Hukum Hess: Bunyi dan Prinsipnya
Bunyi Hukum Hess mengatakan bahwa jumlah perubahan entalpi suatu reaksi kimia tidak bergantung pada jalur reaksi yang ditempuh, melainkan hanya pada keadaan awal dan keadaan akhir sistem. Artinya, entalpi bersifat fungsi keadaan yang mana nilai totalnya bergantung pada kondisi awal dan akhir, bukan pada proses yang dilalui.
Dalam prakteknya, jika suatu reaksi dapat terjadi melalui beberapa tahap, maka jumlah perubahan entalpi setiap tahap sama dengan perubahan entalpi reaksi totalnya. Dengan kata lain, Hukum Hess memungkinkan kita menghitung energi yang terlibat tanpa harus melakukan eksperimen langsung. Ini menjadikan konsep ini efisien dan banyak digunakan dalam perhitungan termokimia.
Prinsip Hukum Hess bertumpu pada fakta bahwa entalpi merupakan state function (fungsi keadaan). Karena itu, perubahan entalpi antara dua keadaan hanya ditentukan oleh perbedaan energi pada kedua keadaan tersebut, bukan jalur reaksi yang ditempuh. Dalam praktiknya, prinsip ini sering dimanfaatkan untuk menyusun reaksi-reaksi pembantu agar menghasilkan reaksi target dengan cara menjumlah atau menguranginya sesuai kebutuhan.
Contoh Soal 1
Reaksi pertama: X (s) + Y₂ (g) → XY₂ (g) ΔH = –a kJ
Reaksi kedua: 2XY₂ (g) + Y₂ (g) → 2XY₃ (g) ΔH = –b kJ
Tentukan ΔH untuk reaksi: 2X (s) + 3Y₂ (g) → 2XY₃ (g)
Penyelesaian:
Koefisien X pada reaksi pertama dikalikan dua agar sesuai dengan reaksi target. Setelah kedua reaksi dijumlahkan, diperoleh: ΔH = 2(–a) + (–b) = –(2a + b) kJ atau 2a - b kJ
Contoh Soal 2
Reaksi pertama: S + O₂ → SO₂ ΔH = –71 kkal
Reaksi kedua: 2SO₂ + O₂ → 2SO₃ ΔH = –47 kkal
Tentukan ΔH untuk reaksi: S + 3/2O₂ → SO₃
Penyelesaian:
Reaksi kedua dibagi dua agar sesuai dengan reaksi target. Maka, ΔH = (–71) + (–47/2) = –94,5 kkal.
Contoh Soal 3
Reaksi pertama: CO(g) + ½O₂(g) → CO₂(g) ΔH = –284,3 kJ
Reaksi kedua: C(s) + O₂(g) → CO₂(g) ΔH = –395,2 kJ
Tentukan ΔH untuk reaksi: C(s) + ½O₂(g) → CO(g)
Penyelesaian:
Gunakan hubungan menurut Hukum Hess:
ΔH₃ = ΔH₁ + ΔH₂ → ΔH₁ = ΔH₃ – ΔH₂
Sehingga ΔH = –395,2 – (–284,3) = –110,9 kJ.
Contoh Soal 4
Reaksi pertama: C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O ΔH = –327 kkal
Reaksi kedua: C + O₂ → CO₂ ΔH = –94 kkal
Reaksi ketiga: H₂ + ½O₂ → H₂O ΔH = –68,4 kkal
Tentukan perubahan entalpi pembentukan C₂H₅OH dari unsur-unsurnya:
2C + 3H₂ + ½O₂ → C₂H₅OH
Penyelesaian:
Kalikan reaksi sesuai kebutuhan:
(2 × ΔH CO₂) + (3 × ΔH H₂O) + (ΔH etanol dibalik) = (–188) + (–205,2) + (+327) = –66,2 kkal.
Jadi, perubahan entalpi pembentukan etanol dari unsur-unsurnya adalah –66,2 kkal.
Dengan berbagai contoh soal Hukum Hess di atas, dapat disimpulkan bahwa cara ini sangat efektif untuk menentukan perubahan entalpi reaksi yang harus diukur melalui perhitungan. Dengan memahami bunyi Hukum Hess dan prinsip Hukum Hess, siswa dapat mencari tahu energi reaksi kimia dengan lebih sistematis dan logis.
