A. HUKUM KEKEKALAN ENERGI

B. ENTALPI (H) DAN PERUBAHAN ENTALPI (∆H)

C. REAKSI EKSOTERM DAN REAKSI ENDOTERM

D. PERUBAHAN ENTALPI STANDAR (∆HO)

E. MENENTUKAN HARGA PERUBAHAN ENTALPI

TERMOKIMIA

2

Partikel materi, wujud, struktur dan sifat-sifat materi serta perubahanmateri sudah kita pelajari. Dalam mempelajari perubahan materi terutamaperubahan kimia kadang-kadang ada energi yang menyertai perubahantersebut. Sekarang kita akan mempelajari energi yang menyertai perubahan-perubahan materi tersebut. Salah satu bagian dari ilmu kimia yangmempelajari perubahan energi kalor suatu zat yang menyertai suatu reaksiatau perubahan kimia ini disebut Termokimia.

KIMIA XI SMA34

A. HUKUM KEKEKALAN ENERGI

Memahami energi lebih sulit daripada memahami zat, sebab energitidak dapat dilihat, dipegang atau diamati secara langsung oleh panca-indera kita. Energi adalah dampak energi pada suatu benda. Energibiasanya dinyatakan sebagai suatu kemampuan untuk melakukan kerja,yang dimiliki oleh semua zat dan dapat menyebabkan suatu proses terjadi.Semua benda mempunyai energi, energi yang tersimpan, disebut energipotensial (Ep), apabila benda tersebut melakukan kerja atau bergerak makaenergi itu berubah menjadi energi kinetik (Ek). Energi potensial dijumlahkandengan energi kinetik maka akan mendapatkan energi total (Etot) yangdimiliki oleh suatu benda.

TERMOKIMIA

ISI KALOR(ENTALPI)

PERUBAHANENTALPI

KALORREAKSI

positif negatif

reaksiendoterm

reaksieksoterm

kalorimeter hukum Hess

kalor pem-bentukan

kalorpenguraian

kalorpembakaran

kalorpelarutan

KEKEKALANENERGI

mengalami

disebut

dapatberupa

berlaku

mentaatidapatdiukur

untukuntuk

berkaitan dengan mengikuti

dapat berharga

KIMIA XI SMA 35Konsep pokok tentang energi yang perlu kita ingat adalah:• energi adalah kemampuan atau kapasitas untuk melakukan kerja;• energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan atau energi di alam;

semesta bersifat kekal (Hukum Kekekalan Energi).• energi dapat diubah dari suatu bentuk ke bentuk energi yang lain

Salah satu cakupan ilmu yang berkaitan dengan energi adalahtermodinamika. Termo berkaitan dengan kalor (panas), sedang dinamikamengandung arti gerak atau perubahan. Hukum termodinamika pertamapada intinya adalah Hukum Kekekalan Energi yang menyatakan bahwapada perubahan kimia dan fisika energi tidak dapat diciptakan ataudimusnahkan, tetapi energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuklainnya. Hukum Termodinamika pertama ini menyatakan apabila suatusistem mengalami perubahan-perubahan yang pada akhirnya kembali kekeadaan semula maka perubahan energi keseluruhannya adalah nol.Penerapan hukum Termodinamika pertama dalam bidang ilmu kimia iniakan dibahas dalam bahan kajian termokimia. Sebelum kita pelajaritermokimia, marilah kita pelajari entalpi lebih dahulu.

Latihan 1

1. Sebutkan bunyi hukum kekekalan energi!2. Sebutkan bentuk-bentuk energi yang Anda kenal!3. Perubahan bentuk energi apakah yang terjadi pada

a. aki mobilb. seterika listrikc. lampu yang menyala

B. ENTALPI (H) DAN PERUBAHAN ENTALPI (∆∆H)

Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan di dalamnya.Jumlah total dari semua bentuk energi dalam zat itu disebut entalpi yangdiberi simbol H (berasal dari kata “Heat Content" yang berarti kandungankalor suatu zat). Simbol entalpi (H) ini dapat digunakan dengan subskripuntuk menunjukkan zat tertentu, misalnya entalpi untuk air dapat ditulisHH2O(l) dan untuk es dapat ditulis HH2O(s). Entalpi suatu zat ini tidakberubah atau tetap selama tidak ada energi yang masuk atau keluar.Bahkan entalpi suatu zat tersebut tidak dapat diukur atau dihitung, yangdapat diukur atau dihitung adalah perubahan entalpinya (∆H). Contohnyapada perubahan sebongkah es menjadi air. Di sini kita tidak dapat meng-ukur entalpi HH2O(s) atau entalpi HH2O(l). Tetapi perubahan entalpi pada

KIMIA XI SMA36proses perubahan es menjadi air itulah yang dapat ditentukan. Di manapada perubahan wujud es menjadi air, sejumlah energi diperlukan untukmencairkan es.

H2O(s) ⎯→ H2O(l)

Sehingga: ∆H = HH2O(l) – HH2O(s)

Mengingat energi selalu harus ditambahkan untuk mengubah es men-jadi air maka dapat dikatakan bahwa entalpi air lebih besar daripada entalpies atau HH2O(l) > HH2O(s). Akibatnya dalam perubahan HH2O(s) → HH2O(l)

akan mempunyai harga ∆H > 0 (∆H positif) karena HH2O(l) > HH2O(s). Harga∆H positif ini menunjukkan bahwa dalam perubahan tersebut terdapatpenyerapan kalor dan proses ini disebut endoterm. Sebaliknya harga ∆H < 0(∆H negatif) menunjukkan perubahan bahwa dalam perubahan suatumateri terjadi pelepasan kalor dan proses perubahan itu disebut proseseksoterm.

Latihan 2

1. Jelaskan apa yang dimaksud entalpi!2. Apakah entalpi suatu zat dapat diukur?3. Tuliskan simbol entalpi untuk:

a. larutan Barium hidroksida,b. gas Amoniak,c. lelehan Natrium klorida!

C. REAKSI EKSOTERM DAN REAKSI ENDOTERM

Perubahan entalpi bisa bertanda positif dan negatif jika ∆H > 0 (positif)maka reaksi itu membutuhkan kalor, ini berarti ada penambahan entalpikalor di dalam materi tersebut. Sebaliknya jika harga ∆H < 0 (negatif) makareaksi itu mengeluarkan entalpi/kalor dari perubahan materi tersebut.Peristiwa perubahan materi terutama perubahan kimia yang menyebabkanterjadinya perubahan entalpi biasanya terjadi karena adanya perpindahanenergi antara sistem dan lingkungan.

1. Sistem dan lingkungan

Sebuah sistem dapat berupa apa saja. Sistem semata-matamerupakan bagian dari alam semesta yang sedang kita pelajari.Mungkin sistem merupakan reaksi kimia yang sedang berlangsungdalam gelas kimia. Di luar sistem disebut lingkungan. Dapat pula

KIMIA XI SMA 37dikatakan bahwa sistem adalah bagian alam semesta yang menjadi pusatperhatian. Lingkungan adalah alam semesta yang membatasi sistem.

Gambar 2.1 Sistem dan lingkungan.

Wadah atau tempat dapat menjadi bagian dari sistem atau bagian darilingkungan. Interaksi antara sistem dan lingkungan dapat berupapertukaran kalor, kerja, dan materi. Sistem dapat digolongkan dalamsistem terbuka, sistem tertutup, sistem adiabatik, dan sistem terisolasi.a) Sistem terbuka

Gambar 2.2 Sistem terbuka.

Sistem di mana selama sistem tersebut mengalami proses dapatmelakukan pertukaran materi dan kalor. Misalnya: sebutir batu kapur(CaCO3) dimasukkan dalam larutan HCl pada gelas kimia terbuka.

