Jenis Jenis Perubahan Entalpi

Materi: termokimia
Jenis-jenis Perubahan Entalpi. Perubahan entalpi reaksi kimia bergantung pada keadaan fisik zat (padat,cair, atau gas) yang terlibat dalam reaksi, suhu, dan tekanan. Untuk dapat membandingkan harga dari berbagai perubahan entalpi, maka dibuat suatu keadaan standar tertentu. Keadaan standar yang telah disepakati adalah pada suhu 298 K dan tekanan 1 atm. Jadi, Perubahan entalpi standar ($\Delta$H$^\circ$) adalah perubahan entalpi ($\Delta$H) reaksi yang diukur pada kondisi standar, yaitu pada suhu 298 K dan tekanan 1 atm. Satuan $\Delta$H adalah kJ dan satuan $\Delta$H molar reaksi adalah kJ/mol (Gillespie dkk).Beberapa jenis perubahan entalpi standar yaitu:

Entalpi Pembentukan Standar ($\Delta$Hf$^\circ$ = Standard Enthalpy of Formation)

Perubahan entalpi pembentukan standar ($\Delta$Hf$^\circ$) atau kalor pembentukan standar adalah perubahan entalpi jika 1 mol senyawa terbentuk dari unsur-unsurnya pada kondisi standar. Unsur-unsur harus dalam bentuk paling stabil pada kondisi standar.
Contoh:
1. $\Delta$Hf$^\circ$ pembentukan 1 mol H$_2$O cair dari gas H$_2$ dan O$_2$ adalah -285,9 kJ/mol. Persamaan termokimianya adalah sebagai berikut.
$H_2(g) + \frac{1}{2} O_2(g) \rightarrow H_2O(l) \, \, \, \, \Delta$Hf$^\circ$ = -285,9 kJ
Artinya, pada pembentukan 1 mol H$_2$O dari unsur hidrogen dan unsur oksigen dibebaskan energi sebesar 285,9 kJ (tanda negatif pada $\Delta$Hf berarti dibebaskan energi atau reaksi eksoterm).

2. $4 C(s) + 2 H_2(g) \rightarrow 2 C_2H_2(g) \, \, \, \, \, \Delta$H = +454 kJ
Koefisien 2 pada $2 C_2H_2(g)$ berarti 2 mol C$_2$H$_2$, maka semua koefisien reaksi dibagi 2 termasuk $\Delta$H . Reaksi menjadi:
$2 C(s) + H_2(g) \rightarrow C_2H_2(g) \, \, \, \, \Delta$H = +227 kJ
Artinya, pada pembentukan 1 mol C$_2$H$_2$ dari unsur karbon dan unsur hidrogen dibutuhkan panas sebesar 227 kJ (endoterm).

Entalpi Penguraian Standar ($\Delta$Hd$^\circ$ = Standard Enthalpy of Dissosiation)

Entalpi penguraian standar adalah $\Delta$H dari penguraian 1 mol persenyawaan langsung menjadi unsur-unsurnya (adalah kebalikan dari $\Delta$H pembentukan). Sesuai dengan asas kekekalan energi, maka nilai entalpi penguraian sama dengan entalpi pembentukannya, tetapi tandanya berlawanan.
Contoh:
Tuliskan persamaan termokimia penguraian H$_2$O apabila diketahui $\Delta$Hf$^\circ$ H$_2$O = -285,85 kJ/mol!
Jawab:
*). Reaksi penguraian adalah kebalikan dari reaksi pembentukan, sehingga zat yang terurai di sebelah kiri anak panah.
$H_2O(l) \rightarrow H_2(g) + \frac{1}{2} O_2(g) \, \, \, \, \, \Delta$Hd$^\circ$ = +285,85 kJ
-). Koefisien 1 untuk 1 mol zat yang diuraikan
-). Tanda $\Delta$Hd$^\circ$ berlawanan dengan $\Delta$Hf$^\circ$

Entalpi Pembakaran Standar ($\Delta$Hc$^\circ$ = Standard Enthalpy of Combustion)

Entalpi pembakaran standar adalah perubahan entalpi ($\Delta$H) untuk pembakaran sempurna 1 mol senyawa atau unsur dengan O$_2$ dari udara, yang diukur pada 298 K dan tekanan 1 atm. Satuan $\Delta$Hc$^\circ$ adalah kJ/mol. Pembakaran dikatakan sempurna jika:
1. karbon (C) terbakar sempurna menjadi CO$_2$
2. hidrogen (H) terbakar sempurna menjadi H$_2$O
3. belerang (S) terbakar sempurna menjadi SO$_2$
4. senyawa hidrokarbon (C$_x$H$_y$) terbakar sempurna menurut reaksi:
$C_xH_y + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O$ (belum setara)

Contoh:
Pada pembakaran 570 gram isooktana (C$_8$H$_{18}$), salah satu komponen yang ada dalam bensin, pada keadaan standar/STP dibebaskan kalor sebesar 27.500 kJ. Hitunglah besarnya $\Delta$Hc$^\circ$ dan tulislah persamaan termokimia pembakaraan isooktana tersebut!
Jawab:
$\begin{align} \text{*). Mol isooktana } & = \frac{massa}{Mr \, C_8H_{18}} \\ & = \frac{570}{114} \\ & = 5 \, mol \end{align}$
*). Untuk 1 mol C$_8$H$_{18}$ maka
$\Delta$Hc$^\circ$ = $\frac{1}{5} \times (-27.500) = -5.500 \,$ kJ.
*). Persamaan termokimianya :
$C_8H_{18}(l) + \frac{25}{2} O_2(g) \rightarrow 8CO_2(g) + 9H_2O (g) \, \, \, \, \Delta$Hc$^\circ$ = -5.500 kJ/mol.

Perubahan entalpi penguapan standar ($\Delta$Hv$^\circ$ = Standard Enthalpy of Vaporation)

Perubahan entalpi penguapan standar ($\Delta$H$^\circ$vap) merupakan perubahan entalpi pada penguapan 1 mol zat cair menjadi gas pada titik didihnya dan tekanan standar. Misal penguapan air dan persamaan termokimianya sebagai berikut:
$H_2O(l) \rightarrow H_2O(g) \, \, \, \, \Delta$H$^\circ$ = +44,05 kJ

Perubahan entalpi peleburan standar ($\Delta$Hfus$^\circ$)

Perubahan entalpi peleburan standar ($\Delta$Hfus$^\circ$) adalah perubahan entalpi pada peleburan 1 mol zat padat menjadi zat cair pada titik leburnya dan tekanan standar. Misalnya peleburan es.
$H_2O(s) \rightarrow H_2O(l) \, \, \, \, \Delta$H$^\circ$ = +6,01 kJ
$NaCl(s) \rightarrow NaCl(l) \, \, \, \, \Delta$H$^\circ$ = -112 kJ/mol .

Perubahan entalpi pelarutan standar ($\Delta$Hl$^\circ$)

Perubahan entalpi pelarutan standar ($\Delta$Hl$^\circ$) adalah perubahan entalpi apabila 1 mol senyawa diubah menjadi larutannya pada keadaan standar.
Contoh:
$NaOH(s) \rightarrow Na^+(aq) + OH^-(aq) \, \, \, \, \Delta$H = -204 kJ/mol

Perubahan Entalpi Penetralan standar ($\Delta$Hn$^\circ$)

Entalpi penetralan adalah perubahan entalpi ($\Delta$H) yang dihasilkan pada reaksi penetralan asam (H$^+$) oleh basa (OH$^-$) membentuk 1 mol air. Satuan entalpi penetralan adalah kJ/mol.
Contoh:
$NaOH(aq) + HCl(aq) \rightarrow NaCl(aq) + H_2O(l) \, \, \, \, \Delta$H = -890,4 kJ/mol

Demikian pembahasan materi Jenis-jenis Perubahan Entalpi .