TERMOKIMIA PENGERTIAN Termokimia adalah cabang dari ilmu kimia

TERMOKIMIA PENGERTIAN Termokimia adalah cabang dari ilmu kimia yang mempelajari hubungan antara reaksi dengan panas. HAL-HAL YANG DIPELAJARI • Perubahan energi yang menyertai reaksi kimia • Reaksi kimia yang berlangsung secara spontan • Reaksi kimia dalam kedudukan kesetimbangan. By Farid Qim Iya SMAN 1 1

By Farid Qim Iya SMAN 1 2

Eksperimen 3 2 NH 4 Cl(s) + Ba(OH)2 (s) 2 NH 4 OH + Ba. Cl 2 Eksperimen 4 Mg(s) + 2 HCl(aq) Mg. Cl 2(aq) + H 2(g) Eksperimen 5 Fe(s) + S(s) Fe. S(s) Eksperimen 6 Cu. CO 3(s) Cu. O(s) + CO 2(g) By Farid Qim Iya SMAN 1 3

Syarat Terjadinya Reaksi dapat terjadi jika terjadi tumbukkan antar partikel, tetapi tidak setiap tumbukkan antar partikel dapat terjadi reaksi, hal ini disebabkan tumbukkan yang dapat menghasilkan reaksi harus mencapai kompleks teraktivasi. Untuk mencapai kompleks teraktivasi ini maka partikel pereaksi harus memiliki energi minimum yang disebut energi aktivasi. Ea = Energi aktivasi = energi minimum yang harus dimiliki partikel pereaksi agar reaksi dapat berlangsung. Partikel yang memiliki Energi aktivasi maka partikel tersebut mencapai kondisi partikel yang teraktivasi (partikelnya siap memutuskan ikatannya dan siap membentuk ikatan baru). By Farid Qim Iya SMAN 1 4

By Farid Qim Iya SMAN 1 5

By Farid Qim Iya SMAN 1 6

1. Reaksi pelarutan KNO 3 larutan menjadi dingin? sistem : reaksi pelarutan KNO 3(s) KNO 3(aq) (partikel dari kristal ion KNO 3 , ion K+ dan ion NO 3 -) lingkungan : air, wadah reaksi (gelas kimia), udara disekitar reaksi, pengaduk, termometer, tangan yang memegang tabung reaksi) By Farid Qim Iya SMAN 1 7

2. Reaksi pelarutan Na. OH air menjadi panas ? 3. Reaksi Ba(OH)2 8 H 2 O + NH 4 Cl dalam tabung reaksi dipegang tangan, tangan kita terasa dingin? 4. Reaksi Mg(s) + HCl(aq) larutan menjadi panas? 5. Reaksi serbuk Fe + serbuk S dalam tabung reaksi kemudian dipanaskan, setelah panas dihilangkan ternyata reaksi tetap berlangsung? 6. Pemanasan Cu. CO 3 terurai menjadi Cu. O dan gas CO 2 , setelah pemanasan dihentikan reaksi ternyata berhenti ? By Farid Qim Iya SMAN 1 8

1. Reaksi pelarutan Na. OH air menjadi panas? air menyerap panas dari sistem (reaksi pelarutan Na. OH) reaksi pelarutan Na. OH melepaskan panas dan air sebagai menyerap panas tersebut. sistem : reaksi pelarutan Na. OH(s) Na. OH(aq) (partikel dari kristal ion Na. OH , ion Na+ dan ion OH-) lingkungan : air, wadah reaksi (gelas kimia), udara disekitar reaksi, pengaduk, termometer, tangan yang memegang tabung reaksi) By Farid Qim Iya SMAN 1 9

Proses pembekuan air H 2 O(�� ) H 2 O(s) : termasuk reaksi eksoterm ? Air (liquid) melepas kalor ke lingkungan sehingga menjadi es Proses penguapan air H 2 O(�� ) H 2 O(g) : termasuk reaksi endoterm? Air (liquid) menyerap kalor lingkungan sehingga menjadi gas By Farid Qim Iya SMAN 1 10

Sistem : bagian yang menjadi pusat perhatian/ pengamatan ( dalam suatu reaksi kimia yang menjadi sistem adalah zat-zat kimia yang direaksikan ) Lingkungan : daerah yang membatasi sistem/daerah yang berada di luar sistem (dalam suatu reaksi kimia yang menjadi lingkungan adalah wadah Atau Tempat reaksi kimia berlangsung) 1. Reaksi eksoterm : reaksi yang membebaskan kalor dari sistem ke lingkungan Contoh : pembakaran kayu, Na dimasukkan dalam air, batu kapur Ca. O dimasukkan dalam air, respirasi dll 2. Reaksi endoterm : reaksi yang membutuhkan/menyerap kalor dari lingkungan ke sistem Contoh : menguapkan air, mencairkan es, campuran serbuk Ba(OH)2 dan NH 4 Cl, Fotosintesis dll Contoh, pada reaksi antara barium oksida dan ammonium klorida kalau kita pegang wadah akan terasa dingin, karena adanya aliran kalor dari lingkungan ke sistem. By Farid Qim Iya SMAN 1 11

SISTEM BERDASARKAN INTERAKSI DENGAN LINGKUNGAN DIBEDAKAN : 1. sistem terbuka terjadi perpindahan materi dan energi antara sistem dengan lingkungan 2. sistem tertutup hanya terjadi perpindahan energi antara sistem dengan lingkungan 3. sistem terisolasi tidak ada perpindahan energi maupun materi antara sistem dengan lingkungan. By Farid Qim Iya SMAN 1 12

REAKSI EKSOTERM DAN ENDOTERM 1. REAKSI EKSOTERM Adalah reaksi yang pada saat berlangsung disertai pelepasan panas atau kalor. Panas reaksi ditulis dengan tanda positip. Contoh : N 2 (g) + 3 H 2 (g) 2 NH 3 (g) + 26, 78 Kkal 2. REAKSI ENDOTERM Adalah reaksi yang pada saat berlangsung membutuhkan panas. Panas reaksi ditulis de ngan tanda negatif Contoh : 2 NH 3 N 2 (g) + 3 H 2 (g) - 26, 78 Kkal By Farid Qim Iya SMAN 1 13

REAKSI EKSOTERM reaksi yang melepas kalor dari sistem ke lingkungan E sistem berkurang E lingkungan bertambah ditandai dengan kenaikan suhu lingkungan ∆T = positif ∆T = T 2 – T 1 Takhir > T awal ∆H = negatif ∆H = H 2 – H 1 H 2 < H 1 contoh : reaksi-reaksi pembakaran, reaksi pembentukan By Farid Qim Iya SMAN 1 14

REAKSI ENDOTERM reaksi yang menyerap kalor dari lingkungan ke sistem E sistem bertambah E lingkungan berkurang ditandai dengan penurunan suhu lingkungan ∆T = negatif ∆T = T 2 – T 1 Takhir < T awal ∆H = positif ∆H = H 2 – H 1 H 2 > H 1 contoh : reaksi fotosintesis, reaksi penguraian By Farid Qim Iya SMAN 1 15

Dalam termokimia dikenal istilah entalpi (H = heat content = isi panas) Entalpi = jumlah kalor yang dimiliki suatu zat. Entalpi termasuk besaran fungsi keadaan artinya nilai entalpi zat tidak dapat ditentukan, tetapi yang dapat ditentukan adalah nilai perubahan entalpi. Besaran fungsi keadaan adalah besaran yang nilainya hanya bisa ditentukan dari keadaan awal dan akhir. By Farid Qim Iya SMAN 1 16

Syarat Terjadinya Reaksi dapat terjadi jika terjadi tumbukkan antar partikel, tetapi tidak setiap tumbukkan antar partikel dapat terjadi reaksi, hal ini disebabkan tumbukkan yang dapat menghasilkan reaksi harus mencapai kompleks teraktivasi. Untuk mencapai kompleks teraktivasi ini maka partikel pereaksi harus memiliki energi minimum yang disebut energi aktivasi. Ea = Energi aktivasi = energi minimum yang harus dimiliki partikel pereaksi agar reaksi dapat berlangsung. Partikel yang memiliki Energi aktivasi maka partikel tersebut mencapai kondisi partikel yang teraktivasi (partikelnya siap memutuskan ikatannya dan siap membentuk ikatan baru). By Farid Qim Iya SMAN 1 17

Ea = Energi aktivasi = energi minimum yang harus dimiliki pereaksi agar menghasilkan reaksi. By Farid Qim Iya SMAN 1 18

By Farid Qim Iya SMAN 1 19

PERUBAHAN ENTALPI (ΔH) PENGERTIAN Perubahan entalpi adalah perubahan panas dari reaksi pada suhu dan tekanan yang tetap, yaitu selisih antara entalpi zat-zat hasil dikurangi entalpi zat-zat reaktan. Rumus : ΔH = HP - HR ΔH : perubahan entalpi HP : entalpi hasil reaksi HR : entalpi zat reaktan. By Farid Qim Iya SMAN 1 20

PERUBAHAN ENTALPI (ΔH) 1. PADA REAKSI EKSOTERM P + Q R + x Kkal P dan Q = zat awal R = zat hasil reaksi x = besarnya panas reaksi Menurut hukum kekekalan energi : Isi panas (P + Q) = Isi panas R + x Kkal H (P + Q) = H ( R) + x Kkal H (R) - H (P + Q) = - x Kkal ΔH = - x Kkal By Farid Qim Iya SMAN 1 21

