1Rangkuman Kimia Dasar IIYASICA DIEN ARINYDBD 111 0065

Termokimia

I. Pengertian TermokimiaTermokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari

dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panas/termalnya. Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan. Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik. Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan. Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk m emas ak. Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme, makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi. Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan. Mari kita periksa terjadinya hal ini dan bagaimana kita mengetahui adanya perubahan energi.

II. Peristiwa TermokimiaMisalnya akan dilakukan reaksi kimia dalam suatu tempat tertutup sehingga tak ada

panas yang dapat keluar atau masuk ke dalam campuran reaksi tersebut. Atau reaksi dilakukan sedemikian rupa sehingga energi total tetap sama. Juga misalnya energi potensial dari hasil reaksi lebih rendah dari energi potensial pereaksi sehingga waktu reaksi terjadi ada penurunan energi potensial. Tetapi energi ini tak dapat hilang begitu saja karena energi total (kinetik dan potensial) harus tetap konstan. Sebab itu, bila energi potensialnya turun, maka energi kinetiknya harus naik berarti energi potensial berubah menjadi energi kinetik. Penambahan jumlah energi kinetik akan menyebabkan harga rata-rata energi kinetik dari molekulmolekul naik, yang kita lihat sebagai kenaikan temperatur dari campuran reaksi. Campuran reaksi menjadi panas.

Kebanyakan reaksi kimia tidaklah tertutup dari dunia luar. Bila campuran reaksi menjadi panas seperti digambarkan dibawah, panas dapat mengalir ke sekelilingnya. Setiap perubahan yang dapat melepaskan energi ke sekelilingnya seperti ini disebut perubahan eksoterm. Perhatikan bahwa bila terjadi reaksi eksoterm, temperatur dari campuran reaksi akan naik dan energi potensial dari zat-zat kimia yang bersangkutan akan turun.

Kadang-kadang perubahan kimia terjadi dimana ada kenaikan energi potensial dari zat-zat bersangkutan. Bila hal ini terjadi, maka energi kinetiknya akan turun sehingga temperaturnya juga turun. Bila sistem tidak tertutup di sekelilingnya, panas dapat mengalir ke campuran reaksi dan perubahannya disebut perubahan endoterm. Perhatikan bahwa bila terjadi suatu reaksi endoterm, temperatur dari campuran reaksi akan turun dan energi potensial dari zat-zat yang ikut dalam reaksi akan naik. Peristiwa kebakaran menghasilkan panas.

III. Sistem dan Lingkungan

2Rangkuman Kimia Dasar IIYASICA DIEN ARINYDBD 111 0065

Sistem adalah reaksi atau proses yang sedang dipelajari. Lingkungan adalah segala sesuatu di sekitar sistem dengan apa sistem berinteraksi. Interaksi sistem dengan lingkungan dapat berupa pertukaran materi dan/atau pertukaran energi. Berdasarkan interaksi yang terjadi antara sistem dan lingkungan, sistem dibedakan atas sistem terbuka, sistem tertutup, dan sistem terisolasi. Sistem dikatakan terbuka jika terjadi pertukaran materi dan energi dengan lingkungan.

Contohnya adalah Air panas dalam gelas terbuka. Sistem dikatakan tertutup jika antara sistem dan lingkungan hanya terjadi pertukaran

energi, tetapi tidak pertukaran materi. Contohnya Air panas dalam gelas tertutup. Sistem dikatakan terisolasi jika antara sistem dan lingkungan tidak terjadi pertukaran

materi maupun energi. Contohnya Air panas dalam termos.

Gambar : Tiga Jenis Sistem: (a) Terbuka; (b) Tertutup dan (c) Terisolasi.

IV. Reaksi TermokimiaReaksi termokimia dapat dibedakan menjadi :a. Reaksi Eksoterm, pada reaksi eksoterm terjadi perpindahan kalor dari sistem ke

lingkungan atau pada reaksi tersebut dikeluarkan panas. Pada reaksi eksoterm harga DH = (–)Contoh : C(s) + O2(g) → CO2(g) + 393.5 kJ ; DH = -393.5 kJ

b. Reaksi Endoterm, pada reaksi endoterm terjadi perpindahan kalor dari lingkungan ke sistem atau pada reaksi tersebut dibutuhkan panas. Pada reaksi endoterm harga DH = (+)Contoh : CaCO3(s) →CaO(s) + CO2(g) – 178.5 kJ ; DH = +178.5 kJ

V. Pengukuran Energi Dalam Reaksi KimiaSatuan internasional standar untuk energi yaitu Joule (J) diturunkan dari energi

kinetik. Satu joule = 1 kgm 2 /s 2 . Setara dengan jumlah energi yang dipunyai suatu benda dengan massa 2 kg dan kecepatan 1 m/detik (bila dalam satuan Inggris, benda dengan massa 4,4 lb dan kecepatan 197 ft/menit atau 2,2 mil/jam).1 J = 1 kg m 2 /s 2

Satuan energi yang lebih kecil yang dipakai dalam fisika disebut erg yang harganya = 1×10 -7 J. Dalam mengacu pada energi yang terlibat dalam reaksi antara pereaksi dengan ukuran molekul biasanya digantikan satuan yang lebih besar yaitu kilojoule (kJ). Satu kilojoule = 1000 joule (1 kJ = 1000J).

Semua bentuk energi dapat diubah keseluruhannya ke panas dan bila seorang ahli kimia mengukur energi, biasanya dalam bentuk kalor. Cara yang biasa digunakan untuk menyatakan panas disebut kalori (singkatan kal). Definisinya berasal dari pengaruh panas

3Rangkuman Kimia Dasar IIYASICA DIEN ARINYDBD 111 0065

pada suhu benda. Mula-mula kalori didefinisikan sebagai jumlah panas yang diperlukan untuk menaikkan temperatur 1 gram air dengan suhu asal 150 C sebesar 10 C. Kilokalori (kkal) seperti juga kilojoule merupakan satuan yang lebih sesuai untuk menyatakan perubahan energi dalam reaksi kimia. Satuan kilokalori juga digunakan untuk menyatakan energi yang terdapat dalam makanan.

Dengan diterimanya SI, sekarang juga joule (atau kilojoule) lebih disukai dan kalori didefinisi ulang dalam satuan SI. Sekarang kalori dan kilokalori didefinisikan secara eksak sebagai berikut :1 kal = 4,184 J1 kkal = 4,184 kJ

VI. Entalpi dan Perubahan EntalpiSetiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan di dalamnya.

Energi potensial berkaitan dengan wujud zat, volume, dan tekanan. Energi kinetik ditimbulkan karena atom – atom dan molekulmolekul dalam zat bergerak secara acak.Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut  entalpi (H). Entalpi akan tetap konstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar dari zat. Misalnya entalpi untuk air dapat ditulis H H20 (l) dan untuk es ditulis H H20 (s). Perhatikan lampu spiritus, jumlah panas atau energi yang dikandung oleh spiritus pada tekanan tetap disebut entalpi spiritus. Entalpi tergolong sifat eksternal, yakni sifat yang bergantung pada jumlah mol zat. Bahan bakar fosil seperti minyak bumi, batubara mempunyai isi panas atau entalpi. Entalpi (H) suatu zat ditentukan oleh jumlah energi dan semua bentuk energi yang dimiliki zat yang jumlahnya tidak dapat diukur. Perubahan kalor atau entalpi yang terjadi selama proses penerimaan atau pelepasan kalor dinyatakan dengan ” perubahan entalpi (ΔH)”. Misalnya pada perubahan es menjadi air, maka dapatditulis sebagai berikut:

Δ H = H H20 (l) -H H20 (s) (7)Reaksi pembakaran bensin di dalam mesin motor adalah sebagian energy kimia yang

dikandung bensin, ketika bensin terbakar, diubah menjadi energi panas dan energi mekanik untuk menggerakkan motor. Demikian juga pada mekanisme kerja sel aki. Pada saat sel aki bekerja, energi kimia diubah menjadi energi listrik, energi panas yang dipakai untuk membakar bensin dan reaksi pembakaran bensin menghasilkan gas, menggerakkan piston sehingga menggerakkan roda motor.

Harga entalpi zat sebenarnya tidak dapat ditentukan atau diukur. Tetapi ΔH dapat ditentukan dengan cara mengukur jumlah kalor yang diserap sistem. Misalnya pada perubahan es menjadi air, yaitu 89 kalori/gram. Pada perubahan es menjadi air, ΔH adalah positif, karena entalpi hasil perubahan, entalpi air lebih besar dari pada entalpi es. Termokimia merupakan bagian dari ilmu kimia yang mempelajari  perubahan entalpi yang menyertai suatu reaksi. Pada perubahan kimia selalu terjadi perubahan entalpi. Besarnya perubahan entalpi adalah sama besar dengan selisih antara entalpi hasil reaksi dan jumlah entalpi pereaksi. Pada reaksi endoterm, entalpi sesudah reaksi menjadi lebih besar, sehingga ΔH positif. Sedangkan pada reaksi eksoterm, entalpi sesudah reaksi menjadi lebih kecil,sehingga ΔH negatif. Perubahan entalpi pada suatu reaksi disebut kalor reaksi. Kalor reaksi untuk reaksi-reaksi yang khas disebut dengan nama yang khas pula, misalnya kalor pembentukan,kalor penguraian, kalor pembakaran, kalor pelarutan   dan

4Rangkuman Kimia Dasar IIYASICA DIEN ARINYDBD 111 0065

sebagainya. Suatu reaksi kimia dapat dipandang sebagai suatu sistem yang terdiri dari dua bagian yang berbeda, yaitu pereaksi dan hasil reaksi atau produk. Perhatikan suatu reaksiyang berlangsung pada sistem tertutup dengan volume tetap (ΔV = 0), maka system tidak melakukan kerja, w = 0. Jika kalor reaksi pada volume tetap dinyatakan dengan qv , maka persamaan hukum I termodinamika dapat ditulis:

ΔU = qv + 0 = qv = q reaksi (8)

q reaksi disebut sebagai kalor reaksi. Hal ini berarti bahwa semua perubahan energy yang menyertai reaksi akan muncul sebagai kalor. Misalnya suatu reaksi eksoterm mempunyai perubahan energi dalam sebesar 100 kJ. Jika reaksi itu berlangsung dengan volume tetap, maka jumlah kalor yang dibebaskan adalah 100 kJ. Kebanyakan reaksi kimia berlangsung dalam sistem terbuka dengan tekanan tetap (tekanan atmosfir). Maka sistem mungkin melakukan atau menerima kerja tekanan-volume, w = 0). Oleh karena itu kalor reaksi pada tekanan tetap dinyatakan dengan qp, maka hukum I termodinamika dapat ditulis sebagai berikut:

ΔU = qp + w atau qp = ΔU – w = qreaksi (9)

Untuk menyatakan kalor reaksi yang berlangsung pada tekanan tetap, para ahli mendefinisikan suatu besaran termodinamika yaitu entalpi (heat content) dengan lambang “H”. Entalpi didefinisikan sebagai jumlah energi dalam dengan perkalian tekanan dan volume sistem, yang dapat dinyatakan :

H = U + P V (10)Reaksi kimia termasuk proses isotermal, dan bila dilakukan di udara terbuka maka kalor reaksi dapat dinyatakan sebagai:

qp = Δ H (11)

Jadi, kalor reaksi yang berlangsung pada tekanan tetap sama dengan perubahan entalpi. Oleh karena sebagian besar reaksi berlangsung pada tekanan tetap, yaitu tekanan atmosfir, maka kalor reaksi selalu dinyatakan sebagai perubahan entalpi (ΔH). Akibatnya, kalor dapat dihitung dari perubahan entalpi reaksi, dan perubahan entalpi reaksi yang menyertai suatu reaksi hanya ditentukan oleh keadaan awal (reaktan) dankeadaan akhir (produk).

q = ΔH reaksi = Hp-Hr (12)Contohnya adalah sebagai berikut :

5Rangkuman Kimia Dasar IIYASICA DIEN ARINYDBD 111 0065

Perubahan entalpiEntalpi = H

= Kalor reaksi pada tekanan tetap= Qp

Perubahan entalpi adalah perubahan energi yang menyertai peristiwa perubahan kimia pada tekanan tetap.

VII.Kalor (Q) Q = m.c.ΔT m = massa c = kalor jenis m.c = kapasitas kalor T = suhu

a. Kalor Reaksi (ΔH) Kalor Reaksi adalah Kalor yang diserap (diperlukan) atau dilepaskan (dihasilkan) dalam reaksi dan merupakan perubahan entalpi (ΔH). 2 H2 (g) + O2 (g)→ 2 H2O (l) + 136,6 kkal

H1 H2 Q

H1 = H2 + Q H2 – H1 = – QΔH = – Q = – 136,6 kkalDisebut reaksi eksoterm (menghasilkan kalor).Biasanya dituliskan: 2 H2 (g) + O2 (g) → 2 H2O (l) ΔH = – 136,6 kkal Reaksi kebalikannya adalah reaksi endoterm (memerlukan kalor).2 H2O (l) → 2 H2 (g) + O2 (g) ΔH = + 136,6 kkal

b. ΔH Pembentukan StandarΔH Pembentukan Standar adalah ΔH untuk membentuk 1 mol suatu senyawa dari unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar. C(s) + O2 (g) → CO2 (g) ΔH = – 94,1 kkal ΔH pembentukan standar CO2 (g) = – 94,1 kkal/mol.Umumnya dituliskan ΔHf

0 CO2 (g) = – 94,1 kkal/mol.

6Rangkuman Kimia Dasar IIYASICA DIEN ARINYDBD 111 0065

Jika suatu senyawa tersusun/terbentuk bukan dari unsur-unsur penyusunnya, maka ΔH-nya tidak sama dengan ΔH pembentukan standar.

CO(g) + ½ O2 (g) → CO2 (g) ΔH = – 26,4 kkal ≠ ΔHf

0 CO2 (g)

CO(g) bukan unsur. Unsur-unsur penyusun CO2 (g) pada keadaan standar adalah C(s) dan O2 (g).

c. ΔH Penguraian StandarΔH Penguraian Standar adalah ΔH untuk menguraikan 1 mol suatu senyawa menjadi unsur-unsur penyusunnya pada keadaan standar. CO2 (g) → C(s) + O2 (g) ΔH = + 94,1 kkal

= ΔH penguraian standar CO2 (g)

CO2 (g) → CO(g) + ½ O2 (g) ΔH = + 26,4 kkal ≠ ΔH penguraian standar CO2 (g)

d. ΔH Pembakaran StandarΔH Pembakaran Standar adalah ΔH dalam pembakaran sempurna 1 mol suatu senyawa pada keadaan standar. CH4 (g) + 2 O2 (g) → CO2 (g) + 2 H2O (l) ΔH = – 212,4 kkal

= ΔH pembakaran CH4 (g)

CH4 (g) + 3/2 O2 (g) → CO (g) + 2 H2O (l) ΔH = – 135,1 kkal ≠ ΔH pembakaran CH4 (g)

Hukum Laplace (Marquis de Laplace) ΔH reaksi ke kiri = – ΔH reaksi ke kanan Sehingga: ΔH penguraian = – ΔH pembentukan Sebagai contoh :ΔH pembentukan standar CO2 (g) = – 94,1 kkal/mol. ΔH penguraian standar CO2 (g) = – (– 94,1 kkal/mol) = + 94,1 kkal/mol.

Hukum Hess (Germain Hess) ΔH reaksi tidak bergantung pada jalanya/tahapan reaksi, ΔH reaksi hanya bergantung pada keadaan awal (sebelum reaksi) dan keadaan akhir (setelah reaksi).

½ N2 (g) + O2 (g)

½ N2 (g) + ½ O2 (g) → NO (g) ΔH1 = + 90,37 kJNO(g) + ½ O2 (g) → NO2 (g) ΔH2 = – 56,52 kJ—————————————————————————— +½ N2 (g) + O2 (g) → NO2 (g) ΔH3 = + 33,85 kJ

Dalam reaksi, dapat dianggap bahwa pereaksi terurai menjadi unsur-unsur penyusunnya. Kemudian unsur-unsur tersebut bereaksi membentuk produk reaksi. Sesuai hukum Laplace, maka: ΔH penguraian pereaksi = – ΔH pembentukan pereaksi.

7Rangkuman Kimia Dasar IIYASICA DIEN ARINYDBD 111 0065

Jadi, ΔH reaksi = Σ ΔH pembentukan produk + Σ ΔH penguraian pereaksi = Σ ΔH pembentukan produk – Σ ΔH pembentukan pereaksi = Σ ΔHf

0 produk – Σ ΔHf 0 pereaksi

ΔH pembentukan (ΔHf 0) unsur-unsur bebas adalah nol (ΔH = 0).

Contohnya: N2 (g) → N2 (g) ΔH = 0 O2 (g) → O2 (g) ΔH = 0 C (s) → C (s) ΔH = 0

Energi Ikatan Energi Ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan 1 mol ikatan senyawa dalam wujud gas pada keadaan standar menjadi atom-atom gasnya.

H2 (g) → 2 H (g) ΔH = + 435 kJ Energi ikatan H—H = + 435 kJ/mol

CH4 (g) → C (g) + 4 H (g) ΔH = + 1 656 kJ Atau dituliskan:

H │ H—C—H → C (g) + 4 H (g) ΔH = + 1 656 kJ │ H (g)

Energi ikatan C—H = + 1 656 kJ : 4 mol = 414 kJ/mol Sesuai dengan hukum Laplace, maka: ΔH pembentukan ikatan = – ΔH pemutusan ikatan

= – Energi Ikatan

Dalam reaksi gas-gas, dapat dianggap bahwa ikatan dalam pereaksi diputuskan, kemudian atom-atom gasnya akan membentuk ikatan produk reaksi.Sehingga: ΔH reaksi= Σ ΔH pemutusan ikatan pereaksi + Σ ΔH pembentukan ikatan produk reaksi= Σ ΔH pemutusan ikatan pereaksi – Σ ΔH pemutusan ikatan produk reaksi= Σ Energi ikatan pereaksi – Σ Energi ikatan produk reaksi.

Proses Spontan dan Tidak Spontan Proses reaksi dapat berlangsung spontan ataupun tidak spontan.Ciri-cirinya: Spontan apabila Tidak spontan apabila ΔH < 0 ΔH > 0 ΔS > 0 ΔS < 0 ΔG < 0 ΔG > 0 keterangan :H = entalpi = energi yang dikandung dalam sistem S = entropi = derajad ketidakaturan sistem. G = energi bebas (energi yang tidak digunakan untuk kerja).

8Rangkuman Kimia Dasar IIYASICA DIEN ARINYDBD 111 0065

ΔG = ΔH – T . ΔS

VIII. Contoh Soal1. Jika diketahui: energi ikatan N≡N = 946 kJ/mol, energi ikatan N—N = 163 kJ/mol,

energi ikatan N—H = 389 kJ/mol, energi ikatan O—O = 144 kJ/mol, dan energi ikatan O—H = 464 kJ/mol, maka hitunglah berapa ΔH reaksi berikut: N2H4 (g) + 2 H2O2 (g) → N2 (g) + 4 H2O (g)

Jawaban :reaksinya dapat dituliskan: H H │ │ N—N + 2 H—O—O—H (g) → N≡N (g) + 4 H—O—H (g)

│ │ H H

∆H reaksi= (energy ikat N-N + 4x energi ikat N-H + 2x energi ikat O-O +4x energi ikat O-H) –

(energy ikat N=N + 8x energy ikat O-H)= (163 + 4 x 389 + 2 x 144 + 4 x 464) – (946 + 8 x 464)= -795 kJCatatan: ΔH reaksi yang dapat dihitung dengan energi ikat hanyalah reaksi dimana pereaksi dan produk reaksinya semuanya berwujud gas.

2. Suatu reaksi berlangsung pada volume tetap disertai penyerapan kalor sebanyak 200kJ. Tentukan nilai ΔU, ΔH, q dan w reaksi itu.

Jawaban:Sistem menyerap kalor sebanyak 200 kJ, berarti q = + 200 kJ.Reaksi berlangsung pada volume tetap, maka w = 0 kJ.ΔU = q + w

=+ 200 kJ + 0 kJ = 200 kJΔH = q

= + 200 kJ

3. Tuliskan persamaan termokimia untuk reaksi-reaksi berikut ini :a. Reaksi C3H8 (g) + 5 O2 (g) → 3 CO2 (g) + 4 H2O (l) dibebaskan kalor 223 kJb. Reaksi CH4 (g) + 2 O2 (g) → CO2 (g) + 2 H2O (l) dibebaskan 2671 kJ

Jawaban :a. C3H8 (g) + 5 O2 (g) → 3 CO2 (g) + 4 H2O (l) ∆H = -223 kJb. CH4 (g) + 2 O2 (g) → CO2 (g) + 2 H2O (l) ∆H = -2.671 kJ

4. Tuliskan persamaan termokimia dari data berikut :a. ∆Hf HgO (s) = -90,8 kJ/mol

9Rangkuman Kimia Dasar IIYASICA DIEN ARINYDBD 111 0065

b. ∆Hf CH3OH (l) = -239 kJ/molc. ∆Hf CS2 (g) = +117,1 kJ/mold. ∆Hf Ca(OH)2 (s) = -986,17 kJ/mole. ∆Hf Br2 (g) = + 30,91 kJ/mol

Jawaban :a. Hg (l) + ½ O2 (g) → HgO (s) ∆H = -90,8 kJb. C(s) + 2 H2(g) + ½ O2 (g) → CH3OH (l) ∆H = -239 kJc. C (s) + 2 S (s) → CS2 (g) ∆H = +117,1 kJd. Ca (s) + H2 (g) + O2 (g) → Ca(OH)2 (s)∆H = -986,17 kJe. Br2 (l) → Br2 (g) ∆H = +30,91 kJ

5. Tulislah persamaan termokimia pada keadaan standart, berdasarkan data berikut :a. Pembentukan 117 g garam dapur (NaCl) membebaskan kalorb. Pembentukan 13 g gas (C2H2) memerlukan kalor sebanyak 113 kJc. Pembentukan 5,6 L gas CO2 (STP) membebaskan kalor sebanyak 98,5 kJ(Diketahui : Ar Na=23; Cl=35,5; C=12; H=1; O=16)

Jawaban :a. mol NaCl :

n NaCl = = = 2 mol

∆Hpembentukan 2 mol NaCl = -822 kJEntalpi standart pembentukan NaCl

∆Hf˚ NaCl = = -411 kJ/mol

Persamaan termokimia :Na (s) + ½ Cl2 (g) → NaCl (s) ∆H = - 411 kJ

b. mol C2H2 :

n C2H2 = = = 0,5 mol

∆Hpembentukan 0,5 mol C2H2 = +113 kJEntalpi standart pembentukan C2H2:

∆Hf˚ C2H2 = = +226 kJ/mol

Persamaan termokimia :C (s) + H2 (g) → C2H2 (g) ∆H = + 226 kJ/mol

c. mol CO2 :

n CO2 = = = 0,25 mol

10Rangkuman Kimia Dasar IIYASICA DIEN ARINYDBD 111 0065

∆Hpembentukan 0,25 mol CO2 = -98,5 kJEntalpi standart pembentukan CO2 :

∆Hf˚ CO2 = = -394 kJ/mol

Persamaan termokimia :C (s) + O2 (g) → CO2 (g) ∆H = -394 kJ

6. Tuliskan persamaan termokimia untuk reaksi pembentukan NH4Cl bila

diketahui ΔHf° NH4 Cl  =   –120 kJ/mol

Jawaban :

7. Tuliskan persamaan termokimia pembentukan CaCO3, yang membebaskan kalor sebesar 224 kJ!

Jawaban :

8. Pada reaksi antara 50 mL larutan NaOH 1 M dengan 50 mL HCl 1 M terjadi kenaikan suhu sebesar 6ºC. Tentukanlah perubahan entalpi reaksi penetralan NaOH dengan HCl. Dianggap kalor jenis larutan = 4,18 J g–1 dan massa jenis larutan = 1 g mL–1.NaOH(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)

Jawaban :Soal ini diselesaikan dalam 3 langkah seperti disebutkan dalam ringkasan :massa larutan = 50 g + 50 g = 100 gQ larutan = m× c ×∆t

= 100 g × 4,18 J g–1 × 6 ºC = 2,508 kJQ reaksi = – Q larutan = –2,508 kJJumlah mol NaOH = jumlah mol HCl

= 50 mmol = 0,05 mol.

11Rangkuman Kimia Dasar IIYASICA DIEN ARINYDBD 111 0065

Jadi, perubahan entalpi (Q) sebesar –2,508 kJ yang dihitung di atas merupakan perubahan entalpi yang menyertai reaksi ∆H reaksi, sedangkan yang ditanyakan yaitu perubahan entalpi pada reaksi 0,05 mol NaOH dengan 0,05 mol HCl.∆H reaksi yang ditanyakan, yaitu ∆H reaksi yang menyertai reaksi 1 mol NaOH dengan 1 mol HCl dapat ditentukan dengan membandingkan jumlah molnya dengan entalpi reaksi percobaan:∆H = × –2,508 kJ = –50,16 kJ

9. Diketahui:Mg(s) + 2HCl(aq) → MgCl2(aq) + H2(g) ∆H = –467 kJ …………(1)MgO(s) + 2HCl(aq) → MgCl2(aq) + H2O(l) ∆H = –151 kJ …………(2)Selain itu, juga diketahui entalpi pembentukan air, H2O(l) = –286 kJ mol–1.

