Entalpi
dan Perubahan Entalpi
Entalpi (H) adalah jumlah energi yang
dimiliki sistem pada tekanan tetap. Entalpi (H)dirumuskan sebagai jumlah energi
yang tekandung dalam sistem (E) dan kerja (W).
Entalpi ( H
) : ∆ H = ∆ E + W Dengan: W = P x
∆ V
Hukum
kekekalan energi menjelaskan bahwa energi tidak dapat diciptakan dan
tidak dapat
dimusnahkan,tetapi hanya dapat diubah dari bentuk energi yang satu menjadi
bentuk energi yang lain.
Entalpi
tidak dapat diukur,kita hanya dapat mengukur perubahan entalpi:
∆H = Hp –Hr
Hp = Entalpi
Produk
Hr = Entalpi
pereaksi
Persamaan
Termokimia
Persamaan termokimia adalah persamaan
reaksi yang menyertakan perubahan entalpinya.Nilai perubahan entalpi harus
sesuai dengan stoikiometri reaksi artinya jumlah mol zat yang terlibat dalam
reaksi sama dengan koefisien reaksinya. Contoh:
H₂ + ½O₂ → H₂O ∆H = - 285,85 kJ/mol
Artinya pada
pembentukan 1 mol H₂O dari gas hidrogen dan gas oksigen dibebaskan energi
sebesar 285,85 kJ ( reaksi eksoterm)
Perubahan
Entalpi Standart ( ∆H˚)
Perubahan
Entalpi Standar adalah perubahan
entalpi reaksi yang diukur pada kondisi
standar,yaitu pada suhu 298 K dan tekanan 1atm.
Entalpi
Pembentukan Standar (∆Hƒ˚)
Entalpi pembentukan standar
adalah H Untuk membentuk satu mol
persenyawaan langsung dari unsur-unsurnya yang diukur pada 298 K dan tekanan
1atm. Contoh: H₂ + ½O₂→H₂O ∆Hƒ˚=-
285,85kJ
Artinya: pada
pembentukan 1 mol H₂O dari unsur hidrogen dan unsur oksigen dibebaskan energi
sebesar 285,85kJ INGAT :
1. Unsur –
unsur diatomik adalah H₂, N₂, O₂, F₂, Cl₂, Br₂, I₂.
masa
1 mol = mr zat ( satuan gram / mol)
2. Misal :
-
masa 1 mol H₂O = Mr H₂O = 18 gram / mol
-
masa 1 mol CO₂ = Mr CO₂ = 44
gram /mol
3.
Volume 1 mol zat pada keadaan standart
( STP) adalah 22,4 liter / mol
Entalpi
Pembakaran Standart (∆Hc˚)
Entalpi pembakaran standart
adalah perubahan entalpi(∆H)untuk pembakaran sempurna 1 mol senyawa atau unsur
dengan O₂ dari udara,yang diukur pada 298 K dan tekanan 1 atm.Satuan ∆Hc˚adalah
kJ/mol.
Pembakaran
dikatakan sempurna jika
•
Karbon
C terbakar sempurna menjadi CO₂
•
Hidrogen
( H ) terbakar sempurna menjadi H₂O
•
Belerang
( S ) terbakar sempurna menjadi SO₂
•
Senyawa
hidrokarbon (CxHy) terbakar sempurna menurut reaksi :
CxHy + O₂ → CO₂ + H₂O(belum
setara)
CONTOH:
Pada pembakaran
570 gram isooktana (C₈H₁₈),salah satu komponen yang ada dalam bensin,pada
keadaan standart/STP dibebaskan kalor sebesar 27.500kJ.Hitunglah besarnya
∆Hc˚dan tulislah persamaan termokimia pembakaran isooktana tersebut.
Jawab :
Mol
isooktana =massa:Mr C₈Н₁₈
= 570 : 114
= 5 mol
Untux 1 mol
C₈Н₁₈ Maka ∆Нc˚ = ⅕ x -27500
=
-5500 Kj
Persamaan
termokimia :
C₈H₁₈ + ²⁵⁄₂ O₂ → 8CO₂ + 9 H₂O ∆Hc˚
= -5500 kJ
Entalpi
penetralan
Entalpi penetralan adalah
perubahan entalpi yang dihasilkan pada reaksi penetralan asam oleh basa
membentuk 1 mol air. Contoh entalpi
penetralan
NaOH+HCL→NaCl+H₂O ∆H=-890,4kJ/mol
Entalpi
pelarutan
Entalpi
pelarutan adalah perubaha entalpi pada pelarutan 1 mol zat. Contoh entalpi pelarutan :
NaOH(aq)→Na⁺(aq)+OH⁻ (aq)
∆H=-204kJ/mol
Kalorimetri
Kalor reaksi dapat ditentukan dengan
melalui percobaan dengan kalorimeter. Proses pengukuran kalor reaksi disebut
Kalorimetri.
Q
reaksi = - Q larutan
Q larutan= m
.c . ∆t
Q
kalorimetri = C . ∆ t
Hukum
Hess
Hukum Hess digunakan untuk menghitung
H suatu reaksi Berdasarkan H dari
beberapa reaksi yang sudah diketahui. Bunyinya “ jika suatu reaksi
berlangsung dalam dua tahap reaksi atau lebih, maka perubahan entalpi untuk
reaksi tersebut sama dengan jumlah perubahan entalpi dari semua tahapan”.
Berdasarkan tabel Entalpi pembentukan (∆Hƒ˚)
∆H
reaksi = ∑∆Hƒ˚produk - ∑∆ƒ˚ reaktan
Contoh : ∆Hƒ˚ CH₄O = -238,6 kJ/mol
∆Hƒ˚CO₂ = 393,5 kJ/ mol
∆Hƒ˚ H₂O = -286
kJ/ mol
Tentukan
∆H reaksi pembakaran CH₄O sesuai reaksi;
CH₄O + 2 O₂ → CO₂
+ 2H₂O
Tentukan
jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran 5 gram metanol (ArC=12,O=6,H=1)
Jawab:
- Reaksi CH₄O + 2 O₂ →CO₂ + 2H₂O
∆H reaksi = ∑∆Hƒ˚ produk - ∑Hƒ˚ reaktan
∆H = (∆Hƒ˚ CO₂ + 2∆Hƒ˚ H₂O)-(∆ƒ˚ CH₄O +
∆Hƒ˚O₂)
= ( - 393,5+2x (-286)) –(-236,6 + 2
x 0)
= - 726 kJ/ mol
b. Mol CH₄O
= 8 : 32 = 0,25 mol
kalor yang
dibebaskan pada pembakaran 8 gram metanol = 0,25 x ( -726,9) = -
181, 725 kJ
Energi
Ikatan
Reaksi kimia merupakan reaksi
pemutusan dan pembentukan ikatan. Proses ini selalu disertai perubahan
energi.Energi yang diperlukan untuk memutuskan 1 mol ikatan kimia dalam suatu
molekul gas menjadi atom – atomnya dalam fase gas disebut energi Disosiasi.
Untuk molekul kompleks energi yang dibutuhkan untuk memecah molekul itu
sehingga membentuk atom – atom bebas disebut energi Atomisasi.
Contoh:
∆Hƒ˚C (g.
atomik) = 716,7 kJ/mol
∆Hƒ˚ H (g.
atomik) = 218 kJ / mol
∆Hƒ˚ C₂H₆
(g) = - 84kJ/ mol
Tentukan besarnya
energi ikatan
C—H = 415,8
kJ/mol C₂H₆→ 2C (g.atomik)
Jawab :
∆H = 2∆Hƒ˚ C + 6∆Hƒ˚ -Hƒ˚ C₂H₆
= 2( 716,7) + 6(218) – (- 84,7)
= 2.826,1 kJ
Pada C₂H₆
E
ikatan C—C+ 6 E ikatan C—H = ∆H
E ikatan C—C
+ 6 (415,8) = 2.826,1
=
331,3 Kj / mol
KALOR
PEMBAKARAN BAHAN BAKAR
Kalor
pembakaran merupakan kalor yang dilepas dalam suatu reaksi pembakaran.Pada
pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon ( bahan bakar fosil ) membentuk karbon
dioksida dan uap air. Sedangkan pembakaran tidak sempurna membentuk karbon
monoksida dan uap air.
Contoh :
Pembakaran
sempurna isooktana :
C₈H₁₈²⁵⁄₂O₂
→ 8CO₂ + 9H₂O ∆H = -5.460 kJ
Pembakaran
tak sempurna isooktana :
C₈H₁₈ + ¹⁷⁄₂
O₂ → 8CO + 9 H₂O ∆H = -2924,4 kJ
Pembakaran
tidak sempurna menghasilkan kalor yang lebih sedikit dibandingkan dibanding
pembakaran sempurna. Jadi pembakaran tak sempurna mengurangi efisisensi bahan
bakar. Kerugian lain pembakaran tak sempurna adalah dihasilkanya gas
karbonmonoksida yang beracun sehingga
mencemari udara.
JENIS BAHAN BAKAR
|
KOMPOSISI
|
JENIS KALOR
|
||
C
|
H
|
O
|
||
Gas alam
|
70
|
23
|
0
|
49
|
BATU BARA (ANTRASIT)
|
82
|
1
|
2
|
31
|
BATU BARA (BITUMINOS)
|
77
|
5
|
7
|
32
|
MINYAK MENTAH
|
85
|
12
|
0
|
45
|
BENSIN
|
85
|
15
|
0
|
48
|
ARANG
|
100
|
0
|
0
|
34
|
Tidak ada komentar:
Posting Komentar