XI MIPA 6 - Itsna Fauziyah Wijaya - LK2 [PDF]

Citation preview

LEMBAR KERJA SISWA



HUKUM HESS dan data energi ikatan



NAMA : Itsna Fauziyah Wijaya



KOMPETENSI DASAR 3.5 Menentukan H reaksi berdasarkan hukum Hess, data perubahan entalpi pembentukan standar, dan data energi ikatan. 4.5 Merancang, melakukan, dan menyimpulkan serta menyajikan hasil percobaan penentuan H suatu reaksi TUJUAN PEMBELAJARAN 3.5.1.1 Peserta didik dapat menjelaskan Hukum Hess mengenai perubahan entalpi menggunakan diagram 3.5.2.1 Peserta didik dapat menentukan ∆H berdasarkan hukum Hess melalui persamaan termokimia



3.5.2.2 Peserta didik dapat menentukan ∆H berdasarkan hukum Hess melalui siklus Hess 3.5.2.3 Peserta didik dapat menjelaskan tentang energi ikatan 3.5.4.1 Peserta didik dapat menentukan H berdasarkan data energi ikatan



Kegiatan 1 (Hukum Hess) A. Analogi



Di baca yaaaa!!!



“ Anak-anak, pernahkan kalian mendaki pegunungan? Bagaimana perjalanan yang kalian rasakan? Baiklah, untuk mendaki gunung tersebut awalnya kalian berada di kaki gunung kemudian mendaki gunung hingga puncak gunung. Tetapi apakah rute perjalanan yang kalian jalani akan sama dengan pendaki gunung lain? Mungkin berbeda rute, ada yang mendaki gunung menggunakan rute sangat berkelok kelok dan ada yang menggunakan rute sedikit landai. Seperti gambar berikut.



Dari gambar tersebut terlihat bahwa terdapat 2 pendaki gunung yang mendaki gunung ke puncak gunung menggunakan rute jalan yang berbeda. Pendaki 1 menggunakan jalan disebelah kiri (yang ditandai dengan jalur berwarna biru) sedangkan pendaki yang ke-2 menggunkan jalan di sebelah kanan (yang ditandai dengan jalur yang berwarna merah). Bagaimana dengan jarak perpindahan yang terjadi? Sama atau bedakah? Anak-anak tahukah kalian bahwa walaupun berbeda rute perjalanan jarak tempuh atau perpindahan yang terjadi diantara keduanya adalah sama. Perbedaan dari kedua cara di atas hanya terletak pada proses perjalanannya, tetapi awalnya sama-sama berawal dari kaki gunung dan mencapai puncak gunung yang sama pula. Sama halnya dengan pendakian gunung tersebut, reaksi kimia juga dapat berlangsung dalam tahaptahap yang berbeda, ada yang dapat dilangsungkan dengan satu tahap, dua tahap, atau lebih. Namun tetap sama perubahannya. Hal tersebutlah yang dinamakan Hukum Hess. Hukum Hess berbunyi “Bila reaktan diubah menjadi produk, perubahan entalpinya sama, apakah reaksi berlangsung dalam satu tahap atau dalam beberapa tahap”. Atau dengan kata lain ∆H hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir.



B. Pendahuluan Hukum Hess menyatakan bahwa “perubahan entalpi tidak tergantung pada berapa banyak tahapan reaksi, tetapi hanya bergantung pada keadaan awal dan akhir. 1. Diagram Seperti bunyi hukum Hess, perhitungan dengan cara diagram adalah dengan memperhatikan keadaan awal, keadaan akhir, dan tanda panah reaksi (atas atau bawah). Contoh :



½ N2(g) + O2(g)



0 -------



ΔH2 -57,05 kJ --------------- NO(g) + ½ O2(g) ΔH3 = - 33,2 kJ -90,25 kJ ------



NO2(g)



Dari diagram tingkat energi diatas, maka besarnya ΔH untuk reaksi pembentukan 1 mol NO2 dari N2 dan O2 ada 2 tahap yaitu : Tahap I : ½ N2(g) + O2(g)



