modul 1

MoDUL termokimia KIMIA TEKNIK

[Author Name] 1

Topik Pembelajaran 1: Konsep termokimia terdiri dari sistem dan

lingkungan, ciri reaksi eksotermik dan endotermik, grafik perubahan entalpi reaksi

eksotermik dan endotermik, kalor, jenis entalpi reaksi, reaksi yang melibatkan

pembentukan ikatan dan pemutusan ikatan.

Setelah mempelajari topik pembelajaran 1, mahasiswa diharapkan

dapat:

1.1.1 Menjelaskan ciri reaksi eksotermik dan reaksi endotermik

1.1.2 Membedakan reaksi eksotermik dan reaksi endotermik

1.1.3 Menganalisis grafik perubahan entalpi dari reaksi eksotermik dan reaksi

endotermik

1.1.4 Menentukan perubahan entalpi pada reaksi yang melibatkan

pembentukan ikatan dan pemutusan ikatan.

1.1.5 Menjelaskan perubahan entalpi reaksi pencairan (∆Hofus)

1.1.6 Menjelaskan perubahan entalpi reaksi pembekuan (∆Hofre)

1.1.7 Menjelaskan perubahan entalpi reaksi penguapan (∆Hovap)

1.1.8 Menjelaskan perubahan entalpi reaksi sublimasi (∆Hosub)

1.1.9 Menjelaskan perubahan entalpi reaksi pembentukan (∆Hof)

1.1.10 Menjelaskan perubahan entalpi reaksi atomisasi (∆Hoa)

1.1.11 Menjelaskan perubahan entalpi reaksi penguraian (∆Hod)

1.1.12 Menjelaskan perubahan entalpi reaksi pembakaran (∆Hoc)

1.1.13 Menjelaskan perubahan entalpi reaksi netralisasi (∆Hon)

1.1.14 Menjelaskan perubahan entalpi reaksi pelarutan (∆Hosol)

1.1.15 Membedakan jenis perubahan entalpi reaksi

1.1.16 Mengklasifikasikan proses eksotermik dan endotermik pada jenis

perubahan entalpi reaksi.


PETA KONSEP

[Author Name] 2

contoh

H2O(s)→ H2O(l) ∆Ho

fus=+6,02 kJ/mol

memiliki memiliki

ke

dari dari

dibagi atas

meliputi

TERMOKIMIA

Kalor

SistemLingkungan

Perubahan entalpi

Proses fisika Proses kimia

Perubahan fase cair → padat

Perubahan fase cair → gas

Perubahan fase padat → gas

∆H > 0 ∆H < 0

mempelajariEntalpi

contoh

contoh

contoh

contoh

contoh

contoh

H2O(l)→ H2O(s) ∆Hofre=-6,02

kJ/mol

H2O(l)→ H2O(v) ∆Hovap=+41,1

kJ/mol

I2(s)→ I2O(v) ∆Hosub= +63 kJ/mol

yang terlibat dalam

yang mengalami

menyerapmelepaskan

contoh

contoh

terjadi padaN2(g) →2N(g) ∆Ho

a=+941,69 kJ/mol

HCl(aq)+KOH(aq) →KCl(aq)+H2O(l) ∆Hon=-57,1 kJ/mol

Entalpi atomisasi (∆H0a)

Entalpi pembentukan (∆Hof)

N2(g) + 12

O2(g) →N2O(g)

∆Hof=+82,02 kJ/mol

Entalpi penguraian (∆H0d)

H2O2(l) →H2O(g) + 12

O2(g)

∆Hod=-98,2 kJ/mol

Entalpi pembakaran (∆H0c)

Entalpi netralisasi (∆H0n)

Pemutusan ikatan

Endotermik Eksotermik

Perubahan fase padat → cair

contoh

Entalpi pelarutan (∆H0sol)

H2O(l)

CaCl2(l) →Ca2+(aq) + 2Cl-(aq) ∆Ho

sol=-80 kJ/mol

Pembentukan ikatan

CH4(g) + 2O2(g) →CO2(g) + H2O(g) ∆Ho

c=-890 kJ/mol


[Author Name] 3

Termokimia memiliki peranan penting pada mata kuliah kimia teknik, terutama

dalam memahami energi atau kalor yang terlibat dalam suatu alat atau mesin. Konsep

termokimia berhubungan dengan perubahan energi. Sebelum mempelajari perubahan

energi yang terjadi selama reaksi berlangsung, terlebih dahulu dipahami konsep awal

termokimia yaitu perubahan kimia dan aliran energi yang terjadi pada proses eksotermik

maupun endotermik. Anda dapat memahami konsep termokimia melalui percobaan

sederhana pada Eksplorasi Konsep 1. Pada Eksplorasi Konsep 1 anda diharuskan

mempelajari percobaan sederhana tentang reaksi eksotermik dan endotermik, membuat

hipotesis terkait percobaan, menjawab pertanyaan, hingga menarik kesimpulan. Anda

dapat mempelajari konsep termokimia, setelah memahami konsep awal dalam

mempelajari Eksplorasi Konsep 1, yaitu reaksi kimia dan persamaan reaksi kimia pada

Kemampuan Prasyarat A.1.

Setiap reaktan yang bereaksi akan selalu menghasilkan produk. Produk dapat berupa

garam, gas, atau senyawa murni. Reaksi kimia dapat dipelajari melalui representasi

simbolik berupa persamaan reaksi kimia. Persamaan reaksi kimia harus disertakan fase

reaktan dan produk yaitu : padatan (s), cairan murni (l), gas (g), dan larutan (aq).

Ada 4 hal yang perlu diperhatikan dalam penulisan persamaan reaksi kimia :

(1) Senyawa dalam reaktan dan produk harus terionisasi dengan benar

(2) Fase zat harus disertakan

(3) Jumlah atom reaktan dan produk harus seimbang.

(4) Persamaan reaksi kimia diupayakan dalam koefisien paling kecil atau bilangan

bulat.


Reaksi kimia dan persamaan reaksi kimia


[Author Name] 4

A. Judul percobaan I : Reaksi eksotermik, endotermik, dan perubahan kimia

B. Tujuan percobaan :

- untuk menjelaskan ciri reaksi eksotermik dan reaksi endotermik

- untuk membedakan reaksi reaksi eksotermik dan reaksi endotermik

C. Alat dan bahan percobaan:

Gelas beaker

Termometer

Pengaduk

Termometer

Gelas ukur

Air

kalsium klorida

asam asetat/cuka

baking soda

D. Prosedur percobaan

1. Menambahkan 10 mL air ke dalam gelas beaker, kemudian masukkan 5 g

baking soda dan aduk. Letakkan termometer ke dalam gelas. Catat suhu

awal larutan baking soda

2. Menambahkan 5 mL asam asetat ke dalam larutan baking soda dan aduk.

Catat suhu campuran

3. Menambahkan 10 mL air ke dalam gelas beaker, kemudian masukkan 5 g

baking soda dan aduk. Letakkan termometer ke dalam gelas. Catat suhu

awal larutan baking soda.

4. Menambahkan 3 g kalsium klorida ke dalam larutan baking soda. Catat

suhu campuran.

