HUKUM HESS

HUKUM HESS

A.    Tujuan

1.      Mengetahui prinsip dari percobaan Hukum Hass

2.      Membuktikan Hukum Hess pada perubahan entalphi hanya bergantung pada kedua suhu awal dan keadaa akhir sistem dan tidak bergantung jalannya reaksi.

B.     Dasar Teori

Menurut Kartimi, (2014: 17), perubahan suhu yang menyertai reaksi kimia menunjukan adanya perubahan energi dalam bentuk kalor pada pereaksi dan hasil reaksi. Kalor yang diserap akan dibebaskan oleh sistem menyebabkan suhu sistem berubah. Secara sederhana kalor tersebut dapat dihitung dengan rumus : q = m. c. ∆t.

Di mana:

q = kalor reaksi (Q)                       m = massa sistem (gram)

∆t = perubahan suhu (^oC, K)         c = kalor jenis sistem (j/g.K)

 Perubahan entalpi (∆H) reaksi adalah q untuk jumlah mol pereaksi/hasil reaksi sesuai persamaan reaksi, disertai tanaada positif (reaksi endoterm) negatif (rekasi eksoterm).

Hukum Hess adalah sebuah hukum dalam kimia fisik untuk ekspansi Hess dalam siklus Hess. Hukum ini digunakan untuk memprediksi perubahan entalpi dari hukum kekekalan energi (dinyatakan sebagai fungsi keadaan ΔH).  Menurut hukum Hess, karena entalpi adalah fungsi keadaan, perubahan entalpi dari suatu reaksi kimia adalah sama, walaupun langkah-langkah yang digunakan untuk memperoleh produk berbeda. Dengan kata lain, hanya keadaan awal dan akhir yang berpengaruh terhadap perubahan entalpi, bukan langkah-langkah yang dilakukan untuk mencapainya. Dengan mengetahui ΔH_f (perubahan entalpi pembentukan) dari reaktan dan produknya, dapat diramalkan perubahan entalpi reaksi apapun, dengan rumus ΔH = ΔH_fP-ΔH _fR. Perubahan entalpi suatu reaksi juga dapat diramalkan dari perubahan entalpi pembakaran reaktan dan produk, dengan rumus ΔH=-ΔH_cP+ΔH_cR (Wikipedia).

Hal ini menyebabkan perubahan entalpi suatu reaksi dapat dihitung sekalipun tidak dapat diukur secara langsung. Jika suatu persamaan reaksi dikalikan (atau dibagi) dengan suatu angka, perubahan entalpinya juga harus dikali (dibagi). Jika persamaan itu dibalik, maka tanda perubahan entalpi harus dibalik pula (yaitu menjadi -ΔH). dengan menggunakan hukum Hess, nilai ΔH juga dapat diketahui dengan pengurangan entalpi pembentukan produk-produk dikurangi entalpi pembentukan reaktan.

Attikins, 1999, mengatakan banyaknya kalor yang dihasilkan dalam suatu reaksi kimia dapat diukur dengan menggunakan kalorimeter. Kalor dapat diukur dengan menggunakan jalan jumlah total kalor yang disetiap lingkungan kalor yang diserap air merupakan hasil dari perkalian antara massa, kalor jenis dan kenaikkan suhu, sedangkan kalor yang diserap komponen lingkungan lain yaitu tom, pengaduk, termometer, dan lain sebagainya. Merupakan hasil kali jumlah kapasitas kalor komponen-komponen ini dengan suhu. Dari sini dapat diketahui bahwa penjumlahan kalor dapat diterapkan melalui hukum Hess.

Menurut Hukum Hess, apabila suatu reaksi dapat dinyatakan sebagai penjumlahan aljabar dari dua reaksi atau lebih, maka kalor reaksinya juga merupakan penjumlahan aljabar dari kalor yang menyertai masing-masing reaksi tersebut. Jumlah aljabar panas reaksi yang dibebaskan atau diserap tidak bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir sistem tersebut. Jika sebuah sistem bebas untuk mengubah volumenya terhadap tekanan luar yang tetap, perubahan energi dalamnya tidak lagi sama dengan energi yang diberikan sebagai kalor.

