TERMOKIMIA

Asas kekekalan energi menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, tetapi energi dapat diubah dari satu bentuk kebentuk lain ( disebut hukum pertama termodinamika)

Dialam terdapat dua bagian yang penting yaitu sistem dan lingkungan. Sistem adalah sejumlah zat atau campuran zat yang dipelajari sifat-sifat dan perilakunya. Sedangkan lingkungan adalah segala sesuatu di luar sistem.

Sistem terbagi atas:

1.     Sistem tersekat:

Antara sistem dan lingkungan tidak dapat terjadi pertukaran energi maupun materi

Contoh: termos yang ideal

2.     Sistem tertutup

Antara sistem dan lingkungan dapat terjadi pertukaran energi

Contoh: gas dalam silinder tertutup

3.     Sistem terbuka

Antara sistem dan lingkungan dapat terjadi pertukaran baik energi maupun materi.

Contoh: zat dalam wadah terbuka

Hampir semua reaksi kimia  melibatkan  perubahan energi yangberupa energi kalor ( panas)

a.     Entalpi (H)

adalah jumlah energi yang terkandung dalam suatu zat. Besarnya entalpi tidak dapatdiukur tetapi besaranyaperubahan entalpi (∆H ) dapat diukur.

b.     Perubahan entalpi ∆H = -H

∆H = H produk – H reaktan

Macam reaksi berdasarkan perubahan suhu

1.    Reaksi Eksoterm

-         Perpindahan kalordari sistem ke lingkungan

-         Sistem membebaskan energi, sehingga entalpi sistem berkurang

 H pereaksi > H produk

∆H< 0 ..........................berharga negatif

                

2.    Reaksi endoterm

Kalor berpindah dari lingkungan ke sistem

Sistem menyerap energi, sehingga entalpi sistem bertambah.

H pereaksi < H produk

∆H > 0 ..........................berharga positif

         Perbedaan eksoterm dan endoterm

Eksoterm	endoterm
Perubahan entalpi ∆H Bertanda negatif (-)	Perubahan entalpi ∆H Bertanda positif (+)
Sistem melepas kalorkelingkungan	Sistem menyerap kalor dari lingkungan
Ditandai dengan kenaikan suhu	Ditandai dengan penurunan suhu

Perubahan Entalpi

1.     Entalpi

Entalpi adalah energi dalam bentuk panas yang dikandung oleh sistem pada tekanan tertentu

H = E + PV

Entalpi merupakan fungsi keadaan, besarnya entalpi tidak dapat diukur, yang dapat diukur adalah perubahannya (∆H ) maka,

∆H = ∆E + P. ∆V

Jika kalori reaksi pada tekanan tetap qp dan kerja yang dilakukan sistem W = -P.∆V, maka

∆H      = ∆E + P.∆V

          = (qp + W ) + P.∆V

          = (qp – P.∆V ) + P.∆V

          = qp - P.∆V  +  P.∆V

          = qp

Maka perubahan entalpi sama dengan kalor reaksi pada tekanan tetap.

Macam-macam perubahan Entalpi Molar

1.    Persamaan termokimia

Merupakan persamaan reaksi yang disertai perubahan entalpinya

Perubahan entalpi (∆H) bergantung pada jumlah mol zatdan wujudzat, maka wujud zat harus dinyatakan (g untuk gas, l untuk cair, s untuk padat, )

Misal:

Pada pembakaran 2 mol NH3dari gas nitrogen dan gas oksigen dibebaskan kalor 46 kj.Dibebaskan kalor berarti reaksinya eksoterm ∆H = -

Persamaan termokimianya:

N2 (g)  +   3H2 (g)  →  2NH3(g)  ∆H = - 46kj

Keterangan:

-          Koefisien reaksi menyatakan jumlah mol

-          Jika reaksi dibalik, maka harga ∆H berubah tanda ( dari – menjadi + atau 

       sebaliknya)

