BAB BAB II TERMOKIMIA Standar konpetensi Kompetensi dasar
Indikator
: Memahami perubahan energi dalam reaksi kimia, cara pengukuranya, dan sifat ketidakteraturan dalam alam semesta. : 1. Menjelaskan Menjelaskan pengertia pengertian n entalpi entalpi suatu zat zat dan perubahannya. perubahannya. 2. Menent Menentuka ukan n ΔH reaksi berdasarkan eksperimen, menggunakan hukum Hess, data perubahan entalpi pembentukan standar, dan data energi ikatan. 3. Merancang Merancang dan melakukan melakukan percobaan percobaan untuk untuk menentukan menentukan kalor kalor pembakaran berbagai bahan bakar. : 1.1. Menjelaskan hukum/azas kekalan energi. 1.2. Membedakan sistem dan lingkungan. 1.3. Membedakan reaksi yangmelepaskan kalor (eksoterm) dengan reaksi yang membutuhkan kalor (endoterm) 2.1. Menjelaskan bermacam-macam perubahan entalpi. 2.2. Menuliskan persamaan reaksi termokimia 2.3. Mementukan ΔH reaksi dengan melakukan eksperimen sedrhana. 2.4. Menhitung ΔH reaksi dengan mengunakan hukum Hess. 2.5. Menhitung ΔH reaksi dengan dengan mengunakan mengunakan data energi ikatan. 3.1. Membandingkan kalor pembakaran berbagai bahan bakar dalam kehidupan sehari-hari melalui percobaan. 3.2. Menjelaskan Menjelaskan dampak pembakaran pembakaran bahan bakar yang tidak sempurna terhadap lingkungan dan kalor yang dihasilkan.
MATERI Dari kata Termokimia kira-kira apa yang akan kita pelajari ?, Ya kita akan mempelajari Termal (suhu) atau energi panas yang yang terjad terjadii dalam reaksi reaksi kimia. kimia. Energi Energi panas panas (kalor (kalor)) adalah adalah salah salah satu satu bentuk bentuk energi energi panas panas dapat dapat terlib terlibat at dalam dalam reaksi reaksi kimia, karena sesuai sesuai dengan dengan asas asas kekekalan energi James Prescoot Joule yang berbunyi “ energi tidak dapat di ciptakan dan tidak dapat dapat di musnah musnahkan, kan, energi energi dapat dapat beruba berubahh-ubah ubah bentuk bentuknya” nya”.. Demikia Demikianpu npun n hukum hukum kekekal kekekalan an energi juga berlaku dalam reaksi kimia .
Doc. Modul Kimia Kelas XI
By : hrx 23
PRAKTIKUM Judul Penda Pendahul hulua uan n
: Termokimia 1 : Reaks Reaksii ekso eksote term rm sist sistem em mele melepa pask skan an kalo kalorr ke ling lingkun kunga gan n Reaksi endoterm sistem menyerap kalor daro lingkungan. Alat dan Baha Bahan n : 1. Ta Tabung ung reak eaksi 2. Air Air 3. Laruta Larutam m HCl 1 M 4. Pita Mangnesium Mangnesium sudah diamplas. diamplas. 5. Urea Prosedur : Percobaan 1. siapkan siapkan tabung reaksi yang berisi 5 ml larutan larutan HCl 1M rasakan dan catat suhunya suhunya tabung. Lalu Masukan 1 cm pita magnesium magnesium kedalam. Amati apa yang terjadi raskan dan catat suhunya tabung suhunya. suhunya. Percobaan Percobaan 2. siapkan tabung reaksi yang berisi 5 ml air, rasakan dan catat suhunya tabung. Masukan 1 sendoh teh urea kedalam tabung reaksi reaksi tsb. Amati apa yang terjadi rasakan rasakan dan catat suhu tabung. Pengamatan : 1. suhu tabung tabung sebelum reaksi reaksi ; …… …… suhu tabung tabung setelah setelah reaksi ; …… 2. suhu tabung tabung sebelum reaksi reaksi ; …… …… suhu tabung tabung setelah setelah reaksi ; …… …… Pembahasan : Pada percobaan 1 Apa yang menjadi menjadi sistem ? Apa yang menjadi menjadi lingkungan lingkungan ? Dari mana ke mana perpindahan kalor ? Simpulkan, termasuk Reaksi eksoterm atau endoterm ? Dari manakan energi panas yang dihasilkan dihasilkan ? Pada percobaan 1 Apa yang menjadi menjadi sistem ? Apa yang menjadi menjadi lingkungan lingkungan ? Dari mana ke mana perpindahan kalor ? Simpulkan termasuk Reaksi eksoterm atau endoterm ? Ke manakah energi panas tabung ? Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm Banyak sekali reaksi kimia yang terjadi dengan malibatkan energi panas. Lakukan praktikum sederhana berikut : Reaksi Reaksi yang yang menghasilkan energi energi panas panas disebut disebut reaksi sedangk ngkan an reak reaksi si yang yang reaksi eksoterm eksoterm, seda menyerap energi panas disebut reaksi endoterm. Sesuatu yang menjadi pusat perhatian (dalam hal ini adalah zat-zat yang bereaksi) disebut Sistem sedangkan sesuatu yang berada diluar sistem disebut lingkungan (termasuk wadah dan atmosfir). Dalam reaksi eksoterm energi panas (kalor) berpindah dari sistem ke lingkungan. Sehingga suhu linkungan menjadi lebih tinggi. Sedangkan untuk reaksi endoterm energi panas (kalor) berpindah dari lingkungan ke sistem sehingga suhu lingkungan menjadi lebih rendah (lebih dingin). Contoh 1 : reaksi eksoterm. Jika mereaksikan mereaksikan larutan larutan sepotonh sepotonh logam magnesium dengan larutan larutan HCl dalam tabung reaksi, akan akan menghasil menghasilkan kan energi energi panas panas sehingg sehinggaa tabung tabung reaksi reaksi menjad menjadii hangat, hangat, dalam dalam hal ini sistem sistem adal adalah ah laru laruta tan n yang yang dire direak aksi sika kan n dan dan tabu tabung ng reak reaksi si adal adalah ah ling lingku kung ngan an dala dalam m reak reaksi si ini ini menghasilkan kalor yang berpindah dari sistem sistem (larutan) ke lingkungan (tabung reaksi). reaksi).
