Cara Menghitung Entalpi Reaksi

Entalpi berhubungan dengan panas yang dilepaskan oleh suatu reaksi atau yang diperlukan untuk berlangsungnya suatu reaksi. Hal ini berkaitan dengan kekuatan ikatan pada suatu zat karena terdapat energi potensial pada ikatan tersebut.

Untuk memahami entalpi, energi pertama dan termodinamika perlu dipahami. Apa itu termodinamika? Ini adalah kuantitatif mempelajari transfer energi dan transformasi.

Ada banyak bentuk energi: energi listrik, energi potensial versus energi kinetik, energi kimia (ikatan) atau panas. Atom atau molekul dapat memiliki energi listrik dalam arti elektron dapat diperoleh atau disumbangkan. Energi listrik sangat penting karena perilaku elektron menentukan bagaimana atom, molekul atau zat bereaksi.

Itu energi listrik molekul berkaitan dengan konsep stabilitas: Apa yang ingin dilakukan elektron. Orbital ingin untuk diisi. Muatan positif dan negatif saling tarik menarik untuk mendapatkan tingkat energi serendah mungkin. Partikel dengan muatan yang sama akan mengusir satu sama lain. Ini membantu memprediksi apa yang akan dilakukan elektron.

Dalam pembentukan ikatan antar atom, energi dilepaskan atau dibutuhkan. Jumlah energi yang diperlukan untuk mengikat unsur-unsur disebut sebagai energi ikatan.

Transfer dan Transformasi Energi:

• Tumbukan mentransfer energi kinetik dari benda yang bergerak ke benda lain.
• Suatu zat yang panas di sebelah zat yang lebih dingin akan menghasilkan perpindahan energi (termal) dari yang satu ke yang lain.
• Transfer energi potensial menjadi energi kinetik ketika batu jatuh dari langkan. Ketika batu menyentuh tanah, energi kinetiknya berubah menjadi energi panas.
• Dalam reaksi pembakaran, energi kimia diubah menjadi energi panas.
• Dalam reaksi yang mengubah susunan molekul, energi dibutuhkan atau dilepaskan.

Itu Hukum Kekekalan Energi menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan.

Itu konsep sistem dan lingkungan dalam sistem tertutup sangat penting dalam termodinamika. Ketika Anda mengukur perubahan suhu, itu adalah transfer energi dari sistem ke lingkungan (atau sebaliknya) yang Anda ukur. Jumlah total energi tidak berubah, itu hanya ditransfer.

Entalpi (H) adalah fungsi termodinamika yang menggambarkan aliran panas dan dinyatakan dalam kJ/mol. Penting untuk dicatat bahwa entalpi tidak sepenuhnya merupakan ukuran panas tetapi terkait dengan tekanan dan volume, seperti yang dapat Anda lihat dalam rumus di bawah ini.

Itu entalpi pembentukan adalah perbedaan entalpi antara senyawa dan unsur penyusunnya.

H = E + pV

H = entalpi, E = energi, p = tekanan, V = volume

Hukum Pertama Termodinamika menyatakan bahwa energi suatu sistem ditambah lingkungannya tetap konstan dan merupakan jumlah dari kalor (q) dan pekerjaan (w) yang terjadi pada sistem tersebut.

E = q + w

Usaha juga merupakan aliran energi antara sistem dan lingkungannya. Cara mudah untuk memvisualisasikan kerja sebagai transfer energi adalah dengan membayangkan piston yang bergerak ketika gaya diberikan pada mereka.

Hukum Hess: Ketika ada dua atau lebih persamaan kimia yang seimbang untuk menunjukkan langkah-langkah reaksi, perubahan entalpi untuk persamaan bersih adalah jumlah dari perubahan entalpi untuk setiap persamaan individu.

Ini mendukung fakta bahwa entalpi adalah fungsi negara, yang berarti bahwa jalur yang diambil tidak mempengaruhi hasil akhir dalam hal pengukuran entalpi. Hal ini sejalan dengan hukum kekekalan energi dimana energi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan.

Ketika zat transisi antar fase (padat, cair, gas) transfer energi dapat dijelaskan dengan rumus berikut:

q = nC_sayaΔT

q = panas, tidak = mol, C__saya = kapasitas panas molar, _Δ__T = perubahan suhu

Kapasitas Panas Spesifik = jumlah energi yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 kg bahan sebesar 1 derajat Celcius

Kapasitas Panas Spesifik Molar = jumlah energi yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 mol bahan sebesar 1 satuan

Contoh 1: Hitung perubahan suhu yang dihasilkan dari penambahan 250 J energi panas ke 0,50 mol merkuri.

Visualisasikan diagram Sistem Panas dan Sekitarnya dengan arah panah ke sistem.

Gunakan rumus: q = nC_sayaT

Karena Anda ditanya tentang perubahan suhu, Anda mengatur ulang rumus:

T = q/nC_saya

Cari kapasitas panas molar merkuri: 28,3 J/mol K

T = 250 J/(p.50 mol)(28,3 J/mol K)
T = 17,7 K

Menghitung entalpi pembentukan melibatkan penulisan persamaan kimia yang seimbang dan menggabungkan perubahan entalpi setiap langkah. Anda harus mengurangi persamaan sedemikian rupa sehingga Anda memecahkan satu atom dari atom yang ditentukan dalam pertanyaan. Prosesnya didefinisikan dengan baik dalam contoh di bawah ini.

Contoh 2: Hitung perubahan entalpi per mol karbon monoksida untuk reaksi karbon monoksida dengan oksigen menghasilkan karbon dioksida.

Karbon yang dibakar dengan oksigen terbatas akan menghasilkan karbon monoksida (CO), namun bila oksigen cukup, produk akan menjadi karbon dioksida (CO₂).

2 C (s) --> + O₂ (g) --> 2 CO (g)

H = -221,0 kJ

2 C (s) + O₂ (g) --> CO₂ (g)

H = -393,5 kJ

Susun ulang persamaan pertama dan balikkan H, lalu seimbangkan persamaan kedua.

2 CO 9g) --> 2 C (s) + O₂ (g)

H = +221,0 kJ

2 C (s) + 2 O₂ (g) --> 2 CO₂ (g)

H = (2 mol)(-393,5 kJ) = -787,0 kJ

Batalkan '2 C (s)' dan 'O₂' dari sisi kanan persamaan pertama dengan persamaan di sisi kiri persamaan kedua untuk mencapai yang berikut:

2 CO (g) + O₂ (g) --> 2 CO₂ (g)

H = (221,0 kJ) + (-787,0 kJ) = -566,0 kJ

Karena persamaan meminta 1 mol CO₂, bukan 2, bagi semua bagian persamaan dengan 2 untuk mencapainya.

CO (g) + 1/2 O2 (g) --> CO2 (g)

H = -566,0 kJ/2 = -283,0 kJ

Kalorimetri adalah pengukuran ilmiah perpindahan panas dari suatu sistem ke lingkungan atau sebaliknya. Ada dua jenis kalorimeter; satu di mana tekanan tetap konstan dan yang lain di mana tekanan dapat berubah. Pada sistem dengan tekanan tetap, jika terjadi perubahan volume, maka telah terjadi kerja pemuaian. Salah satu skenario di mana hal ini dapat terjadi adalah ketika proses kimia melibatkan gas.