Menurut Henry Hess (1840), dalam buku Rahmat, (2005: 50) mengatakan entalpi suatu reaksi tidak tergentung pada jalannya reaksi, tetapi pada awal dan akhir reaksi. ∆Hr = ∆H₁ + ∆H₂ ∆+ H₃ + …

Persamaan di atas dapat digunakan untuk menentukan entalpi suatu reaksi yang  pembakaran belerang menjadi gas belerang trioksida (SO3) yang berlangsung dalam dua tahap.

Tahap 1: S_(s)  + 3O_2(g)   →  SO_2(g)  + O_2(g)                            ∆H = -297,5 KJ

Tahap 2: SO₂  + ½ SO_2(g) →  SO₃                               ∆H = -97,9 KJ

Jika tahap 1 dan 2  dijumlahkan, maka akan diperoleh persamaan termokimia sebagai berikut.

S_(s)   +  3O_2(g)  →   SO_2(g)  + O_2(g)                             ∆H = -297,5 KJ

SO₂  + ½ SO_2(g)  + ½ SO_2(g) →  SO₃                ∆H = -97,9 KJ

C.    Alat dan Bahan

1.      Alat

-          Silinder ukur

-          Kalorimeter

-          Gelas kimia

-          Termometer

-          Neraca

2.      Bahan

-          NaOH padat

-          Larutan HCl 0,25 M

-          Larutan HCl  0,5 M

-          Aquades

D.    Langkah Kerja

1.      Rekasi 1

a.       Dimasukan 50 ml larutan HCl 0,25 M ke dalam kalori meter dari bejana pelastik dan catat suhunya (suhu awal).

b.      Ditimbang 1 gram NaOH padat dan catat massanya.

c.       NaOH pada itu dimasukan ke dalam kalorimeter dan guncangkan kalorimeter untuk melarutkan NaOH dan catat suhu yang dicapai seseudah semua NaOH larut (suhu akhir).

2.      Reaski 2a

Dengan cara yang sama seperi di atas, ditentukan suhu pada pelarut 1 gram NaOH ke dalam 25 ml air.

3.      Reaksi 2b

a.       Dipindahkan larutan NaOH dari reaksi (2a) ke dalam gelas kimia. Dimasukan 25 ml HCl 0,5 M ke dalam gelas kimia lain. diletakan kedua gelas kimia di dalam bejana berisi air, sampai suhu keduanya larutan itu sama. Catat sebagai suhu awal.

b.      Kedua larutan itu kemudian dituangkan ke dalam kalorimeter guncangkan dan catat suhu yang dicapai sebagai suhu akhir.

E.     Hasil Pengamatan

Perhitungan

Reaksi 1

Dik:

T1 HCl = 32^oC

T2 HCl + NaOH = 38^oC

Massa HCl = 50 ml

Massa jenis HCl = 3,98

Dit: Q?

Jawab:

        Q = m . c . ∆t

            = 50 . 3,98 (38-32)

            = 1194 J

            1,194 kJ

Reaksi 2

Dik:

T1 HCl = 30^oC

T2 NaOH + H₂O = 36^oC

Massa H₂O = 25

Dit: Q?

Jawab:
        Q = m . c . ∆t

            = 25 . 4,18 . (36-30)

            = 627 J

            = 0,627 kJ

Reaksi 3

T1 H₂O + HCl = 32^oC

T2 NaOH + H₂O + HCl = 33^oC

Massa H₂O = 50 ml

Dit: Q?

Jawab:

        Q = m . c . ∆t

            = 50 . 3,98 . (33-32)

            = 199 J

            = 0,199 kJ

Grafik

F.     Pembahasan

Banyaknya kalor yang dihasilkan dalam suatu reaksi kimia dapat diukur dengan menggunakan kalorimeter. Apabila suatu reaksi dapat dinyatakan sebagai penjumlahan aljabar dari dua reaksi atau lebih, maka kalor reaksinya juga merupakan penjumlahan aljabar dari kalor yang menyertai masing-masing reaksi tersebut. Jumlah aljabar panas reaksi yang dibebaskan atau diserap tidak bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir sistem tersebut. Pada praktikum Hukum Hass bertujuan untuk bagimana mengetahui prinsip dari percobaan Hukum Hass dan membuktikan pada perubahan entalpi hanya bergantung pada kedua suhu awal dan keadaa akhir sistem dan tidak bergantung jalannya reaksi. Praktikum ini dilakukan dengan tiga kali percobaan.

Untuk pemembuktian tersebut dilakukan melalui percobaan padatan NaOH 1 gram dilarutkan denga HCl, yang sebelumnya dicatat suhu awal HCl sebelum dimasukan NaOH. Untuk menunjukkan keadaan akhir reaksi, dimana dalam jalannya reaksi ini diabaikan. Hukum Hess telah dibuktikan melalui percobaan ini, ketika pencampuran berlangsung ditunjukkan keadaan senyawa reaksi NaOH dengan HCl yaitu adanya asap  dan berbuih, dan terjadi kenaikan suhu menjadi 6^oC. Keadaan awal NaOH padat setelah reaksi menghasilkan produk NaCl_(aq) dan H₂O_(l).

NaOH_(s) + HCl_(aq)  → NaCl_(aq) + H₂O_(l)

Senyawa NaOH dan HCl adalah senyawa yang mudah diamati perubahan entalpinya untuk pembuktian percobaan hukum hess. Reaksi yang berlansung pada larutan tersebut adalah reaksi endoterm, yaitu menerima kalor, hal tersebut dapat diketahui dari harga kalor yang diserap reaksi positif, yaitu 1194 J yang menunjukan tanda negatif.

Pada rekasi kedua tidak jauh beda, akan tetapi hal yang pertama adalah menggunakan air dan NaOH, bisa disebut sebagai reaksi pertama (2a), ketika reaksi berlangsung terjadi kenaikan suhu dari 30^oC-36^oC. Dan pada saat besamaan larutan HCl di masukan ke gelas kimia lain. Setelah itu kedua larutan tersebut diletakan di dalam bejana berisi air agar suhu kedua larutan tersebut sama. Sebab apabila suhu keduanya berbeda maka terjadi dua perubahan kalor yaitu perubahan kalor reaksi dan perubahan kalor campuran dengan suhu yang berbeda. Setelah kedua dicampur pada kalorimeter terjadi kenaikan suhu hanya 1^oC dengan harga kalor yang diterima ialah 199 J. Hal tersebut terjadinya reaksi endoterma, karena nilai harganya ∆H positif.

G.    Kesimpulan

Dari praktikum di atas dapat ditarik kesimpulan bahwa:

1.      Hukum Hess menyatakan bahwa entalpi suatu reaksi tidak tergantung pada jalannya reaksi, tetapi tergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir reaksi.

2.      Larutan NaOH dan HCl dalam percobaan menghasilkan asap dan suhu yang sama sesuai dengan bunyi Hukum Hess.

3.      Entalpi reaksi NaOH dan HCl bernilai positif karena reaksinya bersifat endoterm.

Referensi:

Attkins, P. W.. 1999. Kimia Fisik Jilid 1. Jakarta: Erlangga

Fraington, dkk. 1987. Kimia Fisik. Jakarta: Erlangga

Kartimi, 2014. Panduan Praktikum Kimia Dasar 2. Cirebon: Pusat Laboratorium

IAIN Syekh Nurjati.

Rahmat. 2005. Kimia. Jakarta: Grafindo Media Pratama.