-          Jika reaksi dikali, maka ∆H dikali

-          Jika reaksi dijumlah, maka ∆H dijumlah

Macam-macam perubahan Entalpi Molar

1.    Persamaan termokimia

Merupakan persamaan reaksi yang disertai perubahan entalpinya

Perubahan entalpi (∆H) bergantung pada jumlah mol zatdan wujudzat, maka

wujud zat harus dinyatakan (g untuk gas, l untuk cair, s untuk padat, )

Misal:

Pada pembakaran 2 mol NH3dari gas nitrogen dan gas oksigen dibebaskan kalor

46 kj.Dibebaskan kalor berarti reaksinya eksoterm ∆H = -

Persamaan termokimianya:

N2 (g)  +   3H2 (g)  →  2NH3(g)  ∆H = - 46kj

Keterangan:

-          Koefisien reaksi menyatakan jumlah mol

-          Jika reaksi dibalik, maka harga ∆H berubah tanda ( dari – menjadi + atau sebaliknya)

-          Jika reaksi dikali, maka ∆H dikali

-          Jika reaksi dijumlah, maka ∆H dijumlah

2.    Perubahan entalpi Molar

Perubahan entalpi standaradalah entalpi suatu reaksi yang diukur pada suhu 250C

dan tekanan 1 atm.

Perubahan entalpi molar adalah perubahan energi entalpi reaksi setiap 1 mol zat

Perubahan entalpi molarmeliputi:

a.    Perubahan entalpi pembentukan (∆Hf0 )

Perubahan entalpi padapembentukan 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya dalam

keadaan bebas

H2 (g)  +   ½ O2 (g)  →  H2O (l)      ∆Hf0 = - 285,9 kjmol-1

b.    Perubahan entalpi penguraian  (∆Hd0)

Perubahan entalpi pada penguraian 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya dalam

H2O (g)→ H2 (g)  +   ½ O2 (g)        ∆Hd0 = + 241,83 kjmol-1

c.    Perubahan entalpi Pembakaran (∆Hc0)

Perubahan entalpi pada pembakaran 1 mol senyawa

C2H6 (g)  +  3½ O2 (g)   →  2CO2  (g)     +   3H2O (l)  ∆Hc0 = - 1559,5 kjmol-1

d.    Perubahan entalpi Pembakaran

Perubahan entalpi pada pelarutan 1 mol senyawa

NaCl (s)  + aq   →  NaCl(aq)             ∆Hs0 = +4 kjmol-1

Menentukan Perubahan Entalpi

1.     Dengan Kalorimeter

q = m . C. ∆T

q larutan  = m larutan . C larutan . ∆T

q kalorimeter = C . ∆T

q = jumlah kalor

m = masa perlarutan

C = kapasitas kalor dari kalorimeter

∆T = kenaikan suhu

Kalorreaksi sama dengan kalor yang diserap oleh larutan dan kalorimeter:

q reaksi =  -  (q larutan + q kalorimeter)

2.     Berdasarkan huku HESS

Perubahan entalpi /∆H tidak bergantung dari jalannya reaksi tetapi bergantung

dari keadaan awal dan akhir reaksi.

∆H reaksi= Ʃ∆Hf0produk - Ʃ∆Hf0reaktan

∆H reaksi= Ʃ ∆Hf0kanan - Ʃ ∆Hf0kiri

3.     Berdasarkan energi Ikatan

Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan kimia

dalam 1 mol senyawa berwujud gas menjadi atom-atom gas pada keadaan

standar

∆H reaksi         = Ʃ energi pemutusan ikatan  - Ʃ energi pembentukan ikatan                                    ( reaktan)                        (produk)

∆H reaksi         = kiri – kanan

Contoh Soal dan Pembahasannya

1.    Diketahui

      CS₂ + 3O₂ → CO₂ + 2SO₂      ΔH = - 1110 kj

      CO₂ → C + O₂                         ΔH = + 394 kj

      SO₂ → S + O₂                         ΔH = + 297 kj

      Maka kalor pembentukan CS₂ adalah....

