Diketahui:

$\Delta H_f^0\ \text{SO}_2=-300\ \text{kJ.mol}^{-1}$

$\Delta H_f^0\ \text{SO}_3=-95\ \text{kJ.mol}^{-1}$

Ditanya:

Berapa kalor yang diperlukan untuk pembentukan setiap gram SO₃?

Dijawab:

Penentuan perubahan entalpi dimulai dengan cara menyetarakan persamaan reaksi terlebih dahulu.

SO₂(g) + $\frac{1}{2}$O₂(g) ⟶ SO₃(g)

Nilai perubahan entalpi dari reaksi di atas menurut Hukum Hess adalah jumlah total perubahan entalpi pembentukan zat-zat hasil (produk) dikurangi dengan jumlah perubahan entalpi pembentukan zat-zat yang bereaksi (reaktan) yang dirumuskan sebagai berikut:

$\Delta H=\sum_{ }^{ }\Delta H_f^0\ \text{produk}-\sum_{ }^{ }\Delta H_f^0\ \text{reaktan}$

$=\Delta H_f^0\ \text{SO}_3-\left(\Delta H_f^0\ \text{SO}_2+\ \left(\frac{1}{2}\times\Delta H_f^0\ \text{}\text{O}_2\right)\right)$

$=-95-\left(-300+\left(\frac{1}{2}\times0\right)\right)$

$=-95-\left(-300+0\right)$

$=-95+300$

$=205\ \text{kJ.mol}^{-1}$

*Perlu diingat bahwa perubahan entalpi pembentukan unsur bebas bernilai 0 kJ/mol, sehingga ∆H_f⁰ O₂ adalah 0 kJ/mol.

Kalor yang diperlukan setiap gram pembentukan SO₃

M_r SO₃ = 80

$n=\frac{\text{Massa}}{M_r}$$\ =\frac{1\ \text{gram}}{80}$$\ =0,0125\ \text{mol}$

Kalor yang diperlukan $=0,0125\ \text{mol}\times205\ \text{kJ.mol}^{-1}=2,56\ \text{kJ}$

Jadi, nilai kalor yang dibutuhkan pada setiap gram pembentukan gas SO₃ adalah 2,56 kJ.

Diketahui:

q = -600 kJ (karena sistem melepas kalor, maka q bertanda negatif)

w = -98 kJ (karena sistem melakukan kerja, maka w bertanda negatif)

Ditanya:

Berapa nilai energi dalam $\left(\Delta E\right)\$dalam proses pembentukan asam sulfat tersebut?

Dijawab:

Energi dalam tidak bisa diukur secara langsung, tetapi dapat diketahui besar perubahan dari suatu proses reaksi yang terjadi. Rumus perubahan energi dalam sebagai berikut.

$\Delta E=q+w\$

$=-600\ \text{kJ}\ +\ (-98)\text{}\ \text{kJ}$

$=-600\ \text{kJ}\ -\ 98\ \text{kJ}$

$=-698\ \text{kJ}$

Jadi, perubahan energi dalam pada reaksi tersebut adalah -698 kJ.

Diketahui:

$2\text{Zn}(s)+\text{O}_2(g)\ ⟶\ 2\text{ZnO}(s)\ \ \Delta H=-696\ \text{kJ}\$

Ditanya:

Berapa nilai perubahan entalpi penguraian standar ZnO?

Dijawab:

Reaksi penguraian adalah kebalikan dari reaksi pembentukan, sehingga nilai perubahan entalpinya sama hanya saja berubah tandanya. Berikut persamaan termokimia penguraian ZnO.

$2\text{ZnO}(s)\ \longrightarrow\ 2\text{Zn}(s)\ +\ \text{O}_2(g)\ \ \Delta H=+\ 696\ \text{kJ}$

Perubahan entalpi penguraian standar adalah perubahan entalpi pada penguraian 1 mol suatu zat menjadi bentuk-bentuk unsurnya. Karena pada persamaan tersebut merupakan penguraian 2 mol ZnO, maka

$\Delta H_d^0\ =\frac{1}{2}\times\left(+696\right)​=+348\ \text{kJ}$

Persamaan termokimianya menjadi

$\text{ZnO}(s)\ \longrightarrow\ \text{Zn}(s)\ +\ \frac{1}{2}\text{O}_2(g)\ \ \Delta H_d^0=+\ 348\ \text{kJ}$

Jadi, perubahan entalpi penguraian standar ZnO adalah +348 kJ.

