Metode Pengukuran Entalpi (II)

Metode Tidak Langsung

Kebanyakan senyawa tidak dapat disintesis secara langsung dari unsur-unsurnya. Dalam beberapa kasus,reaksi berlangsung terlalu lambat,atau terjadi reaksi samping yang menghasilkan zat-zat selain senyawa yang diharapkan.Dalam kasus-kasus ini ∆H^o_f dapat ditentukan dengan cara pendekatan tidak langsung,yang didasarkan pada hukum enjumlahan kalor(atau hukum Hess).Hukum Hess (Hess’s law) dapat dinyatakan sebagai berikut :

Bila reaktan diubah menjadi produk,perubahan entalpinya sama terlepas apakah reaksi berlangsung dalam satu tahap atau dalam beberapa tahap.Dengan kata lain,jika kita dapat membagi reaksi menjadi beberapa tahap reaksi di mana ∆H^o_reaksi dapat diukur ,kita dapat menghitung ∆H^o_reaksi untuk keseluruhann.Hukum Hess didasarkan pada fakta bwa karena H adalah fungsi keadaan, ∆H^o hanya bergantung pda eadaan  dan keadaan akhir (yaitu hanya pada sifat reaktan dan produk). Perubahan entalpi akan sama apakah reaksi keseluruhan berlangsung dalam satu tahap atau banyak tahap.

Analogi yang berguna untuk Hukum Hess adalah sebagai berikut. Andaikan Anda pergi dari lantai dasar ke lantai keenam uatu bangunan dengan tangga erjalan.Kenaikan energi potensial gravitasi yang didapat (yang bersesuaian dengan perubahan entalpi keseluruhan proses) akan sama terlepas apakah anda ergi langsung ke atas atau berhenti di setiap lantai dalam perjalanan ke atas (membagi reaksi ke dalam beberapa tahap)

Katakanlah kita tertarik pada entalpi pembentukan standar metana (CH₄) .Kita dapat mewakili sintesis CH₄ dari unsur-unsurnya sebagai

C(grafit) + 2H_2(g) à CH_4(g)

Tetapi reaksi ini tidak berlangsung seperti tertulis di atas,jadi kita tidak dapat mengukur perubahan entalpi secara langsung.Kita harus melaksanakan cara tidak langsung,yang didasarkan pada Hukum Hess. Untuk memulainya,reaksi berikut yang melibatkan C (grafit),H₂, dan CH₄ dengan O₂ semuanya telah dikaji dan nilai-nilai ∆H^o_reaksi diketahui secara tepat

      (a)   C(grafit) + O_2(g) à CO_2(g)                                                                                                 ∆H^o_reaksi  = - 393,5 kJ

      (b)   2H_2(g) + O_2(g)  à 2H₂O                                                                            ∆H^o_reaksi = - 571,6 kJ

      (c)    CH_4(g)  + 2O_2(g) à CO_2(g) + 2H₂O                                                           ∆H^o_reaksi = - 890,4 kJ

Karena kita ingin memperoleh satu persamaan yang hanya mengandung C dan H₂ sebagai reaktan dan CH₄ sebagai produknya,kita harus membalik reaksi (c) untuk mendapatkan

      (d)   CO_2(g)  + 2H₂O_(l)  à CH_4(g) + 2O_2(g)                                                     ∆H^o_reaksi = 890,4 kJ

Tahapan berikutnya adalah menambahkan Persamaan (a),(b), dan (d) :

      (a)   C(grafit) + O_2(g) à CO_2(g)                                                                                                 ∆H^o_reaksi  = - 393,5 kJ

      (b)   2H_2(g) + O_2(g)  à 2H₂O                                                                             ∆H^o_reaksi = - 571,6 kJ

      (c)    CH_4(g)  + 2O_2(g) à CO_2(g) + 2H₂O                                                           ∆H^o_reaksi = - 890,4 kJ

Maka hasil nya :

C(grafit) + 2H_2(g) à CH_4(g)                                                                             ∆H^o_reaksi = -74,7 kJ

Seperti yang Anda lihat,semua spesi yng tidak diperlukan (O₂,CO₂, dan H₂O) hilang dalam operasi ini.Karena persamaan ini mewakili sintesis 1 mol CH₄ dari unsur-unsurnya kita peroleh ∆H^o_reaksi (CH₄) = -74,7 kJ/mol

Aturan umum dalam menerapkan hukum Hess adalah bahwa kita sebaiknya menyusun serangkaian persamaan kimia (yang berhubungan dengan beberapa tahap) sedemikian rupa,sehingga,ketika dijumlahkan,semua spesi akan hilang kecuali reaktan dan produk yang diperlukan untuk keseluruhan reaksi. Ini berarti bahwa kita menginginkan unsur-unsur pada ruas kiri dan senyawa yang diperlukan di ruas kanan.Untuk mencapai ini,kita sering harus mengalikan beberapa atau semua persamaan yang mewakili setiap tahap dengan koefisien yang cocok.