Reaksi yang terjadi: CaCO3(s) + HCl(aq) → CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g)

Selama reaksi berlangsung, dilepaskan gas CO2 ke udara bebas,sehingga massa sistem berubah. Kalor yang dibebaskan akan diserapoleh gelas kimia dan udara di sekitarnya. Akhirnya terjadi per-pindahan kalor dari sistem ke lingkungan.

b) Sistem tertutup

Gambar 2.3 Sistem tertutup.

es mencair

CO2

HCl

CaCO3

lingkungan

lingkungan lingkungansistemlarutan

KIMIA XI SMA38Sistem yang tidak mengalami perubahan massa selama proses

berlangsung, tetapi dapat terjadi pertukaran kalor denganlingkungannya. Misalnya: es diletakkan di dalam erlenmeyer.Selama es mencair, masssa e dan air yang terbentuk tidak berubah,karena udara di atas es (air kering) dan air tidak ada yang menguap.Pada peristiwa ini terjadi perpindahan kalor dari lingkungan(erlenmeyer, tutup, dan udara di sekitar gelas) ke dalam sistem (esdan air).

c) Sistem terisolasi

Gambar 2.4 Sistem terisolasi.

Sistem yang tidak dapat mengadakan interaksi baik berupakalor, kerja, maupun materi dengan lingkungannya. Misalnya:Campuran reaksi di dalam kalorimeter Bom. Di dalam kalorimeterbiasanya dilakukan reaksi pembakaran. Suhu air di luar kalorimeterdiatur secara elektronik agar selalu sama dengan kalorimeter,sehingga selama reaksi berjalan tidak ada kalor yang dapat keluaratau masuk kalorimeter.

d) Sistem adiabatik

Gambar 2.5 Sistem dan lingkungan.

Sistem yang selama mengalami proses tidak dapat melakukanpertukaran kalor dengan lingkungan. Sistem ini dapat melakukan

pengisap yangdapat bergerakbebasruang hampa

sistem

pengatur katupelektronik

air dingin

air panas

katup elektronik

saluran airpanassaluran airdingintermometer

air

kalorimeter bom

penyekatpanas

pengadukelektromagnet

KIMIA XI SMA 39kerja ke lingkungan atau menerima dari lingkungan. Misalnya:proses di dalam termos.

2. Reaksi Eksoterm

Gambar 2.6 Reaksi eksoterm

Reaksi eksoterm adalah reaksi yang disertai perpindahan kalor darisistem ke lingkungan. Pada reaksi eksoterm ini akan membebaskan ener-gi sehingga entalpi sistem akan berkurang dan perubahan entalpinya(∆H) akan bertanda negatif. Sedang pada lingkungan akan menerimakalor sehingga terasa panas. Contoh reaksi eksoterm adalah pem-bakaran. Contoh yang lain misalnya reaksi antara batu gamping (CaO)dengan air (H2O) yang akan menghasilkan air kapur (Ca(OH)2) danpanas.

Reaksi: CaO(s) + H2O(l) ⎯→ Ca(OH)2(aq) + panas

3. Reaksi Endoterm

Reaksi endoterm adalah reaksi yang berlangsung di mana ada per-pindahan kalor dari lingkungan ke sistem. Pada reaksi endoterm inidiserap sejumlah energi pada sistem sehingga entalpi sistem akanbertambah dan perubahan entalpinya akan bertanda positif (∆H > 0).Karena lingkungan mengalami pengurangan kalor sehingga suhulingkungan akan turun dan terasa dingin. Contoh reaksi endotermadalah reaksi antara Barium hidroksida (Ba(OH)2) dan kristalAmonium klorida (NH4Cl) dengan beberapa tetes air.

Reaksi: Ba(OH)2(s) + 2NH4Cl(s) ⎯→ BaCl2(aq) + 2NH3(g) + 2H2O(l)

Jika reaksi di atas dilakukan pada tabung reaksi maka tangan kita dapatmerasakan dinginnya tabung tersebut, karena sistem menyerap kalordari lingkungan (tangan).

CaO

H2O

KIMIA XI SMA40

Gambar 2.7 Reaksi endoterm

Harga entalpi suatu zat atau sistem tidak dapat ditentukan, yang dapatditentukan adalah perubahan entalpi (∆H) menyertai suatu proses.Perubahan entalpi adalah selisih antara entalpi akhir (produk) denganentalpi awal (pereaksi).∆H = Hproduk - Hreaktan

Untuk reaksi: R ⎯→ P

Keterangan:∆H = perubahan entalpi

R = zat pereaksi/reaktanP = zat produk/hasil akhir

HP = entalpi produk

HR = entalpi reaktan

Reaksi eksoterm Hp < Hr ; ∆H < 0 ; ∆H bertanda -Reaksi endoterm Hp > Hr ; ∆H > 0 ; ∆H bertanda +

Endoterm EksotermGambar 2.8 Diagram entalpi yang menyertai reaksi kimia

∆H = HP - HR∆H < 0

P

RH

∆H = HP - HR∆H > 0

P

R

H

∆H = Hp – HR

- Reaksi endoterm- Sistem mengeluarkan kalor- ∆H berharga positif (∆H > 0)

kristalBa(OH)2

kristalNH4Cl

KIMIA XI SMA 41

Latihan 3

1. Jelaskan pengertian:a. sistem, c. reaksi eksoterm,b. lingkungan, d. reaksi endoterm!

2. Bagaimanakah perpindahan energi antara sistem dan lingkungan padaa. reaksi ekstoterm,b. reaksi endoterm?

D. PERUBAHAN ENTALPI STANDAR (∆∆HO)

Perubahan entalpi reaksi yang diukur pada suhu 298 K dan tekanan 1atm disepakati sebagai perubahan entalpi standar yang dinyatakan dengansimbol ∆Ho. Satuan yang sering digunakan adalah- kalori (kal) atau kilokalori (kkal)- joule (J) atau kilojoule (kJ)- 1 kalori = 4,2 joule- 1 joule = 0,24 kalori- 1 kilokalori = 1000 kalori- 1 kilojoule = 1000 joule

1. Persamaan Termokimia

Persamaan reaksi yang mengikutsertakan perubahan entalpinyadisebut persamaan termokimia. Persamaan termokimia tersebut jugamemberikan informasi tentang suatu reaksi mengenai jumlah molpereaksi dan hasil reaksi serta jumlah energi yang terlibat di dalamnya.Contoh:a. Pada pembakaran sempurna 1 mol gas metana (CH4) pada suhu 298 K

dan tekanan 1 atm dibebaskan kalor sebesar 802,3 kJ. Maka per-samaan reaksi termokimianya adalahCH4(g) + 2O2(g) ⎯→ CO2(g) + 2H2O(g) + 802,3 kJ

atauCH4(g) + 2O2(g) ⎯→ CO2(g) + 2H2O(g) ∆Ho = -802,3 kJ/mol

b. Pada reaksi penguraian 1 mol air menjadi gas hidrogen dan gasoksigen yang dilakukan pada suhu 298 K dan tekanan 1 atmternyata diperlukan kalor sebesar 286 kJ. Maka persamaantermokimianya adalah

KIMIA XI SMA4 2H2O(l) ⎯→ H2(g) + 1⁄2O2(g) ∆Ho = +286 kJ/mol

atau

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

2. Macam-macam Perubahan Entalpi Standar (∆Ho)

Melihat adanya berbagai macam jenis-jenis reaksi kimia yang adamaka kita nanti akan mempelajari jenis-jenis perubahan entalpiberdasarkan jenis reaksi kimia tersebut. Jenis atau macam-macamperubahan entalpi yang akan kita pelajari antara lain perubahan entalpipembentukan standar, perubahan entalpi penguraian standar, danperubahan entalpi pembakaran standar.

a) Perubahan entapi pembentukan standar

( = standard enthalpy of formation)

Perubahan entalpi pembentukan standar adalah kalor

yang dilepaskan atau dibutuhkan pada reaksi pembentukan satumol senyawa dari unsur-unsurnya yang diukur pada keadaanstandar (298 K dan 1 atm).Catatan:- Karena senyawa yang dibentuk hanya 1 mol maka persamaan

reaksinya boleh mengandung angka koefisien pecahan- Berdasarkan kesepakatan internasional, entalpi pembentukan

standar unsur-unsur dalam bentuk paling stabil berharga nol. Contoh: O2 adalah bentuk alotropi oksigen yang lebih stabil

daripada O3 (ozon). Dengan demikian O2 = 0, sedang

O3 ≠0.