Diketahui:

Energi ikatan:

• C$-$H = +413 kJ/mol
• C$-$C = +348 kJ/mol
• H$-$Cl = +431 kJ/mol
• H$-$H = +436 kJ/mol

Ditanya:

Berapa nilai energi ikatan rata-rata C$-$Cl?

Dijawab:

Pada penentuan perubahan entalpi reaksi tersebut, maka harus digambar strukturnya terlebih dahulu.

Dalam persamaan kimia pada dasarnya terdapat dua proses, yaitu pemutusan ikatan dan penggabungan ikatan. Dimulai dari pemutusan ikatan antaratom dari senyawa-senyawa di ruas kiri (reaktan), kemudian terjadi penggabungan ikatan kembali antaratom sehingga membentuk susunan baru, yaitu senyawa di ruas kanan (produk). Berdasarkan ulasan tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut.

$\Delta H=\sum_{ }^{ }\text{Energi ikatan zat pereaksi}-\sum_{ }^{ }\text{Energi ikatan zat hasil reaksi}$

$80=\left\{8\left(\text{C−H}\right)+2\left(\text{C−C}\right)+\text{H−Cl}\right\}-\left\{7\left(\text{C−H}\right)+2\left(\text{C−C}\right)+\text{C−Cl}+\text{H−H}\right\}$

$80=\left\{8\left(413\right)+2\left(348\right)+431\right\}-\left\{7\left(413\right)+2\left(348\right)+\text{C−Cl}+436\right\}$

$80=\left\{3.304+696+431\right\}-\left\{2.891+696+\text{C−Cl}+\ 436\right\}$

$80=4.431-\left(4.023+\text{C−Cl}\right)$

$80=408-\text{C−Cl}$

$\text{C−Cl}=408-80$

$\text{C−Cl}=328\ \text{kJ.mol}^{-1}$

Jadi, nilai energi ikatan rata-rata C$-$Cl adalah +328 kJ/mol.

Sistem terisolasi adalah sistem yang tidak ada kemungkinan terjadi perpindahan materi dan kalor antara sistem dan lingkungan.

• Pilihan (1) Larutan NaOH dicampurkan dengan larutan HCl dalam gelas beaker dan dibiarkan terbuka (Salah) 

Persamaan reaksinya yaitu: 

NaOH(aq) + HCl(aq) $\longrightarrow$ NaCl(aq) + H₂O(g) 

Reaksi tersebut merupakan sistem terbuka karena gelas beaker dalam keadaan terbuka, sehingga ada kemungkinan terjadi perpindahan materi (uap air) dan kalor dari sistem ke lingkungan atau sebaliknya. 

• Pilihan (2) Logam aluminium direaksikan dengan larutan HCl pada tabung reaksi terbuka (Salah) 

Persamaan reaksinya yaitu: 

2Al(s) + 6HCl(aq) $\longrightarrow$ 2AlCl₃(aq) + 3H₂(g) 

Reaksi tersebut merupakan sistem terbuka karena tabung reaksi dalam keadaan terbuka, sehingga ada kemungkinan terjadi perpindahan materi (uap hidrogen) dan kalor dari sistem ke lingkungan atau sebaliknya. 

• Pilihan (3) Secangkir teh panas ditutup dengan tutup gelas, setelah 3 jam kemudian teh tersebut berubah menjadi teh dingin (Salah) 

Kondisi tersebut merupakan sistem tertutup karena materi tidak dapat berpindah, tetapi kalor masih dapat berpindah dari sistem ke lingkungan (ditandai dengan teh yang menjadi dingin).

• Pilihan (4) Air panas dalam termos setelah berjam-jam akan tetap panas (Benar) 

Kondisi tersebut merupakan sistem terisolasi karena materi (air) dan kalor dalam termos tidak dapat berpindah dari sistem ke lingkungan atau sebaliknya.

• Pilihan (5) Air kapur tohor (CaO) yang tidak berwarna ketika dialiri gas karbon dioksida (CO₂) dalam tabung reaksi tertutup akan berubah menjadi larutan berwarna putih (Salah) 

Reaksi tersebut merupakan sistem tertutup karena materi tidak dapat berpindah, tetapi kalor masih dapat berpindah dari sistem ke lingkungan atau sebaliknya melalui tabung reaksi.

Jadi, pernyataan yang benar tentang sistem terisolasi adalah pilihan jawaban nomor (4).

Energi dalam adalah energi yang disimpan dalam sistem dan digunakan untuk gerakan atom-atom atau molekul-molekul, serta mengatur interaksi antarmolekul tersebut.

Pernyataan yang benar tentang energi dalam adalah sebagai berikut.

• Energi dalam tidak dapat diukur, tetapi dapat diketahui besar perubahan dari suatu proses reaksi yang terjadi
• Energi dalam merupakan fungsi keadaan 
• Perubahan energi dalam hanya bergantung pada keadaan awal dan akhir 
• Perubahan energi dalam merupakan penjumlahan dari perpindahan kalor dan kerja. 

Jadi, pernyataan yang tidak benar tentang energi dalam, yaitu energi dalam adalah energi yang digunakan untuk bereaksi.

Diketahui:

Reaksi pembentukan 1 mol etena yaitu: 

$2\text{C}(s)+\text{2H}_2(g)\ ⟶\ \text{C}_2\text{H}_4(g)\ \ \Delta H=+225\ \text{kJ}$

Ditanya:

Berapa nilai perubahan entalpi penguraian 2 mol etena?

Dijawab:

Reaksi penguraian merupakan kebalikan dari reaksi pembentukan, sehingga tanda dari nilai perubahan entalpinya berubah. Berikut persamaan termokimia dari penguraian 1 mol etena.

$\text{C}_2\text{H}_4(g)\ \longrightarrow\ 2\text{C}(s)+2\text{H}_2(l)\ \ \Delta H=-225\ \text{kJ}$

Persamaan termokimia di atas merupakan reaksi penguraian 1 mol etena. Jika diuraikan 2 mol gas etena maka entalpinya menjadi

$\Delta H=2\times\left(-225\ \text{kJ}\right)=-450\ \text{kJ}$

Persamaan termokimianya menjadi

$2\text{C}_2\text{H}_4(g)\ \longrightarrow\ 4\text{C}(s)+4\text{H}_2(l)\ \ \Delta H=-450\ \text{kJ}$

Jadi, perubahan entalpi penguraian 2 mol etena adalah -450 kJ.

Diketahui:

∆T = 5 ⁰C = 5 K

Kapasitas kalor kalorimeter (C) = 958 J/K

Kalor jenis (c) = 4,2 J/gram.K

Massa air = 1.000 gram

Massa propana = 2,8 gram

Ar: C = 12, H = 1, O = 16

Ditanya:

Entalpi pembakaran propana?

Dijawab:

Kalor yang dilepas selama reaksi sama dengan kalor yang diserap oleh air dalam kalorimeter dan oleh kalorimeter, maka dapat dirumuskan sebagai berikut:

• Menghitung kalor total

$q_{\text{sistem}}=m\times c\times\Delta T$

$=1.000\ \text{gram}\times4,2\ \text{J.gram}^{-1}.\text{K}^{-1}\times5\ \text{K}$

$=21.000\ \text{J}$

$q_{\text{kalorimeter}}=C\times\Delta T$

$=958\ \text{J}.\text{K}^{-1}\times5\ \text{K}$

$=4.790\ \text{J}$

$q_{\text{total}}=q_{\text{sistem}}+q_{\text{kalorimeter}}$

$=21.000\ \text{J}+4.790\ \text{J}$

$=25.790\ \text{J}$

$=25,79\ \text{kJ}$

• Menghitung mol propana yang dibakar

Jumlah propana yang dibakar adalah 2,8 gram, maka jumlah mol-nya adalah

$\text{mol}=\frac{\text{Massa}}{M_r}$

$=\frac{2,8\ \text{gram}}{56}$

$=0,05\ \text{mol}$

• Menghitung kalor pembakaran dalam kJ/mol

$q=\frac{25,79\ \text{kJ}}{0,05\ \text{mol}}=515,8\ \text{kJ.mol}^{-1}$

• Menghitung entalpi pembakaran

$\Delta H=-q=-515,8\ \text{kJ}.\text{mol}^{-1}$

Jadi, nilai perubahan entalpi pembakaran propana adalah -515,8 kJ/mol.

