Penentuan Δ H Reaksi dari Data Energi Ikatan

4. Penentuan Δ H Reaksi dari Data Energi Ikatan

Anda sudah tahu apa yang dimaksud dengan ikatan? Kekuatan ikatan antara atom-atom dalam molekul dapat diketahui dari energinya. Semakin besar energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan, semakin kuat ikatan

Catatan tersebut. Pada topik berikut, Anda akan mempelajari cara menghitung Note

energi ikatan dan hubungannya dengan perubahan entalpi.

Untuk memutuskan ikatan pada

a. Energi Ikatan Rata-Rata

molekul diperlukan energi yang lebih kuat dari energi ikatan antara

Pada molekul diatom, energi ikatan disebut juga energi disosiasi,

atom-atomnya.

dilambangkan dengan D (dissociation). Energi ikatan didefinisikan sebagai

To break dow n m olecule’s bond, the

jumlah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan 1 mol suatu molekul

energy m ust be higher than the bond

dalam wujud gas.

energy am ong atom s itself.

Contoh:

H (g) ⎯→ 2 H(g) D

2 H–H = 436 kJ mol

Pada molekul beratom banyak, energi untuk memutuskan semua ikatan dalam molekul berwujud gas menjadi atom-atom netral berwujud gas dinamakan energi atomisasi. Besarnya energi atomisasi sama dengan jumlah semua energi ikatan dalam molekul.

66 Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XI

Contoh: Dalam metana, energi atomisasi adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan semua ikatan antara atom C dan H.

CH 4 (g) → C(g) + 4H(g) Dalam molekul beratom banyak, energi yang diperlukan untuk

memutuskan satu per satu ikatan tidak sama. Simak tabel berikut.

Tabel 3.1

Energi Ikatan Rata-Rata untuk Metana (kJ mol –1 )

Tahap Pemutusan Ikatan pada CH

Energi Disosiasi (kJ mol 4 –1 )

CH 4 (g) → CH 3 (g) + H(g)

D C–H = 435

CH 3 (g) → CH 2 (g) + H(g)

D C–H = 453

CH 2 (g) → CH(g) + H(g)

D C–H = 425

CH(g) → C(g) + H(g)

D C–H = 339

Sumber: Chemistry with Inorganic Qualitative Analysis, 1989

Berdasarkan data pada Tabel 3.1, apakah yang dapat Anda simpulkan? Kekuatan setiap ikatan C–H dalam metana tidak sama, padahal ikatan

Mahir Menjawab

yang diputuskan sama, yaitu ikatan antara karbon dan hidrogen. Mengapa? Diketahui reaksi : Ikatan yang diputuskan berasal dari molekul yang sama dan juga 2C 2 H 6 +7O 2 → 4CO 2 +6H 2 O Δ H=-3130 kJ atom yang sama, tetapi karena lingkungan kimianya tidak sama, besarnya H 2 + 1 2 O 2 → H 2 O

Δ H= -286 kJ

energi yang diperlukan menjadi berbeda. O leh karena ikatan yang C 2 H 2 + 2H 2 → C 2 H 6 Δ Tentukan H= -312 kJ +

H yang dibebaskan jika

diputuskan dari atom-atom yang sama dan nilai energi ikatan tidak 11,2 liter gas C 2 H 2 dibakar sempurna berbeda jauh maka nilai energi ikatan dirata-ratakan sehingga disebut pada keadaan standar.

energi ikatan rata-rata. Berdasarkan pertimbangan tersebut, energi disosiasi D. 1864 kJ

A. -652,5 kJ

B. 652,5 kJ E.

-2449 kJ

ikatan rata-rata untuk C–H adalah 413 kJ mol –1

. Nilai ini berlaku untuk C. -1864 kJ

semua jenis ikatan C–H dalam molekul. Beberapa harga energi ikatan Pembahasan

rata-rata ditunjukkan pada Tabel 3.2 berikut.

Berdasarkan hukum Hess

C 2 H 6 + 2 7 O 2 → 2CO 2 +H 2 O Δ H=-1565 kJ

Tabel 3.2

Energi Ikatan Rata-Rata (kJ mol –1 )

2H 2 O → 2H 2 + O 2 Δ H= 572 kJ Atom-Atom yang Berikatan C 2 H 2 + 2H 2 → C 2 H 6 Δ H= -312 kJ +

Jenis Ikatan

I C 2 H 2 + 2 Br 7 O 2 → 2CO 2 +H 2 O Δ H= -1305 kJ

F Cl

11,2 L C 2 H 2 (STP) = 11,2 22,4 = 0,5 mol

H untuk pembakaran 11,2 L C 2 H 2

C 413 346

= 0,5 x (-1305) = -652,5 kJ. (C)

Rangkap dua

S Rangkap tiga

C 835

Sumber: General Chemistry (Ebbing), 1990

Termokimia Termokimia

Nilai energi ikatan rata-rata dapat digunakan untuk menghitung perubahan entalpi suatu reaksi. Bagaimana caranya? Menurut Dalton, reaksi kimia tiada lain berupa penataan ulang atom-atom. Artinya, dalam reaksi kimia terjadi pemutusan ikatan (pada pereaksi) dan pembentukan kembali ikatan (pada hasil reaksi).

Untuk memutuskan ikatan diperlukan energi. Sebaliknya, untuk membentuk ikatan dilepaskan energi. Selisih energi pemutusan dan pembentukan ikatan menyatakan perubahan entalpi reaksi tersebut, yang dirumuskan sebagai berikut.

Δ H reaksi = ∑D (pemutusan ikatan) – ∑D (pembentukan ikatan)

Dengan ∑ menyatakan jumlah ikatan yang terlibat, D menyatakan energi ikatan rata-rata per mol ikatan.

Contoh 3.13

Menghitung Δ

H dari Energi Ikatan Rata-Rata

Gunakan data energi ikatan rata-rata pada Tabel 3.2 untuk menghitung Δ

H reaksi

pembentukan amonia dari unsur-unsurnya.

Jawab:

1. Tuliskan persamaan reaksi dan setarakan. 2. Tentukan ikatan apa yang putus pada pereaksi, dan hitung jumlah energi ikatan rata-rata yang diperlukan. 3. Tentukan ikatan apa yang terbentuk pada hasil reaksi, dan hitung jumlah energi ikatan rata-rata yang dilepaskan. 4. Hitung selisih energi yang terlibat dalam reaksi.

Persamaan reaksinya: N 2 (g) + 3H 2 (g) → 2NH 3 (g) Ikatan yang putus pada pereaksi: N N 1 mol × 418 kJ mol –1 = 418 kJ H–H

3 mol × 432 kJ mol –1 = 1296 kJ

Total energi yang diperlukan = 1714 kJ

Ikatan yang terbentuk pada hasil reaksi: N–H

2 mol × 386 kJ mol –1 = 1158 kJ

Total energi yang dilepaskan = 1158 kJ

Perubahan entalpi reaksi pembentukan amonia: