Perubahan Entalpi Reaksi Termokimia Standar: Pengertian Contoh Soal Rumus Perhitungan

Pengertian Entalpi. Entalpi adalah kalor yang terlibat dalam suatu reaksi kimia yang dilakukan pada kondisi tekanan tetap. Entalpi dinotasikan dengan huruf H, yang berasal dari huruf awal pada kata Heat of Content.

Entalpi  merupakan fungsi keadaan yang nilainya tergantung pada nilai U yaitu energy internal, P yaitu tekanan, dan V yaitu volume. Fungsi keadaan entalpi dapat dinyatakan oleh persamaan sebagai berikut:

H = U + PV

Besarnya entalpi H tidak dapat diukur, namun perubahan entalpinya dapat diukur dan nilainya  adalah ∆H. Perubahan entalpi ini dapat dinyatakan dengan persamaan berikut:

∆H =   ∆U + ∆(PV)

Jika reaksi kimia dilakukan pada kondisi dengan tekanan tetap, maka persamaan perubahan entalpinya menjadi seperti berikut:

∆H =  (q – P∆V) + P∆V, atau menjadi

∆H =   qp

Dengan qp adalah kalor yang diserap atau dilepaskan oleh system.

Ini artinya, jika system dilakukan pada keadaan tekanan tetap, maka kalor yang diserap atau dilepaskan oleh system akan sama dengan perubahan entalpinya.

Nilai qp akan menjadi positif ketika system menyerap kalor dan reaksinya akan bersifat endoterm, sebaliknya nilai qp akan negative ketika system melepaskan kalor dan reaksinya akan bersifat eksoterm.

Pada reaksi yang melibatkan cairan atau padatan, perubahan volume yang terjadi sangat kecil, hal ini disebabkan kerapatan zat yang terkondensasi sangat tinggi.

Ketika reaksi dilakukan pada kondisi tekanan rendah seperti pada tekanan satu atmosfir, maka ∆(PV) sangatlah kecil dan dapat diabaikan, sehingg perubahan entalpi dapat dinyatakan sebagai berikut:

∆H ≅ ∆U

Jika gas dikonsumsi atau dihasilkan selama reaksi berlangsung, ∆H dan ∆U dapat memiliki nilai yang sangat berbeda.

Kondisi untuk gas ideal yang berlangsung pada temperatur tetap, dapat dinyatakan seperti berikut:

∆(PV) = ∆nRT

Dengan ∆n adalah perubahan mol gas selama reaksi berlangsung. Sehingga persamaan untuk system gas yang berlangsung pada temperature tetap dapat dinyatakan seperti berikut:

∆H =   ∆U + ∆nRT

Contoh Soal Cara Perhitungan Entalpi Reaksi Kimia. 

Satu mol es meleleh pada temperature 0 Celcius dan tekanan satu atm. Pada proses pelelehan es tersebut kalor yang diserap oleh system adalah 1440 kalori. Sedangkan volume molar es adalah 0,0196 L dan volume molar air adalah 0,0180 L.

Hitung ∆H dan ∆U pada proses tersebut

Proses terjadi pada tekanan tetap yaitu pada satu atm, maka

∆H =  qp

q = 1440 kal = 6025 J

Jadi  ∆H = 6025 J

∆U dihitung dengan menggunakan persamaan

∆H =   ∆U + ∆(PV) atau

∆H ≡ ∆U

Dengan memperhatikan nilai ∆(PV) terlebih dahulu.

∆(PV) = P∆V

∆(PV) = P(V2 – V1)

∆(PV) = 1(0,0180 – 0,0196) L atm

∆(PV) = 1,6 x 10-3 L atm

∆(PV)  = 1,6 x 10-3 L atm x 101,4 J (L atm)-1

∆(PV)  = -0,16 J

Perbedaan ∆H dan ∆U adalah 0,16 J, nilai ini relative kecil dan dapat diabaikan, dengan demikian  ∆H = ∆U = 6025 J

Pengukuran Perubahan Entalpi Reaksi Kimia (Kondisi Standar),

Pengukuran terhadap perubahan entalpi dapat dilakukan pada kondisi standar dan non-standar. Kondisi standar dilakukan pada suhu 25 0C atau 298 K dan tekanan 1 atm.