A.    + 122 kj

B.    + 419 kj

C.   + 906 kj

D.   – 122 kj

E.    – 419 kj

2.     Ke dalam kalorimeter dimasukkan 100 ml air dan 2,14 gram NH₄Cl ternyata suhu larutan turun dari 27⁰ C menjadi 23,5⁰C . bila kalor jenis air 4,18 Jgram^-1C^-1, maka ΔH pelarutan adalah...

A.    36,575 kj/mol

B.    37,36 kj/mol

C.   365,75 kj/mol

D.   1463 kj/mol

E.    1494,3 kj/mol

3.    Perhatikan diagram tingkat energi berikut ini

     

       Berdasarkan digram diatas, reaksi tersebut termasuk reaksi ....

A.    Eksoterm, karena H1 < H2

B.    Endoterm karena H1 < H2

C.   Eksoterm karena H1 > H2

D.   Endoterm karena melepas kalor

E.    Endoterm ΔH > 0

4.    Diketahui

      ΔHf⁰ CH₄         = - 75 Kj/mol

      ΔHf⁰ CO₂         = - 393,5 Kj/mol

      ΔHf⁰ H₂O         = - 242 Kj/mol

      Reaksi pembakaran metana adalah sbb:

      CH₄ + 2O₂   →   CO₂ + 2H₂O

      Besar harga ΔH reaksi pembakaran 1 mol gas metana adalah....

A.    – 802,5 Kj

B.    – 702,5 Kj

C.   – 602,5 Kj

D.   – 502,5 Kj

E.    – 402,5 Kj

5.    Ke dalam 50 cm³ larutan HCl 1 M dengan suhu 26⁰C ditambahkan 50⁰ cm³ larutan NaOH 1 M. Suhu tertinggi campuran adalah 33⁰C . jika kalor jenis 4,2 J.g^-1.K^-1 mak perubahan entalpi reaksi adalah.....J/mol

  

6.    Diketahui persamaan termokimia berikut

      2NO_(g) + O_{2 (g)}  → N₂O₄                       ΔH = a kj

      NO _(g)  + ½ O_{2 (g)}  → NO_{2 (g)}                 ΔH = b kj

      Besarnya harga ΔH reaksi berikut adalah...

      2NO_2(g)  → N₂O_{4 (g)}

A.    ( a + b ) kj

B.    ( a + 2b ) kj

C.   ( -a + 2b ) kj

D.   ( a – 2b ) kj

E.    ( 2a + b ) kj

7.    Jika diketahui

     MO₂ + CO        → MO + CO₂              ΔH = - 20 kj

     M₃O₄ + CO      → 2MO + CO₂                        ΔH = - 6 kj

     3M₂O₃ + CO    → 2M₃O₄ + CO₂         ΔH = + 12 kj

     Maka nilai ΔH untuk reaksi

     4MO₂ + CO                  → 3M₂O₃ + CO₂ adalah...(kj/mol)

A.    + 18

B.    – 18

C.   – 26

D.   – 28

E.    – 80 

8.    Diketahui ΔH⁰ pembentukan NH_{3  (g)} = - 46 kj/mol

     Untuk reaksi :

     2NH_{3 (g)}    →    N_{2 (g)}  + 3H_{2 (g)}maka harga ΔH dalam kj/mol ....

A.    – 46

B.    + 46

C.   – 92

D.   + 92

E.    + 138

9.     2Fe _(s) + 3/2 O₂   →  Fe₂O_{3 (s)} ΔH = - 840 kj

      2Al _(s) + 3/2 O₂ →  Al₂O_{3 (s)}      ΔH = - 1680 kj

      Perubahan entalpi untuk reaksi dibawah ini

       2Al _(s) + Fe₂O_{3 (s)} → 2Fe _(s) + Al₂O_{3 (s)} adalah.....(kj)

A.    + 840

B.    – 840

C.   + 2520

D.   – 2520

E.    0 

10.   Diketahui reaksi termokimia sbb:

       2C _(s) + O_{2 (g)}  → 2CO _(g)          ΔH = A kkal

       CO _(g) + ½ O_{2 (g)}  → CO_{2 (g)}      ΔH = B kkal

       C _(s) + O_{2 (g)}  → CO_{2 (g)}             ΔH = C kkal

       Menurut hukum Hess yang memenuhi syarat adalah....

