TERMOKIMIA

Standar Kompetensi

Kompetensi Dasar

A

Memahami perubahan energi dalam kimia, cara pengukuran dan sifat
ketidakteraturan dalam alam semesta.



Menjelaskan pengertian tentang entalpi suatu zat dan perubahannya.
Menentukan ∆H reaksi berdasarkan eksperimen, menggunakan Hukum
Hess, data perubahan entalpi pembentukkan standar dan data energi
ikatan.

Entalpi (H) dan Perubahan entalpi (∆H)

Entalpi (H) adalah jumlah kalor yang terkandung dalam suatu materi.Entalpi suatu zat tidak dapat
diukur, tetapi perubahan entalpinya (∆H) dapat diukur. Perubahan entalpi (∆H) merupakan penambahan atau
pengurangan energi suatu zat dalam suatu proses perubahan energi yang berlangsung pada tekanan tetap.

H2O(s)  H2O(l)
Pada proses ini, tidak dapat diukur entalpi H2O(s) atau entalpi H2O(l), yang dapat ditentukan hanyalah
perubahan entalpi atau entalpi reaski (∆H).
∆H = H H2O(s) - H H2O(l)
∆H = Hhasil – Hmula-mula
Untuk reaksi kimia,
∆H = Hhasil reaksi – Hpereaksi

B

Sistem dan Lingkungan

Sistem
 Sesuatu yang menjadi pusat perhatian.
 Zat atau proses yang sedang dipelajari perubahan energinya.

Larutan
HCl

Lingkungan

 Daerah diluar sistem.
 Segala sesuatu di luar sistem, dengan apa sistem melakukan pertukaran energi.

Larutan
HCl

Ind_chem’08

14

B

Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Reaksi Eksoterm
Reaksi eksoterm adalah reaksi kimia yang menghasilkan atau membebaskan kalor. Pada reaksi ini,
terjadi perpindahan kalor dari sistem ke lingkungan sehingga lingkungan menjadi lebih panas. Oleh karena
itu, entalpi sistem akan berkurang (bertanda negatif).
Contoh
Reaksi pembakaran

CH4(g) + O2(g)  CO2(g) + H2O(g)
E dilepas oleh sistem
ke lingkungan

H
R

CH4(g) + O2(g)

P

CO2(g) + H2O(g)

∆H = (-)
berkurang

Diagram tingkat energi pada reaksi eksoterm.

Reaksi Endoterm
Reaksi endoterm adalah reaksi kimia yang menyerap atau menerima kalor. Pada reaksi ini, terjadi

perpindahan kalor dari lingkungan ke sistem sehingga suhu lingkungan turun dan menjadi lebih panas. Oleh
karena itu, entalpi sistem akan bertambah (bertanda positif).
Contoh
Reaksi pembekuan air
H2O(l)  H2O(s)
E diserap oleh sistem
dari lingkungan

H

P

H2O(s)

R

H2O(l)

∆H = (+)
bertambah

Diagram tingkat energi pada reaksi endoterm.

C

Persamaan Termokimia

 Persamaan reaksi kimia yang mengikutsertakan nilai ∆H.
Contoh
•
•

C(s) + O2(g)  CO2(g)
∆H = -393,5 kJ
2 NH3(g)  N2(g) + 3 H2(g) ∆H = +92 kJ

Ind_chem’08

15

Latihan
Tulislah persamaan reaksi termokimia untuk masing-masing reaksi berikut :
a. Pembakaran 1 mol gas etana membentuk karbondioksida dan uap air menghasilkan energi sebesar 142 kJ.
b. Reaksi antara 1 mol Fe2O3 dengan karbon membentuk besi dan karbon monoksida memerlukan energi
sebesar 621 kJ.
c. Untuk menguraikan 1 mol kalsium karbonat (CaCO3) menjadi kalsium oksida dan karbondioksida
diperlukan energi sebesar 178,5 kJ.
d. Diketahui persamaan termokimia
2SO2(g) + O2(g)  2SO3(l)
∆H = -198 kJ
a. Berapakah perubahan entalpi jika SO 2 yang bereaksi 1 mol?
b. Berapakah perubahan entalpi jika SO 3 yang terbentuk 20 gram? (Ar S=32, O=16)
e. Diketahui persamaan termokimia
2C2H6(g) + 7O2(g)

4CO2(g) + 6H2O(l)
∆H = -3120 kJ
a. Berapakah perubahan entalpi pada pembakaran 1 mol C2H6?
b. Berapakah perubahan entalpi pada pembakaran 1 gram C 2H6? (Ar C=12, H=1)

