11

KATA PENGANTAR

Alhamdulillahirobbil ‘alamiin.... Kata itulah yang dapat saya ucapkan sebagai Hamba Tuhan

Yang Maha Esa. Atas nikmat kesehatan, kesempatan dan pertolonganNya semata akhirnya modul

pembelajaran termokimia ini dapat terselesaikan sesuai dengan jadwal yang ditetapkan.

Kimia merupakan salah satu ilmu pengetahuan yang mempelajari gejala atau perubahan zat di

alam semesta yang sangat penting untuk dipelajari. Termasuk energi yang menyertai terjadinya reaksi.

Besar kecilnya energi yang terlibat reaksi kimia dipepelajari dalam bab termokimia.

Pada modul ini akan dipelajari materi-materi yang terkait termokimia. Misalnya: pengenalan

reaksi eksotermik dan endotermik, jenis dan karakteristik entalpi sampai penentuan entalpi. Tujuan dari

materi yang disajikan adalah untuk mensyukuri nikmat Tuhan yang telah menciptakan senyawa bentuk

energi kimia yang sangat bermanfaat bagi manusia.

Modul hidrokarbon ini diperuntukkan bagi siswa SMA kelas XI IPA semester ganjil. Proses

pembelajaran memerlukan 12 jam pelajaran (12 x 45 menit) dengan harapan konsep belajar tuntas

(Mastery Leraning) dapat tercapai. Di dalam modul ini juga disediakan soal-soal latihan dan evaluasi,

memotivasi siswa untuk belajar dengan giat dan mandiri agar tujuan pembelajaran dapat tercapai.

Modul yang saya susun ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, masukan dari pengguna

sangat diperlukan demi penyempurnaan modul ini.

PenyusunDasianto, S.Pd

11

DAFTAR ISI

Kata pengantar .............................................................................................................................. 1

Daftar isi ........................................................................................................................................ 2

Glosarium....................................................................................................................................... 3

BAB 1 Pendahuluan ......................................................................................................................

A. Deskripsi modul .............................................................................................................

B. Prasyarat .......................................................................................................................

C. Petunjuk Penggunaan Modul.........................................................................................

D. Tujuan ...........................................................................................................................

E. Kompetensi ....................................................................................................................

F. Cek Kemampuan ...........................................................................................................

BAB 2 Materi Pembelajaran ..........................................................................................................

Rencana Belajar Siswa .................................................................................................................

Kegiatan Belajar 1 .........................................................................................................................

Tujuan Kegiatan Blajar 1 ...............................................................................................................

Materi Belajar 1 .............................................................................................................................

11

GLOSARIUM

Sistem reaksi: zat yang terlibat reaksi kimia

Lingkungan: segala sesuatu yang mempengaruhi sistem reaksi

Entalpi: energi kimia yang tersimpan di dalam benda yang tidak dapat diukur secara pasti, namun

perubahannya saja yang dapat ditentukan

Reaksi eksotermik: reaksi pelepasan kalor oleh sistem reaksi

Reaksi endotermik: reaksi penyerapan kalor oleh sistem reaksi

Hukum Hess: hukum yang menjelaskan tata cara penentuan entalpi reaksi

11

BAB 1: PENDAHULUAN

A. Deskripsi ModulModul pada kelas XI Semester ganjil ini bertujuan memberikan wawasan tentang hidrokarbon dan

penggolongannya beserta berbagi ciri khas lainnya. Berikut ini cakupan materi pada modul ini:

1. Sistem dan lingkungan reaksi

2. Reaksi eksotermik dan endotermik

3. Perubahan entalpi dan jenis perubahan entalpi

4. Penentuan entalpi reaksi

B. PrasyaratAgar siswa dapat memahami materi termokimia, diperlukan pemahaman ikatan kekuatan ikatan dan

energi ikatan, dan stoikiometri reaksi

C. Petunjuk Penggunaan Modul1. Bagi siswa

- Baca dan pahami dulu materi yang disajikan pada modul

- Lakukan latihan yang ada di dalam modul

- Setelah semua latihan dikerjakan, dan dikonsultasikan guru sudah benar, lanjutkan

mengerjakan soal-soal evaluasi

2. Bagi guru

- Proses pembelajaran dirancang sesuai urutan kegiatan belajar

- Memberikan informasi awal tentang arah dan tujuan materi

- Membimbing pada proses pembelajaran

- Mengevaluasi dan membukukan hasil belajar siswa

D. Tujuan1. Tujuan akhir: setelah mempelajari modul ini, siswa diharapkan mampu mensyukuri, memahami,

menjelaskan konsep termokimia serta mampu menyelsaikan persoalan yang berhubungan

dengan bab termokimia

2. Tujuan antara: setelah mengikuti pembelajaran siswa diharapkan:

a. Mampu membedakan sistem dan lingkungan reaksi

b. Mampu membedakan reaksi eksotermik dan endotermik

c. Mampu menjelaskan konsep entalpi dan jenis entalpi

d. Mampu menghitung perubahan entalpi

E. Kompetensi Dasar1.1 Menyadari adanya keteraturan dari sifat hidrokarbon, termokimia, laju reaksi, kesetimbangan

kimia, larutan dan koloid sebagai wujud kebesaran Tuhan YME dan pengetahuan tentang adanya

keteraturan tersebut sebagai hasil pemikiran kreatif manusia yang kebenarannya bersifat tentatif.

2.1 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu, disiplin, jujur, objektif, terbuka, mampu

membedakan fakta dan opini, ulet, teliti, bertanggung jawab, kritis, kreatif, inovatif, demokratis,

11

komunikatif) dalam merancang dan melakukan percobaan serta berdiskusi yang diwujudkan

dalam sikap sehari-hari.

3.4 Membedakan reaksi eksoterm dan reaksi endoterm berdasarkan hasil percobaan dan diagram tingkat energi.

3.5 Menentukan H reaksi berdasarkan hukum Hess, data perubahan entalpi pembentukan standar, dan data energi ikatan

4.4 Merancang, melakukan, menyimpulkan serta menyajikan hasil percobaan reaksi eksoterm dan reaksi endoterm

4. 5 Merancang, melakukan, dan menyimpulkan serta menyajikan hasil percobaan penentuan H suatu reaksi.

F. Tes Kemampuan(terlampir)

11

BAB II: PEMBELAJARAN

A. Rencana Belajar Peserta Didik1. Kompetensi Dasar dan Indikator

1.1 Menyadari adanya keteraturan dari sifat hidrokarbon, termokimia, laju reaksi, kesetimbangan

kimia, larutan dan koloid sebagai wujud kebesaran Tuhan YME dan pengetahuan tentang

adanya keteraturan tersebut sebagai hasil pemikiran kreatif manusia yang kebenarannya

bersifat tentatif.

Indikator:1.1.1 mensyukuri terciptanya senyawa karbon di alam semesta yang ditunjukkan oleh semangat

dan antusian di dalam belajar.

2.1 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu, disiplin, jujur, objektif, terbuka,

mampu membedakan fakta dan opini, ulet, teliti, bertanggung jawab, kritis, kreatif, inovatif,

demokratis, komunikatif) dalam merancang dan melakukan percobaan serta berdiskusi yang

diwujudkan dalam sikap sehari-hari.

Indikator:

3.4 Membedakan reaksi eksoterm dan reaksi endoterm berdasarkan hasil percobaan dan diagram tingkat energi.

3.5 Menentukan H reaksi berdasarkan hukum Hess, data perubahan entalpi pembentukan

standar, dan data energi ikatan

Indikator:3.4.1 melalui percobaan, peserta didik dapat membedakan sistem dan lingkungan reaksi

3.4.2 melalui percobaan, peserta didik dapat membedakan reaksi eksotermik dan endotermik

3.5.1 melalui pengamatan, peserta didik dapat menjelaskan jenis entalpi

3.5.2 melalui percobaan, peserta didik dapat menentukan entalpi netralisasi standar

3.5.3 melalui data percobaan, peserta ddidik dapat menentukan entalpi reaksi menggunakan

entalpi pembentukan standar, dan energi ikatan rata-rata

2. Rencana Pembelajaran

Jenis kegiatan Tanggal WaktuTempat belajar

Alasan perubahan

Tanda tangan guru

11

Kegiatan Belajar 1Tujuan Kegiatan Belajar 1:1. melalui percobaan, peserta didik dapat membedakan sistem dan lingkungan reaksi

2. melalui percobaan, peserta didik dapat membedakan reaksi eksotermik dan endotermik

TermokimiaMengapa sumber energi manusia disimpan dalam bentuk lemak dan bukan karbohidrat?Aerobik, tenis, angkat beban, jogging merupakan bentuk olahraga populer untuk

mempertahankan kesehatan tubuh. Pernahkan kita bertanya, darimanakah energi untuk melakukan

kegiatan tersebut berasal? Yang mengejutkan, sebagian besar berasal dari lemak, yaitu sistem

penyimpanan energi utama dalam tubuh.

Selama olahraga, molekul lemak bereaksi dengan air (hidrolisis) membentuk golongan senyawa

yang disebut asam lemak. Melalui sederet reaksi yang rumit, asam lemak diubah menjadi karbon doksida

dan air. Energi yang dibebaskan dalam reaksi ini digunakan untuk menggerakkan otot. Asam lemak yang

khas pada manusia adalah asam palmitat, CH3(CH2)14COOH.

Pembakaran langsung asam palmitat di dalam kalorimeter bom menghasilkan produk yang sama

dengan hasil metabolisme di dalam tubuh dan disertai dengan energi yang sangat besar, menurut

persamaan: CH3(CH2)14COOH + 23O2 → 16CO2 + 16H2O ΔHo = -9.977 kJ.

Jika dibandingkan dengan senyawa hidrokarbon serupa, misalnya C16H34, energi pembakaran

asam palmitat nilainya hampir sama. Kalor pembakaran C16H34 sebesar – 10.700 kJ. Lemak yang

tersimpan di dalam tubuh kita yang merupakan sebagai bahan bakar utama, ternyata sebanding dengan

bahan bakar jet di pesawat udara. Dalam kedua kasus ini, bahan bakar dapat menambah berat, tetapi

dapat dibakar untuk menghasilkan sejumlah energi yang dibutuhkan untuk aktivitas sehari-hari.

Namun demikian, pemecahan asam lemak memerlukan waktu lebih lama jika dibandingkan

dengan pemecahan karbohidrat sederhana. Hal inilah yang menyebabkan manusia cenderung

mengonsumsi gula (jus buah, permen, ) untuk mendapatkan energi secara cepat. Padahal pembakaran

gula (sukrosa) sebesar 1 mol menghasilkan energi yang jauh lebih rendah (- 5.640 kJ/mol) dibandingkan

dengan asam lemak. Sebagai perbandingan, perhatikan grafik entalpi pembakaran zat-zat yang memiliki

jumlah atom C dan H yang sama berikut ini:

C12H24

CH3(CH2)COOH

ΔH = -7377 kJ C12H22O11

ΔH = -7926 kJ

ΔH = -5640 kJ

12CO2 + 12 H2O

Berdasarkan grafik tersebut, dapat kita simpulkan bahwa energi (entalpi) pembakaran terbesar dihasilkan

oleh hidrokarbon, dan yang terendah dihasilkan oleh molekul gula.

Sebagai sumber energi, lemak menghasilkan sekitar 9 kal/g (38 kJ/g). Sedangkan karbohidrat

dan protein keduanya menghasilkan sekitar 4 kal/g (17 kJ/g). Dari data tersebut, jika seorang manusia

ingin memiliki cadangan energi yang sama, misalnya 4,2 x 105 kJ, dan disimpan dalam bentuk lemak,

maka perlu tambahan 11 kg berat badan dari berat semula. Namun jika disimpan dalam bentuk

karbohidrat, memerlukan tambahan 25 kg berat badan. Oleh karena itu, kita harus bersyukur kepada

11

Tuhan, bahwa cadangan energi disimpan dalam bentuk lemak dan bukan dalam bentuk karbohidrat.

Seandainya dalam bentuk karbohidrat, semua orang akan mengalami kegemukan atau obesitas, dan

akan menghambat aktivitas sehari-hari. Hal inilah yang menyebabkan pentingnya termokimia dipeljari di

SMA.

A. Sistem dan LingkunganSelama mempelajari termokimia (kalor yang menyertai reaksi kimia) selalu dibicarakan dua

istilah penting, yaitu sistem dan lingkungan. Sistem merupakan obyek utama yang dipelajari, yaitu

suatu zat yang terlibat di dalam reaksi kimia. Sedangkan lingkungan adalah segala sesuatu yang

langsung berpengaruh (bersentuhan) dengan sistem reaksi.

Sebagai contoh adalah pencampuran asam klorida, HCl, dengan natrium hidroksida, NaOH, di

dalam tabung reaksi terbuka. Untuk menentukan sistem dan lingkungan, perlu dituliskan dulu

persamaan reaksi yang terlibat dalam percampuran, yaitu: HCl(aq) + HCl(aq) NaCl(aq) + H2O(l).

Sehingga sistem reasksinya adalah HCl, NaOH, H2O dan NaCl. Jika dipelajari lebih lanjut, ternyata

tidak semua zat tersebut disebut sebagai sistem. Hal ini didasarkan pada reaksi ion yang terjadi:

H+(aq) + Cl-(aq) + Na+(aq) + OH-(aq) Na+(aq) + Cl-(aq) + H2O(l)

Apabila terdapat ion di kiri dan kanan reaksi ada yang sama, akan saling menghilangkan. Sehingga

persamaan reaksi ion bersihyang terjadi adalah: H+(aq) + OH-(aq) H2O(l). Dengan demikan, sistem

reaksi yang terdapat dalam reaksi di atas adalah H+, OH-, dan H2O.

Bagaimana dengan lingkungan reaksi? Lingkungan reaksi yang terdapat pada percampuran di

atas adalah tabung reaksi dan udara di dalam tabung reaksi. Mengapa? Karena keduanya langsung

bersentuhan dengan sistem dan mempengaruhi terjadinya reaksi kimia.

Latihan soal: sebutkan sistem dan lingkungan reaksi pada:

a. Melarutkan batu gamping, CaO, ke dalam air

b. Mencampurkan larutan timbal(II) nitrat, Pb(NO3)2, dan kalium iodida, KI, untuk menghasilkan

larutan kalium nitrat, KNO3, dan endapan timbal(II) iodida, PbI2.

B. Reaksi Eksotermik dan EndotermikReaksi kimia yang terkait dengan bab termokimia dikategorikan menjadi dua macam, yaitu

reaksi eksotermik dan endotermik. Reaksi eksotermik terjadi jika sistem reaksi melepaskan sejumlah

kalor (energi) menuju lingkungan. Reaksi ini ditandai dengan kenaikan suhu pada lingkungan.

Sedangkan reaksi endotermik merupakan reaksi yang menyerap kalor (energi) lingkungan. Reaksi ini

ditandai dengan menurunnya suhu lingkungan. Berikut ilustrasi reaksi eksotermik dan endotermik.

11

Gambar (a) adalah reaksi eksotermik dan gambar (b) adalah reaksi endotermik.

Perbedaan reaksi eksotermik dan endotermik diberikan dalam tabel berikut ini:

Endotermik EksotermikAliran energy Dari lingkungan menuju system Dari system menuju lingkunganGrafik

Harga ∆H Bertanda +∆H R < ∆H P

Bertanda –∆H R > ∆H P

Untuk lebih memahami konsep sistem dan lingkungan, reaksi eksotermik dan endotemik,

lakukan kegiatan berikut ini:

Kegiatan 1: membedakan sistem dan lingkungan, serta reaksi eksotermik dan endotermik.

Alat dan Bahan:

- Tabung reaksi - Larutan cuka dapur

- Termometer - Soda kue

- Pengaduk - Batu gamping

Cara Kerja:

- Masukkan larutan cuka dapur ke dalam 2 tabung reaksi masing-masing hingga setengahnya

- Ukur suhu larutan cuka

- Masukkan 2 spatula soda kue ke dalam tabung pertama, dan sebongkah batu gamping ke

tabung kedua

- Ukur suhu campuran

- Sentuh bagian luar tabung dengan menggunakan kulit punggung tangan

Data Pengamatan:

Tabung reaksi Suhu awal (oC) Suhu akhir (oC) Perubahan suhu (oC) Yang dirasakan kulit

tangan

1

11

2

Analisis data:

No Pertanyaan Analisis

1 Zat-zat yang terlibat reaksi dikatakan sebagai

sistem. Apa sajakah yang termasuk sistem

untuk reaksi di tabung pertama dan kedua?

2 Segala sesuatu yang ada ada di sekitar

sistem, dan langsung mempengaruhinya

disebut sebagai lingkungan. Apa sajakah

yang termasuk lingkungan untuk reaksi di

tabung pertama dan kedua?

3 Suatu reasksi kimia (sistem) ada yang mampu

melepas ada pula yang mampu menyerap

kalor dari lingkungannya.

a. Sistem reaksi manakah yang melepas

kalor? Jelaskan!

b. Sistem manakah yang menyerap kalor?

Jelaskan?

4 Reaksi yang melibatkan kalor dikategorikan

menjadi 2, yaitu eksotermik dan

endotermik. Reaksi eksotermik, yaitu reaksi

yang sistem reaksinya melepaskan kalor.

Sedangkan reaksi endotermik adalah

reaksi yang sistem reaksinya menyerap

kalor.

a. Reaksi manakah yang tergolong

eksotermik?Jelaskan!

b. Reaksi manakah yang tergolong

endotermik?jelaskan!

Kegiatan Belajar 2Tujuan Kegiatan Belajar 2:1. Menjelaskan jenis entalpi reaksi

2. Menjelaskan karakteristik entalpi

C. Jenis Perubahan dan Karakteristik Entalpi

11

Berdasarkan kegiatan di atas, reaksi kimia disertai dengan kalor (energi). Kalor atau energi reaksi

kimia biasa dikenal sebagai entalpi (H), yang nilainya hanya bisa ditentukan dari perubahan zat

sebelum dan sesudah reaksi. Sehingga, istilah yang sering digunakan untuk menjelaskan perubahan

kalor (energi) adalah perubahan entalpi (ΔH). Berikut ini disajikan beberapa jenis perubahan entalpi

1. Entalpi pembentukan (ΔHf) dan entalpi pembentukan standar (ΔHfo)

Perubahan entalpi pembentukan (ΔHf) adalah entalpi yang menyertai pembentukan senyawa dari

unsur-unsurnya dalam fase gas. Sedangkan perubahan entalpi pembentukan standar (ΔHfo)

adalah entalpi yang menyertai pembentukan 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya dalam fase gas.

Contoh:

a. N2(g) + 3H2(g) → 2 NH3(g) ΔHf = - x kJ

b. ½ N2(g) + 3/2 H2(g) → 1 NH3(g) ΔHfo = - ½ x kJ/mol

2. Entalpi penguraian (ΔHd) dan entalpi penguraian standar (ΔHdo)

Perubahan entalpi penguraian (ΔHd) adalah entalpi yang menyertai penguraian senyawa menjadi

unsur-unsurnya dalam fase gas. Sedangkan perubahan entalpi penguraian standar (ΔHdo) adalah

entalpi yang menyertai penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsurnya dalam fase gas.

Contoh:

a. 2 NH3(g) → N2(g) + 3H2(g) ΔHd = + x kJ

b. 1 NH3(g) → ½ N2(g) + 3/2 H2(g) ΔHdo = + ½ x kJ/mol

3. Entalpi pembakaran (ΔHc) dan entalpi pembakaran standar (ΔHco)

Perubahan entalpi pembakaran (ΔHc) adalah entalpi yang menyertai pembakaran suatu zat.

Sedangkan perubahan entalpi pembakaran standar (ΔHc o) adalah entalpi yang menyertai

pembakaran 1 mol zat. Contoh:

a. 2C2H6(g) + 7O2(g) → 4CO2(g) + 6H2O(g) ΔHc = - x kJ

b. 1C2H6(g) + 7/2 O2(g) → 2CO2(g) + 3H2O(g) ΔHco = - ½ x kJ/mol

4. Entalpi netralisasi (ΔHn) dan entalpi netralisasi standar (ΔHno)

Perubahan entalpi netralisasi (ΔHn) adalah entalpi yang menyertai reaksi netralisasi antara asam

dan basa untuk membentuk molekul air. Sedangkan perubahan entalpi netralisasi standar (ΔHn o)

adalah entalpi yang menyertai reaksi netralisasi antara asam dan basa untuk membentuk molekul

air. Contoh:

a. 2HCl(aq) + Ba(OH)2(aq) → BaCl2(aq) + 2H2O(l) ΔHn = - x kJ

b. HCl(aq) + ½ Ba(OH)2(aq) → ½ BaCl2(aq) + 1H2O(l) ΔHno = - ½ x kJ/mol

Latihan soal: identifikasi reaksi berikut, termasuk perubahan entalpi ada, dan termasuk standar atau

tidak.

