Soal dan Pembahasan Termokimia Kelas XI IPA Soal 1. Diketahui H2O(l) H2O(g) ΔH = + 40 kJ/mol, berapakah kalor yang diperlukan untuk penguapan 4,5 gram H2O (Ar H = 1,0 Ar O = 16) ?. Pembahasan : Mr H2O = 18 g/mol Massa H2O = 4,5 gr Mol H2O = 4,5 g/18 g mol-1 = 0,25 mol ΔH = Q/n Q = ΔH x n = + 40 kJ/mol x 0,25 mol = + 10 kJ
Soal 2. Berapakah kalor yang dihasilkan pada pembakaran 4,48 Liter gas karbon standar sesuai reaksi sbb: C(g) + O2(g)
CO2(g)
ΔH = -394 kJ/mol
Pembahasan : Mol pembakaran gas karbon = 4,48 L/22,4 Lmol-1 = 0,2 mol ΔH = Q/n Q = ΔH x n = -394 kJ/mol x 0,2 mol Q = 78,8 kJ
Soal 3. C(g) + O2 (g) CO2 ΔHof = -393,5 kJ/mol menghasilkan 22 gr CO2, berapakah kalor yang diperlukan untuk menghasilkan gas CO2 tersebut? Pembahasan : mol CO2 = Massa/Mr = 22 gr/44g mol-1 =0,5 mol ΔH = Q/n Q = ΔH x n = -393,5 kJ/mol x 0,5 mol Q
= – 196,75 kJ
Soal 4. Bila diketahui energi ikatan rata-rata N-H pada NH3 = 391 kJ/mol, H-H = 435 Kj/mol, energi ikatan rata-rata rangkap tiga N= 946 kJ/mol, maka entalpi pembentukan gas NH3 adalah…. Pembahasan : N2 + 3H2
2NH3
ΔH = Σ energi ikatan rata2 reaktan – Σ energi ikatan rata2 produk =
(1 (946 kJ/mol + 3 (435 kJmol) – (2×3 (391 kJ/mol))
= 946 kJ/mol + 1305 kJ/mol – 2346 kJ/mol = 2251 kJ/mol – 2346 kJ/mol ΔH = – 95 kJ/mol (ini untuk 2 mol NH3) ΔH untuk 1 mol =
-95 kJ/mol/ 2mol = – 47,5 kJ/mol
Soal 5 Diketahui reaksi – reaksi : 1. C (s) + ½ O2 (g)
CO(g)
2. 2CO(s) + O2(g)
2CO(g) ΔH = – b kJ
3. C(s) + O2(g)
ΔH = – a kJ
CO(g) ΔH = – c kJ
Menurut hukum Hess, hubungan antara a,b, dan c diberikan oleh ungkapan.. a.
a=½b+c
c. 2c = 2a + b
b. 2c = 2a + b
d. c = 2a + ½ b
e. ½ b = 2a + c
Pembahasan : Ambil persamaan 2 dan 3 lalu eliminasikanlah kedua persamaan tersebut : 2CO(s) + O2(g) CO(g)
2CO(g)
ΔH = – b kJ
C(s) + O2(g)
ΔH = c kJ
(x 1 ) (x 2 )
Sehingga menghasilkan persamaan : 2CO(s) + O2(g) 2CO(g)
2CO(g)
ΔH = – b kJ
2C(s) + 2O2(g)
ΔH = 2c k J
Sehingga menghasilkan persamaan : 2CO(s) + O2 (g)
2C(s) + 2O2(g) ΔH = – b + 2c
Lalu eliminasikan kembali dengan persamaan 1: 2CO(s) + O2 (g)
2C(s) + 2O2(g) ΔH = – b + 2c
C(s) + ½ O2(g)
CO(g)
ΔH = – a
(x 1) (x2)
2CO(s) + O2 (g) 2C(S) + O2(g)
2CO(g)
2C(s) + 2O2(g) ΔH = – b + 2c
ΔH = – 2a
Sehingga menghasilkan persamaan : 2CO(s)
2CO(g)
ΔH = – b + 2c – 2a
ΔH = – b + 2c -2a Jawabannya : 2c = 2a + b
