presentasi kimia kel 4

BAB II
ENERGITIKA KIMIA
PENENTUAN KALOR REAKSI
oleh :
Arif Wicaksana (4101410053)
Muhammad Adian Syah (4101410058)
Sakti Aditya (4101410087)
Penentuan kalor reaksi secara
eksperimen dilakukan dengan
menggunakan kalorimeter, yang
didasarkan pada kenaikan atau
penurunan temperatur air atau
larutan yang ada di dalam suatu
kalorimeter.
Q kalorimetri
Azaz Black (q lepas= q terima)
Q = m c t
= C T
Suhu naik : Eksoterm H(-)
Suhu turun: Endoterm H (+)
Contoh :
Suatu cuplikan n-heptana sebanyak 0,5 g
dibakar dengan oksigen berlebih di dalam
kalorimeter bom (V tetap) secara
sempurna menjadi CO2(g) dan H2O (l).
Temperatur air yang mengelilingi wadah
pembakaran naik sebesar 3,934 0C. Jika
kapasitor kalor kalorimeter beserta
perlengkapan dalam 8175 JK-1 dan
temperatur rata-rata kalorimeter 250C.
Hitung ∆ U dan ∆H per mol n-heptana
pada proses ini.
Jawab :
Reaksi eksoterm, ∆H harus negatif
∆U = Cv ∆T
= 8175 . 3934 . 10-3 kJ (untuk 0,5 g C7H16)
Jadi untuk 1 mol n-heptana (Mr = 100)
= (100/0,5) . 8175 . 3,934 . 10-3 kJmol-1
= 6432 kJmol-1
= - 6432 kJmol-1 (reaksi eksotem)
Untuk reaksi C7H16 (g) + 11 O2(g) → 7 CO2 (g) +8
H2O(l), ∆n= -5
Jadi ∆H= (-6432)+[(- 5) . 8,31 . 298 . 10-3 kJmol-1]
= - 6444,38 kJmol-1
Hukum Hess mengatakan:
“Kalor reaksi hanya tergantung pada
keadaan awal dan akhir reaksi, dan
tidak tergantung pada jalan yang
ditempuh
Contoh :
∆H reaksi C(s) + ½ O2(g) → CO (g) hanya dapat
ditentukan secara tidak langsung melalui pembakaran
C (s) dan CO (g).
Cara I :
C(s) + O2(g) → CO2 (g)
∆H = -393,5 kJ
CO(g) + ½ O2 (g) → CO2 (g)
∆H = - 283 kJ
diubah menjadi :
C(s) + O2(g) → CO2 (g)
∆H = -393,5 kJ
CO2 (g) → CO(g) + ½ O2 (g)
∆H =283 kJ
_________________________________________________+
C(s) + ½ O2(g) → CO (g) = - 110,5 kJ
Entapi pembentukan standar (∆Hf)
adalah perubahan entalpi yang
terjadi pada reaksi pembentukan 1
mol senyawa dalam keadaan
standar dari unsur-unsurnya (lihat
tabel ∆Hf halaman 24)
Untuk reaksi :
aP + bQ → cR + dS
dengan : a, b, c, d adalah koefisien reaksi
P, Q adalah pereaksi
R, S adalah hasi reaksi
maka :
∆H0 = c ∆H0f (R) + d ∆H0f (S) - a ∆H0f (P) - b ∆H0f (Q)
4. Penentuan Entalpi Reaksi dengan
Energi Ikatan
Penentuan Entalpi Reaksi dengan Energi
Ikatannya dapat digunakan untuk reaksi gas yang
menyangkut zat – zat dengan ikatan kovalen yang
didasarkan atas anggapan bahwa :
1. Semua ikatan dari suatu ikatan jenis
tertentu identik.
Misal semua ikatan C – H dalam CH4 adalah
identik
2. Energi ikatan adalah ikatan tertentu yang
tidak tergantung pada senyawa tempat ikatan itu
ditemukan.
Ada 2 macam energi ikatan, yaitu :
a. Energi disosiasi ikatan (D), yaitu perubahan
entalpi yang terjadi pada proses pemutusan
ikatan dwi atom atau pemutusan ikatan
tertentu dalam senyawa yang berwujud gas.
Contoh :
H2(g) → 2H(g)
DH-H = 436 kJ
H2O(g) → HO(g) + O(g) DHO-H = 497,9 kJ
b. Energi ikatan rata-rata (E), yaitu energi
rata-rata yang digunakan untuk
memutuskan ikatan tertentu dalam semua
senyawa yang berwujud gas yang
mengandung ikatan tersebut.
Misal :
Dalam CH4(g) , CH3OH(g) energi ikatan C – H
adalah sama yaitu 414,2 kJmol -1.
Selanjutnya entalpi reaksi diungkapkan
sebagai :
∆H = ∑ energi ikatan pereaksi - ∑ energi
ikatan hasil reaksi
= ∑ ∆Hf hasil reaksi - ∑ ∆Hf pereaksi
(lihat tabel energi ikatan halaman 24)
Contoh :
Diketahui C – H = 415 kJ/mol
C – C = 348 kJ/mol
C = C = 740 kJ/mol
H – H = 436 kj/mol
Tentukan dari reaksi :
C4H8 (g) + H2(g) → C4H10(g)
Penyelesaian:
H3 C – CH = CH – CH3 (g) + H-H(g) → H3C-H2C-CH2-CH3(g)
∆H = ∑ energi ikatan pereaksi - ∑ energi ikatan hasil reaksi
=[8 (C-H) + 2 (C-C) + 1 (C=C)+ 1 (H-H)] – [10 (C-H) + 3 (C-C)]
=1 (C=C) + 1(H-H) – 2 (C-H) – 1(C-C)
= [740 + 436 – 2 (415) – 348] kJ
= - 2 kJ.
5. KETERGANTUNGAN ∆H PADA
TEMPERATUR
Pada umumnya entalpi reaksi tergantung
pada temperatur walaupun dalam
banyak reaksi ketergantungan ini sangat
kecil sehingga sering diabaikan.
∆H untuk reaksi aA + bB → cC + dD
∆H = c HC +d HD – a HA – b HB
Bila persamaan tadi didefinisikan
terhadap temperatur pada tekanan tetap
didapatkan :
ingat bahwa
Jika diasumsikan bahwa ∆Cp tidak tergantung
kepada temperatur (sebenanya Cp tergantung
pada temperatur), maka ∆Cp adalah tetap.
Integrasi terhadap persamaan di atas
menghasilkan :
∆H2 - ∆H1 = ∆Cp(T2 - T1)
SOAL - SOAL
∆H untuk reaksi H2(g) + Cl2(g) → 2HCl (g),
bila diketahui energi ikatan H – H = 436
kJ/mol, Cl – Cl = 243 kJ/mol,dan H – Cl =
431 kJ/mol adalah…..
2. Pembakaran 32 g gas metana dalam
kalorimetri menyebabkan suhu air
kalorimetri naik dari 24,8°C menjadi 88,5°C.
Jika kalorimetri berisi 6 L air dan diketahui
kalor jenis air = 4,2 J/g°C serta kapasitas
kalorimetri = 2740 J/g°C, tentukan kalor
pembakaran gas metana!
1.
3.Tuliskan persamaan termokimia
untuk masing-masing reaksi berikut:
a. Pembakaran 1 mol gas etena
membentuk karbon dioksida dan
uap air menghasilkan 142 kJ.
b. Reaksi antara 1 mol Fe2O3 dengan
karbon membentuk besi dan karbon
monoksida memerlukan 621 kJ.
c. Untuk menguraikan 1 mol kalsium
karbonat menjadi kalsium oksida
dan karbon dioksida diperlukan
178,5 kJ
3.Tuliskan persamaan termokimia
untuk masing-masing reaksi berikut:
a. Pembakaran 1 mol gas etena
membentuk karbon dioksida dan
uap air menghasilkan 142 kJ.
b. Reaksi antara 1 mol Fe2O3 dengan
karbon membentuk besi dan karbon
monoksida memerlukan 621 kJ.
c. Untuk menguraikan 1 mol kalsium
karbonat menjadi kalsium oksida
dan karbon dioksida diperlukan
178,5 kJ
4. Dipunyai :
C3H8 (g)  3C (s) + 2H2 (g)
∆H = p kkal
CO2 (g)  C (s) +O2 (g)
∆H = q kkal
H2 (g) + O2 (g) H2O (l)
∆H = -r kkal
Berapa ∆H pembakaran C3H8 (g) ?
PERTANYAAN
KESIMPULAN
PENENTUAN KALOR REAKSI
1. Ekperimen
2. Hukum Hess
3. Entalpi pemebentukan standar