PERUBAHAN ENTALPI
STANDAR DAN APLIKASINYA
ANISA SEPTRIANI
(41615010069)
SABIQ DZIKRULLAH
(41615010038)
TEKNIK INDUSTRI
KIMIA DASAR
Dalam kajian Termodinamika,
reaksi kimia dianggap sempurna jika tidak ada perubahan komposisi dan zat hasil
reaksi dapat kembali pada suhu semula biasanya pada suhu kamar. Jumlah total
kalor yang diserap atau dilepaskan selama reaksi berlangsung dan mengembalikan
zat kepada suhu semula dinamakan kalor reaksi. Jika reaksi terjadi pada tekanan
tetap, kalor reaksi dinyatakan sebagai perubahan entalpi, ∆H.
Nilai ∆H bergantung pada jenis pereaksi, kuantitas pereaksi, dan
suhu.
Oleh sebab itu, perubahan
entalpi harus dinyatakan dalam satuan jumlah kalor per kuantitas zat dan suhu
reaksi. ∆H biasanya dinyatakan dalam satuan joule per mol per kelvin.
Jenis-jenis Perubahan
Entalpi Standar
Perubahan Entalpi
Standar ∆H
Perubahan entalpi standar suatu
reaksi dapat digolongkan menurut jenis reaksinya, seperti entalpi pembentukan
standar (∆Hf°), entalpi penguraian standar (∆Hd°), dan entalpi pembakaran
standar (∆Hc°). Huruf dalam indeks yaitu f, d, dan c masing-masing
berasal dari kataformation (pembentukan), dissosiation (penguraian),
dan combustion (pembakaran).
Tapi pada dasarnya, semua jenis
perubahan entalpi standar, kadang-kadang digolongkan sebagai entalpi reaksi (∆Hr°).
Sebab, baik reaksi pembakaran, semua tergolong reaksi kimia. Dengan demikian,
tidak salah jika dikatakan sebagai perubahan entalpi reaksi.
Perubahan Entalpi
Pembentukan Standar, ∆H°f
Entalpi pembentukan standar suatu
senyawa adalah kalor yang terlibat pada reaksi pembentukan satu mol senyawa
dari unsur-unsurnya diukur pada 1atm, 298,15 K. Berdasarkan perjanjian, entalpi
untuk unsur-unsur dalam bentuk paling stabil dikukuhkan sebesar 0 kJ/mol.
Contoh, keadaan standar dari karbon yang paling stabil adalah grafit, untuk gas
O2, H2, N2, dan gas lain paling stabil adalah gas diatomik, masing-masing
memiliki entalpi standar 0 kJ/mol.
Perubahan Entalpi
Penguraian Standar, ∆H°d
Reaksi penguraian adalah kebalikan dari
reaksi pembentukan, yaitu penguraian senyawa menjadi unsur-unsurnya. Oleh
karena itu, perubahan entalpi penguraian suatu senyawa menjadi unsur-unsurnya
pada keadaan standar sama besar tetapi berlawanan tanda sesuai dengan sifat
ekstensif. Jika nila ∆Hf° bertanda negatif (eksoterm) maka
nilai ∆Hd° bertanda positif (endoterm).
Contoh :
Perubahan Entalpi
Pembakaran Standar, ∆H°c
Entalpi pembakaran standar adalah
faktor yang dilepaskan jika satu mol zat dibakar sempurna pada keadaan standar.
Istilah pembakaran dalam ilmu kimia agak berbeda makna dengan yang biasa
dipakai dalam keseharian. Dalam kehidupan sehari-hari pembakaran berarti
membakar sesuatu dengan api. Dalam ilmu kimia, pembakaran berarti mereaksikan
suatu zat dengan oksigen. Contoh reaksi pembakaran :
Pengertian Entalpi
sistem dan lingkungan
Setiap materi mengandung energi
yang disebut energi internal (U). Besarnya energi ini tidak dapat diukur, yang
dapat diukur hanyalah perubahannya. Mengapa energi internal tidak dapat diukur?