Soal 6. Diketahui : 1. 2H2(g) + O2(g)
2H2O(l)
ΔH = – 572 kJ
2. 2H2(g) + O2(g)
2H2O(g)
ΔH = – 484 kJ
3. H2O(l)
H2O(s)
ΔH = – 5,9 kJ
Perubahan entalpi dari es menjadi uap air adalah ….. Eliminasikan persamaan 1 dan 3 H2O(s)
H2O(l)
ΔH = 5,9 kJ
(x 2 )
2H2O(l)
2H2(g) + O2(g)
ΔH = 572 kJ
(x1)
Sehingga menghasilkan persamaan : 2H2O(s) 2H2O(l) 2H2O(s)
2H2O(l) 2H2(g) + O2(g)
ΔH = 11,8 kJ ΔH = 572 kJ
2H2(g) + O2(g) ΔH = 583,8 kJ
Lalu eliminasikan kembali persamaan tersebut dengan persamaan ke 2
2H2O(s) 2H2(g) + O2(g)
2H2(g) + O2(g) 2H2O(g)
ΔH = 583,8 kJ ΔH = – 484 kJ
Sehingga menghasilkan persamaan akhirnya .. 2H2O(s)
2H2O(g)
ΔH = + 99,8 kJ
Soal No. 1 Perubahan energi dalam yang terjadi pada suatu sistem yang menyerap 20 kJ dan menerima usaha sebesar 110 kJ adalah.... A. 90 kJ
B. 100 kJ C. 110 kJ D. 120 kJ E. 130 kJ
Soal No. 2 Sepotong logam dimasukkan ke dalam larutan asam klorida untuk mengetahui reaktivitas asam klorida terhadap logam tersebut. Dalam hal ini yang disebut sistem adalah.... A. larutan asam klorida B. logam C. pelarut air D. asam klorida dan logam E. udara disekitar asam klorida dan logam Soal No. 3 Perhatikan reaksi berikut:
(1) 3CO2(g) + 4H2O (l) → C 3H8 (g) + 5O2(g) ΔH = + a kJ.mol−1 (2) CH3OH (l) + 3/2 O2(g) → CO2(g) + 2H2O (l) ΔH = − b kJ.mol−1 (3) NaCl (s) → Na (s) + 1/2 Cl 2 (g) ΔH = + c kJ.mol−1 (4) NO (g) → 1/2 N2 (g) + 1/2 O2 (g) ΔH = − d kJ.mol−1 Yang tergolong reaksi eksoterm adalah.... A. 1, 2 dan 3 B. 1 dan 3 C. 2 dan 4 D. 4 E. 1, 2, 3 dan 4 Soal No. 4 Perhatikan beberapa gambar berikut!
Gambar yang menunjukkan proses endoterm adalah gambar nomor... A. 1 dan 2 B. 1 dan 4 C. 2 dan 3
D. 2 dan 4 E. 3 dan 4 Soal No. 5 Gas metana sebanyak 0,25 mol dibakar pada keadaan STP dengan reaksi sebagai berikut:
CH4 (g) + 2O2 (g) → CO2 (g) + 2H2O (l) ΔH = − 294 kJ Banyaknya kalor yang dilepaskan pada reaksi di atas adalah.... A. − 389 kJ B. − 294 kJ C. − 73,5 kJ D. + 73,5 kJ E. + 73,5 kJ Soal No. 6 Perhatikan reaksi-reaksi berikut ini: Mg + H2O → MgO + H2 ΔH = x kJ 1 H2 + /2 O2 → H2O ΔH = y kJ 2Mg + O2 → 2MgO ΔH = z kJ
Sesuai hukum Hess, hubungan yang benar antara x, y dan z adalah.... A. 2z = 2x + y B. z = 2x + 1/2 y C. 1/2 y = 2x + z D. 2x = z − y E. x = 1/2 y + z Soal No. 7 Perhatikan data persamaan reaksi termokimia di bawah ini!
