Cara Menghitung Entalpi Ikatan

Ketika molekul dibentuk oleh penggabungan atom-atom yang membentuk ikatan, prosesnya membutuhkan masukan energi untuk membuat ikatan atau membebaskan energi sebagai panas karena atom yang bersangkutan “ingin” obligasi. Dalam kedua kasus, sistem yang terdiri dari molekul reaktan dan molekul produk mengalami perubahan energi, yang dalam konteks ini disebut perubahan entalpi.

Molekul, seperti yang mungkin Anda ketahui, datang dalam berbagai "rasa", dan jumlah ikatan yang berbeda dan jenis ikatan yang diamati antara berbagai jenis atom (C−C, C=C, C−H, N−O, C=O dan seterusnya) menghasilkan variasi entalpi ikatan yang luas. Perubahan entalpi reaksi dapat dihitung dari nilai individu entalpi ikatan dengan cara aritmatika sederhana.

Atom biasanya tidak "suka" ada dengan sendirinya; kebanyakan dikutuk dengan pengaturan elektron mereka yang meninggalkan mereka dalam keadaan energi yang kurang optimal. Hanya dengan berbagi, menyumbangkan, atau memperoleh elektron, sebagian besar atom dapat mencapai keadaan energi yang lebih rendah (lebih disukai). (Gas mulia, seperti helium dan neon, adalah pengecualian.)

Ketika atom berbagi elektron untuk membuat ikatan, koneksi yang dihasilkan disebut ikatan kovalen. Air (H₂O) adalah salah satu dari banyak contoh sehari-hari senyawa dengan ikatan kovalen. Sebaliknya, ketika perbedaan keelektronegatifan antara atom cukup besar, satu atom efek menarik elektron dari yang lain, menciptakan ikatan ionik, seperti pada garam meja (natrium klorida, atau NaCl).

Jenis ikatan yang berbeda memiliki energi ikatan yang berbeda berdasarkan jumlah pasangan elektron yang terlibat (dua dalam ikatan tunggal, empat dalam ikatan rangkap dan delapan dalam ikatan rangkap tiga) dan bagaimana dua atom berhubungan satu sama lain dalam hal potensi listrik dan faktor lainnya. Hasilnya adalah energi ikatan individu, atau entalpi ikatan, ditentukan secara eksperimental,

Entalpi adalah besaran dalam termodinamika yang menggambarkan panas yang dipindahkan selama reaksi kimia. Sebagai panas, dapat dianggap sebagai salah satu dari banyak bentuk energi dalam ilmu fisika (misalnya, energi potensial gravitasi, energi kinetik, energi sonik, dan sebagainya).

Entalpi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk membentuk atau memutuskan ikatan tertentu. Nilainya dapat berubah antar molekul, bahkan untuk jenis ikatan yang sama. Misalnya, energi ikatan H₂Dua ikatan O−H O adalah 464 kilojoule per mol (kJ/mol), tetapi dalam metanol (CH₃OH) satu ikatan O−H memiliki entalpi 427 kJ/mol.

Entalpi ikatan D_x−y dari molekul gas diatomik XY adalah perubahan entalpi untuk proses yang diwakili oleh reaksi umum:

XY(g) → X(g) + Y(g)

H° (298 K) = D_x−y

Setiap rumus entalpi ikatan diberikan pada 298 K dengan konvensi untuk menstandarisasi persamaan. Ini kira-kira suhu kamar, sama dengan 25 °C atau 77 °F. Pada kenyataannya, reaksi di atas paling sering bersifat hipotetis, karena sebagian besar molekul tidak ada sebagai gas monoatomik pada 298 K.

Jika Anda memiliki reaksi sederhana antara dua molekul dan mengetahui entalpi ikatan individu ikatan, Anda dapat menggunakan hubungan berikut untuk menghitung perubahan entalpi total untuk reaksi. Jika negatif, panas dilepaskan, dan reaksinya eksotermik; jika positif, reaksinya endotermik (dan tidak akan berlangsung tanpa penambahan energi).

H_rxn=ΣΔH_rusak+ H_terbuat

Hitung entalpi reaksi:

CO(g) + 2 H₂(g) CH₃OH(g)

Entalpi ikatan dalam molekul dapat ditentukan dari entalpi ikatan individu. Untuk ini, lihat tabel seperti halaman yang diberikan di Sumberdaya.

Anda dapat melihat bahwa total ada tiga ikatan yang putus: Ikatan rangkap tiga antara C dan O dan dua ikatan H−H. Entalpi totalnya adalah 1072 + 2(432) = 1,936 kJ.

Jumlah ikatan yang terbentuk adalah lima: tiga C−ikatan H, satu ikatan C-O dan satu ikatan O−H. Entalpi total ikatan ini adalah 3(411) + 358 + 459 = 2.050 kJ.

Jadi perubahan entalpi totalnya adalah 1.936 2.050 = 114 kJ. Tanda negatif menunjukkan bahwa reaksi eksotermik, membebaskan daripada membutuhkan energi untuk melanjutkan.