Dalam pelajaran kimia, perubahan entalpi reaksi merupakan salah satu materi yang sering muncul dalam latihan soal maupun ujian. Salah satu metode yang dapat digunakan untuk menghitung perubahan entalpi adalah Hukum Hess. Materi ini penting dipahami karena tidak semua perubahan entalpi dapat diukur secara langsung melalui percobaan.
Hukum Hess membantu menentukan nilai perubahan entalpi suatu reaksi dengan memanfaatkan beberapa reaksi lain yang nilai entalpinya sudah diketahui. Agar lebih mudah dipahami, berikut penjelasan mengenai pengertian Hukum Hess, rumus, aturan pengerjaan, serta contoh soal dan pembahasannya.
Pengertian Perubahan Entalpi
Entalpi adalah jumlah energi panas yang terdapat dalam suatu sistem pada tekanan tetap. Perubahan entalpi atau ΔH menunjukkan perubahan energi panas yang terjadi ketika suatu reaksi kimia berlangsung.
Secara sederhana, perubahan entalpi dapat dituliskan sebagai:
Jika nilai ΔH negatif, reaksi tersebut disebut reaksi eksoterm, yaitu reaksi yang melepaskan panas ke lingkungan. Sebaliknya, jika nilai ΔH positif, reaksi disebut reaksi endoterm, yaitu reaksi yang menyerap panas dari lingkungan.
Apa Itu Hukum Hess?
Hukum Hess menyatakan bahwa perubahan entalpi suatu reaksi hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir reaksi, bukan pada tahapan atau jalur yang dilalui.
Artinya, apabila suatu reaksi berlangsung melalui beberapa tahap, nilai perubahan entalpi totalnya dapat diperoleh dengan menjumlahkan perubahan entalpi dari setiap tahap tersebut.
Secara umum:
ΔH total = ΔH₁ + ΔH₂ + ΔH₃ + …
Prinsip inilah yang digunakan untuk menghitung perubahan entalpi suatu reaksi berdasarkan data beberapa reaksi yang telah diketahui.
Aturan Penting dalam Hukum Hess
Sebelum mengerjakan soal, ada beberapa aturan yang perlu diperhatikan.
1. Jika persamaan reaksi dibalik
Ketika suatu persamaan reaksi dibalik, tanda ΔH juga harus dibalik.
Contohnya:
C + O₂ → CO₂ ΔH = -394 kJ
Jika dibalik menjadi:
CO₂ → C + O₂ ΔH = +394 kJ
2. Jika koefisien dikalikan
Jika seluruh koefisien dalam persamaan reaksi dikalikan dengan angka tertentu, nilai ΔH juga harus dikalikan dengan angka yang sama.
Misalnya:
C + O₂ → CO₂ ΔH = -394 kJ
Jika dikalikan 2:
2C + 2O₂ → 2CO₂ ΔH = -788 kJ
3. Jika beberapa reaksi dijumlahkan
Jika beberapa persamaan reaksi digabungkan untuk mendapatkan reaksi target, maka nilai ΔH dari setiap reaksi juga dijumlahkan.
Jadi, kunci utama dalam mengerjakan soal Hukum Hess adalah menyesuaikan persamaan reaksi hingga menghasilkan persamaan reaksi yang ditanyakan.
Langkah-Langkah Mengerjakan Soal Hukum Hess
Agar tidak bingung, soal Hukum Hess dapat dikerjakan melalui beberapa langkah sederhana.
Pertama, tuliskan persamaan reaksi target yang ingin dicari nilai ΔH-nya.
Kedua, perhatikan reaksi-reaksi yang diberikan. Tentukan reaksi mana yang perlu dibalik atau dikalikan.
Ketiga, sesuaikan posisi dan jumlah zat agar ketika seluruh reaksi dijumlahkan, zat yang tidak diperlukan dapat saling menghilangkan.
Keempat, sesuaikan nilai ΔH berdasarkan perubahan yang dilakukan pada persamaan reaksi.
Kelima, jumlahkan seluruh nilai ΔH yang telah disesuaikan.
Contoh Soal 1: Hukum Hess Sederhana
Diketahui:
C(s) + O₂(g) → CO₂(g) ΔH = -394 kJ
CO(g) + ½O₂(g) → CO₂(g) ΔH = -283 kJ
Tentukan perubahan entalpi untuk reaksi:
C(s) + ½O₂(g) → CO(g)
Pembahasan
Perhatikan reaksi target:
C + ½O₂ → CO
Reaksi pertama sudah menghasilkan CO₂, sedangkan reaksi kedua juga menghasilkan CO₂. Agar CO₂ dapat dihilangkan, reaksi kedua harus dibalik:
CO₂ → CO + ½O₂ ΔH = +283 kJ
Kemudian jumlahkan dengan reaksi pertama:
C + O₂ → CO₂ ΔH = -394 kJ
CO₂ → CO + ½O₂ ΔH = +283 kJ
Zat CO₂ berada di kedua sisi sehingga saling menghilangkan. Hasil akhirnya:
C + ½O₂ → CO
Selanjutnya jumlahkan nilai entalpinya:
ΔH = -394 + 283
ΔH = -111 kJ
Jadi, perubahan entalpi reaksi tersebut adalah -111 kJ.
Karena nilai ΔH negatif, reaksi tersebut termasuk reaksi eksoterm.
Contoh Soal 2: Koefisien Reaksi Harus Dikalikan
Diketahui:
H₂(g) + ½O₂(g) → H₂O(l) ΔH = -286 kJ
Tentukan ΔH untuk pembentukan 2 mol H₂O(l).
Pembahasan
Reaksi yang diberikan menghasilkan 1 mol H₂O, sedangkan reaksi yang ditanyakan menghasilkan 2 mol H₂O.
Oleh karena itu, seluruh persamaan reaksi dikalikan 2:
2H₂ + O₂ → 2H₂O
Nilai ΔH juga dikalikan 2:
ΔH = 2 × (-286)
ΔH = -572 kJ
Jadi, perubahan entalpi pembentukan 2 mol H₂O adalah -572 kJ.
Contoh Soal 3: Menggabungkan Beberapa Reaksi
Diketahui:
C(s) + O₂(g) → CO₂(g) ΔH = -394 kJ
H₂(g) + ½O₂(g) → H₂O(l) ΔH = -286 kJ
CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(l) ΔH = -890 kJ
Tentukan perubahan entalpi pembentukan CH₄:
C(s) + 2H₂(g) → CH₄(g)
Pembahasan
Untuk mendapatkan reaksi pembentukan CH₄, kita perlu membalik reaksi pembakaran CH₄:
CO₂ + 2H₂O → CH₄ + 2O₂
Karena reaksinya dibalik, tandanya berubah:
ΔH = +890 kJ
Selanjutnya, reaksi pembentukan CO₂ tetap digunakan:
C + O₂ → CO₂ ΔH = -394 kJ
Reaksi pembentukan H₂O dikalikan 2:
2H₂ + O₂ → 2H₂O ΔH = -572 kJ
Kemudian semua reaksi dijumlahkan:
C + O₂ → CO₂
2H₂ + O₂ → 2H₂O
CO₂ + 2H₂O → CH₄ + 2O₂
Setelah zat yang sama di kedua sisi dihilangkan, diperoleh:
C + 2H₂ → CH₄
Nilai entalpinya:
ΔH = -394 + (-572) + 890
ΔH = -76 kJ
Jadi, perubahan entalpi pembentukan CH₄ adalah -76 kJ.
Tips Cepat Mengerjakan Soal Hukum Hess
Agar lebih mudah mengerjakan soal, jangan langsung menjumlahkan angka ΔH. Sesuaikan persamaan reaksinya terlebih dahulu. Perhatikan zat yang berada di sisi pereaksi dan produk pada reaksi target.
Selain itu, selalu ingat tiga aturan utama: reaksi dibalik → tanda ΔH dibalik, koefisien dikalikan → ΔH ikut dikalikan, dan reaksi dijumlahkan → ΔH ikut dijumlahkan.
Kesalahan yang sering terjadi adalah lupa mengubah tanda ΔH ketika membalik reaksi atau lupa mengalikan nilai ΔH setelah mengubah koefisien. Oleh karena itu, kerjakan secara bertahap dan periksa kembali persamaan akhirnya.
Kesimpulan
Hukum Hess merupakan metode untuk menentukan perubahan entalpi suatu reaksi berdasarkan beberapa reaksi yang nilai ΔH-nya telah diketahui. Prinsip dasarnya adalah perubahan entalpi total tidak bergantung pada jalur reaksi, sehingga ΔH dari beberapa tahap dapat dijumlahkan.
Dalam mengerjakan contoh soal perubahan entalpi menggunakan Hukum Hess, hal yang paling penting adalah memahami cara membalik reaksi, mengubah koefisien, menyesuaikan nilai ΔH, dan menjumlahkan seluruh perubahan entalpi.
Dengan memahami langkah tersebut dan sering berlatih, soal Hukum Hess yang awalnya terlihat rumit akan menjadi lebih mudah untuk diselesaikan.
Penulis: Shofiya M.P
Post Comment