(1) C3H8 (g) + 5O2(g) → 3CO2(g) + 4H2O (l) ΔH = − a kJ.mol−1 (2) CH3OH (l) + 3/2 O2(g) → CO2(g) + 2H2O (l) ΔH = − b kJ.mol−1 (3) NaCl (s) + → Na (s) + 1/2 Cl 2 (g) ΔH = + c kJ.mol−1 (4) NO (g) → 1/2 N2 (g) + 1/2 O2 (g) ΔH = − d kJ.mol−1 (5) H2 (g) + 1/2 O2 (g) → H2O (g) ΔH = − e kJ.mol−1
Persamaan reaksi yang merupakan ΔH°f , ΔH°d dan ΔH°c adalah... A. 1, 2, dan 3 B. 1, 3, dan 4 C. 2, 3, dan 4 D. 3, 4, dan 5 E. 5, 3, dan 2
1. Kapur tohor (CaO) digunakan untuk melabur rumah agar tampak putih bersih. Sebelum kapur dipakai, terlebih dahulu dicampur dengan air dan terjadi reaksi yang disertai panas. Apakah reaksi ini eksoterm atau endoterm? Bagaimana perubahan entalpinya? Jawab: Reaksi yang terjadi: CaO(s) + H2O(l)→ Ca(OH)2 (s) Oleh karena timbul panas, artinya reaksi tersebut melepaskan kalor atau reaksinya eksoterm, ini berarti kalor hasil reaksi lebih rendah dari pereaksi. Jika reaksi itu dilakukan pada tekanan tetap (terbuka) maka kalor yang dilepaskan menyatakan perubahan entalpi ( ΔH) yang harganya negatif. 2. Sepotong es dimasukkan ke dalam botol plastik dan ditutup. Dalam jangka waktu tertentu es mencair, tetapi di dinding botol sebelah luar ada tetesan air. Dari mana tetesan air itu? Jawab: Perubahan es menjadi cair memerlukan energi dalam bentuk kalor. Persamaan kimianya: H2O(s) + kalor → H2O( l) 3. Larutan NaHCO3 (baking soda) bereaksi dengan asam klorida menghasilkan larutan natrium klorida, air, dan gas karbon dioksida. Reaksi menyerap kalor sebesar 11,8 kJ pada tekanan tetap untuk setiap mol baking soda. Tuliskan persamaan termokimia untuk reaksi tersebut. Jawab: Persamaan kimia setara untuk reaksi tersebut adalah NaHCO3(aq) + HCl(aq)→ NaCl(aq) + H2O( l) + CO2(g) Oleh karena reaksi membutuhkan kalor maka entalpi reaksi dituliskan positif. Persamaan termokimianya: NaHCO3(aq) + HCl(aq)→ NaCl(aq) + H2O( l) + CO2(g) ΔH= +11,8 kJ 4. Sebanyak 2 mol H2(g) dan 1 mol O2(g) bereaksi membentuk air disertai pelepasan kalor sebesar 572 kJ. 2H2(g) + O2(g) → 2H2O( l) ΔH = – 572 kJ
Tuliskan persamaan termokimia untuk pembentukan satu mol air. Tuliskan juga reaksi untuk kebalikannya. Jawab: Pembentukan satu mol air, berarti mengalikan persamaan termokimia dengan faktor ½ .H2(g) + ½ O2(g)→ H2O( l) ΔH = – 286 kJ Untuk reaksi kebalikannya: H2O( l) → H2(g) + ½ O2(g) ΔH = + 286 kJ 5. Berapa kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 50 g air dari 25°C menjadi 60°C? Diketahui kalor jenis air, c = 4,18 J g – °C – 1. Jawab: Kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 50 g air adalah sebesar 50 kali 1 g air. Kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu sebesar 35°C adalah sebanyak 35 kali kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1°C. Jadi, kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 50 g air dari 25°C menjadi 60°C (ΔT = 35°C) adalah Q = m c ΔT = 50 g × 4,18 J g – 1°C – 1 × 35°C = 7,315 kJ 6. Sebanyak 75 mL air dipanaskan dengan LPG. Jika tidak ada kalor yang terbuang, berapa kalor yang dilepaskan oleh LPG jika suhu air naik dari 25°C menjadi 90°C? Kalor jenis air, c = 4,18 J g – 1°C – 1, massa jenis air 1 g mL – 1 Jawab: • Ubah satuan volume air (mL) ke dalam berat (g) menggunakan massa jenis air. • Hitung kalor yang diserap oleh air • Hitung kalor yang dilepaskan dari hasil pembakaran gas LPG ρ air = 1g mL–1 atau mair = ρ air × volume air mair = 1 g mL – 1 × 75 mL= 75 g Kalor yang diserap air:
Qair = 75 g × 4,18 J g – 1°C – 1 × (90 – 25)°C = 20,377 kJ Kalor yang diserap air sama dengan kalor yang dilepaskan oleh pembakaran gas LPG. Qair = QLPG atau QLPG = 20,377 kJ Jadi, kalor yang dilepaskan oleh hasil pembakaran gas LPG sebesar 20,377 kJ.
