Diketahui:

Volume Mg(OH)₂ = 100 cm³ = 100 ml = 0,1 L

Volume HNO₃ = 100 cm³ = 100 ml = 0,1 L

Konsentrasi Mg(OH)₂ = 0,2 M

Konsentrasi HNO₃ = 0,2 M

Kalor jenis (c) = 4,18 J/gram.⁰K

Massa jenis = 1 gr/ml, maka

• Massa Mg(OH)₂ = 100 gram
• Massa HNO₃ = 100 gram

T₁ = 25 ⁰C = 25 + 273 = 298 K

T₂ = 35 ⁰C = 35 + 273 = 308 K

Ditanya:

Berapa nilai perubahan entalpi reaksi penetralan tersebut ?

Dijawab:

Kalor yang dilepas selama reaksi sama dengan kalor yang diserap oleh air dalam kalorimeter, maka

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

Karena kalorimeter diabaikan maka:

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

• Menghitung massa larutan

$\text{Massa larutan}=\text{Massa}\ \text{Mg(OH)}_2+\ \text{Massa}\ \text{HNO}_3$

$=100\ \text{gram}+100\ \text{gram}$

$=200\ \text{gram}$

• Menghitung perubahan suhu

$\Delta T=T_2-T_1$

$=308\text{ K}-298\ \text{K}$

$=10\ \text{K}\$

• Menghitung kalor sistem

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

$=200\ \text{gram}\times4,2\ \text{J.gram}^{-1}\ \text{K}^{-1}\times10\ \text{K}$

$=8.400\ \text{J}$

$=8,4\ \text{kJ}$

• Menghitung mol larutan

mol larutan Mg(OH)₂ = mol larutan HNO₃ = Volume $\times$ Molaritas = 0,1 L $\times$ 0,2 L/mol = 0,02 mol

Entalpi reaksi penetralan didefinisikan sebagai energi yang dikeluarkan selama pembentukan satu mol air.

2HNO₃ + Mg(OH)₂ $\longrightarrow$ Mg(NO₃)₂ + 2H₂O

 0,02    0,02           -         -
-0,02   -0,01         +0,01     +0,02

Jumlah mol H₂O yang terbentuk adalah 0,02 mol.

Jika pada pembentukan 0,02 mol H₂O, perubahan kalornya sebesar 8,4 kJ, maka untuk setiap pembentukan 1 mol H₂O adalah

$\Delta H=-\frac{q}{\text{mol}}$

$=-\frac{8,4\ \text{kJ}}{0,02\ \text{mol}}$

$=-420\ \text{kJ.mol}^{-1}$

Jadi perubahan entalpi reaksi penetralan tersebut adalah -420 kJ/mol.

Reaksi endoterm adalah reaksi yang terjadi karena adanya perpindahan kalor dari lingkungan ke sistem. Hal ini disebabkan suhu di dalam gelas beaker atau suhu sistem mengalami penurunan.

Jadi, gambar yang menunjukkan reaksi endoterm adalah gambar (1) dan (2).

Diketahui:

$2\text{CuCl}\left(s\right)\longrightarrow2\text{Cu}\left(s\right)+\text{Cl}_2\left(g\right)\ \ \Delta H=+274,4\ \text{kJ.mol}^{-1}$

$2\text{CuCl}\left(s\right)+\text{Cl}_2\left(g\right)\longrightarrow2\text{CuCl}_2\left(s\right)\ \ \Delta H=-165,8\ \text{kJ.mol}^{-1}$

Massa CuCl₂ = 27,0 gram

A_r: Cu = 64, Cl = 35,5

Ditanya:

Berapa nilai perubahan entalpi untuk reaksi pembentukan 27,0 gram CuCl₂?

Dijawab:

• Menulis persamaan reaksi yang ditanyakan pada soal dan menyetarakan

Reaksi pembentukan CuCl₂

$\text{Cu}\left(s\right)+\text{Cl}_2\left(g\right)\longrightarrow\text{CuCl}_2\left(s\right)$

• Pembentukan persamaan termokimia pada soal dari persamaan termokimia yang diketahui

a. Logam Cu pada soal sebagai reaktan dengan koefisien 1, sedangkan pada persamaan termokimia yang diketahui sebagai produk dengan koefisien 2. Oleh karena itu, reaksi dibalik dan koefisien dibagi 2, sehingga nilai $\Delta H$ akan berganti tanda dan dibagi 2 juga.