Gambar 1.1 kalsium klorida Gambar 1.2 asam asetat Gambar 1.3 baking soda glasial

EKSPLORASI KONSEP 1


E. Rumuskan hipotesis terkait dengan percobaan di atas!

F. Tabel 1.1 hasil pengamatan:

Tabel 1.1 Hasil pengamatan percobaan Eksplorasi Konsep 1

Proses Gelembung Suhu awal

(oC)

Suhu campuran

(oC)

∆T (oC)

Baking soda + asam asetat ada 20 14 -6

Baking soda + kalsium klorida ada 20 40 +20

G. Pertanyaan berdasarkan hasil percobaan :

1. Tuliskan persamaan reaksi antara :

a. baking soda + asam asetat

b. baking soda + kalsium klorida

2. Berdasarkan konsep pemutusan dan pembentukan ikatan, jelaskan penggunaan energi

dalam reaktan dan produk pada dua percobaan di atas!.



[Author Name] 5


3. Berdasarkan perubahan suhu, tentukan aliran kalor pada kedua percobaan di atas. Apakah

dari sistem ke lingkungan atau sebaliknya?



4. Berdasarkan hasil pengamatan, termasuk jenis reaksi apakah kedua percobaan diatas!

Apakah reaksi eksotermik atau endotermik?



5. Berikan masing-masing tanda perubahan entalpi reaksi dan jelaskan mengapa demikian?



H. Tuliskan kesimpulan berdasarkan hasil percobaan.

[Author Name] 6


Pada Eksplorasi Konsep 1, dapat diketahui

bahwa penambahan asam asetat pada larutan

baking soda merupakan reaksi endotermik,

sedangkan penambahan kalsium klorida pada

larutan baking soda merupakan reaksi

eksotermik. Bagaimana cara mengetahui reaksi

tersebut merupakan reaksi eksotermik atau

endotermik?. Sebelum mengetahui perbedaan

antara reaksi eksotermik dan endotermik,

sebaiknya konsep awal termokimia dipelajari

terlebih dahulu.

Termokimia merupakan bagian dari ilmu kimia

yang mempelajari tentang perubahan entalpi zat

yang menyertai suatu reaksi. Pada materi

termokimia berkaitan dengan azas kekekalan

energi, yang dikemukakan oleh James Prescott

Joule (1818-1889) menyatakan bahwa “Energi

tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan,

energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke

bentuk lain”. Hukum kekekalan energi disebut

juga Hukum I Termodinamika. Kalor yang

menyertai suatu reaksi hanya perubahan bentuk

energi. Pada reaksi kimia, hukum kekekalan

energi menyatakan bahwa energi total dari

reaktan harus sama dengan energi total dari produk dan energi yang dilepaskan dari

lingkungan sekitarnya.

Total E reaktan = Total E produk + E dilepaskan lingkungan

Sebelum membahas tentang materi termokimia lebih lanjut, maka harus dipelajari terlebih

dahulu istilah sistem, lingkungan, kalor dan perubahan entalpi.

[Author Name] 7

PENGENALAN KONSEP 1

Pada reaksi penambahan sepotong pita

magnesium dalam larutan asam klorida,

sesuai persamaan reaksi berikut:

Mg(s) + HCl(aq) → MgCl(aq) + H2(g)

Apabila pita magnesium dimasukkan

dalam larutan asam klorida maka pita

magnesium akan segera bereaksi

dengan larutan asam klorida, yang

ditandai dengan timbulnya gelembung

udara dan disertai pembebasan kalor

yang menyebabkan gelas kimia akan

terasa hangat, jika disentuh.

Gambar 1.4 Rangkaian percobaan pita

magnesium dalam air

http : chemistry.org.id

Campuran pita magnesium dan larutan

asam klorida merupakan sistem,

sedangkan gelas kimia serta udara

disekitarnya merupakan lingkungan.

1.1 Azas Kekekalan Energi


1.1a Sistem dan Lingkungan

Dalam termokimia ada dua hal yang perlu diperhatikan yang terkait perpindahan materi

dan energi, yakni sistem dan lingkungan. Sistem adalah segala sesuatu yang menjadi pusat

perhatian dalam mempelajari perubahan energi. Sistem juga bisa diartikan sebagai suatu zat

yang sedang dipelajari dan zat tersebut mengalami perubahan fisika atau

kimia. Lingkungan adalah sesuatu yang berada diluar sistem.

Antara sistem dan lingkungan selalu terjadi interaksi. Interaksi dapat berupa pertukaran

materi atau pertukaran energi. Pertukaran materi artinya ada hasil reaksi yang dapat

meninggalkan sistem misalnya gas hidrogen, karbondioksida, oksigen atau sesuatu dari

lingkungan yang dapat memasuki sistem. Pertukaran energi dapat berupa kalor (q).

Pertukaran energi akan mengubah jumlah energi yang terkandung dalam sistem.

1.1b Kalor (q)

Kalor adalah energi yang berpindah dari sistem ke lingkungan atau sebaliknya karena

perbedaan suhu. Pertukaran kalor berlangsung hingga suhu diantara sistem dan lingkungan

sama. Apabila suatu zat menyerap kalor, maka suhu zat tersebut akan naik sampai tingkat

tertentu misalnya saat es mencair akan menyerap kalor. Sebaliknya, jika kalor dilepaskan dari

suatu zat maka suhu zat itu akan turun sampai tingkat tertentu misalnya pembuatan es.

1.1c Perubahan Entalpi (∆Ho)

Perubahan entalpi standar (∆Ho) adalah perubahan entalpi suatu zat pada keadaan

standar yakni pada suhu 298oK dan dan tekanan 1 atm. Harga perubahan entalpi reaksi

dipengaruhi oleh kondisi suhu dan tekanan sehingga perlu mencantumkan suhu dan tekanan

pengukuran untuk setiap data percobaan termokimia. Perubahan entalpi molar (∆Hmolar)

adalah perubahan entalpi reaksi yang dikaitkan dengan kuantitas zat yang terlibat dalam

reaksi. Satuan ∆Hmolar = kJ/mol

[Author Name] 8

Secara umum sistem dapat berupa unsur atau campuran dalam senyawa yang bereaksi. Jika reaksi terjadi dalam larutan maka,

atom, ion atau molekul yang terlibat dalam reaksi adalah sistem. Pelarut dan spesi lain yang tidak terlibat dalam reaksi merupakan

lingkungan.


[Author Name] 9

Proses Reaksi

Pada reaksi penambahan asam asetat ke dalam larutan baking soda terlihat adanya

gelembung seperti terlihat pada Gambar 1.5.

(https://www.flickr.com)

Gambar 1.5 Penambahan asam asetat ke dalam larutan baking soda.

Reaksi antara asam asetat dan larutan baking soda dapat dituliskan melalui

persamaan reaksi berikut:

CH3COOH(aq) + NaHCO3(aq) → CO2(g)+ H2O(g)+ CH3COONa(aq)

Gelembung yang terdapat dalam larutan berupa gas karbon dioksida. Pada hasil

pengamatan diketahui bahwa terjadi penurunan suhu saat reaksi terjadi. Perubahan suhu

dapat mengindikasikan adanya aliran kalor. Hal yang perlu diingat adalah kalor tidak

selalu menghasilkan panas atau menyebabkan peningkatan suhu karena istilah kalor dan

suhu berbeda. Jika terjadi penurunan suhu, maka diketahui bahwa kalor mengalir dari

lingkungan menuju ke sistem. Perubahan entalpi reaksi yang terjadi dapat dijelaskan

melalui Gambar 1.6

Gambar 1.6 Perubahan entalpi reaksi penambahan asam asetat dalam larutan baking soda

Saat reaksi terjadi ∆H bernilai positif karena entalpi reaktan lebih kecil daripada

produk. Sebagian besar energi diperlukan untuk memutuskan ikatan pada reaktan

daripada energi yang dilepaskan ketika produk terbentuk, sehingga reaksi kimia antara

baking soda dan asam asetat termasuk reaksi endotermik

Ene

rgi

Proses reaksi


[Author Name] 10

Pada reaksi penambahan kalsium klorida ke dalam larutan baking soda terlihat

adanya gelembung seperti terlihat pada Gambar 1.7.

(https://www.flickr.com)

Gambar 1.7 Penambahan kalsium klorida ke dalam larutan baking soda.

Reaksi antara kalsium klorida dan larutan baking soda dapat dituliskan melalui

persamaan reaksi berikut:

CaCl2(aq) + 2NaHCO3(aq) → CO2(g) + H2O(g) + CaCO3(s) + 2NaCl(aq)

Reaksi penambahan kalsium klorida dalam larutan baking soda menghasilkan gelembung

yang berupa gas karbon dioksida dan endapan CaCO3 berwarna putih. Pada hasil

pengamatan diketahui bahwa terjadi peningkatan suhu saat reaksi terjadi. Perubahan suhu

dapat mengindikasikan adanya aliran kalor. Jika terjadi peningkatan suhu, maka diketahui

bahwa kalor mengalir dari sistem menuju ke lingkungan. Perubahan entalpi reaksi yang

terjadi dapat dijelaskan melalui Gambar 1.8

Proses reaksi

Gambar 1.8 Perubahan entalpi reaksi penambahan kalsium klorida dalam larutan baking soda

Saat reaksi terjadi ∆H bernilai negatif karena entalpi reaktan lebih besar besar

daripada produk. Sebagian besar energi dilepaskan ketika produk terbentuk daripada

energi yang dibutuhkan untuk memutuskan ikatan pada reaktan, sehingga reaksi kimia

antara baking soda dan kalsium klorida termasuk reaksi eksotermik.

Ene

rgi


Setiap reaksi kimia dapat mengalami proses eksotermik dan endotermik tergantung dari

kalor atau perubahan entalpi yang terjadi selama reaksi berlangsung. Perbedaan reaksi

eksotermik dan endotermik dapat dijelaskan melalui Gambar 1.9 dan 1.10.

[Author Name] 11

Reaksi penambahan asam asetat dalam

larutan baking soda merupakan salah satu

reaksi eksotermik. Reaksi eksotermik dapat

dijelaskan melalui Gambar 1.9.

Gambar 1.9 grafik perubahan reaksi

eksotermik

Melalui grafik dapat dijelaskan bahwa:

Pada gambar menunjukkan bahwa

entalpi reaktan lebih besar daripada

entalpi produk.

Entalpi sistem menurun.

Kalor dilepaskan dari sistem ke

lingkungan.

Aliran kalor dapat ditunjukkan dengan

adanya peningkatan suhu.

Perubahan entalpi bertanda negatif

artinya ada kalor yang dilepaskan

Reaksi penambahan kalsium klorida dalam

larutan baking soda merupakan salah satu

reaksi endotermik. Reaksi endotermik dapat

dijelaskan melalui Gambar 1.10.

Gambar 1.10 Grafik perubahan reaksi

endotermik

Melalui grafik dapat dijelaskan bahwa:

Pada gambar menunjukkan bahwa

entalpi reaktan lebih kecil daripada

entalpi produk.

Entalpi sistem meningkat

Kalor dilepaskan dari lingkungan ke

sistem.

Aliran kalor dapat ditunjukkan dengan

adanya penurunan suhu.

Perubahan entalpi bertanda positif

artinya ada kalor yang dibutuhkan.


Reaksi eksotermik dan endotermik dapat terjadi pada proses fisika maupun kimia.

Sebelum mempelajari lebih lanjut, sebaiknya dipahami terlebih dahulu jenis ikatan kimia

pada Kemampuan Prasyarat A.2

A. Entalpi reaksi pada proses fisika

Perubahan fisika terdiri dari proses penguapan, peleburan, pembekuan, dan sublimasi.

Kalor dapat berpengaruh dalam perubahan fisika suatu zat misalnya air seperti telihat pada

Gambar 1.11.

Gambar 1.11 Kurva pengaruh kalor pada molekul air pada tekanan 1 atm.

Ketika air dipanaskan, maka terjadi perubahan fase dari padatan menjadi cair. Jika

suhu terus dinaikkan, maka pada suatu titik terjadi perubahan fase dari cair menjadi gas. Pada

setiap perubahan fase akan melibatkan kalor. Kalor dibutuhkan ketika terjadi pemutusan

ikatan hidrogen dalam air, dan kalor akan dilepaskan ketika air membeku.

[Author Name] 12

Jenis ikatan yang terlibat dalam entalpi reaksi pada proses fisika dan kimia, yaitu:

1. Ikatan kovalen non polar

2. Ikatan kovalen polar

3. Ikatan hidrogen

4. Ikatan ionik


Ikatan Kimia


1. Perubahan entalpi standar peleburan (∆Hofus)

Perubahan entalpi standar peleburan ialah perubahan entalpi standar reaksi pada

peleburan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada titik leburnya.

Contoh:

Es terdiri dari molekul air yang tersusun secara rapi pada kisi kristalnya. Penambahan

kalor akan mengakibatkan vibrasi molekul air meningkat seiring peningkatan suhu. Vibrasi

akan mengakibatkan jarak antar molekul menjauh sehingga ikatan hidrogen akan melemah.

Susunan molekul air menjadi tidak serapi pada saat fase padatan.

Data titik didih dan perubahan entalpi peleburan (∆Hofus) dapat dilihat pada Tabel 1.2

Tabel 1.2 Titik didih dan ∆Hofus beberapa senyawa pada tekanan 1 atm

No Senyawa Titik lebur (oC) ∆Hofus (kJ/mol)

1 NaCl 801 +30,2

2 NH3 -77 +5,65

3 HCl -114 +1,99

4 HI -51 +2,87

5 O2 -218 +0,45

6 H2O 0 +6,02

7 CCl4 -23 +2,51

[Author Name] 13

Contoh Soal :

Entalpi perubahan fase padat menjadi cair pada molekul H2O adalah +6,02 kJ/mol

Tuliskan persamaan termokimianya!

Jawab

Persamaan termokimia peleburan 1 mol H2O

H2O(s) →H2O(l) – 6,02 kJ

atau

H2O(s) →H2O(l) ∆Hofus=+6,02 kJ/mol

Berdasarkan Tabel 1.2, pada tekanan 1 atm perubahan

fase padat → cair selalu menghasilkan ∆Hofus bernilai positif karena

kalor dibutuhkan untuk melemahkan ikatan pada zat/ senyawa.

∆Hofus > 0, sehingga termasuk reaksi endotermik.


2. Perubahan entalpi standar penguapan (∆Hovap)

Perubahan entalpi standar penguapan ialah perubahan entalpi standar reaksi pada

penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi zat dalam fase gas pada titik didihnya.

Selama peleburan, suhu cenderung konstan hingga es berubah fase menjadi cair

seluruhnya. Penambahan lebih banyak kalor akan menyebabkan peningkatan suhu air. Pada

suhu 100oC dan tekanan 1 atm, air akan mencapai titik didih dan suhu cenderung konstan

hingga penambahan energi yang akan menguapkan air. Data titik didih dan perubahan entalpi

penguapan (∆Hovap) dapat dilihat pada Tabel 1.3

Tabel 1.3 Titik didih dan ∆Hovap beberapa senyawa pada tekanan 1 atm

No Senyawa Titik didih (oC) ∆Hovap (kJ/mol)

1 NaCl +1567 +171

2 NH3 -33 +23,4

3 HCl -85 +16,2

4 HI -35 +19,8

5 O2 -183 +6,82

6 H2O +100 +41

[Author Name] 14

Contoh Soal :

Entalpi perubahan fase cair menjadi gas pada molekul H2O adalah +41 kJ/mol


Jawab

Persamaan termokimia penguapan 1 mol H2O

H2O(l) →H2O(g) – 41 kJ

atau

H2O(l) →H2O(g) ∆Hovap=+41 kJ/mol


fase cair → gas selalu menghasilkan ∆Hovap bernilai positif karena

kalor dibutuhkan untuk memutuskan ikatan pada zat/ senyawa.

∆Hovap > 0, sehingga termasuk reaksi endotermik.


3. Perubahan entalpi standar pembekuan (∆Hofre)

Perubahan entalpi standar pembekuan ialah perubahan entalpi standar reaksi pada

pembekuan 1 mol zat dalam fase cair menjadi zat dalam fase padat pada titik bekunya.

Pada saat air mengalami perubahan fase dari cair menjadi padatan, kalor dilepaskan

seiring dengan pembentukan padatan es. Kalor mengalir dari sistem yaitu molekul-molekul

air menuju ke lingkungan yang berupa udara luar. Saat kalor dilepaskan, maka jarak antar

molekul air semakin merapat dan membentuk kristal es.

[Author Name] 15

Contoh Soal :

Entalpi perubahan fase cair menjadi padat pada molekul H2O adalah -6,01 kJ/mol


Jawab

Persamaan termokimia pembekuan 1 mol H2O

H2O(l) →H2O(s) + 6,01 kJ

atau

H2O(l) →H2O(s) ∆Hofre=-6,01 kJ/mol

Pada tekanan 1 atm perubahan

fase cair → padat selalu menghasilkan ∆Hofre bernilai negatif karena

kalor dilepaskan ketika pembentukan ikatan pada zat/ senyawa

berlangsung. ∆Hofre<0, sehingga termasuk reaksi eksotermik.


4. Perubahan entalpi standar sublimasi (∆Hosub)

Perubahan entalpi standar sublimasi ialah perubahan entalpi standar reaksi pada

penyubliman 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase gas pada titik sublimasinya.

Beberapa zat, contohnya iodin dan karbon monoksida tidak dapat melebur ketika kalor

ditambahkan. Proses sublimasi memiliki ∆Hosub bernilai positif, yang berarti kalor dibutuhkan

dalam pemutusan ikatan hingga tercapai perubahan fase dari padat menjadi gas. Data

perubahan entalpi sublimasi (∆Hosub) dapat dilihat pada Tabel 1.4

Tabel 1.4 Data ∆Hosub beberapa senyawa pada tekanan 1 atm

No Senyawa ∆Hosub (kJ/mol)

1 Na +108

2 K +89

3 Rb +82

4 Cs +78

5 Mg +150

6 Ca +192

7 C10H8 +72,9

8 CO2 +25

[Author Name] 16

Contoh Soal :

Entalpi perubahan fase padat menjadi gas pada iodin adalah +63 kJ/mol


Jawab

Persamaan termokimia sublimasi 1 mol iodin

I2(s) →I2(g) – 63 kJ

atau

I2(s) →I2(g) ∆Hosub=+63 kJ/mol


fase padat → gas selalu menghasilkan ∆Hosub bernilai positif karena

kalor dibutuhkan untuk memutuskan ikatan pada zat/ senyawa.

∆Hovap > 0, sehingga termasuk reaksi endotermik.


B. Entalpi reaksi pada proses kimia

Perubahan entalpi standar reaksi adalah perubahan entalpi ketika unsur/senyawa

bereaksi dalam kondisi standar dan dalam fase standar. Reaksi antara hidrogen dan oksigen

dalam pembentukan molekul air dituliskan dengan persamaan reaksi berikut:

2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l) ∆Hor=-572 kJ/mol

Perubahan entalpi reaksi standar disimbolkan dengan ∆Hor. Tanda positif dan negatif

harus tetap dituliskan.

Satuan kJ/mol menunjukkan bahwa terdapat kalor sebesar 572 kJ yang dilepaskan

ketika 2 mol gas hidrogen bereaksi dengan 1 mol gas oksigen untuk membentuk 2

mol H2O. Pada kondisi standar, terdapat kalor sebesar 286 kJ yang dilepaskan ketika

membentuk 1 mol H2O.

Pada kondisi standar, molekul air harus dalam fase cair atau gas

Pada persamaan reaksi diasumsikan bahwa pembentukan air terjadi pada keadaan

standar. Kondisi standar ditunjukkan pada tekanan 1 atm dan suhu 298oK

1. Entalpi reaksi pembentukan (∆Hof)

Perubahan entalpi pembentukan standar (∆Hof) adalah banyaknya kalor yang

dilepas/diserap sistem pada pembentukan 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya pada suatu

reaksi. Perubahan entalpi pembentukan standar (∆H˚f) terjadi pada keadaan standar yaitu pada

tekanan 1 atm dan suhu 298o K

[Author Name] 17

Contoh Soal :

Entalpi pembentukan HBr (g) adalah -72,8 kJ.

Pembentukan 1 mol HBr dari unsur-unsurnya dalam kondisi standar dibebaskan

kalor sebesar 36,4 kJ. Tuliskan persamaan termokimianya!

Jawab

Persamaan termokimia pembentukan 2 mol HBr

H2(g) +Br2(g) → 2HBr(g) + 72,8 kJ

Persamaan termokimia pembentukan 1 mol HBr

H2(g) +Br2(g) → 2HBr(g) ∆Hof = -36,4 kJ/mol


Panjabaran dari hukum Laplace untuk entalphi reaksi ΔHor dan kalor reaksi;

I. C(s) + O2(g) → CO2(g) ΔH = -94 kJ

II. CO2(g)→ C(s) + O2(g) ΔH = +94 kJ

Sedangkan untuk kalor reaksi,

I. C(s) + O2(g) → CO2(g)+94 kJ

II. CO2(g)→ C(s) + O2(g)-94 kJ

Pada reaksi pertama, unsur C bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan

karbondioksida dan kalor sebesar 94 kJ. Reaksi kedua karbon dioksida terurai menjadi unsur

C dan gas oksigen dengan membutuhkan kalor sebesar 94 kJ. Pada reaksi terdapat perbedaan

antara entalpi reaksi dengan kalor reaksi, jika entalpi bernilai positif maka kalor reaksi

bernilai negatif, dan sebaliknya jika entalpi negatif maka kalor reaksi positif.

2. Perubahan entalpi atomisasi (∆Hoa)

[Author Name] 18

Marquis de Laplace, ilmuan dari Perancis dalam penyelidikannya

berhasil menemukan jumlah kalor yang dibebaskan pada pembentukan

senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang

diperlukan pada penguraian senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnya.

Pernyataan tersebut terkenal dengan Hukum Laplace


Perubahan entalpi atomisasi standar (∆Hoa) adalah banyaknya kalor yang

dilepas/diserap sistem pada penguraian 1 mol unsur pada fase gas. Perubahan entalpi

atomisasi standar (∆H˚a) terjadi pada keadaan standar yaitu pada tekanan 1 atm dan suhu

298o K.

3. Perubahan entalpi penguraian (∆Hod)

Perubahan entalpi penguraian standar (∆Hod) adalah banyaknya kalor yang

dilepas/diserap sistem pada penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsurnya pada suatu

reaksi. Perubahan entalpi pembentukan standar (∆H˚d) terjadi pada keadaan standar yaitu

pada tekanan 1 atm dan suhu 298o K.

4. Perubahan entalpi pembakaran (∆Hoc)

[Author Name] 19

Contoh Soal :

Entalpi atomisasi gas hidrogen adalah +432 kJ

Atomisasi 1 mol gas H2 dalam kondisi standar dibutuhkan kalor sebesar 216 kJ.


Jawab

Persamaan termokimia atomisasi 2 mol gas H2

H2(g) +Br2(g) → 2HBr(g) - 432 kJ

Persamaan termokimia atomisasi 1 mol HBr

12

H2(g) + 12

Br2(g) → HBr(g) ∆Hoa = +216 kJ/mol

Contoh Soal :

Entalpi pembentukan 1 mol H2O(l) pada keadaan standar adalah -286 kJ/mol

Entalpi penguraian 1 mol H2O(l) pada keadaan standar adalah +286 kJmol

Pada penguraian 1 mol air menjadi unsur-unsurnya dalam bentuk standar, yaitu

gas hidrogen dan gas oksigen diperlukan kalor sebesar 286 kJ/mol. Tuliskan

persamaan termokimianya!

Jawab

Persamaan termokimia penguraian 1 mol H2O(l)

H2O(l) →2H2(g) + O2(g) ∆Hod = +286 kJ/mol


Reaksi pembakaran selalu melibatkan oksigen. Beberapa contoh reaksi pembakaran

yaitu; karbon (C) terbakar menjadi CO2(g), hidrogen (H) terbakar menjadi H2O(l), belerang

(S) terbakar menjadi SO2(g). Perubahan entalpi pembakaran (∆Hoc) adalah banyaknya kalor

yang dilepas/diserap sistem pada pembakaran 1 mol unsur atau senyawa. Perubahan entalpi

pembakaran standar (∆H˚c) terjadi pada keadaan standar yaitu pada tekanan 1 atm dan suhu

298o K.

5. Perubahan entalpi netralisasi (∆Hon)

Reaksi penetralan merupakan reaksi antara senyawa asam dengan senyawa basa atau

reaksi penggaraman yang menghasilkan air. Ketika larutan asam dan basa kuat direaksikan,

maka ion hidronium dari asam dan ion hidroksida dari basa akan bersenyawa membentuk air.

Reaksi penetralan dibedakan atas 4 macam.

Campuran asam kuat dan basa kuat

Campuran asam kuat dan basa lemah

Campuran asam lemah dan basa kuat

Campuran asam lemah dan basa lemah

Perubahan entalpi netralisasi adalah perubahan entalpi pada penetralan 1 mol asam oleh

basa atau 1 mol basa oleh asam. Perubahan entalpi standar netralisasi dinyatakan dengan

notasi ∆Hon. Perubahan entalpi netralisasi standar (∆Ho

n) terjadi pada keadaan standar yaitu

pada tekanan 1 atm dan suhu 298o K.

[Author Name] 20

Contoh Soal :

Entalpi pembakaran propana (C3H8) menjadi gas CO2 dan H2O pada keadaan

standar adalah -2220 kJ/mol. Pembakaran 1 mol propana dibebaskan kalor sebesar

2220 kJ. Tuliskan persamaan termokimianya!

Jawab

Persamaan termokimia pembakaran 1 mol gas propana

C3H8(g) + 5O2(g) →3CO2(g) + 4H2O(l) ∆Hoc = -2220 kJ/mol

Contoh Soal:

Reaksi antara natrium hidroksida dan asam sulfat menghasilkan garam natrium

sulfat, air dan kalor sebesar 200 kJ. Tuliskan persamaan reaksi dan hitung

perubahan entalpi netralisasi.

Jawab


6. Perubahan entalpi pelarutan (∆Hosol)

Perubahan entalpi pelarutan standar ∆Hosol adalah perubahan entalpi ketika 1 mol

zat/senyawa terlarut pada sejumlah zat pelarut pada keadaan standar. Perubahan entalpi

pelarutan standar (∆H˚sol) terjadi pada keadaan standar yaitu pada tekanan 1 atm dan suhu

298o K.

[Author Name] 21

Contoh Soal:

Reaksi antara natrium hidroksida dan asam sulfat menghasilkan garam natrium

sulfat, air dan kalor sebesar 200 kJ. Tuliskan persamaan reaksi dan hitung

perubahan entalpi netralisasi.

Jawab

Contoh Soal :

Entalpi pelarutan garam Na2SO4(s) pada keadaan standar adalah -2,3 kJ/mol


Jawab

Persamaan termokimia pelarutan 1 mol garam Na2SO4(s)

H2O(l)Na2SO4(s) → 2Na+(aq) + SO4

2-(aq) ∆Hosol = -2,3 kJ/mol


Proses endotermik dan eksotermik dapat dipahami lebih mendalam pada jenis entalpi

reaksi melalui Aplikasi Konsep 1. Pada Aplikasi Konsep 1, mahasiswa diharapkan mampu

menerapkan pemahaman konsep sebelumnya pada situasi baru.

1.2 Proses endotermik atau eksotermik pada entalpi reaksi pembentukan (∆Hof)

Salah satu contoh reaksi pembentukan adalah reaksi pembentukan air dalam fase cair.

Reaksi pembentukan molekul air dapat dijelaskan melalui persamaan termokimia berikut:

H2(g) + 12

O2(g) → H2O(l) ∆Hof=-286 kJ/mol

Pembentukan molekul air memiliki perubahan entalpi reaksi bertanda negatif. Tanda negatif

menunjukkan bahwa kalor dilepaskan selama reaksi terjadi yaitu sebesar 286 kJ. Saat

molekul hidrogen dan oksigen bereaksi, terjadi pemutusan ikatan pada reaktan yang

membutuhkan energi berupa kalor. Ketika produk terbentuk, terjadi pembentukan ikatan

kovalen polar pada molekul air sehingga melepaskan energi berupa kalor. Secara sederhana

proses pembentukan air dapat dilihat pada Gambar 1.12.

Gambar 1.12 Proses pembentukan molekul air

Hal yang perlu diingat adalah setiap pembentukan ikatan selalu melepaskan kalor,

sedangkan pemutusan ikatan selalu membutuhkan kalor. Kalor yang dibutuhkan dalam

pemutusan ikatan hidrogen dan oksigen lebih kecil dibandingkan dengan kalor yang

dilepaskan ketika molekul air terbentuk. Entalpi reaktan lebih besar daripada produk,

sehingga perubahan entalpi bernilai negatif. Harga perubahan entalpi pembentukan standar

senyawa lain dapat dilihat pada Tabel 1.5.

[Author Name] 22

APLIKASI KONSEP 1


Tabel 1.5 Harga perubahan entalpi pembentukan standar (∆Hof) beberapa senyawa

No Senyawa Rumus molekul ∆Hof (kJ/mol)

1 hidrogen florida HF(g) -271,1

2 hidrogen klorida HCl(g) -92,5

3 hidrogen bromida HBr(g) -36,4

4 hidrogen iodida HI(g) +25,9

5 metana CH4(g) -74,8

6 etana C2H6(g) -84,7

7 propana C3H8(g) -104

8 etilena C2H4(g) +52,3

9 etanol C2H5OH(g) -277,7

10 nitrogen monoksida NO(g) +90,4

11 nitrogen dioksida NO2(g) +33,9

12 dinitrogen oksida N2O(g) +82,5

13 amonia NH3(g) -46,1

14 karbon monoksida CO(g) -110,5

15 karbondioksida CO2(g) -393,5

Berdasarkan tabel data dapat diketahui bahwa tidak semua entalpi pembentukan standar

memiliki ∆Hof bernilai negatif atau merupakan reaksi eksotermik. Beberapa reaksi

pembentukan memiliki ∆Hof bernilai positif. Contoh lain reaksi pembentukan gas dinitrogen

oksida yang memiliki ∆Hof sebesar +82,5 kJ/mol, sesuai persamaan termokimia berikut:

N2(g) + 12

O2(g) →N2O(g) ∆Hof = +82,5 kJ/mol

Pada reaksi pembentukan gas dinitrogen oksida menunjukkan bahwa kalor yang dibutuhkan

dalam pemutusan ikatan nitrogen dan oksigen lebih besar dibandingkan dengan kalor yang

dilepaskan ketika gas dinitrogen oksida terbentuk. Harga perubahan entalpi bernilai positif

sehingga reaksi terjadi secara endotermik.

