Kalau kamu ingin belajar Perhitungan Entalpi Reaksi secara lebih mendalam, coba simak penjelasan yang ada di sini. Setelah menerima materi, kamu bisa langsung mempraktikkannya dengan mengerjakan latihan soal yang telah kami sediakan.
Lewat pembahasan ini, kamu bisa belajar mengenai Perhitungan Entalpi Reaksi. Kamu akan diajak untuk memahami materi dan tentang metode menyelesaikan soal.
Kamu juga akan memperoleh latihan soal interaktif yang tersedia dalam tiga tingkat kesulitan, yaitu mudah, sedang, dan sukar. Tertarik untuk mempelajarinya?
Sekarang, kamu bisa mulai mempelajari materi lewat uraian berikut. Apabila materi ini berguna, bagikan ke teman-teman kamu supaya mereka juga mendapatkan manfaatnya.
Kamu dapat download modul & contoh soal serta kumpulan latihan soal Perhitungan Entalpi Reaksi dalam bentuk pdf pada link dibawah ini:
Definisi
Proses dan cara menghitung perubahan entalpi atau entalpi reaksi $(\triangle\mbox{H})$, yakni selisih antara entalpi produk dan entalpi reaktan
Kalorimeter
Pengertian umum untuk kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang terlibat dalam suatu perubahan atau reaksi kimia.
Dalam halaman ini merujuk pada kalorimeter kimia yang dapat diartiken sbb: pengertian kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi (tidak dapat terjadi perpindahan materi maupun energi ke lingkungan).
Dengan mengukur perubahan suhu di dalam kalorimeter kita dapat menentukan jumlah kalor yang diserap atau dibebaskan oleh larutan serta perangkat kalorimeter itu sendiri dengan persamaan atau rumus sbb:
$q=m\times c\times\Delta T$
$q_{k}=C\times\Delta T$
sehingga $q_{total}$ dapat dituliskan
$\begin{aligned}q_{total} & =q_{reaksi}+q_{k}\\
& =mc\Delta T+C\Delta T\\
& =\Delta T(mc+C)
\end{aligned}
$
$\triangle H=\frac{q_{total}}{n}$
dimana,
$\begin{aligned}q & =\mbox{jumlah kalor (J)}\\
q_{k} & =\mbox{kalor yang diserap kalorimeter (J)}\\
m & =\mbox{massa sistem di dalam kalorimeter (g)}\\
c & =\mbox{kalor jenis sistem }\left(\mbox{Jg}^{-1}\mbox{K}^{-1}\right)\\
C & =\mbox{kapasitas kalor kalorimeter }\left(\mbox{JK}^{-1}\right)\\
\triangle T & =\mbox{perubahan suhu di dalam kalorimeter (K)}\\
n & =\mbox{mol zat yang bereaksi}
\end{aligned}
$
Entalpi Pembentukan Standar
Kalor atau entalpi reaksi dapat ditentukan berdasarkan data entalpi pembentukan standar zat pereaksi dan produknya.
Dalam hal ini, zat pereaksi dianggap terurai lebih dulu menjadi unsur-unsurnya kemudian unsur-unsur ini bereaksi membentuk zat produk.
Hal ini sesuai dengan penerapan Hukum Hess, seperti digambarkan pada reaksi antara NaOH dan HCl berikut:
$\mbox{NaOH+HCl}\rightarrow\mbox{NaCl}+\mbox{H}_{2}\mbox{O}$ $\Delta H=?$
terjadi pemecahan NaOH dan HCl menjadi unsur-unsurnya:
$\mbox{NaOH}\rightarrow\mbox{Na}+\frac{1}{2}\mbox{O}_{2}+\frac{1}{2}\mbox{H}_{2}$ $\Delta H=-\Delta H_{f}\mbox{ NaOH}$
$\mbox{HCl}\rightarrow\frac{1}{2}\mbox{H}_{2}+\frac{1}{2}\mbox{Cl}_{2}$$\Delta H=-\Delta H_{f}\mbox{ HCl}$
Kemudian reaksi antara unsur-unsur ini membentuk produk
$\mbox{Na}+\frac{1}{2}\mbox{Cl}_{2}\rightarrow\mbox{NaCl}$ $\Delta H_{f}$ NaCl
$\mbox{H}_{2}+\frac{1}{2}\mbox{O}_{2}\rightarrow\mbox{H}_{2}\mbox{O}$ $\Delta H_{f}$ $\mbox{H}_{2}\mbox{O}$
Sehingga sesuai Hukum Hess keempat data ini dapat dijumlahkan untuk menentukan entalpi reaksi keseluruhan, dan secara umum dapat dituliskan:
$\Delta H=\sum\Delta H_{f}\mbox{ produk}-\sum\Delta H_{f}\mbox{ pereaksi}$
Energi Ikat Rata-Rata
Reaksi kimia antar molekul dapat dianggap berlangsung dalam dua tahap, yaitu pemutusan ikatan pada pereaksi dan pembentukan ikatan pada produk.
Pada pemutusan ikatan dibutuhkan energi (nilai entalpinya positif), sementara pada pemutusan ikatan dilepaskan energi (nilai entalpinya negatif).
Perhatikan ilustrasi pada reaksi antara gas hidrogen dan oksigen menghasilkan air berikut.
$\mbox{H}_{2}+\frac{1}{2}\mbox{O}_{2}\rightarrow\mbox{H}_{2}\mbox{O}$
Pada langkah pertama, terjadi pemutusan ikatan H-H dan O-O dengan nilai entalpi positif:
$\mbox{H}_{2}+\frac{1}{2}\mbox{O}_{2}\rightarrow2\mbox{H}+\mbox{O}$,
$\Delta H=(\mbox{H-H})+(\frac{1}{2}\mbox{O-O})$
Kemudian pada langkah berikutnya, terjadi pelepasan energi pada pembentukan ikatan H-O-H:
$2\mbox{H}+\mbox{O}\rightarrow\mbox{H}-\mbox{O}-\mbox{H}$, $\Delta H=-(2\mbox{O}-\mbox{H})$
Sehingga secara umum penentuan entalpi reaksi melalui energi ikat adalah:
$\Delta H=\sum\mbox{energi ikat pereaksi}-\sum\mbox{energi ikat produk}$
Contoh Soal dan Pembahasan
- Diketahui data-data berikut:
Entalpi pembentukan:
Metanol: -238,6 kJ/mol
$\mbox{CO}_{2}$: -393,5 kJ/mol
Air: -286 kJ/mol
Tentukanlah besar kalor yang dibebaskan pada pembakaran 10 gram metanol!
Jawaban
Reaksi pembakarannya adalah :
$\mbox{CH}_{4}\mbox{O}+\frac{3}{2}\mbox{O}_{2}\rightarrow\mbox{CO}_{2}+2\mbox{H}_{2}\mbox{O}$Maka,
$\begin{aligned}\Delta H^{\circ} & =\Delta H_{f}^{\circ}\mbox{CO}_{2}+(2\times\Delta H_{f}^{\circ}\mbox{H}_{2}\mbox{O})-\Delta H_{f}^{\circ}\mbox{CH}_{4}\mbox{O}-\Delta H_{f}^{\circ}O_{2}\\
& =(-393,5+(2\times-286)-(-238,6-0)\,\mbox{kJ/mol}\\
& =-726,9\mbox{ kJ/mol}
\end{aligned}
$Jumlah mol metanol yang dibakar:
$\begin{aligned}\mbox{mol} & =10\times\frac{1}{32}\mbox{mol}\\
& =0,3125\mbox{mol}
\end{aligned}
$Sehingga kalor yang dibebaskan:
$\begin{aligned}q & =0,3125\times-726,9\mbox{kJ}\\
& =-227,15\mbox{kJ}
\end{aligned}
$ - Dalam sebuah percobaan sebanyak 7,5 gram kristal LiOH dilarutkan ke dalam air sebanyak 120 mL yang ada di dalam kalorimeter. Setelah larut ternyata suhu kalorimeter dan isinya naik dari $23,25^{\circ}$C menjadi $34,9^{\circ}$C. Tentukanlah nilai entalpi pelarutan LiOH tersebut!
(kalor jenis larutan: 4,2 dan kapasitas kalor kalorimeter 11,7)
Jawaban
$\begin{aligned}q_{total} & =\Delta T(mc+C)\\
& =11,65\times(127,5\times4,2+11,7)\mbox{J}\\
& =6374,88\mbox{J}\\
& =6,375\mbox{kJ}
\end{aligned}
$Tentukan jumlah LiOH yang dilarutkan:
$\begin{aligned}\mbox{mol} & =7,5\times\frac{1}{24}\mbox{mol}\\
& =0,3125\mbox{mol}
\end{aligned}
$Sehingga entalpi pelarutannya:
$\begin{aligned}\Delta H_{sol} & =\frac{6,375\mbox{kJ}}{0,3125\mbox{mol}}\\
& =20,4\mbox{kJ/mol}
\end{aligned}
$ - Tentukan entalpi reaksi pembakaran sempurna metana!
Jawaban
Reaksi pembakaran sempurna metana:
$\mbox{CH}_{4}+2\mbox{O}_{2}\rightarrow\mbox{CO}_{2}+2\mbox{H}_{2}\mbox{O}$
Terdapat 4 ikatan C-H dan 2 kali ikatan O=O pada pereaksi, dua ikatan C=O dan 4 kali ikatan H-O pada produk, sehingga
$\begin{aligned}\Delta H & =(4\times C-H)+(2\times O=O)-(2\times C=O)-(4\times H-O)\\
& =(4\times413)+(2\times498)-(2\times749)-(4\times464)\mbox{ kJ/mol}\\
& =2648-3354\mbox{ kJ/mol}\\
& =-706\mbox{ kJ/mol}
\end{aligned}
$
