< PreviousTermokimia61Jawab:Kalor yang dilepaskan air panas sama dengan kalor yang diserap air dingin dankalorimeter.QAir panas= QAir dingin + QKalorimeterQAir panas= 75 g × 4,18 J g – 1 °C–1× (35 – 60)°C= – 7.837,5 JQAir dingin= 50 g × 4,18 J g – 1 °C –1 × (35 – 25)°C= + 2.090 JQkalorimeter= Ck ×ΔTOleh karena energi bersifat kekal makaQAir panas + QAir dingin + QKalorimeter = 0–7.837,5 J + 2.090 J + (Ck . 7°C) = 0()1k7.837,52.090JC==821 J °C7°C−-Jadi, kapasitas kalor kalorimeter 821 J °C–1.Gambar 3.5Kalorimeter sederhana bertekanantetapCampuranreaksiPengadukTermometerWadahstyrofoamSumber: Chemistry (Chang), 2004Dalam reaksi eksoterm, kalor yang dilepaskan oleh sistem reaksi akandiserap oleh lingkungan (kalorimeter dan media reaksi). Jumlah kaloryang diserap oleh lingkungan dapat dihitung berdasarkan hukumkekekalan energi. Secara matematika dirumuskan sebagai berikut.Qreaksi + Qlarutan + Qkalorimeter = 0Contoh3.9Menentukan Kalor ReaksiDalam kalorimeter yang telah dikalibrasi dan terbuka direaksikan 50g alkohol dan 3glogam natrium. Jika suhu awal campuran 30°C dan setelah reaksi suhunya 75°C,tentukanΔHreaksi. Diketahui kalor jenis larutan 3,65 J g–1°C–1, kapasitas kalorkalorimeter 150 J °C–1, dan suhu kalorimeter naik sebesar 10°C.Jawab:Kalor yang terlibat dalam reaksi:Qreaksi + Qlarutan + Qkalorimeter = 0Qreaksi= –(Qlarutan + Qkalorimeter)Qlarutan= (mlarutan) (clarutan) (+T)= (53g) (3,65 J g–1°C–1) (45°C)= 8.705,25 JQkalorimeter = (Ck) (ΔT)= (150 J °C–1) (10°C) = 1.500 JQreaksi= –(8.705,25 + 1.500) J = –10.205,25 JJadi, reaksi alkohol dan logam natrium dilepaskan kalor sebesar 10.205 kJ. Oleh karenapada percobaan dilakukan pada tekanan tetap makaQreaksi =ΔHreaksi = –10.205 kJ.Aktivitas Kimia 3.1SekilasKimiaKalorimetri dalam BiologiSetiap makhluk hidup adalahsuatu sistem pemrosesan energi(menyerap dan melepas kalor).Analisis terhadap aliran energi dalamsistem biologi dapat memberikaninformasi tentang bagaimanaorganisme menggunakan energiuntuk tumbuh, berkembang,bereproduksi, dan proses biologislainnya.Kalorimetri dapat digunakanuntuk mempelajari berbagai prosespenyerapan/ pelepasan energi dalammakhluk hidup, seperti lajumetabolisme pada jaringan tanaman,aktivitas otot manusia, keseimbanganenergi dalam ekosistem, dankandungan energi dalam bahanmakanan. Dengan menggunakan datahasil kalorimetri terhadap berbagaibahan makanan, para ahli gizi dapatmenyusun program diet yang sehat.Sumber:Chemistry The Central Science, 2000Penentuan Kalor Reaksi Menggunakan Kalorimeter Sederhana Bertekanan TetapTujuanMenentukan kalor reaksi penetralan HCl dan NaOH.Alat1.Gelas kimia2.Kalorimeter sederhana3.termometer62Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XI2030405060708090060120180240300360420480Waktu (detik)Suhu(oC)Bahan1.Larutan HCl 10%2.Larutan NaOH 10%Langkah Kerja1.Ukur kapasitas kalor kalorimeter dengancara mencampurkan air panas dan airdingin, seperti pada Contoh 3.8 (contohpenentuan kapasitas kalor kalorimeter),atau asumsikan bahwa kalorimetertidak menyerap kalor hasilreaksi (Ck = 0).2.Masukkan 50 mL HCl 10% ke dalam gelas kimia dan 50 mL NaOH 5% ke dalamgelas kimia yang lain. Samakan suhu awal pereaksi dan ukur (T1).3.Campurkan kedua pereaksi itu dalam kalorimeter, kemudian aduk.4.Catat suhu campuran