N (g) +3H (g) H = kj Apabila kita buat tahap-tahap penguraiannya berikut energi yang diperlukan maka dapat ditulis: NH 3(g) NH 2(g) +H (g) H = +431 kj NH 2(g) NH (g) +H (g) NH (g) N (g) +H (g) H = +381 kj H = +360 kj Tahap-tahap reaksi tersebut di atas, apabila dijumlahkan maka kita akan mendapatkan energi sebesar 1172 kj. Energi sebesar ini adalah energi disssiasi ikatan ttal untuk memutuskan ketiga ikatan N - H karena dalam mlekul NH 3 terdapat 3 ikatan N - H. Maka energi ikatan rata-rata per ml ikatan N - H adalah sebesar 391 kj yang berasal dari satu per tiga energi ttalnya. Tabel 2.6. Energi ikatan rata-rata Ikatan Energi ikatan (kj/ml) Ikatan Energi ikatan (kj/ml) C N 292 C C 343 C=C 607 C O 356 C=N 619 H N 391 C=O 724 H C 410 C C 833 H O 463 C N 879 Menggunakan tabel energi ikatan rata-rata dan energi disssiasi ikatan, kita dapat menghitung energi yang dibutuhkan atau dilepaskan pada pembentukan suatu mlekul gas. Reaksi kimia biasanya terjadi karena penyusunan ulang atm-atm dalam mlekul melalui pemutusan dan pembentukan ikatan sehingga menjadi susunan mlekul yang baru. Perubahan entalpi dapat dicari dari selisih antara H pemutusan ikatan dan H pembentukan ikatan. H = Σ H pemutusan ikatan Σ H pembentukan ikatan

28 60 KIMIA XI SMA Cnth sal Dengan menggunakan tabel energi ikatan rata-rata hitunglah energi yang dibebaskan reaksi hidrgenasi 1 ml gas etena! Jawab: reaksi C 2 H 4(g) + H 2(g) C 2 H 6(g) H H atau H C = C H + H H H C C H H H H H pemutusan ikatan 4 ml C H : 4 x 410 = ml C=C : 1 x 607 = ml H H : 1 x 431 = x = 2678 pembentukan ikatan 6 ml C H = 6 x 410 = ml C C = 1 x 343 = y = H = x y = = -125 Jadi H reaksi = -125 kj/ml 2. Diketahui reaksi pembakaran sebagai berikut CS 2(g) +3 C + 2SO 3(g) H = -445 kj Jika energi ikatan O=O = 495 kj/ml S=O = 323 kj/ml C=O = 799 kj/ml maka tentukan nilai energi ikatan C = S! Jawab: Reaksi: S=C=S + 3(O=O) O=C=O + 2(O=S=O) H = -445 kj Misalkan energi ikatan C = S = x maka: pemutusan ikatan 2 ml C=S = 2. x = 2x 3 ml O=O = 3 x 495 = x

29 KIMIA XI SMA 61 pembentukan ikatan 2 ml C=O = 2 x 799 = ml S=O = 4 x 323 = H = Σ H pemutusan ikatan Σ H pembentukan ikatan 445 = x x = = = Jadi energi ikatan rata-rata C=S adalah 480 kj/ml Latihan 8 1. Diketahui energi ikatan rata-rata dari C H = 417,06 kj/ml C C = 349,02 kj/ml C=C = 609,1 kj/ml H H = 437,64 kj/ml Maka tentukan besarnya perubahan entalpi reaksi adisi 1 butena leh gas hidrgen)! 2. Jika perubahan entalpi pembentukan gas HCl = -a kj, energi ikatan H 2 dan Cl 2 masing-masing b dan c maka tentukan besarnya ikatan H Cl pada senyawa HCl tersebut! 3. Dengan menggunakan tabel energi ikatan hitunglah energi yang dibebaskan pada pembakaran 15 gram gas etana (C 2 H 6 ) (Ar C = 12, H = 1)! 4. Diketahui energi ikatan rata-rata C=C = 813 kj/ml C C = 346 kj/ml C H = 413 kj/ml H H = 436 kj/ml Maka hitunglah harga H reaksi hidrgenasi 21 gram prpena menurut reaksi C 3 H 6 + H 2 C 3 H 8 5. Jika entalpi pembentukan NH 3 adalah -46 kj dan energi ikatan H H dan N H masing-masing 436 kj dan 390 kj maka hitunglah energi ikatan N = N!

30 62 KIMIA XI SMA Kata Kunci Energi disssiasi Energi ikatan Energi kinetik Energi ptensial Entalpi Reaksi eksterm Reaksi endterm Entalpi pembentukan standar Entalpi penguraian standar Entalpi pembakaran standar Persamaan termkimia Kalrimetri Kalrimeter Termkimia Sistem Lingkungan Diagram siklus Diagram tingkat energi Energi ikatan rata-rata RANGKUMAN - Energi kinetik adalah energi yang terkandung di dalam materi yang bergerak, sedang energi ptensial adalah energi yang terkandung di dalam materi yang tidak bergerak. - Hukum kekekalan energi menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, tetapi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain. - Termkimia adalah ilmu yang mempelajari perubahan energi yang menyertai suatu reaksi kimia. - Jumlah ttal dari semua bentuk energi dalam suatu materi disebut entalpi. Besarnya entalpi akan tetap knstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar dari materi/zat itu. - Entalpi suatu zat tidak dapat diukur, yang dapat diukur adalah perubahan entalpinya. - Sistem adalah peristiwa reaksi kimia yang sedang diamati/dipelajari, sedang lingkungan adalah segala sesuatu di luar sistem. - Reaksi yang mengeluarkan energi disebut reaksi eksterm, sedang reaksi yang membutuhkan energi disebut reaksi endterm. - Perubahan entalpi yang diukur pada suhu 298 K dan tekanan 1 atm disebut perubahan entalpi standar lambangnya H. - Berdasarkan jenis reaksinya atau perubahannya, perubahan entalpi standar dapat diglngkan: - perubahan entalpi pembentukan standar ( H f )

31 KIMIA XI SMA 63 - perubahan entalpi penguraian standar ( H d ) - perubahan entalpi pembakaran standar ( H c ) - Harga perubahan entalpi dapat ditentukan dengan cara: - alat kalrimeter - hukum Hess - perubahan entalpi pembentukan standar - energi ikatan - Secara umum, rumus untuk menentukan perubahan entalpi ( H) adalah sebagai berikut H = Σ Hf prduk Σ Hf pereaksi - Sedang rumus penentuan perubahan entalpi dengan menggunakan energi ikatan adalah H = ΣD pemutusan ΣD pembentukan - Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan kimia 1 ml senyawa yang berwujud gas menjadi atm-atm gas pada keadaan standar. - Pembakaran sempurna bahan bakar akan menghasilkan gas karbndiksida dan air, sedang pembakaran tidak sempurna bahan bakar akan menghasilkan gas karbnmnksida yang bersifat racun dan air. - Aspek praktis prduksi energi bahan bakar dari minyak bumi adalah masalah cadangan/sumber energi alternatif dan dampak lingkungan/plusi.

32 64 KIMIA XI SMA P ELATIHAN SOAL I. Pilihlah salah satu jawaban yang tepat! 1. Pita magnesium dimasukkan ke dalam tabung reaksi yang berisi larutan HCl ternyata pita magnesium larut sambil timbul gelembung-gelembung gas dan dinding tabung dipegang terasa panas. Maka reaksi ini dapat diglngkan... a. eksterm, energi berpindah dari sistem ke lingkungan b. eksterm, energi berpindah dari lingkungan ke sistem c. endterm, energi berpindah dari sistem ke lingkungan d. endterm, energi berpindah dari lingkungan ke sistem e. endterm, energi tetap tidak ada perpindahan 2. Bila air pada suhu 100 C dipanaskan ternyata tidak terjadi kenaikan suhu sampai semua cairan berubah menjadi uap. Penjelasan berikut yang terbaik untuk pengamatan di atas adalah bahwa pemanasan diperlukan untuk... a. mengatasi gaya antarmlekul b. menguapkan air c. menggabungkan in H + dan OH - menjadi mlekul air d. menghentikan penguraian air menjadi hidrgen dan ksigen e. mendispersikan mlekul udara di antara mlekul air sehingga air menguap 3. Diketahui reaksi H 2(g) +Cl 2(g) 2HCl (g) H = -110 kj maka H untuk reaksi HCl (g) 1 H 2(g) + 1 Cl 2(g) H =... a kj b kj c kj d kj e kj 4. Di antara reaksi-reaksi di bawah ini yang bukan reaksi pembentukan adalah... a. H O 2 H 2 O b. K + 1 I 2 KI c. Na + 1 Cl 2 NaCl d. 1 N O 2 NO e. CS 2 C + 2S 5. Berdasarkan siklus 2A+B C+2D H 2 H 1 H 3 A 2 B CD 2 Maka perubahan entalpi A 2 B CD 2 adalah... a. H 1 + H 2 + H 3 b. - H 1 H 2 H 3 c. - H 1 + H 2 + H 3 d. - H 1 + H 2 H 3 e. H 1 + H 2 H 3...?

33 KIMIA XI SMA Perhatikan diagram tingkat energi pembentukan gas SO 3 di bawah ini! 0-593,8-790,4 S (s) + 3 H H SO 3(g) + 2 SO 3(g) H 2 Awal Akhir Berdasarkan diagram di atas maka harga H 2 adalah... a. -593,8 kj b. -196,6 kj c. +196,6 kj d. +593,8 kj e. +790,4 kj 7. Bila 1,26 gram karbnmnksida dibakar dan panas yang dilepas sebesar J. Maka kalr pembakaran gas CO sebesar... a. 10 kj/ml b. 28 kj/ml c. 100 kj/ml d. 226,8 kj/ml e. 200 kj/ml 8. Diketahui energi ikatan ratarata C H = 416 kj/ml C=C = 614 kj/ml C C = 348 kj/ml H H = 438 kj/ml Maka perubahan entalpi untuk reaksi C 2 H 4(g) + H 2(g) C 2 H 6(g) sebesar... a kj/ml b kj/ml c kj/ml d kj/ml e kj/ml 9. Diketahui reaksi termkimia sebagai berikut 2C (grafit) + 2CO (g) H = -p kj C (grafit) + C H = -q kj 2CO (g) + 2C H = -r kj Sesuai dengan hukum Hess maka... a. p = q + r b. 2q = p + r c. q = 2 (p + r) d. p = -q - r e. p + 2q = r 10. Pada reaksi: H H C H+ 2(O=O) H O=C=O + 2(H O H) H C = -109 kj/ml Sedang energi ikatan C=O; H O dan O=O berturut-turut adalah 243 kj/ml; 432 kj/ml dan 335 kj/ml maka energi ikatan rata-rata C H adalah sebesar... a. 194,75 kj/ml b. 358,75 kj/ml c. 553,50 kj/ml d. 595,00 kj/ml e. 599,50 kj/ml

34 66 KIMIA XI SMA II. Jawablah dengan singkat dan jelas! 1. Tuliskan persamaan termkimianya untuk a. H f H 2 = -285,8 kj/ml b. H f HI (g) = +25,9 kj/ml c. H d CH 3 COOH (l) = +487 kj/ml d. H d NaHCO 3(s) = + 947,6 kj/ml e. H c C 8 H 18(l) = kj/ml f. H c CH 3 OH (l) = -638 kj/ml 2. Di dalam alat kalrimeter direaksikan 50 ml larutan HCl 0,1 M temperatur 26 C dengan 50 ml larutan NaOH 0,1 M temperatur 26 C. Setelah dicampur ternyata temperatur menjadi 35 C. Jika kalr jenis air 4,2 J/gr C dan vlume campuran dianggap sama dengan air maka berapakah perubahan entalpi ( H) pada reaksi tersebut? 3. Jika diketahui H pembakaran sempurna C 2 H 5 OH adalah -1234,7 kj/ml, H pembentukan C dan H 2 O masing-masing -393,5 kj/ml dan -241,8 kj/ml maka tentukan H penguraian C 2 H 5 OH! 4. Pada prses pembuatan besi dari bijihnya dilakukan reaksi sebagai berikut Fe 2 O 3(s) + 3CO (g) 2Fe (s) + 3C Jika diketahui H f H f H f Fe 2 O 3(s) = -822,1 kj/ml CO (g) = -110,5 kj/ml C = -393,5 kj/ml maka tentukan: a. H reaksi untuk memperleh 1 kg besi b. berapa gram Fe 2 O 3 yang harus direaksikan jika kalr yang dibebaskan sebesar 269 kj (Ar Fe = 56, O = 16) 5. Diketahui entalpi pembentukan H 2 O (g) = -242 kj/ml, energi ikatan H H = 436 kj/ml dan energi ikatan dalam O=O = 495 kj/ml. Maka tentukan energi ikatan rata-rata O H dalam H 2 O (g)!