SOAL-LATIHAN-3-final-termokimia Dan Termodinamika PDF [PDF]

Citation preview

SOAL-SOAL LATIHAN III: Termokimia dan Termodinamika 1. Suatu tangki yang mengandung 10 liter gas ideal pada tekanan 5 atmosfer diekspansi secara isoterm dan reversibel pada 25°C, sehingga tekanannya mencapai 1 atmosfer. Dalam proses ini, hitunglah kerja sistem. 2. Kalor jenis suatu zat adalah Cp = (29 + 0,04 T) joule mol-1K-1. Jika 2 mol zat tersebut dinaikkan suhunya dari 27°C ke 127°C, maka hitunglah perubahan entalpi yang terjadi. 3. Jika perubahan entalpi pembentukan standar karbon dioksidasi dan air berturut-turut –394 kJ/mol dan –286 kJ/mol dan perubahan entalpi pembakaran propana, C3H8, adalah –2221 kJ/mol, maka hitunglah perubahan entalpi pembentukan standar propana. 4. Dari data energi ikatan rata-rata C-H = 414 kJ mol-1 H-H = 436 kJ mol-1 C-C = 347 kJ mol-1 N≡N = 946 kJ mol-1 C≡N = 891 kJ mol-1 dan kalor sublimasi karbon, C(s) → C(g) ∆H = 720 kJ/mol Hitunglah perubahan entalpi pembentukan standar metil sianida (CH3CN). 5. Suatu gas menyerap panas sebesar 350 kalori dan dimampatkan dari 20 L menjadi 10 L dengan tekanan luar 1 atm. Hitunglah energi dalam sistem tersebut. 6. Jelaskan apakah reaksi berikut bersifat eksotermik atau endotermik: a. Uap air yang mengembun pada permukaan suatu pipa yang dingin. b. F2(g)
2F(g) c. Cs(g)
Cs+(g) + ed. CO2(s)
CO2(g) 7. Dari diagram berikut : 2 NO(g) + O2(g) --------------∆Ho = - 112 kJ 2 NO2(g) --------------∆Ho = + 180 kJ N2(g) + 2 O2(g) ----------Hitunglah entalpi pembentukan NO. 8. Jika entalpi pembentukan standar NO2(g) adalah 8,09 kkal.mol-1 dan energi bebas pembentukan standarnya 51,9 kJ.mol-1, maka hitunglah ∆So (pada 25 oC) untuk reaksi 100 g nitrogen dengan oksigen menurut reaksi di bawah ini : N2(g) + 2 O2(g) → 2 NO2(g) 9. Sebanyak 7,35 g air dinaikkan temperaturnya dari 21 0C menjadi 98 0C. Jika kalor jenis air 4,18 J/g.0C, maka hitunglah kalor yang dibutuhkan dan perubahan entropi yang terjadi. 10. Sebanyak 66,0 g propana dibakar dengan oksigen berlebih dalam kalorimeter bom yang memiliki kapasitas kalor 97 kJ/ oC. Pembakaran tersebut meningkatkan suhu kalorimeter dari 25,0 oC menjadi 28,5 oC. i. Hitung kalor (q) yang dihasilkan oleh pembakaran tersebut? ii. Tuliskan persamaan reaksi termokimia pembakaran propana dalam keadaan standar. iii. Hitung ∆E dan ∆H reaksi tersebut. 11. Campuran gas di dalam salah satu silinder mesin kendaraan berekspansi melawan tekanan luar yang konstan sebesar 0,98 atm, dari volume awal sebesar 150 mL menjadi volume akhir sebesar 800 mL. Hitung kerja yang dilakukan terhadap campuran gas selama proses ini dan nyatakan dalam joule. 12. Senyawa CF3CHCl2 (dengan sebuah ikatan C-C) telah diusulkan sebagai pengganti CCl3F dan CCl2F2 karena dapat terurai cepat diatmosfir dan kecil kemungkinannya untuk menurunkan kadar ozon di



stratosfir. Gunakan data-data di bawah ini untuk memperkirakan entalpi pembentukan standar (∆Hf)CFCHCl2 dalam fasa gas. Data : Energi ikatan :



C-F C-C C-H C-Cl



= 441 = 348 = 413 = 328



kJ/mol kJ/mol kJ/mol kJ/mol



Energi atomisasi molar (energi disosiasi ikatan): C = 716,7 kJ/mol H = 218 kJ/mol F = 79 kJ/mol Cl = 121,7 kJ/mol 13. Sebanyak 100 gram air dipanaskan dari 25 0C menjadi 75 0C pada tekanan tetap 1 atm. Massa jenis air pada 25 0C dan 75 0C berturut-turut adalah 0,997 g/cm3 dan 0,968 g/cm3. Kalor jenis rata-rata air adalah 4,20 J/g.K. Hitunglah kerja (w), kalor (q), energi dalam (∆E), entalpi (∆H) dan entropi (∆S), dalam satuan Joule/mol. 14. Pada tekanan 1 atmosfer, C6H6 meleleh pada 5,5°C dengan kalor pelelehan 10,9 kJ/mol. Perubahan entropi pelelehan adalah 0,45 kali perubahan entropi penguapan C6H6. Jika kalor penguapan C6H6 adalah 31 kJ/mol, tentukan titik didih senyawa tersebut. 15. Entropi (S0) logam aluminium dan lelehan aluminium masing-masing adalah 28,3 dan 37,8 J mol-1 K-1. Untuk melelehkan 27 g logam aluminium pada tekanan tetap memerlukan kalor (q) sebesar 10 kJ. Hitunglah titik leleh normal logam aluminium. 16. Pada pembakaran 1 mol karbon dengan oksigen dihasilkan gas CO. Reaksi tersebut pada suhu 298 K dan tekanan tetap, menghasilkan kalor sebanyak 110,5 kJ. Hitung perubahan energi dalam (∆E) reaksi tersebut. 17. Dua macam polutan gas yang berasal dari knalpot mobil adalah CO dan NO. Kimia lingkungan mempelajari bagaimana cara mengubah gas-gas tersebut menjadi gas yang kurang berbahaya dengan mereaksikannya melalui reaksi berikut. CO(g) + NO(g) → CO2(g) + ½ N2(g) Hitung ∆H pada reaksi di atas. Diketahui informasi berikut: Persamaan A : CO(g) + ½ O2(g) → CO2(g) Persamaan B : N2(g) + O2(g) → 2 NO(g)



∆H = ?



∆H = -283 kJ ∆H = 180,6 kJ



18. Reaksi yang terjadi dalam senyawa nitrogen oksida sangat kompleks. Berikut reaksi-reaksi yang dapat terjadi pada senyawa nitrogen oksida dan perubahan entalpi standarnya. ∆H° = -39,8 kJ NO(g) + NO2(g)
N2O3(g) NO(g) + NO2(g) + O2(g)
N2O5(g) ∆H° = -112,5 kJ 2NO2(g)
N2O4(g) ∆H° = -57,2 kJ 2NO(g) + O2(g)
2NO2(g) ∆H° = -114.2 kJ N2O5(s)
N2O5(g) ∆H° = 54.1 kJ Hitunglah kalor reaksi berikut: N2O3(g) + N2O5(s)
2N2O4(g) 19. Asetilen, C2H2 bereaksi dengan oksigen, reaksi yang terjadi dapat dituliskan sebagai berikut: C2H2(g) + 5/2O2(g)
2CO2(g) + H2O(g) ∆H = -1255,8 kJ a. Tentukan perubahan entalpi dari reaksi 200 g gas asetilen pada suhu 25 oC dan tekanan 1 atm. b. Hitung perubahan suhu besi (kalor jenis: 0,444 J/g.oC) dengan massa 1 kg yang menerima seluruh kalor hasil pembakaran 2 g gas asetilen. c. Tentukan perubahan entalpi (∆H) untuk reaksi C2H2(g) + 5/2O2(g)
2CO2(g) + H2O(l), jika diketahui entalpi penguapan air (∆Hv) adalah 44,3 kJ/mol.