Doc. Modul Kimia Kelas XI
By : hrx 24
Contoh 2 : reaksi endoterm Jika kita mereaksikan urea ke dalam tabung reaksi yang berisi air maka tabung reaksi akan menjadi dingin, karena reaksi air dengan urea adalah reaksi endoterm yaitu menyerap energi panas (kalor) dari lingkungan (tabung reaksi) ke sistem (larutan urea) sehingga suhu tabung reaksi menjadi lebih rendah. Sesuai dengan hukum kekekalan energi, dalam reaksi eksoterm, energi apa dan dari mana asalnya energi yang berubah menjadi energi panan.?. Disini energi panas yang dihasilkan berasal dari energi kimia yang terkandung dalam zat-zat yang bereaksi. Dalam reaksi endoterm energi panas dari lingkungan berubah menjadi energi kimia yang terkandung dalam zat kimia yang dihasilkan. PENGAYAAN Sekarang sudah ada kemasan alat kompres instan yang menerapan reaksi eksoterm atau enditern. 1. Kemasan kompres instan panas berisi butiran CaCl4 dengan air yang diberi sekat, dengan sekat yang mudah pecah jika diremas. Saat diremas sekat akan pecah sehingga butuiran MgSO4 akan beraksi dengan air dan menghasilkan panas sampai 90oC. Reaksinya : CaCl4 + H2O → Ca2+ + 2 Cl- ΔH = -82,8 kJ 2. Kemasan kompres dingin instan berisi butiran NH4 NO3 dengan air yang diberi sekat, dengan sekat yang mudah pecah jika diremas. Saat diremas sekat akan pecah sehingga butuiran NH4 NO3 akan beraksi dengan air dan menjadi dingin sampai 0oC. Reaksinya : NH4 NO3 + H2O → NH4+ + NO3- ΔH = +26,2 kJ Entalpi Setiap zat mempunyai kandungan energi panas, besarnya kandungan energi panas (Heat content) disebut dengan entalpi dilambangkan dengan H, sayang sekali besarnya kandungan enegi panas yang dikandung suatu zat tidak dapat diukur karena tergantung pada masa zat, jenis zat, suhu zat pada waktu itu (suhu zat dapat berubah-ubah karena selalu berinteraksi dengan atmosfir yang berubah-ubah cuacanya). T Q = m.c.T .m = massa zat (g), c kalorjenis zat (J/g .oC), suhu (oC) Namun dalam termokimia kita dapat mungukur perubahan kandungan energi panas zat (perubahan entalpi /ΔH ). Dalam setiap reaksi eksoterm maupun endoterm terjadi perpindahan/perubahan energi panas, perubahan energi panas ini dapat menyebabkan naik atau turunnya suhu lingkungan, perubahan suhu lingkungan ini dapat kita ukur, sehingga ; ΔQ= m.c.ΔT m = massa zat (g), c kalorjenis zat (J/g .oC), suhu (oC) Untuk reaksi eksoterm kalor berpindah dari sistem kelingkungan, kandungan panas sistem akhir lebih kecil dari kandungan panas sistem awal sehingga ΔH sistem bernilai negatip. Sedangkan untuk reaksi edotern ΔH sistem bernilai positif , karena kalor berpindah dari lingkungan ke sistem, kandungan panas sistem akhir lebih besar dari kandungan panas sistem awal. Salah satu alat yang sering digunakan untuk mengukur kalor reaksi adalah kalorimeter Termometer Batang pengaduk tutup penyumbat
dari karet
Ruang reaksi
Wadah terbuat dari bahan yang dapat menahan panas
Doc. Modul Kimia Kelas XI
By : hrx 25
(plastik atau logam yang Di lapisi stereofoam)
Dalam kalorimeter yang kita ukur adalah suhu lingkungan yang menerima kalor sehingga ΔT lingkungan positif seingga
ΔQreaksi =ΔH eaksi = - (m.c.ΔT) m = massa zat cair (g) yang ada dalam kalorimeter, o c = kalor jenis zat cair (J/g . C), tsb. o ΔT= perubahan suhu ( C) Kalor yang dihasilkan atau diserap reaksi akan menaikan atau menurunkan cairan yang ada dalam kalorimeter. Namun Bahan-bahan yang digunakan untuk membuat kalorometer juga ikut menyerap atau melepaskan kalor, maka kalorimeter mempunyai kapasitas kalorimeter dengan o lambang Ck (J/ C) Kalor yang diserap atau dilepaskan kalorimeter ΔQkalorimeter = Ckalorimetr . ΔT Sehingga jika reaksi eksoterm ΔQ reaksi = - ΔQcairan + - ΔQ kalorimeter Contoh : 25 gram garam NaCl dilarutkan dengan 175 gram air dalam kalorimeter yang memiliki kapasitas kalor 80.5 J/oC, ternyata menghasilkan perubahan suhu dari 20oC menjadi 18,3oC berapa perubahan kalor pelarutan garam NaCl. Dik kalor jenis larutan NaCl = 3,65 J/g .oC
- (ΔQcairan + ΔQk ) ΔQ perlarutan NaCl = - ((mcairan . clarutan NaCl . ΔT) + (Ck . ΔT) ) o o o o ΔQ perlarutan NaCl = - ((200 g . 3,65 J/g . C . - 1,7 C) + (80,5 J/ C . -1,7 C)) ΔQ perlarutan NaCl = - ((- 1241) + (-136,85) ) ΔQ perlarutan NaCl =
ΔQ perlarutan NaCl = + 1377.85 J MARI BERLATIH Latihan 1. 10 gram CaO dilarutkan dengan 90 gram air dalam kalorimeter yang mempunyai o o kapasitas kalor 75,5 J/ C, tenyata mengahasilkan peubahan suhu dari 25 C menjadi 65oC, Hitunglah kalor pelarutan CaO, jika dik. Kalor jenis larutan CaO = 4,25 J/g.oC ? PENGAYAAN MENENTUKAN KAPASITAS KALOR KALORIMETER o
Masukan 105 gram air yang suhunya 294,5 C dan 75 gram tembaga yang suhunya 370,5 o C, kedalam kalorimeter, diaduk terus dan diukur suhunya setiap 15 detik, suhu akan turun sampai waktu tertentu suhu menjadi tetap, catat suhu tetap tersebut, misalnya 298,5 oC o o (kalor jenir air = 4,18 J/g C, kalor jenis tembaga = 0,385 J/g. C) Dengan rumus
-ΔQ Cu lepas = -(ΔQair enerima + ΔQkalorimeter menerima) -(m Cu . cCu . ΔT) = -( (mair . cair . ΔT) + (Ck . ΔT))) -(75 g. 0,385 J/goC.( 370,5 oC- 298,5 oC)) =-((100 g.4,18 J/goC.( 298,5 oC- 294,5oC )) + (Ck . (298,5 oC- 294,5oC))) o
-2079 = -(1755,6 + C k . -4 C) o -323,4 = - Ck . 4 C Ck = 80,85 J/oC o Jadi Kapasitas kalorimeter adalah 80,85 J/ C
Doc. Modul Kimia Kelas XI