PERUBAHAN ENTALPI (ΔH) 2. PADA REAKSI ENDOTERM R P + Q – x Kkal Berlaku : H (P + Q) - H (R) = x Kkal ΔH = x Kkal Kesimpulan : Besarnya perubahan entalpi (ΔH) sama dengan besarnya panas reaksi, tetapi dengan tanda berlawanan. Contoh soal : Hitung entalpi perubahan CH 4 (g) menjadi CO 2 (g) dan H 2 O(g) Pada temperatur 298 o. K, bila diketahui pada temperatur tersebut : ΔH. CH 4 = -74, 873 KJ mol-1 ; ΔH. O 2 = 0, 00 KJ mol-1 By Farid Qim Iya SMAN 1 22

Entalpi Energi yang diserap atau dilepaskan ketika perubahan berlangsung dalam tekanan tetap DH = Hakhir - Hawal Subskrips digunakan untuk menunjukkan jenis perubahan ∆Hvap = panas penguapan ∆Hnet = Panas netralisasi ∆Hfusion =panas fusi ∆Hsol = Panas pelarutan ∆Hr = panas reaksi By Farid Qim Iya SMAN 1 23

Jenis-jenis perubahan entalpi standar. 1. Perubahan entalpi pembentukan standar (ΔHof), 2. Perubahan entalpi penguraian standar (ΔHod), 3. Perubahan entalpi pembakaran standar ( ΔHoc). 1. Perubahan entalpi pembentukan standar (ΔHof), adalah kalor yang dilepaskan atau diserap pada pembentukan 1 mol senyawa dari unsure-unsurnya pada suhu 25 o. C (298 K) dan tekanan 1 atmosfer. f = formation = pembentukan Ciri reaksi pembentukan : unsur +. . . senyawa H 2(g) + S(s) +2 O 2(g) H 2 SO 4(l) By Farid Qim Iya SMAN 1 24

2. Perubahan Entalpi Penguraian Standar ΔHod Perubahan entalpi penguraian standar merupakan kebalikan dari perubahan entalpi pembentukan standar, yaitu kalor yang dlepaskan atau dibutuhkan pada penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsurnya pada suhu 25 o. C (298 K) dan tekanan 1 atmosfer. d = decomposition / dissociation = penguraian Ciri reaksi penguraian : Senyawa unsur +. . . H 2 SO 4(l) H 2(g) + S(s) +2 O 2(g) By Farid Qim Iya SMAN 1 25

3. Perubahan Entalpi Pembakaran Standar ΔHoc (c = combustion) Perubahan entalpi pembakaran standar, yaitu kalor yang dilepaskan pada pembakaran 1 mol zat Ciri reaksi pembakaran : Zat + O 2 Pembakaran karbon : C(s) + O 2(g) CO 2(g) Pembakaran hidrogen : H 2(g) + ½ O 2(g) H 2 O(g) Pembakaran CO : CO(g) + ½ O 2(g) CO 2(g) Pembakaran belerang: S(s) + O 2(g) SO 2(g) Pembakaran SO 2 : SO 2(g) + ½ O 2(g) SO 3(g) By Farid Qim Iya SMAN 1 26

C(s) + O 2(g) CO 2(g) ∆Hco C ∆Hfo CO 2 S(s) + O 2(g) SO 2(g) ∆Hco S ∆Hfo SO 2(g) + ½ O 2(g) SO 3(g) ∆Hco SO 2 ∆H fo SO 3 S(s) + 1, 5 O 2(g) SO 3(g) ∆Hfo SO 3 CO(g) + ½ O 2(g) CO 2(g) ∆Hco CO ∆H fo CO 2 C(s) + ½ O 2(g) CO(g) ∆Hco C ∆Hfo CO By Farid Qim Iya SMAN 1 27

By Farid Qim Iya SMAN 1 28

Perubahan entalpi (ΔH) adalah sifat ekstensif , yaitu sifat yang bergantung pada jumlah zat. Konsep: perbandingan ΔH reaksi = perbandingan mol zat soal : (Ar H= 1, N= 14) dalam reaksi penguraian 2 NH 3 (g) N 2(g) + 3 H 2(g) ΔH = +560 J tentukan nilai ΔH reaksi: a. Penguraian 8, 5 gram NH 3 b. Untuk menghasilkan 7 gram gas N 2 c. Untuk menghasilkan 24 gram H 2 d. Pembentukan 68 gram NH 3 jawab: By Farid Qim Iya SMAN 1 29

