4 Cara Menghitung Perubahan Entalpi (ΔH) dan Contoh Soalnya

Cara menghitung perubahan entalpi (ΔH) terdiri dari empat cara. Yaitu cara hitung dengan percobaan kalorimeter, Hukum Hess, berdasar data entalpi, dan energi ikatan. Empat cara menghitung perubahan entalpi tadi digunakan untuk bentuk soal yang berbeda.

Sebelumnya ingat kembali apa itu reaktan dan produk pada persamaan kimia. Reaktan adalah pereaksi, terletak di sebelah kiri tanda panah. Produk adalah hasil reaksi, terletak di sebalah kanan panah. Untuk persamaan kimia yang diikuti nilai perubahan entalpi disebut persamaan termokimia.

Reaktan dan produk pada persamaan kiri kimia

Lebih lanjut mengenai cara menghitung perubahan entalpi dan contoh soalnya ada di bawah.

Daftar isi:

1. Pengukuran ΔH dengan Kalorimetri
2. Hukum Hess
3) Berdasarkan Data Entalpi Pembentukan Standar
4) Data Energi Ikatan

1. Pengukuran ΔH dengan Kalorimetri

Kalorimeter adalah alat untuk mengukur jumlah kalor pada suatu reaksi kimia. Apa yang diukur? Yaitu suhu sebelum dan setelah reaksi. Ilmu yang memelajari pengukuran panas dan reaksi kimia atau perubahan fisik disebut Kalorimetri.

Hasil pengukuran suhu digunakan untuk menghitung kalor yang diserap atau dilepas selama reaksi. Rumus kalor larutan adalah q_larutan = m×c×ΔT. Sedangkan rumus kalor kalorimeter adalah q_kalorimeter = C×ΔT.

Kalor yang diserap atau dilepaskan kalorimeter adalah kalor reaksi. Rumus kalor reaksi adalah q_reaksi = –(q_larutan + q_kalorimeter).

Besar perubahan entalpi dari reaksi nilainya sama dengan q_reaksi.

Pada reaksi eksoterm, nilai perubahan entalpi ditandai dengan nilai negatif. Sedangkan pada reaksi endoter, nilai perubahan entalpi ditandai dengan nilai positif. Sebagian besar reaksi yang terjadi sehari-hari merupakan reaksi eksoterm.

Nilai q kalorimeter sering diabaikan. Biasanya perubahan entalpi hanya dihitung menggunakan rumus ΔH = –(m×c×ΔT).

Cara Menghitung Perubahan Entalpi dengan Kalorimeter

Sebanyak 100 mL HCl 0,5 M dan 100 mL KOH 0,5 M yang suhu keduanya sama dengan 27^oC dimasukkan ke dalam kalorimeter. Setelah reaksi ternyata suhu larutan menjadi 30,3^oC. Diketahui kalor jenis larutan 4,2 J/gr^oC dan mmassa jenis larutan 1 gram/cm³.

Perubahan entalpi reaksi tersebut adalah ….
A. –2,77 kJ/mol
B. +2,77 kJ/mol
C. –55,4 kJ/mol
D. –67,2 kJ/mol
E. +67,2 kJ/mol

Jawab:
Dari soal diketahui beberapa nilai berikut.

V HCL 0,5 M = 100 mL = 0,1 L
V KOH 0,5 M = 100 mL = 0,1 L
Sehingga, V total = 200 mL = 0,2 L

Suhu awal = 27^oC
Suhu akhir = 30,3^oC
Perubahan suhu: ΔT = 30,3^oC – 27^oC = 3,3^oC

Kalor jenis larutan: c = 4,2 J/gr^oC
Massa jenis larutan: ρ = 1 gram/cm³ = 1 gram/mL

Menghitung massa larutan:
massa HCI = massa KOH = ρ × V
Sehingga,
m_HCl = m_KOH
= 1 gram/mL × 100 mL = 100 gram

Menentukan mol HCl dan KOH:

mol_HCl = M × V
= 0,5 × 0,1 L
= 0,05 mol

mol_KOH = M × V
= 0,5 × 0,1 L
= 0,05 mol

Menentukan mol larutan:

Menghitung perubahan entalpi reaksi:

ΔH = –q_reaksi =

–(m×c×ΔT) mol

ΔH =

–(200×4,2×3,3) 0,05

= –55.440 Joule = –55,44 kJ

Jadi, perubahan entalpi reaksi tersebut adalah –55,4 kJ/mol.

2. Hukum Hess

Seorang ahli kimia Germain Hess mengenalkan sebuah hukum. Yang saat ini dikenal dengan Hukum Hess. Bunyi Hukum Hess menyatakan bahwa perubahan entalpi tidak bergantung pada jalannya reaksi tetapi bergantung pada keadaan awal dan akhir reaksi.

Misalnya, suatu reaksi yang mengubah pereaksi A menjadi produk C. Dapat terjadi secara langsung dengan perubahan entalpi ΔH₁.

Selain itu, reaksi A→C dapat juga berlangsung dalam 2 tahap misalkan A→B kemudian B→C. Diketahui perubahan entalpi untuk reaksi A→B adalah ΔH₂ dan perubahan entalpi untuk reaksi B→C adalah ΔH₃.

Hukum Hess menyatakan persamaan ΔH₁ = ΔH₂ + ΔH₃.

Cara Menghitung Perubahan Entalpi (ΔH) dari Reaksi yang Berhubungan

Cara Menghitung Perubahan Entalpi dengan Hukum Hess

Perhatikan diagram tingkat energi berikut!

Nilai x pada diagram siklus di atas sebesar …. kJ

Jawab:
Berdasarkan Hukum Hess dapat diperoleh persamaan ΔH₁ = ΔH₂ + ΔH₃.

Sehingga,

ΔH₁ = ΔH₂ + ΔH₃

–290 = 593 + x

x = –290 – 593 = –883 kJ

Jadi, perubahan entalpi (ΔH) pada diagram siklus tersebut adalah sebesar –883 kJ.

Baca Juga: Diagram Tingkat Energi Sesuai Hukum Hess

3) Berdasarkan Data Entalpi Pembentukan Standar

Besarnya perubahan entalpi reaksi dapat ditentukan dengan data entalpi pembentukan standar. Di mana perubahan entalpi reaksi sama dengan total perubahan entalpi produk dikurangi perubahan entalpi reaktan.

Misalkan pada persamaan reaksi yang sudah setara: aA + bB → cC + dD. Di mana a, b, c, dan d adalah koefisien-koefisien reaksi. Sementara A, B, C, dan D adalah zat-zat dalam persamaan reaksi tersebut.

Kemudian diketahui juga perubahan entalpi pembentukan (ΔH_f^o) standar untuk setiap senyawa.

Persamaan untuk menghitung perubahan entalpi (ΔH) pada reaksi tersebut dengan informasi ΔH_f^o dilakukan seperti cara di bawah.

ΔH = ƩΔH_produk – ƩΔH_reaktan

ΔH = (c × ΔH_f° C + d × ΔH_f° D) – (a × ΔH_f° A + b × ΔH_f° B)

Cara Menghitung Perubahan Entalpi Melalui Data Entalpi Pembentukan Standar

Diketahui data entalpi pembentukan standar: ΔH_f^o CO₂ (g) = –394 kJ/mol, ΔH_f^o H₂O (g) = –286 kJ/mol, dan ΔH_f^o C₆H₆ (g) = 83 kJ/mol. Harga ΔH pembakaran standar benzena adalah … kJ/mol.

Jawab:
Persamaan reaksi pada pembakaran gas benzena (belum setara): C₆H₆ (g) + O₂ (g) → CO₂ (g) + H₂O (g). Penyetaraan reaksi pembakaran gas benzena menghasilkan: 2C₆H₆ (g) + 9O₂ (g) → 6CO₂ (g) + 6H₂O (g).

Menghitung perubahan entalpi:

Jadi, perubahan entalpi (ΔH) pada pembakaran 1 mol C₆H₆ adalah –2.123 kJ/mol.

Baca Juga: Energi Kinetik Gas Ideal

4) Data Energi Ikatan

Energi ikatan adalah energi rata-rata untuk memutuskan satu ikatan dalam 1 mol molekul menjadi atom penyusunnya.

Perubahan entalpi (∆H) merupakan perubahan energi panas (kalor) yang diukur dalam keadaan standar (tekanan dan suhu tetap). Penentuan perubahan entalpi suatu reaksi dapat dihitung dengan menggunakan berbagai cara, salah satunya adalah menggunakan data energi ikatan dari masing-masing senyawa pembentuk reaksi.

Rumus:

Cara Menghitung Perubahan Entalpi dari Energi Ikatan Rata-Rata

Diketahui nilai energi ikatan rata-rata sebagai berikut.

Ikatan	Energi Rata-Rata (kJ/mol)
C – H	+410
C – F	+485
F – F	+195
H – F	+565

Nilai entalpi dari reaksi CHF₃ (g) + F₂ (g) → CF₄ (g) + HF (g) adalah …
A. +481 kJ/mol
B. -481 kJ/mol
C. +962 kJ/mol
D. -962 kJ/mol
E. +1.202 kJ/mol

Jawab:
Gambar struktur ikatan untuk reaksi CHF₃ (g) + F₂ (g) → CF₄ (g) + HF (g):

Jumlah energi rata-rata pemutusan ikatan (reaktan/pereaksi):
1 × C–H = 1 × (+410) = +410
3 × C–F = 3 × (+485) = +1.455
1 × F–F = 1 × (+159) = 159
∑energi pemutusan = 2.024 kJ/mol

Jumlah energi rata-rata pembentukan ikatan (produk/hasil reaksi):
4 × C–F = 4 × (+485) = +1.940
1 × H–F = 1 × (+565) = +565
∑energi pembentukan = 2.505 kJ/mol

Menghitung besarnya perubahan entalpi (ΔH) reaksi:

ΔH = Σenergi pemutusan – Σenergi pembentukan

ΔH = 2.024 – 2.505 = –481 kJ/mol

Jadi, nilai entalpi dari reaksi CHF₃ (g) + F₂ (g) → CF₄ (g) + HF (g) adalah –481 kJ/mol (B). Tanda negatif menunjukkan bahwa jenis reaksi yang terjadi adalah reaksi ekosterm.

Demikianlah tadi ulasan empat cara menghitung perubahan entalpi yang digunakan untuk berbagai bentuk soal atau permasalahan. Terima kasih sudah mengunjungi idschool(dot)net, semoga bermanfaat!