No. Persamaan Termokimia Jenis Entalpi/Symbol 1 2CH4 + 4O2 → 2CO2 + 4H2O ∆H = - 50 kJ

2 C3H4(g) → 3C(g) + 2H2(g) ∆H = + 50 kJ

3 2C(g) + 2H2(g) → 2CH4(g) ∆H = - 100 kJ

4 1CH4(g) → C(g) + H2(g) ∆H = + 25 kJ

5 HCl(aq+ + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l) ∆H = - 82 kJ

6 C(g) + 2H2(g) → 1CH4(g) ∆H = - 50 kJ

11

Perubahan entalpi juga memiliki karakteristik yang khas. Karakteristik entalpi ada 3 macam,

yaitu:

1. Apabila arah reaksi kimia dibalik, tanda perubahan entalpi juga akan dibalik. Contoh:

a. N2(g) + 3H2(g) → 2 NH3(g) ΔH = - x kJ

b. 2 NH3(g) → N2(g) + 3H2(g) ΔH = + x kJ

2. Jika reaksi kimia dilipatgandakan sebanyak n kali, nilai perubahan entalpi juga dilipatgandakan

sebesar n kali

a. N2(g) + 3H2(g) → 2 NH3(g) ΔH = - x kJ

b. 2N2(g) + 6H2(g) → 4 NH3(g) ΔH = - 2x kJ

3. Jika ada dua buah reaksi kimia bisa dijumlahkan menjadi reaksi yang ketiga, nilai entalpi reaksi

yang ketiga adalah jumlah dari entalpi reaksi pertama dan kedua.

Latihan soal:

No Pertanyaan Jawaban

1 Diketahui persamaan termokimia:

2CH4 + 4O2 → 2CO2 + 4H2O ∆H = - 50 kJ

Tentukan perubahan entalpi pada:

a. CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

b. CO2 + 2H2O → CH4 + 2O2

c. Pembakaran 4 gram CH4 (Mr = 16 g/mol)

2 Diketahui persamaan termokimia:

2C + O2 2CO ∆H = - 60 kJ

CO + ½ O2 CO2 ∆H = - 80 kJ

Hitung ∆H untuk C + O2 CO2

Kegiatan Belajar 3Tujuan Kegiatan Belajar 3:1. Menentukan entalpi reaksi netralisasi

2. Menentukan entalpi dengan perhitungan (hukum Hess, Energi ikatan dan pembentukan standar)

D. Penentuan Entalpi ReaksiUntuk menghitung perubahan entalpi reaksi dapat dlakukan dengan dua cara. Yaitu cara

percobaan dan cara perhitungan.

1. Cara percobaan

Penentuan entalpi reaksi dengan metode percobaan menggunakan alat

yang disebut kalorimeter.

11

Metode kalorimeter ini sangat mudah untuk menghitung entalpi reaksi netralisasi standar (ΔHno).

Langkah-langkah yang perlu dilakukan adalah mencampurkan senyawa asam dan basa ke dalam

kaloimeter, dan mengukur selisih suhu sebelum dan sesudah percampuran. Berikut cara

menghitung entalpi reaksi.

Q = m.c.ΔT

Dengan Q adalah kalor reaksi (J), m adalah massa campuran asam dan basa (g), c adalah kalor

jenis air (4,18 J/g.K) dan ΔT adalah selisih suhu sebelum dan sesudah reaksi. Selanjutnya

mencari hubungan Q dengan ΔHno, dengan persamaan:

, mol air didapatkan dari proses stoikiometri asam dan basa. Tanda + digunakan

untuk membedakan reaksi eksotermik atau endotermik. Jika suhu naik, berarti terjadi reaksi

eksotermik dan ΔH bertanda negatif. Jika suhu turun, berarti terjadi reaksi endotermik dan ΔH

bertanda positif.

Metode kalorimeter memiliki kelemahan, yaitu adanya kalor reaksi yang hilang. Hal ini

disebabkan sistem reaksinya tidak terisolasi. Agar hasil lebih maksimal, digunakan kalometer

bom. Penggunaan alat ini tidak hanya untuk netralisasi, namun juga bisa untuk entalpi

pembakaran. Berikut gambar kalorimeter bom.

Perbedaan analisis hanya pada perhitungan kalor (Q)

reaksi, karena kalor jenis kalorimeter sangat menentukan.

Rumus yang dipakai untuk menghitung kalor reaksi adalah:

Q = m.c. ΔT + Ckalorimeter. ΔT

Contoh soal: sebanyak 50 mL KOH 0,1 M dicampur

dengan 50 mL HCl 0,1 M di dalam kalorimeter. Jika terjadi kenaikan suhu sebesar 10oC, dan

massa jenis larutan dianggap sama dengan massa jenis air (1 g/mL), serta kalor jenis air adalah

4,18 J/g.K, tentukan ΔHno reaksi tersebut.

Jawab: volume campuran = 50 mL + 50 mL = 100 mL. Jika massa jenis 1 g/mL, maka massa

campuran adalah 100 gram.

Q = m.c. ΔT

Q = 100 g x 4,18 J/g.K x 10 K

Q = 4.180 J atau Q = 4,18 kJ

Mol KOH = M x V(L) = 0,1 x 0,05 = 0,005 mol

Mol HCl = M x V(L) = 0,1 x 0,05 = 0,005 mol

KOH(aq) + HCl(aq) → KCl(aq) + H2O(l)

Mula-mula: 0,005 mol 0,005 mol

Reaksi: 0,005 mol 0,005 mol 0,005 mol 0,005 mol

Sisa: 0 0 0,005 mol 0,005 mol

ΔHno = - Q/mol air (suhu naik, reaksi eksotermik, entalpi bertanda negatif)

ΔHno = - 4,18 kJ/0,005 mol = - 836 kJ/mol

11

Latihan soal:

Pertanyaaan Jawaban

Seorang siswa melakukan percobaan untuk

menentukan kalor netralisasi zat. Dia

mencampurkan 100 mL NaOH 0,1 M dan

100 mL HCl 0,1 M. Suhu NaOH dan HCl

sebelum dicampur adalah 25oC, setelah

dicampur suhunya berubah menjadi 35oC.

Jika kalor jenis air 4,2 J/g.oC, tentukan kalor

netralisasi standarnya!

2. Cara perhitungan

Penentuan entalpi reaksi dengan cara perhitungan dapat dilakukan dengan menggunakan data

entalpi pembentukan standar, energi ikatan rata-rata maupun menggunakan hukum Hess.

a. Menggunkan entalpi pembentukan standar (ΔHfo)

Setiap senyawa memiliki entalpi pembentukan standar. Apabila reaksi kimia melibatkan

beberapa senyawa, entalpi reaksinya pun dapat dihitung. Rumus yang digunakan adalah:

Contoh: diberikan data ΔHf

o CH4 = -75 kJ/mol, ΔHfo CO2 =- 394 kJ/mol dan ΔHf

o H2O = - 286

kJ/mol. Hitunglah kalor reaksi pada: CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

Penyelesaian:

ΔHro = ƩΔHf

o produk - ƩΔHfo reaktan

ΔHro = [ΔHf

o CO2 + 2 ΔHfo H2O] – [ΔHf

o CH4]

ΔHro = [-394 + 2(-286)] – [-75]

ΔHro = - 891 kJ/mol

Latihan soal:

Pertanyaan Jawaban

Diketahui ∆Hof C2H6 = - 200 kJ/mol, ∆Ho

f

CO2 = - 320 kJ/mol dan ∆Hof H2O = - 180

kJ/mol. Hitung ∆H untuk reaksi

pembakaran C2H6.

C2H6 + O2 → CO2 + H2O (belum setara)

b. Menggunkan energi ikatan rata-rata (Do)

Apabila atom bergabung untuk membentuk unsur diatomik atau senyawa, pasti melibatkan

suatu ikatan kimia. Setiap ikatan kimia memiliki sejumlah energi tertentu. Energi ikatan rata-

11

rata inipun akan berubah apabila terjadi reaksi kimia. Rumus yang digunakan untuk

menghitung entalpi reaksi berdasarkan energi ikatan rata-rata adalah sebagai berikut:

Contoh soal: diketahui energi ikatan rata-rata dari C – H = 415 kJ/mol, C = C = 607 kJ/mol, C

– C = 348 kJ/mol, H – H = 436 kJ/mol. Hitunglah entalpi reaksi adisi etena untuk

menghasilkan etana berikut ini:

Penyelesaian:ΔHr

o = ƩDo reaktan – ƩDo produk

ΔHro = [4(C-H) + C=C + H-H] – [6(C-H) + C-C]

ΔHro = [4(415) + 607+ 436] – [6(415) + 348]

ΔHro = - 135 kJ/mol

Latihan soal:

Pertanyaan Jawaban

Diketahui: C – H = 222 kJ O = O = 360 kJ

C – C = 160 kJ C – O = 480 kJ

O – H = 444 kJ

Hitung ∆H untuk pembakaran gas propana

C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O

c. Hukum Hess

Menurut Henry Germain Hess, perubahan entalpi reaksi hanya tergantung pada keadaan

awal (pereaksi) dan keadaan akhir (produk) dan tidak tergantung jalannya reaksi. Padahal

reaksi kimia/peristiwa yang terjadi di alam semesta jarang yang berlangsung hanya satu jalan,

namun bisa banyak jalan. Misalnya reaksi pembentukan gas belerang trioksida (SO3) dari

unsur-unsurnya yang melalui dua tahap.

S(s) + O2(g) → SO2(g) ∆H = - 300 kJ (tahap 1)

2SO2(g) + O2(g) → 2SO3(g) ∆H = - 190 kJ (tahap 2)

Jika kedua tahap tersebut dijumlahkan akan menghasilkan reaksi berikut ini.

2S(s) + 3O2(g) → 2SO3(g)

Sesusi dengan karakteristik entalpi di bagian terdahulu entalpi reaksi di atas juga bisa

ditentukan. Cara penentuannya bisa dengan tiga cara, yaitu:

1). Metode penjumlahan. Strateginya, reaksi yang ditanyakan tulis sebagai hasil penjumlahan, kemudian reaksi yang diketahui disesuaikan dengan kebutuhan (gunakan

karakteristik entalpi diperlukan untuk mengerjakan).