Konsep : Perbandingan koefisien reaksi = perbandingan mol zat 2 NH 3 (g) 1 N 2(g) + 3 H 2(g) ΔH = +560 J Reaksi tersebut menyatakan: ü penguraian 2 mol NH 3 ΔH = +560 J ü untuk menghasilkan 1 mol N 2 ΔH = +560 J ü untuk menghasilkan 3 mol H 2 ΔH = +560 J Jawab: Perbandingan mol senyawa = perbandingan ΔH Penguraian 1 mol NH 3 ΔH = ½ x 560 J = 280 J Penguraian 8, 5 gram NH 3 (= 8, 5/Mr 17 = 0, 5 mol) ΔH = 0, 5/2 x 560 = 140 atau ΔH = 0, 5/1 x 280 = 140 J By Farid Qim Iya SMAN 1 30

2 NH 3 (g) N 2(g) + 3 H 2(g) ΔH = +560 J tentukan nilai ΔH reaksi: b. Untuk menghasilkan 7 gram gas N 2 Jawab: 2 NH 3 (g) N 2(g) + 3 H 2(g) ΔH = +560 Untuk menghasilkan 1 mol N 2 ΔH = +560 untuk menghasilkan 7 gram N 2 ΔH = ? (mol N 2 = 7 gram / 28 (Mr N 2) mol N 2 = 0, 25 mol ΔH = +140 J By Farid Qim Iya SMAN 1 31

2 NH 3 (g) N 2(g) + 3 H 2(g) ΔH = +560 J tentukan nilai ΔH reaksi: c. Untuk menghasilkan 24 gram H 2 (Mr H 2 ) Mol H 2 = 24 / 2 = 12 mol Untuk menghasilkan 3 mol H 2 ΔH = +560 J Untuk menghasilkan 12 mol H 2 ΔH = 12/3 x 560 J = 2240 J By Farid Qim Iya SMAN 1 32

2 NH 3 (g) N 2(g) + 3 H 2(g) ΔH = +560 J tentukan nilai ΔH reaksi: d. Pembentukan 68 gram NH 3 Jawab : 2 NH 3 (g) N 2(g) + 3 H 2(g) ΔH = +560 J N 2(g) + 3 H 2(g) 2 NH 3 (g) ΔH = - 560 J (reaksi dibalik maka nilai ΔH menjadi lawannya) Pada pembentukan 2 mol NH 3 ΔH = - 560 J Pada pembentukan 68 gram NH 3 (mol NH 3 = 68/Mr) = 68/17 mol = 4 mol Sehingga ΔH = 4/2 x (– 560) J = - 1120 J By Farid Qim Iya SMAN 1 33

2. Diketahui persamaan termokimia 2 SO 2(g) + O 2(g) 2 SO 3(g) ΔH = -198 k. J a. Berapakah perubahan entalpi pembakaran standar gas SO 2? b. Berapakah perubahan entalpi jika SO 2 yang bereaksi 12, 8 gram? (Ar S= 32, O= 16) c. Berapakah perubahan entalpi jika SO 3 yang terbentuk sebanyak 20 gram? (Ar S= 32, O= 16) d. Berapakah perubahan entalpi jika volum SO 3 yang terjadi 10 liter ( 25 o. C, 1 atm)? By Farid Qim Iya SMAN 1 34

3. Pada reaksi pembakaran gas CO berikut: CO(g) + ½ O 2(g) CO 2(g) H = - 485 k. J, maka pada pembakaran 7 gram CO (C=12, O=16) dibebaskan kalor sebesar. . . k. J 4. Diketahui reaksi pembakaran gas asetilena: C 2 H 2(g) + O 2(g) 2 CO 2(g) + 2 H 2 O(g) H = -120 k. J. Maka pada pembakaran 5, 6 liter C 2 H 2 keadaan standar (keadaan STP) dihasilkan kalor sebesar. . k. J 5. Gas asetilena dapat dibuat menurut reaksi: Ca. C 2(s) + 2 H 2 O(l) Ca(OH)2 (aq) + C 2 H 2 (g) Kalor pembakaran gas ini adalah -320 kkal/mol. Jika dalam suatu proses digunakan 160 gram kalsium karbida dan dengan asumsi bahwa hanya 60% Ca. C 2 yang bereaksi, maka pada pembakaran gas asetilena yang terbentuk, akan dihasilkan kalor sebanyak. . . kkal. (Ar C = 12; Ca = 40) By Farid Qim Iya SMAN 1 35

Stoikhiometri Beberapa reaksi secara sederhana dikaitkan dengan kalor yang dilepaskan. Pembakaran gasolin, batubara, gas alam. Kalor yang dilepaskan dapat ditunjukkan sebagai produk reaksi Untuk reaksi yang diberikan, H diintepretasikan untuk setiap mol. By Farid Qim Iya SMAN 1 36

Stoikhiometri Penentuan kalor yang dilepaskan jika 50, 0 g methana dibakar dengan oksigen berlebih Pertama, tentukan jumlah mol methana (MM= 16, 043 g) By Farid Qim Iya SMAN 1 37

Stoikhiometri Sekarang lihat reaksi setara thermokimianya Kalor yang dilepaskan By Farid Qim Iya SMAN 1 38

