termokimia mus

Click here to load reader

Post on 14-Jun-2015

715 views

Category:

Documents

24 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

pembahasan lengkap dan soal latihan materi termokimia

TRANSCRIPT

TERMOKIMIA(Teori)Entalpi adalah jumlah total energi kalor yang terkandung dalam suatu materi

Reaksi EksotermMenghasilkan kalor Melepas energi Perubahan entalpi negatif

Reaksi EndotermMenyerap kalor Menyerap energi Perubahan entalpi positif

y

A

y

A

x

B

x

B

Hukum HessPerubahan entalpi reaksi tetap sama, baik berlangsung dalam satu tahap maupun beberapa tahap.

Contoh:Keadaan Awal

S (s) + 1 O2 (g)H = -297 kJ1

Langsung: S(s) + 1 O2(g) Dua Tahap: S(s) + 1 O2(g) SO2(g) + O2(g)

SO3(g)

H = - 396 kJ

H = - 396 kJ

SO2 (g) + O2 (g)H2 = - 99 kJ

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

H = - 297 kJ H=99 kJ

SO3 (g)Keadaan Akhir

Hr = - 297 + (- 99) = - 396 kJ

Energi Ikatan

Penentuan Nilai Hreaksi

C M c q T

:

Kapasitas kalor (J/C)

:: :

massa zat (g)kalor jenis (J/g.C) kalor yang dibebaskan/diserap

:

perubahan suhu = Takhir - Tawal Aidia Propitious

1

(Contoh Soal)1. Tuliskan persamaan termokimia untuk reaksi-reaksi berikut ini! a. Reaksi C3H8(g) + 5 O2(g) 3 CO2(g) + 4 H2O(l) dibebaskan kalor 223 kJ b. Reaksi CH4(g) + 2 O2(g) CO2 (g) + 2 H2O(l) dibebaskan 2671 kJ Jawab: a. C3H8(g) + 5 O2(g) 3 CO2(g) + 4 H2O(l) b. CH4(g) + 2 O2(g) CO2 (g) + 2 H2O(l) 2. Tuliskan persamaan termokimia dari data berikut: a. Hf HgO(s) = - 90,8 kJ/mol b. Hf CH3OH (l) = -239 kJ/mol c. HfCS2(g) = + 117,1 kJ/mol d. Hf Ca(OH)2(s) = -986,17 kJ/mol e. Hf Br2(g) = + 30,91 kJ/mol Jawab:Asumsikan semua produk 1 mol sehingga: H = -223 kJ H = -2.671 kJ

a. b. c. d. e.

Hg (l) + O2(g) HgO(s) C(s) + 2 H2(g) + O2(g) CH3OH C(s) + 2 S (s) CS2(g) Ca (s) + H2(g) + O2(g) Ca(OH)2(s) Br2(l) Br2(g)

H = -90,8 kJ(l)

H = -239 kJ H = +117,1 kJ H = -986,17 kJ H = +30,91 kJ

3. Tulislah persamaan termokimia pada keadaan standar, berdasarkan data berikut: a. Pembentukan 117 g garam dapaur (NaCl) membebaskan kalor sebanyak 822 kJ b. Pembentukan 13 g gas (C2H2) memerlukan kalor sebanyak 113 kJ c. Pembentukan 5,6 L gas CO2 (STP) membebaskan kalor sebanyak 98,5 kJ(Diket: Ar Na = 23, Cl = 35,5, C = 12, H = 1, O = 16)

Jawab: a. Mol NaCl:

b. Mol C2H2:

Hpembentukan 2 mol NaCl = -822 kJ Entalpi standar pembentukan NaCl:

Hpembentukan 0,5 mol C2H2 = +113 kJ Entalpi standar pembentukan C2H2:

Persamaan termokimia: Na(s)

Persamaan termokimia:(s)

+ Cl2(g) NaCl

H = -411 kJ

2C

(s)

+ H2(g) C2H2(g)

H = +226 kJ

c. Mol CO2: Persamaan termokimia: Hpembentukan 0,25 mol CO2 = -98,5 kJ Entalpi standar pembentukan CO2: C(s) + O2(g) CO2(g)H = -394 kJ

Aidia Propitious

2

4. Tuliskan persamaan termokimia jika diketahui data berikut: a. Penguraian 16 g Fe2O3(s) memerlukan 82,4 kJ b. Penguraian 120 g gas NO membebaskan kalor 361 kJ c. Penguraian 11,2 L gas HCl (STP) memerlukan kalor 18,2 kJ Jawab: a. Mol Fe2O3: b. Mol NO:

Hpenguraian 0,1 mol Fe2O3 = +82,4 kJ Entalpi standar penguraian Fe2O3:

Hpenguraian 4 mol NO = -361 kJ Entalpi standar penguraian NO:

Persamaan termokimia:Fe O (s) 2 Fe2 3 (s)

Persamaan termokimia:2

+ / O (s)3 2

H = +824 kJ

NO N (g) + O (g)(g) 2 2

H = +824 kJ

c. Mol HCl:

Hpenguraian 0,5 mol HCl = +18,2 kJ Entalpi standar penguraian HCl:

Persamaan termokimia:HCl H (g) + Cl (g)(g) 2 2

H = +36,4 kJ

5. Tuliskan persamaan termokimia untuk reaksi-reaksi berikut: a. Pada pembakaran 4,4 g propana dibebaskan kalor sebesar 223 kJ. (Ar C = 12 dan H = 1) b. Pada pembakaran 67,2 L gas metana dibebaskan kalor sebesar 2671 kJ Jawab: a. Mol C3H8: b. Mol CH4:

Hpembakaran 0,1 mol C3H8 = -233 kJ Entalpi standar pembakaran C3H8:

Hpembakaran 3 mol CH4 = -2.671 kJ Entalpi standar pembakaran CH4:

Persamaan termokimia:C H (g) + 5 O (g) 3 CO (g) + 4 H O3 8 2 2 2 (g)

Persamaan termokimia:CH (g) + 2 O (g) CO (g) + 2 H O4 2 2 2 (g)

H = -2.230 kJ

H = -890,4 kJ

Aidia Propitious

3

6. Pada pemanasan 400g air bersuhu 25C diperlukan kalor 84 kJ. Jika diketahui kalor jenis air = 4,2J/gC, tentukan suhu air setelah pemanasan!

Jawab:

q = 84 kJ = 84.000 J

7. Pencampuran 100 mL larutan HCl 2 M dan 100 mL larutan NaOH 1 M menyebabkan kenaikkan suhularutan dari 25C menjadi 31,5C. Jika kalor jenis larutan dianggap sama dengan kalor jenis air = 4,2 ! J/gC, kapasitas kalorimetri = 0 dan massa jenis air = 1 g/cm3, tentukan Hreaksi

Jawab:

Mol pembatas = mol NaCl = 0,1 mol Vlarutan = Vair = 200mL mlarutan = mair = (200) (1) = 200 g Kalor yang diterima:

Kalor yang dilepas reaksi:

Hreaksi 0,1 mol = -5,46 kJ

Hreaksi 1 mol = -5,46 / 0,1 = -54,6 kJ

8. Pembakaran 32 g gas metana dalam kalorimetri menyebabkan suhu air kalorimetri naik dari 24,8Cmenjadi 88,5C. Jika kalorimetri berisi 6 L air dan diketahui kalor jenis air = 4,2 J/gC serta kapasitas kalorimetri = 2740 J/gC, tentukan kalor pembakaran gas metana!

Jawab:

9. Perhatikan diagram berikut, tentukan H3!H = 66,4 kJ1

N3 (g) + 2 O2 (g)H3 = x kJ

2 NO2 (g)H2 = - 114,1 kJ

2 NO (g) + O2(g)

Aidia Propitious

4

Jawab:

10. Tentukan perubahan entalpi reaksi: 2 CO(g) + O2(g) 2 CO2(g)Keadaan Awal

0H1

2 C (s) + 2 O2(g)

H2

- 221 - 7872 CO2 (g)Keadaan Akhir

2 CO (g) + O2 (g)Hr

Jawab:

11. Perhatikan diagram dan tentukan kalor lebur es!

0 2 H2 (g) + O2 (g) - 572

2 H2O(l)

- 584

2 H2O (s)

Jawab:Reaksi peleburan es: Untuk reaksi:

H2O(s) H2O(l)

Hr = ?

2 H2O(s) 2 H20(l)H = (-572) (-584) = 12 kJ

Hr 1 mol H2O = 12 : 2 = 6 kJ 12. Diketahui: S(s) + O2(g) SO2(g) 2 S(s) + 3 O2(g) 2 SO3(g)H = - 297 kJ H = - 781 kJ3

Tentukan Hreaksi 2 SO2(s) + O2 (g) Jawab:Reaksi 1 : Reaksi 2 :

2 SO (g)! 2 S (s) + 2 O2(g) 2 SO3(g) 2 SO3(g)H = +297 x 2 = +594kJ H = -781 kJ H = +594 + (-781) = -187 kJ

2S

(s)

2 SO2(g) + 3 O2(s)

2 SO2(g) + O2(g)

Aidia Propitious

5

13. Diketahui kalor pembakaran CH3OH (l) = - 638 kJ/mol, kalor pembentukan CO2(g) = - 394 kJ/mol dan H2O(l) = - 286 kJ/mol. Tentukan kalor pembentukan CH3OH (l)! Jawab: Hr = - 638 kJ Reaksi: CH3OH (l) + 3/2 O2(g) CO2(g) + 2 H2O(l)