setiap 30 detik sampai dengan suhu reaksi turun kembali.Buat grafik suhu terhadap waktu (grafik berbentuk parabola), kemudiandiinterpolasi mulai dari waktu akhir (ta) sampai waktu 0 detik (t0).5.Suhu akhir reaksi (T2) adalah suhu pada waktu mendekati 0 detik (hasil interpolasi).TermometerPengadukWadahstyrofoamLarutanSumber: Chemistry The Molecular Science, 1997Pertanyaan1.Jika kalor jenis larutan (CLarutan)= 3,89 J g-1OC-1, hitunglah kalor reaksi. Asumsikanlarutanρ = 1 g/mL.2.Bagaimana caranya menyamakan suhu pereaksi?3.Berapa selisih suhu akhir dan suhu awal?4.Berapa kalor yang diserap oleh larutan?5.Berapa kalor yang dilepaskan oleh sistem reaksi?6.Apakah percobaan yang Anda lakukan pada tekanan tetap atau bukan?7.Jika pada tekanan tetap, berapa perubahan entalpi reaksinya,ΔReaksiH?Pada percobaan kalorimeter tersebut, mengapa suhu akhir reaksiharus diperoleh melalui interpolasi grafik? Ketika pereaksi dicampurkan,pada saat itu terjadi reaksi dan seketika itu pula kalor reaksi dibebaskan(T2≈0,00…1 detik).Kalor reaksi yang dibebaskan diserap oleh larutan NaCl (hasil reaksi).Termometer tidak dapat mengukur kalor yang diserap oleh larutan NaClseketika (misal dari 30°C tiba-tiba menjadi 77°C) karena raksa padatermometer naik secara perlahan. Oleh karena kenaikan derajat suhu padatermometer lambat, dalam kurun waktu sekitar 5 menit sudah banyak kalorhasil reaksi terbuang (diserap oleh udara di sekitarnya) sehingga termometerhanya mampu mengukur suhu optimum di bawah suhu hasil reaksi (padacontoh grafik = 60°C), perhatikanGambar 3.6.Dengan demikian, yang dapat Anda lakukan adalah menginterpolasigrafik suhu setelah optimum. Dasar pemikirannya adalah ketika reaksiterjadi, kalor dibebaskan dan diserap oleh lingkungan. Serapan kalor reaksiGambar 3.6Pada percobaan menggunakankalorimeter suhu akhir reaksidiperoleh dari hasil interpolasigrafik (garis lurus). Pada grafiktersebut suhu akhir reaksiT2 = 77°C.T2Suhuoptimum30 detik1 menit1,5 menitWaktuSuhuTermokimia63oleh lingkungan mengakibatkan panasnya berkurang (turun secara linear)sampai pada saat suhu reaksi terukur oleh termometer (suhu optimum).Akhirnya, panas reaksi dan suhu termometer turun bersama dan terukuroleh termometer.Kerjakanlah di dalam buku latihan.1.Berapakah kalor yang dilepaskan pada pendidihan airsebanyak 500 g dari 25oC sampai 100oC? Asumsikantidak ada kalor yang terbuang dan massa air tetap. Kalorjenis air = 4,18 J g–1oC–1.2.Kalor jenis aluminium adalah 0,9 J g–1 °C–1 dan kalorjenis timbel adalah 0,13 J g–1 °C–1. Zat manakah yanglebih besar penurunan suhunya jika kalor dibebaskandari masing-masing satu gram zat itu sebesar 65 J?3.Berapa suhu campuran jika 50 g air dingin (25°C)dicampurkan dengan 75 g air panas (75°C)? Diketahuikalor jenis air, C = 4,18 J g–1 °C–1.Tes Kompetensi SubbabB4.Berapakah kalor yang dibebaskan pada pembakaranminyak tanah jika dianggap semua kalor yang dibebaskandigunakan untuk menaikkan suhu 50 g air dari 25°Chingga 60°C? Kalor jenis air, c = 4,18 J g–1 °C–1.5.Kalorimeter dikalibrasi dengan cara mencampurkan50 g air panas dan 100 g air dingin dalam kalorimeteryang dikalibrasi. Suhu awal air panas adalah 85°C dansuhu awal air dingin 25°C. Suhu akhir campuran adalah40°C. Berapa kapasitas kalor kalorimeter, jika kalor jenisair 4,18 J g–1 °C–1.C.Penentuan ΔH secara SemiempirikPenentuan ΔH suatu reaksi, selain dapat diukur secara langsung dilaboratorium juga dapat ditentukan berdasarkan data perubahan entalpistandar suatu zat yang terdapat dalam handbook.1.Perubahan Entalpi Standar (ΔH)Harga perubahan entalpi ditentukan oleh keadaan awal dan keadaanakhir sehingga perlu menetapkan kondisi pada saat entalpi diukur karenaharga entalpi bergantung pada keadaan. Para ahli kimia telah menetapkanperubahan entalpi pada keadaan standar adalah kalor yang diukur padatekanan tetap 1 atm dan suhu 298K. Perubahan entalpi standardilambangkan dengan ΔH°. Satuan entalpi menurut Sistem Internasional(SI) adalah joule (disingkat J).Perubahan entalpi standar untuk satu mol zat dinamakan ΔH° molar.Satuan untuk ΔH° molar adalah J mol–1. Jenis perubahan entalpi standarbergantung pada macam reaksi sehingga dikenal perubahan entalpipembentukan standar (fH°Δ), perubahan entalpi penguraian standar(dH°Δ), dan perubahan entalpi pembakaran standar (cH°Δ).a.Perubahan Entalpi Pembentukan StandarPerubahan entalpi pembentukan standar (fH°Δ) adalah kalor yang terlibatdalam reaksi pembentukan satu mol senyawa dari unsur-unsurnya, diukur padakeadaan standar. Contohnya, pembentukan satu mol air dari unsur-unsurnya.H2(g) + 12O2(g)→ H2O(A)ΔH°= –286 kJ mol–1Berdasarkan perjanjian, ΔH° untuk unsur-unsur stabil adalah 0 kJ mol–1.Keadaan stabil untuk karbon adalah grafit ( fH°ΔCgrafit = 0 kJ), keadaanstabil untuk gas diatom, seperti O2, N2, H2, Cl2, dan lainnya sama dengannol (fH°Δ O2, H2, N2, Cl2 = 0 kJ).64Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XIb.Perubahan Entalpi Penguraian StandarReaksi penguraian merupakan kebalikan dari reaksi pembentukan,yaitu penguraian senyawa menjadi unsur-unsurnya. Harga perubahanentalpi penguraian standar suatu zat sama besar dengan perubahan entalpipembentukan standar, tetapi berlawanan tanda.Contoh:Pembentukan standar satu mol CO2 dari unsur-unsurnya:C(s) + O2(g)→ CO2(g) = –393,5 kJ mol–1Penguraian standar satu mol CO2(g) menjadi unsur-unsurnya:CO2(g)→ C(s) + O2(g) = +393,5 kJ mol–1Pada dasarnya, semua jenis perubahan entalpi standar dapatdinyatakan ke dalam satu istilah, yaitu perubahan entalpi reaksi(°ΔreaksiH)sebab semua perubahan tersebut dapat digolongkan sebagai reaksi kimia.2.Hukum HessHukum Hess muncul berdasarkan fakta bahwa banyak pembentukansenyawa dari unsur-unsurnya tidak dapat diukur perubahan entalpinyasecara laboratorium.Contoh:Reaksi pembentukan asam sulfat dari unsur-unsurnya.S(s) + H2(g) + 2O2(g)→ H2SO4()Pembentukan asam sulfat dari unsur-unsurnya tidak terjadi sehinggatidak dapat diukur perubahan entalpinya.Oleh karena itu, ahli kimia berusaha menemukan alternatifpemecahannya. Pada 1840, pakar kimia dari Swiss Germain H. Hessmampumenjawab tantangan tersebut.Berdasarkan hasil pengukuran dan sifat-sifat entalpi, Hessmenyatakan bahwa entalpi hanya bergantung pada keadaan awal dan akhirreaksi maka perubahan entalpi tidak bergantung pada jalannya reaksi (proses).Pernyataan ini dikenal dengan hukum Hess. Dengan kata lain, perubahanentalpi reaksi hanya ditentukan oleh kalor pereaksi dan kalor hasil reaksi.Tinjau reaksi pembentukan CO2(perhatikan Gambar 3.7). Reaksikeseluruhan dapat ditulis dalam satu