D

Jenis-Jenis Entalpi

1. ∆H Pembentukan Standar (∆Hfo)
Jumlah kalor yang dibebaskan untuk proses pembentukan 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya pada
keadaan standar.
Contoh
½ H2(g) + ½ Cl2(g)  HCl(g)
∆H = - A kJ
Unsur-unsur yang stabil pada keadaan standar :
Li, Na, K, Ca, P, C, S, Cu, Ag, Hg, Fe, Zn, F 2, Cl2, Br2, I2, H2, O2, N2

2. ∆H Penguraian Standar (∆Hdo)
Jumlah kalor yang diterima untuk proses penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsurnya pada
keadaan standar.
Contoh
HCl(g)  ½ H2(g) + ½ Cl2(g)
∆H = + A kJ

3. ∆H Pembakaran Standar (∆Hco)
Jumlah kalor yang dibebaskan untuk proses pembakaran 1 mol senyawa pada keadaan standar.
Contoh
CH4(g) + 2 O2(g)  2 H2O(g) + CO2(g) ∆H = - A kJ
Latihan
Tulislah persamaan termokimia untuk berbagai zat berikut :
a. ∆Hfo Na2CO3 = -1435 kJ/mol
b. ∆Hfo Li2O = -600,6 kJ/mol
c. ∆Hdo AgBr = +99,96 kJ/mol
d. ∆Hdo NH4I = +201,4 kJ/mol
e. ∆Hco C2H2 = -1256 kJ/mol
f. ∆Hco CH3OH = -638 kJ/mol

Ind_chem’08

16

E

Penentuan Nilai Perubahan Entalpi (∆H)

Kalorimeter Sederhana

C = Kapasitas Kalor (J ºC-1)

Q = m c ∆t

Perubahan suhu (ºC)
takhir reaksi – tawal reaksi

Kalor reaksi (J)

Kalor Jenis (J g-1 ºC-1)

Massa Zat (g)

Q = C ∆t

Kalorimeter Bom

Qreaksi = Qlarutan + Qkalorimeter

Qreaksi = m c ∆t + C ∆t

Contoh
Sebanyak 7,5 gram kristal LiOH ditambahkan ke dalam kalorimeter yang berisi 120 gram air. Setelah kristal
LiOH itu larut, ternyata suhu kalorimeter beserta isinya naik dari 23ºC menjadi 35ºC. Tentukanlah entalpi
pelarutan LiOH dalam air!
(Diketahui kalor jenis larutan = 4,2 J g-1 ºC-1, kapasitas kalor kalorimeter = 12 J ºC-1, Mr LiOH = 24)
Jawab
Qreaksi = m c ∆t + C ∆t
Qlarutan = m c ∆t
= (120 + 7,5)g x 4,2 J g-1 ºC-1 x (35 – 23)ºC
= 127,5 g x 4,2 J g-1 ºC-1 x 12ºC
Qlarutan = 6426 J
Qreaksi = Qlarutan + Qkalorimeter
= 6426 J + 144 J
Qreaksi = 6570 J

Qkalorimeter = C ∆t

= 12 J ºC-1 x (35 – 23)ºC
= 12 J ºC-1 x 12ºC
Qkalorimeter = 144 J

mol 

massa
M

Ind_chem’08

r



7,5 g
24 g/mol

 0,3 mol

ΔH 

6570 J
0,3 mol

 21900 J/mol

∆H = -21900 J/mol
∆H = -21,9 kJ/mol

17

Latihan
1. Pada pemanasan 400 g air bersuhu 25ºC diperlukan kalor 84 kJ. Jika diketahui kalor jenis air = 4,2 J g-1
ºC-1, tentukan suhu air setelah pemanasan!
2. Pencampuran 100 mL larutan HCl 2 M dan 100 mL larutan NaOH 1M menyebabkan kenaikan suhu
larutan dari 25ºC menjadi 32ºC. Jika kalor jenis larutan dianggap sama dengan kalor jenis air = 4,2 J
g-1 ºC-1,kapasitas kalorimeter=0, dan massa jenis air = 1 g cm-3, tentukan ∆H reaksi!
3. Pembakaran 32 g gas metana dalam kalorimeter menyebabkan suhu air kalorimeter naik dari 24,8ºC
menjadi 88,5ºC. Jika kalorimeter berisi 6 L air dan diketahui kalor jenis air = 4,2 J g -1 ºC-1, serta kapasitas
kalorimeter = 2740 J ºC-1, tentukan kalor pembakaran gas metana.
4. Pemanasan 600 g air yang bersuhu awal 27ºC memerlukan kalor jenis air = 4,2 J g -1 ºC-1, tantukan suhu air
setelah pemanasan.
5. Diketahui campuran 250 cm3 larutan HCl 0,8 M dan 250 cm3 larutan KOH 1,2 M yang masing-masing
bersuhu 25,4ºC. Setelah direaksikan, suhu larutan menjadi 32,6ºC. Jika kalor jenis dan massa jenis larutan
dianggap sama dengan air dan diketahui kalor jenis air = 4,2 J g -1 ºC-1 serta massa jenis air = 1 g mL-1,
tentukan ∆H reaksi.

F

Penentuan ∆H Reaksi dengan Menggunakan Hukum Hess

Hukum Hess menyatakan bahwa kalor reaksi tidak bergantung pada jalannya reaksi, tetapi ditentukan
oleh keadaan awal dan keadaan akhir.
Hukum Hess disebut juga hukum penjumlahan kalor. Artinya, jika suatu reaksi berlangsung menurut
dua tahap atau lebih, maka kalor reaksi totalnya sama dengan jumlah kalor tahap-tahap reaksinya. Hukum
Hess dapat dinyatakan dalam bentuk diagram siklus atau diagram tingkat energi.
Contoh
2C(s) + O2(g)  2CO(g)
2CO(g) + O2(g)  2CO2(g)

∆H = -222 kJ
∆H = -566 kJ

2C(s) + 2O2(g)  2CO2(g)

∆H = -788 kJ

+

Diagram siklus

2C(s) + 2O2(g)

∆H1 = -788 kJ

2CO2(g)

Lintasan 1
Keadaan akhir

Keadaan awal
∆H2 = -222 kJ

Lintasan 2

∆H3 = -566 kJ

2CO(g) + O2(g)

Diagram tingkat energi

H

Keadaan awal

2C(s) + 2O2(g)
0

∆H2 = -222 kJ
2CO(g) + O2(g)

-222
∆H1 = -788 kJ
2CO2(g)

∆H3 = -566 kJ
Keadaan akhir

-788
Ind_chem’08

18

Latihan
1. Diketahui :
N2(g) + 2O2(g)  2NO2(g) ∆H = + 67,68 kJ
N2(g) + 2O2(g)  N2O4(g)
∆H = + 9,66 kJ
Tentukan ∆H reaksi 2NO2(g)  N2O4(g)!
2. Diketahui :
Zn(s)
+ S(s)  ZnS(s)
∆H = -206 kJ
ZnS(s) + 2O2(g)  ZnSO4(s)
∆H = -777 kJ
Tentukanlah entalpi pembentukan ZnSO4(s)!
3. Diketahui :
C2H2(g) + 52 O2(g)  2CO2(g) + H2O(l)
∆H = -1305 kJ
C2H2(g) + H2(g)

C2H4(g)
∆H = -174 kJ
2H2(g) + O2(g)

2H2O(l)
∆H = -572 kJ
Tentukan ∆H pembakaran C2H4(g)!
4. Diketahui :
2H2(g) + O2(g)  2H2O(l)
∆H = -571,7 kJ
C3H4(g) + 4O2(g)  3CO2(g) + 2H2O(l)
∆H = -1941 kJ
C3H8(g) + 5O2(g)  3CO2(g) + 4H2O(l)
∆H = -2220 kJ
Tentukanlah C3H4(g) + 2H2(g)  C3H8(g) ∆H = ?
5. Diketahui entalpi pembakaran untuk grafit (C) dan intan (C) berturut-turut -394 kJ mol-1 dan -396 kJ
mol-1. Tentukan ∆H untuk reaksi perubahan grafit menjadi intan.
C(grafit,s)  C(intan,s)

Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Entalpi Pembentukan Standar (∆H f0)

G

pA

+

qB

pereaksi



rC

+

sD

∆H = ?

produk

∆Hr =  ∆Hfo(produk) -  ∆Hfo(pereaksi)
∆Hr =  ∆Hfo(kanan) -  ∆Hfo(kiri)
Contoh
Diketahui entalpi pembentukan metanol, CH 4O(l) = -238 kJ mol-1, CO2(g) = -393,5 kJ mol-1 dan H2O(l) = -286 kJ
mol-1. Tentukanlah :
a. Entalpi pembakaran metanol.
b. Jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran 8 gram metanol.
(H=1, C=12, O=16)
Jawab
Reaksi pembakan metanol :
CH4O(l) + 32 O2(g)  CO2(g) + 2H2O(l)
(a)

(b)

∆Hr

∆H = ?