7. Ke dalam kalorimeter dituangkan 50 g air dingin (25°C), kemudian ditambahkan 75g air panas (60°C) sehingga suhu campuran menjadi 35°C. Jika suhu kalorimeter naik sebesar 7°, tentukan kapasitas kalor kalorimeter? Diketahui kalor jenis air = 4,18 J g – 1 °C – 1. Jawab: Kalor yang dilepaskan air panas sama dengan kalor yang diserap air dingin dan kalorimeter. QAir panas = QAir dingin + QKalorimeter QAir panas = 75 g × 4,18 J g – 1 °C – 1× (35 – 60)°C = – 7.837,5 J QAir dingin = 50 g × 4,18 J g – 1 °C – 1 × (35 – 25)°C = + 2.090 J Qkalorimeter = Ck × Δ T Oleh karena energi bersifat kekal maka QAir panas + QAir dingin + QKalorimeter = 0 – 7.837,5 J + 2.090 J + (Ck . 7°C) = 0 Ck = 7.837,5 2.090 J/7°C =821 J °C Jadi, kapasitas kalor kalorimeter 821 J °C – 1.
8. Dalam kalorimeter yang telah dikalibrasi dan terbuka direaksikan 50g alk ohol dan 3g logam natrium. Jika suhu awal campuran 30°C dan setelah reaksi suhunya 75°C, tentukan ΔHreaksi. Diketahui kalor jenis larutan 3,65 J g – 1 °C – 1, kapasitas kalor kalorimeter 150 J °C – 1, dan suhu kalorimeter naik sebesar 10°C. Jawab: Kalor yang terlibat dalam reaksi: Qreaksi + Qlarutan + Qkalorimeter = 0 Qreaksi = – (Qlarutan + Qkalorimeter) Qlarutan = (mlarutan) (clarutan) ( ΔT) = (53g) (3,65 J g – 1°C – 1) (45°C) = 8.705,25 J Qkalorimeter = (Ck) ( Δ T) = (150 J °C – 1) (10°C) = 1.500 J Qreaksi = – (8.705,25 + 1.500) J = – 10.205,25 J
Jadi, reaksi alkohol dan logam natrium dilepaskan kalor sebesar 10.205 kJ. Oleh karena pada percobaan dilakukan pada tekanan tetap maka Qreak si = Δ Hreaksi = – 10.205 kJ. Contoh : Tuliskan persamaan termokimia untuk reaksi-reaksi di bawah ini :
1. 2. 3. 4. 5.
Reaksi pembentukan 1 mol H2O(g) melepaskan kalor sebesar 242 kJ Pada pembakaran 1 mol hidrokarbon C3H8(g) dibebaskan kalor sebesar 223 kJ Reaksi pembentukan 36 gram H2O(g) melepaskan kalor sebesar 484 kJ Entalpi pembentukan CO2(g) = -393,5 kJ/mol Pada pembakaran karbon dihasilkan 44 gram CO2(g) dan melepaskan kalor sebesar 393,5 kJ Pembahasan :
1. Reaksi pembentukan 1 mol H2O(g) merupakan reaksi eksoterm karena melepas kalor. Maka reaksi ini memiliki entalpi negatif. Persamaan termokimianya adalah sebagai berikut :
2. Reaksi pembakaran hidrokarbon selalu menghasilkan karbondioksida dan uap air. Reaksi ini merupakan reaksi eksoterm sehingga entalpi bernilai ne gatif. Persamaan termokimiannya adalah sebagai berikut :
3. Reaksi pembentukan 36 gram H2O(g) juga termasuk reaksi eksoterm karena melepaskan kalor. Oleh karena itu, entalpi reaksi ini juga bernilai negatif. Untuk mengetahui entalpi pembentukannya dapat dihitung seperti di bawah ini :
4. Persamaan termokimia yang dimaksud merupakan reaksi pembentukan karbondioksida karena diketahui entalpi pembentukannya.
5. Reaksi pembakaran karbon menghasilkan karbondioksida dan melepaskan kalor. Oleh karena itu termasuk eksoterm dan entalpi negatif.
1. (UAN 2005/2006) H2O(l) → H(g) + ½ O2(g) ; ΔH = + 68,3 kkal H(g) + ½ O2(g) → H2O(g) ; ΔH = - 57,8 kkal H2O(l) → H2O(s) ; ΔH = - 1,4 kkal Perubahan entalpi dari es menjadi uap adalah ... A. -11,9 kkal B. +11,9 kkal C. -91,0 kkal D. +91,0 kkal E. +12,47 kkal Pembahasan : Konsep reaksi bersusun Reaksi perubahan es menjadi uap adalah H2O(s) → H2O(g) oleh karena itu susunlah sedemikian tiga persamaan yang diketahui agar menghasilkan reaksi yang diinginkan. Kita menginginkan H2O(s) di bagian kiri dan H2O(g) di bagian kanan, maka : o o o
Persamaan 1 tetap Persamaan 2 tetap karena H2O(g) sudah di sebelah kanan Persamaan 3 dibalik agar H2O(s) berada di sebelah kiri : H2O(s) → H2O(l) ; ΔH = + 1,4 kkal ---> tanda menjadi + karena dibalik.
Selanjutnya susun dan jumlahkan reaksi-reaksi tersebut sebagai be rikut : H2O(l) → H(g) + ½ O2(g) ; ΔH = + 68,3 kkal H(g) + ½ O2(g) → H2O(g) ; ΔH = - 57,8 kkal H2O(s) → H2O(l) ; ΔH = + 1,4 kkal ——————————————————— + H2O(s) → H2O(g) ; ΔH = + 11,9 kkal ---> opsi B 2. (UAN 2006/2007) Diketahui energi ikatan rata-rata :
C=C : 146 kkal/mol C-C : 83 kkal/mol C-H : 99 kkal/mol C-Cl : 79 kkal/mol H-Cl : 103 kkal/mol Maka perubahan entalpi pada reaksi : C2H4(g) + HCl → C2H4Cl(g) adalah ... A. -510 kkal B. +510 kkal C. +72 kkal D. -42 kkal E. -12 kkal Pembahasan : konsep energi ikat Untuk soal seperti ini, akan sangat membantu jika kita susun struktur lewisnya terlebih dahulu untuk menentukan ikatannya. Tapi jika sudah lancar kaji, tidak harus membuat struktur lewispun biasanya sudah mengerti. Berikut struktur lewis reaksi di atas :
Berdasarkan konsep energi ikat, maka : ΔHr = ∑energi pemutusan ikatan - ∑energi pembentukan ikatan Pemutusan : 4 EC-H = 4 (99) = 396 kkal/mol 1 EC=C = 1 (146) = 146 kkal/mol 1 EH-Cl = 1 (103) = 103 kkal/mol —————————————— + ∑E = 645 kkal/mol Pembentukan : 5 EC-H = 5 (99) = 495 kkal/mol 1 EC-C = 1 (83) = 83 kkal/mol 1 EC-Cl = 1 (79) = 79 kkal/mol —————————————— + ∑E = 657 kkal/mol Maka : ΔHr = ∑energi pemutusan ikatan - ∑energi pembentukan ikatan ΔHr = 645 - 657 ΔHr = -12 kkal/mol Jadi untuk 1 mol zat ΔHr = -12 kkal ---> opsi E. 3. (UAN 2008/2009) Jika diketahui :