tahap reaksi dan perubahan entalpipembentukan standarnya dinyatakan oleh ΔH°1. Persamaan termokimianya:C(s) + O2(g)→ CO2(g)ΔH°1= –394 kJReaksi ini dapat dikembangkan menjadi 2 tahap reaksi denganperubahan entalpi standar adalah ΔH°2danΔH°3:C(s) + 12 O2(g)→ CO(g)ΔH°2= –111 kJCO(g) + 12 O2(g)→ CO2(g)ΔH°3= –283 kJReaksi total: C(g) + O2(g)→ CO2(g)ΔH°2+ΔH°3= –394 kJPembentukan asam sulfat dapat dilakukan melalui 4 tahap reaksi:S(s) + O2(g)→ SO2(g)ΔH°1=–296,8 kJSO2(g) + 12 O2(g)→ SO3(g)ΔH°2=–395,7 kJH2(g) + 12 O2(g)→ H2O(A)ΔH°3=–285,8 kJSO3(g) + H2O(A)→ H2SO4(A)ΔH°4=+164,3 kJS(s) + 2O2(g) + H2(g)→ H2SO4(A)ΔH° = –814,0 kJDiketahui diagram reaksi sebagaiberikut :MgMgOMg(OH)2MgCl2ΔH2ΔH3ΔH4ΔH1Berdasarkan diagram tersebut,harga+H2 adalah ...A.ΔH1 – ΔH2 – ΔH3B.ΔH1 + ΔH2 – ΔH4C.ΔH1 – ΔH3 – ΔH4D.ΔH1 – ΔH3 + ΔH4E.ΔH1 + ΔH3 + ΔH4PembahasanDari diagram diketahuiΔH1 = ΔH2 + ΔH3 + ΔH4makaΔH2 = ΔH1 – ΔH3 – ΔH4.Jadi, jawabannya (C)UNAS 2005MahirMenjawabSekilasKimiaGermain Henri Hess dewasa inidikenal melalui dua prinsip dasardalam termokimia yangdiusulkannya, yaitu hukumkekekalan penjumlahan kalor(hukum Hess) dan hukumTermoneutrality. Hess lahir pada 8Agustus 1802 di Geneva, Swiss.Selain sebagai ilmuwan, Hess jugaaktif sebagai guru dan menulisbuku dengan judul Fundamental ofPure Chemistry. Buku ini digunakansebagai buku teks standar sampaidengan 1861 di Rusia. Hessmeninggal pada 13 Desember1850, pada usia yang relatif muda,48 tahun karena sakit.Germain Henri Hess(1802–1850)Sumber:www.chemistryexplained.comTermokimia65Gambar 3.7Bagan tahapan reaksi pembakarankarbon.ΔH1 = ΔH2+ΔH3C(s) + 2O2(g)CO2(g)ΔH1CO(g) + 12O2(g)ΔH2ΔH3Contoh3.10Hukum HessPembentukan gas NO2 dari unsur-unsurnya dapat dilakukan dalam satu tahap ataudua tahap reaksi. Jika diketahui:12 N2(g) + 12 O2(g)→ NO(g)ΔH° = +90,4 kJNO(g) + 12 O2(g)→ NO2(g)ΔH° = +33,8 kJBerapakahΔH°pembentukan gas NO2?Jawab:Reaksi pembentukan gas NO2 dari unsur-unsurnya:12 N2(g) + O2(g)→ NO2(g)ΔH°= ? kJMenurut hukum Hess,ΔH° hanya bergantung pada keadaan awal dan akhir reaksi.Dengan demikian, ΔH° pembentukan gas NO2 dapat ditentukan dari dua tahap reaksitesebut.12 N2(g) + 12 O2(g)→ NO(g)ΔH°1= +90,4 kJNO(g) + 12 O2(g)→ NO2(g)ΔH°2= +33,8 kJ12 N2(g) + O2(g)→ NO2(g)ΔH°1 + ΔH°2= +124,2 kJHukum Hess dapat diterapkan untuk menentukan perubahan entalpireaksi zat-zat kimia, dengan catatan bahwa setiap tahap reaksi diketahuiperubahan entalpinya.Aplikasi Hukum HessAsetilen (C2H2) tidak dapat diproduksi langsung dari unsur-unsurnya:2C(s) + H2(g)→ C2H2(g)HitungΔH° untuk reaksi tersebut berdasarkan persamaan termokimia berikut.(a)C(s) + O2(g)→ CO2(g)ΔH°1= –393,5 kJ mol–1(b)H2(g) + 12O2(g)→ H2O(A)ΔH°2= –285,8 kJ mol–1(c)C2H2(g) + 52 O2(g)→ 2CO2(g) + H2O(A) ΔH°3= –1.299,8 kJ mol–1Jawab:Aturan yang harus diperhatikan adalah1.Posisi pereaksi dan hasil reaksi yang diketahui harus sama dengan posisi yangditanyakan. Jika tidak sama maka posisi yang diketahui harus diubah.2.Koefisien reaksi (mol zat) yang diketahui harus sama dengan yang ditanyakan.Jika tidak sama maka harus disamakan terlebih dahulu dengan cara dibagi ataudikalikan, demikian juga dengan nilai entalpinya.a.Persamaan (a) harus dikalikan 2 sebab reaksi pembentukan asetilenmemerlukan 2 mol C.b.Persamaan (b) tidak perlu diubah sebab sudah