Home » IPA » Hukum Hess – Rumus, Penjelasan, Kegunaan, Contoh Soal dan Jawaban
Hukum Hess – Rumus, Penjelasan, Kegunaan, Contoh Soal dan Jawaban
11 min read
Bunyi Hukum Hess
Berikut ini adalah bunyi hukum hess:
Jumlah panas yang dibutuhkan atau dilepaskan pada suatu reaksi kimia tidak tergantung pada jalannya reaksi tetapi ditentukan oleh keadaan awal dan akhir.
Rumus Hukum Hess
Rumus Hukum Hess: ΔH1 + ΔH2 = ΔH3 + ΔH4
Perhatikan gambar di atas, mereaksikan A dengan D dapat menempuh jalur B dan C. dengan merubah entalpi yang sama:
ΔH1 + ΔH2 = ΔH3 + ΔH4
Jika perubahan kimia terjadi pada beberapajalur yang berbeda, maka perubahan entalpi pada keseluruhan juga sama.
Dengan demikian ΔH untuk reaksi tunggal dapat di rumuskan:
Hukum Hess adalah sebuah hukum dalam kimia fisik untuk ekspansi Hess dalam siklus Hess. Hukum ini digunakan untuk memprediksi perubahan entalpi dari hukum kekekalan energi (dinyatakan sebagai fungsi keadaan ΔH). Hukum Hess dapat digunakan untuk menghitung jumlah entalpi keseluruhan proses reaksi kimia walaupun menggunakan rute reaksi yang berbeda.
Keadaan awal dan akhir yang berpengaruh terhadap perubahan entalpi
Menurut hukum Hess, karena entalpi adalah fungsi keadaan, perubahan entalpi dari suatu reaksi kimia adalah sama, walaupun langkah-langkah yang digunakan untuk memperoleh produk berbeda. Dengan kata lain, hanya keadaan awal dan akhir yang berpengaruh terhadap perubahan entalpi, bukan langkah-langkah yang dilakukan untuk mencapainya.
Hal ini menyebabkan perubahan entalpi suatu reaksi dapat dihitung sekalipun tidak dapat diukur secara langsung. Caranya adalah dengan melakukan operasi aritmetika pada beberapa persamaan reaksi atau persamaan kimia yang perubahan entalpinya diketahui. Persamaan-persamaan reaksi tersebut diatur sedemikian rupa sehingga penjumlahan semua persamaan akan menghasilkan reaksi yang kita inginkan.
Jika suatu persamaan reaksi dikalikan (atau dibagi) dengan suatu angka, perubahan entalpinya juga harus dikali (dibagi). Jika persamaan itu dibalik, maka tanda perubahan entalpi harus dibalik.
Kegunaan Hukum Hess
Hukum Hess menyatakan bahwa perubahan entalpi keseluruhan dari suatu proses hanya tergantung pada keadaan awal dan akhir reaksi, dan tidak tergantung kepada rute atau langkah-langkah diantaranya.
Dengan mengetahui ΔHf (perubahan entalpi pembentukan) dari reaktan dan produknya, dapat diramalkan perubahan entalpi reaksi apapun, dengan rumus
ΔH=ΔHfP-ΔH fR
Perubahan entalpi suatu reaksi juga dapat diramalkan dari perubahan entalpi pembakaran reaktan dan produk, dengan rumus
ΔH=-ΔHcP+ΔHcR
Contoh Hukum Hess
Contoh umum
Contoh tabel yang digunakan untuk menerapkan hukum Hess
Sehingga penjumlahan persamaan-persamaan di atas akan menghasilkan
2B(s) + (3/2)O2(g) → B2O3(s) ΔH = -1273 kJ
Konsep dari hukum Hess juga dapat diperluas untuk menghitung perubahan fungsi keadaan lainnya, seperti entropi dan energi bebas. Kedua aplikasi ini amat berguna karena besaran-besaran tersebut sulit atau tidak bisa diukur secara langsung, sehingga perhitungan dengan hukum Hess digunakan sebagai salah satu cara menentukannya.
Jumlah zat yang bereaksi, jumlah zat yang bereaksi di dalam kalorimeter akan mempengaruhi panas yang dihasilkan.
Suhu atau temperatur, semakin tinggi suhu yang dihasilkan maka menyebabkan perubahan entalpinya semakin meningkat.
Jenis reaksi, suatu jenis reaksi yang dihasilkan apakah endoterm atau eksoterm mempengaruhi perubahan entalpi.
Pelarut, pelarut yang memiliki titik didih tinggi akan mempengaruhi reaksi yang terjadi di dalam kalorimeter.
Sifat zat, sifat zat yang beraksi, sifat mudah sukarnya suatu zat bereaksi akan menentukan kecepatan berlangsung reaksi. Secara umum, dinyatakan bahwa yang pertama reaksi antara senyawa ion umumnya berlangsung cepat. Hal ini disebabkan oleh adanya gaya tarik menarik antara ion-ion yang muatannya berlawanan dan yang kedua reaksi antara senyawa kovalen umumnya berlangsung lambat. Hal ini disebabkan karena untuk berlangsungnya reaksi tersebut dibutuhkan energi untuk memutuskan ikatan-ikata kovalen yang terdapat dalam molekul zat yang bereaksi.
Konsentrasi, konsenstrasi dari berbagai percobaan menunjukkan bahwa semakin cepat reaksi berlangsung. Semakin besar konsentrasi semakin banyak zat-zat yang bereaksi sehingga semakin besar pula kemungkinan terjadi reaksi.
Perubahan tekanan mempunyai pengaruh yang kecil terhadap kelarutan suatu zat cair atau zat padat dalam pelarut cair tetapi pada kelarutan gas selalu bertambah dengan bertambahnya tekanan.
Katalisator, zat yang ditambahkan ke dalam suatu reaksi dengan maksud memperbesar kecepatan reaksi. Katalis terkadang ikut terlibat dalam reaksi akan tetapi tidak mengalami perubahan kimiawi yang permanen dengan kata lain akhir reaksi katalis akan dijumpai kembali dalam bentuk dan jumlah yang sama seperti sebelum reaksi.
Kalor, kalor metupakan panas yang mempengaruhi hukum hess, karena kalor akan mempengaruhi saat perhitungan untuk menentukan arah 1 dan arah 2.
Pengadukan dan pengocokan, semakin continue atau cepat pengadukan yang dilakukan semakin besar nilai entalpi baik pada arah 1 dan arah 2.
Contoh Soal dan Jawaban Hukum Hess
1. Simak pada persamaan termokimia dibawah ini:
2H²(g)+O²(g)→2H²O(l)ΔH=-136Kkal
H²(g)+O²(g)→H²O²(l)ΔH=-44,8Kkal
Hitunglah ΔH untuk reaksi 2H²O²→2H²O+O²
Pembahasan dan jawaban:
Untuk mendapatkan reaksi tersebut, kita gabungkan reaksi pada tahap 1 dan tahap 2 sehingga diperoleh:
2H²+O²→2H²OΔH=136 Kkal
2H²O²→2H²+2O²ΔH=+89,6 Kkal
+
2H²O²→H²OΔH=-46,4Kakl
Jadi, ΔH
untuk reaksi 2H²O²→2H²O+O²
sebesar -46,4 Kkal.
2. Diketahui perubahan entalpi untuk reaksi pembentukan CH4, CO2, dan H2O adalah sebagai berikut : C(s) + 2H2(g) → CH4(g); ∆H = -75 kJ C(s) + O2(g) → CO2(g); ∆H = -394 kJ H2(g) + ½O2(g) → H2O(g); ∆H = -286 kJ Tentukan perubahan entalpi reaksi CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g).
Pembahasan dan jawaban:
Reaksi yang ditanya memiliki peraksi CH4(g) + 2O2(g) dan hasil CO2(g) + 2H2O(g) . Susun sedemikian rupa tiga persamaan yang lain agar dihasilkan persamaan reaksi yang ditanya. berikut tahapannya :
Persamaan 1 dibalik karena kita menginginkan CH4 di sebelah kiri.
CH4(g) → C(s) + 2H2(g) ; ∆H = +75 kJ —> berubah jadi +
Persamaan 2 tetap karena kita menginginkan CO2 di kanan.
Yakni merupakan sebuah hukum yang ada di dalam kimia fisik untuk ekspansi Hess dalam siklus Hess. Dimana jenis Hukum ini berfungsi untuk memprediksi suatu perubahan entalpi yang terjadi dari hukum kekekalan energi (yang kemudian dinyatakan sebagai fungsi kondisi ΔH).
4. Bila diketahui persamaan termokimia seperti berikut : 2Fe(s) + 3/2O2(g) → Fe2O3(s) ; ∆H = -839,6 kJ 2Al(s) + 3/2O2(g) → Al2O3(s) ; ∆H = +1.680 kJ Tentukan ∆H untuk reaksi 2Al(s) + Fe2O3(s) → 2Fe(s) + Al2O3(s).
Pembahasan dan jawaban:
Reaksi yang ditanya memiliki peraksi 2Al(s) + Fe2O3(s) dan hasil 2Fe(s) + Al2O3(s). Susun sedemikian rupa dua persamaan yang lain agar dihasilkan persamaan reaksi yang ditanya. berikut tahapannya :
Persamaan 1 dibalik karena kita menginginkan Fe2O3 di sebelah kiri.
Fe2O3(s) → 2Fe(s) + 3/2O2(g) ; ∆H = + 839,6 kJ —> berubah jadi +
5. Jika diketahui persamaan termokimia sebagai berikut:
2NO(g) + O2(g) → N2O4(g) ; ∆H = -A kJ
NO(g) + ½O2(g) → NO2(g) ; ∆H = -B kJ
Tentukan ∆H untuk reaksi 2NO2(g) → N2O4(g).
Pembahasan dan jawaban:
Untuk soal reaksi bersusun seperti ini, perhatikan persamaan yang ditanya. Pada bagian pereaksi (kiri) terdapat 2NO2 dan pada bagian hasil reaksi (kanan) terdapat N2O4. Oleh karena itu, susunlah sedemikian rupa dua persamaan lain yang harga ∆H-nya diketahui agar di sebelah kiri terdapat 2NO2, dan di sebelah kanan terdapat N2O4.
Sekarang perhatikan persamaan no 2. Pada persamaan itu NO2 berada di sebelah kanan, maka reaksi harus dibalik karena kita menginginkan NO2 di sebelah kiri. Selanjutnya, karena kita menginginkan 2NO2, maka reaksi no 2 kita kali 2 begitu juga harga ∆H-nya. Sedangkan persamaan no 1, N2O4 sudah berada di sebelah kanan jadi tidak perlu dibalik.
Keterangan :
Untuk menyelesaikan reaksi bersusun, bila terdapat senyawa atau unsur yang sama dengan koefisien yang sama pula berada dalam posisi yang berlawanan (kiri-vs-kanan), maka akan habis. Pada persamaan di atas, 2NO(g) + O2(g) habis karena terdapat di bagian kiri dan kanan.
6. Karbon membentuk dua jenis: grafit dan intan. Entalpi pembakaran grafit adalah –3939,5 kJ sedangkan intan –395,4 kJ.
C(grafit) + O2(g) → CO2(g) ∆H = -393.5 kJ
C(intan) + O2(g) → CO2(g) ∆H = -395.4 kJ
Hitunglah ∆H untuk merubah grafit menjadi intan.
Penyelesaian:
Yang kita inginkan adalah ∆H untuk reaksi:
C(grafit) → C(intan)
C(grafit) + O2(g) → CO2(g) ∆H = -393.5 kJ
CO2(g) → C(intan) + O2(g) ∆H = +395.4 kJ
C(grafit) → C(intan) ∆H = +1.9 kJ
Dengan menggunakan hukum kekekalan energi, kita pun dapat menggunakannya dalam bentuk diagram energi suatu reaksi. Contoh pembakaran metana untuk menghasilkan gas H2O dan kemudian pengembunan gas H2O untuk keadaan padat.
8. Diketahui persamaan termokimia sebagai berikut : MO2 + CO → MO + CO2 ; ∆H = -20 kJ M3O4 + CO → 3MO + CO2 ; ∆H = +6 kJ 3M2O3 + CO → 2M3O4 + CO2 ; ∆H = -12 kJ Tentukan nilai ∆H reaksi 2MO2(g) + CO → M2O3 + CO2.
Pembahasan dan jawaban:
Reaksi yang ditanya memiliki peraksi 2MO2(g) + CO dan hasil M2O3 + CO2. Susun sedemikian rupa tiga persamaan yang lain agar dihasilkan persamaan reaksi yang ditanya. berikut tahapannya :
Persamaan 1 dikali 2 karena kita menginginkan 2MO2 di sebelah kiri.
2MO2 + 2CO → 2MO + 2CO2 ; ∆H = 2 (-20) = -40 kJ
Persamaan 2 dibalik dan dikali 2/3 agar 2MO pada persamaan 1 habis.
Keterangan :
2CO – (2/3CO + 1/3CO) = 2CO – CO = CO
2CO2 – (2/3CO2 + 1/3CO2 ) = 2CO2 – CO2 = CO2
9. Apabila diketahui ∆H pembentukan NH3 = -46 kJ/mol, maka tentukanlah entalpi reaksi 2NH3(g) → N2(g) + 3H2(g).
Pembahasan dan jawaban:
Untuk melihat hubungan kedua reaksi pada soal, sebaiknya tuliskan terlebih dahulu persamaan reaksi pembentukan NH3 sebagai berikut :
½N2(g) + 3/2 H2(g) → NH3(g) ; ∆H = -46 kJ
Reaksi penguraian NH3 merupakan kebalikan dari reaksi pembentukan :
NH3(g) → ½N2(g) + 3/2 H2(g) ; ∆H = +46 kJ —> berubah tanda jadi + karena dibalik.
Reaksi di atas merupakan reaksi untuk menguraikan 1 mol NH3. Pada soal ditanya entalpi reaksi untuk menguraikan 2 mol NH3, maka reaksi di atas dikali 2 begitupula harga ∆H-nya.
2NH3(g) → N2(g) + 3H2(g) ; ∆H = 2 (+46) = +92 kJ.
10. Jika diketahui: ∆Hf° CH4 = –79,3 kJ ∆Hf° CO2 = –393,52 kJ ∆Hf° H2O = –296,0 kJ Tentukan ∆Hc° gas CH4!
11. Diketahui persamaan termokimia sebagai berikut : NH3 + air → larutan NH4OH ; ∆H = +a kal HCl + air → larutan HCl ; ∆H = +b kal larutan NH4OH + larutan HCl → larutan NH4Cl ; ∆H = +c kal NH3 + HCl → NH4Cl ; ∆H = +d kal NH4Cl + air → larutan NH4Cl ; ∆H = +e kal Tentukan hubungan a, b, c, d, dan e menurut Hukum Hess.
Pembahasan dan jawaban:
NH4Cl + air → larutan NH4Cl, merupakan persamaan terakhir, maka coba susun persamaan lainnya agar diperoleh persamaan permbentukan larutan NH4Cl.
Persamaan 1 tetap
Persamaan 2 tetap
Persamaan 3 tetap
Persamaan 4 dibalik karena kita menginginkan NH4Cl di sebelah kiri.
NH4Cl → NH3 + HCl ; ∆H = -d kal —> berubah tanda jadi –
12. Hitunglah dan tentukanlah berpakah jumlah kalor yang dikeluarkan/bebasakan pada ketika terjadi suatu pembakaran 1 mol Hindrokarbon C²H² (mr=26) jika telah diketahui bahwa entalpi jumlah pembentukan H ² O(g)=-285Kj/mol, Kemudian CO² (g) mol/Kj dan selanjutnya C²H²(g)=+227mol/Kj
Pembahasan dan jawaban:
Langkah awal yang dapat kita kerjakan ialah membentuk sebuah persamaan reaksi guna pembakaran C²H² .
Namun hal yang harus kalian pemhami mengenai istilah pembakaran ini disini bermaknakan suatu senyawa yang direaksikan dengan sebuah oksigen(O²).
Kemudian dari rekasi hidrokarbon biasanya dapat selalu memperoleh hasil yakni karbondioksida dan juga uap air.
Jika sudah disetarakan maka kemudain akan memperoleh sebuah hasil persamaan reaksi, yakni sebagai berikut:
C²H²+5/2O²(g)→2CO²(g)+H²O
ΔHreaksi=ΔH hasil-ΔH pereaksi
ΔHreaksi=2ΔHfCO²+ΔHf H²O-ΔHfC²H²-5/2ΔHf O²
ΔHreaksi=2(-393)+(-285)-227-5/2(0)
ΔHreaksi=-1298kj/mol
Namun harus di ingat bahwa ΔH ialah merupakan suatu unsur yang bernilai 0 sehingga ΔH f O ² = 0.