By : hrx 26
Jenis-jenis Perubahan Entalpi Reaksi (ΔHreaksi) 1. Perubahan entalpi reaksi Pembentukan/formation standar ( ΔHof ) Perubahan entalpi reaksi Pembentukan/formation standar adalah perubahan kalor yang terjadi o pada proses pembentukan 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya pada kondisi suhu 298 K (25 o C) dan tekanan 1 Atm (kondisi suhu kamar) Contoh 1 : ΔH pembentukan standar H2O (cair) melepaskan kalor sebesar -285,8 kJ Persamaan reaksi termokimianya : o H2 + ½ O 2 → H2O ΔHf = -285,8 kJ (g)
(g)
(l)
dalam persamaan rekasi H2 O yang dihasilkan 1 mol, tidak ditulis o 2 H2 + O 2 → 2 H2O ΔHf = -285,8 kJ (g)
(g)
(l)
o
ΔH f berilai negatif karena melepas kalor (eksoterm) Contoh 2 : ΔH pembentukan standar HI (gas) melepaskan kalor sebesar 26,5 kJ Persamaan reaksi termokimianya : o ½ H2 + ½ I2 → HI ΔHf = -26,5 kJ (g)
(g)
(g)
dalam persamaan rekasi HI yang dihasilkan 1 mol, tidak ditulis H2 + I2 → 2 HI ΔH f o = -26,5 kJ (g)
(g)
(g)
o
ΔH f berilai negatif karena melepas kalor (eksoterm) Contoh 3 : ΔH pembentukan standar NO (gas) menyerap kalor sebesar 90,25 kJ Persamaan reaksi termokimianya : o ½ N2 + ½ O 2 → NO ΔHf = + 90,25 kJ (g)
(g)
(g)
dalam persamaan rekasi NO yang dihasilkan 1 mol, tidak ditulis N2 + O 2 → 2 NO ΔHf o = + 90,25 kJ (g)
(g)
(g)
o
ΔH f berilai positif karena menyepap kalor (endoterm) Berikut ini adalah data entalpi pembentukan standar beberapa senyawa Senyawa
H 2 O (g) H 2 O (l) H 2 O (s) CO (g) CO 2 (g)
o
ΔHf (kJ/mol)
-241,8 -285,8 -292 -393,5 -110,5
Persamaan termokimia H2 + ½ O 2 →
H2O
ΔHf o = -241,8 kJ
H2 + ½ O 2 →
H2O
ΔHf = -285,8 kJ
H2 + ½ O 2 →
H2O
ΔHf = -285,8 kJ
(g)
(g)
(g)
(g)
(g)
(g)
(l)
(g)
(s)
CO
C + ½ O2 →
CO2
(g)
(g)
(g)
(g)
HF (g) HCl (s) HBr (g)
-271,1 -92,31 -36,4
(g)
-26,5 +90,25
Doc. Modul Kimia Kelas XI
(g)
½ H 2 + ½ Cl2 →
HCl
½ H 2 + ½ Br2 →
HBr
(g)
(g)
(g)
(g)
(g)
(g)
N2 + ½ O 2 → NO (g)
HF
(g)
½ H 2 + ½ I2 → HI (g)
o
ΔH f = -110,5kJ
(g)
½ H2 + ½ F 2 →
(g)
(g)
o
ΔHf o = -393,5 kJ
C + ½ O2 → (s)
o
(g)
(g)
HI (g)
NO (g)
o
ΔHf = -271,1 kJ ΔH f o = -92,31 kJ ΔHf o = -36,4 kJ o
ΔHf = -26,5 kJ o
ΔHf = +90,25 kJ
By : hrx 27
NO 2 (g) SO 2 (g)
O2 →
NO2
ΔHf = +33,2 kJ
S +
O2 →
SO2
ΔHf o = -296,83 kJ
(g)
+33,2
(g)
(s)
-296,83
(g)
(g)
(g)
S + 3/2 O2 → SO 3 (g) CH 4 (g) C 2 H 2 (g) C 2 H 6 (g) C 6 H 6 (g) NH 4 Cl (s) NH 4 Br (s)
o
N2 +
(s)
-395,83
(g)
ΔH f o = -395,83 kJ
SO3 (g)
o
C + 2 H2 →
CH4
ΔH f = -74,8 kJ
2 C + H2 →
C2H 2
ΔHf = -226,7 kJ
(s)
-74,8
(g)
(s)
-226,7
(g)
(g)
(g)
2 C + 3 H2 →
C2H6
6 C + 3 H2 →
C6H6
(s)
-52,26
(g)
(s)
-48,99
(g)
o
ΔHf o = -52,26 kJ
(g)
o
ΔHf = -48,99 kJ
(g)
o
½ N 2 + 2 H 2 + ½ Cl2 → NH4Cl
ΔH f = -314,4 kJ
½ N 2 + 2 H 2 + ½ Br 2 → NH 4Br
ΔH f o = -270,8 kJ
(g)
-314,4
(g)
(g)
-270,8
(g)
(g)
(g)
(s)
(s)
Entalp pembentukan standar unsur yang berwujud stabil pada suhu kamar adalah 0 kJ. Tetapi untuk unsur yang mengalami perubahan wujud menjadi wujud lain yang sidak stabil pada suhu kamar mempunyai nilai entalpi pembentukan standar Data entalpi pembentukan standar beberapa unsur Unsur
O 2 (g)
ΔHf o (kJ/mol) 0
Persamaan termokimia
Wujud stabil p a d a s u h u ka ma r
3/2 O2 →
O 3 (g) I 2 (s)
+143,2 2 0
C (s) grafit
+62,44
C (s) intan S (s)
Wujud stabil p a d a s u h u ka ma r
(s)
ΔH f o = +62,44 kJ
I2
(g)
Wujud stabil p a d a s u h u ka ma r
0 +718,4
(s)
C
+1,89 0
(s) gra fi t
+277,4
ΔHf o = +718,4 kJ
C (g)
→
C
o
(s) intan
ΔHf = +1,89 kJ Wujud stabil p a d a s u h u ka ma r
S →
S (g)
(g)
-
C → C (g)
ΔH f o = +143,22 kJ
O3
(g)
I2 → I 2 (g)
ket
(s)
S
(g)
ΔHf o = +277,4 kJ
MARI BERLATIH Latihan 2 1. Tuliskan persamaan reaksi termokimia dari : a. reaksi pembentukan standar gas NH3 melepaskan kalor sebesar 46,11 kJ b. reaksi pembentukan standar gas NO2 menyerap kalor sebesar 33,2 kJ c. reaksi pembentukan standar gas SO 3 melepaskan kalor sebesar 395,83 kJ 2. Berapa kJ kalor yang dilepas atau diserap dalam a. pembentukan 3,4 gram NH3 ? (Dik. Ar N = 14, Ar H = 1) b. pembentukan 4,6 gram NO ? (Dik. Ar N = 14, Ar O = 16)
Doc. Modul Kimia Kelas XI
By : hrx 28
2. Perubahan entalpi reaksi Penguraian/disosiation standar (ΔHo d) Perubahan entalpi reaksi Penguraian/disosiation standar adalah perubahan kalor yang terjadi o pada proses penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsurnya pada kondisi suhu 298 K (25 oC) dan tekanan 1 Atm (kondisi suhu kamar). Reaksi penguraian adalah kebalikan reaksi pembentukan, maka ΔHo d = kebalikan ΔHf o Contoh 1 : ΔH penguraian standar H2O (cair) menyerap kalor sebesar 285,8 kJ Persamaan reaksi termokimianya : H2O → H 2 + ½ O2 ΔHdo = +285,8 kJ (l)
(g)
(g)
dalam persamaan reaksi H2 O yang dihasilkan 1 mol, tidak ditulis o 2 H2O → 2 H2 + O2 ΔHd = +285,8 kJ (l)
(g)
(g)
ΔH f o berilai positif karena menyerap kalor (endoterm) Contoh 2 : ΔH penguraian standar HI (gas) menyerap kalor sebesar 26,5 kJ Persamaan reaksi termokimianya : o HI → ½ H2 + ½ I2 ΔHd = +26,5 kJ (g)
(g)
(g)
dalam persamaan reaksi HI yang terurai 1 mol, tidak ditulis o 2 HI → H2 + I2 ΔH f = +26,5 kJ (g)
(g)
(g)
o
ΔH f berilai positif karena menyerap kalor (endoterm) Contoh 3 : ΔH penguraian standar NO (gas) melepas kalor sebesar 90,25 kJ Persamaan reaksi termokimianya : o NO → ½ N2 + ½ O2 ΔHd = - 90,25 kJ (g)
(g)
(g)
dalam persamaan reaksi NO yang diuraikan 1 mol, tidak ditulis 2 NO → N2 + O2 ΔHdo = - 90,25 kJ (g)
