Perhitungan Termokimia

Perhitungan Termokimia – Termokimia adalah suatu ilmu bagian dari termodinamika kimia yang mempelajari perpindahan panas pada saat terjadi suatu reaksi kimia maupun fisika.  Ilmu ini merupakan penerapan hukum termodinamika yang pertama.  


Manfaat mempelajari termokimia yaitu agar kita dapat memperkirakan jumlah reaktan dan produk yang terlibat dalam suatu reaksi. Persamaan Termokimia hampir sama dengan persamaan stoikiometri, hanya ditambah dengan menyertakan perubahan entalpi, ΔH.

Hukum Hess merupakan akibat dari pernyataan hukum termodinamika yang pertama.  Hal ini didasarkan pada kenyataan bahwa total energi di alam semesta tidak dapat diciptakan maupun dihancurkan.

Menurut hukum Hess, besarnya entalpi tidak bergantung pada tahap awal sampai akhir proses kimia.  Dengan kata lain, hukum Hess menyatakan bahwa besarnya total perubahan entalpi selama terjadi reaksi adalah sama meskipun terdiri dari satu tahap atau terbagi menjadi beberapa tahapan.

Entalpi adalah kandungan panas suatu sistem yang dilambangkan dengan simbol H. Perubahan entalpi (ΔH) didefinisikan sebagai jumlah perbedaan entalpi antara reaktan dan produk reaksi.  Perhitungan entalpi dapat dilakukan dengan melakukan beberapa langkah.

Panas pembentukan adalah panas yang dikeluarkan atau diperlukan saat terjadi pembentukan langsung 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya.  Panas pembentukan dilambangkan dengan ΔHf.  Pada keadaan standar, entalpi suatu unsur adalah sebesar nol.

Aturan hukum Hess yang harus diperhatikan adalah:

1. Kalian dapat mengubah tanda entalpi untuk reaksi yang dibalik. Sebagai contoh, jika

C+O2 ΔHf= 393.5 kJ/molΔHf = 393.5 kJ/molCO2

Reaksi dengan arah maju adalah eksotermik (panas dikeluarkan) sedangkan reaksi dengan arah sebaliknya adalah endotermik.

2. Jika suatu reaksi dikalikan dengan sebuah konstanta, nilai ΔHf juga harus dikalikan dengan konstanta tersebut. Misalnya, apabila kalian ingin menghitung ΔHf dari dua mol CO2, maka kalian harus mengalikan:

ΔHf (2CO2)=  393.5 kJ/mol2=787.0kJ/mol

3. Dua aturan sebelumnya dapat dikombinasikan.

Misalnya, jika saya ingin menghitung ΔH dari reaksi berikut ini:

CS2+2O2CO2+2SO2

maka saya dapat menggunakan persamaan berikut:

C+O2CO2,ΔHf = 393.5 kJ/molS+O2SO2, ΔHf= 296.8kJ/molC+2SCS2,ΔHf =87.9 kJ/mol

Apabila kita menerapkan aturan tersebut pada beberapa reaksi di atas, maka kita akan mendapatkan reaksi yang diinginkan. 

C+O2CO2,ΔHf = 393.5 kJ/mol

gunakan persamaan ini karena kita memerlukan satu CO2 di bagian produk.

2S2+2O22SO2,ΔH=2[ 296.8 kJ/mol]=593.6kJ/mol

kita kalikan dengan dua karena kita memerlukan 2 SO2 di bagian produk.

CS2C+2S,ΔH = 87.9 kJ/mol

ΔH = -87.9 kJ/mol karena kita telah menukar reaksi tersebut sebelumnya, sehingga tanda ΔH pun ikut berubah.

Kemudian, tambahkan reaksi-reaksi tersebut:

C + O2 + 2S + 2O2 + CS2 CO2 + 2 SO2 + C + 2 SΔH= 393.5 kJ/mol + 2(296.8 kJ/mol) + (87.9 kJ/mol) = 1075.0 kJ/mol

Sederhanakan reaksi tersebut. Tambahkan semuanya dan hilangkan zat kimia yang muncul sama di kedua sisi:

CS2 + 2 O2 CO2 + 2 SO2

Akhirnya kita memiliki persamaan sendiri!

Cara lain menggunakan hukum Hess adalah dengan Panas Pembentukan, yang perhitungannya dilakukan sebagai berikut:

ΔH(reaction)=ΣΔHf(products)ΣΔHf(reactants)

Mari kita lakukan lagi contoh sebelumnya dengan menggunakan persamaan di atas:

ΔH(reaction) = ΔHfmrow(CO2) + 2[ΔHfmrow(SO2)]  ΔHfmrow(CS2)  2[ΔHfmrow(O2)]

(ΔHfO2) bernilai nol karena O2 adalah sebuah unsur dalam keadaan standar. Selain itu, karbon padat, gas hidrogen, dan gas nitrogen juga mempunyai panas pembentukan nol. Kita menaruh koefisien 2 di depanΔHf(SO2) dan ΔHf(O2) karena itulah jumlah yang sebenarnya dalam reaksi tersebut.

ΔH(reaction) = 393.5 kJ/mol + 2(296.8 kJ/mol)+(87.9 kJ/mol)= 1075.0 kJ/mol.

Kita pun mendapatkan jawaban akhir yang sama!

Itulah artikel Perhitungan Termokimia. Semoga bisa bermanfaat bagi Anda, baca juga artikel terkait lainnya.

Perhitungan Termokimia | lookadmin | 4.5