Pengukuran pada kondisi standar dinotasikan dengan ∆Ho atau ∆H298, sedang di luar kondisi standar dinyatakan dengan ∆H saja. Perubahan entalpi dinyatakan dengan satuan kilo joule (kJ) atau joule (J).

Apabila pengukuran ∆H dilakukan untuk 1 mol zat pada kondisi standar, maka ∆H tersebut dinamakan sebagai entalpi molar dengan satuan kJ/mol.

Perubahan Entalpi Pembentukan Standar, ∆Hfo

Perubahan Entalpi pembentukan, Standard Enthalpy of Formation adalah kalor yang dilepaskan atau yang diserap oleh sistem pada reaksi pembentukan 1 mol senyawa dari unsur- unsurnya.

Perubahan entalpi pembentukan dinyatakan dengan lambang ∆Hfo atau dinotasikan cukup dengan ∆Hf. Notasi f berasal dari formation yang berarti pembentukan. Unsur-unsur harus dalam bentuk paling stabil pada kondisi standar.

Contoh Perubahan Entalpi Reaksi Pembentukan Standar

∆Hfo pembentukan 1 mol H2O cair dari gas H2 dan O2 adalah –285,9 kJ/mol. Persamaan termokimianya adalah sebagai berikut:

H2(g) + 1/2 O2(g) → H2O(l) ∆Hfo = -285,9 kJ

Kooefisien H2O adalah 1, ini artinya H2O adalah satu mol. Dengan kata lain pada pembentukan 1 mol H2O dari unsur hidrogen dan unsur oksigen dibebaskan energi sebesar 285,85 kJ. Tanda negatif pada ΔHf  berarti dibebaskan energi atau reaksi bersifat eksoterm.

Contoh Perubahan Entalpi Pembentukan Standar Gas Karbon Dioksida

C + O2 → CO2 ∆Hfo = -395,2 kJ

Contoh Perubahan Entalpi Pembentukan Standar Asetilena

4 C(s) + 2 H2(g) ⎯⎯→ 2 C2H2(g) ΔHf = + 454 kJ

Koefisien senyawa C2H2 adalah 2, ini berarti  C2H2 adalah 2 mol, maka semua koefisien reaksi dibagi 2 termasuk ΔHf  Reaksi menjadi:

2 C(s) + H2(g) ⎯⎯→ C2H2(g) ΔHf = + 227 kJ

Pembentukan 1 mol C2H2 dari unsur karbon dan unsur hidrogen dibutuhkan panas sebesar +227 kJ. Tanda positif pada ΔHf berarti reaksi menyerap energi dan reaksi bersifat  endoterm.

Contoh Perubahan Entalpi Pembentukan Standar Karbon Disulfida

C + 2S → CS2 ∆Hfo = +117,1 kJ

Perubahan Entalpi Penguraian Standar ∆Hdo

Perubahan Entalpi Penguraian Standar ∆Hdo Standard Enthalpi of Combustion adalah besarnya perubahan entalpi yang diperlukan atau dibebaskan untuk mengurai 1 mol senyawa menjadi unsur – unsurnya.

Reaksi penguraian merupakan kebalikan dari reaksi pembentukan. Sesuai dengan asas kekekalan energi, maka nilai entalpinya penguraian merupakan kebalikan atau berlawanan dari nilai entalpi pembentukannya.

Contoh Perubahan Entalpi Penguaraian Standar Air

Reaksi penguraian air H2O adalah kebalikan dari reaksi pembentukan H2O. Adapun reaksi penguraiannya adalah:

H2O(l) ⎯⎯→ H2(g) + ½ O2(g) ΔHd° = +285,85 kJ

Koefisien 1 untuk 1 mol zat yang diuraikan yaitu a1 mol H2O dengan Tanda ΔHd° berlawanan dengan ΔHf°

Diketahui nilai entalpi pembentukan standar ΔHd° NH3 = –46 kJ/mol, Hitung kalor dalam kJ yang diperlukan untuk menguraikan 1gram NH3 (Mr NH3 = 17)

Jawab:

Persamaan termokimia untul penguraian NH3 adalah:

NH3(g) ⎯⎯→ 1/2 N2(g) + 3/2 H2(g) ΔHd° = 46 kJ/mol

Besarnya kalor untuk menguraikan 1 gram NH3 dapat dihitung dengan cara berikut:

Besar kalor = mol × ΔH

=  (massa/Mr)x ΔH

= 1/17 × 46

= 2,7 kJ

Perubahan Entalpi Pembakaran Standar (ΔHc°)

Perubahan Entalpi pembakaran standar Standard Enthalpy of Combustion adalah perubahan entalpi (ΔH) untuk pembakaran sempurna 1 mol senyawa atau unsur dengan O2 dari udara, yang diukur pada 298 K dan tekanan 1 atm. Satuan ΔHc° adalah kJ/mol.

Pembakaran dikatakan sempurna jika:

a). karbon (C) terbakar sempurna menjadi CO2

b). hidrogen (H) terbakar sempurna menjadi H2O

c). belerang (S) terbakar sempurna menjadi SO2

d). senyawa hidrokarbon (CxHy) terbakar sempurna menurut reaksi:

CxHy + O2 ⎯⎯→ CO2 + H2O (belum setara)

Contoh Soal Perubahan Entalpi Pembakaran Standar Isooktana

Pada pembakaran 570 gram isooktana (C8H18) pada keadaan standar/STP dibebaskan kalor sebesar 27.500 kJ. Isooktana (C8H18) adalah salah satu komponen yang ada dalam bensin,

Tuliskan persamaan termokimia pembakaraan isooktana dan hitunglah besarnya ΔHc° tersebut.

Jawab:

Menghitung Jumlah Mol Isooktana

Jumlah mol isooktana dapat dinyatakan dengan rumus berikut:

Mol Isooktana = massa/(Mr C8H18)

Mr C8H18 = 114 g/mol

Mol Isooktana = 570/114

Mol Isooktana = 5 mol

5 mol isooktana dilepaskan energi sebesar 27.500 kJ, maka perubahan enthalpi pembakaran 1 mol isooktana (C8H18) adalah:

1 mol ΔHc° (C8H18) = 1/5 x (27.500) kJ

1 mol ΔHc° (C8H18) = 5,500 kJ

Persamaan termokimia pembakaran 1 mol isooktana (C8H18) seperti berikut:

C8H18(l) + 25/2 O2 → 8 CO2(g) + 9CO2(g) ΔHc° = – 5,500 kJ

Tanda negative pada ΔHc° menunjukkan kalor yang dibebaskan yaitu sebesar 5,500 kJ/mol iosoktana.

Contoh Soal Perubahan Entalpi Pembakaran Standar Bensin

Berapa kJ energi panas yang dihasilkan oleh satu tangki kendaraan bermotor yang bervolume 5 L, jika berat jenis bensin adalah 0,7 kg/L dan ΔHc° isooktana = -5500 kJ/mol, Mr isooktana = 114 g/mol). Asumsinya bahwa bensin adalah isooktana.

Penyelesaian:

Diketahui :

Volume tangki kendaraan (v)= 5 L

Berat jenis bensin (ρ) = 0,7 kg/L

ΔHc°isooktana = -5500 kJ/mol

Ditanyakan :

ΔHc pada tangki kendaraan.

Jawab:

Total massa tangki kendaraan = 5L x 0,7 kg/L = 3,5 kg

Jumlah mol bensin = massa/(Mr isooktana)

Jumlah mol bensin = 3500/114

Jumlah mol bensin = 30,7 mol

ΔHc tangki = 30,7 x (-5500) kJ/mol

ΔHc tangki = 168.860 kJ

Jadi, panas yang dihasilkan dari 3,5 liter bensi dalam tangki adalah 168.860 kJ.

Perubahan Entalpi Penetralan Standar

Perubahan Entalpi penetralan adalah perubahan entalpi (ΔH) yang dihasilkan pada reaksi penetralan asam (H+) oleh basa (OH) membentuk 1 mol air. Satuan entalpi penetralan adalah kJ/mol.

Contoh Perubahan Entalpi Penetralan Standar

Penetralan satu mol asam klorida HCL oleh natrium hidroksida menghasilkan natrium klorida dan air yang diiringi dengan melepaskan kalor sebesar 890,4 kJ.  Perubahan entalpi standar netralisasi dinyatakan dengan notasi ΔHn.

Reaksi termokimia penetralan Asam Klorida HCL dengan Natrium Hidroksida NaOH mengikuti reaksi seperti berikut:

NaOH(aq) + HCl(aq) ⎯⎯→ NaCl(aq) + H2O(l) ΔHn = –890,4 kJ

Dari persamaan reaksi termokimia dapat diketahui

a). Besar perubahan entalpi reaksi penetralan  Asam Klorida HCL dengan Natrium Hidroksida NaOH adalah

ΔH reaksi = –890,4 kJ/mol

b). Besar entalpi penetralan untuk satu mol natrium hidroksida NaOH adalah

ΔHn° NaOH = –890,4 kJ/mol

c). Nilai perubaha entalpi penetralan untuk satu mol asam sulfat H2SO4 adalah:

ΔHn° HCl = –890,4 kJ/mol

Contoh Perubahan Entalpi Penetralan Standar

2 NaOH(aq) + H2SO4(aq) → Na2SO4(aq) + 2 H2O(aq) + 200 kJ

a). Besar perubahan entalpi reaksi penetralan  asam sulfat H2SO4 oleh natrium hidroksida NaOH adalah

ΔH reaksi = –200 kJ

b). Besar entalpi penetralan untuk satu mol natrium hidroksida NaOH adalah

ΔHn° NaOH =- 200/2 kJ/mol

ΔHn° NaOH = –100 kJ/mol

c). Nilai perubaha entalpi penetralan untuk satu mol asam sulfat H2SO4 adalah:

 ΔHn° H2SO4 = –200 kJ/mol

Perubahan Entalpi Pelarutan Standard

Perubahan Entalpi pelarutan standar adalah perubahan entalpi (ΔH) pada pelarutan 1 mol zat. Satuan ΔH pelarutan adalah kJ/mol.

Contoh Perubahan Entalpi Pelarutan Standard

Pelarutan natrium hidrosida menghasilkan ion natrium dan ion OH dengan melepaskan kalor sebesar 204 kJ.

NaOH(s) ⎯⎯→ Na+(aq) + OH(aq) ΔH = –204 kJ/mol

Perubahan Entalpi Peleburan Standar

Perubahan Entalpi peleburan standar  adalah perubahan entalpi (ΔH) pada perubahan 1 mol zat dari bentuk padat menjadi bentuk cair pada titik leburnya. Satuan ΔH peleburan adalah kJ/mol.

Contoh Perubahan Entalpi Peleburan Standar

Peleburan garam natrium klorida padat menjadi natrium  klorida cair melepaskan kalor sebesar 112 kJ. Adapun reaksi termokimianya mengikuti persamaan reaksi berikut:

NaCl(s) ⎯⎯→ NaCl(l) ΔH = –112 kJ/mol

Perubahan entalpi standar penguapan (ΔHv°)

Perubahan entalpi standar penguapan ialah perubahan entalpi standar reaksi pada penguapan 1 mol zat dalam fase cair menjadi zat dalam fase gas pada titik didihnya.

Contoh Perubahan Entalpi Penguapan Standar

Penguapan air cair menjadi uap air mengikuti reaksi termokimia seperti berikut:

H2O(l) →  H2O(g) – 44 kJ

Tentuka perubahan entalpi penguapan, dan entalpi reaksinya

a). ΔH reaksi = +44 kJ

b). ΔH penguapan air = +44 kJ/mol

Kalor reaksi bertanda positif, hal ini  menunjukkan bahwa penguapan air membutuhkan

Perubahan Entalpi Pencairan Standar (ΔHl°)

Perubahan entalpi pencairan standar ialah perubahan entalpi standar reaksi pada pencairan 1 mol zat dalam fase padat menjadi zat dalam fase cair pada titik leburnya.