NO2(g)



Tahap II : ½ N2(g) + O2(g)



NO(g) + ½ O2(g)



NO(g )



+ ½ O2(g)



NO2(g)



½ N2(g) + O2(g)



NO2(g)



ΔH1 = -90,25 kJ ΔH2 = -57,05 kJ ΔH3 = -33,2 kJ + ΔH = -90,25 kJ (nilai ΔH = ΔH1 = 90,25 kJ)



Latihan 1 Amati diagram berikut ini dan jawablah pertanyaannya 0 ---------



C(s) + O2(g)



ΔH3 -110,5 ------------------



ΔH1 CO(g) + ½ O2(g)



ΔH2 -394 ---------



CO2(g)



1. Manakah yang merupakan keadaan awal dan keadaan akhir pada diagram diatas? Jawab : Keadaan Awal : C(s) + O2(g) Keadaan Akhir : CO2(g)



2. Ada berapa tahapankah yang dilakukan untuk pembentukan CO 2? Jawab : Ada 3 tahap



3. Tuliskan tahapan-tahapan tersebut (dalam persamaan reaksi) lengkapi dengan ΔHreaksinya! Jawab : Tahapannya adalah 1. C(s) + O2(g) menjadi ΔH3 dan ΔH1 2. ΔH1 menjadi CO(g) + ½ O2(g), lalu CO(g) + ½ O2(g) menjadi ΔH2 3. Hasil dari ΔH3 dan ΔH2 menjadi CO2(g)



4. Tuliskan hubungan antara ΔH1, ΔH2, dan ΔH3 ! Jawab : Hubungan ΔH1, ΔH2, dan ΔH3 merupakan tahap-tahap untuk menghasilkan CO2(g)



5. Apa yang dapat kalian simpulkan dari pertanyaan no.1, 2, 3, 4 mengenai penentuan ΔHreaksi berdasarkan hukum Hess? Jawab : Pembentukan CO2(g) melalui 3 tahap yaitu ΔH1, ΔH2, dan ΔH3



2. Siklus reaksi Cara siklus mirip sama cara diagram, cuma bentuknya lebih fleksibel. Jika diagram diatas dibuat bentuk siklus, jadinya seperti berikut : ½ N2(g) + O2(g)



ΔH1 = -90,25 kJ



NO2(g)



ΔH3 = -33,20 kJ



ΔH2 = -57,05 kJ NO(g) + ½ O2(g)



Latihan II Perhatikan gambar siklus reaksi dibawah ini ! ΔH1 = a kJ K(s) + ½ Cl2(g) + 2 O2(g)



ΔH3 = c kJ



KClO3(s) + ½ O2(g)



ΔH2 = b kJ KClO4(g)



(1) Tuliskan persamaan reaksi berdasarkan skema tersebut dilengkapi dengan ΔH reaksinya! Jawab :  K(s) + ½ Cl2(g) + 2 O2(g) → ΔH1 dan ΔH3  ΔH1 menjadi KClO3(s) + ½ O2(g), lalu KClO3(s) + ½ O2(g) menjadi ΔH2  Hasil dari ΔH3 dan ΔH2 menjadi KClO4(g)



(2) Berdasarkan skema reaksi dari persamaan no.(1), tuliskan hubungan antara ΔH1, ΔH2, dan ΔH3 ! Jawab : Hubungan ΔH1, ΔH2, dan ΔH3 merupakan tahap-tahap untuk menghasilkan KClO4(g)



(3) Apabila diketahui harga ΔH1 = -393 kJ dan ΔH2 = -432 kJ, hitunglah ΔH3 ! Jawab : ΔH3 = ΔH1 + ΔH2 ΔH3 = -393 kJ + -432 kJ ΔH3 = -825 kJ