PENENTUAN ΔH REAKSI MELALUI: 1. Menggunakan konsep Hess a. Menggunakan rumus Hess ∆H reaksi = ∑ ∆Hfo product - ∑ ∆Hfo reactan ∆H reaksi = ∑ ∆Hfo kanan - ∑ ∆Hfo kiri b. Mengubah reaksi-reaksi yang diketahui kemudian menjumlahkannya. 2. Menggunakan data energi ikatan. ∆H reaksi = ∑energi ikat pemutusan - ∑ energi ikat pembentukan ∆H reaksi = ∑energi ikat kiri - ∑ energi ikat kanan 3. Dalam percobaan menggunakan kalorimeter. By Farid Qim Iya SMAN 1 39

• Penentuan ΔH dengan Alat Kalorimeter terdiri atas bejana yang dilengkapi dengan pengaduk dan thermometer. Bejana diselimuti dengan penyekat panas yang bertujuan untuk mengurangi perpindahan panas dari system ke lingkungan atau sebaliknya. By Farid Qim Iya SMAN 1 40

Untuk mengukur kalor reaksi yang diserap atau dikeluarkan oleh system reaksi, data yang diperlukan adalah sebagai berikut : 1) perubahan (selisih) suhu sebelum dan sesudah reaksi 2) massa total larutan (m) 3) kalor jenis larutan (c) Secara matematis, jumlah kalor yang diserap atau dikeluarkan, dapat dirumuskan sebagai berikut: Q = m. c. ΔT Keterangan: Q = kalor yang diserap atau dikeluarkan m = massa zat c = kalor jenis ΔT = perubahan suhu By Farid Qim Iya SMAN 1 41

By Farid Qim Iya SMAN 1 42

By Farid Qim Iya SMAN 1 43

By Farid Qim Iya SMAN 1 44

By Farid Qim Iya SMAN 1 45

By Farid Qim Iya SMAN 1 46

By Farid Qim Iya SMAN 1 47

By Farid Qim Iya SMAN 1 48

Kekekalan energi: q sistem + q lingkungan = 0 q sistem = - q lingkungan q sistem = q reaksi = ΔH reaksi q lingkungan dapat meliputi: ü q larutan = mlarutan. c. Δ T ü q air = mair. c. Δ T ü q kalorimeter = Ckalorimeter. Δ T c = kalor jenis J/g. K C = kapasitas kalor = J/K By Farid Qim Iya SMAN 1 49

Dalam kalorimeter direaksikan 50 m. L larutan Na. OH 1 M dengan 50 m. L HCl 2 M, massa jenis larutan sama dengan massa jenis air (1 g/m. L) kalor jenis larutan 4, 2 J/go. C , jika terjadi kenaikan suhu dari 25 o. C menjadi 30 o. C Reaksi : HCl(aq) + Na. OH(aq) Na. Cl(aq) + H 2 O(l) tentukan perubahan entalpi reaksi tersebut: a. Jika kalorimeter tidak menyerap panas b. Jika kalorimeter menyerap panas dengan Ckalorimeter = 100 J/K By Farid Qim Iya SMAN 1 50

50 m. L larutan Na. OH 1 M + 50 m. L HCl 2 M M= mol / V Mol = V x M Mol Na. OH = 50 m. L x 1 M = 50 m. L. M = 50 mmol = 0, 05 mol Mol HCl = 50 m. L x 2 M = 100 m. L. M = 100 mmol = 0, 1 mol Volum larutan = 50 m. L HCl + 50 m. L Na. OH = 100 m. L Massa larutan = V x ρ = 100 x 1 = 100 gram q reaksi = - ( qlarutn + qkalorimetr) By Farid Qim Iya SMAN 1 51

q reaksi = - ( qlarutn + qkalorimetr) Soal a qkalorimeter diabaikan q reaksi = - qlarutn q larutan = m x c x ∆T = 100. 4, 2. 5 = 2100 J q reaksi = - qlarutn = - 2100 J ∆ H = q reaksi = -2100 J /0, 05 mol HCl + 0, 05 mol Na. OH = - 42000 J By Farid Qim Iya SMAN 1 52

1. Berapakah kalor yang dibutuhkan pada pendidihan air sebanyak 500 g dari 25 o. C sampai 100 o. C? Asumsikan tidak ada kalor yang terbuang dan massa air tetap. Kalor jenis air = 4, 18 J g– 1 o. C– 1. 2. Kalor jenis aluminium adalah 0, 9 J g– 1 °C– 1 dan kalor jenis timbel adalah 0, 13 J g– 1°C– 1. Zat manakah yang lebih besar penurunan suhunya jika kalor dibebaskan dari 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)? Diketahui kalor jenis air, C = 4, 18 J g– 1 °C– 1. By Farid Qim Iya SMAN 1 53

4. Pada pembakaran 23 gram etanol (Mr C 2 H 5 OH = 46) jika dianggap semua kalor yang dibebaskan digunakan untuk menaikkan suhu 50 g air dari 25°C hingga 60°C? Kalor jenis air, c = 4, 18 Jg– 1°C– 1. Tentukan ∆ Hc etanol pada kondisi tersebut. 5. Kalorimeter dikalibrasi dengan cara mencampurkan 50 g air panas dan 100 g air dingin dalam kalorimeter yang dikalibrasi. Suhu awal air panas adalah 85°C dan suhu awal air dingin 25°C. Suhu akhir campuran adalah 40°C. Berapa kapasitas kalorimeter, jika kalor jenis air 4, 2 J g– 1 °C– 1. By Farid Qim Iya SMAN 1 54

6. Pada pelarutan 17 g natrium nitrat dalam kalorimeter terjadi penurunan suhu dari 25 o. C menjadi 21 o. C. Jika kapasitas kalor larutan dan kalorimeter adalah 1070 k. J/o. C maka tentukan perubahan entalpi pelarutan 1 mol Na. NO 3. (Ar Na=23, O=16 , N=14) Reaksi Na. NO 3(s) Na. NO 3(aq) ∆H= ? By Farid Qim Iya SMAN 1 55

PERUBAHAN ENTALPI (ΔH) Reaksi tertentu tersebut, antara lain : 1. Reaksi dalam larutan 2. Reaksi gas yang tidak mengalami perubahan koefisien antara sebelum dan sesudah reaksi. Contoh : Pada perubahan dari 12, 425 gram karbon menjadi CO 2 pada, suhu reaksi yang semula 30 o C, terjadi kenaikan suhu sebesar 0, 484 o C. Apabila panas jenis kalorimeter 200 Kkal / derajat. Berapa ΔH tiap mol karbon yang dibakar ? Jawab : C + O 2 CO 2 By Farid Qim Iya SMAN 1 56

PERUBAHAN ENTALPI (ΔH) Kalor reaksi pada reaksi di atas = Panas jenis kalorimeter x Δt mol C 200 x 0, 484 12, 435/12 = = 93, 414 Kkal Pada pembakaran 1 mol C dibebaskan panas 93, 414 Kkal. Jadi ΔH = - 93, 414 Kkal By Farid Qim Iya SMAN 1 57

HUKUM HESS Bunyi HUKUM HESS : “Δ H reaksi tidak bergantung pada jalannya reaksi tetapi bergantung pada keadaan awal dan akhir reaksi” KEPENTINGAN : Hukum Hess sangat penting dalam perhitungan kalor reaksi yang tidak dapat ditentukan secara eksperimen. Contoh reaksi : 1. Reaksi langsung A B ΔH 1 = x Kkal 2. Reaksi berbeda tetapi hasil akhir sama A C ΔH 2 = b Kkal C B ΔH 3 = c Kkal A B ΔH 1 = ΔH 2 + ΔH 3 = b + c By Farid Qim Iya SMAN 1 58

1. Reaksi langsung A B ΔH 1 = x Kkal 2. Reaksi berbeda tetapi hasil akhir sama A C ΔH 2 = b Kkal C B ΔH 3 = c Kkal 3. Reaksi yang berbeda tetapi hasil akhir sama A D ΔH 4 = a Kkal D E ΔH 5 = d Kkal E B ΔH 6 = e Kkal Maka berlaku hubungan : x = b + c = a + d + e ΔH 1 = ΔH 2 + ΔH 3 = ΔH 4 + ΔH 5 + ΔH 6 By Farid Qim Iya SMAN 1 59

HUKUM HESS 3. Reaksi yang berbeda A D ΔH 4 = a Kkal D E ΔH 5 = d Kkal E B ΔH 6 = e Kkal Maka berlaku hubungan : x=b+c=a+d+e ΔH 1 = ΔH 2 + ΔH 3 = ΔH 4 + ΔH 5 + ΔH 6 C b A c B x a D d E e By Farid Qim Iya SMAN 1 60

HUKUM HESS Contoh soal : 1. Diketahui : 2 H 2(g) + O 2(g) 2 H 2 O(cair) ΔH = -136 Kkal H 2(g) + O 2(g) H 2 O 2(cair) ΔH = -44, 8 Kkal Hitung ΔH untuk reaksi : 2 H 2 O 2(cair) 2 H 2 O + O 2 Jawab : 2 H 2 + O 2 2 H 2 O ΔH = -136 Kkal 2 H 2 O 2 2 H 2 + 2 O 2 ΔH = +89, 6 Kkal + 2 H 2 O 2 2 H 2 O + O 2 ΔH = -46, 4 Kkal By Farid Qim Iya SMAN 1 61

2. Diketahui : I. C + O 2 CO 2 ΔH = - 94 J II. H 2 + ½ O 2 H 2 O ΔH = - 68 J III. 2 C + 3 H 2 C 2 H 6 ΔH = - 20 J Ditanyakan : ΔHco C 2 H 6 (pembakaran 1 mol C 2 H 6) Reaksi : C 2 H 6 + 7/2 O 2 2 CO 2 + 3 H 2 O ΔH = x J Jawab : Reaksi yang diketahui merupakan reaksi pembentukan C + O 2 CO 2 ΔHfo CO 2 = -94 J/mol H 2 + ½ O 2 H 2 O ΔHfo H 2 O = - 68 J/mol 2 C + 3 H 2 C 2 H 6 ΔHfo. C 2 H 6 = - 20 J/mol Karena data yang diketahui reaksipembentukan maka dapat menggunan rumus HK Hess By Farid Qim Iya SMAN 1 62

HUKUM HESS 2. Diketahui : I. C + O 2 CO 2 ΔH = - 94 J perintah ( x 2 ) II. H 2 + ½ O 2 H 2 O ΔH = - 68 J perintah ( x 3 ) III. 2 C + 3 H 2 C 2 H 6 ΔH = - 20 J perintah( dibalik ) Ditanyakan : berapa x pada reaksi : C 2 H 6 + 7/2 O 2 2 CO 2 + 3 H 2 O ΔH = x J (reaksi yang ditanyakan sebagai acuan untuk memberi perintah pada reaksi-reaksi yang diketahui) Jawab : I. 2 C + 2 O 2 2 CO 2 ΔH = -188 J II. 3 H 2+ 3/2 O 2 3 H 2 O ΔH = - 204 J + III. C 2 H 6 2 C + 3 H 2 ΔH = 20 J C 2 H 6 + 7/2 O 2 2 CO 2 + 3 H 2 O ΔH = -372 J ΔH = - 372 J, maka x = -372 J. By Farid Qim Iya SMAN 1 63

Dengan rumus Hukum Hess ΔHf unsur = 0 ΔHreaksi = ∑ ΔHf o kanan - ∑ ΔHf o kiri Reaksi : C 2 H 6 + 7/2 O 2 2 CO 2 + 3 H 2 O ΔHreaksi = { 2 x ΔHf o CO 2 + 3 x ΔHf o H 2 O } – {ΔHf o C 2 H 6 } ΔHreaksi = { 2 (- 94) + 3 (-68) } – (-20) ΔHreaksi = ( -188 + - 204) + 20 = - 392 + 20 = - 372 J By Farid Qim Iya SMAN 1 64

ΔHf CO 2 = - 393, 522 KJ mol-1 ΔHf H 2 O = -241, 827 KJ mol-1 Hitung ΔHc o. CH 4 = ? Jawab : CH 4 + 2 O 2 CO 2 + 2 H 2 O ΔH = H {CO 2 + (2 x H 2 O)} – H {CH 4 + (2 x O 2)} ΔH = {- 393, 522 + (2 x (- 241, 827)} - {- 74, 873 + (2 x 0, 000)} ΔH = - 802, 303 KJ mol-1 Tanda negatif menunjukkan bahwa reaksi di atas merupakan reaksi eksoterm. PENENTUAN PERUBAHAN ENTALPI Penentuan perubahan entalpi selalu dilakukan pada tekanan dan temperatur yang tetap. Untuk reaksi tertentu dapat ditentukan dengan kalorimeter. By Farid Qim Iya SMAN 1 65

ENERGI IKATAN PENGERTIAN Pada molekul diatom, energi ikatan disebut juga energi disosiasi, dilambangkan dengan D (dissociation). Energi ikatan didefinisikan sebagai jumlah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan 1 mol suatu molekul dalam wujud gas. Pada reaksi eksoterm, besarnya energi yang timbul dari Penggabungan ikatan lebih besar daripada energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan. Besarnya energi ikatan ditentukan secara eksperimen : By Farid Qim Iya SMAN 1 66

Contoh: H 2(g) 2 H(g) DH–H = 436 k. J /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. Contoh: Dalam metana, energi atomisasi adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan semua ikatan antara atom C dan H. CH 4(g) → C(g) + 4 H(g) By Farid Qim Iya SMAN 1 67

Berdasarkan data pada Tabel 3. 1, apakah yang dapat Anda simpulkan? Kekuatan setiap ikatan C–H dalam metana tidak sama, padahal ikatan yang diputuskan sama, yaitu ikatan antara karbon dan hidrogen. Mengapa? By Farid Qim Iya SMAN 1 68

ENERGI IKATAN Kkal/mol H – H H – F H – Cl H – Br H – I F – F Cl – Cl C – Cl 104 135 103 88 71 37 58 79 Br – Br I – I C – C C – H N – N O - O O - H 46 36 83 99 93 226 119 111 By Farid Qim Iya SMAN 1 69

ENERGI IKATAN CONTOH SOAL 1. Diketahui : H 2 H + H ΔH = +104 Kkal Cl 2 Cl + Cl ΔH = + 58 Kkal 2 HCl H 2 + Cl 2 ΔH = +206 Kkal Ditanyakan : ΔH pada reaksi berikut : H 2 + Cl 2 2 HCl Jawab : H 2 H + H ΔH = + 104 Kkal Cl 2 Cl + Cl ΔH = + 58 Kkal 2 H + 2 Cl 2 HCl ΔH = - 206 Kkal + H 2 + Cl 2 2 HCl ΔH = - 44 Kkal Jadi ΔH = - 44 Kkal By Farid Qim Iya SMAN 1 70

Diketahui : kalor pembentukan CH 4 (g) = -17, 9 Kkal Kalor penguapan C (grafit) = +170 Kkal Kalor dissosiasi H 2 = +104 Kkal Ditanyakan : energi ikatan rata-rata C – H ? By Farid Qim Iya SMAN 1 71

ENERGI IKATAN Diketahui : kalor pembentukan CH 4 (g) = -17, 9 Kkal Kalor penguapan C (grafit) = +170 Kkal Kalor dissosiasi H 2 = +104 Kkal Ditanyakan : energi ikatan rata-rata C – H ? Jawab : ΔH 4 C (grafit) + 2 H 2 CH 4 ΔH 1 ΔH 2 ΔH 3 C (g) + 4 H Menurut Hk Hess ΔH 4 = ΔH 1 + ΔH 2 + ΔH 3 -17, 9 = +170 + (2 X 104) + ΔH 3 By Farid Qim Iya SMAN 1 72

ENERGI IKATAN ΔH 3 = -17, 9 - 170 - 208 ΔH 3 = - 395, 9 Kkal. Energi ikatan = 395, 9 Kkal ΔH 3 merupakan energi ikatan 4 x (C-H). Jadi energi ikatan Rata-rata C-H = 395/4 Kkal = 99 Kkal. HUBUNGAN ANTARA ELEKTRONEGATIVITAS DENGAN ENERGI IKATAN Linus Pauling (1912) : Jika gas P 2 bereaksi dengan gas Q 2, maka seharusnya energi ikatan P-Q = rata-rata energi ikatan P-P dan Q-Q. Ternyata hasil eksperimen menunjukkan Adanya kelebihan energi (Δ) → untuk stabilitas ikatan P-Q By Farid Qim Iya SMAN 1 73

ENERGI IKATAN ENERGI DISSOSIASI IKATAN : Perubahan entalpi dalam proses pemutusan ikatan, dengan pereaksi dan hasil reaksi dalam keadaan gas. Pada reaksi : P 2 + Q 2 → 2 PQ, berlaku : DP-Q = ½ (DP-P + DQ-Q ) + Δ Keterangan : DP-Q = energi dissosiasi dari ikatan P-Q DP-P = energi dissosiasi dari ikatan P-P DQ-Q = energi dissosiasi dari ikatan Q-Q Δ = kelebihan energi untuk kestabilan ikatan P-Q By Farid Qim Iya SMAN 1 74

ENERGI IKATAN Kelebihan energi stabilisasi sebanding dengan : Kuadrat dari selisih elektronegatifitas P dengan Q. Dirumuskan sebagai berikut : I Xp –Xq I = 0, 208 x Δ 1/2 Keterangan : Xp = elektronegatifitas P Xq = elektronegatifitas Q Pauling : harga I Xp –Xq I = 1, 7 → merupakan batas antara ikatan ion dengan ikatan kovalen. Di bawah 1, 7 merupakan ikatan kovalen dan di atas 1, 7 merupakan Ikatan ionik. By Farid Qim Iya SMAN 1 75

ENERGI IKATAN Contoh Soal : Diketahui : H 2 → H + H ΔH = + 104 Kkal Br 2 → Br + Br ΔH = + 46 Kkal HBr → H + Br ΔH = + 88 Kkal Ditanyakan : a) Selisih elektronegatifitas H dengan Br b) Jika elektronegatifitas H = 2, 1, berapakah elektronegatifitas Br? Jawab : Δ = DH-Br – ½ ( DH-H + DBr-Br) = 88 - ½ ( 104 + 106) = 88 – 75 = 13 Kkal By Farid Qim Iya SMAN 1 76

ENERGI IKATAN I XH - XBr I = 0, 208 x Δ 1/2 = 0, 208 x 131/2 = 0, 208 x 3, 605 = 0, 760 Karena elektronrgatifitas H = 2, 1, maka elektronegatifitas Br = 2, 1 + 0, 76 = 2, 86 By Farid Qim Iya SMAN 1 77