ΔHf o CH4 = -75 kJ/mol ΔHf o CO2 = -393 kJ/mol ΔHf o H2O = -242 kJ/mol maka ΔH reaksi pembakaran gas CH4 menurut reaksi CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O adalah ... A. -1.040 kj/mol B. -802 kj/mol C. -445kj/mol D. +890 kj/mol E. +1.040 kj/mol Pembahasan : Konsep Hukum Hess ΔHreaksi = ∑ΔH hasil - ∑ΔH pereaksi ΔHreaksi = (ΔHf o CO2 + 2ΔHf o H2O) - ( ΔHf o CH4) ΔHreaksi = (-393 + 2(-242)) - (-75) ΔHreaksi = -802 kj/mol ---> opsi B
Keterangan : Untuk unsur-unsur, ΔHf o = 0 maka ΔHO2 = 0 dan tidak dimasukkan dalam perhitungan. 4. (UAN 2011/2012) Perhatikan persamaan reaksi termokimia berikut! 1. NaCl(s) → Na(s) + ½Cl2(g); ΔH = + A kJ/mol 2. CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g) ΔH = -B kJ/mol 3. ½N2(g)+ 3/2H2(g) → NH3(g) ; ΔH = -C kJ/mol 4. H2(g) + ½O2(g) → H2O(l) ΔH = -D kJ/mol 5. 2C(s) + 3/2H2(g) + ½O2(g) → C2H5OH(l) ; ΔH = -E kJ/mol Persamaan reaksi yang merupakan ΔHf o, ΔHdo, dan ΔHco adalah ... A. 1, 2 dan 3 B. 1, 2 dan 4 C. 2, 3 dan 4 D. 3, 4 dan 5 E. 3, 1 dan 2 Pembahasan : Menganalisis persamaan termokimia ΔHf o menunjukkan reaksi pembentukan ΔHdo menunjukkan reaksi penguraian ΔHco menunjukkan reaksi pembakaran
1. NaCl(s) → Na(s) + ½Cl2(g) ---> penguraian NaCl. 2. CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g) ---> pembakaran CH4. 3. ½N2(g)+ 3/2H2(g) → NH3(g) ---> pembentukan NH3 4. H2(g) + ½O2(g) → H2O(l) ---> pembentukan H2O. 5. 2C(s) + 3/2H2(g) + ½O2(g) → C2H5OH(l) ---> pembentukan C2H5OH. Jadi opsi yang tepat adalah 3, 1, dan 2 ---> opsi E.
Kumpulan Soal
1. Bila diketahui ∆H pembentukan NH3 = -46 kJ/mol, maka tentukanlah entalpi reaksi 2NH3(g) → N2(g) + 3H2(g).
Pembahasan : Untuk melihat hubungan kedua reaksi pada soal, sebaiknya tuliskan terlebih dahulu persamaan reaksi pembentukan NH3 sebagai berikut :
½N2(g) + 3/2 H2(g) → NH3(g) ; ∆H = -46 kJ
Reaksi penguraian NH3 merupakan kebalikan dari reaksi pembentukan : NH3(g) → ½N2(g) + 3/2 H2(g) ; ∆H = +46 kJ ---> berubah tanda jadi + karena dibalik. Reaksi di atas merupakan reaksi untuk menguraikan 1 mol NH3. Pada soal ditanya entalpi reaksi untuk menguraikan 2 mol NH3, maka reaksi di atas dikali 2 begitupula harga ∆H-nya. 2NH3(g) → N2(g) + 3H2(g) ; ∆H = 2 (+46) = +92 kJ.
2. Diketahui persamaan termokimia sebagai berikut : 2NO(g) + O2(g) → N2O4(g) ; ∆H = -A kJ NO(g) + ½O2(g) → NO2(g) ; ∆H = -B kJ Tentukan ∆H untuk reaksi 2NO2(g) → N2O4(g). Pembahasan : Untuk soal reaksi bersusun seperti ini, perhatikan persamaan yang ditan ya. Pada bagian pereaksi (kiri) terdapat 2NO2 dan pada bagian hasil reaksi (kanan) terdapat N2O4. Oleh karena itu, susunlah sedemikian rupa dua persamaan lain yang harga ∆H-nya diketahui agar di sebelah kiri terdapat 2NO2, dan di sebelah kanan terdapat N2O4.