sesuai dengan persamaanreaksi pembentukan asetilen ( 1 mol H2)c.Persamaan (c) perlu dibalikkan arahnya, sebab C2H2 berada sebagai pereaksi.Persamaan termokimianya menjadi:2C(s) + 2O2(g)→ 2CO2(g)ΔH°1= 2(–393,5) kJ mol–1H2(s) + 12O2(g)→ H2O(A)ΔH°2= –285,8 kJ mol–12CO2(g) + H2O(A)→ 2C2H2(g) + 52O(g)ΔH°3= +1.299,8 kJ mol–12C(s) + H2(g)→ C2H2(g)ΔH°1+ΔH°2+ΔH°3= + 227,0 kJ mol–1Jadi, perubahan entalpi pembentukan standar asetilen dari unsur-unsurnya adalah 227kJ mol–1. Persamaan termokimianya:2C(s) + H2(g)→ C2H2(g)ΔH°f = 227,0 kJ mol–1.Contoh3.11MahirMenjawabPernyataan yang benar untukreaksi :2CO(g) + O2(g)→ 2CO2(g)+H= x kJadalah...A.Kalor pembentukanCO = 2x kJ mol–1B.Kalor penguraianCO = x kJ mol–1C.Kalor pembakaranCO = 2x kJ mol–1D.Kalor pembakaranCO = 12x kJ mol–1E.Kalor pembentukanCO = 12x kJ mol–1PembahasanReaksi dengan oksigen merupakanreaksi pembakaran. Jadi, reaksitersebut merupakan reaksipembakaran 2 mol CO dan melepasx kJ energi. Untuk satu mol COdilepas energi sebesar 12x kJ. (D)UNAS 200466Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XIMenghitungΔHreaksi dari data ΔH°fGunakan data fH°Δ untuk menentukan ΔH° reaksi amonia dan oksigen berlebih.Persamaan reaksinya:NH3(g) + O2(g)→ NO2(g) + H2O(g)Jawab:1.Cari data ΔH°f masing-masing zat2.Setarakan persamaan reaksi3.Kalikan harga ΔH°f dengan koefisien reaksinya4.Tentukan ΔH° reaksi dengan rumus di atasDataΔH°f untuk masing-masing zat adalahΔH°f(NH3) = –46,1 kJ; ΔH°f(O2) = 0 kJ;ΔH°f(NO2) = –33,2 kJ; ΔH°f(H2O) = 214,8 kJPersamaan reaksi setara:4NH3(g) + 7O2(g)⎯→ 4NO2(g) + 6H2O(g)ΔH°reaksi=∑ΔH°(produk)–∑ΔH°(pereaksi)= (1.288,8 kJ + 132,8 kJ) – (–184 kJ + 0)= 1.340 kJJadi, pembakaran 4 mol amonia dilepaskan kalor sebesar 1.340 kJ .(tahapan reaksi dapat dilihat pada Gambar 3.8)3.Penentuan ΔHo Reaksi dari Data +HfSalah satu data perubahan entalpi yang penting adalah perubahanentalpi pembentukan standar, ΔH°f. Dengan memanfaatkan data ΔH°f,Anda dapat menghitung ΔH°reaksi-reaksi kimia. ΔH tidak bergantungpada jalannya reaksi, tetapi hanya ditentukan oleh ΔH pereaksi dan ΔHhasil reaksi. Oleh karena itu, ΔH° reaksi dapat dihitung dari selisih ΔH°fzat-zat yang bereaksi. Secara matematika dirumuskan sebagai berikut:ΔH°reaksi=∑ΔH°f(produk)–∑ΔH°f(pereaksi)dengan∑ menyatakan jumlah macam zat yang terlibat dalam reaksi.Contoh3.12Gambar 3.8Diagram tahap-tahap reaksiperubahan amonia.NH3(g)H2(g)O2(g)H2O(g)NO2(g)N2(g)(a)(b)(b)4. Penentuan ΔH Reaksi dari Data Energi IkatanAnda sudah tahu apa yang dimaksud dengan ikatan? Kekuatan ikatanantara atom-atom dalam molekul dapat diketahui dari energinya. Semakinbesar energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan, semakin kuat ikatantersebut. Pada topik berikut, Anda akan mempelajari cara menghitungenergi ikatan dan hubungannya dengan perubahan entalpi.a.Energi Ikatan Rata-RataPada molekul diatom, energi ikatan disebut juga energi disosiasi,dilambangkan dengan D (dissociation). Energi ikatan didefinisikan sebagaijumlah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan 1 mol suatu molekuldalam wujud gas.Contoh:H2(g)⎯→ 2 H(g) DH–H = 436 kJ mol–1Pada molekul beratom banyak, energi untuk memutuskan semuaikatan dalam molekul berwujud gas menjadi atom-atom netral berwujudgas dinamakan energi atomisasi. Besarnya energi atomisasi sama denganjumlah semua energi ikatan dalam molekul.Untuk memutuskan ikatan padamolekul diperlukan energi yanglebih kuat dari energi ikatan antaraatom-atomnya.To break down molecule’s bond, theenergy must be higher than the bondenergy among atoms itself.NoteCatatanTermokimia67Jenis IkatanAtom-Atom yang BerikatanHCNOSFClBrITunggalRangkap duaRangkap tigaHCNOSFClBrICNOSCN432413386459363465428362295346305358272485327285213602615799835887167201–283313––418607942142–190218201201494226284255217–532155249249278240216208190175149Tabel 3.2Energi Ikatan Rata-Rata (kJ mol–1)Berdasarkan data pada Tabel 3.1, apakah yang dapat Anda simpulkan?Kekuatan setiap ikatan C–H dalam metana tidak sama, padahal ikatanyang diputuskan sama, yaitu ikatan antara karbon dan hidrogen. Mengapa?Ikatan yang diputuskan berasal dari molekul yang sama dan jugaatom yang sama, tetapi karena lingkungan kimianya tidak sama, besarnyaenergi yang diperlukan menjadi berbeda. Oleh karena ikatan yangdiputuskan dari atom-atom yang sama dan nilai energi ikatan tidakberbeda jauh maka nilai energi ikatan dirata-ratakan sehingga disebutenergi ikatan rata-rata. Berdasarkan pertimbangan tersebut, energi disosiasiikatan rata-rata untuk C–H adalah 413 kJ mol–1. Nilai ini berlaku untuksemua jenis ikatan C–H dalam molekul. Beberapa harga energi ikatanrata-rata ditunjukkan pada Tabel 3.2 berikut.Contoh:Dalam metana, energi atomisasi adalah energi yang diperlukan untukmemutuskan semua ikatan antara atom C dan H.CH4(g)→ C(g) + 4H(g)Dalam molekul beratom banyak, energi yang diperlukan untukmemutuskan satu per satu ikatan tidak sama. Simak tabel berikut.CH4(g)→CH3(g) + H(g)CH3(g)→CH2(g) + H(g)CH2(g)→CH(g) + H(g)CH(g)→C(g) + H(g)Tahap Pemutusan Ikatan pada CH4Energi Disosiasi (kJ mol–1)DC–H = 435DC–H = 453DC–H = 425DC–H = 339Tabel 3.1Energi Ikatan Rata-Rata untuk Metana (kJ mol–1)Diketahui reaksi :2C2H6+7O2→4CO2+6H2OΔH=-3130 kJH2+12O2→ H2OΔH= -286 kJC2H2+ 2H2→ C2H6ΔH= -312 kJTentukan+H yang dibebaskan jika11,2 liter gas C2H2 dibakar sempurnapada keadaan standar.A.-652,5 kJD.1864 kJB.652,5 kJE.-2449 kJC.-1864 kJPembahasanBerdasarkan hukum HessC2H6+72O2→ 2CO2+H2OΔH=-1565 kJ 2H2O→ 2H2+ O2ΔH= 572 kJC2H2+ 2H2→ C2H6ΔH= -312 kJ +C2H2+72O2→ 2CO2+H2OΔH= -1305 kJ11,2 L C2H2 (STP) =11,222,4= 0,5 molJadi,ΔH untuk pembakaran 11,2 L C2H2= 0,5 x (-1305) = -652,5 kJ. (C)UNAS 2004MahirMenjawabSumber:Chemistry with Inorganic Qualitative Analysis, 1989Sumber:General Chemistry (Ebbing),199068Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XIb.Menggunakan Data Energi IkatanNilai energi ikatan rata-rata dapat digunakan untuk menghitungperubahan entalpi suatu reaksi. Bagaimana caranya? Menurut Dalton, reaksikimia tiada lain berupa penataan ulang atom-atom. Artinya, dalam reaksikimia terjadi pemutusan ikatan (pada pereaksi) dan pembentukan kembaliikatan (pada hasil reaksi).Untuk memutuskan ikatan diperlukan energi. Sebaliknya, untukmembentuk ikatan dilepaskan energi. Selisih energi pemutusan danpembentukan ikatan menyatakan perubahan entalpi reaksi tersebut, yangdirumuskan sebagai berikut.