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: