Menghitung H reaksi menggunakan hukum Hess

56 M Mari Belajar Kimia SMA-MA Kelas XI IPA JILID 2 Tentukan entalpi pembakaran arang menjadi gas karbon dioksida dan uap air. Jawab Reaksi pembakaran arang dapat dituliskan sebagai berikut. Cs + O 2 g o COg Reaksi tersebut belum diketahui nilai entalpinya. Harga entalpi dari reaksi pembakaran arang dapat ditentukan dengan jalan memakai reaksi yang telah diketahui harga entalpinya. Telah diketahui entalpi pembentukan CO 2 = –393,5 kJ mol dan entalpi pembakaran CO = –283 kJ mol . Dengan dua data entalpi tersebut, maka berdasarkan hukum Hess entalpi pembakaran karbon menjadi karbon monoksida dapat dihitung sebagai berikut. Persamaan termokimia pembentukan karbon dioksida CO 2 Cs + O 2 g o CO 2 g H = –393,5 kJ Persamaan termokimia pembakaran karbon monoksida CO COg + 2 1 O 2 g o CO 2 g H = –283 kJ Dengan cara membalik reaksi pembakaran karbon monoksida, dan menjumlahkan kedua reaksi tersebut maka diperoleh Cs + O 2 g o CO 2 g H = – 393,5 kJ CO 2 g o COg + 2 1 O 2 H = + 283 kJ Cs + 2 1 O 2 o COg H = – 110,5 kJ Jadi, entalpi pembakaran arang sebesar –110,5 kJ. Cara perhitungan itu sesuai dengan hukum Hess yang menyatakan bahwa entalpi reaksi yang diserap maupun yang dilepas oleh suatu reaksi tidak tergantung pada jalannya reaksi. Beberapa prinsip perhitungan persamaan termokimia menurut hukum Hess yang harus diperhatikan adalah a. Jika suatu persamaan reaksi harus dibalik, maka ubah tanda H. Contoh, Reaksi : H 2 g + O 2 g o H 2 O 2 l H = –187,8 kJ Dibalik: H 2 O 2 l o H 2 g + O 2 g H = +187,8 kJ b. Jika pada penjumlahan reaksi ada zat yang muncul di kedua ruas persamaan dengan fase zat sama, maka zat tersebut dapat dihilangkan. Contoh Contoh 57 B Bab 2 Termokimia H 2 g + 2 1 O 2 g o H 2 Og H = +241,80 kJ H 2 Ol o H 2 g + 2 1 O 2 g H = –285,85 kJ H 2 Ol o H 2 Og H = –44,05 kJ Perhitungan H reaksi juga dapat dilakukan dengan cara menggunakan data dasar kalor reaksi pembentukan standar H° f . Kalor pembentukan standar merupakan kalor pemben- tukan senyawa dari unsur-unsurnya. Perhatikan persamaan reaksi kesetimbangan umum berikut. aA + bB o cC + dD H reaksi = c × C + d × D – a × A + b × B = 6 H° f produk – 6 H° f reaktan Jadi, secara umum H reaksi dapat ditentukan dengan rumus H reaksi = 6 H° f produk – 6 H° f reaktan 6H° f produk : merupakan jumlah entalpi pembentukan standar dari zat-zat produk. 6H° f reaktan: merupakan jumlah entalpi pembentukan standar dari zat-zat reaktan. Harga H° f beberapa zat disajikan dalam Tabel 2.2 Tabel 2.2 Harga H° f untuk beberapa zat. Zat Zat Zat –1669,79 CH 3 OHg –200,67 I 2 s BaCO 3 s –1218,8 CH 3 OHl –238,66 KCls –435,89 31,4 C 2- H 5 OHl –277,65 MgCl 2 s –641,83 –1263,6 CaCO 3 s –1207,1 MgOs –601,83 Brg 111,75 CaOs –635,5 MnO 2 s –519,7 30,71 CaOH 2 s –986,6 Ng 472,71 CuOs –155,2 N 2 g BrClg 14,7 Cu 2 Os –166,69 NH 3 g –46,19 Cg 718,39 Fe 2 O 3 s –822,16 NH 4 Cls –315,38 Cdiamond 1,88 Fe 3 O 4 s –1117,13 NOg 90,37 Cgrafit Hg 217,94 N 2 Og 81,55 –106,7 H 2 g NO 2 g 33,85 COg –110,54 HBrg –36,23 N 2 O 4 g 9,67 CO 2 g –393,5 HClg –92,30 NOClg 52,59 CH 4 g –74,85 HFg –268,61 NaCls –410,99 Al 2 O 3 s B 2 H 6 g B 2 O 3 s Br 2 g 2 Br l CCl 4 g ΔH o f kJ mol 1 ΔH o f kJ mol 1 ΔH o f kJ mol 1 58 M Mari Belajar Kimia SMA-MA Kelas XI IPA JILID 2 Tentukan nilai H reaksi untuk reaksi penguraian SO 3 sesuai persamaan reaksi berikut. SO 3 g o SO 2 g + 2 1 O 2 g Jawab Dari tabel diketahui: H° f SO 3 = –395,2 kJ mol , H° f SO 2 = –296,9 kJ mol H reaksi = 6 H° f produk – 6 H° f reaktan = {1×–296,9 kJ mol + 2 1 × 0} – {1 × –395,2 kJ mol } = –296,6 kJ mol + 395,2 kJ mol = +98,6 kJ mol Jadi, penguraian SO 3 sebesar +98,6 kJ mol .

