Pengertian Entalpi, Jenis, dan Rumusnya Dalam Ilmu Kimia

Pengertian Entalpi – Dalam pembelajaran ilmu kimia kita akan mengenal materi tentang termodinamika kimia yang membahas mengenai perubahan energi panas menjadi bentuk energi lain. Dalam pembelajaran ilmu tersebut kita juga akan mengenal mengenai rumus entalpi yang merupakan sub cabang pembelajaran dari termodinamika yang membahas mengenai jumlah energi, volume, dan tekanan panas dari suatu zat.

Untuk itu bagi sobat grameds yang ingin mengetahui dan mempelajari lebih lanjut mengenai pengertian entalpi agar lebih memahaminya dengan baik rumus dan penerapannya dalam pelajaran kimia maka pada pembahasan kali ini kami akan merangkum berbagai informasi terkait rumus entalpi.

Selanjutnya pembahasan mengenai pengertian entalpi dapat disimak di bawah ini!

Daftar Isi

Definisi Entalpi

Termodinamika adalah cabang fisika yang berhubungan dengan konversi energi panas menjadi bentuk energi lain. Hukum pertama termodinamika dan hukum kedua termodinamika menjadi bahan acuan ketika membahas perubahan energi. Pengukuran dalam termodinamika tidak dinyatakan dalam besaran mikroskopis tetapi dalam besaran makroskopis Termodinamika berhubungan dengan hubungan antara energi, panas, kerja, entropi dan spontanitas proses yang disampaikan.

Termodinamika terkait erat dengan mekanika statistik, sehingga menyimpulkan hubungan termodinamika. Asal kata termodinamika berasal dari dua kata Yunani, yaitu thermos yang berarti panas dan dinamis yang berarti perubahan. Penemuan konsep termodinamika berawal dari upaya para ilmuwan pada abad ke-19 M untuk menciptakan mesin yang mampu menghasilkan perubahan energi.

Tujuan konversi energi ini mula-mula untuk memudahkan kerja dengan cara mengubah energi menjadi kerja dengan perubahan energi maksimum. Mesin pertama yang diciptakan oleh para ilmuwan mampu mengubah energi gerak menjadi energi potensial. Prinsip kerjanya didasarkan pada peristiwa tabrakan. Ada upaya para ilmuwan yang pada akhir abad ke-20 berhasil mengembangkan teori-teori yang berkaitan dengan termodinamika. Teori termodinamika berlaku untuk keadaan panas atau sistem dalam kesetimbangan di awal atau di akhir.

Setelah abad ke-19 M, perkembangan teori termodinamika bergeser ke fisika kuantum dan transisi fase. Secara fenomenologis, pengembangan teori termodinamika ditujukan pada sistem makroskopis. Dalam fisika, rumus termodinamika menjadi aksioma yang mencakup tiga hukum termodinamika. Konsep kunci yang mendasari ketiga hukum termodinamika adalah energi dan entropi.

Termokimia atau termodinamika kimia adalah cabang kimia yang mempelajari energi yang menyertai perubahan fisika atau reaksi kimia. Tujuan utama termokimia adalah menetapkan kriteria untuk menentukan probabilitas atau spontanitas transformasi yang diperlukan. Dengan cara ini, termokimia digunakan untuk memprediksi perubahan energi yang terjadi dalam reaksi kimia, perubahan fasa, dan pembentukan larutan. Sebagian besar sifat dalam termokimia berevolusi dari penerapan Hukum Pertama Termodinamika, hukum “kekekalan” energi, ke fungsi energi dalam, entalpi, entropi, dan energi bebas Gibbs.

Entalpi adalah hukum termodinamika yang menyatakan jumlah energi internal, volume, dan tekanan termal suatu zat. Satuan SI untuk entalpi adalah joule, tetapi satuan Inggris untuk panas dan kalori juga digunakan. Tidak mungkin mengukur entalpi total (H) secara langsung. Seperti dalam mekanika klasik, hanya perubahan yang dapat dievaluasi. Entalpi merupakan potensial termodinamika, sehingga untuk mengukur entalpi suatu sistem terlebih dahulu kita harus menentukan titik acuan, kemudian kita dapat mengukur perubahan entalpi ΔH. . Perubahan ΔH positif untuk reaksi endoterm dan negatif untuk reaksi eksoterm.

Untuk proses pada tekanan konstan, ΔH sama dengan perubahan energi dalam sistem ditambah kerja yang dilakukan oleh sistem ke lingkungan. Jadi perubahan entalpi dalam kondisi ini adalah panas yang diserap atau dilepaskan oleh reaksi kimia atau perpindahan panas eksternal.