[Author Name] 23

Entalpi reaksi pembentukan standar tidak selalu bersifat eksotermik, beberapa senyawa bersifat endotermik. Harga perubahan entalpi

pembentukan standar pada senyawa yang sama dapat berbeda, jika fasenya berbeda. Contoh reaksi pada pembentukan molekul H2O pada fase cair dan

gas.

H2(g) + 12

O2(g) → H2O(l) ∆Hof=-286 kJ/mol

H2(g) + 12

O2(g) → H2O(g) ∆Hof=-242 kJ/mol


[Author Name] 24

Tabel 1.6. Harga perubahan entalpi pembentukan standar (∆Hof) beberapa senyawa

No Senyawa ∆Hof ( kJ/mol)

a CH3Cl(s) + 74,81b H2S(g) -20,1c CaCO3(s) -207,8d AgCl(s) -127e Fe2O3(s) -822

Pertanyaan 1.1.

1. Tuliskan persamaan termokimia pada masing-masing senyawa!

(a)...................................................................................................

(b)...................................................................................................

(c)...................................................................................................

(d)..................................................................................................

(e)...................................................................................................

2. Klasifikasikan entalpi reaksi pembentukan senyawa dalam tabel ke dalam reaksi

eksotermik atau endotermik!

(a)...................................................................................................

(b)...................................................................................................

(c)...................................................................................................

(d)..................................................................................................

(e)...................................................................................................

3. Jelaskan alasan yang mendasari pengklasifikasian entalpi reaksi pebentukan pada

tabel terkait dengan aliran kalor, entalpi reaktan, entalpi produk dan tanda perubahan

entalpi!

(a)...................................................................................................

(b)...................................................................................................

(c)...................................................................................................

(d)..................................................................................................

(e)...................................................................................................

4. Tuliskan kesimpulan berdasarkan penjelasan dan jawaban pertanyaan!

Reaksi eksotermik pada entalpi pembentukan terjadi jika .......

.........................................................................................................

Reaksi eksotermik pada entalpi pembentukan terjadi

jika ...........................................................................................................


1.3 Proses endotermik atau eksotermik pada entalpi reaksi atomisasi (∆Hoa)

Salah satu contoh reaksi atomisasi adalah reaksi atomisasi gas klorin. Reaksi atomisasi

gas klorin dapat dijelaskan melalui persamaan termokimia berikut:

Cl2(g) → 2Cl(g) ∆Hoa= +239,7 kJ/mol

Atomisasi gas klorin memiliki perubahan entalpi reaksi bertanda positif. Tanda positif

menunjukkan bahwa kalor diperlukan selama reaksi terjadi yaitu sebesar 239,7 kJ. Kalor

diperlukan dalam pemutusan ikatan kovalen nonpolar pada gas klorin. Secara sederhana

proses atomisasi gas klorin dapat dilihat pada Gambar 1.13.

Gambar 1.13 reaksi atomisasi gas klorin

Kalor yang dibutuhkan dalam pemutusan ikatan kovalen nonpolar gas klorin lebih besar

dibandingkan dengan kalor yang dilepaskan ketika atom klorida dalam fase gas terbentuk.

Entalpi reaktan lebih kecil daripada produk, sehingga perubahan entalpi bernilai positif.

Harga perubahan entalpi atomisasi standar senyawa lain dapat dilihat pada Tabel 1.7.

Tabel 1.7 Harga perubahan entalpi atomisasi standar (∆Hoa) beberapa senyawa

No Senyawa Rumus molekul ∆Hoa (kJ/mol)

1 hidrogen florida HF(g) +565

2 hidrogen klorida HCl(g) +428,02

3 hidrogen H2(g) +432

4 oksigen O2(g) +493,59

5 nitrogen N2(g) +941,69

.

[Author Name] 25

Berdasarkan tabel data dapat diketahui bahwa semua entalpi atomisasi

standar memiliki ∆Hoa bernilai positif atau merupakan reaksi

endotermik


[Author Name] 26

Tabel 1.8. Harga perubahan entalpi atomisasi standar (∆Hoa) beberapa senyawa

No Senyawa ∆Hoa ( kJ/mol)

a Na(g) +107b Mg(g) +242c F2(g) +154d H2(g) +432e N2(g) +941,69

Pertanyaan 1.2.


(a)...................................................................................................

(b)...................................................................................................

(c)...................................................................................................

(d)..................................................................................................

(e)...................................................................................................

2. Mengapa reaksi atomisasi selalu memiliki harga ∆Hoa>0?

............................................................................................................

...........................................................................................................

3. Mengapa harga ∆Hoa gas hidrogen lebih besar dibandingkan gas nitrogen?

................................................................................................................

.................................................................................................................

................................................................................................................


Perubahan entalpi atomisasi selalu bernilai positif

karena........................ .....................................................................................................

..............


1.4 Proses endotermik atau eksotermik pada entalpi reaksi penguraian (∆Hod)

Salah satu contoh reaksi penguraian adalah reaksi penguraian air dalam fase cair.

Reaksi penguraian molekul air dapat dijelaskan melalui persamaan termokimia berikut:

H2O(l) → H2(g) + 12

O2(g) ∆Hof=+286 kJ/mol

Penguraian molekul air memiliki perubahan entalpi reaksi bertanda positif. Tanda positif

menunjukkan bahwa kalor dibutuhkan untuk pemutusan ikatan yaitu sebesar 286 kJ. Ketika

produk terbentuk, terjadi pemutusan ikatan kovalen polar pada molekul air sehingga

membutuhkan energi berupa kalor. Secara sederhana proses pembentukan air dapat dilihat

pada Gambar 1.14.

Gambar 1.14 Proses penguraian molekul air

Setiap pembentukan ikatan selalu melepaskan kalor, sedangkan pemutusan ikatan

selalu membutuhkan kalor. Kalor yang dibutuhkan dalam pemutusan ikatan hidrogen dan

oksigen lebih besar dibandingkan dengan kalor yang dilepaskan ketika pembentukan awal

molekul air. Entalpi reaktan lebih kecil daripada produk, sehingga perubahan entalpi bernilai

positif. Harga perubahan entalpi penguraian standar senyawa dapat dilihat pada Tabel 1.9.

Tabel 1.9 Harga perubahan entalpi penguraian standar (∆Hod) beberapa senyawa

No Senyawa ∆Hod ( kJ/mol)

1 NH4Cl(s) + 314

2 Fe2O3(s) +82,4

3 NO(g) +361

4 HCl(g) + 18,2

5 CaO(s) +635,09

6 FeO(s) +269

[Author Name] 27

Berdasarkan tabel data dapat diketahui bahwa semua entalpi

penguraian standar memiliki ∆Hod bernilai positif atau merupakan

reaksi endotermik


[Author Name] 28

Tabel 1.10 Harga perubahan entalpi penguraian standar (∆Hod) beberapa senyawa

No Senyawa ∆Hod ( kJ/mol)

a NH4Cl(s) + 314b 16 g Fe2O3(s) +82,4c 120 g NO(g) +361d 11,2 L gas HCl (STP) + 18,2

Pertanyaan 1.3.