A.    C = A + B

B.    B = A + C

C.   2C = A + C

D.   C = ½ A + B

E.    A = C – 2B

11.   Diketahui reaksi-reaksi berikut 

       N_{2 (g)} + 2O_{2 (g)}  →  2NO _(g) + O_{2 (g)}                    ΔH = 180,7 kj

       2NO_{2 (g)}   →  2NO _(g) +  O_{2 (g)}                           ΔH = 113,0 kj

       Kalor pembentukan gas NO₂ dinyatakan dalam kj/mol

A.     + 146,9

B.    + 67,7

C.   + 56,5

D.   + 33,9

E.    – 56,3

12.   Diketahui 

       CO₃^2- _(g) + 2H⁺_(aq)  →  H₂O _(l) + CO_{2 (g)}            ΔH = a kj

       HCO₃^- _(aq)  + H⁺_(aq) → H₂O _(l)  + CO_{2 (g)}               ΔH = b kj 

       Maka untuk reaksi   HCO₃^- 

       CO₃^2- _(aq)  + H⁺ _(aq)  → HCO₃^- _(aq)  adalah... 

A.    (a-b) kj

B.    (a+b) kj

C.   (b-a) kj

D.   (–a-b) kj

E.    (1/2 a – b) 

13.   Diketahui

       kalor pembakaran siklopropana (CH₂)₃ = - a kj/mol

       kalor pembentukan CO₂ = - bkj

       kalor pembentukan H₂O = - c kj

       maka kalor pembentukan siklopropana ( dalam kj/mol) adalah...

A.    A – 3b – 3c

B.    A – 3b + 3c

C.   A + 3b – 3c

D.   A + 3b + 3c

E.    –a + 3b + 3c 

14.   Diketahui reaksi-reaksi berikut

       2H₂ + O₂   →  2H₂O                            ΔH = a kj

       2Ca + O₂  → 2CaO                             ΔH = b kj

       CaO + H₂O  →  Ca(OH)₂                    ΔH = c kj

       Besarnya ΔH pembentukan Ca(OH)₂ adalah...

A.    a  + b + c

B.    a – b + 2c

C.   ½ a + ½ b – c

D.   a + b – 2c

E.    ½ a + ½ b + c 

15.   Jika diketahui

       C_(intan) + O₂   →  CO₂               ΔH = - 394,1 kj

       C_(grafis) + O₂  →  CO₂                ΔH = - 396,0 kj 

       Maka ΔH untuk reaksi C grafis → C intan adalah

A.    + 1,95 kj

B.    + 0,95 kj

C.   – 790,1 kj

D.   – 1,9 kj

E.    + 790,1 kj 

16.   Berdasarkan diagram sbb

 

        Berdasarkan diagram diatas, maka nilai dari ΔH₂ adalah...

A.    – 124,25

B.    + 124,25

C.   – 90,37

D.   – 56,49

E.    + 56,49

17.   Jika diketahui

       H₂ + Br₂ → 2HBr  ΔH = - 72 kj. Maka untuk menguraikan 11,2 dm³ ( pada STP)gas HBr menjadi H₂ dan Br₂ diperlukan kalor sebanyak....

A.    9 kj

B.    18 kj

C.   36 kj

D.   72 kj

E.    144 kj 

18.   Diketahui 

       H_{2 (g)} + ½ O_{2 (g)} →H₂O _(l)          ΔH = -286 kj/mol

       H_{2 (g)} + ½ O_{2 (g)}  → H₂O _(g)        ΔH = -242 kj/mol 

       Penguapan 5,4 gram air dari tubuh kita berlangsung melalui...

