Entalpi dan Perubahan Entalpi (ΔH)Entalpi (H) adalah jumlah energi yang dimiliki sistem pada tekanan tetap. Entalpi (H) dirumuskan

sebagai jumlah energi yang terkandung dalam sistem (E) dan kerja (W).

H = E + W

dengan:

W = P × V

E = energi (joule)

W = kerja sistem (joule)

V = volume (liter)

P = tekanan (atm)

Hukum kekekalan energi menjelaskan bahwa energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat

dimusnahkan, tetapi hanya dapat diubah dari bentuk energi yang  satu menjadi bentuk energi

yang lain. Nilai energi suatu materi tidak dapat diukur, yang dapat diukur hanyalah perubahan

energi (ΔE). Demikian juga halnya dengan entalpi, entalpi tidak dapat diukur, kita hanya dapat

mengukur perubahan entalpi (ΔH).

ΔH = Hp – Hr

dengan:

ΔH = perubahan entalpi

Hp = entalpi produk

Hr = entalpi reaktan atau pereaksi

a. Bila H produk > H reaktan, maka ΔH bertanda positif, berarti terjadi penyerapan kalor dari

lingkungan ke sistem.

b. Bila H reaktan > H produk, maka ΔH bertanda negatif, berarti terjadi pelepasan kalor dari sistem

ke lingkungan.

Secara matematis, perubahan entalpi (ΔH) dapat diturunkan sebagai berikut.

H = E + W (1)

Pada tekanan tetap:

ΔH = ΔE + PΔV (2)

ΔE = q + W (3)

Wsistem = –PV (4)

Substitusi persamaan (3) dan (4) dalam persamaan (2):

H = (q + W) + PΔV

H = (q – PΔV) + PΔV

H = q

Jadi, pada tekanan tetap, perubahan entalpi (ΔH) sama dengan kalor (q) yang diserap atau dilepas

(James E. Brady, 1990).

Macam-macam reaksi kimia berdasarkan kalor yang dibebaskan/kalor yang diserap (Martin S.

Silberberg, 2000):

a. Reaksi kimia yang membutuhkan atau menyerap kalor disebut reaksi endoterm.

Contoh:

Reaksi pemutusan ikatan pada molekul unsur H2 adalah:

H2 → 2 H ΔH = +a kJ

Reaksi endoterm dengan ΔH bertanda positif (+).

b. Reaksi kimia yang membebaskan kalor disebut reaksi eksoterm.

Contoh:

Reaksi pembentukan ikatan pada molekul unsur H2 adalah:

2H → H2 ΔH = –a kJ

Reaksi eksoterm dengan ΔH bertanda (–).

Diagram entalpi (diagram tingkat energi)

Entalpi dan Perubahan Entalpi

Kalorimeter Bomb

Reaksi yang terjadi dalam “kalorimeter bomb” berada pada volume yang tetap karena bejana

bomb tak dapat membesar atau mengecil. Berarti bila gas terbentuk pada reaksi di sini, tekanan

akan membesar maka tekanan pada sistim dapat berubah. Karena pada keadaan volume yang

tetap maka panas reaksi yang diukur dengan kalorimeter bomb disebut panas reaksi pada volume

tetap. Kalorimeter cangkir kopi berhubungan dengan udara dan bila ada reaksi yang menghasilkan

gas, gasnya dapat menguap ke udara dan tekanan pada sistim dapat tetap konstan. Maka

perubahan energi diukur dengan kalorimeter cangkir kopi adalah panas reaksi pada tekanan tetap.

Pengukuran panas reaksi pada reaksi pada volume tetap dan tekanan tetap tak banyak berbeda

tapi tidak sama. Karena kebanyakan reaksi yang ada kepentingannya bagi kita dilakukan dalam

wadah terbuka jadi berhubungan dengan tekanan udara yang tetap dari atmosfir, maka akan

dibicarakan hanya panas reaksi pada tekanan tetap, dan reaksi dan diberikan dengan simbol ΔH.