$\text{Cu}\left(s\right)+\frac{1}{2}\text{Cl}_2\left(g\right)\longrightarrow\text{CuCl}\left(s\right)\ \ \ \ \Delta H=-137,2\ \text{kJ.mol}^{-1}$

b. Senyawa CuCl₂ pada soal sebagai produk dengan koefisien 1, sedangkan pada persamaan termokimia yang diketahui sebagai produk dengan koefisien 2. Oleh karena itu, reaksinya tetap dan koefisien dibagi 2, sehingga nilai $\Delta H$ juga dibagi 2.

$\text{CuCl}\left(s\right)+\frac{1}{2}\text{Cl}_2\left(g\right)\longrightarrow\text{CuCl}_2\left(s\right)\ \ \ \ \Delta H=-82,9\ \text{kJ.mol}^{-1}$

• Menjumlahkan reaksi

• Menentukan mol

M_r CuCl = 135

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

$=\frac{27,0}{135}$

$=0,2\ \text{mol}$

• Menghitung perubahan entalpi

$\Delta H=\text{mol}\times\left(-220,1\ \text{kJ.mol}^{-1}\right)$

$=0,2\ \text{mol}\times\left(-220,1\ \text{kJ.mol}^{-1}\right)$

$=-44,02\ \text{kJ}$

Jadi, perubahan entalpi untuk reaksi pembentukan 27,0 gram CuCl₂ adalah -44,02 kJ.

Berdasarkan diagram, dapat ditulis persamaan termokimianya sebagai berikut.

N₂O₄(g) $\longrightarrow$ 2NO₂(g) $\Delta H=+58\ \text{kJ}$

Reaksi di atas merupakan reaksi penguraian 1 mol N₂O₄ menjadi NO₂ yang membutuhkan energi sebesar 58 kJ. Reaksinya berlangsung secara endoterm, yang ditandai dengan $\Delta H$ bernilai positif, di mana sistem menyerap kalor atau energi dari lingkungan. Pada reaksi endoterm, entalpi produk akan lebih besar daripada entalpi reaktan.

Jadi, reaksi atau perubahan energi yang terjadi adalah reaksi berlangsung secara endoterm.

Berikut adalah persamaan termokimianya: 

Zn(s) + 2HCl(l) $\longrightarrow$ ZnCl₂(aq) + H₂(g) 

Dihasilkan gelembung menandakan bahwa dalam reaksi menghasilkan gas hidrogen (H₂). Dasar gelas beaker terasa panas menandakan bahwa reaksi tersebut adalah reaksi eksoterm. Gelas beaker merupakan lingkungan, sedangkan Zn dan HCl merupakan sistem. Jadi, ketika dasar gelas beaker terasa panas menandakan bahwa suhu lingkungan meningkat akibat adanya perpindahan kalor dari sistem ke lingkungan. Pada reaksi eksoterm, entalpi produk akan lebih kecil daripada entalpi reaktan sehingga $\Delta H$ bernilai negatif.

Jadi, reaksi di atas merupakan reaksi eksoterm, terjadi perpindahan energi dari sistem ke lingkungan.

Diketahui:

$\Delta H\text{}_f^0\ \text{NaHCO}_3=95\ \text{kJ.mol}^{-1}\ \$

$\Delta H_f^0\ \text{CO}_2=75\ \text{kJ.mol}^{-1}$

$\Delta H_f^0\ \text{H}_2\text{O}=80\ \text{kJ.mol}^{-1}$

$\Delta H=85\ \text{kJ.mol}^{-1}$

Ditanya:

Berapa nilai perubahan entalpi pembentukan Na₂CO₃?

Dijawab:

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

2NaHCO₃(s) $\longrightarrow$ Na₂CO₃(s) + 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}\$

$85=\left(\Delta H_f^0\ \text{Na}_2\text{CO}_3+\Delta H_f^0\ \text{H}_2\text{O}+\Delta H_f^0\ \text{CO}_2\right)-\left(2\times\Delta H_f^0\ \text{NaHCO}_3\right)$

$85=\left(\Delta H_f^0\ \text{Na}_2\text{CO}_3+80+75\right)-\left(2\times95\right)$

$85=\Delta H_f^0\ \text{Na}_2\text{CO}_3+155-190$

$85=\Delta H_f^0\ \text{Na}_2\text{CO}_3-35$

$\Delta H_f^0\ \text{Na}_2\text{CO}_3=85+35$

$\Delta H_f^0\ \text{Na}_2\text{CO}_3=120\ \text{kJ.mol}^{-1}$

Jadi, nilai perubahan entalpi pembentukan Na₂CO₃ adalah 120 kJ/mol.

