Menghitung Etalpi Pembakaran Standart Metanol

Menghitung Etalpi Pembakaran Standart Metanol

Soal-soal Kimia-BelajarKimia.com

Berapakah enthalpy pembakaran standart metanol jika diketahui bahwa pembakaran 1 gram methanol menghasilkan energi sebesar 22,34 KJ?

Jawaban Soal-soal Kimia

Ingat bahwa entalpi pembakaran didefinisikan sebagai perubahan entalpi yang menyertai pembakaran sempurna 1 mol suatu zat. Karena dalam soal yang diketahui adalah pembakaran 1 gram methanol maka kita harus mengubah 1 gram ke dalam mol dan kemudian mengubahnya kembali dalam unit 1 mol.

mol metanol
= g/Mr
= 1/32 mol

dalam setiap mol meanol yang dibakar dihasilkan energi
= 1 mol / (1/32 mol) x 22,34 KJ/mol
= 714,88 KJ

Jadi entalpi pembakaran metanol adalah 714,88 KJ/mol yang bila ditulis dalam reaksi kimia adalah sebagai berikut:

CH3OH + 3/2 O2 -> CO2 + 2H2O ^H = -714,88 KJ/mol

Menghitung Entalpi Pembakaran Parafin Dari Data Kalorimeter

Menghitung Entalpi Pembakaran Parafin Dari Data Kalorimeter

Soal-soal Kimia-BelajarKimia.com

Seorang siswa melakukan praktikum kimia untuk menentukan entalpi pembakaran standart parafin. Dia mencoba untuk melakukan percobaannya denga menggunakan kalorimeter. Setelah melakukan percobaan di laboratorium, siswa tersebut memperoleh data sebagai berikut:

• massa kalorimetr = 16,0 gr
• massa air dan kalorimeter = 410 gr
• temperatur awal air = 20⁰C
• temperatur akhir = 35,5⁰C
• massa awal parafin = 25,7 g
• massa akhir parafin = 23,5 g

Jika diketahui rumus kimia parafin adalah C25H52 dan kita asumsikan bahwa yang menyerap panas hanya air dalam kalorimeter , maka bantulah siswa tersebut untuk menghitung berapa besar entalpi pembakaran standart parafin berdasarkan percobaan dari siswa diatas.

Jawaban Soal-soal Kimia

Dengan kalorimeter maka kita bisa mengukur panas yang dihasilkan oleh suatu reaksi. Untuk soal diatas panas yang dihasilkan oleh pembakaran parafin diterima oleh air sehingga panas ini bisa dikonversikan untuk memperoleh enthalpi standart pembakaran parafin

massa air dalam kalorimeter
= massa total kalorimeter – massa total air
= 410 gr – 16,0 gr
= 394 gr

kenaikan suhu
= T akhir – T awal
= 35,5 – 20
= 15,5 ⁰C

massa parafin yang terbakar
= 25,7 – 23,5
= 2,2 gr

energi panas yang diterima air
= m.c.^T
= 394 gr x 4.184 J/gC x 15.5⁰C
= 25,552 J

mole parafin
= gr/Mr
= 2,2 / 677
= 0,00325 mol

energi yang dilepaskan untuk membakar 1 mol parafin
= 1/0,00325 x 25,552 J
= 7862,15 KJ

Jadi enthalpy pembakaran parafin standart sesuai percobaan siswa diatas adalah ^Hc= -7862,15 KJ/mol

