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.
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.
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.
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 standar | Untuk 1 mol… | Contoh |
|---|---|---|
| Pembentukan (ΔHf°) | senyawa yang terbentuk dari unsur-unsurnya | C(s) + O2(g) → CO2(g), −393,5 kJ |
| Penguraian (ΔHd°) | senyawa yang terurai menjadi unsur-unsurnya | kebalikan ΔHf° |
| Pembakaran (ΔHc°) | zat yang dibakar sempurna dengan O2 | CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O, −890 kJ |
| Penetralan | air dari reaksi asam–basa | sekitar −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.
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…
Soal 2 dari 15
Peristiwa berikut yang termasuk proses endoterm adalah…
Soal 3 dari 15
Diketahui H2(g) + ½O2(g) → H2O(l) ΔH = −286 kJ. Nilai ΔH untuk 2H2O(l) → 2H2(g) + O2(g) adalah…
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…
Soal 5 dari 15
Perubahan entalpi pembentukan standar (ΔHf°) adalah perubahan entalpi pada pembentukan…
Soal 6 dari 15
Nilai ΔHf° gas O2 adalah…
Soal 7 dari 15
Persamaan termokimia yang menyatakan ΔHf° air adalah…
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…
Soal 9 dari 15
Contoh sistem terisolasi adalah…
Soal 10 dari 15
Pada reaksi endoterm, suhu lingkungan akan…
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…
Soal 12 dari 15
Hukum Hess menyatakan bahwa perubahan entalpi reaksi…
Soal 13 dari 15
ΔH pembakaran karbon = −394 kJ/mol. Kalor yang dilepas pada pembakaran 6 gram karbon (Ar C = 12) adalah…
Soal 14 dari 15
Kompres dingin instan terasa dingin saat diremas karena…
Soal 15 dari 15
Jika ΔH reaksi untuk 1 mol zat X adalah −50 kJ, maka ΔH untuk 3 mol zat X adalah…
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.