APA ITU ENTALPI? - KIMIA - 2025

The entalpi adalah ukuran dari jumlah energi yang terkandung dalam tubuh (sistem) yang memiliki volume, yang mengalami tekanan dan dipertukarkan dengan lingkungannya. Ini diwakili oleh huruf H. Satuan fisik yang terkait dengannya adalah Joule (J = kgm2 / s2).

Secara matematis dapat diungkapkan sebagai berikut:

H = U + PV

Dimana:

H = Entalpi

U = Energi internal sistem

P = Tekanan

V = Volume

Jika U dan P dan V adalah fungsi keadaan, H juga. Ini karena pada saat tertentu, beberapa kondisi awal dan akhir dapat diberikan untuk variabel yang akan dipelajari dalam sistem.

Apa entalpi pembentukannya?

Ini adalah panas yang diserap atau dilepaskan oleh sistem ketika 1 mol produk suatu zat dihasilkan dari unsur-unsurnya dalam keadaan agregat normal; padat, cair, gas, larutan atau dalam keadaan alotropiknya yang paling stabil.

Keadaan alotropik karbon yang paling stabil adalah grafit, selain berada pada kondisi normal tekanan 1 atmosfer dan temperatur 25 ° C.

Ini dilambangkan sebagai ΔH ° f. Lewat sini:

ΔH ° f = H akhir - inisial H.

Δ: Huruf Yunani yang melambangkan perubahan atau variasi energi dari keadaan akhir dan awal. Subskrip f menandakan formasi gabungan dan superskrip atau kondisi standar.

Contoh

Mempertimbangkan reaksi pembentukan air cair

H2 (g) + ½ O2 (g) H2O (l) ΔH ° f = -285,84 kJ / mol

Reagen : Hidrogen dan Oksigen, keadaan alaminya adalah gas.

Produk : 1 mol air cair.

Perlu dicatat bahwa entalpi pembentukan menurut definisi adalah untuk 1 mol senyawa yang dihasilkan, sehingga reaksi harus diatur jika memungkinkan dengan koefisien pecahan, seperti yang terlihat pada contoh sebelumnya.

Reaksi eksotermik dan endotermik

Dalam proses kimia, entalpi pembentukan dapat bernilai positif ΔHof> 0 jika reaksinya endotermik, yaitu menyerap panas dari medium atau negatif ΔHof <0 jika reaksinya eksotermik dengan emisi panas dari sistem.

Reaksi eksotermik

Reaktan memiliki energi lebih tinggi daripada produk.

ΔH ° f <0

Reaksi endotermik

Reaktan memiliki energi lebih rendah daripada produk.

ΔH ° f> 0

Untuk menulis persamaan kimia dengan benar, persamaan tersebut harus seimbang secara molar. Untuk mematuhi "Hukum Kekekalan Materi", ia juga harus berisi informasi tentang keadaan fisik reaktan dan produk, yang dikenal sebagai keadaan agregasi.

Juga harus diperhitungkan bahwa zat murni memiliki entalpi pembentukan nol pada kondisi standar dan dalam bentuk paling stabil.

Dalam sistem kimia di mana terdapat reaktan dan produk, entalpi reaksi sama dengan entalpi pembentukan dalam kondisi standar.

ΔH ° rxn = ΔH ° f

Memperhatikan hal di atas kita harus:

ΔH ° rxn = ∑nproduk H ∑produk reaktif Hreaktif

Diberikan reaksi fiktif berikut ini

aA + bB cC

Di mana a, b, c adalah koefisien dari persamaan kimia seimbang.

Ekspresi entalpi reaksi adalah:

ΔH ° rxn = c ΔH ° f C (a ΔH ° f A + b ΔH ° f B)

Asumsikan bahwa: a = 2 mol, b = 1 mol, dan c = 2 mol.

ΔH ° f (A) = 300 KJ / mol, ΔH ° f (B) = -100 KJ / mol, ΔH ° f (C) = -30 KJ. Hitung ΔH ° rxn

ΔH ° rxn = 2mol (-30KJ / mol) - (2mol (300KJ / mol + 1mol (-100KJ / mol) = -60KJ - (600KJ - 100KJ) = -560KJ

ΔH ° rxn = -560KJ.

Ini kemudian sesuai dengan reaksi eksotermik.

Nilai entalpi pembentukan beberapa senyawa kimia anorganik dan organik pada tekanan 25 ° C dan tekanan 1 atm

Latihan menghitung entalpi

Latihan 1

Tentukan entalpi reaksi NO2 (g) menurut reaksi berikut:

2NO (g) + O2 (g) 2NO2 (g)

Menggunakan persamaan untuk entalpi reaksi kita memiliki:

ΔH ° rxn = ∑nproduk H ∑produk reaktif Hreaktif

ΔH ° rxn = 2mol (ΔH ° f NO2) - (2mol ΔH ° f NO + 1mol ΔH ° f O2)

Pada tabel di bagian sebelumnya kita dapat melihat bahwa entalpi pembentukan oksigen adalah 0 KJ / mol, karena oksigen merupakan senyawa murni.

ΔH ° rxn = 2mol (33.18KJ / mol) - (2mol 90.25 KJ / mol + 1mol 0)

ΔH ° rxn = -114,14 KJ

Cara lain untuk menghitung entalpi reaksi dalam sistem kimia adalah melalui HESS LAW, yang diusulkan oleh ahli kimia Swiss Germain Henri Hess pada tahun 1840.