Mencari Kalor Pelarutan KBr dengan Kalorimeter

Mencari Kalor Pelarutan KBr dengan Kalorimeter

Sebuah calorimeter “Coffee Cup” berisi 125 g air pada temperature 24,2 ^oC. Kemudian padatan kalium bromide 10,5 g yang juga pada suhu tersebut dimasukkan dalam calorimeter itu. Setelah semua KBr terlarut maka suhu yang terukur adalah 21,1 ^oC. Hitunglah perubahan entalpi pada proses pelarutan KBr tersebut dalam J/g dan kJ/mol. Asumsikan bahwa kalor jenis larutan adalah 4,18 J/C.g dan tidak ada panas yang ditransfer ke lingkungan.
Jawab:
Rumus termokimia yang dipakai untuk mengerjakan soal ini adalah q=mct dimana prinsipnya adalah panas yang diserap sama dengan panas yang diterima sistem. Karena suhu akhir lebih rendah dibanding suhu awal maka reaksinya tergolong endoterm artinya sistem menyerap panas.
Massa larutan = 125 + 10,5 = 135,5 g
Perubahan suhu = 21,1 – 24,2 =  -3,1 ^oC
Perubahan panas (q)
= m.c.(delta)T
= 135,5 . 4,18 . 3,1
= – 1755, 8 J
Ingat karena reaksi berjalan endoterm maka tanda (-) tidak kita pakai jadi perubahan panasnya adalah +1755,8 J
Perubahan panas pelarutan dalam J/g
= 1755,8 J / 10,5 g
= 1619,75 J/g
Mol KBr
= g/Mr
= 10,5 / (39+80)
= 0,088 mol
Perubahan panas pelarutan dalam kJ/mol
= 1755,8 J/0,088 mol
= 19952,27 J/mol
= 19,95227 kJ/mol
= 20 kJ/mol

mencari kalor penetralan HCl dengan NaOH

Mencari Kalor Penetralan HCl Dengan NaOH

Sebuah calorimeter  diisi dengan campuran 100 mL NaOH 1 M dan 100 mL HCl  1 M. Suhu awal campuran adalah 24,6 ^oC dan setelah reaksi berlangsung temperaturenya menjadi 31,3 ^oC. Dengan mengasumsikan bahwa densitas larutan adalah 1 g/mL dan kalor jenis larutan adalah 4,18 J/C.g maka hitunglah kalor penetralan tersebut. Hitung pula kalor untuk setiap pembentukan 1 mol H2O.
Jawab:
Rumus termokimia yang dipakai adalah q=mcT sebab disini menggunakan calorimeter. Karena temperature akhir lebih tinggi dari temperature awal maka reaksi adalah eksoterm dan tanda entalpinya nanti adalah (-) negative.
Volume total larutan = 100 + 100 = 200 mL
Massa larutan = Vx densitas = 200mL x 1 g/mL = 200g
Panas yang dikeluarkan sistem = panas yang diterima calorimeter besarnya (q)
= m.c. (delta)T
= 200 . 4,18 . (31,3 – 24,6)
= 5601,2 J
Jadi kalor penetralan HCl dengan NaOH diatas adalah -5601,2 J (tanda negative karena reaksinya eksoterm)
Pembentukan mol H2O dari reasi diatas adalah :
H+   +  OH-  -> H2O
Mol H+ = 100mL . 1 M = 10 mmol
Mol OH- = 100mL . 1 M = 10 mmol
Karena perbandingan mol H+ dan OH- adalah 1:1 maka mol H2O yang terbentuk juga 10 mmol. Kalor sebesar -5601,2 J adalah kalor yang dibebaskan untuk membentuk 10 mmol H2O, jadi kalor yang dibebaskan untuk membentuk 1 mol H2O adalah:
= -5601,2 J/0,01 mol
= -560120 J/mol
= -560 kJ/mol

PEMBENTUKAN AgCl

Mencari Kalor Pembentukan AgCl

Sebuah calorimeter diisi denga 50 mL AgNO3 0,100 M da 50 mL HCl 0,10 M. Suhu awal kedua larutan adalah 22,6 ^oC, dan suhu setelah pencampuran adalah 23,4 ^oC. Hitunglah kalor yang menyertai pembentukan AgCl dalam kJ/mol? (anggap massa larutan 100 g dan kalor jenis 4,18 J/C.g)
Jawab
Rumus termokimia yang kita pakai adalah q=mcT karena menggunakan calorimeter. Reaksi bersifat eksoterm karena suhu akhir lebih besar jadi panas dibebaskan dari reaksi AgNO3 dan HCl dan kemudian diterima oleh calorimeter.
Perubahan panas yang diterima calorimeter (q)
= m.c.(delta)T
= 100. 4,18 . (23,4 – 22,6)
= 334,4 J
Karena reaksinya eksoterm maka besar kalor adalah -334,4 J
Mole AgNO3 = 50mL.0,1M = 5 mmol
Mole HCl   = 50mL. 0,1M = 5 mmol
Reaksi yang terjadi:
AgNO3  + HCl -> AgCl + HNO3
5 mmol    5 mmol   5 mmol
Mole AgCl yang dihasilkan dari reaksi diatas adalah 5 mmol atau 5.10^-3 mol. -334,4 joule kalor menyertai pembentukan 5.10^-3 mol AgCl. Jadi kalor untuk pembentukan AgCl dalam satuan kJ/mol adalah:
= -334,4 J/5.10^-3 mol
= -66880 J/mol
= – 66,88 kJ/mol
= -67 kJ/mol