(g)
(g)
o
ΔH f berilai positif karena menyepap kalor (endoterm) Contoh soal ; 1. Berapa kJ energi yang diperlukan untuk menguraikan 160 gram CH4 , dik. ΔHdo CH4 = +74,8 kJ ! Jawab : Persamaan termokimia penguraiaan CH4 ; CH4 → C + 2 H 2 ΔHdo = +74,8 kJ/mol (g)
(s)
(g)
mol CH 4 =
160 g = 10 mol 16 g/mol penguraian 10 mol CH4 memerlukan kalor sebesar : 10 mol x 74,8 kJ/mol = 748 kJ 2. Berapa kJ energi yang dihasilkan dari penguraian 12 gram ozon O3, Mr= 48) jika dik. Perubahan entalpi pembentukan standar O3 = +143,22 kJ ? Jawab : Persamaan reaksi termokimia pembentukan O 3 ; o 3/2 O2 → O3 ΔH f = +143,22 kJ (g)
(g)
persamaan reaksi termokimia penguraian O3 ; O3 → 3/2 O2 ΔHdo = -143,22 kJ (g)
(g)
mol O 3 = 12 g = 0,25 mol 48 g/mol energi penguraian 0,25 mol O3 = 0,25 mol x -143,22 kJ/mol = -35,805 kJ Doc. Modul Kimia Kelas XI
By : hrx 29
MARI BERLATIH Latihan 3 1. Tuliskan persamaan reaksi termokimia dari : a. reaksi penguraian standar gas NH3 menyerap kalor sebesar 46,11 kJ b. reaksi penguraian standar gas NO2 melepas kalor sebesar 33,2 kJ c. reaksi penguraian standar gas SO3 menyerap kalor sebesar 395,83 kJ 2. Berapa kJ kalor yang dilepas atau diserap dalam a. penguraian 3,4 gram NH3 ? (Dik. Ar N = 14, Ar H = 1) b. penguraian 4,6 gram NO2 ? (Dik. Ar N = 14, Ar O = 16) Data lihat tabel
3. Perubahan entalpi reaksi Pembakaran/combution standar (ΔHoc ) Perubahan entalpi reaksi Pembakaran/combution standar adalah perubahan kalor yang terjadi o o pada proses Pembakaran/combution 1 mol zat pada kondisi suhu 298 K (25 C) dan tekanan 1 Atm (kondisi suhu kamar). Reaksi pembakaran umumya melepaskan kalor (eksoterm) oleh karena itu ΔHoc selalu bernilai negatif o Berikut ini contoh ΔH c beberapa zat ΔHoc (kJ/mol)
Zat yang dibakar SO 2 CH 4 NH 3
-890,37 -292,38
C3H 8
ΔHc = -98,87 kJ
CH4 + 2 O2 →
CO2 + 2 H2O
ΔHc o = -890,37 kJ
(g)
(g)
(g)
-393,52
ΔH c = -2820 kJ
C3H8 + 5 O2 → 3 CO2 + 4 H2O
ΔHc = -2230 kJ
CO + ½ O2 →
ΔHco = -238 kJ
(g)
(g)
(g)
(g)
(g)
CO2
(g)
(s)
(g)
-285,83
(g)
(g)
(g)
(g)
(g)
-98,87
(g)
S + 3/2 O2 → S
(g)
-395,7
H 2O (g)
SO3 (g)
SO 3
(g)
(g)
(g)
o
o
ΔHc o = -393,52 kJ
CO2
SO2 + ½ O 2 → SO 2
(g)
(g)
H2 + ½ O 2 → H2
o
C6H12O6 + 6 O 2 → 6 CO2 + 6 H 2O
(g)
C + O2 → C
(g)
ΔHc = -292,38 kJ
(g)
-238
(g)
NH3 + 5/4 O2 → NO + 3/2 H2O
(g)
-2230
CO
SO3
(s)
-2820
o
SO2 + ½ O 2 → (g)
-98,87
C6H 12O 6
Persamaan termokimia
(g)
o
ΔHc = -285,83 kJ ΔHc o = -98,87 kJ ΔHc o = -395,7 kJ
Contoh soal ; 3. Tuliskan persamaan reaksi termokimia pembakaran gas propana (gas LPG : C3H 8) yang melepaskan kalor sebesar 2230 kJ ! Jawab : o C3H8 + 5 O 2 → 3 CO2 + 4 H 2O ΔH c = -2230 kJ (g)
(g)
(g)
(g)
4. Berapa kJ energi yang dihasilkan dari pembakaran 8,5 gram minyak tanah (C12H26, Mr= 170) jika dik. ΔHc o C12H26 = -8072 kJ ? Jawab : Persamaan reaksi termikimia pembakaran 1 mol C12H26 ; o C 12H26 + 37/2 O2 → 12 CO2 + 13 H2O ΔHc = -8072 kJ (l)
(g)
mol C12H 26 = 8,5 g Doc. Modul Kimia Kelas XI
(g)
(g)
= 0,05 mol By : hrx 30
170 g/mol pembakaran 0,05 mol C12H26 = 0,05 mol x –8072 kJ/mol = 403,6 kJ MARI BERLATIH Latihan 4 1. Tuliskan persamaan reaksi termokimia dari : a. reaksi pembakaran standar metanol (CH3OH) yang melepas kalor sebesar 386 kJ b. reaksi pembakaran standar Bensin (C8H18) yang melepas kalor sebesar 4810 kJ 2. Berapa kJ kalor yang dilepas dalam a. pembakaran 18 gram glokosa C6H 12O6 ? (Dik. Ar C= 12, Ar H = 1, Ar O = 16) b. pembakaran 8 gram metanol CH3OH? Dik. Ar C= 12 Ar H = 1 Ar O = 16 Entalpi reaksi pembakaran beberapa bahan bakar, adalah ditunjkan oler tabel berkut ; o Bahan Rumus Mr ΔHc (kJ/mol) Nilai kalor bakar molekul (kJ/gram) Batu bara C 12 -393,5 32,79 LNG CH4 16 -889 55,56 LPG C3 H8 44 -2217 50,4 Spiritus CH3OH 32 -726,5 22,7 Bensin C7H16 100 -4810 48,1 Minyak tanah C 12H26 170 -8072 47,48 Solar C 16H36 228 -10687 46,87 Berdasarkan tabel diatas ternyata, bahan bakar yang menghasilkan nilai kalor terbesar adalah LNG, dan nilai kalor terkecil adalah batu bara. Diskusikanlah mengapa bahan bakar LNG menghasilkan nilai kalor tertinggi, dan bahan bakar apa yang sebaiknya banyak digunakan, apa alasannya ?. Hampir semua bahan bakar yang dugunakan dalam kehidupan sehari-hari adalah senyawa hidrokarbon, yang jika dibakar sempurna akan bereaksi dengan gas oksigen dan menghasilkan gas karbon dioksida dan uap air. Namun karena kondisi tertentu misalnya ; api pembakaran kurang baik yang (disebabkan oleh busi kotor atau voltase kurang), kekurangan gas oksigen, rantai karbon terlalu panjang, Pembakaran senyawa hidrokarbon menjadi tidak sempurna, CxHy + O2 → C + CO + CO2 + H2O pembakaran tidak sempurna dapat mengasilkan juga jelaga karbon yang berwarna hitam, dan gas karbon monoksida yang beracun. Bagaimana perasaanmu jika berada di belakang bus atau truk yang dari knalpotnya mengeluarkan asap hitam ? kamu pasti merasa pusing, karena selain menghisap jelaga karbon juga menghisap gas karbon monoksida (CO), kamu bahkan bisa pingsan atau mati jika menghisap CO lebih dari 100 ppm. PENGAYAAN Diskusikan 1. apa tindakan kita untuk menghindari hal diatas dan apa tindakan yang sudah di lakukan oleh DLLAJ 2. Apakah gas karbon dioksida yang dihasilkan dari pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon menpunyai efek negatif ? jelaskan !
