Kurnia Nur Afifah
Perubahan entalpi dapat ditentukan dengan cara sederhana. Oleh karena satuan yang dipakai untuk entalpi adalah kalori, maka alat yang dipakai untuk mengukur perubahan entalpi disebut kalorimeter.. Bagaimana cara menentukan perubahan entalpi (ΔH) secara perhitungan menggunakan kalorimeter? Perhatikan contoh soal berikut ini.
Contoh Soal No. 1
Dalam suatu eksperimen, didapati 50 mL larutan KOH 1 M pada suhu 30,50C bereaksi dengan 50 mL asam asetat 1 M pada suhu 29,50C. Pada reaksi tersebut suhu campuran meningkat menjadi 36,50C. Berdasarkan data tersebut hitung kalor penetralannya dan tulis reaksi yang terjadi (diketahui kapasitas jenis kalorimeter adalah 4,2 J/0C.
Pembahasan:
Reaksi:
KOH(aq) + CH3COOH(aq) → CH3COOK(aq) + H2O(l)
M KOH = 1 M
V KOH = 50 mL = 0,05 L
n KOH = M . V = 1 . 0,05 = 0,05 mol
M CH3COOH = 1 M
V CH3COOH = 50 mL = 0,05 L
n CH3COOH = M . V = 1 . 0,05 = 0,05 mol
Tawal = (30,5 + 29,5)/2 = 300C
Takhir = 36,50C
∆T = 36,50C – 300C = 6,50C
Q = m . c . ∆T
Q = (50 + 50) . 4,2 . 6,5
Q = 2730 J
∆H = Q/n = 2730/0,05 = 54.600J/mol
Contoh Soal No. 2
Sebanyak 100 cm3 larutan HCl 0,5 M direaksikan dengan 100 cm3 larutan NaOH 0,5 M dalam kalorimeter gelas gabus. Suhu awal kedua larutan sama, yaitu 24,50C. Setelah larutan dicampurkan, suhu naik menjadi 280C. Jika kalor jenis dan massa jenis larutan dianggap sama dengan air yaitu 4,18 J/g0C dan 1 g/cm3, tentukan perubahan entalpi reaksi berikut:
HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)
Pembahasan:
Diketahui:
ρ = 1 g/cm3
VHCl = 100 cm3
VNaOH = 100 cm3
∆T = 280C – 24,50C = 3,50C
c = 4,18 J/g0C
mHCl = ρ x VHCl = 1 x 100 = 100 gram
mNaOH = ρ x VNaOH = 1 x 100 = 100 gram
mlarutan = mHCl + mNaOH = 100 + 100 = 200 gram
mol HCl = mol NaOH = 0,5 M x 100 cm3 = 50 mmol = 0,05 mol
Ditanyakan: ∆H = …?
Jawaban:
Qreaksi = – Qlarutan
Qreaksi = – ( m x c x ∆T)
Qreaksi = – ( 200 x 4,18 x 3,5)
Qreaksi = – 2926 J
∆H = Qreaksi/jumlah mol = –2926J/0,05 mol = – 58.520 J/mol
Contoh Soal No. 3
Di dalam kalorimeter terdapat zat yang bereaksi secara endoterm. Reaksi tersebut menyebabkan 1 kg air yang terdapat dalam kalorimeter mengalami penurunan suhu 5°C. Tentukan kalor reaksi dari reaksi tersebut!
Pembahasan:
Diketahui:
m = 1 kg = 1000 gr
c = 4,2 J/g°C
ΔT = 5°C
Ditanyakan: Q = ….?
Jawaban:
Q = m . c . ΔT
Q = 1000 gr . 4,2 J/g°C . 5°C
Q = 21.000 J = 21 kJ
Contoh Soal No. 4
50 mL larutan HCl 1 M yang suhunya 22°C dicampurkan dengan 50 mL larutan NaOH 1M yang suhunya 22°C. Pada reaksi tersebut terjadi kenaikan suhu sampai 28,87°C. Tentukan ΔHR netralisasi dan tulis persamaan termokimia reaksi tersebut.