(4) Siklus reaksi diatas merupakan siklus reaksi pembentukan standar KClO 4(g). Gambarkan siklus reaksi untuk penguraian standar KClO 4 (g) ! Jawab :



3. Persamaan reaksi Cara ini bisa kita pakai jika diagram tingkat energi atau siklusnya tidak diketahui. Caranya yaitu dengan melakukan operasi aritmatika pada beberapa persamaan reaksi 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 harus dikali/dibagi pula. Jika persamaan itu dibalik, maka tanda perubahan entalpi harus dibalik pula ((+) menjadi (–) atau sebaliknya). Jadi pada pemakaian cara ini memerlukan ketelitian dalam menentukan apakah suatu reaksi tetap, dibalik, atau dikalikan karena akan mempengaruhi hasilnya.



Tip menentukan ΔH dengan menggunakan persamaan reaksi : 1) Tulis persamaan reaksinya 2) Tentukan masing-masing nilai ΔH dari setiap komponen dari persamaan reaksi yang diketahui 3) Jumlahkan semua persamaan itu hingga menemukan bentuk persamaan baru yang sesuai dengan yang ditanyakan



LET’S TRY!!!



Latihan III 1. Diketahui persamaan termokimia : 2 H2(g) + O2(g)



2 H2O(l)



ΔH = a -571 kJ (1)



2Ca(s) + O2(g)



2 CaO(s)



ΔH = b -1.269 kJ (2)



CaO(s) + H2O(l)



Ca(OH)2(s)



ΔH = c -64 kJ (3)



Nilai ΔH untuk reaksi pembentukan Ca(OH)2(s) adalah ….. Jawab : Tip 1 : tulis persamaan reaksi pembentukan Ca(OH) 2(s) dari unsur-unsur penyusunnya Ca



+



O2



H2



+



Ca(OH)2(s)



Tip 2 : tentukan ΔH satu per satu komponen. Ca(s) +



O2(g)



Pers.2, tetap, x ½



+



H2(g)



Ca(OH)2(s)



pers.1, tetap, x ½



pers.3, tetap



Tip 3 : jumlahkan semua persamaan yang ada Pers.1, tetap, x ½ :



2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(l)



ΔH = -285,5 kJ



Pers.2, tetap, x ½ :



2Ca(s) + O2(g) → 2 CaO(s)



ΔH = -634,5 kJ



Pers.3, tetap



CaO(s) + H2O(l) → Ca(OH)2(s)



:



Ca(s) + O2(g) + H2(g)



Ca(OH)2(s)



2. Diketahui : H2O(l)



H2O(s)



H2O(l)



H2(g) + ½ O2(g)



H2(g) + ½ O2(g)



ΔH = - 1,4 kkal H2O(g)



ΔH = +68,3 kkal ΔH = -57,8 kkal



Hitunglah ΔH pada reaksi : H2O(s)



H2O(g)



Jawab : Tip 1 : tuliskan persamaan reaksi yang ditanyakan H2O(l) → H2O(s) H2O(l) → H2(g) + ½ O2(g) H2(g) + ½ O2(g) →H2O(g)



ΔH = -64 kJ



+ ΔH = -984 kJ



Tip 2 : tentukan nilai ΔH dari setiap komponen dari persamaan reaksi yang diketahui H2O(l) → H2O(s)



ΔH = - 1,4 kkal



H2O(l) → H2(g) + ½ O2(g)



ΔH = +68,3 kkal



H2(g) + ½ O2(g) →H2O(g)



ΔH = -57,8 kkal



Tip 3 : Jumlahkan semua persamaan itu hingga menemukan bentuk persamaan baru yang sesuai dengan yang ditanyakan H₂O (l) → H₂ (g) + 1/2 O₂ (g)           ΔH = +68,3 kkal H₂ (g) + 1/2 O₂ (g) → H₂O (g)          ΔH = -57,8 kkal H₂O (s) →  H₂O (l)                           ΔH = +1,4 kkal    + H₂O (s) → H₂O (g)                           ΔH = +11,9 kkal