Diketahui:

Massa CaCO₃ = 20 gram

Massa air = 1.200 gram

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

∆H = -125 kJ/mol (membebaskan kalor)

Ditanya:

Berapa nilai perubahan suhu yang terjadi pada kalorimeter tersebut?

Dijawab:

• Menghitung mol CaCO₃

M_r CaCO₃ = 100

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

$=\frac{20\ \text{gram}}{100}$

$=0,2\ \text{mol}$

• Menghitung kalor sistem

$\Delta H=\frac{-q}{\text{mol}}$

$-125\ \text{kJ.mol}^{-1}=\frac{-q}{\text{0,2 mol}}$

$125\ \text{kJ.mol}^{-1}\times0,2\ \text{mol}=q$

$q=25\ \text{kJ}$

$q=25.000\ \text{J}$

• Mencari perubahan suhu sistem

Pada percobaan tersebut kalor kalorimeter diabaikan, sehingga kalor reaksi sama dengan kalor sistem.

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

$25.000\ \text{J}=1.200\ \text{gram}\times4,2\ \text{J.gram}\text{}^{-1}.\text{K}^{-1}\times\Delta\text{}T\$

$25.000\ \text{J}=5.040\ \text{}\text{J}.\text{K}^{-1}\times\Delta\text{}T$

$\Delta T=\frac{25.000\ \text{J}}{5.040\ \text{J.K}^{-1}}$

$\Delta T=4,96\ \text{K}$

Perubahan suhu dalam Kelvin sama dengan perubahan suhu dalam Celcius.

Jadi, nilai perubahan suhu pada kalorimeter bom tersebut adalah sebesar 4,96 ⁰C.

Diketahui:

2C₃H₈(g) + 10O₂(g) $\longrightarrow$ 6CO₂(g) + 8H₂O(l) ∆H = -2.245 kJ

Ditanya:

Berapa nilai perubahan entalpi pembakaran standar gas propana ?

Dijawab:

Perubahan entalpi pembakaran standar adalah perubahan entalpi yang diperlukan atau dilepaskan pada pembakaran sempurna 1 mol zat pada keadaan standar (25 ⁰C dan 1 atm). 

Persamaan reaksi pada soal merupakan persamaan termokimia pembakaran 2 mol gas propana, sehingga belum dikatakan entalpi pembakaran standar. Maka untuk mendapatkan perubahan entalpi pembakaran standar, dilakukan perhitungan

$\Delta H=\frac{1}{2}\times\left(-2.245\ \text{kJ}\right)=-1.122,5\ \text{kJ}$

Persamaan termokimia pembakaran 1 mol propana.

$\text{C}_3\text{H}_8(g)+5\text{O}_2(g)\ ⟶\ 3\text{CO}_2(g)+4\text{H}_2\text{O}(l)\ \ \Delta H=-\ 1.122,5\ \text{kJ}$

Jadi, perubahan entalpi standar pembakaran (∆H_c⁰) gas propana adalah -1.122,5 kJ.

Diketahui:

$\text{S}\left(s\right)+\frac{3}{2}\text{O}_2\left(g\right)\longrightarrow\text{SO}_2\left(g\right)+\frac{1}{2}\text{O}_2\left(g\right)\ \ \Delta H_2=-298\ \text{kJ}$

$\text{SO}_2\left(g\right)+\frac{1}{2}\text{O}_2\left(g\right)\longrightarrow\text{SO}_3\left(g\right)\ \ \Delta H_1=-100\ \text{kJ}$

Ditanya:

Berapa nilai $\Delta H_3$ ?

Dijawab:

Hukum Hess adalah perubahan entalpi reaksi yang hanya bergantung pada keadaan awal dan akhir suatu reaksi dan tidak tergantung bagaimana jalannya reaksi. Hubungan perubahan entalpinya sebagai berikut.

$\Delta H_3=\Delta\text{}H_1+\Delta H_2$

$\Delta H_3=\left(-100\right)\ \text{kJ}+\left(-298\right)\ \text{kJ}$

$\Delta H_3=-398\ \text{kJ}$

Jadi nilai $\Delta H_3$ adalah -398 kJ.

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.