Tabel 2.1. Entalpi Pembentukan Standar Beberapa Senyawa

∆Hfo

∆Hfo

( )∆Hfo

∆Hfo

( )∆Hfo

Senyawa Persamaan termokimia(kJ mol-1)

CO(g) -110,5 C(s) + 1⁄2O2(g) → CO(g) = -110,5 kJ

CO2(g) -393,5 C(s) + O2(g) → CO2(g) = -393,5 kJ

CH4(g) -74,8 C(s) + 2H2(g) → CH4(g) = -74,8 kJ

C2H2(g) -226,7 2C(s) + H2(g) → C2H2(g) = -226,7 kJ ∆Hfo

∆Hfo

∆Hfo

∆Hfo

∆Hfo

KIMIA XI SMA 43

Senyawa Persamaan termokimia(kJ mol-1)

C2H4(g) -52,26 2C(s) + 2H2(g) → C2H4(g) = -52,26 kJ

C2H6(g) -84,68 2C(s) + 3H2(g) → C2H6(g) = -84,68 kJ

C6H6(g) -48,99 6C(s) + 3H2(g) → C6H6(g) = -48,99 kJ

H2O(g) -241,8 H2(g) + 1⁄2O2(g) → H2O(g) = -241,8 kJ

H2O(l) -285,8 H2(g) + 1⁄2O2(g) → H2O(l) = -285,8 kJ

H2O(s) -292 H2(g) + 1⁄2O2(g) → H2O(s) = -292 kJ

HF(g) -271,1 1⁄2H2(g) + 1⁄2F2(g) → HF(g) = -271,1 kJ

HCl(g) -92,31 1⁄2H2(g) + 1⁄2Cl2(g) → HCl(g) = -92,31 kJ

HBr(g) -36,4 1⁄2H2(g) + 1⁄2Br2(l) → HBr(g) = -36,4 kJ

HI(g) -26,5 1⁄2H2(g) + 1⁄2I2(g) → HI(g) = -26,5 kJ

NH3(g) -46,1 1⁄2N2(g) + 3⁄2H2(g) → NH3(g) = -46,1 kJ

N2H4(l) -50,63 N2(g) + 2H2(g) → N2H4(l) = -50,63 kJ

NH4F(s) -463,96 1⁄2N2(g)+2H2(g)+1⁄2F2(g)→NH4F(s) = -463,96 kJ

NH4Cl(s) -314,4 1⁄2N2(g)+2H2(g)+1⁄2Cl2(g)→NH4Cl(s) = -314,4 kJ

NH4Br(s) -270,8 1⁄2N2(g)+2H2(g)+1⁄2Br2(g)→NH4Br(s) = -270,8 kJ

NH4I(s) -201,4 1⁄2N2(g)+2H2(g)+1⁄2I2(g)→NH4I(s) = -201,4 kJ

NO(g) 90,25 1⁄2N2(g) + 1⁄2O2(g) → NO(g) = +90,25 kJ

NO2(g) 33,2 1⁄2N2(g) + 1⁄2O2(g) → NO2(g) = +33,2 kJ

SO2(g) -296,83 S(s) + O2(g) → SO2(g) = -296,83 kJ

SO3(g) -395,83 S(s) + 3⁄2O2(g) → SO3(g) = -395,83 kJ ∆Hfo

∆Hfo

∆Hfo

∆Hfo

∆Hfo

∆Hfo

∆Hfo

∆Hfo

∆Hfo

∆Hfo

∆Hfo

∆Hfo

∆Hfo

∆Hfo

∆Hfo

∆Hfo

∆Hfo

∆Hfo

∆Hfo

∆Hfo

∆Hfo

KIMIA XI SMA44Tabel 2.2. Entalpi Pembentukan Standar Beberapa Unsur

Contoh soal 2.11. Tuliskan persamaan termokimia dari

a. H2O(g) = -241,8 kJ/mol

b. Ca(OH)2(s) = -986,17 kJ/mol

c. CS2(g) = +117,1 kJ/mol

Jawab:

a. H2(g) + 1⁄2O2(g) ⎯→ H2O(g) = -241,8 kJ/mol

b. Ca(g) + H2(g) + O2(g) ⎯→ Ca(OH)2(s) = -986,17 kJ/mol

c. C(s) + 2S(g) ⎯→ CS2(g) = +117,1 kJ/mol

2. Tuliskan persamaan termokimia daria. pembentukan 16 gram Fe2O3(s) yang dibebaskan kalor 83,4 kJ

b. pembentukan 15 gram gas NO yang diperlukan kalor 361 kJ(diketahui Ar Fe = 56, O = 16, N = 14)

∆Hfo

∆Hfo

∆Hfo

∆Hfo

∆Hfo

∆Hfo

Senyawa Persamaan termokimia(kJ mol-1)

I2(s) 0 – –

I2(g) 62,44 I2(s) → I2(g) = +62,66 kJ

C(grafit) 0 – –

C(intan) 1,89 C(grafit) → C(intan) = +1,89 kJ

C(g) 718,4 C(s)grafit → C(g) = +718,4 kJ

O2(g) 0 – –

O3(g) 143,22 11⁄2O2(g) → O3(g) = +143,22 kJ

H2(g) 0 – –

S(s) 0 – –

S(g) 277,4 S(s) → S(g) = +277,4 kJ ∆Hfo

∆Hfo

∆Hfo

∆Hfo

∆Hfo

∆Hfo

KIMIA XI SMA 45Jawab:

a. jumlah mol

∆H pembentukan 0,1 mol Fe2O3 = -83,4 kJ

∆Hfo Fe2O3 =

Jadi persamaan termokimianya

2Fe(s) + 3⁄2O2(g) ⎯→ Fe2O3(s) ∆H = -834 kJ

b. jumlah mol

∆H pembentukan 0,5 mol NO = +361 kJ

∆Hfo NO =

Jadi persamaan termokimianya1⁄2N2(g) + 1⁄2O2(g) ⎯→ NO(g) ∆H = 722 kJ

b. Perubahan Entalpi Penguraian Standar

( = Standard enthalpy of decomposition)

Perubahan entalpi penguraian standar adalah kalor yangdilepaskan atau yang diperlukan pada reaksi penguraian satu molsenyawa menjadi unsur-unsurnya yang diukur pada keadaan stan-dar (298 K dan 1 atm).Karena reaksi penguraian merupakan kebalikan dari reaksi pem-bentukan maka entalpi penguraian suatu senyawa menjadi unsur-unsurnya sama besarnya dengan entalpi pembentukan senyawatersebut dari unsur-unsurnya tetapi berlawanan tanda.

Tabel 2.3. Entalpi Penguraian Standar Beberapa Senyawa ∆ = ∆H Hdo

fo

( )∆Hdo

∆Hdo

( Hdo )∆

3610 5

722,

= kj/mol

NO

grammol

= = =1530

0 5, mol

− = −83 40 1

834,

, kj/mol

Fe O

grammol2 3

16160

0 1= = = , mol

Senyawa Persamaan termokimia(kJ mol-1)

AgBr(s) 99,96 AgBr(s) → Ag(s) + 1⁄2Br2(l) = +99,96 kJ

CaO(s) 638 CaO(s) → Ca(s) + 1⁄2O2(g) = +638 kJ ∆Hd

o

∆Hdo

∆Hdo

KIMIA XI SMA46

Contoh soal 2.21. Diketahui persamaan termokimia pembentukan CO2(g) sebagai

berikut.

C(s) + O2(g) ⎯→ CO2(g) = -393,5 kJ/mol

Tentukan persamaan termokimia penguraian CO2 tersebut di atas!

