Ilustrasi kompres panas berwarna oranye dengan nyala api dan kompres dingin berwarna biru dengan kristal es, dihubungkan kurva energi
Termokimia

Termokimia: Entalpi, Reaksi Eksoterm dan Endoterm

Pahami sistem dan lingkungan, reaksi eksoterm dan endoterm, persamaan termokimia, ΔH standar, serta kalorimeter. Coba kalkulator ΔH dengan diagram energi, lalu kerjakan kuis 15 soal.

⏱ ± 15 menit🔥 Kalkulator ΔH + diagram✅ 15 soal + pembahasan

Pernah memakai kompres dingin instan atau penghangat tangan sekali pakai? Keduanya bekerja tanpa listrik. Kompres dingin menyerap kalor dari sekitarnya, sedangkan penghangat tangan melepas kalor. Ilmu yang mempelajari kalor dalam reaksi kimia seperti ini disebut termokimia.

🔥Eksoterm: melepas kalorPenghangat tangan (oksidasi serbuk besi), pembakaran gas elpiji, respirasi sel. Lingkungan menjadi lebih panas.
🧊Endoterm: menyerap kalorKompres dingin instan (pelarutan amonium nitrat), es mencair, fotosintesis. Lingkungan menjadi lebih dingin.

1. Sistem, Lingkungan, dan Entalpi

  • Sistem = bagian yang sedang kita amati (zat-zat yang bereaksi). Lingkungan = segala sesuatu di luar sistem (wadah, air, udara).
  • Sistem terbuka: bertukar materi dan energi (panci tanpa tutup). Tertutup: hanya bertukar energi (botol tertutup). Terisolasi: tidak bertukar keduanya (idealnya termos).
  • Entalpi (H) = jumlah energi yang tersimpan dalam sistem. Yang bisa diukur adalah perubahannya, ΔH = H produk − H reaktan.
EksotermreaktanprodukΔH < 0EndotermreaktanprodukΔH > 0
Kunci tanda ΔH: eksoterm → energi produk lebih rendah → ΔH negatif. Endoterm → energi produk lebih tinggi → ΔH positif.

2. Persamaan Termokimia dan ΔH Standar

Persamaan termokimia adalah persamaan reaksi setara yang disertai nilai ΔH, misalnya H2(g) + ½O2(g) → H2O(l), ΔH = −286 kJ.

  • Koefisien = jumlah mol. Jika koefisien dikali 2, ΔH juga dikali 2.
  • Reaksi dibalik → tanda ΔH dibalik.
  • Wujud zat ditulis, karena ΔH H2O(l) berbeda dengan H2O(g).
Jenis ΔH standarUntuk 1 mol…Contoh
Pembentukan (ΔHf°)senyawa yang terbentuk dari unsur-unsurnyaC(s) + O2(g) → CO2(g), −393,5 kJ
Penguraian (ΔHd°)senyawa yang terurai menjadi unsur-unsurnyakebalikan ΔHf°
Pembakaran (ΔHc°)zat yang dibakar sempurna dengan O2CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O, −890 kJ
Penetralanair dari reaksi asam–basasekitar −57 kJ/mol untuk asam dan basa kuat

Keadaan standar di buku SMA: 25 °C dan 1 atm. ΔHf° unsur bebas dalam bentuk paling stabil = 0.

3. Kalkulator ΔH Interaktif

q = 100 × 4,18 × 6,8 = 2842,4 J; ΔH = −2842,4 ÷ 0,05 J/mol = −56,8 kJ/mol (eksoterm)

ΔH = [−393,5 + 2(−285,8)] − [−74,8] = −890,3 kJ

Kalorimeter sederhana dianggap tidak menyerap kalor, dan massa jenis larutan encer dianggap 1 g/mL. Nilai ΔHf° berasal dari tabel data termodinamika (25 °C).

4. Contoh Soal Langkah demi Langkah

Soal: Sebanyak 50 mL HCl 1 M dicampur dengan 50 mL NaOH 1 M di dalam kalorimeter. Suhu naik dari 27 °C menjadi 33,8 °C. Jika c = 4,18 J/g·°C dan massa jenis larutan 1 g/mL, tentukan ΔH penetralan.