Berdasarkan data tersebut, tentukanlah entalpi pembentukan MgO(s).

Jawaban :Data yang tersedia, yaitu dua persamaan termokimia dan satu data entalpi pembentukan. Data entalpi pembentukan air dapat dinyatakan dalam bentuk persamaan termokimia sebagai berikut:H2(g) + ½O2(g) → H2O(l) ∆H = –286 kJ …………(3)Adapun reaksi yang perubahan entalpinya ditanyakan, yaitu entalpi pembentukan MgO dapat dinyatakan dalam bentuk persamaan termokimia sebagai beriktut: Mg (s)

+ ½O2 (g) → MgO (s) ∆H = . . . ?Perubahan entalpi reaksi ini dapat diperoleh dengan menyusun ketiga persamaan termokimia yang diketahui perubahan entalpinya. Ketiga persamaan termokimia tersebut harus disusun sedemikian rupa sehingga penjumlahannya sama dengan reaksi yang ditanyakan.Reaksi (2) harus dibalik sehingga MgO berada di ruas kanan, sesuai reaksi yang ditanyakan. Reaksi (1) ditulis sebagaimana adanya, sehingga MgCl2 dapat dihilangkan dari reaksi (2). Reaksi (3) ditulis sebagaimana adanya, sehingga ½ O2

berada di ruas kiri.MgCl2(aq) + H2O(l) → MgO(s) + 2HCl(aq) ∆H = +151 kJ ………… (2)Mg(s) + 2HCl(aq) → MgCl2(aq) + H2(g) ∆H = –467 kJ ……….... (1)H2(g) + ½ O2(g) → H2O(l) ∆H = –286 kJ ……..….. (3)Mg(s) + ½ O2(g) → MgO(s) ∆H = –602 kJJadi, entalpi pembentukan MgO adalah –602 kJ mol–1.

10. Diketahui entalpi pembentukan CH4(g) = –75 kJ mol–1; CO2(g) = –393,5 kJ mol–1 dan H2O(l) = –286 kJ mol–1. Tentukan jumlah kalor yang dihasilkan pada pembakaran sempurna 1 g metana.

Jawaban :Langkah pertama, menentukan entalpi pembakaran metana berdasarkan data entalpi pembentukan yang diketahui. Reaksi pembakaran sempurna metana sebagai berikut:

12Rangkuman Kimia Dasar IIYASICA DIEN ARINYDBD 111 0065

CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l)

∆Hreaksi= ∑∆Hfº(produk) – ∑∆Hfº(pereaksi)= {∆Hfº(CO2) + 2 × ∆Hfº(H2O)} – {∆Hfº(CH4) + ∆Hfº(2 × O2)}= {–393,5 + (2 × –286)} – {–75 + 2 × 0}= –890 kJ

Jadi, ∆H pembakaran metana adalah –890,5 kJ mol–1.Kalor pembakaran 1 gram metana = × (–890,5 kJ mol–1) = –55,66 kJ

11. Berdasarkan data energi ikatan, tentukanlah perubahan entalpi reaksi berikut:

CH3–CHO(g) + H2(g) → CH3–CH2OH(g). Ikatan Energi (kJ mol–1)C – C 348C – H 413C = O 799C – O 358H – H 436O – H 463

Jawaban :Reaksi di atas dapat ditulis dalam bentuk yang lebih terurai sebagai berikut:Ikatan yang putus: Ikatan yang terbentuk1 mol C=O : 799 kJ1 mol C–O : 358 kJ1 mol H–H : 436 kJ1 mol O–H : 463 kJJumlah : 1235 kJ 1 mol C–H : 413 kJJumlah : 1234 kJ∆H reaksi = ∑energi ikatan yang putus –∑energi ikatan yang terbentuk

= 1235 kJ – 1234 kJ= 1 kJ

12. Tuliskan persamaan ∆Hc (pembakaran) SO2.

Jawaban :S02(g) + O2(g) → 2SO3 (g)

Untuk nilai ∆Hc, bisa didapatkan dari:∆Hc = 2 x [∆ Hf] SO3 - 2x [∆Hf] SO2

13. Tuliskan definisi entropi menurut termokimia

Jawaban :Entropi adalah ukuran ketidakteraturan sistem atau secara sederhana bisa dikatakan sebagai derajat ketidakberaturan atau derajat kehancuran.

14. Berdasarkan data energi ikatan, tentukanlah perubahan entalpi reaksi berikut:

13Rangkuman Kimia Dasar IIYASICA DIEN ARINYDBD 111 0065

CH3 + CHO(g) + H2(g) → CH3 + CH2OH(g)

Ikatan Energi (kJ mol-1) C - C 348 C - H 413 C = O 799 C - O 358 H - H 436 O - H 463

Jawaban :Reaksi di atas dapat ditulis dalam bentuk yang lebih terurai sebagai berikut: Ikatan yang putus = Ikatan yang terbentuk 1 mol C=O : 799 kJ 1 mol C=O : 358 kJ 1 mol H-H : 436 kJ 1 mol O-H : 463 kJ Jumlah : 1235 kJ 1 mol C-H : 413 kJ Jumlah : 1234 kJ ∆H reaksi = energi ikatan yang putus - energi ikatan yang terbentuk

= 1235 kJ ± 1234 kJ = 1 kJ

15. Diketahui: Mg(s) + 2HCl(aq) → MgCl2(aq) + H2(g) ∆H = ±467 kJ....... (1) MgO(s) + 2HCl(aq) → MgCl2(aq) + H2O(l) ∆H = ±151 kJ....... (2) Selain itu juga diketahui entalpi pembentukan air,H2O(l) = ±286 kJ mol-1

Berdasarkan data tersebut, tentukanlah entalpi pembentukan MgO (s)

Jawaban :MgCl2(aq) + H2O(l) → MgO(s) + 2HCl(aq) ∆H = +151 kJ......... .(2) Mg(s) + 2HCl(aq) → MgCl2(aq) + H2(g) ∆H = ±467 kJ.........(1)H2(g) + ½O2(g) → H2O(l) ∆H = ±286 kJ.........(3)Mg(s) + ½O2(g) → MgO(s) ∆H = ±602 kJJadi, entalpi pembentukan MgO adalah ±602 kJ mol -1

16. Diketahui entalpi pembentukan :CH4(g) = ±75 kJ mol-1

CO2(g) = ±393,5 kJ mol-1 dan H2O(l) = ±286 kJ mol-1

Tentukan jumlah kalor yang dihasilkan pada pembakaran sempurnaCH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l)

Jawaban :∆ Hreaksi

=  ∆Hfº(produk) ±  ∆Hfº(pereaksi) = {∆Hfº(CO2) + 2 × ∆Hfº(H2O)} ± {∆H fº(CH4)+∆Hfº(2 × O2)} = {±393,5 + (2 × ±286)} ± {±75 + 2 × 0} = ±890 kJ

14Rangkuman Kimia Dasar IIYASICA DIEN ARINYDBD 111 0065

Jadi, ∆H pembakaran metana adalah ±890,5 kJ mol -1

17. Perhatikan persamaan termokimia pembakaran asetilena berikut ini: 2C2H2(g) + 5O2(g) à 4CO2(g) + 2H2O(l) ∆H = ±2600 kJa. Tentukanlah perubahan entalpi pada pembakaran 10 liter asetilena (RTP)b. Berapa gram C2H2 harus dibakar untuk memanaskan 1 liter air dari 25ºC

hingga tepat mendidih(H = 1; C = 12;  kalor jenis air = 4,18 J g±1 ºC±1)

Jawaban :Jumlah mol dalam 10 liter C2H2 (RTP) = mol Kalor pembakaran 10 liter asetilena (RTP) = mol × (±1300 kJ mol±1)

= ±541,67 kJ Kalor yang diperlukan untuk memanaskan 1 liter (=100 g) dari 25 ºC hingga 100 ºC adalah Q = m. c. ∆t

= 1000 g × 4,18 J g±1 ºC±1 (100 ± 75)ºC= 313,5 kJ

C2H2 = ±1300 kJ mol-1

Jadi, jumlah mol C2H2 yang harus dibakar untuk memperoleh kalor sebanyak 313,5 kJ adalah = 0,24 mol. massa 0,24 mol C2H2 = 0,24 mol × 26 g mol±1

= 6,24 g

IX. Daftar Pustaka1. http://sahri.ohlog.com/definisi-termokimia.oh69494.html2. http://ocw.gunadarma.ac.id/course/diploma-three-program/study-program-of-

computer-engineering-d3/fisika-dasar-2/termokimia3. http://muffitaasmarani.blogspot.com/2011/06/soal-termokimia-berikut-

penyelesaiannya.html