Jawab:

CO2(g) = -393,5 kJ

CO2(g) = +393,5 kJ

maka persamaan termokimia penguraian CO2 adalah:

CO2(s) ⎯→ C(s) + O2(g) = +393,5 kJ/mol

2. Tuliskan persamaan termokimia dari

a. CH4(g) = +74,85 kJ/mol

b. HI(g) = -26,5 kJ/mol ∆Hdo

∆Hdo

∆Hdo

∆Hdo

∆Hfo

∆Hfo

Senyawa Persamaan termokimia(kJ mol-1)

CuSO4(s) 772,8 CuSO4(s) → Cu(s) + S(s) +1⁄2O2(g) = +722,8 kJ

HgO(s) 91,14 HgO(s) → Hg(s) + 1⁄2O2(g) = +91,14 kJ

KCl(s) 437,6 KCl(s) → K(s) + 1⁄2Cl2(g) = +437,6 kJ

KClO3(s) 393 KClO3(s)→K(s) + 1⁄2Cl2(g) + 1⁄2O2(g) = +393 kJ

Li2O(s) 600,6 Li2O(s) → 2Li(s) + 1⁄2O2(g) = +600,6 kJ

NaCl(s) 411,0 NaCl(s) → Na(s) + 1⁄2Cl2(g) = +411,0 kJ

Na2CO3(s) 1435 Na2CO3(s)→2Na(s)+ C(s)+3⁄2O2(g) = +1435 kJ

PCl3(s) 228 PCl3(s) → P(s) + 1⁄2Cl2(g) = +228 kJ

PH3(s) -23,1 PH3(s) → P(s) + 11⁄2H2(g) = -23,1 kJ ∆Hdo

∆Hdo

∆Hdo

∆Hdo

∆Hdo

∆Hdo

∆Hdo

∆Hdo

∆Hdo

∆Hdo

KIMIA XI SMA 47Jawab:

a. CH4(g) ⎯→ C(s) + 2H2(g) = +74,85 kJ/mol

b. HI(g) ⎯→ 1⁄2H2(g) + 1⁄2O2(g) = -26,5 kJ/mol

3. Tuliskan persamaan termokimia dari

a. penguraian 19,5 gram C6H6(l) yang dibebaskan kalor 113 kJ

b. penguraian 4,48 liter gas CO2(STP) yang diperlukan kalor 98,1 kJ

(diketahui Ar C = 16, H = 1)Jawab:

a. jumlah mol C6H6 =

∆H penguraian 0,25 mol C6H6 = 113 kJ

C6H6(l) =

Jadi persamaan termokimianya

C6H6(l) ⎯→ 6C(s) + 3H2(g) ∆H = 452 kJ

b. jumlah mol CO2 =

∆H penguraian 0,2 mol CO2 = 98,1 kJ

∆Hdo CO2(g) =

Jadi persamaan termokimianyaCO2(g) ⎯→ C(s) + O2(g) ∆H = 4905 kJ

c. Perubahan Entalpi Pembakaran Standar

( = Standard enthalpy of combustion)

Perubahan entalpi pembakaran standar adalah kaloryang dilepaskan atau diperlukan pada pembakaran sempurna satumol suatu zat (unsur atau senyawa) pada keadaan standar (298 Kdan 1 atm).Dalam ilmu kimia, pembakaran adalah mereaksikan suatu zatdengan oksigen.

( )∆Hco

∆Hco

( Hco )∆

98 10 2

4905,

,= kJ/mol

VolumeVolume molar

CO STP

mol2 = =4 4822 4

0 2,,

,

1130 25

452,

= kj/mol ∆Hdo

gramMr

= =19 578

0 25,

, mol

∆Hdo

∆Hdo

KIMIA XI SMA48Tabel 2.4. Entalpi Pembakaran Standar Beberapa Zat

Contoh soal 2.31. Tuliskan persamaan termokimia dari

a. C(s) = -393,52 kJ/mol

b. C2H6(g) = -1565 kJ/mol

Jawab:

a. C(s) + O2(g) ⎯→ CO2(g) = -393,52 kJ/mol

b. C2H6(g)+7⁄2O2(g)⎯→2CO2(g)+3H2O(g) = -1565 kJ/mol

2. Tuliskan persamaan termokimia dari reaksi:a. pada pembakaran 54 gram glukosa yang dibebaskan kalor sebe-

sar 846 kJ

b. pada pembakaran 8,96 liter CH3OH(l)(STP) yang dibebaskankalor sebesar 255,2 kJ

Jawab:

a. jumlah mol C6H12O6 =

gMr

= =54180

0 3, mol

∆Hco

∆Hco

∆Hco

∆Hco

Zat yang Persamaan termokimiadibakar (kJ mol-1)

C(s) -393,52 C(s) + O2(g) → CO2(g) = -393,52 kJ

CO(g) -283 CO(g) + 1⁄2O2(g) → CO2(g) = -283 kJ

CH4(g) -890,37 CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(l) = -890,37 kJ

CH3OH(l) -630 CH3OH(l)+3⁄2O2(g)→CO2(g)+2H2O(l) = -630 kJ

C6H12O6(s) -2820 C6H12O6(s)+6O2(g)→6CO2(g)+6H2O(l) = -2820 kJ

H2(g) -285,83 H2(g) + 1⁄2O2(g) → H2O(l) = -285,83 kJ

NH3(g) -292,38 NH3(g)+5⁄4O2(g)→NO(g)+

3⁄2H2O(g) = -292,38 kJ

S(s) -395,7 S(s) + 3⁄2O2(g) → SO3(g) = -395,7 kJ

SO2(g) -98,87 SO2(g) + 1⁄2O2(g) → SO3(g) = -98,87 kJ ∆Hco

∆Hco

∆Hco

∆Hco

∆Hco

∆Hco

∆Hco

∆Hco

∆Hco

∆Hco

KIMIA XI SMA 49∆H untuk 0,3 mol C6H12O6 = -846 kJ

∆Hco C6H12O6 =

Jadi persamaan termokimianya

C6H12O6(s) + 6O2(g) ⎯→ 6CO2(g) + 6H2O(l) ∆H = -2820 kJ/mol

b. jumlah mol CH3OH =

∆H untuk 0,4 mol CH3OH = -255,2 kJ

CH3OH(l) =

Jadi persamaan termokimianya

CH3OH(l) + 3⁄2O2(g) ⎯→ CO2(g) + 2H2O(l) = -638 kJ/mol

Latihan 4

1. Jelaskan yang dimaksud perubahan entalpi standar (∆Ho)!2. Jelaskan pengertian

a. perubahan entalpi pembentukan standar

b. perubahan entalpi penguraian standar

c. perubahan entalpi pembakaran standar

3. Tuliskan persamaan termokimia dari data

a. H2S(g) = -20,2 kJ/mol

b. NH4Cl(s) = + 314,4 kJ/mol

c. CH4(g) = -890,37 kJ/mol

4. Tuliskan persamaan termokimia dari reaksi berikuta. pada reaksi penguraian 1,12 liter gas NH3(g) (STP) yang dibebaskan

kalor sebesar 292,38 kJ/molb. pada reaksi penguraian 5,85 gram NaCl(s) yang diperlukan kalor

sebesar 411 kJ/mol

∆Hco

∆Hdo

∆Hfo

( )∆Hco

( )∆Hdo

( )∆Hfo

∆Hco

− = −255 20 4

638,

, kj/mol

∆Hco

Volume CH STP

mol3OHVolume molar

= =8 9622 4

0 4,,

,

− = −8460 3

2820,

kj/mol

KIMIA XI SMA50E. MENENTUKAN HARGA PERUBAHAN ENTALPI

Harga perubahan entalpi (∆H) suatu reaksi dapat ditentukan dengan cara1. Melakukan eksperimen, menggunakan suatu alat bernama kalorimeter.2. Menggunakan hukum Hess (hukum penjumlahan kalor).

3. Menggunakan data perubahan entalpi pembentukan standar

4. Menggunakan data energi ikatan

1. Menentukan harga perubahan entalpi dengan kalorimeter

Pengukuran jumlah kalor yang dilepaskan atau yang diterima padasuatu reaksi kimia disebut kalorimetri. Sedang alat yang digunakanuntuk mengukur jumlah kalor disebut kalorimeter. Ada beberapamacam jenis kalorimeter, salah satunya adalah kalorimeter Bom yangmempunyai daya hitung lebih akurat (bagus, lihat gambar). Tapi bagikita di laboratorium cukup menggunakan alat kalorimeter sederhana(lihat gambar). Alat kalorimeter sederhana disusun atas dua buah gelasplastik (merupakan bahan nonkonduktor) sehingga jumlah kalor yangdiserap atau dilepas ke lingkungan dapat diabaikan.

