Entalpi adalah sifat dari keadaan suatu zat, memiliki nilai yang sama pada suhu dan tekanan yang diberikan untuk bahan tertentu.
Entalpi adalah fungsi keadaan dan nilainya hanya bergantung pada kondisi awal dan akhir sistem. Pengukuran panas berbagai reaksi adalah langkah pertama dalam memasuki dunia termodinamika. Pengukuran entalpi, atau panas, dari proses kimia yang berbeda adalah tujuan dari prinsip termodinamika pertama, hukum kekekalan energi.
Setiap proses kimia terhubung dengan jumlah entalpi tertentu, yang diterima sistem dari lingkungan. Reaksi berlangsung pada tekanan konstan sehingga mudah untuk mengkarakterisasi reaksi dengan perubahan entalpi.
Nilai absolut dari entalpi atau energi internal, tergantung pada keadaan standar, yang dibandingkan dengan jumlah yang diberikan. Status standar yang paling banyak digunakan adalah gas, cairan, dan padatan. Ada berbagai jenis entalpi reaksi yang diamati dalam kimia garam cair, seperti energi ikatan, entalpi pencampuran, entalpi pembubaran, dan entalpi transformasi polimorfik.
Keandalan estimasi entalpi fusi senyawa biner dan campuran eutektik tergantung pada volume informasi input, pilihan kondisi penyederhanaan, perbedaan antara titik lebur komponen dan senyawa biner, dan suhu eutektik.
Pengertian
Entalpi adalah ukuran jumlah energi yang terkandung dalam benda (sistem) yang memiliki volume, berada di bawah tekanan dan dapat dipertukarkan dengan lingkungannya. Entalpi diwakili oleh huruf H. Satuan fisik yang terkait dengannya adalah J = kgm2 / s2. Secara matematis entalpi dapat dinyatakan sebagai berikut:
H = U + PV Dimana: H = Entalpi U = Energi internal sistem P = Tekanan V = Volume
Jika U dan P dan V adalah fungsi keadaan, H juga demikian. Ini karena pada saat tertentu, kondisi akhir dan awal variabel yang akan dipelajari dalam sistem dapat diberikan.
Ketika berbicara tentang entalpi, acuan dibuat khusus untuk jumlah energi yang ditukar sistem termodinamika dengan lingkungannya, yaitu jumlah energi yang diserap atau dilepaskan oleh sistem ke lingkungannya. Dalam fisika dan kimia, besaran ini biasanya direpresentasikan dengan huruf H dan diukur dalam joule (J).
Apa itu entalpi pembentukan?
Entalpi pembentukan adalah panas yang diserap atau dilepaskan oleh suatu sistem ketika, 1 mol produk suatu zat, dihasilkan dari unsur-unsurnya dalam keadaan agregasi normal; padat, cair, gas, disolusi atau dalam keadaan alotropik yang lebih stabil. Keadaan alotropik karbon yang paling stabil adalah grafit, selain berada pada kondisi tekanan normal 1 atmosfer dan suhu 25 ° C. Ini dilambangkan sebagai ΔH ° f:
ΔH ° f = H final - H inistial
Δ: Huruf Yunani yang melambangkan perubahan atau variasi energi dari keadaan akhir dan awal. Subskrip f, berarti pembentukan senyawa dan superskrip atau kondisi standar.
Contoh soal Perhatikan reaksi pembentukan air cair H2 (g) + ½ O2 (g) → H2O (l) ΔH ° f = -285,84 kJ / mol Reagen: Hidrogen dan Oksigen, keadaan alaminya berbentuk gas. Produk: 1 mol air cair.
Perlu dicatat bahwa entalpi pembentukan menurut definisi adalah untuk 1 mol senyawa yang dihasilkan, sehingga reaksi harus disesuaikan jika mungkin dengan koefisien fraksional, seperti yang terlihat pada contoh sebelumnya. Dalam proses kimia, entalpi pembentukan dapat positif ΔHof> 0 jika reaksinya endotermik, artinya ia menyerap kalor dari medium atau negatif ΔHof
Reaksi eksotermik dan endotermik
Mempertimbangkan bahwa setiap benda yang diketahui dapat dipahami sebagai sistem termodinamika, entalpi mengacu pada jumlah panas yang dimainkan dalam kondisi tekanan konstan, tergantung pada apakah sistem menerima atau lebih tepatnya menyediakan energi.
Menurut ini, setiap proses atau transformasi dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis:
Reaksi eksotermik
Eksotermik adalah reaksi yang melepaskan panas atau energi ke lingkungan. Reagen memiliki lebih banyak energi daripada produk.
ΔH ° f < 0
Reaksi endotermik
Endotermik adalah reaksi yang mengonsumsi panas atau energi dari lingkungan.
Reagen memiliki energi yang lebih rendah daripada produk.
ΔH ° f> 0
Untuk menulis dengan benar suatu persamaan kimia, itu harus seimbang secara molar. Untuk mematuhi “Hukum kekekalan materi”, ia juga harus memuat informasi tentang keadaan fisik reagen dan produk, yang dikenal sebagai status agregasi.
Juga harus diingat bahwa zat murni memiliki entalpi pembentukan dari nol ke kondisi standar dan dalam bentuk paling stabil.
Dalam sistem kimia di mana terdapat reagen dan produk, ia menyatakan bahwa entalpi reaksi sama dengan entalpi formasi dalam kondisi standar.
ΔH ° rxn = ΔH ° f
Jenis entalpi
Jenis entalpi tergantung pada proses transformasi yang terlibat dalam sistem, dan dapat:
- Entalpi pembentukan adalah Jumlah energi yang diserap atau dilepaskan ketika satu mol zat bereaksi untuk membentuk zat majemuk.
- Entalpi dekomposisi adalah jumlah energi yang diserap atau dilepaskan ketika suatu zat kompleks menjadi zat yang lebih sederhana.
- Entalpi pembakaran adalah energi yang dilepaskan atau diserap dengan membakar 1 mol zat, selalu di hadapan gas oksigen.
- Entalpi netralisasi adalah energi yang dilepaskan atau diserap setiap kali larutan asam dan larutan basa dicampur, yaitu, ketika basa dan asam dinetralkan secara timbal balik.
Jenis entalpi ini sangat penting untuk kimia, karena mereka memahami reaksi sebagai sistem termodinamika. Oleh karena itu mereka dikenal sebagai entalpi kimia. Di sisi lain, kita dapat berbicara tentang persamaan fisiknya, yaitu:
- Entalpi perubahan fasa adalah penyerapan atau pelepasan energi ketika suatu zat berpindah dari satu keadaan agregasi ke keadaan agregasi lainnya, yaitu dari gas ke padatan atau cairan, dll. Ini dibagi menjadi: entalpi penguapan, entalpi pemadatan dan entalpi fusi.
- Entalpi disosiasi adalah campuran zat terlarut dan pelarut, dapat dipahami dalam dua fase: ikatan silang (menyerap energi) dan hidrasi (melepaskan energi).
Apa itu Entalpi dan entropi
Entalpi dan entropi (yang merupakan derajat atau kecenderungan gangguan sistem) terkait dari Prinsip Kedua Termodinamika, yang menyatakan bahwa setiap sistem dalam kesetimbangan berada pada titik entropi maksimumnya, karena ia berada dalam kecenderungan tidak teratur.
Entropi dan entalpi berbanding terbalik: pada titik entropi maksimum, entalpi akan minimal, dan sebaliknya.
Contoh soal 1 menghitung entalpi
Temukan entalpi reaksi NO2 (g) sesuai dengan reaksi berikut:
2NO (g) + O2 (g) → 2NO2 (g)
Menggunakan persamaan untuk entalpi reaksi, kita memiliki:
ΔH ° rxn = 2 mol (°H ° dari NO2) – (2 mol ΔH ° f NO + 1 mol ΔH ° dari O2)
Dalam tabel di bagian sebelumnya kita dapat melihat bahwa entalpi pembentukan untuk oksigen adalah 0 KJ / mol, karena oksigen adalah senyawa murni.
ΔH ° rxn = 2 mol (33,18 KJ / mol) – (2 mol 90,25 KJ / mol + 1 mol 0)
ΔH ° rxn = -114,14 KJ
Cara lain untuk menghitung entalpi reaksi dalam sistem kimia adalah melalui hukum HESS , yang diusulkan oleh ahli kimia Swiss Germain Henri Hess pada tahun 1840.
Hukum mengatakan: “Energi diserap atau dipancarkan dalam proses kimia di mana reaktan menjadi produk, adalah sama jika dilakukan dalam satu tahap atau dalam beberapa tahap”.
Latihan 2
Penambahan hidrogen ke asetilena untuk membentuk etana dapat dilakukan dalam satu langkah:
C2H2 (g) + 2H2 (g) → H3CCH3 (g) Δ H ° f = – 311,42 KJ / mol
Atau bisa juga terjadi dalam dua tahap:
C2H2 (g) + H2 (g) → H2C = CH2 (g) Δ H ° f = – 174,47 KJ / mol
H2C = CH2 (g) + H2 (g)→ H3CCH3 (g) Δ H ° f = – 136,95 KJ / mol
Dengan menambahkan secara aljabar kedua persamaan yang kita miliki:
C2H2 (g) + H2 (g) H2C = CH2 (g) Δ H ° f = – 174,47 KJ / mol
H2C = CH2 (g) + H2 (g) H3CCH3 (g) Δ H ° f = – 136,95 KJ / mol
C2H2 (g) + 2H2 (g) H3CCH3 (g) ΔH ° rxn = 311,42 KJ / mol
