TERMOKIMIA PART 2 - HUKUM HESS

Perubahan entalpi suatu reaksi hanya tergantung pada keadaan awal (zat-zat pereaksi) dan keadaan akhir (zat-zat hasil reaksi) dari suatu reaksi dan tidak tergantung bagaimana jalannya reaksi, ini adalah bunyi hukum Hess.

Hukum Hess ditemukan oleh seorang ilmuwan berkebangsaan Rusia yaitu Germain Henry Hess (1802 – 1850)

Gambar 1. Germain Henry Hess (1802-1850)

Perhatikan pada contoh berikut ini :

Reaksi pembakaran karbon (C) menjadi gas CO₂ dapat berlangsung dalam dua tahap yaitu,

Tahap 1  :    C(s)  +  ½O₂(g)   →   CO(g)                 ∆H₁  =  a kJ

Tahap 2  :    CO(g)  +  ½O₂(g)   →   CO₂(g)            ∆H₂  =  b kJ

Dengan demikian perubahan entalpi secara keseluruhan jika reaksi berlangsung dalam 1 tahap tanpa melewati gas Co adalah :

                    C(s)  +  O₂(g)   →   CO₂(g)                  ∆H_r  =  (a + b) kJ

Dari kedua kemungkinan tersebut, penentuan perubahan entalpi pembentukan gas Codapat dilakukan dengan cara :

1.      Menentukan secara kalorimetri perubahan entalpi dari reaksi langsung

              C(s)  +  O₂(g)   →   CO₂(g)                  ∆H_r  =  - 394 kJ

2.      Menentukan secara kalorimetri perubahan entalpi dari reaksi tahap 2

              CO(g)  +  ½O₂(g)   →   CO₂(g)            ∆H₂  =  - 283 kJ

Dari kedua reaksi tersebut didapat perubahan entalpi pembentukan gas CO yaitu,

                          ∆H_r     =  ∆H₁  +  ∆H₂ 

                     - 394 kJ    =   ∆H₁  +  - 283 kJ

                           ∆H₁    =   - 394 kJ  +  283 kJ           

                                      =   - 111 kJ 

Sehingga persamaan reaksi menjadi:   

                   C(s)  +  ½O₂(g)   →   CO(g)                 ∆H₁  =  - 111 kJ 

   Secara analitis dapat ditulis dengan cara :

 

Rute reaksi tersebut dapat digambarkan oleh Hess dengan siklus energi yang dikenal dengan Siklus Hess. 

Jika digambarkan tahap-tahap perubahan energinya akan didapat dalam bentuk diagram entalpi, sebagai berikut :

Contoh soal

1.         Diketahui

2 Al(s)  +  3/2 O₂(g)    →   Al₂O₃(s)         ∆H = - 1.601 kJ          .......(1)

2 Fe(s)  +  3/2 O₂(g)    →   Fe₂O₃(s)         ∆H = - 821  kJ            .......(2)

 

Hitunglah perubahan entalpi yang terjadi pada reaksi :

2 Al(s)  +  Fe₂O₃(s)    →   Al₂O₃(s)   +  2 Fe(s)                           .......(3)

 

Pembahasannya :

Untuk menentukan ∆H pada persamaan reaksi (3) dapat dilakukan dengan cara menjumlahkan ∆H persamaan (1) dan (2), dengan catatan :

a.       Pada persamaan reaksi (1), logam Al dan Al₂O₃ sudah berada pada posisi yang sama seperti pada reaksi (3). Yaitu Al berada di ruas kiri dan Al₂O₃ di ruas kanan dengan jumlah (koefisien) yang sesuai. Oleh sebab itu reaksi (1) ditulis apa adanya.

b.      Pada persamaan reaksi (2), logam Fe dan Fe₂O₃ letaknya tidak sesuai dengan reaksi (3) yang akan dicari, tetapi jumlahnya (koefisien) sesuai. Oleh karena itu reaksi (2) dibalik posisinyasehingga sesuai dengan reaksi (3), yaitu Fe berada di ruas kanan dan Fe₂O₃ di ruas kiri, sehingga nilai ∆H akan berubah menjadi positif.

maka,

        2.      Diketahui

∆H_f^o H₂O  =  - 242 kJ/mol

∆H_f^o CO₂  =  - 394 kJ/mol

∆H_f^o CH₄  =  - 84   kJ/mol

Hitunglah perubahan entalpi pembakaran CH₄.

 

Pembahasannya :

Untuk menentukan entalpi (∆H) reaksi pembakaran CH₄ maka harus ditulis terlebih dahulu reaksinya,

CH₄(g)  +  2O₂(g)   →   CO₂(g)  +  2H₂O(g)            ∆H_c  =  ...?

Nilai entalpi dapat dirumuskan dalam perhitungan :

∆H_r  =  ∑ ∆H_f  sesudah reaksi  -  ∑ ∆H_f  sebelum reaksi

          =  ( ∆H_f CO₂  +  2 x ∆H_f H₂O )  - ( ∆H_f CH₄  +  2 x ∆H_f O₂  )

          =  ( - 394 +  2 (- 242) ) - ( - 84   +  2 (0) )

          =  - 394 - 484 + 84

          =  - 794 kJ

 

Catatan : Nilai ∆H_f O₂  adalah nol, karena O₂ merupakan unsur bukan senyawa.

 

3.      Diketahui siklus Hess sebagai berikut :

 

 Dari siklus tersebut, tentukanlah perubahan entalpi reaksi :

CaO(s)  +  H₂O(l)   →  Ca(OH)₂(s)

 

Pembahasannya :

Perhatikan anak panah pada siklus tersebut :

                    ∆H₂   =  ∆H₁   +   ∆H₃ 

              - 986 kJ   =  - 920 kJ  +  ∆H₃ 

                    ∆H₃   =  - 986 kJ   +  920 kJ

                    ∆H₃   =  - 66 kJ   

Video Pembahasan Soal menggunakan Hukum Hess

Channel Education