Bom Kalorimeter

Dalam kalorimeter zat yang akan direaksikan dimasukkan ke dalamkamar reaksi. Kamar reaksi ini dikelilingi oleh air yang telah diketahuimassanya. Jika suatu reaksi berlangsung eksoterm maka kalor akandilepas oleh larutan di dalam gelas. Sebaliknya jika reaksi berlangsungendoterm maka kalor akan diserap dari larutan di dalam gelas. Jadikalor reaksi sama dengan jumlah kalor yang diserap atau dilepaskanlarutan di dalam gelas. Jumlah kalor yang diserap atau dilepaskan larutandapat ditentukan dengan mengukur perubahan suhunya. Jumlah kalortersebut dapat dirumuskan secara sederhana sebagai berikut.

bejana plastik

ruang hampaudarabejanaalumunium

penyangga

bejana reaksi

larutan

termometer

( )∆Hfo

KIMIA XI SMA 51

Di mana :q = jumlah kalor reaksi (joule/kilojoule)

m = massa zat (gram)c = kalor jenis air, yaitu kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan

suhu 1 gram zat sebesar 1oC atau 1 K (joule gr-1 oC-1/joule gr-1 K-1)∆T = perubahan suhu (Takhir – Tawal)

Contoh soal 2.41. Dalam kalorimeter terdapat zat yang bereaksi secara eksotermik

dan ternyata 0,1 kg air yang mengelilinginya mengalami kenaikansuhu sebesar 5oC. Jika kalor jenis air = 4,18 J gr-1 oC-1 maka berapa-kah kalor reaksi zat tersebut?Jawab:q = m x c x ∆T

q = 100 gr x 4,18 j.gr-1.oC-1 x 5oCq = 2090 jouleq = 2,090 kJ

2. Larutan NaOH 1 M sebanyak 100 cm3 direaksikan dengan 100 cm3

larutan HCl 1 M dalam sebuah bejana. Tercatat suhu naik dari 29oCmenjadi 37,5oC. Jika larutan diangggap sama dengan air, kalor jenisair = 4,2 J gr-1K-1, massa jenis air = 1 gr cm-3. Tentukan perubahanentalpi reaksi (∆H) netralisasi dari larutan di atas!Jawab:

- Reaksi: NaOH(aq) + HCl(aq) ⎯→ NaCl(aq) + H2O(l)

- Volum campuran = 100 cm3 + 100 cm3 = 200 cm3

- mol NaOH = V x M = 0,1 x 1 = 0,1 mol- mol HCl = V x M = 0,1 x 1 = 0,1 molJadi 0,1 mol NaOH beraksi dengan 0,1 mol HCl. NaCl yangdihasilkan adalah garam maka jenis reaksinya disebut reaksi peng-garaman atau penetralan karena menghasilkan air (H2O). Mol H2Oyang terbentuk adalah 0,1 mol (karena koefisien reaksinya samadengan koefisien NaOH dan HCl). Karena larutan dianggap samadengan air maka massa larutan = massa air.

Jadi massa larutan = 200 cm3 x 1 gr cm-3 = 200 gram

∆T = 37,5oC – 29oC = 8,5oC = 8,5 K

cair = 4,2 J gr-1K-1

q = m . c . ∆T

KIMIA XI SMA52makaq = m x c . ∆T

= 200 gr x 4,2 j gr-1 K-1 x 8,5oK= 7140 joule= 7,140 kJ

Besarnya energi untuk mereaksikan 0,1 mol NaOH dan 0,1 mol HCladalah 7,140 kJ.

q netralisasi =

Karena reaksi di atas adalah reaksi eksoterm (yang ditandai dengankenaikan suhu) maka harga ∆H reaksi = -71,40 kJ/mol.Reaksi termokimianya adalah:

NaOH(aq) + HCl(aq) ⎯→ NaCl(aq) + H2O(l) ∆H = -71,40 kJ/mol

Latihan 5

1. Pada pemanasan 0,6 liter air, ternyata suhu air naik dari 25oC menjadi37oC. Jika massa jenis air = 1 gram/ml dan kalor jenis air = 4,2 J/g/oCmaka tentukan ∆H reaksi pembakaran air tersebut!

2. Diketahui larutan HCl 0,4 M sebanyak 50 cm3 yang dicampurkan dengan100 cm3 larutan KOH 0,2 M di mana suhu masing-masing larutansebesar 26oC. Setelah terjadi reaksi ternyata suhunya naik menjadi 34oC.Jika diketahui massa jenis air 1 gr/ml dan kalor jenis air 4,2 J/g/oCserta kalor jenis dan massa jenis larutan dianggap sama dengan airmaka tentukan harga ∆H reaksi kedua larutan di atas!Reaksi:

HCl(aq) + KOH(aq) ⎯→ KCl(aq) + H2O(l)

2. Menentukan harga perubahan entalpi dengan menggunakanHukum Hess

Ada beberapa reaksi yang kadang-kadang sukar diukur perubahanentalpinya dengan kalorimeter. Hal ini disebabkan karena sifat darireaksi itu. Misalnya reaksi pembentukan CO dari unsur-unsurnya.Ternyata hal-hal tersebut di atas dapat dibantu dengan menggunakanHukum Hess. Pada tahun 1840 – 1850 orang yang bernama GermainHenry Hess dari Swiss-Rusia merumuskan penemuannya berdasarkanhasil-hasil percobaan tentang kalor reaksi sebagai berikut kalor reaksiyang dilepaskan atau diserap oleh suatu reaksi tidak tergantung dari jalannyareaksi tetapi tergantung dari kondisi awal zat-zat yang bereaksi dan kondisi

7 1400 1

71 40,,

, KJ

mol KJ/mol=

KIMIA XI SMA 53akhir zat-zat hasil reaksi. Pernyataan ini dikenal dengan Hukum Hess.Hukum Hess ini pada dasarnya merupakan bagian dari HukumTermodinamika pertama atau Hukum Kekekalan Energi yang ber-kaitan dengan reaksi kimia. Menurut pernyataan Hukum Hess di atasmaka kita dapat mengartikan bahwa harga ∆H dari suatu reaksi yangberlangsung satu tahap akan sama dengan harga ∆H jika reaksi ituberlangsung beberapa tahap/cara.Contoh:CO2(g) dapat dibuat dengan satu tahap/cara dan dapat juga dibuat de-ngan dua tahap.1. Satu tahap : C(s) + O2(g) ⎯→ CO2(g) ∆H1 = a kJ

(secara langsung)2. Dua tahap : C(s) + 1⁄2O2(g) ⎯→ CO(g) ∆H2 = b kJ

(tidak langsung)CO(g) + 1⁄2O2(g) ⎯→ CO2(g) ∆H3 = c kJ +

C(s) + O2(g) ⎯→ CO2(g) ∆H1 = ∆H2 + ∆H3

atau C(s) + O2(g) ⎯→ CO2(g) a = b + c

Tahapan reaksi di atas dapat dibuat dalam bentuk diagram siklus dandiagram tingkat energi.Gambar diagram siklus Gambar diagram tingkat energi

Jadi jika suatu reaksi dapat berlangsung menurut dua tahap atau lebihmaka kalor reaksi totalnya sama dengan jumlah aljabar kalor tahapanreaksinya. Hukum Hess disebut juga Hukum Penjumlahan Kalor.Proses ini dapat digambarkan dengan diagram tersebut di atas.

C(g) O2 (awal)

CO2(g)

+

CO(g) O2(g)+ 12

b

c

(akhir)

a

C(s) O2(g) CO2(g)+a

CO(g) O2(g)+ 12

b c

KIMIA XI SMA54Contoh soal 2.51. Diketahui:

a. 1⁄2N2(g) + O2(g) ⎯→ NO2g) ∆H = +33,85 kJ/mol

b. NO(g) + 1⁄2O2(g) ⎯→ NO2g) ∆H = -56,52 kJ/mol

Tentukan entalpi reaksi dari1⁄2N2(g) + 1⁄2O2(g) ⎯→ NO2g) ∆H = .... kJ/mol

Jawab:Perubahan entalpi di atas dapat diperoleh dengan menyusun danmenjumlahkan kedua reaksi tersebut yang sudah diketahui har-ganya, yaitu reaksi (1) ditulis tetap, sedang reaksi (2) dibalik.

Jadi: 1⁄2N2(g) + O2(g) ⎯→ NO2(g) ∆H = +33,85 kJ/mol

NO2(g) ⎯→ NO(g) + 1⁄2O2(g) ∆H = +56,52 kJ/mol +

1⁄2N2(g) + O2(g) ⎯→ NO(g) + 1⁄2O2(g) ∆H = +90,37 kJ/mol

atau 1⁄2N2(g) + 1⁄2O2(g) ⎯→ NO(g) ∆H = +90,37 kJ/mol

2. Diketahui:a. C(s) + O2(g) ⎯→ CO2(g) ∆H = -94 kkal

b. 2H2(g) + O2(g) ⎯→ 2H2O(l) ∆H = -136 kkal

c. 3C(s) + 4H2(g) ⎯→ C3H8(g) ∆H = -24 kkal

Tentukan ∆H dari reaksi

C3H8(g) + 5O2(g) ⎯→ 3CO2(g) + 4H2O(l)

Jawab:Cara seperti di atas yaitu menyusun dan menjumlahkan ketiga reak-si di atas sebagai berikut- reaksi (1) dikalikan 3- reaksi (2) dikalikan 2- reaksi (3) dibaliksehingga diperoleh:3C(s) + 3O2(g) ⎯→ 3CO2(g) ∆H = -282 kkal

4H2(g) + 2O2(g) ⎯→ 4H2O(l) ∆H = -136 kkal

C3H8(g) ⎯→ 3C(s) + 4H2(g) ∆H = +24 kkal +C3H8(g) + 5O2(g) ⎯→ 3CO2(g) + 4H2O(l) ∆H = -530 kkal

KIMIA XI SMA 55Latihan 6

1. Dari diagram siklus berikut:

Maka tentukan harga ∆H1!

2. Perhatikan diagram tingkat energi berikut!

Tentukan ∆H penguapan dari PCl3(l)!

3. Diketahui:

S(s) + O2(g) ⎯→ SO2(g) ∆Ho = -297 kJ/mol

S(s) + 11⁄2O2(g) ⎯→ SO3(g) ∆Ho = -396 kJ/mol

Tentukan ∆H reaksi dari:

SO2(g) + 1⁄2O2(g) ⎯→ SO3(g)

4. Tentukan Hukum Hess untuk menentukan ∆H reaksiC3H4(g) + 2H2(g) ⎯→ C3H8(g)

Jika diketahui

H2(g) + 1⁄2O2(g) ⎯→ H2O(l) ∆Ho = -286 kJ/mol

C3H4(g) + 4O2(g) ⎯→ 3CO2(g) + 2H2O(l) ∆Ho = -1941 kJ/mol

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

3. Menentukan harga perubahan entalpi dengan menggunakan

entalpi pembentukan standar

Entalpi pembentukan standar suatu senyawa dapat mem-berikan kemudahan dalam menentukan perubahan entalpi reaksi.

( )∆Hfo

( )∆Hfo

2 PCl3(g)

2 PCl2(l)

2 P(s) + 3 Cl2(g)0

-576

-642

A

D

B

C

∆H4 = 25 KJ

∆H3 = 50 KJ

∆H2 = 75 KJ

∆H1 = ... ?

KIMIA XI SMA56Perhitungan ini bisa dengan cara rumusan sebagai berikut.Reaksi:p AB + q CD ⎯→ r AC + s BD

reaktan produk(pereaksi) (hasil reaksi)

∆H reaksi = ∆Hfo hasil – ∆Hf

o pereaksi

∆H reaksi = (r . AC + s . BD) - (p . AB + q . CD)

Seperti yang sudah diinformasikan bahwa harga ∆Hfo unsur-unsur

dalam wujud yang paling stabil memiliki harga = nol (misalnya Fe(s),

Hg(l), Cl2(g), I2(s), C(grafit), Br2(l), dan O2(g)). Akan tetapi untuk Fe(l), Hg(s),

Cl2(l), I2(g), C(intan), Br2(g), dan O3(s) memiliki harga ∆Hfo ≠nol.

Contoh soal 2.61. Jika diketahui:

C2H5OH(l) = -266 kJ/mol

CO2(g) = -394 kJ/mol

H2O(l) = -286 kJ/mol

Hitunglah ∆H untuk reaksi

C2H5OH(l) + 3O2(g) ⎯→ 2CO2(g) + 3H2O(l)

Jawab:

∆Hreaksi =

∆Hreaksi = [(2 . CO2) + (3 . H2O)] - [(1 . C2H5OH)

+ (3 . O2)]

= [(2 . (-394)) + (3 . (-286))] - [(1. (-266)) + (3 . 0)]∆Hreaksi = -1380 kJ/mol

2. Perhatikan diagram entalpi berikut ini!

2 NO2(g)

2 NO(g) + O2(g) N2(g) + 2 O2(g)

∆H2 = -114,1 kJ ∆H1 = +66,4 kJ

∆H3 = ... !

∆Hfo

∆Hfo

∆Hfo

∆Hfo

∆ − ∆H Hf hasil

ofo

pereaksi

∆Hfo

∆Hfo

∆Hfo

∆Hfo

∆Hfo

∆Hfo

∆Hfo

KIMIA XI SMA 57a. Tentukan harga ∆H3!

b. Tentukan kalor pembentukan NO(g) = ...!

Jawab:a. Untuk proses (1) berlangsung dalam satu tahap yaitu reaksi

pembentukan 2NO2(g) dari unsur N2(g) dan 2O2(g). Sedang proses(2)(proses pembentukan 2NO2(g)) tapi berlangsung dalam 2tahap, yaitu1. tahap pembentukan 2NO(g) dahulu

2. tahap pembentukan 2NO2(g)

Jadi ∆Hproses(1) = ∆Hproses(2)

∆H1 = ∆H3 + ∆H2

+66,4 = ∆H3 + (−114,1)∆H3 = 180,5

Jadi harga ∆H3 adalah +180,5 kJ

b. Reaksi pembentukan NO(g) adalah1⁄2N2(g) + 1⁄2O2(g) ⎯→ NO(g) ∆Hf

o = ....

dari diagram di atas, diketahuiN2(g) + 2O2(g) ⎯→ 2NO(g) + O2(g) ∆H3 = 180,5 kJ

sehingga

Jadi ∆Hfo NO(g) = 90,25 kJ/mol

Latihan 7

1. Diketahui

∆Hfo Al2O3(s) = -1676 kJ/mol

∆Hfo Fe2O3(s) = -822,2 kJ/mol

maka tentukan ∆H dari reaksi2Al(s) + Fe2O3(s) ⎯→ 2Fe(s) + Al2O3(s)

2. Tentukan entalpi pembentukan ZnSO4(s) jika diketahui reaksi sebagaiberikut.Zn(s) + S(s) ⎯→ ZnS(s) ∆H = -206 kJ

ZnSO4 ⎯→ ZnS(s) + 2O2(g) ∆H = +777 kJ

∆Hf

o NO KJ/mol(g) = =180 52

90 25,

,

KIMIA XI SMA583. Diketahui entalpi pembentukan CO2(g) = -393,5 kJ/mol, H2O(l) = -242

kJ/mol dan C3H8(g) = -104 kJ/mol. Tentukanlah jumlah kalor yangdapat dibebaskan jika 1 gram C3H8(g) dibakar sempurna membentukgas CO2 dan air (Ar H = 1, C = 12)!

4. Menentukan harga perubahan entalpi dengan menggunakandata energi ikatan

Energi ikatan dapat didefinisikan sebagai energi yang diperlukanuntuk memutuskan ikatan kimia satu mol senyawa dalam wujud gasmenjadi atom-atom gas pada keadaan standar. Energi ikatan diberi sim-bol D dan satuan yang digunakan sama seperti satuan energi yang lain.Misalnya untuk menentukan ikatan 1 mol gas hidrogen menjadi atom-atom H bebas diperlukan energi sebanyak 431 kJ/mol. Ini berartibahwa energi ikatan H - H dalam molekul H2 adalah 436 kJ.

