Kimia : Menulis Persamaan Termokimia

Persamaan reaksi merupakan rumusan reaksi yang berisi rumus kimia zat - zat pereaksi dan hasil reaksi. Lalu apa yang dimaksud dengan persamaan termokimia??? Persamaan termokimia adalah persamaan reaksi yang menyertkan nilai perubahan entalpinya $(∆H)$. Nilai ∆H yang dituliskan pada persamaan termokimia disesuaikan dengan stoikiometri reaksi, artinya jumlah mol zat yang terlibat dalam suatu reaksi sama dengan koefisien reaksinya.

Contoh Soal 1 :
Pada pembentukan 1 mol air dari gas hidrogen dan gas oksigen dibebaskan kalor sebesar 285 kJ. Tuliskanlah persamaan termikimianya!


Pembahasannya:
Pereaksi:
Gas Hidrogen = $H_2(g)$
Gas Oksigen = $O_2(g)$

Hasil Reaksi:
Air = $H_2O _{(l)}$
Dibebaskan berarti sistem melepakan energinya ke lingkungan sehingga reaksi ini tergolong reaksi eksoterm dan nilai ∆H = - 286 kJ


Persamaan termokimianya adalah :
$H_2(g) + O_2(g) → H_2O(l) $

[belum setara, ingat H2O yang dibentuk hanya 1 mol maka pada reaksi disamping yang perlu disetarakan hanya bagian pereaksi saja]

$H_2(g) + \frac{1}{2}O_2(g)$ → $H_2O(l)$  ∆H = - 286 kJ

Contoh Soal 2 :
Untuk menguraikan 1 mol amonia menjadi gas nitrogen dan gas osigen diperlukan kalor sebesar 46 kJ. Tuliskanlah persamaan termokimianya?

Pemabahasannya :
Menguraikan amonia berarti amonia berada pada pereaksi.
$NH_3(g)$

Hasil reaksi :
Gas nitrogen = $N_2(g)$
Gas Hidrogen = $H_2(g)$

Membutuhkan kalor berarti ada aliran energi dari lingkungan ke sistem sehingga perubahan entalpi reaksi bertanda positif [∆H = +46 kJ]


Persamaan termokimianya :
$NH_3(g)$ → $\frac{1}{2}N_2(g) + \frac{3}{2}H_2(g)$     ∆H = +46 kJ


Contoh Soal 3 :
Tuliskanlah persamaan termokimia untuk masing - masing reaksi berikut :
1. Pembakaran 1 mol gas etena membentuk karbon dioksida dan uap air mengahsilkan 142 kJ

2. Reaksi antara 1 mol $Fe_2O_3$ dengan karbon membentuk besi dan karbon monooksida memerlukan 621 kJ.
3. Untuk menguraikan 1 mol kalsium karbonat $(CaCO_3)$ menjadi kalsium oksoda dan karbon dioksida diperlukan 178,5 kJ.

Pembahasannya :
1. Pembakaran 1 mol gas etena membentuk karbon dioksida dan uap air mengahsilkan 142 kJ

Pereaksi :
Gas etena = $C_2H_4(g)$
Pembakaran = melibatkan gas oksigen = $O_2(g)$

Hasil reaksi :
Karbon dioksida = $CO_2(g)$
Uap air = $H_2O(g)$

Menghasilkan kalor[sistem ke lingkungan][Eksoterm] = ∆H = - 142 kJ


Persamaan Termokimia :
$C_2H_4(g) + 3O_2(g)$ → $2CO_2(g) + 2H_2O(g)$ ∆H = - 142 kJ


2. Reaksi antara 1 mol $Fe_2O_3$ dengan karbon membentuk besi dan karbon monooksida memerlukan 621 kJ.

Pereaksi :
$Fe_2O_3(s)$
Karbon = C(s)$

Hasil reaksi :
Besi = $Fe(s)$
Karbon Monoksida = $CO(g)$

Memerlukan kalor berarti reaksi tergolong endoterm sehingga ∆H = + 621 kJ

Persamaan Termokimianya :
$Fe_2O_3(s) + 3C$ → $2Fe(s) + 3CO$ ∆H = + 621 kJ

3. Untuk menguraikan 1 mol kalsium karbonat $(CaCO_3)$ menjadi kalsium oksida dan karbon dioksida diperlukan 178,5 kJ.

Pereaksi :
Kalsium karbonat = $CaCO_3(s)$

Hasil reaksi :
Kalsium oksida = $CaO(s)$
Karbon dioksida = $CO_2(g)$

Reaksi ini memerlukan kalor dari lingkungan ke sistem senhingga ∆H = - 178,5 kJ

Persamaan Termokimia :
$CaCO_3(s)$ → $CaO(s) + CO_2(g)$  ∆H = - 178,5 kJ



Contoh Soal 4 :
Diketahui Persaman termokimia :
$2SO_2(g) + O_2(g)$  → $2SO_3(l)$  ∆H = -198 kJ
Tentukan :
a. Berapakah perubahan entalpi jika $SO_2$ yang bereaksi 1 mol?
b. Berapakah perubahan entalpi jika $SO_3$ yang terbentuk sebanyak 20 gram?
c. Berapakah perubahan entalpi jika volume $SO_3$ yang terjadi 10 L$(25C, 1atm)$


Pembahasannya :
a. Berapakah perubahan entalpi jika $SO_2$ yang bereaksi 1 mol?
Persamaan termokiminya :
$2SO_2(g) + O_2(g)$  → $2SO_3(l)$  ∆H = -198 kJ 

[berarti reaksi ini eksoterm untuk reaksi 2 mol $SO_2$ (lihat dari koefisien reaksinya) menghasilkan energi 198 kJ]

∆H untuk 1 mol $SO_2$ = - 198 kJ/2
= - 99 kJ

Persamaan termokimia untuk 1 mol SO2 menjadi:
$SO_2(g) + \frac{1}{2}O_2(g)$  → $SO_3(l)$  ∆H = -99 kJ


b. Berapakah perubahan entalpi jika $SO_3$ yang terbentuk sebanyak 20 gram?
Cari dulu mol $SO_3$ yang terbentuk.
n $SO_3 = \frac{gr}{Mr} $

n $SO_3 = \frac{20}{80} $

n $SO_3$ = 0,25 mol

∆H untuk pembentukan 0,25 mol $SO_3$ = n x ∆H untuk 1 mol
= 0,25 x -99 kJ
= - 24,75 kJ

c. Berapakah perubahan entalpi jika volume $SO_3$ yang terjadi 10 L$(25C, 1atm)$
Cari dulu mol $SO_3$ pada kedaan 25 C dan 1 atm [STP, 1 mol = 22,4 L]

n $SO_3$ STP = $\frac{V}{22,4}$

n $SO_3$ STP = $\frac{10}{22,4}$

n $SO_3$ STP = ,45 mol

∆H untuk pembentukan 0,45 mol $SO_3$ = n x ∆H untuk 1 mol
= 0,45 x - 99 kJ
= - 44,2 kJ