Entalpi gas ideal, padatan dan cairan tidak bergantung pada tekanan. Benda nyata pada suhu dan tekanan ruangan seringkali kurang lebih mematuhi sifat ini, yang menyederhanakan perhitungan entalpi.

Rumus Entalpi

Entalpi adalah jumlah energi yang dimiliki oleh sistem (U) dan usaha (PV), sehingga dapat dituliskan H = U + PV. Sedangkan perubahan entalpi adalah kalor reaksi dari reaksi pada tekanan tetap. Untuk menghitung entalpi, itu harus diukur pada suhu dan tekanan tertentu.

Menurut ahli kimia, suhu 25°C dan tekanan 1 atm adalah ukuran entalpi yang baik. Perubahan entalpi yang diukur dengan pengukuran standar akan disebut perubahan entalpi standar. Satuannya adalah kilojoule (kJ) dalam sistem internasional (SI). Penulisan besaran entalpi reaksi pada persamaan reaksi dilakukan dengan menuliskan lambang perubahan entalpi (⧋H) setelah persamaan reaksi.

Dijelaskan juga bahwa entalpi adalah jumlah energi yang dimiliki sistem dilambangkan dengan U dan kerja dilambangkan dengan PV sehingga rumus perubahan entalpi dapat ditulis sebagai H = U + PV .

Sedangkan perubahan entalpi adalah kalor reaksi dari reaksi pada tekanan tetap. Untuk menghitung entalpi, itu harus diukur pada suhu dan tekanan tertentu. Menurut ahli kimia, suhu 25°C dan tekanan 1 atm adalah ukuran entalpi yang baik.

Perubahan entalpi yang diukur dengan pengukuran standar akan disebut perubahan entalpi standar. Satuannya adalah kilojoule (kJ) dalam sistem internasional (SI). Penulisan besaran entalpi reaksi pada persamaan reaksi dilakukan dengan menuliskan lambang perubahan entalpi (⧋H) setelah persamaan reaksi. Misalnya:

A(s) + B(aq) → C(aq) H = + x kJ

Jenis-Jenis Entalpi

Pada saat merekam data termokimia, perubahan entalpi suatu reaksi pada kondisi standar (25∘C, 1 atm) dilambangkan dengan simbol H∘ dengan satuan kJ/mol dan bergantung pada jenis reaksinya. diturunkan menjadi beberapa rumus entalpi dan sebagai contoh sebagai berikut:

1. Entalpi pembentukan

Entalpi pembentukan standar di mana suatu senyawa mewakili jumlah panas yang diperlukan atau dilepaskan untuk pembentukan 1 mol senyawa dari unsur stabil keadaan standar (STP).

Entalpi pembentukan adalah perubahan jumlah kalor pembentukan per 1 mol suatu senyawa dari unsur-unsurnya pada kondisi normal. Nilai normal standar ditentukan pada suhu 298 oK dan tekanan 100 kPa. Dalam unsur bebas, entalpi pembentukan standar adalah nol. Entalpi pembentukan dalam kondisi standar dilambangkan Δ𝐻𝑓𝑜. Kombinasi entalpi membentuk unsur atau senyawa yang dapat digunakan untuk menghitung perubahan entalpi dalam suatu reaksi kimia. Persamaan yang digunakan untuk menentukan perubahan entalpi suatu reaksi adalah: Δ𝐻𝑜(reaksi) = ΣΔ𝐻𝑓𝑜(produk) – ΣΔ𝐻𝑓𝑜(reaktan).

Perubahan entalpi standar untuk membentuk 1 mol zat langsung dari unsur-unsurnya dalam keadaan standar (298 K, 1 atm). Sebagai contoh, entalpi pembentukan air standar adalah −285 kJ/mol, sehingga persamaan termokimia menjadi:

H2(g)+12O2→H2O(l) ΔH=−285 kJ

Hal yang perlu diperhatikan adalah

Mempertimbangkan bentuk elemen dalam kondisi standar, pilihlah alotrop yang paling stabil. Misalnya, grafit adalah alotrop paling stabil untuk karbon
Secara umum, entalpi pembentukan suatu senyawa adalah negatif (eksotermik), yang menunjukkan bahwa senyawa tersebut lebih stabil daripada unsur-unsurnya.
Elemen pembentuk entalpi dalam bentuk standarnya diatur ke angka nol

2. Entalpi atomisasi

Dalam konsep ini disebut atomisasi unsur, yaitu perubahan entalpi jika 1 mol gas terdiri dari unsur-unsur berupa materi dalam kondisi standar. Reaksi atomisasi akan memiliki ⧋H positif (endotermik). Memang, reaksi membutuhkan energi untuk memisahkan atom.

Entalpi atomisasi adalah energi yang dibutuhkan untuk menghasilkan 1 mol atom gas dalam suatu unsur. Nilai entalpi atomisasi ditentukan saat suatu elemen berada pada suhu kamar dalam fase normalnya. Entalpi teratomisasi digunakan untuk mengukur pembentukan senyawa logam dengan memutus ikatan logam.

Perubahan entalpi atomisasi 1 mol zat menjadi unsur-unsurnya dalam keadaan standar (298 K, 1 atm). Entalpi atomisasi standar berlawanan dengan reaksi pembentukan, sehingga nilainya sama dengan entalpi pembentukan tetapi berlawanan tanda.

Contoh entalpi dekomposisi standar dapat dilihat dari reaksi pembentukan di atas, sehingga entalpi dekomposisi standar adalah:

H2O(l)→H2(g)+12O2(g)ΔH=+285 kJ

3. Entalpi pembakaran

Entalpi pembakaran standar di mana suatu senyawa mewakili jumlah panas yang dibutuhkan atau dilepaskan untuk pembakaran 1 mol senyawa dari unsur stabilnya dalam kondisi standar (STP).

Entalpi pembakaran adalah perbedaan antara entalpi produk dalam kondisi tertentu dan entalpi reaktan dalam keadaan yang sama. Perhitungan entalpi pembakaran dilakukan untuk pembakaran sempurna. Besarnya perubahan entalpi yang dihasilkan dalam suatu reaksi kimia disebut kalor reaksi. Perhitungan panas reaksi dapat dihitung berdasarkan selisih antara panas pembentukan antara produk dan reaktan.

Perubahan entalpi pada pembakaran sempurna 1 mol zat, diukur dalam kondisi standar.

Pembakaran dikatakan sempurna jika :

Karbon (C) berubah menjadi CO2
Hidrogen (H) terbakar menjadi H2O
Belerang (S) terbakar menjadi SO2

Contoh Soal Pembahasan Entalpi

1. Soal 1

Penentuan entalpi pembakaran arang dalam karbon dioksida dan uap.

Tanggapan:

Reaksi pembakaran batubara dapat ditulis sebagai berikut.

C(s) + O2(g) → CO(g)

Tidak semua perubahan yang terjadi pada entalpi dapat ditentukan dengan melakukan percobaan. Misalnya pada reaksi pembakaran karbon (grafit) berubah menjadi karbon monoksida. Perubahan entalpi untuk reaksi yang membakar karbon menjadi CO murni cenderung lebih sulit dilakukan karena CO bersifat mudah terbakar. Dan jika kita mereaksikan karbon dengan oksigen berlebih, CO akan langsung terbakar dan berubah menjadi CO2. Selama ini, dalam jumlah oksigen yang terbatas, campuran CO dan CO2 akan terbentuk.

Namun, perubahan entalpi yang terjadi selama pembentukan CO dapat ditentukan berdasarkan perubahan entalpi reaksi yang mudah terjadi. Reaksinya lebih mudah daripada membakar karbon dan mengubahnya menjadi karbon dioksida dan membakar karbon monoksida mengubahnya menjadi karbon dioksida.

Nilai entalpi reaksi ini tidak diketahui. Nilai entalpi reaksi pembakaran batubara dapat ditentukan dengan menggunakan reaksi dengan nilai entalpi yang diketahui. Kita tahu bahwa entalpi pembentukan CO2 = –393,5 kJ mol-1 dan entalpi pembakaran CO = –283 kJ mol-1.

Berdasarkan kedua data entalpi tersebut, dengan menggunakan hukum Hess, entalpi pembakaran karbon yang diubah menjadi karbon monoksida dapat dihitung sebagai berikut.

Persamaan termokimia mengarah pada pembentukan karbon dioksida (CO2)

(1) C(s) + O2(g) → CO2(g) = -393,5 kJ/mol

Persamaan termokimia yang mengarah pada pembakaran karbon monoksida (CO)

(2) CO(g) + 1/2 O2(g) → CO2(g) AH = -283 kJ/mol

Untuk mendapatkan persamaan reaksi yang membakar karbon menjadi karbon monoksida, reaksi (2) dapat dibalik dan kemudian dapat ditambahkan dengan reaksi (6).

Menghapus dua zat yang sama di kedua sisi, kita mendapatkan persamaan reaksi berikut:

C(s) + O2 (g) → CO(g) ∆H = -110.5kJ

Berdasarkan penjumlahan kedua tahap reaksi tersebut, perubahan entalpi hasil pembakaran karbon yang diubah menjadi karbon monoksida dapat ditentukan dengan cara yang cenderung lebih mudah, yaitu dengan menjumlahkan perubahan entalpi kedua fase reaksi tersebut. . kejadian. Penentuan besarnya perubahan entalpi dengan cara ini ditemukan oleh seorang ahli kimia Rusia yaitu G.H. Hesse (1840). Melalui serangkaian eksperimen yang dilakukannya, Hess menyatakan bahwa perubahan entalpi hanya bergantung pada keadaan awal dan akhir reaksi, dan bukan pada jalannya reaksi.

Jadi, jika reaksi kimia berlangsung dalam beberapa tahap reaksi, perubahan entalpi ditentukan dengan menambahkan perubahan entalpi ke setiap tahap. Pernyataan Hess ini kemudian dikenal dengan Hukum Hess (atau lebih dikenal dengan Hukum Komplemen Panas). Menerapkan hukum Hess kita dapat dengan mudah menentukan perubahan entalpi untuk reaksi yang sulit ditentukan saat melakukan percobaan.

Persamaan termokimia disiapkan sedemikian rupa sehingga hasil total reaksi dengan perubahan entalpi ditentukan. Biasanya, beberapa persamaan harus dikalikan dengan koefisien yang sesuai untuk mendapatkan persamaan termokimia yang diperlukan.

Metode perhitungan ini mengikuti hukum Hess yang menyatakan bahwa entalpi suatu reaksi yang diserap atau dilepaskan oleh suatu reaksi tidak bergantung pada jalannya reaksi. Beberapa prinsip menghitung persamaan termokimia menurut hukum Hess yang perlu diperhatikan adalah :

Jika perlu membalikkan persamaan reaksi, ubah tanda ∆H. Misalnya,

Reaksi:

H2(g) + O2(g) → H2O2(l) ∆H = –187,8 kJ

Di belakang:

H2O2(l) → H2(g) + O2(g) ∆H = +187,8 kJ

Jika dalam reaksi adisi suatu zat muncul di kedua sisi persamaan dengan fase yang sama, zat tersebut dapat dihilangkan. Contohnya adalah:

H2(g) + O2(g) → H2O(g) ∆H = +241,80 kJ

H2O(l) → H2(g) + O2(g) ∆H = –285,85 kJ

H2O(l) → H2O(g) ∆H = –44,05 kJ

Perhitungan ∆H Reaksi juga dapat dibuat dari data dasar panas standar reaksi pembentukan (∆Hf°). Panas pembentukan standar adalah panas pembentukan senyawa berdasarkan unsur-unsurnya. Perhatikan persamaan reaksi kesetimbangan umum di bawah ini. aA + bB → cC + dD

∆Hreaksi = (c × C + d × D) – (a × A + b × B)

= ∆H°f produk – ∆H°f reaktan

Jadi, secara umum reaksi ∆H dapat ditentukan dengan rumus:

∆H reaksi = H°f produk – ∆H°f reaktan

Informasi :

∆H°f menghasilkan: adalah total entalpi pembentukan standar berdasarkan produk zat.
∆H°f reaksi: adalah entalpi total pembentukan standar berdasarkan reaktan.

Kesimpulan

Sekian pembahasan singkat mengenai apa itu pengertian entalpi dan penjelasan mengenai rumusnya . Tidak hanya mengetahui pengertian entalpi dalam ilmu kimia saja namun juga membahas mengenai jenis, rumus, dan contoh soal dari pembahasan entalpi itu sendiri.

Mengetahui apa itu entalpi memberikan pengetahuan baru bagi kita mengenai pembelajaran ilmu kimia yang dapat berguna dalam kehidupan sehari-hari jika penerapan konsep entalpi digunakan sesuai kaidahnya.

Demikian ulasan mengenai pengertian entalpi . Buat Grameds yang mau memahami tentang pengertian entalpi serta ilmu pengetahuan yang berhubungan dengan kimia lainnya, kamu bisa mengunjungi Gramedia.com untuk mendapatkan buku-buku terkait.

Sebagai #SahabatTanpaBatas, Gramedia selalu memberikan produk terbaik, agar kamu memiliki informasi terbaik dan terbaru untuk kamu. Untuk mendukung Grameds dalam menambah wawasan, Gramedia selalu menyediakan buku-buku berkualitas dan original agar Grameds memiliki informasi #LebihDenganMembaca.

Penulis: Pandu Akram