Para ilmuan jaman sekarang menghawatirkan akan terjadi penaikan permukaan air laut, sehungga daerah-daerah pinggir pantai akan terendam air laut, karena mencairnya gunung-gunung es di kutub sebagai akibat efek rumah kaca. Efek rumah kaca adalah meningkatnya suhu bumi yang disebabkan oleh terlalu banyaknya gas CO2 di atmosfer bumi. Terlalu banyaknya gas CO2 diatmosfer bumi atmosfer menjadi penyerap panas dari sinar matahari. Ditambah lagi berlubangnya lapisan ozon yang mestinya dapat menyangga sinar ultraviolet yang berenergi tinggi. Doc. Modul Kimia Kelas XI
By : hrx 31
4. Perubahan entalpi reaksi lainnya o a. Perubahan entalpi reaksi Pelarutan/ solvation standar (ΔH s) Perubahan entalpi reaksi Pelarutan/ solvation standar adalah perubahan kalor yang terjadi o o pada proses Pelarutan/ solvation 1 mol zat pada kondisi suhu 298 K (25 C) dan tekanan 1 Atm (kondisi suhu kamar). Contoh : Pelarutan NaCl padat menjadi NaCl terlarut menyerap kalor sebesar 3,9 kJ per mol Persamaan termokimianya ; NaCl → NaCl ΔH = +3,9 kJ (s)
(aq)
b. Perubahan entalpi reaksi Penggaraman yaitu perubahan entalpi dalam reaksi pembentukan 1 mol garam contoh : NaOH + HCl → NaCl + H2O ΔH = -56 kJ (aq)
(aq)
(aq)
(l)
c. Perubahan entalpi reaksi Penguapan yaitu perubahan entalpi dalam proses penguatan 1 mol zat contoh ; H2O → H 2O ΔH = +44,01 kJ (l)
(g)
d. Perubahan entalpi reaksi sublimasi yaitu perubahan entalpi dalam proses penyubliman 1 mol zat contoh ; I2 → I2 ΔH = +62,44 kJ (g) (s) Perhitungan Perubahan Entalpi (ΔH) Reaksi 1. Cara Kalorimeter Pengukuran entalpi reaksi dengan cara kalorimeter, yang kita ukur adalah suhu lingkungan yang menerima kalor sehingga ΔT lingkungan positif seingga
ΔQ eaksi =Δ
eaksi
- (m.c.Δ )
m = massa zat cair (g) yang ada dalam kalorimeter, o c = kalor jenis zat cair (J/g . C), tsb. ΔT= perubahan suhu (oC) Kalor yang dihasilkan atau diserap reaksi akan menaikan atau menurunkan cairan yang ada dalam kalorimeter. Namun Bahan-bahan yang digunakan untuk membuat kalorometer juga ikut menyerap atau melepaskan kalor, maka kalorimeter mempunyai kapasitas kalorimeter dengan o lambang Ck (J/ C) Kalor yang diserap atau dilepaskan kalorimeter ΔQkalorimeter = Ckalorimetr . ΔT Sehingga jika reaksi eksoterm ΔQ reaksi = - ΔQcairan + - ΔQ kalorimeter Contoh : 25 gram garam NaCl dilarutkan dengan 175 gram air dalam kalorimeter yang memiliki kapasitas kalor 80.5 J/oC, ternyata menghasilkan perubahan suhu dari 20oC menjadi 18,3oC berapa o perubahan kalor pelarutan garam NaCl. Dik kalor jenis larutan NaCl = 3,65 J/g . C
- (ΔQcairan + ΔQk ) ΔQ perlarutan NaCl = - ((mcairan . clarutan NaCl . ΔT) + (Ck . ΔT) ) ΔQ perlarutan NaCl = - ((200 g . 3,65 J/g .oC . - 1,7 oC) + (80,5 J/oC . -1,7 oC)) ΔQ perlarutan NaCl = - ((- 1241) + (-136,85) ) ΔQ perlarutan NaCl =
ΔQ perlarutan NaCl = + 1377.85 J
Doc. Modul Kimia Kelas XI
By : hrx 32
MARI BERLATIH Latihan 5. 4,8 gram Mg dilarutkan dengan 100 gram larutan HCl dalam kalorimeter yang o o mempunyai kapasitas kalor 75 J/ C, tenyata mengahasilkan perubahan suhu dari 25 C menjadi 75oC, Hitunglah kalor reaksi Magnesium dengan HCl , jika dik. Kalor jenis larutan HCl = 4,5 J/g.oC ?
2. Cara Hukum Hess Hukum Hess adalah hukum yang dikemukakan oleh Germain Henry Hess (1802-1805) yang berkebangsaan Swiss, Hukum Hess Berbunyi “ Kalor reaksi yang dilepas atau diserap suatu reaksi tidak bergantung pada tahap-tahap reaksinya tetapi hanya bergantung pada keeadaan awal dan keadaan akhir reaksi ”. Jadi jika ada reaksi kimia yang melalui beberapa tahap reaksi, maka ΔH reaksi tidak tergantung pada tahap-tahap reaksi yang dilaluinya, tetapi, bagaimanapun tahap-tahan yang dilaluinya ΔH reaksi akan tetap, karena ΔH reaksi hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir reaksi. Dengan penemuan hukum Hess ini sangat membantu untuk menentukan ΔH reaksi yang tidak dapat dilakukan dengan cara eksperimen Contoh 1 : Dalam pembentukan gas CO2 ada dua cara Cara 1 Langsung C + O2 → CO2 ΔH3 = 394 kJ (s)
(g)
(g)
Cara 2 Tahap 1
C + ½ O2 → CO
Tahap 2
CO + ½ O2 → CO2 ΔH 2 = 283 kJ
(s)
(g)
(g)
(g)
(g)
ΔH1 = 111 kJ
(g)
Jika kita perhatikan Reaksi yang langsung adalah penjumlahan reaksi yang bertahap, dan ΔH reaksi yang langsung juga merupakan ΔH reaksi yang bertahap C + ½ O2 → CO ΔH1 = 111 kJ (s)
(g)
(g)
CO + ½ O2 → CO2 (g)
(g)
(g)
C + O2 → CO2 (s)
(g)
(g)
ΔH 2 = 283 kJ + ΔH3 = 394 kJ
ternyata ΔH reaksi pembentukan CO2 adalah 394 kJ baik dengan cara langsung maupun dengan cara bertahap. Dengan demikian jika ΔH reaksi yang langsung adalah ΔH3 , dan ΔH reaksi tahap 1 adalah ΔH1 dan ΔH reaksi tahap 2 adalah ΔH2 maka ΔH 3 = ΔH1 + ΔH2 Contoh 2 : Diketahui ; Reaksi 1 : C2H5OH + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O ΔH = -2772 kJ Reaksi 2 : 2 CH3CHO + 5 O2 → 4 CO2 + 4 H2O ΔH = -2352 kJ Hitunglah ΔH reaksi : 2 C2H 5OH + O2 → 2 CH3CHO + 2 H2O Jawab : reaksi : 2 C2 H5OH + O2 → 2 CH3CHO + 2 H2O adalah merupakan penjumlahan 2 x reaksi 1 ditambah kebalikan reaksi 2 2x (C2H5OH + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O ΔH = -2772 kJ) 4 CO2 + 4 H 2O → 2 CH3CHO + 5 O2 ΔH = +2352 kJ + (dibalikan) 2 C2H5OH + O2 → 2 CH3CHO + 2 H2O ΔH = 2 C2H5OH + 6 O2 → 4 CO2 + 6 H2O 4 CO2 + 4 H 2O → 2 CH3CHO + 5 O2 2 C2H5OH + O2 → 2 CH3CHO + 2 H2O