Pembahasan:
Jumlah mol HCl = 50 mL x 1 M = 50 mmol = 0,05 mol
Jumlah mol NaOH = 50 mL x 1 M = 50 mmol = 0,05 mol
Volume larutan = volume air = 100 mL
Massa larutan = massa air = 100 mL x 1 gr/mL = 100 gr
ΔT = 28,87 – 22 = 6,87°C
Q = m x c x ΔT
Q = 100 g x 4,2 J/g°C x 6,87°C
Q = 2885,4 J = 2,885 kJ
ΔHR = – Q/Jumlah mol
ΔHR = – 2,8854 kJ/0,05 mol = -57,71 kJ/mol
Persamaan termokimianya:
HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l) ∆HR = – 57,71 kJ/mol
Contoh Soal No. 5
Sebanyak 50 mL larutan HCl 1 M bersuhu 27°C dicampur dengan 50 mL larutan NaOH 1 M bersuhu 27°C dalam suatu kalorimeter plastik (ρ air = 1 g/cm³). Ternyata suhu campuran naik menjadi 35°C. Jika kalor jenis larutan dianggap sama dengan kalor jenis air yaitu 4,18 J/g°C, tentukan besarnya perubahan entalpi (ΔH) untuk reaksi penetralan:
HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)
Pembahasan:
Diketahui:
Volume HCl = 50 mL = 50 cm³
Volume NaOH = 50 mL = 50 cm³
Massa HCl = ρ air x volume HCl = 1 g/ cm³ x 50 cm³ = 50 gram
Massa NaOH = ρ air x volume NaOH = 1 g/cm³ x 50 cm³ = 50 gram
Massa campuran = massa HCl + massa NaOH = 50 gram + 50 gram = 100 gram
Jumlah mol HCl = M x V = 1 M x 0,05 L = 0,05 mol
Jumlah mol NaOH = M x V = 1 M x 0,05 L = 0,05 mol
ΔT = 35 – 27 = 8 °C
Ditanyakan: ΔH = ….?
Jawaban:
Q reaksi = – Q larutan
Q reaksi = – (m x c x ΔT)
Q reaksi = – (100 x 4,18 x 8) = – 3.344 J
ΔH = Q reaksi/jumlah mol = – 3.344/0,05 = -66.880 J/mol = -66,88 kJ/mol
Persamaan reaksi:
HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l) ΔH = -66,88 kJ/mol
Contoh Soal No. 6
Sebanyak 7,5 gram LiOH (Ar Li = 7, O = 16, H = 1) dimasukkan ke dalam kalorimeter yang berisi 120 gram air. Setelah kristal LiOH itu larut, ternyata suhu kalorimeter beserta isinya naik dari 24°C menjadi 35°C. Kalor jenis larutan = 4,2 J/g°C dan kapasitas kalor kalorimeter = 12 J/°C. Tentukan besarnya entalpi pelarutan LiOH dalam air sesuai persamaan reaksi:
LiOH(s) → Li+(aq) + OH–(aq) ∆H = ?
Pembahasan:
Diketahui:
Massa campuran = massa LiOH + massa air = 7,5 gram + 120 gram = 127,5 gram
ΔT = 35°C – 24°C = 11°C
c = 4,2 J/g°C
C = 12 J/°C
Ditanyakan: ΔH = ….?
Jawaban:
Q larutan = m x c x ΔT
Q larutan = 127,5 x 4,2 x 11 = 5.890,5
Q kalorimeter = C x ΔT
Q kalorimeter = 12 x 11 = 132 J
Q reaksi = – (Q larutan + Q kalorimeter)
Q reaksi = – (5.890,5 + 132)
Q reaksi = – 6.022,5 J = -6,0225 kJ
Jumlah mol LiOH = gr/Mr = 7,5/24 = 0,3125 mol
ΔH = Q reaksi /Jumlah mol = -6,0225 kJ/0,3125 mol = -19,272 kJ/mol
Persamaan reaksi:
LiOH(s) → Li+(aq) + OH–(aq) ∆H = -19,272 kJ/mol
Contoh Soal No. 7
Bila 50 mL larutan NaOH 1 M direaksikan dengan 50 mL larutan HCl 1 M ke dalam alat kalorimeter yang menyebabkan kenaikan suhu pada kalorimeter dari 29°C menjadi 35,5°C. Bila kalor jenis larutan dianggap sama dengan air yaitu 4,2 J/g°C, maka tentukan harga perubahan entalpi standar reaksi berikut!
NaOH(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)
Pembahasan:
Q = m x c x ΔT
Q = 100 x 4,2 x 6,5
Q = 2.730 J = 2,73 kJ
Q reaksi = – 2,73 kJ
ΔH = Q/n = -2,73/0,05 = -54,6 kJ/mol