14. Diketahui kalor pembentukan C2H6(g), CO2(g) dan H2O(l) berturut-turut 85 kJ/mol, - 394 kJ/mol dan 286 kJ/mol. Tentukan:

a. Hc C2H6(g)! b. Jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran 180 g C2H6(g)! Jawab: a. Reaksi: Hr = ? C2H6(g) +7/2 O2(g) 2 CO2(g) + 3 H2O (l)

Jadi:

b. Mr C2H6 = (2.12) + (6.1) = 30

Hpembakaran 6 mol C2H6 = 6 x -1.561 = - 9.366 kJ (kalor dibebaskan) 15. Diketahui energi ikatan: C C = 348 kJ/mol, C = C = 614 kJ/mol, C H = 413 kJ/mol, C Cl = 328 kJ/mol, dan H Cl = 431 kJ/mol. Tentukan Hreaksi C2H4 + HCl C2H5Cl! Jawab:Langkah 1 Gambar struktur ikatan:

Langkah 2 Hitung Energi Total Pemutusan 4xCH = 1xC=C = 1 x H Cl =

Ikatan:

4 x 413 1 x 6141 x 431

= ==

Energi Total Pemutusan Ikatan

1.652 614 431 + 2.697

Langkah 3 Hitung Energi Total Pembentukan Ikatan: 5xCH = 5 x 413 =

1xCC

1 x C Cl

=

=

1 x 3481 x 328

==

Energi Total Pemutusan Ikatan

2.065 348 328 + 2.741

Langkah 4 Hitung Entalpi reaksi: Hreaksi = (energi pemutusan ikatan) (energi pembentukan ikatan) = 2.697 2.741 = -44 kJ/mol Aidia Propitious

6

16. Diketahui: Kalor pembentukan NF3(g) = - 128 kJ/mol, N155

N

=

+

914

kJ/mol,

dan

F

F

=

+

kJ/mol. Tentukan energi ikatan N F!

Jawab: Reaksi:

Diketahui:

NF3(g) N(g) + 3 F

(g)

H=?

N2(g) +3/2 F2(g)N (g)2

NF3(g) 2N(g)

H = -128 kJ H = +914 kJ H = +155 kJ H = +128 kJ H = x +914 = +457 kJ

F2(g)Reaksi 1 :Reaksi 2 : Reaksi 3 :

2F

(g)

NF3(g) N2(g)3/ 2

N2(g) +3/2 F2(g) N(g) 3F(g)

F2(g)

H = 3/2 x +155 = + 232,5 kJH = +128 +457 + 232,5 = +817,5 kJ(g)

NF3(g)

N(g) + 3 F

Nilai Hreaksi tersebut untuk 3 ikatan N F, sehingga untuk 1 ikatan:

(Soal)1. Tuliskan persamaan termokimi untuk data berikut: a. Hf H2O(l) = -187,8 kJ/mol b. Hf H2S(g) = - 20,2 kJ/mol c. Hf CaCO3(s) = -207,8 kJ/mol d. Hf H2SO4(l) = -843,99 kJ/mol e. Hf CH3Cl (s) = + 74,81 kJ/mol f. Hd NH4Cl (s) = + 314,4 kJ/mol g. Hd AgCl (s) = + 127,07 kJ/mol h. Hc C2H6(l) = - 1565 kJ/mol i. Hc C2H5OH (l) = - 1380 kJ/mol j. H sublimasi S = + 277,4 kJ/mol2.Tuliskan persamaan termokimia jika diketahui data sebagai berikut:

a. b. c. d. e.

Pada reaksi pembentukan 72 g H2O(s) dibebaskan kalor 1168 kJ Pada reaksi pembentukan 4,48 L gas SO3(g) dibebaskan kalor 79,2 kJ Pada reaksi penguraian 56 g NH4F(s) diperlukan kalor 185,6 kJ Pada reaksi pembakaran 11,4 g C8H18(g) dibebaskan kalor 547,1 kJ Pada reaksi penguraian 90 g air diperlukan kalor 220 kJ (Ar C = 12, H = 1, N = 14, O = 16, F = 9)

3. Pada suatu percobaan, 3 L air dipanaskan sehingga suhunya naik dari 25C menjadi 72C.Jika diketahui massa jenis air 1 g/mL dan kalor jenis air 4,2 J/gC, tentukan H reaksi!

4. Pemanasan 600 g air yang bersuhu awal 27C memrlukan kalor 63 kJ. Jika diketahui kalor jenis air4,2 J/gC, tentukan suhu air setelah pemanasan!

Aidia Propitious

7

5. Pembakaran 6 g gas etana dalam kalorimetri volume tetap menyebabkan suhsu kalorimetri naik dari25,2C menjadi 56,8C. Jika kalorimetri berisi 2 L air da