ΔHreaksi =∑D(pemutusan ikatan) –∑D(pembentukan ikatan)Dengan∑ menyatakan jumlah ikatan yang terlibat, D menyatakanenergi ikatan rata-rata per mol ikatan.MenghitungΔH dari Energi Ikatan Rata-RataGunakan data energi ikatan rata-rata pada Tabel 3.2 untuk menghitung ΔH reaksipembentukan amonia dari unsur-unsurnya.Jawab:1.Tuliskan persamaan reaksi dan setarakan.2.Tentukan ikatan apa yang putus pada pereaksi, dan hitung jumlah energi ikatanrata-rata yang diperlukan.3.Tentukan ikatan apa yang terbentuk pada hasil reaksi, dan hitung jumlah energiikatan rata-rata yang dilepaskan.4.Hitung selisih energi yang terlibat dalam reaksi.Persamaan reaksinya:N2(g) + 3H2(g)→ 2NH3(g)Ikatan yang putus pada pereaksi:N N1 mol × 418 kJ mol–1 = 418 kJH–H3 mol × 432 kJ mol–1= 1296 kJTotal energi yang diperlukan = 1714 kJIkatan yang terbentuk pada hasil reaksi:N–H2 mol × 386 kJ mol–1 = 1158 kJTotal energi yang dilepaskan = 1158 kJPerubahan entalpi reaksi pembentukan amonia:ΔHreaksi= Dpemutusan ikatan – Dpembentukan ikatan= 1.714 kJ – 1.158 kJ = 556 kJOleh karena ΔH positif maka pembentukan 2 mol amonia menyerap energi sebesar556 kJ atau sebesar 278 kJ mol–1.Contoh3.131.Kalor yang dilepaskan pada penguraian gas NO2 kedalam unsur-unsurnya pada keadaan standar adalah33,2 kJ mol–1. Berapa perubahan entalpi standar padapembentukan gas NO2 dari unsur-unsurnya?2.Gunakan hukum Hess untuk menentukan ΔH reaksi:C(s) + 12O2(g) + 2H2(g)→ CH3OH(g)Kerjakanlah di dalam buku latihan.Tes Kompetensi SubbabCDiketahui:C(s) + 12 O2(g)→ CO(g)ΔH°1= –111 kJCO(g) + 2H2(g)→ CH3OH(A)ΔH°2 = –128 kJ3.Gunakan hukum Hess untuk menghitung perubahanentalpi reaksi berikut: C(s) + 2H2(g)→ CH4(g)Termokimia69Diketahui:CH4(g) + O2(g)→ CO2(g) + 2H2O(A)ΔH° = –1.036 kJ mol–1C(s) + O2(g)→ CO2(g)ΔH° = –457,8 kJ mol–1H2(g) + 12 O2(g)→ H2O(A)ΔH° = –332,6 kJ mol–14.Diketahui ΔH°f: CH4(g) =–75 kJ mol–1; CO2(g) =–394kJ mol–1; H2O(A) =–286 kJ mol–1; C2H4(g) = 52 kJ mol–1;SO2(g) =–297 kJ mol–1; H2S(g) = 21 kJ mol–1.HitungΔH° untuk reaksi berikut.(a)CH4(g) + 2O2(g)→ CO2(g) + 2H2O(A)(b)C2H4(g) + 3O2(g)→ 2CO2(g) +2H2O(A)(c)SO2(g) + 2H2S(g)→ 2H2O(A) + 3S(s)5.Nilai ΔH° untuk reaksi berikut:2Fe(s) + 32O2(g)→ Fe2O3(s)ΔH° = –823,4 kJ3Fe(s) + 2O2(g)→ Fe3O4(s)ΔH° = –1.120,5 kJGunakan data ini untuk menghitungΔH° reaksi berikut:3Fe2O3(s)→ 2Fe3O4(s) + 12O2(g)6.Diketahui persamaan termokimia berikut:C2H5OH(A) + 3O2(g)→ 2CO2(g) + 3H2O(g)ΔH° = –1.234,7 kJC2H3OCH3(A) + 3O2(g)→ 2CO2(g) + 3H2O(g)ΔH° = –1.328,3 kJHitung ΔH° untuk reaksi:C2H5OH(A)→ C2H3OCH3(A)7.Berapa energi ikatan rata-rata pada molekul H2, HCl,dan I2?8.Berapa energi ikatan rata-rata dalam CO, O2, dan C2H4?9.Berapa energi ikatan rata-rata dalam molekul N2, C2H2?10.Hitung ΔH° reaksi berikut dengan menggunakanTabel 3.2.CH4(g) + 2O2(g)→ CO2(g) + 2H2O(g)11.Gunakan data energi ikatan rata-rata untukmenghitung perubahan entalpi reaksi berikut:(a)12H2(g) + 12Br2(g)→ HBr(g)(b)CH4(g)+ 4Cl2(g)→ CCl4(g) + 4HCl(g)12.Etanol dapat dibuat melalui dua proses reaksi, yaitu:(a) C2H4(g) + H2O(g)→ CH3CH2OH(A)(b) C2H6(g) + H2O(g)→ CH3CH2OH(A) + H2(g)Manakah yang lebih efisien secara energi?D.Kalor Bahan Bakar dan Sumber Energi1.Nilai Kalor Bahan BakarBatubara, minyak bumi, dan gas alam merupakan sumber utamaenergi bahan bakar. Minyak tanah dan gas LPG biasa digunakan untukmemasak di rumah-rumah. Gasolin (terutama bensin) digunakan sebagaibahan bakar kendaraan bermotor. Bahan bakar untuk industri selain solar,juga digunakan batubara.Dengan pengetahuan termokimia, Anda dapat membandingkanbahan bakar apa yang paling efektif dan efisien untuk digunakan sebagaialternatif sumber energi. Untuk mengetahui jenis bahan bakar yang efektifdan efisien sesuai kebutuhan, dapat dilakukan pengujian dengan caramembakar bahan bakar. Kalor yang dilepaskan dipakai memanaskan airdan kalor yang diserap oleh air dihitung.Aktivitas Kimia 3.2Seng/ AluminiumKalengbekasPembakarAirPenentuan Kalor Reaksi Menggunakan Kalorimeter SederhanaTujuanMenentukan kalor yang dilepaskan BBMAlat1.Kaleng bekas2.Lembaran seng/aluminium3.Pembakar4.kaki tiga dan kasaBahan1.Air (H2O)4.Bensin2.Alkohol5.Solar3.Minyak tanah6.Spiritus70Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XIEfektivitas bahan bakar dapat dibandingkan berdasarkan jumlahkalor dengan volume yang sama. Pada volume yang sama, semakin besarjumlah kalor yang dilepaskan, semakin efektif bahan bakar tersebut untukdigunakan sesuai kebutuhan. Efisiensi bahan bakar dapat dibandingkanberdasarkan jumlah volume dan harga. Untuk volume yang sama, semakinmurah harga BBM, semakin efisien BBM tersebut untuk digunakan sesuaikebutuhan. Namun, ada beberapa aspek yang perlu diperhatikanberkaitan dengan penggunaan BBM. Aspek tersebut di antaranyakeamanan dan kebersihan lingkungan.Bensin tidak dapat digunakan untuk kebutuhan di rumah sebabbensin mudah menguap sehingga mudah terbakar, yang berdampak padarisiko keamanan. Minyak tanah tidak dapat digunakan untuk kendaraanbermotor sebab sukar terbakar dan bersifat korosif. Akibatnya, jika minyaktanah dipakai untuk kendaraan, mesin sukar dihidupkan dan cepat rusak.Di samping itu, akibat dari sukar terbakar dapat menimbulkan asap yangtebal dan berdampak pada pencemaran lingkungan.2.Sumber Energi BaruBahan bakar minyak bumi, dan gas alam, masih merupakan sumber energiutama dalam kehidupan sekarang. Akan tetapi, hasil pembakarannya menjadimasalah besar bagi lingkungan. Di samping itu, sumber energi tersebut tidakterbarukan dan dalam beberapa puluh tahun ke depan akan habis.Berdasarkan permasalahan lingkungan dan tidak dapat diperbaruinyasumber energi, para ilmuwan berupaya memperoleh sumber energi masadepan dengan pertimbangan aspek lingkungan, ekonomi, dan bahan dasar.Terdapat beberapa sumber energi potensial yang dapat dimanfaatkan diantaranya sinar matahari, reaksi nuklir (fusi dan fisi), biomassa tanaman,biodiesel, dan bahan bakar sintetis.Langkah Kerja1.Sediakan kaleng bekas obat nyamuk dan potong bagian atasnya.2.Sediakan lembaran seng atau aluminium dan dilipat seperti pipa atau kotakuntuk menutupi pembakaran (berguna untuk mengurangi panas yang hilangakibat radiasi).3.Susun alat-alat seperti gambar.4.Masukkan 100 g air ke dalam kaleng bekas.5.Masukkan 20 g bahan bakar yang akan diukur kalornya ke dalam pembakar.6.Nyalakan pembakar dan tutup dengan kotak seng, agar panas yang terjaditidak hilang.Pertanyaan1.Hitung kalor yang diserap kaleng dan kalor yang diserap oleh air, kemudianhitung kalor yang dilepaskan oleh BBM.2.Manakah yang lebih efektif dan efisien untuk keperluan di rumah?3.Manakah yang lebih efektif dan efisien untuk keperluan kendaran bermotor?AlkoholMinyak TanahBensinSolarSpiritusLPGBBMVolume BBMterbakar(mL)Harga per Liter/(Rupiah)H (J g–1)Next >