Cara menentukan perubahan entalpi reaksi

shares |



Chemistricks.com - Cara menentukan perubahan entalpi reaksi  [ΔHr]
Ada 5 macam cara : 
1)       Berdasarkan data perubahan entalpi pembentukan standar [ΔH°f] 
2)       Berdasarkan data energi ikatan rata-rata [Ei] 
3)       Dengan Hukum Hess 
4)       Berdasarkan diagram tingkat energi /susun reaksi 
5)       Data percobaan kalorimetri
=====================
I.       Penentuan perubahan entalpi reaksi [ΔHr] Berdasarkan data perubahan entalpi pembentukan standar [ΔH°f]

Kalor suatu reaksi dapat juga ditentukan berdasarkan data entalpi pembentukan zat pereaksi dan produknya. Dalam hal ini, zat pereaksi dianggap terlebih dahulu terurai menjadi unsur-unsurnya, kemudian unsur-unsur itu bereaksi membentuk zat produk.

Secara umum, untuk reaksi:
      mAB + nCD                  pAD  +   qCB        H=...?
ΔHr = [px ΔHof AD + q x ΔHof CB] – [ m x ΔHof AB + n x  ΔHof CD]
ΔHr = ∑ ΔHof (produk) - ∑ ΔHof (pereaksi)
CONTOH SOAL
Sebanyak 1 mol gas propana [C3H ] dibakar sempurna sesuai persamaan reaksi :
C3H  [g] + 5 O2 [g] à 3 CO2 [g] + 4 H2O [g]
Diketahui : ΔHof  C3H   = -103 kJ/mol
ΔHof  CO2   = ………….. kJ/mol
ΔHof  H2O  = ……. .. kJ/mol
ΔHof  unsur bebas [diatomik, poliatomik : O2, N2, H2, dsb ]  = o [nol]
Tentukan besarnya perubahan entalpi reaksi pembakaran tersebut !
Jawab : …………………………………
II.    Penentuan perubahan entalpi reaksi [ΔHr] Berdasarkan data data energi ikatan rata-rata [Ei]
Pengertian Energi Ikatan
Energi ikatan didefinisikan sebagai energi yang diperlukan untuk memutuskan 1 mol ikatan dari suatu molekul dalam wujud gas. Energi ikatan dinyatakan dalam kilojoule per mol (kJ mol-1) dengan lambang D.
Energi Ikatan Rata-Rata
Molekul biner yang terdiri dari tiga atau lebih atom mempunyai dua atau lebih ikatan. Untuk molekul seperti itu digunakan pengertian energi ikatan rata-rata. Metana (CH4) sebagai contoh, mengandung 4 ikatan C-H. Pemutusan ikatan C-H satu per satu dari molekul CH4 memerlukan energi yang berbeda. Energi ikatan C-H dalam CH4, merupakan rata-rata dari 4 ikatan C-H tersebut.
       H
             
H     C       H(g)                                C(g) + 4H(g)   H = 1,664 kJ
      
                H

Selain itu, ikatan C-H juga terdapat dalam berbagai molekul, misalnya dalam C2H6, CH3OH, dan CH3COOH. Kekuatan ikatan C-H dalam berbagai macam senyawa tersebut tentu berbeda satu dengan yang lainnya.
Reaksi kimia antarmolekul dapat dianggap berlangsung dalam dua tahap, yaitu:
pemutusan ikatan pada pereaksi
pembentukan ikatan pada produk
ΔH  reaksi = ∑Eikatan yang putus [reaktan] - ∑Eikatan yang terbentuk [produk]
Entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan data energi ikatan rata-rata sering berbeda dari entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan data entalpi pembentukan standar.
CONTOH SOAL
Tentukan perubahan entalpi untuk reaksi :
CH2=CH2 + H2O à CH3-CH3-OH
Diketahui : Energi ikatan rata-rata sebagai berikut : C-H : 41o kJ/mol;  O-H : 46o kJ/mol; C=C : 6o  kJ/mol; C-O : 351 kJ/mol; 343 kJ/mol.Tentukan besarnya perubahan entalpi reaksi pembakaran tersebut !
Jawab :

III.   Penentuan perubahan entalpi reaksi [ΔHr] Berdasarkan  data percobaan kalorimetri
      Cara penentuan kalor reaksi menggunakan kalorimeter disebut kalorimetri. Kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi (tidak ada pertukaran materi atau energi dengan lingkungan di luar kalorimeter). Dengan mengukur kenaikan suhu di dalam kalorimeter, kita dapat menentukan jumlah kalor yang diserap oleh air serta perangkat kalorimeter berdasarkan rumus:
      qair = m x c x T
      qbom= C x T
      dengan, q = jumlah kalor
      m = massa air (larutan) di dalam kalorimeter
      c = kalor jenis air (larutan) di dalam kalorimeter
      C = kapasitas kalor dari bom kalorimeter
      T= kenaikan suhu larutan (kalorimeter)
      Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan, maka kalor reaksi sama dengan kalor yang diserap oleh air (larutan) dan bom, tetapi tandanya berbeda.
      qreaksi = - (qair + qbom)
      kalor reaksi sama dengan jumlah kalor yang diserap atau yang dilepaskan larutan, sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan.
      qreaksi = -qlarutan
CONTOH SOAL
Sebanyak 5o mL larutan HCL 1 M direaksikan dengan 5o mL larutan NaOH dalam sebuah calorimeter. Bila suhu awal rata-rata 25°C dan suhu reaksi naik menjadi 33,5 °C, sedangkan kalor jenis larutan 4,2 J/g. Massa jenis larutan 1 g/mL. Berapakah  perubahan entalpi untuk reaksi netralisasi berikut.
HCl + NaOH à NaCl + H2O.
  1. ………….
  2. ………….
  3. ……
  4. ………..
  5. …………..
      Jawab :
      TUGAS [ENERGI IKATAN RATA-RATA] :
      Tentukan harga perubahan entalpi pada reaksi pembakaran etanol berikut.
      C2H5OH + 3 O2 à 2 CO2 + 3 H2O
Diketahui : Energi ikatan rata-rata sebagai berikut : C= O :        kJ/mol; C-C : 346 kJ/mol; C-H : 414 kJ/mol;  ; C=C : 6o  kJ/mol; C-O : 351 kJ/mol; 343 kJ/mol; O=O : 4 5 kJ/mol.
IV.   Penentuan perubahan entalpi reaksi [ΔHr] Berdasarkan  Hukum Hess
Hukum Hess berkaitan dengan reaksi-reaksi yang dapat dilangsungkan menurut dua atau lebih cara (lintasan). Misal jika kita mempunyai 1 mol karbon dan 1 mol oksigen kedua zat ini dapat bereaksi membentuk 1 mol karbondioksida. Reaksinya dapat dilangsungkan menurut dua cara sebagai berikut:
Cara 1 : reaksi satu tahap
     Satu mol karbon direaksikan dengan 1 mol oksigen, sehingga membentuk 1 mol karbondioksida.
     C(s) + O2(g)                  CO2(g)
Cara 2 : reaksi dua tahap
     Tahap 1 : 1 mol karbon mula-mula direaksikan dengan ½ mol oksigen sehingga terbentuk 1 mol karbon monoksida
     C(s) + ½ O2(g)                CO(g)
     Tahap 2 : gas karbon monoksida yang terbentuk pada tahap 1 direaksikan dengan ½ mol oksigen yang tersisa, sehingga terbentuk 1 mol karbondioksida.
     CO(s) + ½ O2(g)                CO2(g)                      
Jika tahap 1 dan 2 menurut cara yang kedua ini dijumlahkan, ternyata hasilnya sama dengan cara satu:
Tahap 1:  C(s) + ½  O2(g)                   CO(g)
Tahap 2:  CO(s) + ½ O2(g)          CO2(g) 
                                                                       +
          C(s) + O2(g)                  CO2(g)
Pada tahun 1940, Henry Hess menemukan bahwa kalor reaksi dari kedua cara di atas adalah sama
ØKalor reaksi dapat ditentukan secara tidak langsung, artinya tidak melalui percobaan, tetapi dari kalor reaksi-reaksi lain yang berhubungan. Caranya dengan menyusun reaksi-reaksi yang telah diketahui perubahan entalpinya, sehingga penjumlahannya sama dengan reaksi yang akan ditentukan perubahan entalpinya. Dalam hal ini ”menyusun” dapat berarti mengalikan koefisien atau membalik arah reaksi (produk menjadi pereaksi).

Related Posts

0 comment:

Post a Comment