Menentukan Entalpi Reaksi Berdasarkan Harga Energi Ikat

Materi: termokimia
Penentuan Entalpi Reaksi Berdasarkan Harga Energi Ikat. Entalpi dan kalor reaksi selain dapat ditentukan dengan kalorimeter atau dengan cara hukum Hess , dapat pula ditentukan dengan menghitung energi ikatan yang digunakan untuk melepas atau membentuk suatu ikatan. Reaksi kimia merupakan proses pemutusan dan pembentukan ikatan. Proses ini selalu disertai perubahan energi. Energi yang dibutuhkan untuk memutuskan 1 mol ikatan kimia dalam suatu molekul gas menjadi atomatomnya dalam fase gas disebut energi ikatan atau energi disosiasi (D).

 Untuk molekul kompleks, energi yang dibutuhkan untuk memecah molekul itu sehingga membentuk atom-atom bebas disebut energi atomisasi. Harga energi atomisasi ini merupakan jumlah energi ikatan atom-atom dalam molekul tersebut. Untuk molekul kovalen yang terdiri dari dua atom, seperti H$_2$, O$_2$, N$_2$, atau HI yang mempunyai satu ikatan, maka energi atomisasi sama dengan energi ikatan. Energi yang diperlukan untuk reaksi pemutusan ikatan telah diukur. Misalnya, energi untuk memutuskan 1 mol ikatan H-H dalam suatu molekul gas H$_2$ menjadi atom-atom H adalah 436 kJ mol$^{-1}$.
$H_2(g) \rightarrow 2 H \,$ D H-H = 436 kJ mol$^{-1}$.

Energi dibutuhkan untuk memutuskan molekul CH4 menjadi sebuah atom C dan 4 atom H:
$CH_4(g) \rightarrow C(g) + 4 H(g)$
Besarnya perubahan entalpi reaksi tersebut dapat dihitung dengan entalpi pembentukan standar sebagai berikut:
$\begin{align} \Delta H & = \Delta Hf^\circ \, (C, \, atomik) + 4 \, \Delta Hf^\circ \, (H, \, atomik) - \Delta Hf^\circ \, (CH4(g)) \\ & = (716,7 \, kJ mol^{-1}) + (218 \, kJ mol^{-1}) - (-74,5 \, kJ mol^{-1}) \\ & = 1.663,2 \, kJ mol^{-1} \end{align}$

Saat perubahan entalpi tersebut setara untuk memutuskan 4 ikatan (-H) maka besarnya energi ikatan rata-rata C-H adalah 415,8 kJ mol$^{-1}$, selanjutnya kita sebut energi ini sebagai energi ikatan rata-rata karena empat ikatan C-H dalam CH$_4$ putus dalam waktu yang sama.

Contoh Soal Penentuan Entalpi Reaksi Berdasarkan Harga Energi Ikat

Diketahui:
$\Delta$Hf$^\circ$ C(g, atomik) = 716,7 kJ mol$^{-1}$
$\Delta$Hf$^\circ$ H(g, atomik) = 218 kJ mol$^{-1}$ $\Delta$Hf$^\circ$ C2H6(g) = -84,7 kJ mol$^{-1}$
energi ikatan C-H = 415,8 kJ mol$^{-1}$
Tentukan besarnya energi ikatan C - C pada C$_2$H$_6$!
$C_2H_6(g) \rightarrow 2 C(g, atomik)$.

Jawab:
$\begin{align} \Delta H & = 2 \Delta Hf^\circ \, C + 6 \Delta Hf^\circ \, C \Delta Hf^\circ \, C_2H_6 \\ & = 2 (716,7) + 6 (218) - (-84,7) \\ & = 2.826,1 \, kJ \end{align}$

Pada C$_2$H$_6$
$\begin{align} E_{Ikatan} \, C - C + 6 E_{Ikatan} \, C - H & = \Delta H \\ E_{Ikatan} \, C - C + 6 (415,8) & = 2.826,1 \\ E_{Ikatan} \, C - C & = 331,3 \, kJ/mol \end{align}$

Rumus menghitung entalpi menggunakan energi ikatan dapat dituliskan sebagai berikut:

Kita dapat memperkirakan kalor reaksi dari suatu reaksi dengan menggunakan bantuan energi ikatan rata-rata. Tabel di bawah ini menyajikan data energi ikatan rata-rata dalam kJ/mol.

 Demikian pembahasan materi Penentuan Entalpi Reaksi Berdasarkan Harga Energi Ikat dan contoh-contohnya.