Doc. Modul Kimia Kelas XI
ΔH = -5544 kJ ΔH = +2352 kJ ΔH = 3192 kJ
+
By : hrx 33
Contoh 3 : Berikut adalah diagram entalpi reaksi pembentukan SO3 S(s) + 3/2 O2(g) 0 kJ ΔH1 SO2(g) + ½ O 2(g) -297 kJ ΔH 3 ΔH2 SO 3(g)
-396 kJ
tentukan ΔH2 reaksi SO2(g) + ½ O 2(g) → SO3(g) jawab : ΔH 3 = ΔH1 + ΔH2 -396 = -297 + ΔH2 ΔH 2 = -396 + 297 ΔH 2 = -99 kJ Contoh 4 : Perhatikan diangram entalpi berikut : ΔH1 = 66,4 kJ N2(g) + 2 O 2(g) 2 NO 2(g) ΔH2 = x kJ
ΔH3 = -114,1 kJ
2 NO(g) + O 2(g) a. Hitunglah ΔH2 ! b. Berapa kJ kalor pembentukan NO ? Jawab : a. ΔH 1 = ΔH2 + ΔH3 66,4 = ΔH2 + (-114,1) ΔH 2 = 66,4 + 114,1 ΔH 2 = 180,5 kJ b. Reaksi pembentukkan NO ; ½ N2 + ½ O 2 → NO ΔHf o = ….. (g)
(g)
(g)
dalam diagram ada reaksi N2(g) + O 2(g) → 2 NO (g) ΔH2 = 180,5 kJ Reaksi pembentukan NO merupakan setengan reaksinya, jadi ½ ( N2(g) + O 2(g) → 2 NO (g) ΔH2 = 180,5 kJ ) = ½ N2 + ½ O2 → NO ΔHf o = 180,5/2 kJ = 90,25 kJ/mol (g)
(g)
(g)
Contoh 5 : Diketahui siklus reaksi sebagai berikut ; ΔH1 P Q ΔH2
ΔH3 ΔH4
R T Tuliskan ΔH2 reaksi P → R Jawab ΔH1 ΔH3 - (ΔH4) Peroses yang dilalui P untuk menjadi R adalah ; P → Q → T → R ΔH 2 = ΔH 1 + ΔH3 + -ΔH4 MARI BERLATIH Latihan 6 1. Diketahui ; Reaksi 1 : N2(g) + 2 O2(g) → 2 NO2(g) Reaksi 2 : N2(g) + 2 O2(g) → N2O 4(g) Hitunglah ΔH reaksi : 2 NO2(g) → N2O 4(g)
Doc. Modul Kimia Kelas XI
ΔH = +67,68 kJ ΔH = +9,66 kJ
By : hrx 34
2. Berikut adalah diagram entalpi reaksi pembentukan CO2 0 C(s) + O2(g) ΔH2 -221
ΔH1
CO (g) + ½ O 2(g) ΔH3
-787
CO2(g)
tentukan ΔH2 reaksi
CO (g) + ½ O2(g) → CO2(g)
3. Perhatikan diangram entalpi berikut : ΔH1 = -642 kJ 2 P(s) + 3 Cl2(g) 2 PCl3(g) ΔH 2 = x kJ ΔH3 = -66 kJ 2 PCl2(g) + Cl2(g) a. Hitunglah ΔH2 ! b. Berapa kJ kalor reaksi pembentukan PCl2 ? 4. Diketahui siklus reaksi sebagai berikut ; ΔH1 A B ΔH5
ΔH2
E
C ΔH4
ΔH3
D Tuliskan ΔH2 reaksi A → E
3. Cara Mengunakan Data ΔH Pembentukan Standar Pada dasarnya zat-zat yang direaksikan mengalami penguraian dahulu kemudian membentuk zat yang baru. Jadi reaksi penguraian dan reaksi pembentukan. Yang terurai adalah pereaksi dan yang terbentuk adalah hasil reaksi. Berdasarkan hukum Hess kita ketahui ΔH reaksi adalah penjumlahan ΔH reaksi tahap-tahapnya, ΔH reaksi = ΔH reaksi penguraian pereaksi + ΔH reaksi pembentukan hasil reaksi Sudah kita ketahui juga reaksi penguraian adalah kebalikan dari reaksi pembentukan. atau ΔH penguraian = - ΔH pembentukan jadi ΔH reaksi = -(ΔH reaksi pembentukan pereaksi) + ΔH reaksi pembentukan hasil reaksi Atau ΔH reaksi = ΔH reaksi pembentukan hasil reaksi - (ΔH reaksi pembentukan pereaksi) Maka o o ΔH reaksi = ΔHf hasil reaksi - ΔHf pereaksi
Contoh : Diketahui ; ΔHf o C2H4(g) = +52 Kj/mol, ΔHf o CO2(g) = -394 kJ/mol, ΔHf o H2O(g) = -242 kJ.mol a. Tentukan ΔH reaksi pembakaran C2H4 ! b. Hitunglah kalor yang dibebaskan dasri pembakaran 5,6 gram C2H4(g) ! Jawab : Persamaan reaksi pembakaran C2H4(g) ; a. C2H4 + 3 O 2 → 2 CO2 + 2 H 2O ΔH f o = ….. (g)
(g)
(g)
o
(g)
o
ΔH reaksi = ΔHf hasil reaksi - ΔHf pereaksi = (2.ΔHf o CO2 + 2.ΔHf o H 2O(g) )- (ΔH f o C2H4(g) + 3.ΔHf o O2) = ((2. -394) + (2.-242 )) – (52 + 3.0) Doc. Modul Kimia Kelas XI
By : hrx 35
= ((-788)+(-484)) – (52) = (-1272) – (52) ΔH reaksi = -1324 kJ Jadi C 2H4 + 3 O2 → 2 CO2 + 2 H2O (g)
(g)
(g)
(g)
o
ΔHf = -1324 kJ
b. Kalor pembakaran C2H 4(g) = -1324 kJ/mol mol C2H4(g) = 5,6 g = 0,2 mol 28 g/mol kalor yang terjadi = 0,2 mol . -1324 kJ/mol = -264,8 kJ kalor yang dilepaskan = 264,8 kJ PENGAYAAN Contoh 1. o Diketahui kalor pembakaran C2H5 OH(l) = -1380 kJ/mol, ΔHf CO2(g) = -394 kJ/mol, o ΔHf H 2O(g) = -242 kJ/mol. Hitunglah kalor pembentukan C2H5OH (l) ! Jawab : C2H5OH + 7/2 O2 → 2 CO2 + 3 H2O ΔHc o = -1380 kJ (l)
(g)
(g)
(g)
o
o
ΔH reaksi = ΔHf hasil reaksi - ΔH f pereaksi o
o
o
o
-1380 kJ = (2.ΔHf CO2 + 3.ΔHf H 2O(g) )- (ΔHf C2H5OH(l) + 7/2.ΔHf O 2) = ((2. -394) + (3.-242 )) – (ΔHf o C2H5OH (l) + 7/2.0) o
= ((-788)+(-726)) – (ΔHf C2H5OH (l) + 0) o
-1380 kJ = (-1514 kJ) – (ΔHf C2H5OH(l) ) ΔHf o C2H5OH(l) = - 134 kJ
o
MARI BERLATIH Latihan 7. o o = -85 Kj/mol, ΔH f CO 2(g) = -394 kJ/mol, ΔHf H2O(g) =
1. Diketahui ; ΔHf C2H6(g) -242 kJ/mol a. Tentukan ΔH reaksi pembakaran C2H6(g) ! b. Hitunglah kalor yang dibebaskan dasri pembakaran 12 gram C2H 6(g) ! (dik. Mr C2H6 = 30 ) o 2. Diketahui kalor pembakaran CH3OH(l) = -638 kJ/mol, ΔHf CO 2(g) = -394 o kJ/mol, ΔH f H2O(g) = -242 kJ/mol. Hitunglah kalor pembentukan CH3OH(l) ! 3. Hitunglah kalor pembentukan CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) → CaCO3(s) ΔH = -180 kJ Jika diketahui ; C(s) + O2(g) → CO2(g) ΔH = -394 kJ 2 Ca(s) + O 2(g) → 2CaO(s) ΔH = -1276 kJ
4. Cara Mengunakan Data Energi Ikatan Pada dasarnya dalam reaksi kimia zat-zat yang direaksikan mengalami penguraian dahulu kemudian membentuk zat yang baru. Pada zat-zat yang penguraian terjadi pemutusan ikatan ikatan kimia dan pada pembentukan zat-zat yang baru terjadi pembentukan ikatan kimia. Selisih antara total energi pemutusan ikatan kimia dengan total energi pembentukan ikatan kimia adalah energi reaksi. Jadi ΔH reaksi = total energi pemutusan ikatan pereaksi ─ total energi pembentukan ikatan hasil reaksi ΔH reaksi = Σ ikatan pereaksi ─ Σ ikatan hasil reaksi
Contoh 1: Hitunglah ΔH reaksi adisi C3H 6 oleh HBr, jika dik ; Energi ikatan C ─ C = 348 kJ/mol H ─ Br = 366 kJ/mol C ═ C = 614 kJ/mol C ─ Br = 276 kJ/mol C ─ H = 413 kJ/mol Jawab ; Doc. Modul Kimia Kelas XI
By : hrx 36
Reaksi adisinya ; C 3H6 + C3H7Br HBr ─→ H H Br H | | | | H ─ C ═ C ─ C ─ H + HBr ──→ H─C─C─ C─H | | | | | | H H H H H H ΔH reaksi = (Σ ikatan pereaksi) ─ (Σ ikatan hasil reaksi) = (6.C ─ H + 1.C ─ C + 1. C ═ C + 1.H ─ Br) ─ (7.C ─ H + 2.C ─ C + 1.C ─ Br) = (6.413 + 1.348 + 1.614 + 1.366) ─ (7.413 + 2.348 + 1.276) = (2478 + 1328) ─ (2891+ 696 + 276) = (3806) ─ (3863) ΔH reaksi = -57 kJ Contoh 2: Berapa ΔH reaksi pembakaran 5,6 gram etena (C2H4) ? Dik. Energi ikatan C ─ C = 348 kJ/mol C ═ C = 614 kJ/mol C ─ H = 413 kJ/mol C ═ O = 799 kJ/mol H ─ O = 366 kJ/mol O ═ O = 495 kJ/mol Jawab ; Reaksi Pembakarannya ; C 2H4 + 3 O 2 → 2 CO2 + 2 H 2O (g)
H
(g)
─ C ═ C ─ H
(g)
+ 3.O ═ O →
(g)
2.O ═ C ═ O + 2.H ─ O ─ H
| | H H ΔH reaksi = (Σ ikatan pereaksi) ─ (Σ ikatan hasil reaksi) Ikatan putus = 4.C ─ H = 4.413 = 1652 ikatan terbentuk = 4.C ═ O = 4. 799 = 3196 1.C ═ C = 1. 614 = 614 4.H ─ O = 4.366 = 1464 4660 2.O ═ O) = 3. 495 = 1505 3771 ΔH reaksi = (3256) – (4660) ΔH reaksi = -1404 kJ/mol Mol C2H4 = 5,6 g = 0,2 mol (Mr C2H4 = 26) 28 g/mol ΔH reaksi = 0,2 mol . -1404 kJ / 1 mol = -280,8 PENGAYAAN Hitunglah energi ikatan rata-rata N ─ F dalam senyawa NF3 jika dik reaksi ; ½ N2 + 3/2 F2 ──→ NF3 ΔH = -128 kJ energi ikatan N≡ N = 914 kJ, F ─ F = 147 kJ Jawab : ½ N2 + 3/2 F2 ──→ NF3 ½ N≡N + 3/2 F─F
─→ F─N─F | F
ΔH reaksi = ( ½ N≡ N + 3/2 F ─ F ) ─ (3. N ─ F) -128 = (1/2.914 + 3/2.147) – ( 3. N ─ F ) -128 = 677,5 – (3.N ─ F) (3.N ─ F) = 805,5 N ─ F = 805,5 = 268,5 3 jadi energi ikatan rata-rata N ─ F = 268,5 kJ Doc. Modul Kimia Kelas XI
By : hrx 37
MARI BERLATIH Latihan 8. 1. Berapa KJ energi adisi C2H4 oleh HCl ? C-Cl= ....Kj/mol, H-Cl= ....KJ/mol 2. Hitunglah energi yang di lepaskan pembakaran 6,4 gram CH3OH ! C-O= 338 Kj/mol
SOAL-SOAL THERMOKIMIA I. PILIHLAH SALAH SATU JAWABAN YANG PALING TEPAT 1. Reaksi eksoterm adalah ; 1. reaksi yang melepaskan kalor 2. reaksi yang mempunyai ΔH negatif 3. perpindahan kalor dari sistem ke lingkungan 4. reaksi memerlukan energi pernyataan yan benar adalah …. A. No. 1, 2, dan 3 D. No. 4 saja B. No. 1 dan 3 E. No. 1,2,3, dan 4 C. No. 2 dan 4 2.
Reaksi endoterm adalah ; 1. reaksi yang melepaskan kalor 2. reaksi yang mempunyai ΔH positif 3. perpindahan kalor dari lingkungan ke sistem 4. reaksi melepaskan energi pernyataan yang benar adalah …. A. No. 1, 2, dan 3 D. No. 4 saja B. No. 1 dan 3 E. No. 1,2,3, dan 4 C. No. 2 dan 4
3. dik. N2 + 3 H2 → 2 NH3 ΔH = -136 kkal maka kalor reaksi dalam pembentukan 85 gram NH3 adalah …. (Mr NH3 = 17) A. – 340 kkal D. + 340 kkal B. – 680 kkal E. + 680 kkal C. –170 kkal o
4. Energi sebesar 21 kJ dapat menaikan suhu 200 gram air dari 25 C menjadi ….. o ( c air = 4,2 J/g C) A. 30 oC D. 60 oC B. 40 oC E. 70 oC C. 50 oC 5. 21 kJ energi akan menaikan suhu 100 gram air sebesar ….. (Dik. cair = 4,2 J/g.oC, ) A. 5 oC D. 25 oC B. 10 oC E. 50 oC o C. 15 C 6. Energi sebesar 21 kJ dapat menaikan suhu 100 gram air dari 20 oC menjadi ….. ( c air = 4,2 J/g oC) A. 30 oC D. 60 oC o o B. 40 C E. 70 C o C. 50 C 7. 50 ml larutan HCl 1M, direaksikan dengan 50 ml larutan NaOH 1M, ternyata menghasilkan kenaikan suhu campuran sebesar 6,5 oC, jka dik massa jenis cairan 1g/ml, dan cair = 4,2 o J/g. C, maka ΔH reaksi penetralan tersebut …. A. 2730 J/mol B. 54600 J/mol Doc. Modul Kimia Kelas XI
By : hrx 38
C. 27300 J/mol D. 1512 J/mol E. 75,6 J/mol o 8. 21 kJ energi dapat menaikan suhu 100 gram air sebesar …. C A. 50 D. 10 B. 25 E. 5 C. 15 9. Dik. 10,9 gram Zn (Ar = 64,5) direkasikan dengan larutan CuSO4. menimbulkan kenaikan suhu 8,7oC. Jika untuk menaikan suhu 1oC diperlukan kalor 4 kJ, maka untuk reaksi Zn(s) + CuSO4(aq) ZnSO4(aq) + Cu(s) ΔH = …. A. -5,8 kJ D. -208,8 B. -34,8 kJ E. -621 kJ C. -1,40 Kj 10. Untuk reaksi C3H 8(g) + 5 O2(g) 3 CO2(g) + 4 H2O (g) dapat dikatakan x kJ adalah ….. A. Kalor pembentukan CO2 B. Kalor pembentukan H2O C. Kalor pembentukan CO2 dan H2O D. Kalor pembakaran C3H8 E. Kalor penguraian C3H8
ΔH = x kJ
11. Dik reaksi H2(g) Br 2(g) 2 HBr (g) ΔH = -72 kJ Banyaknya kalor yang diperlukan untuk menguraikan 11,2 liter gas HBr (STP) adalah … A. 72 kJ D. 18 kJ B. 36 kJ E. 48 kJ C. 144 kJ 12. Dik siklus reaksi A
ΔH1
B
ΔH2
ΔH3
C
D
ΔH4 ΔHreaksi perubahan dari A menjadi C adalah ….. A. ΔH 1 + ΔH 2 + ΔH3 + ΔH4 D. ΔH2 + ΔH 3 - ΔH4 B. ΔH 1 + ΔH 2 + ΔH3 E. ΔH1 + ΔH2 + ΔH3 - ΔH 4 C. ΔH 1 + ΔH 2 13. Dik siklus reaksi ΔH1 A B ΔH2
ΔH3
C
D
ΔH 4 ΔHreaksi perubahan dari A menjadi D adalah ….. A. ΔH 1 + ΔH 2 = ΔH3 + ΔH4 D. ΔH2 + ΔH 3 - ΔH4 B. ΔH 1 + ΔH 2 + ΔH3 E. ΔH1 + ΔH3 = ΔH2 + ΔH4 C. ΔH 1 + ΔH 2 14. dik. 2 H2 + O2 → 2 H2O ΔH = -116 kkal untuk membentuk 54 gram air ….(Mr H2O = 18) A. diserap 174 kkal D. dilepas 116 kkal B. dilepas 174 kkal E. diserap 6960 kkal C. diserap 116 kkal Doc. Modul Kimia Kelas XI
By : hrx 39
15. Dik. 2 H2(g) + O 2(g) → 2 H2O(l) ΔH = -572 kJ Pernyataan yang sesuai adalah …. A. Kalor pembentukan air –572 kJ/mol B. Pada pembentukan 1 mol air diperlukan energi 286 kJ C. Pada pembakaran 1 mol H2 akan melepaskan kalor sebesar 572 kJ D. Kalor pembentuka uap air -286 kJ E. Kalor pembentukan air adalah –286 kJ 16. Dik. C3H8(g) + 5 O2(g) → 3 CO2(g) + 4 H 2O(g) ΔH = … kJ persamaan reaksi diatas menyatakan …. A. Kalor pembentukan CO2 B. Kalor pembentukan H2O C. Kalor pembentukan CO2 dan H2O D. Kalor penguraian C3H8 E. Kalor pembekaran C2H8 17. Dik. ΔH reaksi pembentukan NH3 = - 36 kJ/mol Maka untuk rekasi 2 NH3(g) N2(g) + 3 H 2(g) ΔH = …. kJ A. -46 D. +92 B. +46 E. +138 C. -92 18. Dik. 2 H2O(g) + O2(g) 2 H2 O(l) ΔH = -572 kJ Dapat dikatakan bahwa ….. A. Kalor pembentukan air -572 kJ B. Pada pembentukan 1 mol air diperlukan kalor 286 kJ C. Pada pembakaran 1 mol gas hidrogen, 572 kJ kalor mengalir dari sistem ke lingkungan. D. Kalor pembentukan uap air -286 kJ E. Pada pembentukan 2 mol air, 572 kJ kalor mengalir dari sistem ke lingkungan. 19. Dik siklus reaksi ΔH1 A B ΔH2
ΔH3
C
D
ΔH4 ΔHreaksi perubahan dari A menjadi B adalah ….. A. ΔH1 + ΔH 2 + ΔH3 + ΔH4 D. ΔH2 + ΔH 4 - ΔH3 B. ΔH 1 + ΔH 2 + ΔH3 E. ΔH1 + ΔH2 + ΔH3 - ΔH 4 C. ΔH 1 + ΔH 2 20. Diketahui siklus reaksi sebagai berikut P Q ΔH1 ΔH2
ΔH3
R
S
ΔH4 ΔHreaksi perubahan dari P menjadi S adalah ….. A. ΔH1 + ΔH 2 = ΔH3 + ΔH4 D. ΔH2 + ΔH 3 - ΔH4 B. ΔH 1 + ΔH 2 + ΔH3 E. ΔH1 + ΔH3 = ΔH2 + ΔH 4 C. ΔH 1 + ΔH 2 21. C6H12O 6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O ΔH = -2820 kJ C2H5OH + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O ΔH = -1380 kJ Dengan cara hukun Hess, reaksi fermentasi gula; C6H12O 6 → 2 C2H5OH + 2CO2 ΔHreaksinya = ….. A. +60 kJ D. +1440 kJ B. –60 kJ E. +2880 kJ C. –1440 kJ Doc. Modul Kimia Kelas XI
By : hrx 40
22. 2 Ca + O2 → 2 CaO 2 H2 + O 2 → 2 H2O CaO + H2O → Ca(OH)2 o Maka ΔHf Ca(OH)2 = …. A. –984 kJ B. –856 kJ C. –1161 kJ
ΔH = -1270 kJ ΔH = -570 kJ ΔH = -64 kJ D. –1966 kJ E. –1904 kJ
23. Dik. energi ikatan O ─ H = 464 kJ/mol O ═ O = 500 kJ/mol H ─ H = 436 kJ/mol Untuk menguraikan 9 gram Air diperlukan kalor sebesar … A. 8 kJ D. 242 kJ B. 121 kJ E. 472 kJ C. 222 kJ 24. Dik. Reaksi NaOH + HCl NaCl + H2O ΔH = -56 kJ Jika 200 ml larutan NaOH 0,15M direkasikan dengan 100 ml larutan HCl 0,25M akan tejadi ΔH reaksi sebesar …. A. -0,56 kJ D. -2,80 kJ B. -1,40 kJ E. -3,08 kJ C. -1,68 kJ II. ESSAY 25. Tuliskan persamaan reaksi termokimianya dari reaksi-reaksi : a. pembentukan standar Na2CO3 memerlukan kalor sebesar 446,2 kJ b. Pembakaran bensin C8H 18 Menghasilkan kalor sebesar 5000 kJ c. Penguraian standar KClO3 menyerap kalor sebesar 391 kJ 26. Dik. reaksi 2 CH3OH + 3 O2 2 CO2 + 4 H 2O H = -638 kJ jika 0,32 gram CH3OH dibakar menurut persamaan reaksi diatas, dalam sebuah kalorimeter o yang berisi 200 gram air yang mempunyai suhu 25 C, berapa derajat suhu air dalam o kalorimeter setelah pembakaran dilakukan ? (Dik. Kalor jenis air = 4,2 J/g C ,Ar C=12, Ar O=16, Ar H=1) 27. Hitinglah H reaksi C3H8 + 5 O 2 3 CO2 + 4 H 2O o Dik. H f CO2 = -394 kJ o H f H2 O = -286 kJ o H f C3H8 = -104 kJ 28. Dik. C + O2 CO2 H = -394 kJ CO + ½ O2 CO2 H = -104 kJ Dengan cara hukum Hess hitunglan H reaksi C + ½ O2 CO 29. Dengan data energi ikatan, C-H = 413 kj/mol, O=O = 494 kJ/mol, C-O = 358 kJ/mol C=O = 799 kJ/mol, O-H = 458kJ/mol hitunglah H reaksi 2 CH3OH + 3 O 2 2 CO2 + 4 H 2O H 2 H-C-O-H + 3 O=O 2 O= C=O + 4 H-O-H H 28. Dik besarnya energi ikatan H-H = 436 kJ N≡ N = 944 kJ H reaksi pembentukan NH3 = - 46 Kj/mol hitunglah besarnya energi ikatan N-H
29. Tuliskan persamaan reaksi termokimianya dari reaksi-reaksi : a. pembentukan standar NOCl memerlukan kalor sebesar 52,6 kJ b. Pembakaran minyak tanah C11H 24 Menghasilkan kalor sebesar 8750 kJ c. Penguraian standar KNO3 menyerap kalor sebesar 492,7 kJ Doc. Modul Kimia Kelas XI
By : hrx 41
30. Dik reaksi 4 NH3 + 5 O 2 4 NO + 6 H2O H = -584,8 kJ jika 0,34 gram NH3 dibakar menurut persamaan reaksi diatas, dalam sebuah kalorimeter o yang berisi 200 gram air yang mempunyai suhu 25 C, berapa derajat suhu air dalam o kalorimeter setelah pembakaran dilakukan ? (Dik. Kalor jenis air = 4,2 J/g C,Ar N=14, Ar H=1,) 31. Hitinglah H reaksi C5H12 + 8 O2 o Dik. H f CO2 = -394 kJ o H f H2 O = -286 kJ o H f C5H12 = -152 kJ
5 CO2 + 6 H2O
32. Dik. 2 S + 3 O2 2 SO3 H = -790 kJ SO2 + ½ O2 SO 3 H = -95 kJ Dengan cara hukum Hess hitunglan H reaksi S + O2 SO2 33. Dengan data energi ikatan, N-H = 386 kj/mol, O=O = 494 kJ/mol N=O = 607 kJ/mol, O-H = 458 kJ/mol hitunglah H reaksi 4 NH3 + 5 O 2 4 NO + 6 H2O 4 H ─ N ─ H + 5 O=O 4 N=O + 6 H ─ O ─ H | H 34. Dik.besarnya energi ikatan O=O = 119 kkal O ─ H = 173 kkal C=O = 110 kal H reaksi pembakaran CH 4 = - 18 kkal hitunglah besarnya energi ikatan C-H
Doc. Modul Kimia Kelas XI
By : hrx 42