Hukum Hess digunakan untuk menentukan perubahan entalpi suatu reaksi.
Beberapa model soal yang sering muncul untuk menghitung perubahan
entalpi reaksi dengan Hukum Hess antara lain : menentukan ∆H reaksi bila perubahan entalpi pereaksi dan hasil reaksi diketahui, menentukan ∆H reaksi berdasarkan reaksi bersusun, menentukan ∆H
reaksi dengan menganalisis diagram atau siklus reaksi yang diberika,
menentukan banyak kalor yang diserap atau dilepas dalam reaksi, dan
menentukan hubungan antara harga entalpi suatu reaksi dengan reaksi
lainnya. Berikut ini beberapa contoh soal dan pembahasan yang dirangkum
dari berbagai referensi.
Kumpulan Soal
Konsep Hukum Hess
- 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.
- 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 ditanya. 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 & 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.
- 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 :
- Persamaan 1 dikali 2 karena kita menginginkan 2MO2 di sebelah kiri.2MO2 + 2CO → 2MO + 2CO2 ; ∆H = 2 (-20) = -40 kJ
- 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
- 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
- Persamaan 1 dikali 2 karena kita menginginkan 2MO2 di sebelah kiri.
- 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 :
- Persamaan 1 dibalik karena kita menginginkan Fe2O3 di sebelah kiri.Fe2O3(s) → 2Fe(s) + 3/2O2(g) ; ∆H = + 839,6 kJ ---> berubah jadi +
- 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) + Al2O3(s) ; ∆H = 839,6 + 1.680 = 2519.6 kJ
- Persamaan 1 dibalik karena kita menginginkan Fe2O3 di sebelah kiri.
- 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.
- 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. berikut tahapannya :
- Persamaan 1 dibalik karena kita menginginkan CH4 di sebelah kiri.CH4(g) → C(s) + 2H2(g) ; ∆H = +75 kJ ---> berubah jadi +
- 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
- Persamaan 1 dibalik karena kita menginginkan CH4 di sebelah kiri.
- 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.
- 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
Tidak ada komentar:
Posting Komentar