Persamaan Termokimia & Berbagai Jenis Entalpi Reaksi Standar (Pembentukan, Penguraian, Pembakaran)

Persamaan Termokimia

Suatu persamaan reaksi kimia yang diikuti dengan nilai perubahan entalpi yang menyertai reaksi tersebut dikenal dengan istilah persamaan termokimia. Sebagai contoh :

2H2 (g) + O2 (g) ⟶ 2H2O (g) ∆H = – 489,6 kJ

Dari persamaan termokimia di atas dapat disimpulkan bahwa dalam pembentukan 2 mol uap air (H2O) akan disertai pelepasan energi sebesar 489,6 kJ. Tanda negatif pada nilai ∆H persamaan termokimia diatas bukan menunjukan nilai sebenarnya, tetapi menunjukan bahwa pada reaksi tersebut terjadi pelepasan kalor atau bersifat eksoterm.

Contoh soal :

Tuliskan persamaan termokimia untuk penguraian 1 mol uap air bila diketahui reaksi sebagai berikut:

2H2 (g) + O2 (g) ⟶ 2H2O (g)    ∆H = – 489,6 kJ

Jawab :

Pada soal diketahui reaksi pembentukan, padahal yang ditanyakan adalah reaksi penguraian, maka reaksinya harus berbalik arah, begitu pula dengan nilai ∆H- nya juga berganti tandanya, yang awalnya negatif berubah menjadi positif.

2H2O (g) ⟶ 2H2 (g) + O2 (g)    ∆H = + 489,6 kJ

Pada reaksi tersebut masih merupakan penguraian 2 mol H2O, padahal yang ditanyakan hanya penguraian 1 mol, maka reaksi serta nilai ∆H-nya juga harus disesuaikan dengan dibagi menjadi 2, sehingga menghasilkan persamaan termokimia sebagai berikut:

H2O (g) ⟶ H2 (g) + ½ O2 (g)    ∆H = + 242,8 kJ

Jadi jawaban dari pertanyaan tersebut adalah:

H2O (g) ⟶ H2 (g) + ½ O2 (g)    ∆H = + 242,8 kJ

Pada persamaan termokimia, perubahan arah reaksi akan merubah pula tanda nilai perubahan entalpi (∆H). Misalkan pada persamaan termokimia pembentukan suatu senyawa perubahan entalpinya positif, maka bila reaksi akan diubah menjadi reaksi penguraian, nilai perubahan entapli juga berubah menjadi negatif, begitu pula sebaliknya. Demikian pula pada besarnya nilai ∆H, besarnya nilai ini akan ikut menyesuaikan dengan kooefisien pada persamaan reaksinya.

Berdasar jenis reaksinya, entalpi reaksi dibedakan menjadi beberapa jenis, yaitu:

1. Entalpi Pembentukan (∆Hf°)

Entalpi pembentukan merupakan entalpi yang dibutuhkan atau dilepaskan pada pembentukan 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya. Apabila pengukuran perubahan entalpi pembentukan dilakukan pada keadaan standar (25 OC dan tekanan 1 atm) maka disebut perubahan entalpi pembentukan standar (∆Hf°).

Contoh :

N2 (g) + 3 H2 (g) ⇌ 2 NH3 (g)    𝛥H = – 92 kJ

Pada reaksi di atas, untuk membentuk 2 mol gas amonia, NH3, terjadi pelepasan kalor sebesar 92 kJ. Dengan demikian untuk membentuk 1 mol gas amonia akan terjadi pelepasan kalor sebesar 92/2 kJ atau sebesar 46 kJ. Karena persamaan termokimia di atas merupakan pembentukan senyawa dari unsur-unsurnya maka dapat disimpulkan perubahan entalpi pembentukannya = – 46 kJ/mol.

2. Entalpi Penguraian (∆Hd°)

Perubahan entalpi yang dibutuhkan atau dilepaskan pada penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsur penyusunnya yang diukur pada keadaan standar.

Apabila pengukuran perubahan entalpi penguraian dilakukan pada keadaan standar (25°C dan tekanan 1 atm) maka disebut perubahan entalpi penguraian standar (∆Hd°).

Contoh:

2 H2O (g) ⟶ 2 H2 (g) + O2 (g)    𝛥H = + 485,6 kJ

Pada reaksi di atas, untuk menguraikan 2 mol uap air (H2O), dibutuhkan kalor sebesar 485,6 kJ. Dengan demikian untuk menguraikan 1 mol uap air akan membutuhkan kalor sebesar 485,6/2 atau sebesar 242,8 kJ. Karena persamaan termokimia di atas merupakan penguraian senyawa menjadi unsur-unsurnya maka dapat disimpulkan perubahan entalpi pembentukannya = + 242,8 kJ/mol.

3. Entalpi Pembakaran (∆Hc°)

Perubahan entalpi yang dibutuhkan atau dilepaskan pada pembakaran sempurna 1 mol zat yang diukur pada keadaan standar. Apabila pengukuran perubahan entalpi pembakaran dilakukan pada keadaan standar (25°C dan tekanan 1 atm) maka disebut perubahan entalpi pembakaran standar (∆Hc°).

Contoh:

2 CH3OH (l) + 3 O2 (g) ⟶ 2 CO2 (g) + 4 H2O (g)    𝛥H = – 1.277 kJ

Pada reaksi pembakaran di atas, untuk membakar sempurna 2 mol metanol (CH3OH), menghasilkan kalor sebesar 1.277 kJ. Dengan demikian pada pembakaran 1 mol metanol akan menghasilkan kalor sebesar 1.277/2 atau sebesar 638,5 kJ.

Karena persamaan termokimia di atas merupakan pembakaran sempurna maka dapat disimpulkan perubahan entalpi pembakarannya = – 638,5 kJ/mol.