MENGHITUNG ENTALPI DENGAN HUKUM HESS

Menghitung Entalpi Dengan Menggunakan Hukum Hess

Posted by indigoMorie on Oct 15, 2009 | 6 Comments

Hukum Hess menyatakan bahwa,
“entalpi suatu reaksi tidak dipengaruhi oleh jalannya reaksi akan tetapi hanya tergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir. Jadi untuk menentukan entalpi suatu reaksi kita bisa memperolehnya dengan mengambil semua jalan yang tersedia”
Artinya untuk menentukan entalpi suatu reaksi tunggal maka kita bisa mengkombinasi beberapa reaksi sebagai “jalan” untuk menentukan entalpi reaksi tunggal tersebut. Hasil akhir yang akan kita peroleh akan menunjukkan nilai yang sama.
Sebagai contoh:
Entalpi pembentukan NO2 dapat kita cari dari reaksi berikut:

N2(g)  + O2(g)   ->   2NO2(g)  deltaH = 68 KJ

Dengan mengetahui entalpi standart pembentukan NO2 maka kita bisa menghitung besarnya berapa nilai entalpi untuk reaksi diatas.
Atau kita bisa menghitungnya dengan menggunakan kombinasi beberapa reaksi (minimal 2 reaksi dan bahkan bisa lebih) berikut:

Dengan mengethaui besarnya entalpi dari reaksi I dan II diatas maka kita bisa mencari entalpi pembentukan NO2. Tentu saja kita harus mengatur satu reaksi dengan reaksi yang lain agar nantinya jika kesemua reaksi dijumlahkan akan diperoleh reaksi yang diingkan.
Lalu apa kegunaan daripada hukum Hess? Salah satu manfaat hukum Hess adalah kita dapat menghitung entalpi suatu reaksi yang sangat sulit sekali diukur dilaboratorium.
Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam penerapan hukum hess adalah:

• Kita dapat mengkombinasikan beberapa reaksi yang telah diketahui entalpinya untuk memperoleh entalpi reaksi yang kita cari.
• Kebalikan dari suatu reaksi mengakibatkan perubahan tanda entalpi, artinya jika suatu reaksi berjalan secara eksoterm maka kebalikan reaksi tersebut adalah endoterm dengan tanda entalpi yang saling berlawanan.
• Jika suatu reaksi dikalikan dengan suatu bilangan maka entalpi reaksi tersebut juga harus dikalikan dengan bilangan yang sama.

Tips:
Untuk mengerjakan soal yang berhubungan dengan hukum Hess maka kita lebih mudah mengerjakannya dengan mengurutkannya dari belakang (bawah). Artinya Anda melihat terlebih dahulu reaksi yang ditanyakan, kemudian mulai menyusun satu persatu reaksi yang diketahui berdasarkan reaktan dan produk dari reaksi yang dicari.

PERKEMBANGAN TEORI ATOM

Perkembangan Teori Atom

1. Teori Atom John Dalton
Pada tahun 1803, John Dalton mengemukakan mengemukakan pendapatnaya tentang atom. Teori atom Dalton didasarkan pada dua hukum, yaitu hukum kekekalan massa (hukum Lavoisier) dan hukum susunan tetap (hukum prouts). Lavosier mennyatakan bahwa “Massa total zat-zat sebelum reaksi akan selalu sama dengan massa total zat-zat hasil reaksi”. Sedangkan Prouts menyatakan bahwa “Perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa selalu tetap”. Dari kedua hukum tersebut Dalton mengemukakan pendapatnya tentang atom sebagai berikut:

1. Atom merupakan bagian terkecil dari materi yang sudah tidak dapat dibagi lagi
2. Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil, suatu unsur memiliki atom-atom yang identik dan berbeda untuk unsur yang berbeda
3. Atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dan sederhana. Misalnya air terdiri atom-atom hidrogen dan atom-atom oksigen
4. Reaksi kimia merupakan pemisahan atau penggabungan atau penyusunan kembali dari atom-atom, sehingga atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.

