Menghitung Perubahan Entalpi

MENGHITUNG PERUBAHAN ENTALPI

Link Download: Menghitung Perubahan Entalpi.pdf

Pendahuluan

Setelah mengetahui nilai entalpi dapat berubah, beserta berbagai kategorinya, maka perlu diketahui cara mencari besar perubahan tersebut, sehingga dapat diukur kekuatan sebuah reaksi.

Macam-Macam Cara Pengukuran

Secara umum, upaya pencarian dapat dibagi menjadi dua jenis: eksperimen dan teoritis. Bila dijabarkan, ada 4 metode yaitu:

1.     Eksperimen

2.     Berdasarkan hukum Hess

3.     Menggunakan data entalpi pembentukan standar

4.     Menggunakan data energi ikatan

Semuanya akan dijabarkan satu-persatu.

1.     Eksperimen

Alat yang digunakan untuk mengukur perubahan entalpi disebut kalorimeter. Alat ini membuat sistem terisolasi, sehingga dapat mengukur dengan tepat. Ada 2 jenis kalorimeter, yaitu kalorimeter bom dan yang sederhana.

Kalorimeter bom adalah kalorimeter yang menggunakan bilik pemantik untuk membakar benda padat yang akan diuji. Di luar tempat pembakaran diisi air (atau larutan lainnya). Perubahan entalpi dilihat mengikuti perubahan suhu. Maka, besar perubahan entalpi dihitung dengan:

Dimana dan

Kalorimeter sederhana, berbeda dengan bom, tidak melakukan pembakaran, namun hanya mengisolasi larutan yang bereaksi dan membiarkannya bereaksi sementara perubahan suhunya diukur. Besar perubahannya dihitung dengan:

Kapasitas kalorimeter dapat diabaikan, karena kapasitas panasnya kecil.

Catatan:Ingatlah bahwa c_air= 4.18 J/gK~4.2 J/gK, walau K(kelvin) dapat disamakan dengan C(celcius) tanpa memakai perubahan nilai.

2.     Berdasarkan hukum Hess

Hukum Hess menyatakan bahwa reaksi dapat terdiri dari penjumlahan beberapa reaksi lain. Maka, besar perubahan entalpi akan sama, baik jika reaksi berlangsung 1 tahap atau melalui tahap lainnya. Maka:

Dimana n adalah tahapan reaksi ke-n

Contoh:

Perhatikan reaksi pada diagram berikut!

S(s) + 3/2 O₂(g) -> SO₃(g) ΔH=-395.7 kJmol^-1

SO₂(g) -> S(s) + O₂(g) ΔH=+298.6 kJmol^{-1       +}

SO₂(g) + O₂(g) -> SO₃(g) ΔH=-98.8 kJmol^-1

3.     Menggunakan data entalpi pembentukan standar
Cara ini adalah turunan dari hukum Hess. Cara ini melihat nilai entalpi pemecahan dan penyatuan dari masing-masing senyawa. Data H^o_f dapat digunakan pula untuk mengetahui besar perubahan entalpi. Perhatikan diagram berikut:

ΔH₁ adalah entalpi penguraian CaO

ΔH₂ adalah entalpi penguraian H₂SO₄

ΔH₃ adalah entalpi pembentukan CaSO₄

ΔH₄ adalah entalpi pembentukan H₂O

Maka, ΔH dihitung dengan:

Catatan: Ingatlah bahwa nilai ΔH^o_f adalah kebalikan dari ΔH^o_d. Berlaku sebaliknya

4.     Menggunakan data energi ikatan

Setiap ikatan antara satu atom dengan atom lainnya pada senyawa memiliki nilai energi ikatan tertentu. Nilai ini menyatakan kekuatan ikatan, sehingga tidak terpengaruh pada perubahan yang terjadi pada senyawa (terbentuk atau terurai). Dilambangkan dengan D.

Untuk menghitung nilai ΔH pada suatu senyawa, lihat ada berapa banyak ikatan yang ada. Ikatan rangkap tetap dihitung sebagai satu. Ingat juga bahwa satu atom yang memiliki banyak pasangan dapat dihitung beberapa kali. Contoh, bila terjadi reaksi hingga CH₄ pecah dan D_C-H=410 kJmol^-1. Gambarlah diagramnya, maka anda melihat bahwa C berikatan dengan 4 atom H. Maka, ΔH dalam proses ini adalah ΔH=4 x 410 = 1640 kJ mol^-1 (ingat, ada 4 ikatan C dengan H).

Total nilai ΔH dihitung dengan :

Berikut beberapa nilai D: