Hukum Hess

Suatu perubahan fisis atau kimia dapat berlangsung dari keadaan awal hingga keadaan akhir, melalui lebih dari satu cara. Menurut Hess: perubahan energi yang menyertai suatu reaksi hanya ditentukan oleh keadaan awal dan keadaan akhir sistem, serta tidak ditentukan oleh cara yang ditempuh dari keadaan awal menuju ke keadaan akhir.

ΔH_I = ΔH_II      atau

     ΔH total = Σ ΔH reaksi tahapan ( ΔH1 + ΔH2 + … )

Contoh soal

Sebagai contoh reaksi karbon menjadi karbon dioksida dapat berlangsung menurut dua cara, pertama dari karbon langsung menjadi karbon dioksida. Sedang cara kedua dari karbon menjadi karbon monoksida, kemudian dari karbon monoksida menjadi karbon dioksida.

1.     Terangkan apakah ΔH cara 1 = ΔH cara 2.

2.     Gambarlah diagram entalpi dari proses di atas.

Penyelesaian:

1.     Dari contoh ini ternyata bahwa ΔH_I = ΔH_II, walaupun keduanya diperoleh melalui langkah yang berbeda.

Cara 1 :      C(s) + 0₂(g) → CO₂(g)           ΔH_I = -393 kJ

Cara 2 :      C(s) + 1/2 0₂(g) → CO(g)       ΔH₁ = -110 kJ

                  C(s) + 1/2 0₂(g) → CO₂(g)     ΔH₂ = -283 kJ +

                  C(s) + 0₂(g) → CO₂(g)           ΔH_II = -393 kJ

            Walaupun hukum Hess tampaknya hanya merupakan perhitungan aljabar, namun sangat bermanfaat, karena dapat digunakan untuk:

1.     Menghitung kalor reaksi yang secara langsung tidak mungkin atau sangat sulit dilakukan.

2.     Menghitung kalor reaksi untuk reaksi-reaksi yang tidak dapat berlangsung dengan sempurna.

3.     Menghitung kalor pembentukan suatu senyawa.

Beberapa cara yang ditempuh untuk menghitung besarnya kalor suatu reaksi dengan menggunakan hukum Hess, dapat digambarkan melalui diagram entalpi. Diagram lain yang dapat digunakan dinamakan diagram siklus.

LATIHAN  

1. Terangkan hukum penjumlahan kalor dari Hess.

2. Perhatikan tiga persamaan termokimia berikut :

(1) CH3OH(l) + O2(g) → HCHO2(l) + H2O(l)    ΔH = - 411 kJ

(2) CO(g) + 2H2(g) → CH3OH(l)                       ΔH = - 128 kJ

(3) HCHO2(l) → CO(g) + H2O(l)                       DH = - 33 kJ

Baliklah persamaan (1) dan dibagi 2, persamaan (2) dan (3) masing-masing juga dibagi 2, kemudian jumlahkan ketiga persamaan yang telah disesuaikan.

a. Bagaimanakah persamaan reaksi hasil penjumlahan tersebut dan berapakah harga kalor reaksinya?

b. Gambarlah diagram entalpinya.

3. Dikhawatirkan bahwa bila penggunaan freon (CFC atau CFM) sebagai pendingin dilanjutkan, akan menipiskan lapisan ozon di atmosfer atas. Ozon dapat melindungi penduduk bumi terhadap radiasi ultra violet yang membahayakan kesehatan. Dalam stratosfer CFC menyerap radiasi berenergi tinggi dan menghasilkan atom-atom klor yang mempercepat berkurangnya ozon dari udara. Reaksi yang mungkin sebagai berikut :

(1) O3 + Cl → O2 + ClO        ΔH = - 126 kJ

(2) ClO + O → Cl + O2          ΔH = - 268 kJ

(3) O3 + O → 2 O2                ΔH = ? kJ

a. Menurut Anda, darimanakah asal atom-atom oksigen dalam persamaan (2)?

b. Gunakan persamaan (1) dan (2) untuk menghitung DH persamaan (3).

c. Gambarlah diagram siklusnya.

4. Diketahui persamaan termokimia :

2Cu(s) + S(s) → Cu2S(s)              ΔH = - 79,5 kJ

S(s) + O2(g) → SO2(g)                ΔH = - 297 kJ

Cu2S(s) + 2O2(g) → 2CuO(s) + SO2(g)              ΔH = - 527,5 kJ

a. Hitunglah kalor reaksi pembentukan standar dalam kJ dari CuO(s).

b. Gambarlah diagram entalpi dan diagram siklusnya.