Definisinya:

ΔH = Hakhir – Hmula-mula

Walaupun ini merupakan definisi yang biasa dari ΔH, keadaan entalpi H, mula-mula dan akhir

(yang sebenarnya berhubungan dengan jumlah energi yang ada pada keadaan ini) tak dapat

diukur. Ini disebabkan karena jumlah energi dari sistem termasuk jumlah dari semua energi kinetik

dan energi potensialnya. Jumlah energi total ini tidak dapat diketahui karena kita tidak mengetahui

secara pasti berapa kecepatan pergerakan molekul-molekul dari sistim dan juga berapa gaya tarik

menarik dan tolak menolak antara molekul dalam sistim tersebut. Bagaimanapun definisi yang

diberikan oleh persamaan yang diatas sangat penting karena telah menegakkan tanda aljabar ΔH

untuk perubahan eksoterm dan endotermik. Perubahan eksotermik Hakhir lebih kecil dari Hmula-mula.

Sehingga harga ΔH adalah negatif. Dengan analisis yang sama kita mendapatkan harga ΔH untuk

perubahan endotermik harganya positi

Perubahan EntalpiEntalpi = H = Kalor reaksi pada tekanan tetap = Qp

Perubahan entalpi adalah perubahan energi yang menyertai peristiwa perubahan kimia pada

tekanan tetap.

a.Pemutusan ikatan membutuhkan energi (= endoterm)Contoh: H2 →   2H – a kJ ; DH= +akJ

b.Pembentukan ikatan memberikan energi (= eksoterm)Contoh: 2H →   H2 + a kJ ; DH = -a kJ

Entalpi PembentukanDitulis oleh Bambang Sugianto pada 12-06-2009

Perubahan entalpi pada pembentukan 1 mol zat langsung dari unsur-unsurnya disebut entalpi

molar pembentukan atau entalpi pembentukan. Jika pengukuran dilakukan pada keadaan

standar (298 k, 1 atm) dan semua unsur-unsurnya dalam bentuk standar, maka perubahan

entalpinya disebut entalpi pembentukan standar(ΔHf 0). Entalpi pembentukan dinyatakan

dalam kJ per mol (kJ mol -1).

Supaya terdapat keseragaman, maka harus ditetapkan keadaan standar, yaitu suhu 25 0 C dan

tekanan 1 atm. Dengan demikian perhitungan termokimia didasarkan pada keadaan standar.

Pada umumnya  dalam persamaan termokimia dinyatakan:

AB + CD ———-> AC + BD Δ H0 = x kJ/mol

Δ H0 adalah lambang dari perubahan entalpi pada keadaan itu. Yang dimaksud dengan bentuk

standar dari suatu unsur adalah bentuk yang paling stabil dari unsur itu pada kondisi standar (298

K, 1 atm).

Untuk unsur yang mempunyai bentuk alotropi, bentuk standarnya ditetapkan berdasarkan

pengertian tersebut. Misalnya, karbon yang dapat berbentuk intan dan grafit, bentuk standarnya

adalah grafit, karena grafit adalah bentuk karbon yang paling stabil pada 298 K, 1 atm. Dua hal

yang perlu diperhatikan berkaitan dengan entalpi pembentukan yaitu bahwa zat yang dibentuk

adalah 1 mol dan dibentuk dari unsurnya dalam bentuk standar.

Contoh: Entalpi pembentukan etanol (C2H5OH) (l)  adalah -277,7 kJ per mol. Hal ini berarti: Pada

pembentukan 1 mol (46 gram) etanol dari unsur-unsurnya dalam bentuk standar, yaitu karbon

(grafit), gas hidrogen dan gas oksigen, yang diukur pada 298 K, 1 atm dibebaskan 277,7 kJ  dengan

persamaan termokimianya adalah:

2 C (s, grafit) + 3H2 (g) + ½ O2 (g) –> C2 H5 OH (l) ΔH = -277,7kJ

Nilai entalpi pembentukan dari berbagai zat serta persamaan termokimia reaksi pembentukannya

diberikan pada tabel 2 berikut.

Tabel 2. Nilai entalpi pembentukan berbagai zat & Persamaan termokimia reaksi pembentukannya

Afinitas ElektronSep.04, 2009 in Kelas X, Kelas XI, Kimia DasarAfinitas elektron merupakan salah satu sifat keperiodikan unsur. Afinitas elektron adalah energi yang dilepaskan oleh suatu atom (dalam wujud gas) ketika menangkap satu elektron membentuk ion negatif. Karena energi dilepas, maka harga afinitas elektron diberi tanda minus.

afinitas elektronSemakin besar energi yang dilepas, ion negatif yang terbentuk semakin stabil. Unsur golongan IIA dan VIIIA tidak membentuk ion negatif yang stabil. Harga afinitas elektronnya positif.

tabel afinitas elektronDalam satu periode, dari kiri ke kanan, nilai afinitas elektron cenderung meningkat. Dalam satu golongan, dari atas ke bawah, nilai afinitas elektron cenderung menurun.

Energi Ikatan Rata-Rata

Energi ikatan rata-rata merupakan energi rata-rata yang diperlukan untuk memutus sebuah ikatan dari seluruh ikatan suatu molekul gas menjadi atom-atom gas.

Contoh :

CH4(g) ---->  CH3(g) + H(g) ΔH = +425 kJ/mol

CH3(g) ----> CH2(g) + H(g) ΔH = +480 kJ/mol

CH2(g) ---->  CH (g) + H(g) ΔH = +425 kJ/mol

CH (g) ----> C (g) + H(g) ΔH = +335 kJ/mol

Jika keempat reaksi tersebut dijumlahkan maka akan diperlukan energi 1664 kJ/mol sehingga dapat dirata-ratakan untuk setiap ikatan sebesar +416 kJ/mol. Jadi energi ikatan rata-rata dari ikatan C-H adalah 416 kJ/mol.

Energi ikatan rata-rata merupakan besaran yang cukup berarti untuk meramalkan besarnya energi dari suatu reaksi yang sukar ditentukan melalui

pengukuran langsung dengan kalorimeter, meskipun terdapat penyimpangan-penyimpangan.

Tabel Energi Ikatan Rata-rata Beberapa Ikatan (kJ/mol)Ikatan Energi Ikatan Rata-rata (kJ/mol)

C-H +413C-C +348C-O +358H-H +432H-O +463H-F +565

Cl-Cl +242F-F +154I-I +151

C=C +614C=O +799

Selain dapat digunakan sebagai informasi kestabilan suatu molekul, harga energi ikatan rata-rata atau energi disosiasi ikatan dapat digunakan untuk memperkirakan harga perubahan entalpi suatu reaksi. Perubahan entalpi merupakan selisih dari energi yang digunakan untuk memutuskan ikatan dengan energi yang terjadi dari penggabungan ikatan.

ΣH = ΣEnergi ikatan pereaksi – ΣEnergi ikatan hasil reaksi

 

Energi IonisasiKata Kunci: energi ionisasi, orbital atom

Ditulis oleh Zulfikar pada 19-04-2010

Energi ionisasi didefinisikan sebagai energi terendah yang dibutuhkan sebuah atom untuk dapat

melepaskan elektron valensinya. Hasil eksperimen untuk energi ionisasi yang dilakukan pada

unsur-unsur golongan IA menunjukkan bahwa energi ionisasi dari logam Litium (Li) sampai dengan

Cesium (Cs) menurun. Sedangkan energi ionisasi dari unsur-unsur dalam satu periode, ditunjukkan

pada periode ke tiga yaitu dari unsur Boron (B) sampai dengan Flor (F) menunjukkan adanya

peningkatan. Trend peningkatan dan penurunan energi ionisasi dalam Tabel periodik ditunjukkan

pada Gambar 4.5.

Untuk unsur dalam satu golongan, semakin ke bawah jumlah kulit semakin banyak dan elektron

semakin jauh dari inti. Hal ini menyebabkan elektron semakin mudah dilepaskan, dan dapat

disimpulkan bahwa energi ionisasi dalam satu golongan semakin kecil dari atas ke bawah.

Unsur-unsur dalam tabel periodik disusun berdasarkan kenaikan nomor atom sehingga jumlah

elektron semakin besar dari kiri ke kanan dan semakin sulit melepaskan karena memerlukan

energi yang cukup besar. Sehingga dapat disimpulkan bahwa energi ionisasi dalam satu periode

dari kiri kekanan semakin besar.

Kemudahan sebuah elektron dilepaskan oleh sebuah unsur merupakan ciri khas sifat logam dari

sebuah unsur, sehingga sifat kelogaman sangat dipengaruhi oleh besar kecilnya energi ionisasi.

Gambar 4.5. Jari-jari atom meningkat dalam satu Golongan IA, dan periode unsur non-logam

periode tiga

Dalam satu golongan, sifat kelogaman meningkat dari atas ke bawah, yang berlawanan dengan

energi ionisasinya. Demikianpula sifat kelogaman dalam satu periode semakin kecil dari kiri

kekanan, sehingga unsur-unsur yang berada disebelah kanan khususnya yang memiliki orbital p

bersifat sebagai non logam.