= [∆Hf0 CO2(g) + 2 x ∆Hf0 H2O(l)] – [∆Hf0 CH4O(l) + 32 x ∆Hf0 O2(g)]

= [-393,5 + 2 x (-286)] – [-286 + 32 x 0]
= -726,9
Jadi entalpi pembakaran metanol, CH4O(l) = -726,9 kJ mol-1
8
n CH4O =
mol = 0,25 mol
32
Jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran 8 gram CH4O = 0,25 mol x 726,9 kJ mol-1 = 181,725 kJ

Ind_chem’08

19

Latihan
1. Diketahui entalpi pembentukan etanol [C 2H5OH(l)], CO2(g), dan H2O(l) berturut-turut adalah -278 kJ mol-1,
-394 kJ mol-1, dan -286 kJ mol-1. Tentukanlah perubahan entalpi pada pembakaran etanol dan kalor yang
dibebaskan pada pembakaran 1 gram etanol. (H=1, C=12, O=16)
2. Diketahui kalor pembentukan C2H4(g), CO2(g) dan H2O(l) masing - masing +52 kJ mol-1, -394 kJ mol-1, dan
-286 kJ mol-1.
a. Tentukan ∆H reaksi pembakaran C2H4(g).
b. Jika diketahui Ar C=12, H=1, tentukan kalor yang dibebaskan pada pembakaran 56 g C 2H4.
3. Diketahui entalpi pembentukan CO2(g) = -394 kJ mol-1, H2O(l) = -286 kJ mol-1, dan entalpi pembakaran
CH4(g) = -890 kJ mol-1. Tentukanlah entalpi pembentukan dari CH 4(g).

H

Penentuan ∆H Reaksi Berdasarkan Energi Ikatan
Energi ikatan adalah energi yang diperlukan
untuk memutuskan 1 mol ikatan dari suatu molekul dalam wujud gas.

Energi Ikatan Berbagai Jenis Ikatan (kJ/mol)
Ikatan Tunggal
413
CH
348
CC
293
CN
358
CO
485
CF
328
CCl
276
CBr
240
CI
259
CS
SiH
SiSi
SiC
SiO

323
226
301
368

NH
NN
NO
NF
NCl
NBr
HH
HF
HCl
HBr
HI

391
163
201
272
200
243
436
567
431
366
299

Ikatan Rangkap Dua
C=C
614
C=N
615
C=O
799
N=N
418
O=O
495
S=O
323
S=S
418

OH
OO
OF
OCl
OI

463
146
190
203
234

SH
SF
SCl
SBr
SS

339
327
253
218
266

155

ClF
ClCl

253
242

BrF 237
BrCl 218
BrBr 193
ICl
IBr
II

208
175
151

Ikatan Rangkap Tiga
839
CC
891
CN
1072
CO
941
NN

CH4(g) + 2O2(g)  CO2(g) + 2H2O(g)
H

HCH

H

FF

+ 2 O=O



O=C=O

+

∆H = ?

2 HOH

∆Hr =  Ei(pemutusan) -  Ei(pembentukan)
∆Hr =  Ei(kiri) -  Ei(kanan)
Ind_chem’08

20

∆Hr

= (4 x Ei CH + 2 x Ei O=O) – (2 x Ei C=O + 4 x Ei HO)
= (4 x 413 + 2 x 495) - (2 x 799 + 4 x 463)
= (1652 + 990) – (1598 + 1852)
= -808
Jadi ∆Hr CH4(g) = -808 kJ mol-1
Latihan
1. Berdasarkan tabel energi ikatan, tentukanlah ∆H reaksi,
C4H8 + HBr  C4H9Br
2. Berdasarkan tabel energi ikatan, tentukan perubahan entalpi reaksi berikut :
a. CH4(g) + Cl2(g)  CH3Cl(g) + HCl(g)
b.
O

c.

CH3CH + H2  CH3CH2OH
O

CH3OH + O2  HCOH + H2O
3. Diketahui reaksi,
C2H4(g) + X2(g)  C2H4X2 ; ∆H= -178 kJ
Jika energi ikatan ( kJ mol-1)
C=C =164
CC =348
CH = 413
XX = 186
Tentukan energi ikatan CX?
4. Tentukan kalor yang dibebaskan pada pembakaran 15 gram CH3CH2CH2OH jika diketahui Ar C=12, H=1,
O=16, dan energi ikatan ( kJ mol-1 ) :
CH = 413
OH = 463
CC = 348
C=O = 799
CO = 358
O=O = 495

Ind_chem’08

21