Contoh Perubahan Entalpi Pencairan Pencairan Standar:

H2O(s) →  H2O(l) – 36,4 kJ

a). ΔH reaksi = +36,4 kJ

b). ΔH pencairan H2O = +36,4 kJ/mol

Contoh Soal Perhitungan Entalpi Reaksi Kimia Menggunakan Hukum Hess.

Perhatikan reaksi pembakaran karbon menjadi gas karbon dioksida seperti ditunjukkan dengan persamaan reaksi berikut……..  Baca lebih lanjut

Cara Menghitung Energi Kalor Reaksi Bahan Bakar: LPG, Bensin, Metanol, Etanol, Metana, Arang Kayu, Contoh Soal.

Pengertian Pembakaran: Reaksi pembakaran adalah reaksi antara bahan bakar dengan oksigen yang akan menghasilkan panas (kalor) dan gas hasil pembakaran...

Contoh Soal Perhitungan Entalpi Reaksi Kimia.

1). Contoh Soal Perhitungan Kalor Pembakaran Karbon Perhatikan reaksi pembakaran karbon menjadi gas karbon dioksida seperti ditunjukan dengan persamaan...

Elektron, Proton, Neutron: Partikel Dasar Struktur Atom Pengertian Rumus Perhitungan Contoh Soal.

Pengertian Atom: Atom dibangun oleh partikel- partikel subatom yaitu elektron, proton dan neutron. Proton dan neutron terletak dalam inti atom, sedangkan...

Gaya van der Waals. Pengertian, Penjelasan Contohnya.

Pengetian Gaya Van de Waals.   Gaya van der waals adalah  gaya tarik listrik yang terjadi antara partikel – partikel yang memiliki muatan. Partikel – pa...

Hukum Avogadro. Pengertian, Penjelasan Contoh Perhitungan.

Pengertian Hukum Avogadro.  Hukum Avogadro menyatakan, bahwa  pada temperatur dan tekanan yang sama, gas- gas dengan volume yang sama, akan mempunyai j...

Hukum Boyle – Gay Lussac. Pengertian, Penjelasan Contoh Soal Perhitungan

Hukum Boyle – Gay Lussac merupakan gabungan dari tiga hukum yang menjelaskan tentang perilaku variabel gas, yaitu hukum Boyle, Hukum Charles, dan hukum G...

Hukum Faraday: Pengertian, Reaksi Sel Elektrokimia, Elektrolisis, Contoh Soal Rumus Perhitungan.

Pengertian Hukum Faraday: Michael Faraday adalah seorang pakar Kimia-Fisika Inggris. Faraday menyatakan bahwa sel elektrolisis dapat digunakan untuk menentukan...

Hukum Hess: Rumus Contoh Perhitungan Kalor Perubahan Entalpi Reaksi Kimia.

Pengertian Hukum Hess.  Hukum Hess menyatakan bahwa kalor (dalam hal ini entalpi) yang menyertai suatu reaksi kimia tidak bergantung pada jalan yang d...

Hukum Kekekalan Massa Reaksi Kimia: Pengertian Rumus Perhitungan Contoh Soal

Pengertian Kekekalan Massa: Awalnya hukum kekekalan massa diajukan oleh ilmuwann bernama Mikhail Lomonosov (1748) setelah dapat membuktikannya melalui...

Hukum Persamaan Gas Ideal. Pengertian, Penjelasan Contoh Perhitungan

Pengertian Gas Ideal.   Persamaan gas ideal adalah persamaan yang merepresentasikan hubungan antara tekanan dan volume suatu gas dengan temperatur dan j...

Hukum Termodinamika

Hukum Termodinamika Pertama.  Hukum termodinamika pertama menyatakan konservasi energi bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dimusahkan, tetapi dapat ...

Hukum Termodinamika Kedua.

Pengertian.  Hukum kedua termodinamika kimia menyatakan arah suatu proses dan kespontanan suatu reaksi. Hal ini didasarkan pada kenyataan bahwa, walaupun ...

Ikatan Hidrogen. Pengertian, Penjelasan Contohnya

Pengertian Ikatan Hidrogen.  Ikatan hidrogen adalah ikatan tambahan berupa daya tarik listrik antara atom hidrogen dengan unsur elektronegtif, sedangkan ...

Isotop, Isobar, Isoton: Pengertian Contoh Rumus Perhitungan Soal Ujian

Pengertian Atom: Atom tersusun dari partikel pertikel subatom yaitu proton, neutron, electron. Proton dan neutron terletak di dalam inti atom. Sedangkan...

Jenis Bahan Pewarna Alami Untuk Makanan

Pengertian Bahan Pewarna Alami Makanan.  Berdasarkan pada fungsinya, zat aditif atau bahan yang ditambahkan pada makanan dapat digolongkan menjadi bahan ...

Daftar Pustaka:

  1. Sunarya, Yayan, 2014, “Kimia Dasar 1, Berdasarkan Prinsip Prinsip Kimia Terkini”, Cetakan Ketiga, Yrama Widya, Bandung.
  2. Sunarya, Yayan, 2013, “Kimia Dasar 2, Berdasarkan Prinsip Prinsip Kimia Terkini”, Cetakan Kedua, Yrama Widya, Bandung.
  3. Syukri, S., 1999, “Kimia Dasar 2”, Jillid 2, Penerbit ITB, Bandung.
  4. Ringkasan Rangkuman: Entalpi adalah Besaran termodinamika yang merupakan ukuran energi dari suatu sistem
  5. Entalpi Molar adalah Entalpi yang diukur untuk satu mol zat pada keadaan standar
  6. Entalpi Pembakaran adalah Kalor yang dilepaskan dari pembakaran satu mol zat
  7. Entalpi Pembentukan adalah Kalor yang diserap atau dilepaskan untuk pembentukan satu mol senyawa dari unsur-unsurnya
  8. Entalpi Penetralan adalah Kalor yang diserap atau dibebaskan untuk menetralkan asam oleh basa, atau sebaliknya
  9. Entalpi Penguraian adalah Kalor yang diserap atau dibebaskan pada penguraian satu mol senyawa menjadi unsur-unsurnya
  10. Kalor Bentuk adalah energi yang ditimbulkan oleh perubahan rotasi dan vibrasi dalam benda yang menyebabkan terjadinya perubahan suhu
  11. Kalorimeter adalah Alat yang yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang terlibat dalam suatu perubahan atau reaksi kimia
  12. Kalorimeter Bom adalah Alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran sempurna suatu senyawa, bahan makanan, atau bahan bakar
  13. Kerja Merupakan salah satu bentuk energi yang mengenai suatu sistem sehingga menyebabkan perubahan energi yang sudah ada pada sistem tersebut
  14. Konduksi adalah Perpindahan panas melalui zat penghan tar tanpa disertai perpindahan zat penghantar tersebut
  15. Konversi adalah Perpindahan panas melalui zat penghantar disertai dengan perpindahan zat penghantar tersebut Lingkungan Bagian di luar sistem
  16. Radiasi adalah Perpindahan panas tanpa zat penghantar
  17. Reaksi Eksoterm  adalah Reaksi yang melepaskan kalor
  18. Reaksi Endoterm adalah Reaksi yang menyerap kalor
  19. Sistem adalah Bagian dari alam atau objek yang menjadi pusat perhatian/pengamatan
  20. Termokimia adalah Cabang ilmu kimia yang membahas sifat/perubahan kimia zat dalam hubungannya dengan kalor reaksi yang diserap/dibebaskan
  21. Ardra.Biz, 2019, “Pengertian dan Contoh Entalpi  kalor reaksi kimia pada tekanan tetap dan Entalpi notasi H Heat of Content. Entalpi tergantung energy internal tekanan dan volume dan Entalpi fungsi keadaan.
  22. Ardra.Biz, 2019, “Persamaan Rumus Fungsi keadaan entalpi dan Contoh Soal Perhitungan Entalpi reaksi yang Hukum Hess  entalpi reaksi tidak tergangtung tahapan reaksi.
  23. Ardra.Biz, 2019, “Contoh Perubahan entalpi reaksi kimia dan perubahan entalpi keadaan tekanan tetap yang system menyerap kalor reaksinya bersifat endoterm. System melepaskan kalor reaksinya bersifat eksoterm dan Rumus gas ideal berlangsung pada temperatur tetap.