BERAPA KALOR REAKSINYA? - KIMIA - 2025

The panas reaksi atau entalpi reaksi (ΔH) adalah perubahan entalpi reaksi kimia yang terjadi pada tekanan konstan. Ini adalah satuan pengukuran termodinamika yang berguna untuk menghitung jumlah energi per mol yang dilepaskan atau diproduksi dalam suatu reaksi.

Karena entalpi diturunkan dari tekanan, volume, dan energi dalam, yang semuanya merupakan fungsi keadaan, maka entalpi juga merupakan fungsi keadaan.

ΔH, atau perubahan entalpi muncul sebagai unit pengukuran yang dimaksudkan untuk menghitung perubahan energi suatu sistem ketika menjadi terlalu sulit untuk menemukan ΔU, atau perubahan energi internal suatu sistem, sekaligus mengukur jumlah panas dan kerja dipertukarkan.

Diberikan tekanan konstan, perubahan entalpi sama dengan panas dan dapat diukur sebagai ΔH = q.

Notasi ΔHº atau ΔHº _r kemudian muncul untuk menjelaskan suhu dan tekanan yang tepat dari panas reaksi ΔH.

Entalpi reaksi standar dilambangkan dengan ΔHº atau ΔHºrxn dan dapat mengasumsikan nilai positif dan negatif. Satuan untuk ΔHº adalah kiloJoule per mol, atau kj / mole.

Konsep sebelumnya untuk memahami kalor reaksi: perbedaan antara ΔH dan ΔHº

Δ = mewakili perubahan entalpi (entalpi produk dikurangi entalpi reaktan).

Nilai positif menunjukkan bahwa produk memiliki entalpi yang lebih tinggi, atau merupakan reaksi endotermik (diperlukan panas).

Nilai negatif menunjukkan bahwa reaktan memiliki entalpi yang lebih tinggi, atau merupakan reaksi eksoterm (panas dihasilkan).

º = berarti reaksi tersebut merupakan perubahan entalpi standar, dan terjadi pada tekanan / suhu yang telah ditentukan.

r = menunjukkan bahwa perubahan ini adalah entalpi reaksi.

Keadaan Standar: keadaan standar zat padat atau cair adalah zat murni pada tekanan 1 bar atau yang sama 1 atmosfer (105 Pa) dan suhu 25 ° C, atau yang sama 298 K .

ΔHº _r adalah kalor standar reaksi atau entalpi standar suatu reaksi, dan seperti H, ia juga mengukur entalpi reaksi. Namun, ΔHºrxn terjadi pada kondisi “standar”, yang berarti reaksi berlangsung pada suhu 25 ° C dan 1 atm.

Manfaat pengukuran ΔH dalam kondisi standar terletak pada kemampuan untuk menghubungkan satu nilai ΔHº dengan yang lain, karena keduanya terjadi dalam kondisi yang sama.

Panas pembentukan

Panas standar pembentukan, ΔH _f º, suatu bahan kimia adalah jumlah panas yang diserap atau dilepaskan dari pembentukan 1 mol bahan kimia tersebut pada 25 derajat Celcius dan 1 batang unsur-unsurnya dalam keadaan standarnya.

Suatu unsur dalam keadaan standar jika dalam bentuk paling stabil dan keadaan fisiknya (padat, cair atau gas) pada 25 derajat Celcius dan 1 bar.

Misalnya, panas standar pembentukan karbon dioksida melibatkan oksigen dan karbon sebagai reaktan.

Oksigen lebih stabil sebagai molekul gas O ₂ , sedangkan karbon lebih stabil sebagai grafit padat. (Grafit lebih stabil daripada berlian dalam kondisi standar).

Untuk mengekspresikan definisi dengan cara lain, kalor pembentukan standar adalah jenis khusus kalor reaksi standar.

Reaksi adalah pembentukan 1 mol suatu bahan kimia dari unsur-unsurnya dalam keadaan standarnya dalam kondisi standar.

Panas standar pembentukan juga disebut entalpi pembentukan standar (meskipun sebenarnya merupakan perubahan entalpi).

Menurut definisi, pembentukan unsur itu sendiri tidak akan menghasilkan perubahan entalpi, sehingga kalor reaksi standar untuk semua unsur adalah nol (Cai, 2014).

Perhitungan entalpi reaksi

1- Perhitungan eksperimental

Entalpi dapat diukur secara eksperimental dengan menggunakan kalorimeter. Kalorimeter adalah instrumen di mana sampel direaksikan melalui kabel listrik yang menyediakan energi aktivasi. Sampel berada dalam wadah yang dikelilingi air yang terus diaduk.

Dengan mengukur dengan perubahan suhu yang terjadi saat sampel bereaksi, dan mengetahui kalor jenis air dan massanya, kalor yang dilepaskan atau diserap oleh reaksi dihitung menggunakan persamaan q = Cesp xmx ΔT.

Dalam persamaan ini q adalah kalor, Cesp adalah kalor jenis dalam hal ini air yang sama dengan 1 kalori per gram, m adalah massa air dan ΔT adalah perubahan suhu.

Kalorimeter merupakan sistem terisolasi yang memiliki tekanan konstan, jadi ΔH _r = q

2- Perhitungan teoretis

Perubahan entalpi tidak bergantung pada jalur reaksi tertentu, tetapi hanya pada tingkat energi global produk dan reaktan. Entalpi adalah fungsi dari status, dan oleh karena itu, ini aditif.

Untuk menghitung entalpi standar suatu reaksi, kita dapat menambahkan entalpi pembentukan reaktan standar dan menguranginya dari jumlah entalpi standar pembentukan produk (Tanpa Batas, SF). Dinyatakan secara matematis, ini memberi kita:

.DELTA.H _r ° = Σ .DELTA.H _f ° (produk) - Σ .DELTA.H _f ° (reaktan).

Entalpi reaksi biasanya dihitung dari entalpi pembentukan reaktan dalam kondisi normal (tekanan 1 bar dan suhu 25 derajat Celcius).

Untuk menjelaskan prinsip termodinamika ini, kita akan menghitung entalpi reaksi pembakaran metana (CH ₄ ) menurut rumus:

CH ₄ (g) + 2O ₂ (g) → CO ₂ (g) + 2H ₂ O (g)

Untuk menghitung entalpi standar reaksi, kita perlu mencari entalpi pembentukan standar untuk setiap reaktan dan produk yang terlibat dalam reaksi.

Ini biasanya ditemukan di lampiran atau di berbagai tabel online. Untuk reaksi ini, data yang kami butuhkan adalah:

H _f ° CH ₄ (g) = -75 kjoul / mol.

H _f º O ₂ (g) = 0 kjoul / mol.

H _f ° CO ₂ (g) = -394 kjoul / mol.

H _f º H ₂ O (g) = -284 kjoul / mol.

Perhatikan bahwa karena dalam keadaan standarnya, entalpi pembentukan standar untuk gas oksigen adalah 0 kJ / mol.

Di bawah ini, kami meringkas entalpi pembentukan standar kami. Perhatikan bahwa karena satuannya dalam kJ / mol, kita perlu mengalikannya dengan koefisien stoikiometri dalam persamaan reaksi seimbang (Leaf Group Ltd, SF).

.DELTA.H Σ _f ° (produk) .DELTA.H = _f º CO ₂ +2 .DELTA.H _f º H ₂ O

Σ ΔH _f º (hasil kali) = -1 (394 kjoul / mol) -2 (284 kjoul / mol) = -962 kjoul / mol

.DELTA.H Σ _f ° (reaktan) .DELTA.H = _f º CH ₄ + AH _f º O ₂

Σ ΔH _f º (reaktan) = -75 kjoul / mol + 2 (0 kjoul / mol) = -75 kjoul / mol

Sekarang, kita dapat mencari entalpi standar reaksi:

ΔH _r ° = Σ ΔH _f º (produk) - Σ ΔH _f º (reaktan) = (- 962) - (- 75) =

ΔH _r ° = - 887kJ / mol.

Referensi

1. Anne Marie Helmenstine. (2014, 11 Juni). Definisi Entalpi Reaksi. Dipulihkan dari thinkco: thoughtco.com.
2. (SF). Entalpi Reaksi Standar. Dipulihkan dari boundless: boundless.com.
3. Cai, E. (2014, 11 Maret). panas standar pembentukan. Diperoleh dari ahli kimia: chemicalstatistician.wordpress.com.
4. Clark, J. (2013, Mei). Berbagai definisi perubahan entalpi. Diperoleh dari chemguide.co.uk: chemguide.co.uk.
5. Jonathan Nguyen, GL (2017, 9 Februari). Entalpi Pembentukan Standar. Dipulihkan dari chem.libretexts.org: chem.libretexts.org.
6. Leaf Group Ltd. (SF). Bagaimana Menghitung Entalpi Reaksi. Dipulihkan dari sciencing: sciencing.com.
7. Rachel Martin, EY (2014, 7 Mei). Panas Reaksi. Dipulihkan dari chem.libretexts.org: chem.libretexts.org.