Persamaan Termokimia

         Blog KoKim - Pada artikel ini kita akan membahas materi Persamaan Termokimia. Sebelumnya telah dijelaskan bahwa perubahan entalpi akan sama dengan kalor reaksi jika reaksi dilakukan pada tekanan tetap. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa perubahan entalpi merupakan kalor reaksi dari suatu reaksi yang berlangsung pada tekanan tetap. Untuk dapat menghitung entalpi, maka pengukuran harus dilakukan pada suhu dan tekanan tertentu. Para ahli kimia sepakat bahwa kondisi standar untuk mengukur nilai entalpi, yaitu pada suhu 298,15 K (25 $^\circ$C) dan tekanan 1 atm. Suatu perubahan entalpi yang diukur pada keadaan standar disebut perubahan entalpi standar ($\Delta$H$^\circ$) yang mempunyai satuan kilo Joule (kJ) dalam Sistem Internasional (SI). Simbol $^\circ $ berarti standar.

         Penulisan besarnya entalpi reaksi dalam persamaan reaksi dilakukan dengan menuliskan simbol perubahan entalpi ($\Delta$H) dibelakang persamaan reaksi. Misal
$A(s) + B(aq) \rightarrow C(aq) \, \, \, \Delta H^\circ \, \, = + x \, $ kJ

         Persamaan termokimia memberikan informasi tentang suatu reaksi mengenai jumlah mol reaktan dan produk serta jumlah energi yang terlibat di dalamnya. Hal yang harus diperhatikan bahwa penulisan koefisien dan fase zat dalam persamaan termokimia akan mempengaruhi perubahan entalpinya ($\Delta$H).

Misalnya
*). $CO(g) + \frac{1}{2} O_2(g) \rightarrow CO_2(g) \, \, \, \Delta$H = -283 kJ (reaksi 1)
*). $2CO(g) + O_2(g) \rightarrow 2CO_2(g) \, \, \, \Delta$H = -566 kJ (reaksi 2)
Pada reaksi 1, merupakan pembakaran 1 mol gas CO dan reaksi 2 merupakan pembakaran 2 mol gas CO dengan $\Delta$H reaksi yang merupakan kelipatan dari nilai koefisiennya. Karena persamaan termokimia merupakan persamaan reaksi yang menunjukkan perubahan entalpi dalam reaksi kimia. Pada penulisan persamaan termokimia disertakan pula jumlah mol zat yang bereaksi dan wujud fisik zat yang terlibat dalam reaksi. Jumlah mol zat ditunjukkan oleh koefisien reaksi dan wujud zat dinyatakan dalam huruf $s$ untuk padatan / solid, $l$ untuk cair / liquid, dan $g$ untuk gas.

Sehingga pada reaksi satu dapat dibaca "1 mol gas karbon monoksida (CO) dengan $\frac{1}{2}$ mol gas oksigen (O$_2$) menghasilkan 1 mol gas karbon dioksida (CO$_2$) disertai dengan pelepasan kalor sebesar 283 kJ". Reaksi berlangsung eksoterm sehingga harga $\Delta$H negatif yaitu -283 kJ. Bagaimana pengaruh fase zat yang berbeda terhadapa harga $\Delta$H? perhatikanlah contoh berikut ini:
*). $CH_4(g)+2O_2(g) \rightarrow CO_2(g)+ 2H_2O(l) \, \, \, \Delta$H = -890,5 kJ (reaksi 1)
*). $CH_4(g)+2O_2(g) \rightarrow CO_2(g)+2H_2O(g) \, \, \, \Delta$H = -802,3 kJ (reaksi 2)
Reaksi pembakaran gas CH$_4$ menghasilkan gas CO$_2$ dan H$_2$O cair (reaksi 1) dan pada reaksi 2 menghasilkan gas CO$_2$ dan uap air. Fase zat yang berbeda akan menghasilkan $\Delta$H yang berbeda pula.

Pada reaksi 1 dibaca "reaksi pembakaran 1 mol gas metana (CH$_4$) dengan 2 mol gas oksigen (O$_2$) menghasilkan 1 mol gas karbon dioksida (CO$_2$) dan cairan air (H$_2$O) disertai dengan pelepasan kalor sebesar 890,5 kJ". Sedaangkan pda reaksi 2 dibaca "reaksi pembakaran 1 mol gas metana (CH$_4$) dengan 2 mol gas oksigen (O$_2$) menghasilkan 1 mol gas karbon dioksida (CO$_2$) dan gas air atau lebih dikenal uap air (H$_2$O) disertai dengan pelepasan kalor sebesar 802,3 kJ".

Pada persamaan termokimia harus dilibatkan fasa zat-zat yang bereaksi sebab perubahan entalpi bergantung pada fasa zat. Selain aturan tersebut, ada beberapa aturan tambahan, yaitu:
a. Jika persamaan termokimia dikalikan dengan faktor tertentu, nilai $\Delta$H juga harus dikalikan dengan faktor tersebut.
Contoh:
Persamaan termokimia untuk sintesis amonia:
$N_2(g) + 3H_2(g) \rightarrow 2NH_3(g) \, \, \, \Delta$H = -91,8 kJ.
Jika jumlah pereaksi dinaikkan dua kali lipat, kalor reaksi yang dihasilkan juga dua kali dari semula.
$2N_2(g) + 6H_2(g) \rightarrow 4NH_3(g) \, \, \, \Delta$H = -184 kJ.

b. Jika persamaan kimia arahnya dibalikkan, nilai $\Delta$H akan berubah tanda.
Contoh:
Sintesis amonia pada contoh di atas dibalikkan menjadi reaksi penguraian amonia. Persamaan termokimianya adalah:
$2NH_3(g) \rightarrow N_2(g) + 3H_2(g) \, \, \, \Delta$H = +91,8 kJ

       Demikian pembahasan materi Persamaan Termokimia . Silahkan juga baca materi lain yang berkaitan dengan Jenis-jenis perubahan entalpi.

Artikel Terkait