(a)...................................................................................................

(b)...................................................................................................

(c)...................................................................................................

(d)..................................................................................................

2. Mengapa reaksi penguraian selalu memiliki harga ∆Hod>0?

............................................................................................................

...........................................................................................................


Perubahan entalpi penguraian selalu bernilai positif

karena........................ .....................................................................................................

..............


1.5 Proses endotermik atau eksotermik pada entalpi reaksi pembakaran (∆Hoc)

Salah satu contoh reaksi pembakaran adalah reaksi metana. Reaksi pembakaran metana

dapat dilihat pada persamaan reaksi dan Gambar 1.15

Gambar 1.15 Reaksi pembakaran gas metana

Reaksi pembakaran selalu melibatkan oksigen dan menghasilkan karbon dioksida serta air.

Pembakaran merupakan reaksi spontan yang ditandai dengan peningkatan suhu atau terdapat

panas. Peningkatan suhu diindikasikan terdapat aliran kalor dari sistem ke lingkungan.

Perubahan entalpi pembakaran selalu bertanda negatif yang menunjukkan proses eksotermik.

Harga perubahan entalpi pembakaran standar senyawa lain dapat dilihat pada Tabel 1.10.

Tabel 1.10 Harga perubahan entalpi pembakaran standar (∆Hoc) beberapa senyawa

No Senyawa ∆Hoc ( kJ/mol)

1 H2(g) -286

2 CH4(g) -890

3 C2H6(g) -1560

4 C6H6(l) -3268

5 C2H5OH(l) -1367

6 C2H2(g) -1300

7 C6H12O6(s) -2803

8 C12H22O11(s) -5641

9 C2H4(g) -1411

10 C4H10(g) -2879

[Author Name] 29


pembakaran standar memiliki ∆Hoc bernilai negatif atau merupakan

reaksi eksotermik


[Author Name] 30

Tabel 1.11 Harga perubahan entalpi pembakaran standar (∆Hoc) beberapa senyawa

No Senyawa ∆Hoc ( kJ/mol)

a Metanol(l) -638b Gas isooktana -5460c 11 gram gas C3H8 -104d 4 gram gas metana -890

Pertanyaan 1.4.


(a)...................................................................................................

(b)...................................................................................................

(c)...................................................................................................

(d)..................................................................................................

2. Mengapa reaksi pembakaran selalu memiliki harga ∆Hoc<0?

............................................................................................................

...........................................................................................................


Perubahan entalpi pembakaran selalu bernilai negatif

karena........................ .....................................................................................................

..............


1.6 Proses endotermik atau eksotermik pada entalpi reaksi netralisasi (∆Hon)

Salah satu contoh reaksi netralisasi adalah reaksi antara asam klorida dan natrium

hidroksida sesuai dengan persamaan reaksi berikut:

NaOH(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H2O(l) ∆Hon = -57,1 kJ/mol

Reaksi asam dan basa selalu disertai dengan pelepasan energi atau kalor, sehingga perubahan

entalpi netralisasi selalu bertanda negatif. Entalpi standar untuk larutan asam kuat dan basa

kuat hampir sama. Energi yang dilepaskan dari asam lemah dan basa kuat atau reaksi asam

kuat dan basa lemah selalu lebih kecil daripada reaksi antara asam kuat dan basa kuat. Energi

yang dilepaskan dari reaksi asam lemah dan basa lemah jauh lebih kecil daripada reaksi

antara asam kuat dan basa kuat. Perbedaan jumlah energi yang dilepaskan, tergantung pada

jumlah ion hidrogen yang dihasilkan oleh larutan asam dan ion hidroksida yang dihasilkan

larutan basa.Harga perubahan entalpi netralisasi standar beberapa senyawa dapat dilihat pada

Tabel 1.12.

Tabel 1.12 Harga perubahan entalpi netralisasi standar (∆Hon) beberapa senyawa

No Senyawa asam Senyawa basa ∆Hon (kJ/mol)

1 HCl(aq) NaOH(aq) -57,1

2 HCl(aq) KOH(aq) -57,1

3 HCl(aq) NH3(aq) -52,2

4 HNO3(aq) NaOH(aq) -57,3

5 HNO3(aq) KOH(aq) -57,3

6 CH3COOH(aq) NaOH(aq) -55,2

7 HCN(aq) NH3(aq) -5,4

[Author Name] 31


netralisasi standar memiliki ∆Hon bernilai negatif atau merupakan

reaksi eksotermik


[Author Name] 32

Tabel 1.13 Harga perubahan entalpi netralisasi standar (∆Hoc) beberapa senyawa

No Senyawa asam Senyawa basa ∆Hon (kJ/mol)

1 HCl(aq) KOH(aq) -57,1

2 HNO3(aq) NaOH(aq) -57,3

3 HNO3(aq) KOH(aq) -57,3

4 CH3COOH(aq) NaOH(aq) -55,2

5 HCN(aq) NH3(aq) -5,4

Pertanyaan 1.5.


(a)...................................................................................................

(b)...................................................................................................

(c)...................................................................................................

(d)..................................................................................................

2. Mengapa reaksi pembakaran selalu memiliki harga ∆Hoc<0?

............................................................................................................

...........................................................................................................

3. Bagaimana aliran kalor pada entalpi reaksi netralisasi?

..............................................................................................................

4. Bagaimana perubahan suhu pada reaksi netralisasi?

..............................................................................................................


Perubahan entalpi netralisasi selalu bernilai negatif

karena........................ .....................................................................................................

..............


KUNCI JAWABAN

A. Kunci jawaban pertanyaan percobaan I

1. Tuliskan persamaan reaksi antara :



2. Berdasarkan konsep pemutusan dan pembentukan ikatan, jelaskan penggunaan energi

dalam reaktan dan produk pada dua percobaan di atas!.



3. Berdasarkan perubahan suhu, tentukan aliran kalor pada kedua percobaan di atas. Apakah

dari sistem ke lingkungan atau sebaliknya?



[Author Name] 33

CH3COOH(aq) + NaHCO3(aq) CO2(g)+ H2O(g)+ CH3COONa(aq)

CaCl2(aq) + 2NaHCO3(aq) CO2(g) + H2O(g) + CaCO3(s) + 2NaCl(aq)

Pada reaksi kimia antara baking soda dan kalsium klorida, sebagian besar energi dilepaskan ketika produk terbentuk daripada energi yang dibutuhkan untuk memutuskan reaksi pada reaktan.

Pada reaksi kimia antara baking soda dan asam asetat, sebagian besar energi diperlukan untuk memutuskan ikatan pada reaktan daripada energi yang dilepaskan ketika produk terbentuk.

Aliran kalor dari lingkungan ke sistem

Aliran kalor dari sistem ke lingkungan


4. Berdasarkan hasil pengamatan, termasuk jenis reaksi apakah kedua percobaan diatas!

Apakah reaksi eksotermik atau endotermik?



5. Berikan masing-masing tanda perubahan entalpi reaksi dan jelaskan mengapa demikian?



[Author Name] 34

Reaksi kimia antara baking soda dan asam asetat termasuk reaksi endotermik

Reaksi kimia antara baking soda dan kalsium klorida termasuk reaksi eksotermik

Reaksi kimia antara baking soda dan asam asetat termasuk reaksi endotermik, sehingga ∆H bernilai positif karena entalpi reaktan lebih kecil daripada produk

Reaksi kimia antara baking soda dan asam klorida termasuk reaksi eksotermik, sehingga ∆H bernilai negatif karena entalpi reaktan lebih besar daripada produk


[Author Name] 35

Jawaban pertanyaan 1.1.