13. Reaksi pembentukan H2O(l) memiliki entalpi -285 kJ/mol, reaksi pembentukan CO2 -393 kJ/mol, dan reaksi pembentukan C2H2(g) memiliki entalpi +227 kJ/mol. Tentukanlah jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran 0,52 gram gas C2H2 (Mr = 26).
Pembahasan dan jawaban:
Ingat bahwa reaksi pembakaran artinya suatu senyawa direaksikan dengan oksigen. Setiap hidrokarbon dibakar akan menghasilkan karbondioksida dan uap air. Persamaan reaksi pembakaran C2H2 adalah sebagai berikut :C2H2 + O2 → CO2 + H2O —> setarakan menjadi :
C2H2 + 5/2O2 → 2CO2 + H2O
Untuk pembakaran 1 mol C2H2 dilepaskan kalor sebesar : ∆H = ∆H hasil – ∆H pereaksi ∆H = (2 ∆Hf CO2 + ∆H H2O) – (∆H C2H2) —> ∆H unsur = 0, maka ∆H O2 = 0 ∆H = {2 (-393) + (-285)} – (+227) ∆H = (-786 – 285) – 227 ∆H = – 1298 kJ/mol
Untuk pembakaran 0,52 gram gas C2H2, maka tentukan dulu mol nya.
mol C2H2 = gram/mr = 0,52/26 = 0,02 mol.
∆H untuk 0,02 mol C2H2 = 0,02 (-1298) = -25,96 kJ
Jadi kalor yang dilepaskan saat pembakaran 0,52 gram C2H2 adalah 25,96 kJ.
14. Simak pada persamaan termokimia dibawah ini: 2H²(g)+O²(g)→2H²O(l)ΔH=-136Kkal H²(g)+O²(g)→H²O²(l)ΔH=-44,8Kkal Hitunglah ΔH untuk reaksi: 2H²O²→2H²O+O²
Pembahasan dan jawaban:
Untuk mendapat reaksi tersebut, kita gabungkan reaksi pada tahap 1 dan tahap 2 sehingga diperoleh:
2H²+O²→2H²OΔH=136 Kkal
2H²O²→2H²+2O²ΔH=+89,6 Kkal
+
2H²O²→H²OΔH=-46,4Kakl
Jadi, ΔH
untuk reaksi 2H²O²→2H²O+O²
sebesar -46,4 Kkal.
15. Bila diketahui persamaan termokimia seperti berikut : 2 Fe (s) + 3/2 O₂ (g) → Fe₂O₃ (s) ΔH = -839 kJ 2 Al (s) + 3/2 O₂ (g) → Al₂O₃ (s) ΔH = +1680 kJ
Maka ΔH untuk reaksi 2 Al (s) + Fe₂O₃ (s) → 2 Fe (s) + Al₂O₃ (s) adalah ΔH = +2519 kJ.
Pembahasan :
Diketahui : 2 Fe (s) + 3/2 O₂ (g) → Fe₂O₃ (s) ΔH = -839 kJ
2 Al (s) + 3/2 O₂ (g) → Al₂O₃ (s) ΔH = +1680 kJ
Ditanya : ΔH reaksi 2 Al (s) + Fe₂O₃ (s) → 2 Fe (s) + Al₂O₃ (s) ?
Disusun persamaan diatas agar dihasilkan persamaan reaksi yang ditanya, seperti berikut tahapannya:
Persamaan reaksi 1 dibalik karena menginginkan pada hasil reaksi Fe₂O₃ (s) berada disebelah pereaksi, sehingga menjadi :
Fe₂O₃ (s) → 2 Fe (s) + 3/2 O₂ (g) ΔH = +839 kJ
Sedangkan persamaan reaksi 2 tidak diubah.
Selanjutnya susun dan jumlahkan reaksi seperti berikut:
Fe₂O₃ (s) → 2 Fe (s) + 3/2 O₂ (g) ΔH = +839 kJ
2 Al (s) + 3/2 O₂ (g) → Al₂O₃ (s) ΔH = +1680 kJ +
2 Al (s) + Fe₂O₃ (s) → 2 Fe (s) + Al₂O₃ (s) ΔH = +2519 kJ