Diketahui:

$\Delta H_f^0\$ CaCO₃ = -1.206,9 kJ/mol

$\Delta H_f^0\$ HCl = -92,3 kJ/mol

$\Delta H\text{}_f^0\$ CaCl₂ = -795,42 kJ/mol

$\Delta H\text{}_f^0\$ H₂O = -241,5 kJ/mol

$\Delta H\text{}_f^0\$ CO₂ = -393,5 kJ/mol

Ditanya:

Berapa nilai perubahan entalpi reaksi tersebut?

Dijawab:

Penentuan perubahan entalpi dimulai dengan cara menyetarakan persamaan reaksi terlebih dahulu yaitu:

CaCO₃(s) + 2HCl(aq) $\longrightarrow$ CaCl₂(aq) + H₂O(l) + CO₂(g)

Nilai perubahan entalpi dari reaksi di atas menurut Hukum Hess adalah jumlah total perubahan entalpi pembentukan zat-zat hasil (produk) dikurangi dengan jumlah perubahan entalpi pembentukan zat-zat yang bereaksi (reaktan) yang dirumuskan sebagai berikut:

$\Delta H=\sum_{ }^{ }\Delta H_f^0\ \text{produk}-\sum_{ }^{ }\Delta H_f^0\ \text{reaktan}$

$=\left[\Delta H_f^0\ \text{CaCl}_2+\Delta H_f^0\ \text{H}_2\text{O}+\Delta H_f^0\ \text{CO}_2\right]-\left[\Delta H_f^0\ \text{CaCO}_3+2\left(\Delta H_f^0\ \text{HCl}\right)\right]\$

$=\left[\left(-795,42\right)+\left(-241,5\right)+\left(-393,5\right)\right]-\left[\left(-1.206,9\right)+2\left(-92,3\right)\right]$

$=\left(-1.430,42\right)-\left(-1.206,9-184,6\right)$

$=-1.430,42+1.391,5$

$=-38,92\ \text{kJ.mol}^{-1}$

Jadi, nilai perubahan entalpi reaksi tersebut adalah -38,92 kJ/mol.

Diketahui penguraian 1 mol gas amonia memerlukan 52,4 kJ/mol.

Maka pernyataan yang tepat adalah sebagai berikut.

(1) Penguraian 1 mol gas amonia memerlukan 52,4 kJ/mol, artinya sistem menyerap kalor dari lingkungan. Kesimpulannya, reaksi berlangsung secara endoterm.

(4) Karena sistem menyerap kalor, entalpi produknya akan lebih tinggi sehingga $\Delta H$ akan bernilai positif. Persamaan termokimia yang tepat adalah

$\text{NH}_3\left(g\right)\ \longrightarrow\ \frac{1}{2}\text{N}_2\left(g\right)+\frac{3}{2}\text{H}_2\left(g\right)\ \ \Delta H=+52,4\ \text{kJ.mol}^{-1}$

(5) Reaksi pembentukan adalah kebalikan dari reaksi penguraian.

$\frac{1}{2}\text{N}_2\left(g\right)\ +\ \frac{3}{2}\text{H}_2\left(g\right)\longrightarrow\text{NH}_3\left(g\right)\ \ \Delta H\ =\ -52,4\ \text{kJ.mol}^{-1}\ \$

Oleh karena itu, nilai perubahan entalpi pembentukan sama dengan entalpi penguraian, hanya saja tandanya berubah. Nilai perubahan entalpi pembentukan menjadi -52,4 kJ/mol.

Jadi, pernyataan yang benar jika penguraian 1 mol amonia memerlukan kalor sebesar 52,4 kJ adalah no 1, 4, dan 5.