Hukum kekekalan energi berbunyi, “Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya”.

Besarnya energi kimia yang dimiliki oleh suatu zat pada tekanan tetap disebut entalpi. Entalpi dilambangkan dengan “H” yang berarti “Kandungan panas (panas yang tersimpan)”. Entalpi tidak akan berubah jika tidak ada energi yang diserap atau dilepaskan.

Baca Juga

Pengertian Otot Lurik : Ciri, Fungsi, Struktur Bagian dan Cara Kerja Otot Lurik (Otot Rangka)

Entalpi (H) suatu zat tidak dapat diukur, tetapi perubahan entalpi (∆H) dapat diukur, yaitu jumlah panas yang diserap atau dilepaskan dari energi yang tersimpan.

∆H = H_produk – H_reaktan

• Jika ∆H bernilai positif, berarti energi (kalor) diserap dari lingkungan ke sistem, reaksi tersebut disebut reaksi endoterm (membutuhkan kalor).
• Sebaliknya, jika ∆H bernilai negatif, artinya ada energi (kalor) yang dilepaskan dari sistem ke lingkungan, maka reaksi tersebut disebut reaksi eksoterm (melepaskan kalor).

Sistem adalah bagian yang menjadi pusat pengamatan, sedangkan lingkungan adalah segala sesuatu yang ada disekitar dan membatasi sistem tersebut.

Reaksi endoterm ditandai dengan penurunan suhu, sehingga suhu lingkungan menjadi dingin.

Baca Juga

Kalor: Pengertian, Rumus & Contoh Soal

Sedangkan reaksi eksoterm ditandai dengan kenaikan suhu, sehingga suhu lingkungan menjadi panas.

Persamaan Termokimia

Persamaan termokimia adalah persamaan reaksi kimia yang dilengkapi dengan besaran perubahan entalpi (∆H).

Satuan yang digunakan untuk menyatakan ∆H adalah kJ (kiloJoule) atau kkal (kilokalori).

Contoh

Persamaan termokimia reaksi pembentukan 1 mol metanol dari karbon, gas hidrogen dan gas oksigen yang membebaskan 238 kJ kalor adalah sebagai berikut.

C(s) + 2H₂ (g) + ½ O₂ (g) → CH₃OH ∆H = -238 kJ

Baca juga Larutan Elektrolit dan Non Elektrolit.

Jenis Perubahan Entalpi Standar

Jenis perubahan entalpi standar tergantung pada reaksi yang terjadi dan besarnya perubahan entalpi tergantung pada jumlah zat yang bereaksi.

Ada beberapa jenis perubahan entalpi standar sebagai berikut.

1. Perubahan Entalpi Standar (∆H⁰)

Perubahan entalpi standar adalah pengukuran jumlah panas yang diserap atau dilepaskan dari suatu reaksi yang berlangsung pada kondisi standar (suhu 25⁰C dan tekanan 1 atm).

2. Perubahan Entalpi Formasi Standar (∆H_pembentukan⁰/∆H_F⁰)

Perubahan entalpi pembentukan standar adalah ukuran jumlah energi yang diserap atau dilepaskan untuk pembentukan 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya yang paling stabil dalam keadaan standarnya.

Contoh

Persamaan termokimia reaksi pembentukan 1 mol NaCl yang melepaskan energi 77 kJ/mol adalah sebagai berikut.

Na(s) + ½ Cl₂ (g) → NaCl (s) ∆H_F⁰ = -77 kJ

3. Perubahan Entalpi Dekomposisi Standar (∆H_disosiasi⁰/∆H_D⁰)

Perubahan entalpi dekomposisi standar adalah ukuran jumlah energi yang diserap atau dilepaskan untuk menguraikan 1 mol senyawa menjadi unsur-unsurnya yang paling stabil dalam keadaan standarnya.

Contoh

Persamaan termokimia untuk reaksi penguraian 1 mol uap air yang membutuhkan energi 242 kJ adalah sebagai berikut.

H₂O(g) → H₂ (g) + ½ O₂ (g) ∆H_D⁰ = +242 kJ

4. Perubahan Entalpi Pembakaran Standar (∆H_pembakaran⁰/∆H_C⁰)

Perubahan entalpi standar untuk pembakaran adalah pengukuran jumlah energi yang dilepaskan dari pembakaran 1 mol suatu zat.

Contoh

Persamaan termokimia untuk reaksi pembakaran 1 mol gas metana yang melepaskan energi 802 kJ adalah sebagai berikut.

CH₄ (g) + 2O₂ (g) → CO2₂ (g) + 2H₂O(l)∆H_C⁰ = -802 kJ

Baca juga Perkembangan Teori Atom.

Tentukan Harga Perubahan Entalpi (∆H)

1. Tentukan jumlah energi yang diserap atau dilepaskan oleh air dengan kalorimeter

Q_air = mxcx∆T

Di mana

• q = energi/kalor
• m = massa air
• c = kalor jenis air (4,18 J/gr.C)
• ∆T = perubahan suhu

Contoh soal

Tentukan entalpi baku pembakaran 0,48 gram metanol (Mr = 16) yang dibakar dalam kalorimeter berisi 500 gram air dan kenaikan suhu 15⁰C. Tuliskan persamaan termokimia.

Diskusi

persamaan termokimia :

CH₃OH + ½ O₂ (g) → CO2₂ (g) + 2H₂O(l)∆H_C⁰ = -1045 kJ

Q_air = mxcx∆T

Q_air = 500 gr x 4,18 J/gr.C x 15⁰C

Q_air = 31350 J

Q_air = 31,35 kJ

mol metanol = = 0,03 mol

∆H pembakaran 0,03 mol metanol = -31,35 kJ

∆H pembakaran 1 mol metanol = x (-31,35 kJ) = -1045 kJ

2. Tentukan besarnya ∆H berdasarkan Hukum Hess

Hukum Hess berbunyi, “Entalpi suatu reaksi tidak dipengaruhi oleh jalannya reaksi, tetapi hanya bergantung pada keadaan awal dan akhir.”.

Proses I = A → B = ∆H1

Proses II = A → D = ∆H2

Proses II = D → E = ∆H3

Proses II = E → B = ∆H4

Proses III = A→ C = ∆H5

Proses III = C → B = ∆H6

∆H_{proses I} = ∆H_{proses II} = ∆H_{proses III}

∆H1 = ∆H2 + ∆H3 + ∆H4 = ∆H5 + ∆H6

Contoh soal

Reaksi yang diketahui:

C₆H₁₂HAI₆ +6O₂ → 6CO₂ +6H₂O ∆H = -2820 kJ

C₂H₅OH+3O₂ → 2CO₂ +3H₂O ∆H = -1380 kJ

Tentukan perubahan entalpi (∆H) untuk reaksi fermentasi 360 gram glukosa (Mr = 180).

Reaksi fermentasi glukosa adalah sebagai berikut.

C₆H₁₂HAI₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂

Diskusi

C₆H₁₂HAI₆ + 6o₂ → 6CO₂ +6 jam₂HAI ∆H = -2820 kJ

4CO₂ + 6 jam₂HAI → 2C₂H₅OH+ 6o₂ ∆H = +2760 kJ (x2)

Reaksi : C₆H₁₂HAI₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂ ∆H = -60 kJ

mol C₆H₁₂HAI₆ = = 2 mol

∆H untuk 2 mol glukosa = x (-60 kJ) = -120 kJ

Baca juga Nomenklatur Senyawa.

3. Tentukan besar ∆H berdasarkan entalpi pembentukan

Reaksi : aA + bB → cC + dD

∆H_reaksi = ∆H_F⁰_produk – ∆H_F⁰_reaktan

∆H_reaksi = (c .∆H_F⁰C + d . ∆H_F⁰ D) – (a .∆H_F⁰ A + b . ∆H_F⁰ B)

Contoh soal

Entalpi standar data formasi diketahui:

C₃H₈ (g) = -104 kJ/mol

BERSAMA₂ (g) = -394 kJ/mol

H₂O(g) = -286 kJ/mol

Tentukan ∆H untuk reaksi:

C₃H₈ (g) + 5O₂ (g) → 3CO₂ (g) + 4H₂O(g)

Diskusi

∆H_reaksi = ∆H_F⁰_produk – ∆H_F⁰_reaktan

∆H_reaksi = (3 .∆H_F⁰CO₂ + 4 . ∆H_F⁰H₂O) – (1 ∆H_F⁰ C₃H₈ + 5 . ∆H_F⁰ O₂)

∆H_reaksi = (3 . (-394 kJ) + 4 . (-286 kJ)) – (1 . (-104 kJ) + 5 . 0)

∆H_reaksi = (-1182 kJ + (-1144 kJ)) – (-104 kJ)

∆H_reaksi = -2326 kJ + 104 kJ

∆H_reaksi = -2222 kJ

4. Tentukan besarnya ∆H berdasarkan energi ikatan

Pemutusan dan pembentukan ikatan menyebabkan terjadinya reaksi kimia. Perubahan entalpi dapat diketahui dari selisih ∆H pemutusan ikatan dan ∆H pembentukan ikatan.

∆H = ∑ energi pemutus ikatan – ∑ energi pembentukan ikatan

Contoh soal

Energi ikatan (kJ/mol) diketahui dari:

C–H = 413

O = O = 495

C = O = 799

O – H = 463

Tentukan perubahan entalpi (∆H) untuk reaksi berikut.

CH₄ (g) + 2O₂ (g) → CO2₂ (g) + 2H₂O(g)

Diskusi

∆H = ∑ energi pemutus ikatan – ∑ energi pembentukan ikatan

∆H = {(4 .C – H) + (2 .O = O)} – {(2 .C = O) + (4 .O – H)}

∆H = { 4 . 413 + 2 . 495} – {2 . 799 + 4 . 463}

∆H = 2642 kJ – 3450

∆H = -808 kJ

Demikianlah pembahasan termokimia. Semoga bermanfaat. Baca juga Laju reaksi.