Sekarang perhatikan persamaan no 2. Pada persamaan itu NO2 berada di sebelah kanan, maka reaksi harus dibalik karena kita menginginkan NO2 di sebelah kiri. Selanjutnya, karena kita menginginkan 2NO2, maka reaksi no 2 kita kali 2 begitu juga harga ∆H-nya. Sedangkan persamaan no 1, N2O4 sudah berada di sebelah kanan jadi tidak perlu dibalik. 2NO(g) + O2(g) → N2O4(g) ; ∆H = -A kJ 2NO2(g) → 2NO(g) + O2(g) ; ∆H = +2B kJ ---> berubah tanda dan dikali 2. —————————————————— 2NO2(g) → N2O4(g) ; ∆H = (-A) + (+2B)= (-A + 2B) kJ
Keterangan : Untuk menyelesaikan reaksi bersusun, bila terdapat senyawa atau unsur yang sama dengan koefisien
yang sama pula berada dalam posisi yang berlawanan (kiri-vs-kanan), maka akan habis. Pada persamaan di atas, 2NO(g) + O2(g) habis karena terdapat di bagian kiri dan kanan. 3. Diketahui persamaan termokimia sebagai berikut : MO2 + CO → MO + CO2 ; ∆H = -20 kJ M3O4 + CO → 3MO + CO2 ; ∆H = +6 kJ 3M2O3 + CO → 2M3O4 + CO2 ; ∆H = -12 kJ Tentukan nilai ∆H reaksi 2MO2(g) + CO → M2O3 + CO2. Pembahasan : Reaksi yang ditanya memiliki peraksi 2MO2(g) + CO dan hasil M2O3 + CO2. Susun sedemikian rupa tiga persamaan yang lain agar dihasilkan persamaan reaksi yang ditanya. berikut tahapannya : o
Persamaan 1 dikali 2 karena kita menginginkan 2MO2 di sebelah kiri. 2MO2 + 2CO → 2MO + 2CO2 ; ∆H = 2 (-20) = -40 kJ
o
Persamaan 2 dibalik dan dikali 2/3 agar 2MO pada persamaan 1 habis. 2MO + 2/3CO2 → 2/3M3O4 + 2/3CO ; ∆H = 2/3 (-6) = -4 kJ
o
Persamaan 3 dibalik dan dikali 1/3 agar 2/3M3O4 pada persamaan 2 habis. 2M3O4 + CO2 → 3M2O3 + CO ; ∆H = 1/3(+12) = +4 kJ
Selanjutnya susun dan jumlahkan reaksi seperti berikut : 2MO2 + 2CO → 2MO + 2CO2 ; ∆H = -40 kJ 2MO + 2/3CO2 → 2/3M3O4 + 2/3CO ; ∆H = -4 kJ 2/3M3O4 + 1/3CO2 → M2O3 + 1/3CO ; ∆H = +4 kJ —————————————————— + 2MO2(g) + CO → M2O3 + CO2. ∆H = -40 -4 + 4 = -40 kJ Keterangan : 2CO - (2/3CO + 1/3CO) = 2CO - CO = CO 2CO2 - (2/3CO2 + 1/3CO2 ) = 2CO2 - CO2 = CO2 4. Bila diketahui persamaan termokimia seperti berikut : 2Fe(s) + 3/2O2(g) → Fe2O3(s) ; ∆H = -839,6 kJ 2Al(s) + 3/2O2(g) → Al2O3(s) ; ∆H = +1.680 kJ Tentukan ∆H untuk reaksi 2Al(s) + Fe2O3(s) → 2Fe(s) + Al2O3(s). Pembahasan : Reaksi yang ditanya memiliki peraksi 2Al(s) + Fe2O3(s) dan hasil 2Fe(s) + Al2O3(s). Susun
sedemikian rupa dua persamaan yang lain agar dihasilkan persamaan reaksi yang ditanya. berikut tahapannya : o
Persamaan 1 dibalik karena kita menginginkan Fe2O3 di sebelah kiri. Fe2O3(s) → 2Fe(s) + 3/2O2(g) ; ∆H = + 839,6 kJ ---> berubah jadi +
o
Persamaan 2 tidak berubah.
Selanjutnya susun dan jumlahkan reaksi seperti berikut : Fe2O3(s) → 2Fe(s) + 3/2O2(g) ; ∆H = + 839,6 kJ 2Al(s) + 3/2O2(g) → Al2O3(s) ; ∆H = +1.680 kJ ———————————————————— + 2Al(s) + Fe2O3(s) → 2Fe(s) + Al 2O3(s) ; ∆H = 839,6 + 1.680 = 2519.6 kJ 5. Reaksi pembentukan H2O(l) memiliki entalpi -285 kJ/mol, reaksi pembentukan CO2 -393 kJ/mol, dan reaksi pembentukan C2H2(g) memiliki entalpi +227 kJ/mol. Tentukanlah jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran 0,52 gram gas C2H2 (Mr = 26).
