Perubahan Entalpi

Entalpi = H = Kalor reaksi pada tekanan tetap = Qp
Perubahan entalpi adalah perubahan energi yang menyertai peristiwa perubahan kimia pada tekanan tetap.

a. Pemutusan ikatan membutuhkan energi (= endoterm)
Contoh: H 2 → 2H – a kJ ; DH= +akJ
b. Pembentukan ikatan memberikan energi (= eksoterm)
Contoh: 2H → H 2 + a kJ ; DH = -a kJ

Istilah yang digunakan pada perubahan entalpi :

1. Entalpi Pembentakan Standar ( DHf ):
DH untak membentuk 1 mol persenyawaan langsung dari unsur-unsurnya yang diukur pada 298 K dan tekanan 1 atm.

Contoh: H 2 (g) + 1/2 O 2 (g) → H 2 0 (l) ; DHf = -285.85 kJ

2. Entalpi Penguraian:
DH dari penguraian 1 mol persenyawaan langsung menjadi unsur-unsurnya (= Kebalikan dari DH pembentukan).

Contoh: H 2 O (l) → H 2 (g) + 1/2 O 2 (g) ; DH = +285.85 kJ

3. Entalpi Pembakaran Standar ( DHc ):
DH untuk membakar 1 mol persenyawaan dengan O 2 dari udara yang diukur pada 298 K dan tekanan 1 atm.

Contoh: CH 4 (g) + 2O 2 (g) → CO 2 (g) + 2H 2 O(l) ; DHc = -802 kJ

4. Entalpi Reaksi:
DH dari suatu persamaan reaksi di mana zat-zat yang terdapat dalam persamaan reaksi dinyatakan dalam satuan mol dan koefisien-koefisien persamaan reaksi bulat sederhana.

Contoh: 2Al + 3H 2 SO 4 → Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 ; DH = -1468 kJ

5. Entalpi Netralisasi:
DH yang dihasilkan (selalu eksoterm) pada reaksi penetralan asam atau basa.

Contoh: NaOH(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H 2 O(l) ; DH = -890.4 kJ/mol

6. Hukum Lavoisier-Laplace
“Jumlah kalor yang dilepaskan pada pembentukan 1 mol zat dari unsur-unsurya = jumlah kalor yang diperlukan untuk menguraikan zat tersebut menjadi unsur-unsur pembentuknya.”
Artinya : Apabila reaksi dibalik maka tanda kalor yang terbentuk juga dibalik dari positif menjadi negatif atau sebaliknya

Contoh:
N 2 (g) + 3H 2 (g) → 2NH 3 (g) ; DH = – 112 kJ
2NH 3 (g) → N 2 (g) + 3H 2 (g) ; DH = + 112 kJ

Entalpi Pembentukan,Pembakaran dan Penguraian

Data termokimia pada umumnya ditetapkan pada suhu 25 0 C dan tekanan 1 atm yang selanjutnya disebut kondisi standar . Perubahan entalpi yang diukur pada suhu 25 0 C dan tekanan 1 atm disebut perubahan entalpi standar dan dinyatakan dengan lambang Δ H 0 atau ΔH298. Sedangkan perubahan entalpi yang pengukurannya tidak merujuk kondisi pengukurannya dinyatakan dengan lambang ΔH saja.

Entalpi molar adalah perubahan entalpi reaksi yang dikaitkan dengan kuantitas zat yang terlibat dalam reaksi. Dalam termokimia dikenal berbagai macam entalpi molar, seperti entalpi pembentukan, entalpi penguraian, dan entalpi pembakaran.

Entalpi Pembentukan

Ada suatu macam persamaan termokimia yang penting yang berhubungan dengan pembentukan satu mol senyawa dari unsurunsurnya. Perubahan entalpi yang berhubungan dengan reaksi ini disebut panas pembentukan atau entalpi pembentukan yang diberi simbol ΔH f . Misalnya persamaan termokimia untuk pembentukan air dan uap air pada 100 0 C dan 1 atm masing-masing.

rm1

Bagaimana dapat kita gunakan persamaan ini untuk mendapatkan panas penguapan dari air? Yang jelas persamaan (1) harus kita balik, lalu dijumlahkan dengan persamaan (2). Jangan lupa untuk mengubah tanda ΔH. (Jika pembentukan H 2 O (l) eksoterm, seperti dicerminkan oleh ΔH f yang negatif, proses kebalikannya haruslah endoterm) yang berarti eksoterm menjadi positif yang berarti menjadi endoterm.

