Hukum Hess & Penjumlahan Reaksi — Kimia Kelas 11–12

Setelah ini kamu bisa menghitung perubahan entalpi reaksi yang sulit diukur langsung dengan menjumlahkan delta H reaksi bertahap (hukum Hess).

Membuat grafit menjadi intan di laboratorium hampir mustahil, tetapi kalor pembakaran kedua zat ini bisa diukur. Dari dua reaksi pembakaran yang sudah diketahui, kamu bisa menyimpulkan kalor perubahan grafit menjadi intan tanpa pernah melakukannya. Trik ini lahir dari satu gagasan: entalpi hanya bergantung pada keadaan awal dan akhir, bukan jalannya. Coba pilah langkahnya di bawah.

Seret tiap langkah ke urutan yang sesuai (Langkah awal atau Langkah akhir), lalu tekan Periksa.

Inti hukum Hess

Beberapa reaksi sulit atau mustahil diukur kalornya secara langsung. Misalnya, mengubah grafit menjadi intan butuh tekanan luar biasa dan berlangsung sangat lambat. Namun pembakaran grafit maupun intan mudah diukur. Hukum Hess memberi jalan keluar: jumlahkan beberapa reaksi tahap yang delta H-nya diketahui sampai membentuk reaksi target, lalu jumlahkan pula delta H-nya.

Hukum Hess menyatakan bahwa perubahan entalpi suatu reaksi hanya bergantung pada keadaan awal dan akhir, tidak bergantung pada jalur reaksi. Konsekuensinya, reaksi dapat dijumlahkan seperti persamaan aljabar, dan delta H-nya pun dijumlahkan.

Susun urutan reaksi tahap yang benar untuk merakit target.

Dua operasi aljabar reaksi

Ada dua operasi yang boleh kamu lakukan pada reaksi tahap tanpa melanggar hukum Hess. Pertama, membalik reaksi: kalau reaksi tahap berjalan terbalik dari arah target, balik arahnya, dan tanda delta H-nya juga dibalik (positif jadi negatif, sebaliknya). Kedua, mengalikan koefisien: kalau target membutuhkan dua kali lipat zat itu, kalikan seluruh koefisien dengan faktor itu, dan kalikan pula delta H-nya dengan faktor yang sama. Kedua operasi ini menjaga kesetaraan atom tetap valid.

$\Delta H_{\text{target}} = \sum \Delta H_{\text{tahap}}$ Arti tiap simbol: $\Delta H_{\text{target}}$ = entalpi reaksi yang dicari; $\sum$ = jumlahkan semua reaksi tahap setelah dibalik atau dikalikan sesuai kebutuhan.

Lihat bagan alir reaksi langsung versus reaksi bertahap sebagai bangun.

Hitung sendiri delta H reaksi target dari reaksi tahap.

Bayangkan entalpi seperti ketinggian gunung. Kalau kamu berdiri di puncak A dan ingin turun ke lembah B, selisih ketinggiannya tetap sama tak peduli jalur yang kamu pilih: turun langsung, atau memutar lewat puncak C dulu. Hukum Hess berkata hal yang sama untuk kalor reaksi: selisih entalpi antara pereaksi dan produk tetap, apa pun jalur reaksinya. Itulah sebabnya kamu bebas memilih reaksi tahap yang paling mudah diukur.

Coba dulu di kertas, baru buka.

Soal. Diketahui reaksi tahap berikut. (1) C(grafit) + O₂(g) → CO₂(g), $\Delta H_1 = -393{,}5$ kJ/mol. (2) C(intan) + O₂(g) → CO₂(g), $\Delta H_2 = -395{,}4$ kJ/mol. Hitung $\Delta H$ untuk reaksi target C(grafit) → C(intan).

Tahap (1) sudah memiliki grafit sebagai pereaksi, jadi dipertahankan. Tahap (2) memiliki intan sebagai pereaksi, padahal target ingin intan sebagai produk, jadi tahap (2) dibalik.

C(grafit) + O₂ → CO₂, $\Delta H_1 = -393{,}5$ . CO₂ → C(intan) + O₂, $\Delta H = +395{,}4$ . Jumlahkan: O₂ dan CO₂ saling eliminas di kedua ruas, menyisakan C(grafit) → C(intan).

$\Delta H = -393{,}5 + 395{,}4 = +1{,}9$ kJ/mol. Reaksi grafit menjadi intan bersifat endoterm ringan.

Jebakan: lupa membalik tanda delta H saat reaksi tahap dibalik. Yang benar: membalik arah reaksi sama dengan membalik tanda delta H-nya. Selalu periksa dulu apakah reaksi tahap sudah searah dengan target sebelum menjumlahkan.

Jebakan: mengira delta H target harus selalu negatif karena reaksi pembakaran eksoterm. Yang benar: hasil penjumlahan Hess bisa positif atau negatif tergantung reaksi tahap. Contoh grafit ke intan justru endoterm ringan (+1,9 kJ/mol).

Hukum Hess: delta H hanya bergantung pada keadaan awal dan akhir.
Reaksi dapat dijumlahkan seperti persamaan aljabar.
Membalik reaksi membalik tanda delta H-nya.
Mengalikan koefisien mengalikan pula delta H-nya.
Trik ini memungkinkan mengukur reaksi yang sulit diukur langsung.