Menentukan Persamaan Termokimia dan Entalpi Pembentukan Standar Suatu Senyawa

Perubahan Entalpi Standar (∆H0)

Perubahan entalpi standar (∆H0) adalah perubahan entalpi (∆H) reaksi yang diukur pada kondisi standar, yaitu pada suhu 298 K dan tekanan 1 atm. Satuan ∆H adalah kJ dan satuan ∆H molar reaksi adalah kJ/mol.

Ada beberapa jenis perubahan entalpi standar. Jenis ini didasarkan pada jenis reaksi kimia yang terjadi.

Entalpi Pembentukan Standar (∆Hf0 = Standard Enthalpy of Formation)

Entalpi pembentukan standar adalah ∆H untuk membentuk 1 mol persenyawaan langsung dari unsur-unsurnya yang diukur pada 298 K dan tekanan 1 atm.

Contoh :

Reaksi 1 :             

H2(g) + 1/2O2(g) ==> H2O(g) ∆Hf0 = -285,85 kJ

Perhatikan koefisien H2O pada reaksi yaitu 1 artinya reaksi diatas tergolong reaksi pembentukan standar 1 mol H2O langsung dari unsur unsurnya yaitu hidrogen dan oksigen. Pada pemebntukan 1 mol H2O ini dilepaskan energi sebesar 285,85 kJ (Lihat tanda ∆Hf0 yang bernilai negatif, artinya reaksi diatas tergolong ke dalam reaksi eksoterm dengan pelepasan sejumlah energi kelingkungan)

Reaksi 2:               

4C(s) 2H2(g) ==> 2C2H2(g) ∆H = + 454 kJ

Koefisien C2H2 pada reaksi diatas, adalah 2 artinya reaksi diatas bukan reaksi pembentukan standar C2H2. Untuk mengubahnya menjadi reaksi pembentukan standar C2H2, maka semua koefisien senyawa pada reaksi dibagi 2 termasuk harga ∆H. Hasilnya adalah :

Artinya, pada pembentukan 1 mol C2H2 dari unsur karbon dan unsur hidrogen dibutuhkan kaor sebesar 227 kJ (tanda ∆H pada reaksi diatas adalag positif sehingga reaksi tergolong ke dalam reaksi endoterm).

Catatan :                

Ingat:

Unsur-unsur diatomik bebas adalah ; H2, N2, O2, F3, Cl2, Br2 dan I2 dan lain - lain.

Massa 1 mol = Mr zat (satuan gram/mol).

Contoh:

Massa 1 mol H2O = Mr H2O = 18 gram

Massa 1 mol CO2 = Mr CO2 = 44 gram

Volume 1 mol zat pada keadaan standar (STP) adalah 22,4 liter/mol.

Untuk unsur mempunyai bentuk alotropi,  bentuk standar dari unsurnya adalah bentuk yang paling stabil pada keadaan standar (298 K, 1 atm). Contoh, karbon memiliki tiga bentuk alotropi yaitu intan, grafit dan fulleren tetapi bentuk yang paling stabil dari karon adalah grafit, sehingga grafit adalah bentuk standar dari karbon.

Latihan Soal dan Pembahasan

Soal 1          

Diketahui entalpi pembentukan standar (∆Hf0) dari berbagai zat sebagai berikut.

a. H2CO3(l) = –125 kJ/mol

b. Na2SO4(s) = –334 kJ/mol

c. FeCl3(s) = –214 kJ/mol

Tulislah persamaan termokimia reaksi pembentukan zat-zat tersebut!

Pembahasan :     

Untuk membuat persamaan termokimia reaksi pemebntukan standar, ingatlah aturan berikut :

1. zat yang dibentuk selalu berada di produk (kanan)
2. koefisien zat yang dibentuk selalu 1, sehingga untuk menyetarakan ubahlah koefisen yang zat yang berada di sebelah kiri (reaktan). Jangan pernah ubah koefisien zat yang dibentuk selain 1, karena ini adalah reaksi pembentukan standar.
3. identifikasilah atom penyusun senyawa tersebut, dan buatlah unsur - unsur pembentuknya sesuai dengan yang ada di alam. Misalnya suatu senyawa tersusun dari atom H dan C berarti unsur unsur pembentukanya adalah gas H2 dan C.

a. Reaksi pembentukan H2CO3(l)

Senyawa H2CO3 terdiri dari unsur H, C dan O berarti unsur pembentuknya adalah H2, C dan O2.

Persamaan termokimia

H2(g) + C(s) + O2 ==> H2CO3 ∆Hf0 = - 125 kJ

Setelah itu tinggal setarakan

H2(g) + C(s) +3/2O2 ==> H2CO3 ∆Hf0 = - 125 kJ

b Reaksi Pembentukan Na2SO4

Senyawa NaSO4 terdiri dari unsur Na, S dan O berarti unsur pembentuknya adalah Na, S dan O2

Persamaan termokimia

2Na(s) + s(s) + 2O2 ==> Na2SO4 ∆Hf0 = 334 kJ/mol

c. Reaksi pemebntukan FeCl3

Senyawa FeCl3 terdiri dari unsur Fe dan Cl berarti unsur pembentuknya adalah Fe dan Cl2

Persamaan termokimia

Fe(s) + 3/2Cl2(g) ==> FeCl3(s) ∆Hf0 = - 214 kJ/mol

Soal 2            

Diketahui persamaan termokimia:

6C(s) + 8H2(g) ==> 2C3H8 ∆H = -225 kJ/mol

Tentukan besarnya entalpi pembentukan standar (∆Hf0) C3H8!

Pembahasan :        

Reaksi diatas adalah reaksi pemebntukan 2 mol C3H8 dengan melepaskan kalor sebesar 225 kJ. Untuk membuatnya menjadi reaksi pemebntukan standar, kita harus ubah koefisien C3H8 menjadi 1 dengan cara membagi 2 seluruh koefisien reaksi termasuk harga ∆Hf0 nya

Reaksinya menjadi :

3C(s) + 4H2(g) ==> C3H8 = - 112,5 kJ/mol

Besar entalpi pemebtukan standar C3H8 adalah - 112,5 kJ/mol (melepaskan kalor sehingga termasuk reaksi eksoterm)

Soal 3           

Pada pembentukan 96 gram Al2(NO3)2 (Ar Al = 27, N = 14, O = 16) dibebaskan kalor

sebesar 120 kJ.

a. Tentukan besarnya ∆Hf0 Al2(NO3)2!

b. Tuliskan persamaan termokimia pembentukan Al2(NO3)3!

Pembahasan :       

a. Besar ∆Hf0 Al2(NO3)2 adalah :

Jumlah Al2(NO3)2 yang dibentuk = 96 gram

mol Al2(NO3)2 = gr/ Mr = 96/240 = 0,4 mol

Artinya :

Untuk membentuk 0,4 mol Al2(NO3)2 dibebaskan kalor sebesar 120 kJ

Untuk mencari kalor yang dibebaskan untuk 1 mol Al2(NO3)2 adalah = 1/0,4 x 120 kJ = 300 kJ

Jadi besar ∆Hf0 Al2(NO3)2 = - 300 kJ(dibebaskan kalor)

b. Persamaan termokimia pembentukan  Al2(NO3)2

Al2(NO3)2 terdiri dari atom Al, N dan O berati unsur pembentuknya adalah Al, N2 dan O2

Persamaan termokimianya :

2Al(s) + 3/2N2(g) + 3O2 ==> Al2(NO3)2(s) ∆Hf0 = - 300 kJ

Soal 4              

Pada pembentukan 10 gram CaCO3 (Ar Ca = 40, C = 12, O = 16) diperlukan kalor sebesar 86 kJ. Tuliskan persamaan termokimia pembentukan CaCO3!

Pembahasan :           

Jumlah CaCO3 yang dibentuk = 10 gram

n CaCO3yang terbentuk = gr/Mr = 10/100 = 0,1 mol

Artinya :

Untuk membentuk 10 gram CaCO3 (0,1 mol CaCO3) dibutuh kalor sebesar 86 kJ

Untuk mencari kalor yang dibutuhkan untuk membentuk 1 mol CaCO3 (standar) adalah = 1/0,1 x 86 kJ = 860 kJ

CaCO3 terdiri dari atom Ca, C dan O berarti unsur pembentuknya adalah Ca, C dan O2

Persamaan termokimia

Ca + C + 3/3O2 ==> CaCO3 ∆Hf0 = + 860 kJ (reaksi endoterm)

Soal 5               

Diketahui ∆Hf0 K3PO4 = 315 kJ/mol, berapakah kalor yang dibutuhkan untuk membentuk 159 gram K3PO4 (Ar K = 39, P = 31, O = 16)!

Pembahasan :              

∆Hf0 K3PO4 = 315 kJ/mol

159 gram K3PO4

mol K3PO4 = gr/Mr = 159/212 = 0,75 mol

Untuk membentuk 0,75 mol K3PO4 dibutuhkan kalor sebesar 

= 0,75 x ∆Hf0 K3PO4 = 0,75 x 315 kJ/mol = 236,25 kJ/mol

Beberapa hal yang perlu diperhatikan berkaitan dengan entalpi pembentukan antara lain :

1. Pada umumnya entalpi pemebntukan senyawa bertanda negatif. Hal ini menjunjukkan bahwa senyawa tersebut lebih stabil dibandingkan unsur unsurnya.
2. Entalpi pemebntukan unsur dalam bentuk standarnya, misalnya entalpi pembentukan gas O2 sama dengan nol.

Setelah melihat beberapa contoh soal diatas, tentu kalian sudah paham bagaimana cara menentukan entalpi pemebntukan standar suatu senyawa serta menulis persamaan termokimianya. Untuk menguji pemahaman kalian silahkan jawab beberapa soal latihan berikut ini. Jika ada pertanyaan silahkan berkomentar di kolom postingan.

Soal latihan Menentukan Entalpi Pembentukan Standar

Soal 1               

Dikeathui persamaan termokimia:

N2 + 2H2 ==> 2NH3 ∆H = -92,22 kJ

Berapakah netalpi pembentukan standar (∆Hf0) dari senyawa NH3(g)?

Soal 2                

Diketahui entalpi pemebntukan standar (∆Hf0) dari berbgai zat sebagai berikut.

a. HNO3(g) = - 135kJ/mol

b. P(g) = 314,64 kJ/mol

Tulialah persamaan termokimia reaksi pembentukan zat zat tersebut!

Soal 3                   

Pada pembentukan 2 gram etanol [C2H5OH(l)] dibebaskan kalor sebesar 12,07 kJ.

a. Tentukan entalpi pemebntukan etanol

b. Tuliskanlah persamaan termokimia pemebentukan etanol . (Ar H = 1, C = 12, O = 16)

Soal 4                      

Pada pemebntukan 10 gram MgSO4(s) dibebaskan 107 kJ kalor. Tuliskanlah persamaan termokimia reaksi pemebntukan MgSO4(s). (Ar O = 16, Mg = 24, S = 32)

Soal 5                  

Diketahui entalpi pemebntukan standar (∆Hf0) Ca3(PO4)3 adalah - 4121 kJ/mol. Berapa kalor yang dibebaskan pada pemebntukan 5 gram Ca3(PO4)3 dari unsur unsurnya ?(Ar O = 16,, P = 31, Ca = 40)

Location:

Berbagi :