Hipotesa Dalton digambarkan dengan model atom sebagai bola pejal seperti pada tolak peluru. Seperti gambar berikut ini:

Kelemahan:
Teori dalton tidak menerangkan hubungan antara larutan senyawa dan daya hantar arus listrik.
2. Teori Atom J. J. Thomson
Berdasarkan penemuan tabung katode yang lebih baik oleh William Crookers, maka J.J. Thomson meneliti lebih lanjut tentang sinar katode dan dapat dipastikan bahwa sinar katode merupakan partikel, sebab dapat memutar baling-baling yang diletakkan diantara katode dan anode. Dari hasil percobaan ini, Thomson menyatakan bahwa sinar katode merupakan partikel penyusun atom (partikel subatom) yang bermuatan negatif dan selanjutnya disebut elektron.
Atom merupakan partikel yang bersifat netral, oleh karena elektron bermuatan negatif, maka harus ada partikel lain yang bermuatan positifuntuk menetrallkan muatan negatif elektron tersebut. Dari penemuannya tersebut, Thomson memperbaiki kelemahan dari teori atom dalton dan mengemukakan teori atomnya yang dikenal sebagai Teori Atom Thomson. Yang menyatakan bahwa:
“Atom merupakan bola pejal yang bermuatan positif dan didalamya tersebar muatan negatif elektron”
Model atomini dapat digambarkan sebagai jambu biji yang sudah dikelupas kulitnya. biji jambu menggambarkan elektron yang tersebar marata dalam bola daging jambu yang pejal, yang pada model atom Thomson dianalogikan sebagai bola positif yang pejal. Model atom Thomson dapat digambarkan sebagai berikut:

Kelemahan:
Kelemahan model atom Thomson ini tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan negatif dalam bola atom tersebut.
3. Teori Atom Rutherford
Rutherford bersama dua orang muridnya (Hans Geigerdan Erners Masreden) melakukan percobaan yang dikenal dengan hamburan sinar alfa (λ) terhadap lempeng tipis emas. Sebelumya telah ditemukan adanya partikel alfa, yaitu partikel yang bermuatan positif dan bergerak lurus, berdaya tembus besar sehingga dapat menembus lembaran tipis kertas. Percobaan tersebut sebenarnya bertujuan untuk menguji pendapat Thomson, yakni apakah atom itu betul-betul merupakan bola pejal yang positif yang bila dikenai partikel alfa akan dipantulkan atau dibelokkan. Dari pengamatan mereka, didapatkan fakta bahwa apabila partikel alfa ditembakkan pada lempeng emas yang sangat tipis, maka sebagian besar partikel alfa diteruskan (ada penyimpangan sudut kurang dari 1°), tetapi dari pengamatan Marsden diperoleh fakta bahwa satu diantara 20.000 partikel alfa akan membelok sudut 90° bahkan lebih.
Berdasarkan gejala-gejala yang terjadi, diperoleh beberapa kesipulan beberapa berikut:

1. Atom bukan merupakan bola pejal, karena hampir semua partikel alfa diteruskan
2. Jika lempeng emas tersebut dianggap sebagai satu lapisanatom-atom emas, maka didalam atom emas terdapat partikel yang sangat kecil yang bermuatan positif.
3. Partikel tersebut merupakan partikelyang menyusun suatu inti atom, berdasarkan fakta bahwa 1 dari 20.000 partikel alfa akan dibelokkan. Bila perbandingan 1:20.000 merupakan perbandingan diameter, maka didapatkan ukuran inti atom kira-kira 10.000 lebih kecil daripada ukuran atom keseluruhan.

Berdasarkan fakta-fakta yang didapatkan dari percobaan tersebut, Rutherford mengusulkan model atom yang dikenal dengan Model Atom Rutherford yang menyatakan bahwa Atom terdiri dari inti atom yang sangat kecil dan bermuatan positif, dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif. Rutherford menduga bahwa didalam inti atom terdapat partikel netral yang berfungsi mengikat partikel-partikel positif agar tidak saling tolak menolak.
Model atom Rutherford dapat digambarkan sebagai beriukut:

Kelemahan:
Tidak dapat menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke dalam inti atom.
4. Teori Atom Bohr
ada tahun 1913, pakar fisika Denmark bernama Neils Bohr memperbaiki kegagalan atom Rutherford melalui percobaannya tentang spektrum atom hidrogen. Percobaannya ini berhasil memberikan gambaran keadaan elektron dalam menempati daerah disekitar inti atom. Penjelasan Bohr tentang atom hidrogen melibatkan gabungan antara teori klasik dari Rutherford dan teori kuantum dari Planck, diungkapkan dengan empat postulat, sebagai berikut:

1. Hanya ada seperangkat orbit tertentu yang diperbolehkan bagi satu elektron dalam atom hidrogen. Orbit ini dikenal sebagai keadaan gerak stasioner (menetap) elektron dan merupakan lintasan melingkar disekeliling inti.
2. Selama elektron berada dalam lintasan stasioner, energi elektron tetap sehingga tidak ada energi dalam bentuk radiasi yang dipancarkan maupun diserap.
3. Elektron hanya dapat berpindah dari satu lintasan stasioner ke lintasan stasioner lain. Pada peralihan ini, sejumlah energi tertentu terlibat, besarnya sesuai dengan persamaan planck, ΔE = hv.
4. Lintasan stasioner yang dibolehkan memilki besaran dengan sifat-sifat tertentu, terutama sifat yang disebut momentum sudut. Besarnya momentum sudut merupakan kelipatan dari h/2∏ atau nh/2∏, dengan n adalah bilangan bulat dan h tetapan planck.

Menurut model atom bohr, elektron-elektron mengelilingi inti pada lintasan-lintasan tertentu yang disebut kulit elektron atau tingkat energi. Tingkat energi paling rendah adalah kulit elektron yang terletak paling dalam, semakin keluar semakin besar nomor kulitnya dan semakin tinggi tingkat energinya.

Kelemahan:

Model atom ini tidak bisa menjelaskan spektrum warna dari atom berelektron banyak.

5. Teori Atom Modern

Model atom mekanika kuantum dikembangkan oleh Erwin Schrodinger (1926).Sebelum Erwin Schrodinger, seorang ahli dari Jerman Werner Heisenberg mengembangkan teori mekanika kuantum yang dikenal dengan prinsip ketidakpastian yaitu “Tidak mungkin dapat ditentukan kedudukan dan momentum suatu benda secara seksama pada saat bersamaan, yang dapat ditentukan adalah kebolehjadian menemukan elektron pada jarak tertentu dari inti atom”.

Daerah ruang di sekitar inti dengan kebolehjadian untuk mendapatkan elektron disebut orbital. Bentuk dan tingkat energi orbital dirumuskan oleh Erwin Schrodinger.Erwin Schrodinger memecahkan suatu persamaan untuk mendapatkan fungsi gelombang untuk menggambarkan batas kemungkinan ditemukannya elektron dalam tiga dimensi.

Persamaan Schrodinger

x,y dan z Y m ђ E V

= Posisi dalam tiga dimensi = Fungsi gelombang = massa = h/2p dimana h = konstanta plank dan p = 3,14 = Energi total = Energi potensial

Model atom dengan orbital lintasan elektron ini disebut model atom modern atau model atom mekanika kuantum yang berlaku sampai saat ini, seperti terlihat pada gambar berikut ini.

Awan elektron disekitar inti menunjukan tempat kebolehjadian elektron. Orbital menggambarkan tingkat energi elektron. Orbital-orbital dengan tingkat energi yang sama atau hampir sama akan membentuk sub kulit. Beberapa sub kulit bergabung membentuk kulit.Dengan demikian kulit terdiri dari beberapa sub kulit dan subkulit terdiri dari beberapa orbital. Walaupun posisi kulitnya sama tetapi posisi orbitalnya belum tentu sama.

Ciri khas model atom mekanika gelombang

1. Gerakan elektron memiliki sifat gelombang, sehingga lintasannya (orbitnya) tidak stasioner seperti model Bohr, tetapi mengikuti penyelesaian kuadrat fungsi gelombang yang disebut orbital (bentuk tiga dimensi darikebolehjadian paling besar ditemukannya elektron dengan keadaan tertentu dalam suatu atom)
2. Bentuk dan ukuran orbital bergantung pada harga dari ketiga bilangan kuantumnya. (Elektron yang menempati orbital dinyatakan dalam bilangan kuantum tersebut)
3. Posisi elektron sejauh 0,529 Amstrong dari inti H menurut Bohr bukannya sesuatu yang pasti, tetapi bolehjadi merupakan peluang terbesar ditemukannya elektron.