3. Menghitung H

reaksi menggunakan data energi ikatan Entalpi dan kalor reaksi selain dapat ditentukan dengan kalorimeter atau dengan cara hukum Hess, dapat pula ditentukan dengan menghitung energi ikatan yang digunakan untuk melepas atau membentuk suatu ikatan. Energi ikatan atau energi dissosiasi merupakan energi yang diperlukan untuk memutuskan 1 mol ikatan molekul gas menjadi atom-atomnya dalam fase gas. Zat Zat Zat ΔH o f kJ mol 1 ΔH o f kJ mol 1 ΔH o f kJ mol 1 CH 2 Cl 2 g –82,0 HIg 25,94 Og 247,53 C 2 H 2 g 226,73 H 2 Og –241,84 O 2 g C 2 H 4 g 52,30 H 2 Ol –285,85 O 3 g 142,3 C 2 H 6 g –84,68 H 2 Sg –20,17 PCl 3 g –306,4 C 3 H 8 g –103,85 HCHOg –115,9 PCl 5 g –398,9 CaSO 4 s –1432,7 Heg S 8 s Clg 121,38 Hgg 60,84 SO 2 g –296,90 Cl 2 g Hgl SO 3 g –395,2 C 6 H 6 g 82,93 Ig 106,61 SO 2 Cl 2 l –389 C 6 H 6 l 49,04 I 2 g 62,26 ZnOs –347,98 Contoh Sumber: General Chemistry Hill J. W, Petrucci R. H, Mc Creary T. W, dan Perry S. S 59 B Bab 2 Termokimia HClg o Hg + Clg H =+ 431 kJ Energi ikatan HCl : E H Cl = + 431 kJ mol H 2 g o Hg + Hg H = 436 kJ Energi ikatan H 2 : E H H = + 436 kJ mol Energi ikatan hidrogen tersebut dinamakan juga energi dissosiasi molekul hidrogen. Energi ikatan dari molekul yang beratom banyak tidak dapat diketahui secara langsung. 1. Hitung energi ikatan atom karbon dan hidrogen dalam CH 4 , jika reaksi pengatoman diketahui sebagai berikut. CH 4 g o Cg + 4Hg H= + 1662 kJ Jawab Dalam pengatoman satu mol metana mengalami 4 pemutusan ikatan C H, berarti 4 × EC H = 1662 kJ Sehingga energi ikatan C H: E C---H = 4 1662 = 415 kJ Jadi, energi ikatan atom karbon dalam CH 4 sebesar 415 kJ. 2. Berapa energi ikatan C C yang dihitung dari molekul C 6 H 6 jika diketahui Reaksi pengatoman sebagai berikut. C 6 H 6 o 6 Cg + 6Hg H = +2924 kJ Jawab 6 × E C H + E C C = + 2924 kJ telah diketahui bahwa E C H sebesar 415 kJ mol , maka E C C = 2924 kJ mol – 6 × 416 kJ mol = 428 kJ mol Jadi, energi ikatan atom karbon dengan atom karbon dalam benzena sebesar 428 kJ mol . Kalian dapat memperkirakan kalor reaksi dari suatu reaksi dengan menggunakan bantuan energi ikatan rata-rata. Tabel 2.3 menyajikan data energi ikatan rata-rata dalam kJ mol . Contoh