Contoh Soal Entalpi Pembentukan Standar

Perubahan entalpi (ΔH⁰) dipengaruhi suhu dan tekanan yang diukur pada kondisi standar. Kondisi standar yaitu pada tekanan 1 atm dan suhu 25⁰C atau 298 K dengan satuan kJ, sedangkan satuan  ΔH  molar reaksi adalah kJ/mol. Ada beberapa jenis perubahan entalpi standar berdasarkan jenis reaksi kimia yang terjadi pada wujud zat. Diantaranya perubahan entalpi pembentukan standar (ΔH⁰_f), penguraian satandar (ΔH⁰_d), pembakaran standar (ΔH⁰_c), netralisasi standar (ΔH⁰_n), penguapan standar (ΔH⁰_vap), peleburan standar (ΔH⁰_fus), sublimasi standar (ΔH⁰_sub), pelarutan standar (ΔH⁰_sol).

Perubahan Entalpi Pembentukan Standar (ΔH°_f)

Nama lain entalpi pembentukan standar adalah kalor pembentukan standar. Perubahan entalpi pembentukan standar yaitu besarnya perubahan entalpi dari 1 mol senyawa dari unsur atau elemennya yang diukur dalam keadaan standar baik yang diperlukan maupun yang dilepaskan. Kondisi standar pada entalpi pembentukan dilambangkan dengan ΔH_f^θ atau Δ_fH^θ. Indikasi standar yang dimaksud adalah:

• Gas, padatan murni maupun cairan memiliki tekanan tepat 1 bar
• Larutan memiliki konsentrasi tepat1 M pada tekanan 1 bar
• Suhu spesifik 25⁰C atau 298K
• Volume 1 mol zat dalam keadaan standar (STP) yaitu 22,4 liter/mol.

Hal yang perlu diperhatikan pada pengukuran entalpi pembentukan standar:

1. Diukur dalam energi per satuan unit substansidengan satuan yang sering dipakai kilojoule per mol (kJ mol⁻¹), tetapi juga dapat diukur dalam satuan kalori per mol, joule per mol, atau kilokalori per mol.
2. Unsur mempunyai bentuk alotropi. Jika terdapat beberapa bentuk alotropi dipilih yang paling stabil yaitu dalam keadaan 298 K, 1atm.  Misal karbon memiliki tiga bentuk alotropi yaitu intan, grafit dan fulleren. Akan tetapi grafit merupakan bentuk yang paling stabil dari karbon sehingga grafit adalah bentuk standar dari karbon.
3. Semua elemen kimia dalam keadaan standar memiliki nilai entalpi pembentukan standar nol, tidak ada perubahan energi pada pembentukannya.
4. Senyawa pada entalpi pembentukan bertanda negatif. Tanda negatif menunjukan kestabilan unsur. Besar ΔH tetap sama ketika reaksinya dibalik, yang berubah adalah tandanya.
5. Reaksi yang disetarakan dengan bilangan pengali maka yang dikaliakan adalah keseluruhan termasuk besaran ΔH juga harus dikalikan dengan bilangan pengali yang sama.
6. Perubahan entalpi reaksi dapat dihitung dari entalpi pembentukan reaktan dan produknya.

Ketentuan membuat persamaan termokimia reaksi pembentukan standar:

• Zat yang terbentuk selalu ada di bagian produk (kanan)
• Koefisien zat yang dibentuk selalu bernilai satu, untuk mengubahnya dengan mengubah koefisien zat di bagian reaktan (sebelah kiri)
• Mengidentifikasi atom penyusun senyawa, kemudian dibuat unsur pembentuknya sesuai dengan yang ada di alam.

Contoh Soal Entalpi Pembentukan Standar    

Contoh Soal 1

Nilai dari entalpi pembentukan standar dari H₂CO_3(l) adalah -125 kJ/mol. Bagaimana persamaan termokimia reaksi pembentukan zat tersebut?

Jawab:

Senyawa H₂CO₃ terbentuk dari unsur H,C dan Oberarti unsur pembentuknya adalah H₂, C dan O₂. Maka persamaan termokimianya yaitu:

H_2(g) + C_(s) + O_2(g) Ò H₂CO_3ΔH_f⁰ = -125kJ

Persamaan termokimia setelah disetarakan yaitu sebagai berikut:

H_2(g) + C_(s) + 3/2O_2(g) Ò H₂CO_3ΔH_f⁰ = -62,5kJ

 Contoh Soal 2

Persamaan termokimia suatu zat adalah sebagai berikut:

2C_(s) + 8 H₂ Ò2C₃H_8(s)ΔH = – 225kJ/mol

Berapa besar entalpi pembentukan standar dari C₃H₈?

Jawab:

Reaksi standar pembentukan senyawa C₃H₈ terjadi apabila memiliki koefisien satu.

Diketahui pembentukan 2 mol C₃H₈ dilepaskan kalor sebesar 225 kJ. Maka untuk mendapatkan entalpi pembentukan 1 mol koefisien seluruh reaksi di bagi 2.

Reaksi menjadi:

C_(s) + 48 H₂ ÒC₃H_8(s))H_f⁰ = – 112,5kJ/mol

Sehingga didapatkan besar entalpi pembentukan standar C₃H_8(s))H_f⁰ adalah – 112,5kJ/mol

Karena melepaskan kalor maka rekasnya termasuk reaksi eksoterm.

Contoh Soal 3

Dibebaskan kalor sebesar 120kJ dalam pembentukan senyawa Al₂(NO₃)₂ (Ar Al =27, N= 14, O = 16) dengan massa senyawa sebesar 96 gram. Tentukan:

1. nilai entalpi pembentukan standar dari senyawa Al₂(NO₃)₂
2. persamaan termokimia pembentukan Al₂(NO₃)2

Jawab:

Diketahui:

• Unsur pembentuk senyawa Al₂(NO₃)₂ yaitu Al, N dan O ( di alam Al, N₂, O₂)
• Jumlah yang dibentuk 96 gram sehingga mol dari senyawa Al₂(NO₃)₂ adalah gr/Mr = 96/240 = 0,4 mol.
• Kalor yang dibebaskan 120kJ

Ditanyakan:

1. ΔH_f⁰ Al₂(NO₃)₂ ……….?
2. Persamaan termokimia Al₂(NO₃)₂ ……..?

Jawab:

1. kalor yang dibebaskan 0,4 mol Al₂(NO₃)₂ adalah 120 kJ maka untuk mengetahui besar entalpi pembentukan standar diperlukan koefien 1 mol. Sehingga untuk mencari kalor yang dilepaskan1 mol Al₂(NO₃)₂ adalah 1/0,4 x 120 kJ = 300 kJ. Jadi besar )H_f⁰ Al₂(NO₃)₂ = – 300 kJ (kalor dibebaskan).
2. Persamaan termokimia: 2Al_(s) + 3/2 N₂ + 3O₂ Ò Al₂(NO₃)_2(s))H_f⁰ =-300 kJ

Itulah pembahasan dan contoh soal mengenai penentuan entalpi pembentukan standar dan penulisan persamaan termokimianya. Penulis berharap dengan contoh soal diatas para pembaca dapat memahaminya. Semoga dapat menambah wawasan dan bermanfaat