A.    Penyerapan 44 kj

B.    Pembebasan 44 kj

C.   Penyerapan 13,2 kj

D.   Pembebasan 13,2 kj

E.    Penyerapan 528 kj 

19.   Reaksi 3 magnesium (Ar = 24) dengan nitrogen (Ar = 14) berlebih  menghasilkan Mg₃N₂ pada keadaan standar, proses tersebut melepaskan  kalor sebesar 28 kj. Entalpi pembentukan standar Mg₃N₂ adalah...

A.    – 75 kj

B.    – 177 kj

C.   – 224 kj

D.   – 350 kj

E.    – 672 kj 

20.    Sebanyak 5,8 gram butana, C₄H₁₀ Mr 58 dibakar dalam kalorimeter bom  dengan oksigen berlebih terjadi perubahan suhu dari 25⁰C menjadi 29⁰C .  jika kapasitas panas sistem 18 kkal⁰C , maka entalpi pembakaran ΔH_c  adalah.....

A.    -720 kkal/mol

B.    -1440 kkal/mol

C.   -2880 kkal/mol

D.   +720 kkal/mol

E.    + 2880 kkal/mol

21.    Pada reaksi

       CH_{4 (g)} + 2O_{2 (g)}  →  CO_{2 (g)} + 2H₂O _(g)         ΔH = - 109 kj/mol

       Bila diketahui energi ikatan

       C – H    = .....?

       C = O   = 243 kj/mol

       H – O   = 432 kj/mol

       O = O   = 335 kj/mol

       Maka energi ikatan C – H sebesar....kj/mol

       A.    194,75

       B.    358,75

       C.   359,75

       D.   595,75

       E.    595,00

22.    Diketahui energi ikatan sebagai berikut

       C = C    = 614 kj/mol

       C – C    = 384 kj/mol

       C – O    = 358 kj/mol

       C – H    = 413 kj/mol

       O – H    = 463 kj/mol

       Perubahan entalpi reaksi dibawah ini adalah....

       CH₂ = CH₂  + H₂O   CH₃ – CH₂OH

       A.    – 78 kj/mol

       B.    + 87 kj/mol

       C.   + 97 kj/mol

       D.   + 178 kj/mol

       E.    + 197 kj/mol

23.    Diketahui energi ikatan

       C – F    = 439 kj/mol

       C – Cl   = 330  kj/mol

       F – F     = 159 kj/mol

       Cl – Cl = 243 kj/mol

       Panas reaksi untuk reaksi dibawah ini adalah....

       CF₂Cl₂ + F₂  →   CF₄ + Cl₂

       A.    + 136

       B.    + 302

       C.   – 302

       D.   + 622

       E.    – 622

24.    Diketahui energi ikatan rata-rata sbb

       H – H    = 104,2 kj/mol

       Cl – Cl = 57,8 kj/mol

       H – Cl   = 103,2 kj/mol

       Kalor yang diperlukan untuk menguraikan 146 gram HCl ( Ar H = 1 Cl = 35,5)

       menjadi unsur-unsurnya adalah...

       A.    22,1 kj/mol

       B.    44,2 kj/mol

       C.   88,4 kj/mol

       D.   256,1 kj/mol

       E.    825,8 kj/mol

25.    Diketahui entalpi pembakaran 1 mol CH₄ =  - 18 kkal

       Energi ikatan

       O = O   = 119 kj/mol

       C = O   = 173 kj/mol

       O – H    = 110 kj/mol

       Maka energi ikatan C – H sebesar

       A.    132,8 kj

       B.    33,13

       C.   123,2 kj

       D.   223,2 kj

       E.    333,2 kj

Baca Juga Artikel lainnya yang terkait:
1. Termokimia
2. Menentukan Perubahan Entalpi
3. Pembahasan Soal - Soal Termokimia

Artikel Lain:
Hidrokarbon dan Minyak Bumi
Termokimiai

Share :

Tweet

✚

Related Post