Langkah 1 – Massa larutan dan ΔT. Volume total 100 mL → massa = 100 g. ΔT = 33,8 − 27 = 6,8 °C.
Langkah 2 – Kalor yang diterima larutan. q = m × c × ΔT = 100 × 4,18 × 6,8 = 2842,4 J.
Langkah 3 – Mol yang bereaksi. HCl = NaOH = 0,05 L × 1 M = 0,05 mol, sehingga terbentuk 0,05 mol air.
Langkah 4 – ΔH per mol. Kalor diterima larutan karena dilepas reaksi, jadi ΔH bertanda negatif: ΔH = −2842,4 ÷ 0,05 = −56.848 J/mol ≈ −56,8 kJ/mol.

ΔH = −56,8 kJ/mol (eksoterm)

Hukum Hess dan jebakan yang sering muncul

Hukum Hess: ΔH reaksi hanya bergantung pada keadaan awal dan akhir. Jadi, ΔH bisa dihitung dengan menjumlahkan beberapa persamaan termokimia, atau dengan rumus ΔH = ΣΔHf° produk − ΣΔHf° reaktan.

  • Suhu naik tetapi ΔH negatif. Ini bukan kesalahan. Kenaikan suhu lingkungan berarti sistem melepas kalor.
  • Lupa mengubah J ke kJ (bagi 1000) atau lupa membagi dengan jumlah mol.
  • Lupa mengalikan koefisien saat memakai ΔHf°.
  • ΔHf° unsur bebas = 0, jadi O2 pada reaksi pembakaran tidak menyumbang nilai.

5. Kuis: Uji Pemahaman Anda

Pilih jawaban, dan pembahasan akan langsung muncul. Perhatikan tanda ΔH: negatif untuk eksoterm, positif untuk endoterm.

Soal 1 dari 15

Ciri reaksi eksoterm adalah…

Pembahasan: Pada reaksi eksoterm, sistem melepas kalor ke lingkungan, sehingga entalpi sistem berkurang: ΔH negatif. Lingkungan menjadi lebih panas.

Soal 2 dari 15

Peristiwa berikut yang termasuk proses endoterm adalah…

Pembahasan: Es mencair karena menyerap kalor dari lingkungan (ΔH positif), sehingga minuman di sekitarnya menjadi dingin. Pembakaran, respirasi, dan penetralan semuanya melepas kalor (eksoterm).

Soal 3 dari 15

Diketahui H2(g) + ½O2(g) → H2O(l) ΔH = −286 kJ. Nilai ΔH untuk 2H2O(l) → 2H2(g) + O2(g) adalah…

Pembahasan: Reaksi dibalik → tanda ΔH dibalik (+286 kJ). Koefisien dikali 2 → ΔH dikali 2. Hasilnya +572 kJ.

Soal 4 dari 15

Sebanyak 100 gram air dipanaskan sehingga suhunya naik 5 °C. Jika kalor jenis air 4,2 J/g·°C, kalor yang diserap air adalah…

Pembahasan: q = m × c × ΔT = 100 × 4,2 × 5 = 2100 J (2,1 kJ).

Soal 5 dari 15

Perubahan entalpi pembentukan standar (ΔHf°) adalah perubahan entalpi pada pembentukan…

Pembahasan: ΔHf° adalah perubahan entalpi saat 1 mol senyawa terbentuk dari unsur-unsurnya dalam bentuk paling stabil pada keadaan standar (25 °C).

Soal 6 dari 15

Nilai ΔHf° gas O2 adalah…

Pembahasan: Unsur dalam bentuk paling stabilnya (O2 gas, C grafit, H2 gas, logam padat) memiliki ΔHf° = 0, karena tidak perlu dibentuk dari apa pun.

Soal 7 dari 15

Persamaan termokimia yang menyatakan ΔHf° air adalah…

Pembahasan: ΔHf° harus untuk 1 mol produk, dari unsur dalam bentuk stabilnya (H2 dan O2, bukan atom H dan O). Karena itu koefisien O2 boleh pecahan: H2 + ½O2 → H2O.

Soal 8 dari 15

Sebanyak 50 mL HCl 1 M dicampur dengan 50 mL NaOH 1 M dalam kalorimeter, dan suhunya naik 6 °C. Jika massa larutan 100 g dan c = 4,2 J/g·°C, ΔH penetralan adalah…

Pembahasan: q = 100 × 4,2 × 6 = 2520 J. Mol yang bereaksi = 0,05 × 1 = 0,05 mol. ΔH = −q ÷ n = −2520 ÷ 0,05 = −50.400 J/mol = −50,4 kJ/mol. Tandanya negatif karena suhu naik (eksoterm).

Soal 9 dari 15

Contoh sistem terisolasi adalah…

Pembahasan: Sistem terisolasi idealnya tidak bertukar materi maupun energi dengan lingkungan. Termos tertutup rapat adalah contoh paling mendekati. Botol tertutup adalah sistem tertutup (masih bertukar kalor), sedangkan panci terbuka adalah sistem terbuka.

Soal 10 dari 15

Pada reaksi endoterm, suhu lingkungan akan…

Pembahasan: Reaksi endoterm menyerap kalor dari lingkungan, sehingga lingkungan (misalnya wadah dan tangan kita) terasa lebih dingin.

Soal 11 dari 15

Diketahui ΔHf° CO2 = −394 kJ/mol, H2O(l) = −286 kJ/mol, dan CH4 = −75 kJ/mol. ΔH pembakaran CH4 (CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O) adalah…

Pembahasan: ΔH = ΣΔHf produk − ΣΔHf reaktan = [−394 + 2(−286)] − [−75 + 0] = −966 + 75 = −891 kJ. Jawaban −605 kJ muncul jika koefisien 2 pada H2O lupa dikalikan.

Soal 12 dari 15

Hukum Hess menyatakan bahwa perubahan entalpi reaksi…

Pembahasan: Menurut Hukum Hess, ΔH hanya bergantung pada keadaan awal dan akhir, tidak pada jalannya reaksi. Karena itu, ΔH bisa dihitung dengan menjumlahkan beberapa reaksi lain.

Soal 13 dari 15

ΔH pembakaran karbon = −394 kJ/mol. Kalor yang dilepas pada pembakaran 6 gram karbon (Ar C = 12) adalah…

Pembahasan: n = 6 ÷ 12 = 0,5 mol. Kalor = 0,5 × 394 = 197 kJ dilepas. Jawaban 2364 kJ muncul jika massa dikali ΔH tanpa diubah ke mol.

Soal 14 dari 15

Kompres dingin instan terasa dingin saat diremas karena…

Pembahasan: Saat kantong air di dalamnya pecah, amonium nitrat (NH4NO3) larut dalam air. Proses pelarutan ini endoterm, yaitu menyerap kalor dari sekitarnya, sehingga kompres terasa dingin.

Soal 15 dari 15

Jika ΔH reaksi untuk 1 mol zat X adalah −50 kJ, maka ΔH untuk 3 mol zat X adalah…

Pembahasan: ΔH sebanding dengan jumlah mol yang bereaksi: 3 × (−50) = −150 kJ. Tandanya tetap negatif karena reaksinya tetap eksoterm.
Skor: 0 / 15 · Dijawab: 0

Skor akhir Anda

0/15

💬 Catatan dari Penulis

Rangkuman

  • Eksoterm: melepas kalor, ΔH < 0, lingkungan panas. Endoterm: menyerap kalor, ΔH > 0, lingkungan dingin.
  • Persamaan termokimia: koefisien = mol. Reaksi dibalik → tanda ΔH dibalik. Dikali n → ΔH dikali n.
  • Kalorimeter: q = m × c × ΔT, lalu ΔH = −q ÷ n.
  • Dari data pembentukan: ΔH = ΣΔHf° produk − ΣΔHf° reaktan.

Materi Selanjutnya

Sumber: Nilai ΔHf° (25 °C): CRC Handbook of Chemistry and Physics dan NIST Chemistry WebBook. · IUPAC. Compendium of Chemical Terminology (Gold Book): enthalpy, standard enthalpy of formation. · Buku Kimia SMA/MA Kelas XI Kurikulum Merdeka.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *