Perubahan Entalpi Standar dan Aplikasinya

Perubahan Entalpi Standar dan Aplikasinya

Perubahahan Entalpi Standar adalah perubahan kalor yang terjadi dalam suatu reaksi kimia yang diukur pada 1 atm dan 298,15 K. Jumlah total kalor yang diserap atau dilepaskan selama reaksi berlangsung dan mengembalikan zat kepada suhu semula dinamakan kalor reaksi. Jika reaksi terjadi pada tekanan tetap, kalor reaksi dinyatakan sebagai perubahan entalpi (ΔH). ΔH harus dinyatakan dalam satuan jumlah kalor per kuantitas zat dan suhu reaksi, biasanya dinyatakan dam satuan joule mol per Kelvin. 

Jenis-Jenis Perubahan Entalpi Standar :

• Perubahan Entalpi Pembentukan Standar (ΔH_f^ɵ)

       Kalor yang terlibat pada reaksi pembentukan 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya, diukur pada 1 atm suhu 298,15 K. Entalpi untuk unsur-unsur dalam bentuk paling stabil sebesar 0 kJ mol^–1. Semakin kecil ΔH_f°, semakin stabil energi senyawa itu. SatuanΔH_f° menurut Sistem Internasional (SI) adalah kJ mol^–1. Keadaan stabil untuk karbon adalah grafit (C_grafit), keadaan stabil untuk gas diatom, seperti O₂, N₂, H₂, Cl₂, dan lainnya.

•  Perubahan Entalpi Penguraian Standar (ΔH_d^ɵ)

    Kebalikan dari reaksi pembentukan, yaitu penguraian senyawa menjadi unsur-unsurnya pada keadaan standar dalam jumlah kalor yang sama besar, tetapi berlawanan tanda sesuai dengan sifat ekstensif.

Contoh :

CO₂(g) → C(s) + O₂(g) ; ΔH_d^ɵ = +393,5 kJ mol^–1

H₂O (l) → H₂(g) + ½ O₂(g) ; ΔH_d^ɵ = +285.85 kJ mol^–1 

• Perubahan Entalpi Pembakaran Standar (ΔH_c^ɵ)  Adalah kalor yang dilepaskan jika satu mol zat dibakar sempurna pada keadaan standar dengan bantuan oksigen. 

• Penggunaan Data ∆H Standar 

        Perubahan entalpi suatu reaksi dapat dihitung dari selisih perubahan entalpi hasil-hasil reaksi (keadaan akhir) dengan perubahan entalpi zat-zat pereaksi (keadaan awal), dimana tidak mengenal jalannya reaksi.

 ∆H^O_REAKSI = ∑∆H^O_PRODUK - ∑∆H^O_PEREAKSI   

• Hukum Hess

         Reaksi pembentukan asam sulfat dari unsur-unsurnya.

S(s) + H₂(g) + 2O₂(g) → H₂SO₄(l)

        Pembentukan asam sulfat dari unsur-unsurnya tidak terjadi sehingga tidak dapat diukur perubahan entalpinya. Oleh karena itu,  pada tahun 1840 ahli kimia dari Swiss Germain H. Hessmengemukakan fakta bahwa banyak pembentukan senyawa dari unsur-unsurnya tidak dapat diukur perubahan entalpinya secara laboratorium, maka perubahan entalpi reaksi hanya ditentukan oleh kalor pereaksi dan kalor hasil reaksi. Prinsip ini dikenal sebagai Hukum Hess.

• Kalor Bahan Bakar dan Sumber Energi

        Batubara, minyak bumi, dan gas alam merupakan sumber utama energi bahan bakar. Dengan pengetahuan termokimia, efektivitas bahan bakar dapat dibandingkan berdasarkan jumlah kalor dengan volume yang sama. Pada volume yang sama, semakin besar jumlah kalor yang dilepaskan, semakin efektif bahan bakar tersebut untuk digunakan sesuai kebutuhan. Efisiensi bahan bakar dapat dibandingkan berdasarkan jumlah volume dan harga. Untuk volume yang sama, semakin murah harga BBM, semakin efisien BBM tersebut untuk digunakan sesuai kebutuhan. Namun, ada beberapa aspek yang perlu diperhatikan berkaitan dengan penggunaan BBM. Aspek tersebut di antaranya keamanan dan kebersihan lingkungan. Batubara, minyak bumi, dan gas alam yang merupakan sumber energi utama, dikenal sebagai bahan bakar fosil.

• Energi Matahari

         Dengan menggunakan teknologi sel surya, energi matahari diubah menjadi energilistrik yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai aplikasi, baik kendaraan bertenaga surya maupun untuk peralatan rumah tangga.

• Pemanfaatan Batubara

        Kandungan utama batubara adalah karbon dalam bentuk karbon bebas maupun hidrokarbon. PLTU menggunakan batubara untuk menggerakkan turbin sebagai sumber energi arus listrik. Selain itu, batubara juga dimanfaatkan untuk pembuatan kosmetik dan compac disk (CD).

• Bahan Bakar Hidrogen

         Di laboratorium, hasil reaksi dari gas H₂ dan O₂ dapat dilakukan dalam tabung eudiometer, yang dipicu oleh bunga api listrik menggunakan piezoelectric. Ketika tombol piezoelectric ditekan akan terjadi loncatan bunga api listrik dan memicu terjadinya reaksi H₂ dan O₂.

• Sumber Energi Terbarukan

       Sumber energi yang dapat diperbarui kembali, misalnya minyak kelapa sawit yang dapat dijadikan sumber energi dan dapat diperbarui dengan cara menanam kembali pohon kelapa sawitnya. Sumber energi terbarukan yang berasal dari tanaman atau makhluk hidup dinamakan Bioenergi.