Bunyi Hukum Hess mengatakan bahwa jumlah perubahan entalpi suatu reaksi kimia tidak bergantung pada jalur reaksi yang ditempuh, melainkan hanya pada keadaan awal dan keadaan akhir sistem. Artinya, entalpi bersifat fungsi keadaan yang mana nilai totalnya bergantung pada kondisi awal dan akhir, bukan pada proses yang dilalui.
Dalam prakteknya, jika suatu reaksi dapat terjadi melalui beberapa tahap, maka jumlah perubahan entalpi setiap tahap sama dengan perubahan entalpi reaksi totalnya. Dengan kata lain, Hukum Hess memungkinkan kita menghitung energi yang terlibat tanpa harus melakukan eksperimen langsung. Ini menjadikan konsep ini efisien dan banyak digunakan dalam perhitungan termokimia.
Prinsip Hukum Hess bertumpu pada fakta bahwa entalpi merupakan state function (fungsi keadaan). Karena itu, perubahan entalpi antara dua keadaan hanya ditentukan oleh perbedaan energi pada kedua keadaan tersebut, bukan jalur reaksi yang ditempuh. Dalam praktiknya, prinsip ini sering dimanfaatkan untuk menyusun reaksi-reaksi pembantu agar menghasilkan reaksi target dengan cara menjumlah atau menguranginya sesuai kebutuhan.
Contoh Soal 1
Reaksi pertama: X (s) + Y₂ (g) → XY₂ (g) ΔH = –a kJ
Reaksi kedua: 2XY₂ (g) + Y₂ (g) → 2XY₃ (g) ΔH = –b kJ
Tentukan ΔH untuk reaksi: 2X (s) + 3Y₂ (g) → 2XY₃ (g)
Penyelesaian:
Koefisien X pada reaksi pertama dikalikan dua agar sesuai dengan reaksi target. Setelah kedua reaksi dijumlahkan, diperoleh: ΔH = 2(–a) + (–b) = –(2a + b) kJ atau 2a - b kJ
Contoh Soal 2
Reaksi pertama: S + O₂ → SO₂ ΔH = –71 kkal
Reaksi kedua: 2SO₂ + O₂ → 2SO₃ ΔH = –47 kkal
Tentukan ΔH untuk reaksi: S + 3/2O₂ → SO₃
Penyelesaian:
Reaksi kedua dibagi dua agar sesuai dengan reaksi target. Maka, ΔH = (–71) + (–47/2) = –94,5 kkal.
Contoh Soal 3
Reaksi pertama: CO(g) + ½O₂(g) → CO₂(g) ΔH = –284,3 kJ
Reaksi kedua: C(s) + O₂(g) → CO₂(g) ΔH = –395,2 kJ
Tentukan ΔH untuk reaksi: C(s) + ½O₂(g) → CO(g)
Penyelesaian:
Gunakan hubungan menurut Hukum Hess:
ΔH₃ = ΔH₁ + ΔH₂ → ΔH₁ = ΔH₃ – ΔH₂
Sehingga ΔH = –395,2 – (–284,3) = –110,9 kJ.
Contoh Soal 4
Reaksi pertama: C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O ΔH = –327 kkal
Reaksi kedua: C + O₂ → CO₂ ΔH = –94 kkal
Reaksi ketiga: H₂ + ½O₂ → H₂O ΔH = –68,4 kkal
Tentukan perubahan entalpi pembentukan C₂H₅OH dari unsur-unsurnya:
2C + 3H₂ + ½O₂ → C₂H₅OH
Penyelesaian:
Kalikan reaksi sesuai kebutuhan:
(2 × ΔH CO₂) + (3 × ΔH H₂O) + (ΔH etanol dibalik) = (–188) + (–205,2) + (+327) = –66,2 kkal.
Jadi, perubahan entalpi pembentukan etanol dari unsur-unsurnya adalah –66,2 kkal.
Dengan berbagai contoh soal Hukum Hess di atas, dapat disimpulkan bahwa cara ini sangat efektif untuk menentukan perubahan entalpi reaksi yang harus diukur melalui perhitungan. Dengan memahami bunyi Hukum Hess dan prinsip Hukum Hess, siswa dapat mencari tahu energi reaksi kimia dengan lebih sistematis dan logis.