1. Persamaan termokimia reaksi pembentukan

(a) CH4(g) + Cl2(g) →CH3Cl(s) + HCl(aq) ∆Hof = + 74,81 kJ/mol

(b) Na2S(aq) + HCl(aq) → H2S(g) + NaCl(aq) ∆Hof = - 20,1 kJ/mol

(c) Ca(OH)2(aq) + CO2(aq) →CaCO3(s) + 2H2O(l) ∆Hof = -207,8 kJ/mol

(d) Ag(s) + 12

Cl2(g) → AgCl(s) ∆Hof = -127 kJ /mol

(e) 2Fe(s) + 32

O2(g) →Fe2O3(s) ∆Hof = -822 kJ/mol

2. Klasifikasi entalpi reaksi pembentukan senyawa dalam tabel

(a) reaksi endotermik

(b) reaksi eksotermik

(c) reaksi eksotermik

(d) reaksi eksotermik

(e) reaksi eksotermik

3. Alasan yang mendasari pengklasifikasian entalpi reaksi pebentukan pada tabel terkait

dengan aliran kalor, entalpi reaktan, entalpi produk dan tanda perubahan entalpi!

(a) perubahan entalpi >0, entalpi reaktan lebih kecil daripada produk. Kalor

mengalir dari lingkungan ke sistem sehingga termasuk reaksi endotermik.

(b) perubahan entalpi <0, entalpi reaktan lebih besar daripada produk. Kalor

mengalir dari sistem ke lingkungan sehingga termasuk reaksi eksotermik

(c) perubahan entalpi <0, entalpi reaktan lebih besar daripada produk. Kalor


(d) perubahan entalpi <0, entalpi reaktan lebih besar daripada produk. Kalor


(e) perubahan entalpi <0, entalpi reaktan lebih besar daripada produk. Kalor



Reaksi eksotermik pada entalpi pembentukan terjadi jika entalpi reaktan lebih besar

daripada produk sehingga perubahan entalpi <0

Reaksi eksotermik pada entalpi pembentukan terjadi jika entalpi reaktan lebih kecil

daripada produk sehingga perubahan entalpi >0


[Author Name] 36

Jawaban pertanyaan 1.2.

1. Persamaan termokimia reaksi atomisasi

(a) Na(s) → Na(g) ∆Hoa = + 107 kJ/mol

(b) Mg(s) → Mg(g) ∆Hoa = + 242 kJ/mol

(c) F2(g) → 2F(g) ∆Hoa = + 154 kJ/mol

(d) H2(g) → 2H(g) ∆Hoa = + 432 kJ/mol

(e) N2(g) → 2N(g) ∆Hoa = + 941,69 kJ/mol

2. Reaksi atomisasi selalu memiliki harga ∆Hoa>0 karena selalu dibutuhkan kalor dalam

pemutusan ikatan molekul yang teratomisasi.

3. Harga ∆Hoa gas hidrogen lebih besar dibandingkan gas nitrogen karena ikatan kovalen

rangkap tiga pada nitrogen lebih kuat daripada ikatan kovalen rangkap satu pada

hidrogen sehingga membutuhkan energi yang lebih besar pada pemutusan ikatan

nitrogen.

4. Kesimpulan : Perubahan entalpi atomisasi selalu bernilai positif karena selalu

dibutuhkan kalor dalam pemutusan ikatan molekul yang teratomisasi.


[Author Name] 37

Jawaban Pertanyaan 1.3.

1. Persamaan termokimia reaksi penguraian

(a) NH4Cl(s) →NH3(g) + HCl(aq) ∆Hod = + 314,4 kJ/mol

(b) Fe2O3(s) → 2Fe(s) + 32

O2(g) ∆Hod = +824 kJ/mol

nFe2O3 = m

Mr= 16

160 = 0,1 mol

∆Hod 0,1 mol Fe2O3 = +82,4 kJ

∆Hod =

+82,40,1

= +824 kJ/mol

(c) nNO=m

Mr=120

30 = 4 mol

∆Hod 4 mol NO = + 361 kJ

∆Hod =

3614

= +90,25 kJ/mol

NO(g)→ 12

N2(g) + 12

O2(g) ∆Hod = +90,25 kJ/mol

(d) nHCl =v

22,4=11,2

22,4 = 0,5 mol

∆Hod 0,5 mol HCl = +18,2 kJ

∆Hod =

+18,20,5

= +36,4 kJ/mol

HCl(g) → 12

H2(g) + 12

Cl2(g) ∆Hod = +36,4 kJ/mol

2. Reaksi penguraian selalu memiliki harga ∆Hoa>0 karena selalu dibutuhkan kalor dalam

pemutusan ikatan senyawa yang terurai.

3. Kesimpulan : Perubahan entalpi penguraian selalu bernilai positif karena selalu

dibutuhkan kalor dalam pemutusan ikatan senyawa yang terurai.


[Author Name] 38

Pertanyaan 1.4.

1. Persamaan termokimia reaksi pembakaran

(a) CH3OH(l) + 32

O2(g) → CO2(g) + H2O(l) ∆Hoc = -638 kJ/mol

(b) C8H14(l) + 12 12

O2(g) 8CO2(g) + 9H2O(g) ∆Hoc = -5460 kJ/mol

(c) nC3H8=m

Mr=11

44 = 0,25 mol

∆Hoc 0,25 mol C3H8 = -104 kJ

∆Hod =

−1040,25

= -416 kJ/mol

C3H8(g) + 5O2(g) → 3CO2(g) + 4H2O(l) ∆Hoc = -416 kJ/mol

(d) nCH4=m

Mr= 4

16 = 0,25 mol

∆Hoc 0,25 mol CH4 = -890 kJ

∆Hod =

−8900,25

= -3560 kJ/mol

CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l) ∆Hoc = -3560 kJ/mol

2. Reaksi pembakaran selalu memiliki harga ∆Hoc<0, karena kalor dilepaskan selama

reaksi pembakaran berlangsung spontan. Entalpi reaktan lebih besar daripada entalpi

produk

3. Kesimpulan: perubahan entalpi pembakaran selalu bernilai negatif karena sebagian

besar kalor dilepaskan ketika reaksi pembakaran berlangsung spontan


[Author Name] 39

Pertanyaan 1.5.

1. Persamaan termokimia reaksi netralisasi

(a) KOH(aq) + HCl(aq) → KCl(aq) + H2O(l) ∆Hon = -57,1 kJ/mol

(b) NaOH(aq) + HNO3(aq) → NaNO3(aq) + H2O(l) ∆Hon = -57,3 kJ/mol

(c) KOH(aq) + HNO3(aq) → KNO3(aq) + H2O(l) ∆Hon = -57,3 kJ/mol

(d) NaOH(aq) + CH3COOH (aq) → CH3COONa(aq) + H2O(l) ∆Hon = -55,2 kJ/mol

(e) NH3(aq) + HCN(aq) → NH4CN(aq) ∆Hon = -5,4 kJ/mol

2. Reaksi netralisasi selalu memiliki harga ∆Hoc<0 karena kalor dilepaskan ketika

ikatan ionik pada garam telah terbentuk.

3. Kalor mengalir dari sistem ke lingkungan

4. Pada reaksi netralisasi akan mengalami peningkatan suhu.

5. Kesimpulan : perubahan entalpi netralisasi selalu bernilai negatif karena kalor

dilepaskan ketika ikatan ionik pada garam telah terbentuk.

modul 1

Documents