Sebab materi harus bergerak dengan kecepatan sebesar kuadrat kecepatan cahaya
sesuai persamaan Einstein .
 |
| Di alam, yang tercepat adalah cahaya. Perubahan energi internal ditentukan oleh keadaan akhir dan keadaan awal ( ΔU = Uakhir – Uawal). |
Pengertian Entalpi
( ΔH )
Perubahan energi
internal dalam bentuk panas dinamakan kalor. Kalor adalah energi panas yang
ditransfer (mengalir) dari satu materi ke materi lain. Jika tidak ada energi
yang ditransfer, tidak dapat dikatakan bahwa materi mengandung kalor. Jadi,
Anda dapat mengukur kalor jika ada aliran energi dari satu materi ke materi
lain. Besarnya kalor ini, ditentukan oleh selisih keadaan akhir dan keadaan
awal.
Contoh:
Tinjau air panas
dalam termos. Anda tidak dapat mengatakan bahwa air dalam termos mengandung
banyak kalor sebab panas yang terkandung dalam air termos bukan kalor, tetapi
energi internal. Jika terjadi perpindahan panas dari air dalam termos ke
lingkungan sekitarnya atau dicampur dengan air dingin maka akan terbentuk
kalor. Besarnya kalor ini diukur berdasarkan perbedaan suhu dan dihitung
menggunakan persamaan berikut.
Keterangan:
Q = kalor
m = massa zat
c = kalor jenis zat
Δ T = selisih suhu
Jika
perubahan energi terjadi pada tekanan tetap, misalnya dalam wadah terbuka
(tekanan atmosfer) maka kalor yang terbentuk dinamakan perubahan entalpi (ΔH).
Entalpi dilambangkan dengan H (berasal
dari kata ‘Heat of Content’).
Dengan demikian, perubahan entalpi adalah kalor yang terjadi pada tekanan
tetap, atau Δ H = Qp (Qp menyatakan kalor yang diukur pada tekanan tetap).
Sistem
dan Lingkungan
Secara prinsip,
perubahan entalpi disebabkan adanya aliran panas dari sistem ke lingkungan,
atau sebaliknya. Apakah yang disebut sistem dan lingkungan?
·
Sistem didefinisiskan sebagai bagian dari semesta yang merupakan fokus
kajian
·
Lingkungan adalah segala sesuatu di luar sistem yang bukan
kajian.
Dalam
reaksi kimia, Anda dapat mendefinisikan sistem. Misalnya pereaksi maka selain
pereaksi disebut lingkungan, seperti pelarut, hasil reaksi, tabung reaksi,
udara di sekitarnya, dan segala sesuatu selain pereaksi.
Contoh soal Sistem dan Lingkungan
Ke dalam gelas kimia
yang berisi air, dilarutkan 10 g gula pasir. Jika gula pasir ditetapkan sebagai
sistem, manakah yang termasuk lingkungan?
Jawab:
Karena gula pasir
dipandang sebagai sistem maka selain dari gula pasir termasuk lingkungan,
seperti air sebagai pelarut, gelas kimia, penutup gelas kimia, dan udara di
sekelilingnya.
Aplikasi
Hukum Hess
Hukum Hess muncul
berdasarkan fakta bahwa banyak pembentukan senyawa dari unsur-unsurnya tidak
dapat diukur perubahan entalpinya secara laboratorium.
Contoh:
Reaksi pembentukan
asam sulfat dari unsur-unsurnya.
S(s) + H2(g) + 2O2(g) →
H2SO4( )
Pembentukan
asam sulfat dari unsur-unsurnya tidak terjadi sehingga tidak dapat diukur
perubahan entalpinya. Oleh karena itu, ahli kimia berusaha menemukan alternatif
pemecahannya. Pada 1840, pakar kimia dari Swiss Germain H. Hess mampu
menjawab tantangan tersebut.
Berdasarkan hasil
pengukuran dan sifat-sifat entalpi, Hess menyatakan bahwa entalpi hanya bergantung pada keadaan awal
dan akhir reaksi maka perubahan entalpi tidak bergantung pada jalannya reaksi
(proses).
Contoh:
Asetilen (C2H2) tidak
dapat diproduksi langsung dari unsur-unsurnya:
2C(s) + H2(g) →
C2H2(g)
Hitung ΔH° untuk
reaksi tersebut berdasarkan persamaan termokimia berikut.
(a) C(s) + O2(g) →
CO2(g) ΔH°1= –393,5 kJ mol–1
(b) H2(g) + ½ O2(g) →
H2O( l) ΔH°2= –285,8 kJ mol–1
(c) C2H2(g) + 5/2 O2(g) →
2CO2(g) + H2O( l) ΔH°3= –1.299,8 kJ mol–1
Jawab:
Aturan yang harus
diperhatikan adalah
1. Posisi pereaksi
dan hasil reaksi yang diketahui harus sama dengan posisi yang ditanyakan. Jika
tidak sama maka posisi yang diketahui harus diubah.
2. Koefisien reaksi
(mol zat) yang diketahui harus sama dengan yang ditanyakan. Jika tidak sama
maka harus disamakan terlebih dahulu dengan cara dibagi atau dikalikan,
demikian juga dengan nilai entalpinya.
a. Persamaan (a)
harus dikalikan 2 sebab reaksi pembentukan asetilen memerlukan 2 mol C.
b. Persamaan (b)
tidak perlu diubah sebab sudah sesuai dengan persamaan reaksi pembentukan
asetilen ( 1 mol H2)
c. Persamaan (c)
perlu dibalikkan arahnya, sebab C2H2 berada sebagai pereaksi.
Persamaan
termokimianya menjadi:
2C(s) + 2O2(g) →
2CO2(g) ΔH°1= 2(–393,5) kJ mol–1
H2(s) + ½ O2(g) →
H2O( l) ΔH°2= –285,8 kJ mol–1
2CO2(g) + H2O( l) →
2C2H2(g) + 5/2 O(g) ΔH°3= +1.299,8 kJ mol–1
2C(s) + H2(g) →
C2H2(g) ΔH°1+ ΔH°2+ ΔH°3= + 227,0 kJ
mol–1
Jadi, perubahan
entalpi pembentukan standar asetilen dari unsur-unsurnya adalah 227 kJ mol–1.
Persamaan termokimianya:
2C(s) + H2(g) →
C2H2(g) ΔH°f = 227,0 kJ mol–1.
Reaksi Endoterm & Eksoterm
Pada reaksi endoterm
|
Sistem
menyerap energi. Oleh karena itu, entalpi sistem akan bertambah. Artinya
entalpi produk (Hp) lebih besar daripada entalpi pereaksi (Hr).Akibatnya,
perubahan entalpi, merupakan selisih antara entalpi produk denganentalpi
pereaksi (Hp -Hr) bertanda positif. Sehingga perubahan entalpi untuk
reaksiendoterm dapat dinyatakan:
Pada reaksi eksoterm
 |
Sistem
membebaskan energi, sehingga entalpisistem akan berkurang, artinya entalpi
produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi.Oleh karena itu , perubahan
entalpinya bertanda negatif. Sehingga p dapatdinyatakan sebagai berikut:
Hubungan Hubungan yang
melibatkan ΔH
ΔH adalah sifat yang Ekstensif
Perubahan entalpi berbanding langsung
dengan jumlah zat zat yangterlibat dalam suatu proses, atau jika digandakan
persamaan tersebut dua kali
ΔH berubah tanda jika proses reaksi
berlangsung sebaliknya
Jika arah dari suatu proses
terbalik, perubahan sifat ΔH juga mengalami pertukaran tanda –ΔH
https://hudawaudchemistry.wordpress.com/2013/10/08/termokimia/
Tidak ada komentar:
Posting Komentar