Eksoterm

Eksoterm (menghasilkan panas)

Eksoterm (menghasilkan panas)

rm2

Endoterm

rm311

Bila kita jumlahkan persamaan (1) dan (2), kita dapat

rm410

Dan panas reaksinya =

rm56

Perhatikan bahwa panas reaksi untuk seluruh perubahan sama dengan panas pembentukan hasil reaksi dikurangi panas pembentukan dari pereaksi. Secara umum dapat ditulis :

rm65

Harga perubahan entalpi reaksi dapat dipengaruhi oleh kondisi yakni suhu dan tekanan saat pengukuran. Oleh karena itu, perlu kondisi suhu dan tekanan perlu dicantumkan untuk setiap data termokimia.

Entalpi Pembakaran


Reaksi suatu zat dengan oksigen disebut reaksi pembakaran . Zat yang mudah terbakar adalah unsur karbon, hidrogen, belerang, dan berbagai senyawa dari unsur tersebut. Pembakaran dikatakan sempurna apabila karbon (c) terbakar menjadi CO2, hidrogen (H) terbakar menjadi H2O, belerang (S) terbakar menjadi SO2.

Perubahan entalpi pada pembakaran sempurna 1 mol suatu zat yang diukur pada 298 K, 1 atm disebut entalpi pembakaran standar (standard enthalpy of combustion), yang dinyatakan dengan Δ Hc 0 . Entalpi pembakaran juga dinyatakan dalam kJ mol -1 .

Harga entalpi pembakaran dari berbagai zat pada 298 K, 1 atm diberikan pada tabel 3 berikut.

Tabel 3 . Entalpi Pembakaran dari berbagai zat pada 298 K, 1 atm

gb18

Pembakaran bensin adalah suatu proses eksoterm. Apabila bensin dianggap terdiri atas isooktana, C8H18 (salah satu komponen bensin) tentukanlah jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran 1 liter bensin. Diketahui entalpi pembakaran isooktana = -5460 kJ mol -1 dan massa jenis isooktan = 0,7 kg L -1 (H = 1; C =12).

Jawab:
Entalpi pembakaran isooktana yaitu – 5460 kJ mol -1 . Massa 1 liter bensin = 1 liter x 0,7 kg L-1 = 0,7 kg = 700 gram . Mol isooktana = 700 gram/114 gram mol -1 = 6,14 mol. Jadi kalor yang dibebaskan pada pembakaran 1 liter bensin adalah: 6,14 mol x 5460 kJ mol -1 = 33524,4 kJ.

Pembakaran Sempurna dan Tidak Sempurna


Pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan atau dalam industri tidak terbakar sempurna. Pembakaran sempurna senyawa hidro karbon (bahan bakar fosil) membentuk karbon dioksida dan uap air. Sedangkan pembakaran tak sempurna membentuk karbon monoksida dan uap air. Misalnya:

a. Pembakaran sempurna isooktana:

C8H18 (l) +12 ½ O2 (g) –> 8 CO2 (g) + 9 H2O (g) ΔH = -5460 kJ

b. Pembakaran tak sempurna isooktana:

C8H18 (l) + 8 ½ O2 (g) -> 8 CO (g) + 9 H2O (g) ΔH = -2924,4 kJ

Dampak Pembakaran tak Sempurna

Sebagaimana terlihat pada contoh di atas, pembakaran tak sempurna menghasilkan lebih sedikit kalor. Jadi, pembakaran tak sempurna mengurangi efisiensi bahan bakar. kerugian lain dari pembakaran tak sempurna adalah dihasilkannya gas karbon monoksida (CO), yang bersifat racun. Oleh karena itu, pembakaran tak sempurna akan mencemari udara.

Entalpi Penguraian

Reaksi penguraian adalah kebalikan dari reaksi pembentukan. Oleh karena itu, sesuai dengan azas kekekalan energi, nilai entalpi penguraian sama dengan entalpi pembentukannya, tetapi tandanya berlawanan.

Contoh:

Diketahui Δ Hf 0 H2O (l) = -286 kJ mol -1, maka entalpi penguraian H2O (l) menjadi gas hidrogen dan gas oksigen adalah + 286 kJ mol -1

H2O (l) ——> H2 (g) + ½ O2 (g) ΔH = + 286 kJ