11

2S(s) + 2O2(g) → 2SO2(g) ∆H = - 600 kJ

2SO2(g) + O2(g) → 2SO 3(g) ∆H = - 190 kJ +

2S(s) + 3O2(g) → 2SO3(g) ∆H = - 790 kJ

2). Metode siklus energi. Strategi membuat siklus adalah sebagai berikut:

- tentukan reaksi utama (yaitu yang memiliki senyawa terbanyak)

- hubungkan reaksi lain dengan reaksi utama

- entalpi yang arah reaksinya searah dijumlahkan

ΔH3 = ΔH1 + ΔH2

ΔH3 = (- 600) + (- 190) = - 790 kJ

3). Metode diagram tingkat energi. Stategi membuat diagram tingkat energi:

- reaksi eksotermik digambarkan ke arah bawah

- reaksi endotermik digambarkan ke arah atas

Kegiatan Belajar 4Tujuan Kegiatan Belajar 4:1. Menyelesaikan latihan soal bab termokimia

E. Evaluasi1. Seorang siswa mengisi lima buah gelas kimia

dengan 50 mL air yang suhunya 25oC. setelah dimasukkan suatu zat pada masing-masing gelas terjadi perubahan suhu seperti gambar berikut:

Gambar yang menunjukkan reaksi eksoterm adalah..a. 1 dan 2 c. 2 dan 4 e. 2 dan 3

b. 1 dan 3 d. 4 dan 5

2. Pernyataan yang benar untuk reaksi:2CO + O2 → 2CO2 ∆H = x kJ adalah…a. Kalor pembentukan CO = 2x kJ/molb. Kalor penguraian CO = x kJ/molc. Kalor pembakaran CO = ½ x kJ/mold. Kalor pembakaran CO = 2x kJ/mole. Kalor pembentukan CO2 = ½ x kJ/mol

3. Diketahui reaksi: 2S + 3O2 2SO3 ∆H = -800 kJ. Jika suatu saat reaksi tersebut hanya menghasilkan 200 kJ, maka gas SO3 yang terbentuk pada kondisi di mana 10 L gas

2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)

2S(s) + 3O2 (g)∆H1= - 600 ∆H3= ?

∆H2= - 190

2S(s) + 3O2(g)

2SO3(g)

2SO2(g) + O2(g)

ΔH1 = - 600 kJ

ΔH2 = - 190 kJ

ΔH3 = ?

ΔH3 = ΔH1 + ΔH2

ΔH3 = (-600) + (-190)

ΔH3 = - 790 kJ

11

nitrogen massanya 7 gram adalah … L (Ar S = 32, O = 16, H = 1, N = 14) a. 10 c. 20 e. 40b. 11,2 d. 22,4

4. Bila 2,3 gram dimetil eter (Mr = 46) dibakar pada tekanan tetap, kalor yang dilepaskan adalah 82,5 kJ. Berdasarkan data tersebut, kalor pembakaran dimetil eter adalah…kJ/mol.a. – 413 c. – 825 e. – 1650 b. + 825 d. + 1650

5. Diketahui data:2H2 + O2 2H2O ∆H = - 571 kJ2Ca + O2 2CaO ∆H = - 1269 kJCaO + H2O Ca(OH)2 ∆H = - 64 kJMaka, entalpi pembentukan Ca(OH)2 adalah… a. – 984 kJ/mol d. – 856 kJ/mol b. – 1966 kJ/mol e. – 1904 kJ/molc. – 1161 kJ/mol

6. Diketahui persamaan termokimia:C(s) + 2H2(g) CH4 ∆H = - 18 kJC(s) C(g) ∆H = 170 kJH2(g) 2H(g) ∆H = 104 kJEnergy ikatan rata-rata C-H adalah…kJa. – 4,5 c. – 99 e. + 73b. + 4,5 d. + 99

7. Diketahui: ∆Hfo H2O = - 242 kJ/mol

∆Hfo CO2 = - 394 kJ/mol ∆Hf

o C2H2 = 52 kJ/molMaka kalor pembakaran 52 gram gas etuna (C2H2) adalah…kJ. (Ar C = 12, H = 1)a. 391,2 c. 1082 e. 4328b. 432,8 d. 2164

8. Diketahui:CS2 + 3O2 → CO2 + 2SO2 ∆H = -1.110 kJCO2 → C + O2 ∆H = + 394 kJSO2 → S + O2 ∆H = + 297 kJMaka, kalor pembentukan CS2 adalah…a. + 122 kJ c. + 419 kJ e. + 906 kJb. – 122 kJ d. – 419 kJ

9. Reaksi 3 gram magnesium (Ar = 24) dengan gas nitrogen (Ar = 14) berlebih menghasilkan Mg3N2. Pada keadaan standar, proses tersebut melepaskan kalor sebesar 28 kJ. Maka entalphi pembentukan standar Mg3N2 adalah….kJ/mola. – 75 c. – 244 e. – 672 b. – 177 d. – 350

10. Diketahui energy ikatan:C – F = 439 kJ/mol F – F = 159 kJ/molC – Cl = 330 kJ/mol Cl – Cl = 243 kJ/mol

Panas reaksi untuk: CF2Cl2 + F2 → CF4 + Cl2 adalah…kJa. + 136 c. – 320 e. – 622 b. + 302 d. + 622

11. Diketahui:∆Hf

o H2O = - 242 kJ/mol∆Hf

o CO2 = - 394 kJ/mol∆Hf

o C2H2 = 52 kJ/molMaka kalor pembakaran 52 gram gas etuna (C2H2) adalah…kJ. (Ar C = 12, H = 1)a. 391,2 c. 1082 e. 4328b. 432,8 d. 2164

12. Pembakaran glukosa dalam tubuh manusia menurut persamaan:C6H12O6 + 6O2 6H2O + 6CO2 ∆H = -2820 kJDengan menganggap semua glukosa terurai menjadi air dan karbon dioksida, serta semua kalor yang dihasilkan digunakan manaikkan suhu badan, seseorang dengan berat badan 75 kg (kapasitas kalor spesifik 4 J/K g), yang mengkonsumsi 18 gram glukosa (Mr = 180), akan mengalami kenaikan suhu badan sebesar… Ka. 0,4 c. 1,88 e. 3,86b. 0,94 d. 3,86

13. Perhatikan berbagai hasil percobaan berikut:1) Serbuk NH4Cl + serbuk Ca(OH)2, timbul

gas berbau tidak sedap disertai penurunan suhu

2) Pita magnesium + larutan H2SO4, pita magnesium larut disertai kenaikkan suhu

3) Pita tembaga + serbuk belerang, tidak terjadi perubahan, tetapi berubah menjadi zat padat hitam setelah dipanaskan; reaksi berlanjut ketika pemanasan dihentikan

4) Gas N2O4 yang tidak berwarna berubah menjadi coklat jika dipanaskan; jika pemanasan dihentikan, perlahan-lahan kembali tidak berwarna.

Proses yang tergolong reaksi endoterm adalah a. 1 dan 3 c. 1 dan 4 e. 2 dan 4b. 3 dan 4 d. 2 dan 3

14. Perhatikan diagram tingkat energy berikut:

Besarnya perubahan entalphi pembentukan ZnSO4 dari ZnS adalah….a. + 983 c. – 777 e. + 206b. + 777 d. – 983

11

15. Jika C(grafit) + O2 CO2

∆H = 313,5 kJ. Maka besarnya perubahan entalpi (ΔH) untuk penguraian 88 gram gas CO2 menjadi unsur-unsurnya adalah …. a. – 627,0 kJ c. – 313,5 kJ e. – 156,7 kJb. + 313,5 kJ d. + 627,0 kJ

16. Diagram tahap reaksi pembentukan gas SO3 :

Berdasarkan diagram di atas harga ∆H2 adalah ..a. 790,4 kJ c. 593,8 kJ e. 196,6 kJb. -196,6 kJ d. -593,8 kJ

17. Diketahui energi ikatan rata-rata:C = C : 839 kJ/mol C – C : 343kJ/molH – H : 436 kJ/mol C – H : 410 kJ/molPerubahan entalpi yang terjadi pada reaksi :CH3 – C = CH + 2H2 CH3 – CH2 – CH3

sebesar ...a. +272 kJ/mol d. + 136 kJ/molb. – 272 kJ/mol e. –181,3 kJ/molc. – 136 kJ/mol

18. Data energy ikatan rata-rata:C – C : 348 kJ/mol C = O : 799 kJ/molC – H : 414 kJ/mol O = O : 495 kJ/molC – O : 358 kJ/mol O – H : 463 kJ/molSpiritus yang mengandung etanol dibakar dengan persamaaan reaksi:CH3 – CH2OH + 3O2 2CO2 + 3H2O.Entalphi reaksi tersebut adalah…kJa. – 6710 c. + 1250 e. - 1250b. – 3355 d. + 6710

19. Perhatikan diagram berikut:

Maka harga x adalah…a. – 197 c. – 1383 e.

– 1970 b. + 197 d. + 1383

20. Pembakaran 32 gram metana (Mr = 16) dalam calorimeter menyebabkan suhu calorimeter naik dari 25,5oC menjadi 90,5oC. Jika calorimeter berisi 4 liter air dan Cair = 4,2 J/goC serta Ckalorimeter = 0, maka entalphi pembakaran gas metana tersebut adalah…a. – 546 kJ/mol d. + 546 kJ/molb. – 273 kJ/mol e. – 1.092 kJ/molc. + 273 kJ/mol

11

F. Daftar PustakaChang, R. 2010. Chemistry 10th Edition. New York: McGraw-Hill Companies.

Dasianto, dkk. 2009. Worksheet Kimia XI IPA. Malang: Workshet Kimia SMAN 3 Malang.

Effendy. 2008. A-Level Chemistry for Senior High School Student Vol. 2A. Malang:Bayu Media. Haryanto. 2008. Worksheet: Thermochemistry. Worksheet di SMAN 3 Malang. Petrucci, dkk. 2011. Kimia Dasar: Prinsip-prinsip dan Aplikasi Modern Jilid 1. Terjemahan:Prof.

Suminar Setiadi Achmadi. Jakarta: Erlangga.

Sudarmo, U. 2014. Kimia Untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta:Erlangga.

Syarifuddin & Murniasih. 2014. Modul Kimia Untuk Semester Ganjil SMA/MA. Malang: Modul Pembelajaran Kimia SMAN 3 Malang Tahun 2014-2015.

Utami, dkk. 2009. Kimia Untuk SMA Kelas X SMA/MA. Jakarta: BSE DEPDIKNAS.

Wijaya, H.W.. 2009. Ringkasan Kimia SMA: Termokimia. Malang: Modul Pada Bimbel Logos.

11

Kunci jawaban evaluasi

1 6 11 162 7 12 173 8 13 184 9 14 195 10 15 20