Pembahasan : Ingat bahwa reaksi pembakaran artinya suatu senyawa direaksikan dengan oksigen. Setiap hidrokarbon dibakar akan menghasilkan karbondioksida dan uap air. Persamaan reaksi pembakaran C2H2 adalah sebagai berikut :
C2H2 + O2 → CO2 + H2O ---> setarakan menjadi : C2H2 + 5/2O2 → 2CO2 + H2O Untuk pembakaran 1 mol C2H2 dilepaskan kalor sebesar : ∆H = ∆H hasil - ∆H pereaksi ∆H = (2 ∆Hf CO2 + ∆H H2O) - (∆H C2H2) ---> ∆H unsur = 0, maka ∆H O2 = 0 ∆H = {2 (-393) + (-285)} - (+227) ∆H = (-786 - 285) - 227 ∆H = - 1298 kJ/mol Untuk pembakaran 0,52 gram gas C2H2, maka tentukan dulu mol nya. mol C2H2 = gram/mr = 0,52/26 = 0,02 mol. ∆H untuk 0,02 mol C2H2 = 0,02 (-1298) = -25,96 kJ Jadi kalor yang dilepaskan saat pembakaran 0,52 gram C2H2 adalah 25,96 kJ. 6. Diketahui perubahan entalpi untuk reaksi pembentukan CH4, CO2, dan H2O adalah sebagai berikut :
C(s) + 2H2(g) → CH4(g); ∆H = -75 kJ C(s) + O2(g) → CO2(g); ∆H = -394 kJ H2(g) + ½O2(g) → H2O(g); ∆H = -286 kJ Tentukan perubahan entalpi reaksi CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g). Pembahasan : Reaksi yang ditanya memiliki peraksi CH4(g) + 2O2(g) dan hasil CO2(g) + 2H2O(g) . Susun sedemikian rupa tiga persamaan yang lain agar dihasilkan persamaan reaksi yang ditanya. b erikut tahapannya : o
Persamaan 1 dibalik karena kita menginginkan CH4 di sebelah kiri. CH4(g) → C(s) + 2H2(g) ; ∆H = +75 kJ ---> berubah jadi +
o o
Persamaan 2 tetap karena kita menginginkan CO2 di kanan. Persamaan dikali 2 agar dihasilkan 2H2O. 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g); ∆H = 2(-286) = -572 kJ
Selanjutnya susun dan jumlahkan reaksi seperti berikut : CH4(g) → C(s) + 2H2(g) ; ∆H = +75 kJ C(s) + O2(g) → CO2(g); ∆H = -394 kJ 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g); ∆H = -572 kJ —————————————————— + CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g) ∆H = 75 - 394 - 572 = -891 kJ 7. Diketahui persamaan termokimia sebagai berikut : NH3 + air → larutan NH4OH ; ∆H = +a kal HCl + air → larutan HCl ; ∆H = +b kal larutan NH4OH + larutan HCl → larutan NH4Cl ; ∆H = +c kal NH3 + HCl → NH4Cl ; ∆H = +d kal NH4Cl + air → larutan NH4Cl ; ∆H = +e kal Tentukan hubungan a, b, c, d, dan e menurut Hukum Hess. Pembahasan : NH4Cl + air → larutan NH4Cl, merupakan persamaan terakhir, maka coba susun persamaan lainnya agar diperoleh persamaan permbentukan larutan NH4Cl. o o o o
Persamaan 1 tetap Persamaan 2 tetap Persamaan 3 tetap Persamaan 4 dibalik karena kita menginginkan NH4Cl di sebelah kiri. NH4Cl → NH3 + HCl ; ∆H = -d kal ---> berubah tanda jadi -
Selanjutnya susun dan jumlahkan persamaan-persamaan reaksi tersebut menjadi : NH3 + air → larutan NH4OH ; ∆H = +a kal HCl + air → larutan HCl ; ∆H = +b kal larutan NH4OH + larutan HCl → larutan NH4Cl ; ∆H = +c kal NH4Cl → NH3 + HCl ; ∆H = -d kal ————————————————————————— + NH4Cl + air → larutan NH4Cl ; ∆H = +e kal Jadi hubungannya adalah : e = a + b + c - d .