Hukum mengatakan: "Energi yang diserap atau dipancarkan dalam proses kimia di mana reaktan diubah menjadi produk adalah sama baik itu dilakukan dalam satu tahap atau beberapa".

Latihan 2

Penambahan hidrogen menjadi asetilena untuk membentuk etana dapat dilakukan dalam satu langkah:

C2H2 (g) + 2H2 (g) H3CCH3 (g) ΔH ° f = - 311,42 KJ / mol

Atau bisa juga terjadi dalam dua tahap:

C2H2 (g) + H2 (g) H2C = CH2 (g) ΔH ° f = - 174,47 KJ / mol

H2C = CH2 (g) + H2 (g) H3CCH3 (g) ΔH ° f = - 136,95 KJ / mol

Menambahkan kedua persamaan secara aljabar kita memiliki:

C2H2 (g) + H2 (g) H2C = CH2 (g) ΔH ° f = - 174,47 KJ / mol

H2C = CH2 (g) + H2 (g) H3CCH3 (g) ΔH ° f = - 136,95 KJ / mol

C2H2 (g) + 2H2 (g) H3CCH3 (g) ΔH ° rxn = 311,42 KJ / mol

Latihan 3

(Diambil dari quimitube.com. Latihan 26. Termodinamika Hukum Hess)

Seperti terlihat pada rumusan masalah, hanya beberapa data numerik yang muncul, tetapi reaksi kimianya tidak muncul, oleh karena itu perlu dituliskan.

CH3CH2OH (l) + 3O2 (g) 2CO2 (g) +3 H2O (l) ΔH1 = -1380 KJ / mol.

Nilai entalpi negatif ditulis karena soal mengatakan bahwa ada pelepasan energi. Kita juga harus mempertimbangkan bahwa itu adalah 10 gram etanol, oleh karena itu kita harus menghitung energi untuk setiap mol etanol. Untuk ini hal berikut dilakukan:

Berat molar etanol dicari (jumlah dari berat atom), nilainya sama dengan 46 g / mol.

ΔH1 = -300 KJ (46 g) etanol = - 1380 KJ / mol

10 g etanol, 1 mol etanol

Hal yang sama dilakukan untuk asam asetat:

CH3COOH (l) + 2O2 (g) 2CO2 (g) + 2 H2O (l) ΔH2 = -840 KJ / mol

ΔH2 = -140 KJ (60 g asam asetat) = - 840 KJ / mol

10 g asam asetat 1 mol asam asetat.

Pada reaksi sebelumnya dijelaskan pembakaran etanol dan asam asetat, sehingga perlu dituliskan rumus masalah yaitu oksidasi etanol menjadi asam asetat dengan produksi air.

Ini adalah reaksi yang diminta oleh masalah. Itu sudah seimbang.

CH3CH2OH (l) + O2 (g) CH3COOH (l) + H2O (l) ΔH3 =?

Aplikasi hukum Hess

Untuk ini, kita mengalikan persamaan termodinamika dengan koefisien numerik untuk menjadikannya aljabar dan agar dapat menyusun setiap persamaan dengan benar. Ini dilakukan jika satu atau lebih reaktan tidak berada pada sisi persamaan yang sesuai.

Persamaan pertama tetap sama karena etanol berada pada sisi reaktan seperti yang ditunjukkan oleh persamaan soal.

Persamaan kedua harus dikalikan dengan koefisien -1 sedemikian rupa sehingga asam asetat sebagai reaktan dapat menjadi hasil kali

CH3CH2OH (l) + 3O2 (g) 2CO2 (g) + 3H2O (l) ΔH1 = -1380 KJ / mol.

- CH3COOH (l) - 2O2 (g) - 2CO2 (g) - 2H2O (l) ΔH2 = - (-840 KJ / mol)

CH3CH3OH + 3O2 -2O2 - CH3COOH 2CO2 + 3H2O -2CO2

-2H2O

Mereka menjumlahkan secara aljabar dan inilah hasilnya: persamaan yang diminta dalam soal.

CH3CH3OH (l) + O2 (g) CH3COOH (l) + H2O (l)

Tentukan entalpi reaksi.

Dengan cara yang sama seperti setiap reaksi dikalikan dengan koefisien numerik, nilai entalpi juga harus dikalikan

ΔH3 = 1x ΔH1 -1xΔH2 = 1x (-1380) -1x (-840)

ΔH3 = -1380 + 840 = - 540 KJ / mol

ΔH3 = - 540 KJ / mol.

Pada latihan sebelumnya, etanol mengalami dua reaksi, pembakaran dan oksidasi.

Pada setiap reaksi pembakaran terjadi pembentukan CO2 dan H2O, sedangkan pada oksidasi alkohol primer seperti etanol terjadi pembentukan asam asetat.

Referensi

1. Cedrón, Juan Carlos, Victoria Landa, Juana Robles (2011). Kimia umum. Bahan ajar. Lima: Universitas Katolik Kepausan Peru.
2. Kimia. Libretexts. Kimia panas. Diambil dari hem.libretexts.org.
3. Levine, I. Fisikokimia. vol.2.