Reaksi penguraian H2(g) dapat ditulis

H2(g) ⎯→ H(g) + H(g) ∆H = +436 kJ/mol

Jadi DH-H = 436 kJ/mol

Energi ikatan yang seperti dicontohkan di atas dapat juga disebutsebagai energi disosiasi ikatan. Makin besar harga energi disosiasi ikatandari molekul diatomik (beratom dua) maka makin kuat ikatan antaradua atom tersebut.Tabel 2.5. Daftar Energi Disosiasi Ikatan Molekul Diatomik PadaSuhu 25oC dan Tekanan 1 atm

Molekul diatomik Energi disosiasi ikatan (kJ/mol)

I–I(g) 152,6

F–F(g) 157,0

Br–Br(g) 193,9

Cl–I(g) 210,3

Cl–Br(g) 218,6

Cl–Cl(g) 242,6

Cl–F(g) 254,3

H–H(g) 431,0

O=O(g) 495

N≡N(g) 945,3

KIMIA XI SMA 59Molekul yang terdiri atas tiga atom atau lebih (molekul poliatom)

maka digunakan pengertian energi ikatan rata-rata yaitu energi rata-rataikatan yang diperlukan untuk menguraikan atau mendissosiasikan 1mol molekul senyawa menjadi atom-atom penyusunnya. Misalnyapada penguraian/dissosiasi 1 mol NH3 menjadi atom-atomnya diperlu-kan energi sebesar 1172 kJ. Reaksi penguraian NH3 tersebut dapat di-tulis.NH3(g) ⎯→ N(g) + 3H(g) ∆H = +1172 kJ

Apabila kita buat tahap-tahap penguraiannya berikut energi yangdiperlukan maka dapat ditulis:NH3(g) ⎯→ NH2(g) + H(g) ∆H = +431 kJ

NH2(g) ⎯→ NH(g) + H(g) ∆H = +381 kJ

NH(g) ⎯→ N(g) + H(g) ∆H = +360 kJ

Tahap-tahap reaksi tersebut di atas, apabila dijumlahkan maka kitaakan mendapatkan energi sebesar 1172 kJ. Energi sebesar ini adalahenergi dissosiasi ikatan total untuk memutuskan ketiga ikatan N - Hkarena dalam molekul NH3 terdapat 3 ikatan N - H. Maka energi ikatanrata-rata per mol ikatan N - H adalah sebesar 391 kJ yang berasal darisatu per tiga energi totalnya.Tabel 2.6. Energi ikatan rata-rata

Menggunakan tabel energi ikatan rata-rata dan energi dissosiasiikatan, kita dapat menghitung energi yang dibutuhkan atau dilepaskanpada pembentukan suatu molekul gas. Reaksi kimia biasanya terjadikarena penyusunan ulang atom-atom dalam molekul melalui pemutusandan pembentukan ikatan sehingga menjadi susunan molekul yangbaru. Perubahan entalpi dapat dicari dari selisih antara ∆H pemutusanikatan dan ∆H pembentukan ikatan.∆H = Σ∆Hpemutusan ikatan – Σ∆Hpembentukan ikatan

Ikatan Energi ikatan (kJ/mol) Ikatan Energi ikatan (kJ/mol)

C–N 292C–C 343 C=C 607C–O 356 C=N 619H–N 391 C=O 724H–C 410 C≡C 833H–O 463 C≡N 879

KIMIA XI SMA60Contoh soal 2.71. Dengan menggunakan tabel energi ikatan rata-rata hitunglah ener-

gi yang dibebaskan reaksi hidrogenasi 1 mol gas etena!Jawab:reaksi C2H4(g) + H2(g) ⎯→ C2H6(g)

atau

pemutusan ikatan4 mol C–H : 4 x 410 = 16401 mol C=C : 1 x 607 = 6071 mol H–H : 1 x 431 = 431 +

x = 2678pembentukan ikatan6 mol C–H = 6 x 410 = 24601 mol C–C = 1 x 343 = 343 +

y = 2.803∆H = x – y

= 2678 – 2803 = -125Jadi ∆Hreaksi = -125 kJ/mol

2. Diketahui reaksi pembakaran sebagai berikutCS2(g) + 3O2(g) ⎯→ CO2(g) + 2SO3(g) ∆H = -445 kJ

Jika energi ikatan O=O = 495 kJ/molS=O = 323 kJ/molC=O = 799 kJ/mol

maka tentukan nilai energi ikatan C = S!Jawab:Reaksi: S=C=S + 3(O=O) ⎯→ O=C=O + 2(O=S=O) ∆H = -445 kJMisalkan energi ikatan C = S = x maka:pemutusan ikatan2 mol C=S = 2 . x = 2x3 mol O=O = 3 x 495 = 1485

1485 + 2x

H C C H H H H C C= + →

H H

H

H H

H H

KIMIA XI SMA 61pembentukan ikatan2 mol C=O = 2 x 799 = 15984 mol S=O = 4 x 323 = 1292 +

2890∆H = Σ∆Hpemutusan ikatan – Σ∆Hpembentukan ikatan

Jadi energi ikatan rata-rata C=S adalah 480 kJ/mol

Latihan 8

1. Diketahui energi ikatan rata-rata dariC–H = 417,06 kJ/mol C–C = 349,02 kJ/molC=C = 609,1 kJ/mol H–H = 437,64 kJ/molMaka tentukan besarnya perubahan entalpi reaksi adisi 1 butena olehgas hidrogen)!

2. Jika perubahan entalpi pembentukan gas HCl = -a kJ, energi ikatan H2

dan Cl2 masing-masing b dan c maka tentukan besarnya ikatan H–Clpada senyawa HCl tersebut!

3. Dengan menggunakan tabel energi ikatan hitunglah energi yangdibebaskan pada pembakaran 15 gram gas etana (C2H6) (Ar C = 12, H = 1)!

4. Diketahui energi ikatan rata-rataC=C = 813 kJ/mol C–C = 346 kJ/molC–H = 413 kJ/mol H–H = 436 kJ/molMaka hitunglah harga ∆H reaksi hidrogenasi 21 gram propena menurutreaksiC3H6 + H2 ⎯→ C3H8

5. Jika entalpi pembentukan NH3 adalah -46 kJ dan energi ikatan H–H danN–H masing-masing 436 kJ dan 390 kJ maka hitunglah energi ikatan N = N!

− = +

= = =

445 1485 2 28901405 445

2960

2480

x

x

––

KIMIA XI SMA62

- Energi kinetik adalah energi yang terkan-dung di dalam materi yang bergerak,sedang energi potensial adalah energiyang terkandung di dalam materi yangtidak bergerak.

- Hukum kekekalan energi menyatakanbahwa energi tidak dapat diciptakan ataudimusnahkan, tetapi hanya dapat diubahdari satu bentuk ke bentuk yang lain.

- Termokimia adalah ilmu yang mempela-jari perubahan energi yang menyertaisuatu reaksi kimia.

- Jumlah total dari semua bentuk energidalam suatu materi disebut entalpi.Besarnya entalpi akan tetap konstan sela-ma tidak ada energi yang masuk ataukeluar dari materi/zat itu.

- Entalpi suatu zat tidak dapat diukur,yang dapat diukur adalah perubahanentalpinya.

- Sistem adalah peristiwa reaksi kimia yangsedang diamati/dipelajari, sedanglingkungan adalah segala sesuatu di luarsistem.

- Reaksi yang mengeluarkan energi disebutreaksi eksoterm, sedang reaksi yangmembutuhkan energi disebut reaksiendoterm.

- Perubahan entalpi yang diukur padasuhu 298 K dan tekanan 1 atm disebutperubahan entalpi standar lambangnya∆Ho.

- Berdasarkan jenis reaksinya atauperubahannya, perubahan entalpi stan-dar dapat digolongkan:- perubahan entalpi pembentukan standar

( )∆Hfo

Energi dissosiasiEnergi ikatanEnergi kinetikEnergi potensialEntalpiReaksi eksotermReaksi endotermEntalpi pembentukan

standarEntalpi penguraian

standarEntalpi pembakaran

standarPersamaan termokimiaKalorimetriKalorimeterTermokimiaSistemLingkunganDiagram siklusDiagram tingkat energiEnergi ikatan rata-rata

RANGKUMAN

KKKK aaaa tttt aaaa KKKK uuuu nnnn cccc ii

KIMIA XI SMA 63- perubahan entalpi penguraian standar

- perubahan entalpi pembakaran standar

- Harga perubahan entalpi dapat diten-tukan dengan cara:- alat kalorimeter- hukum Hess- perubahan entalpi pembentukan stan-

dar- energi ikatan

- Secara umum, rumus untuk menentukanperubahan entalpi (∆H) adalah sebagaiberikut

- Sedang rumus penentuan perubahanentalpi dengan menggunakan energiikatan adalah ∆H = ΣDpemutusan – ΣDpembentukan

- Energi ikatan adalah energi yang diper-lukan untuk memutuskan ikatan kimia 1mol senyawa yang berwujud gas menjadiatom-atom gas pada keadaan standar.

- Pembakaran sempurna bahan bakar akanmenghasilkan gas karbondioksida danair, sedang pembakaran tidak sempurnabahan bakar akan menghasilkan gas kar-bonmonoksida yang bersifat racun danair.

- Aspek praktis produksi energi bahanbakar dari minyak bumi adalah masalahcadangan/sumber energi alternatif dandampak lingkungan/polusi.

∆ = Σ∆ Σ∆−H H Ho

fo

fo

produk pereaksi

( )∆Hco

( )∆Hdo

KIMIA XI SMA64

ELATIHAN SOALPP

I. Pilihlah salah satu jawaban yang tepat!

1. Pita magnesium dimasukkanke dalam tabung reaksi yangberisi larutan HCl ternyata pitamagnesium larut sambil timbulgelembung-gelembung gas dandinding tabung dipegangterasa panas. Maka reaksi inidapat digolongkan ....a. eksoterm, energi berpindah

dari sistem ke lingkunganb. eksoterm, energi berpindah

dari lingkungan ke sistemc. endoterm, energi berpindah

dari sistem ke lingkungand. endoterm, energi berpindah

dari lingkungan ke sisteme. endoterm, energi tetap tidak

ada perpindahan

2. Bila air pada suhu 100oC di-panaskan ternyata tidak terjadikenaikan suhu sampai semuacairan berubah menjadi uap.Penjelasan berikut yang terbaikuntuk pengamatan di atasadalah bahwa pemanasandiperlukan untuk ....a. mengatasi gaya antar-

molekulb. menguapkan airc. menggabungkan ion H+ dan

OH- menjadi molekul aird. menghentikan penguraian

air menjadi hidrogen danoksigen

e. mendispersikan molekuludara di antara molekul airsehingga air menguap

3. Diketahui reaksiH2(g) + Cl2(g) ⎯→ 2HCl(g)

∆H = -110 kJmaka ∆H untuk reaksi

HCl(g) ⎯→ 1⁄2H2(g) + 1⁄2Cl2(g)

∆H = ....a. + 110 kJb. + 55 kJc. - 55 kJd. - 110 kJe. - 220 kJ

4. Di antara reaksi-reaksi dibawah ini yang bukan reaksipembentukan adalah ....a. H2 + 1⁄2O2 ⎯→ H2O

b. K + 1⁄2I2 ⎯→ KI

c. Na + 1⁄2Cl2 ⎯→ NaCl

d. 1⁄2N2 + 1⁄2O2 ⎯→ NOe. CS2 ⎯→ C + 2S

5. Berdasarkan siklus

Maka perubahan entalpi A2B →CD2 adalah ....a. ∆H1 + ∆H2 + ∆H3

b. -∆H1 – ∆H2 – ∆H3

c. -∆H1 + ∆H2 + ∆H3

d. -∆H1 + ∆H2 – ∆H3

e. ∆H1 + ∆H2 – ∆H3

2A+B

C+2D

A2B

CD2

∆H2

∆H3

...?

∆H1

KIMIA XI SMA 656. Perhatikan diagram tingkat

energi pembentukan gas SO3 dibawah ini!

Berdasarkan diagram di atasmaka harga ∆H2 adalah ....a. -593,8 kJb. -196,6 kJc. +196,6 kJd. +593,8 kJe. +790,4 kJ

7. Bila 1,26 gram karbonmonoksidadibakar dan panas yang dilepassebesar 1.260 J. Maka kalorpembakaran gas CO sebesar ....a. 10 kJ/molb. 28 kJ/molc. 100 kJ/mold. 226,8 kJ/mole. 200 kJ/mol

8. Diketahui energi ikatan rata-rataC–H = 416 kJ/molC=C = 614 kJ/molC–C = 348 kJ/molH–H = 438 kJ/molMaka perubahan entalpi untukreaksi C2H4(g) + H2(g) ⎯→ C2H6(g)

sebesar ....a. -965 kJ/molb. -256 kJ/molc. -128 kJ/mold. +128 kJ/mole. +965 kJ/mol

9. Diketahui reaksi termokimiasebagai berikut2C(grafit) + O2(g) ⎯→ 2CO(g)

∆H = -p kJC(grafit) + O2(g) ⎯→ CO2(g)

∆H = -q kJ2CO(g) + O2(g) ⎯→ 2CO2(g)

∆H = -r kJSesuai dengan hukum Hessmaka ....a. p = q + rb. 2q = p + rc. q = 2 (p + r)d. p = -q - re. p + 2q = r

10. Pada reaksi:

Sedang energi ikatan C=O;H–O dan O=O berturut-turutadalah 243 kJ/mol; 432 kJ/moldan 335 kJ/mol maka energiikatan rata-rata C–H adalahsebesar ....a. 194,75 kJ/molb. 358,75 kJ/molc. 553,50 kJ/mold. 595,00 kJ/mole. 599,50 kJ/mol

H C H 2(O=O)+ ⎯→

H

H

O=C=O + 2(H–O–H)

∆HC = -109 kj/mol

2 SO3(g)

2 SO3(g) + O2(g)

S(s) + 3 O2(g)0

-593,8

-790,4

Awal

Akhir

∆H1

∆H2

∆H3

KIMIA XI SMA66II. Jawablah dengan singkat dan jelas!

1. Tuliskan persamaan termokimianya untuk

a. H2O(l) = -285,8 kJ/mol

b. HI(g) = +25,9 kJ/mol

c. CH3COOH(l) = +487 kJ/mol

d. NaHCO3(s) = + 947,6 kJ/mol

e. C8H18(l) = -5460 kJ/mol

f. CH3OH(l) = -638 kJ/mol

2. Di dalam alat kalorimeter direaksikan 50 mL larutan HCl 0,1 M tempe-ratur 26oC dengan 50 mL larutan NaOH 0,1 M temperatur 26oC. Setelahdicampur ternyata temperatur menjadi 35oC. Jika kalor jenis air 4,2 J/grC dan volume campuran dianggap sama dengan air maka berapakahperubahan entalpi (∆H) pada reaksi tersebut?

3. Jika diketahui ∆H pembakaran sempurna C2H5OH adalah -1234,7kJ/mol, ∆H pembentukan CO2(g) dan H2O masing-masing -393,5kJ/mol dan -241,8 kJ/mol maka tentukan ∆H penguraian C2H5OH!

4. Pada proses pembuatan besi dari bijihnya dilakukan reaksi sebagaiberikutFe2O3(s) + 3CO(g) ⎯→ 2Fe(s) + 3CO2(g)

Jika diketahui

Fe2O3(s) = -822,1 kJ/mol

CO(g) = -110,5 kJ/mol

CO2(g) = -393,5 kJ/mol

maka tentukan:a. ∆H reaksi untuk memperoleh 1 kg besib. berapa gram Fe2O3 yang harus direaksikan jika kalor yang

dibebaskan sebesar 269 kJ (Ar Fe = 56, O = 16)5. Diketahui entalpi pembentukan H2O(g) = -242 kJ/mol, energi ikatan

H–H = 436 kJ/mol dan energi ikatan dalam O=O = 495 kJ/mol. Makatentukan energi ikatan rata-rata O–H dalam H2O(g)!

∆Hfo

∆Hfo

∆Hfo

∆Hco

∆Hco

∆Hdo

∆Hdo

∆Hfo

∆Hfo