Menentukan Perubahan Entalphi Reaksi

1.    Kalorimetri

Perubahan entalpi merupakan perubahan kalor yang diukur pada tekanan tetap, maka untuk menentukan perubahan entalpi dilakukan dengan cara yang sama dengan penentuan perubahan kalor  yang dilakukan pada tekanan tetap. 

Kalor merupakan bentuk energi yang terjadi akibat adanya perubahan suhu, jadi perubahan kalor pada suatu reaksi dapat diukur melalui pengukuran perubahan suhu yang terjadi. Jumlah kalor yang dilepas atau diserap oleh suatu sistem sebanding dengan massa, kalor jenis zat dan perubahan suhunya.  Hubungan antara ketiga faktor tersebut dengan perubahan kalor   dirumuskan dengan persamaan,

q =  m x c x Dt

     q  =   perubahan kalor (Joule)

     m =   massa zat (gram)

     c  =   kalor jenis zat  (J g^-1 K^-1)

    Dt =  perubahan suhu (K)

Pengukuran perubahan  kalor dapat dilakukan dengan menggunakan alat yang disebut kalorimeter.

Kalorimeter sederhana dapat dibuat dari gelas  atau wadah yang bersifat isolator ( tidak menyerap kalor) misalnya gelas styrofoam  atau plastik. Dengan alat yang bersifat isolator dianggap wadah tidak menyerap kalor yang terjadi pada suatu reaksi, atau perubahan kalor yang terjadi selama reaksi dianggap tidak ada yang hilang.

Kalorimeter Bom (Boom Calorimeter)  merupakan suatu kalorimeter yang dirancang khusus sehingga sistem benar-benar dalam keadaan terisolasi. Umumnya digunakan untuk menentukan perubahan entalpi dari reaksi-reaksi pembakaran yang melibatkan gas. Didalam kalorimeter bom  terdapat ruang khusus untuk berlangsungnya reaksi yang disekitarnya diselubungi  air sebagai penyerap kalor.

Sistem reaksi di dalam kalorimeter diusahakan benar-benar terisolasi sehingga kenaikan atau penurunan suhu yang terjadi benar-benar hanya digunakan untuk menaikkan suhu air didalam kalorimeter bom.

Meskipun sistem telah diusahakan terisolasi tetapi ada kemungkinan sistem masih dapat menyerap atau melepaskan kalor ke lingkungan, yang dalam hal ini lingkungannya adalah kalorimeter itu sendiri. Jika kalorimeter juga terlibat didalam pertukaran kalor, maka  besarnya kalor yang diserap atau dilepas oleh kalorimeter harus diperhitungkan . Kalor yang diserap atau dilepas oleh kalorimeter disebut dengan kapasitas kalorimeter ( C ).

Contoh : 

 1.     Didalam suatu kalorimeter bom direaksikan 0,16 gram gas metana (CH₄) dengan oksigen berlebihan , sehingga terjadi reaksi,

 CH₄(g)  + 2 O₂(g)   —®   CO₂(g)  + 2H₂O (g)

 Ternyata terjadi kenaikan suhu 1,56^oC . Jika diketahui kapasitas kalor kalorimeter adalah 958 J/^oC , massa air didalam kalorimeter adalah 1000 gram dan kalor jenis air  4,18 J/g ^oC. Tentukanlah kalor pembakaran gas metana dalam kJ/mol.  (Ar C = 16, H = 1)

 

Penyelesaian :

Kalor yang dilepas sistem sama dengan kalor yang diserap oleh air dalam kalorimeter dan oleh klorimeternya,  maka

 

q_sistem    = q_air + q _kalorimeter

 

q_air        = m_air x c_air x D t

            = 1000 g x  4,18 J/g ^oC x 1,56 ^oC

            =  6520 J

q_kal           = C_kalorimeter x Dt

            = 958 J/^oC x 1,56^oC

            = 1494 J

maka               

q_sistem    = (6520 + 1494)  J

            = 8014 J

            = 8,014 kJ

Jumlah metana yang dibakar adalah 0,16 gram

                        CH₄       = (0,16/16) mol

                                    = 0,01 mol

maka untuk setiap mol CH₄ akan dilepas kalor sebanyak

                       

      

                                    =  801,4 kJ/mol

Karena sistem melepas kalor maka perubahan entalpinya berharga negatif sehingga,

D H_c  CH₄  = - 801, 4 kJ/ mol