Entalpi: apa itu, jenis, variasi, contoh

NS entalpi adalah fungsi termodinamika dimana menghitung panas yang terlibat dalam proses isobarik, yaitu, yang disimpan di bawah tekanan konstan. Perkembangannya terjadi tak lama setelah jatuhnya teori kalori, dengan kemajuan termodinamika antara tahun 1840 dan 1850.

Entalpi untuk Apaumica, tidak memiliki banyak arti jika bekerja sebagai nilai mutlak dan terisolasi, tetapi jika mempertimbangkan variasi nilainya dalam proses kimia. Ada beberapa cara untuk menghitung variasi entalpi suatu proses, yang utama adalah melalui energi pembentukan, pengikatan dan juga dengan di sanahai dari hess.

Baca juga: Apa itu Energi Bebas Gibbs?

Ringkasan Entalpi

• Entalpi adalah alat termodinamika untuk menghitung panas yang terlibat dalam proses yang terjadi pada tekanan konstan.

• Itu didefinisikan oleh fisikawan Amerika Josiah W. Gibbs, dalam konteks kejatuhan teori kalori.

• Dalam kimia, kami selalu menggunakan perubahan entalpi, direpresentasikan sebagai H.

• Reaksi kimia yang menyerap kalor disebut endoterm dan memiliki H > 0.

• Reaksi kimia yang melepaskan panas disebut eksotermik dan memiliki H < 0.

Video pelajaran tentang entalpi

Apa itu entalpi?

Entalpi, selalu diwakili oleh H, awalnya didefinisikan oleh fisikawan Amerika Josiah Willard Gibbs, yang disebut panas pada fungsi tekanan konstan, karena, dalam kata-katanya:

“[…] penurunan fungsi menunjukkan, dalam semua kasus di mana tekanan tidak berubah, panas yang dilepaskan oleh sistem.”

Dari karya Gibbs, kita dapat memahami entalpi sebagai fungsi termodinamika yang variasi secara numerik sama dengan jumlah panas yang dipertukarkan dalam sistem, untuk tekanan konstan. Ini berarti bahwa, dalam proses isobarik (seperti kebanyakan proses kimia), mengetahui menghitung variasi fungsi entalpi, maka dapat diketahui nilai kalor yang dipertukarkan antara sistem dan lingkungan.

Gambar yang menggambarkan Josiah Willard Gibbs (1839-1903).

Korelasi seperti itu dengan penyebab panas banyak siswa yang salah mengira bahwa entalpi identik dengan panas atau sesuatu seperti kandungan energi, kandungan panas, panas yang dilepaskan dan panas yang diserap, dan sejenisnya.

Entalpi muncul dalam konteks runtuhnya teori kalori, yang memperlakukan panas sebagai zat material yang tidak dapat dihitung yang dipindahkan dari benda yang lebih hangat ke benda yang lebih dingin. Dengan demikian, ada kebutuhan untuk memiliki alat baru untuk menghitung panas. Solusinya, kemudian, adalah dengan menggunakan jumlah yang telah didefinisikan persamaan termodinamika, seperti entalpi.

Baca juga: Bagaimana cara menghitung perubahan entalpi larutan?

variasi entalpi

Karena entalpi adalah alat yang digunakan untuk menghitung pertukaran panas dalam proses kimia, tidak masuk akal untuk menggunakannya sebagai bilangan mutlak yang terisolasi, tetapi mempertimbangkan variasinya, yaitu, dalam praktiknya, kita seharusnya hanya menilai berapa banyak, secara numerik, entalpi berubah selama proses kimia, karena termodinamika meyakinkan kita bahwa variasi adalah numerik sama dengan panas yang dilepaskan atau diserap dalam proses.

Sebenarnya, kita dapat mendefinisikan variasi entalpi sebagai:

H = H_Terakhir - H_awal

Seperti dalam proses kimia, langkah terakhir dapat dianggap sebagai produk dan langkah awal dapat dianggap sebagai reagen. Juga umum untuk melihat definisi variasi entalpi sebagai:

H = H_produk - H_reagen

Dari sudut pandang praktis dan interpretatif, jika perubahan entalpinya positif (H> 0), kita katakan reaksi kimianya adalah endotermik, yaitu, ada penyerapan panas di seluruh proses. Sudah jika perubahan entalpi negatif (H< 0), kita katakan reaksi kimianya adalah eksotermis, yaitu, panas dilepaskan selama proses.

Variasi entalpi, dalam banyak kasus, diamati dalam grafik, seperti yang ditunjukkan pada contoh berikut.

Contoh 1:

Bagan Reaksi Endotermik

Pada grafik entalpi untuk reaksi endoterm, dapat dilihat bahwa jumlah entalpi produk lebih besar daripada reaktan, menunjukkan bahwa variasi sepanjang reaksi positif. Jadi, jika H > 0, kita dapat mengatakan bahwa proses kimia terjadi dengan penyerapan panas.

Contoh 2:

Bagan Reaksi Eksotermik:

Pada grafik entalpi untuk reaksi eksoterm, dapat dilihat bahwa jumlah entalpi produk lebih kecil daripada reaktan, menunjukkan bahwa variasi sepanjang reaksi negatif. Jadi, karena H < 0, kita dapat mengatakan bahwa proses kimia terjadi dengan pelepasan panas.

Baca lebih lanjut tentang klasifikasi reaksi kimia ini dalam teks: UNTUKproses endoterm dan eksoterm.

Jenis entalpi

1. entalpi pembentukan

NS entalpi pembentukan é dihitung berdasarkan reaksi kimia pembentukan, yang merupakan reaksi di mana satu mol zat senyawa terbentuk dari zat sederhananya yang paling stabil pada suhu kamar dan tekanan 1 atmosfer.

H₂(g) + O₂ (g) → H₂O (l) H°_F = -286 kJ/mol

Keuntungan besar dari entalpi pembentukan adalah bahwa zat sederhana yang lebih stabil pada suhu kamar dan tekanan 1 atmosfer memiliki entalpi yang sama dengan nol. Ini bukan untuk mengatakan bahwa mereka sebenarnya nol, tetapi, untuk penyederhanaan dan klasifikasi yang lebih baik, mereka diperlakukan seperti ini.

Makhluk H = H_produk - H_reagen, jika kita menganggap, maka, bahwa H_reagen = 0, kita dapat mengatakan bahwa nilai H yang diamati hanya terkait dengan produk, yang, dalam kasus ini, selalu satu mol zat senyawa. Oleh karena itu, kami tabel nilai ini sebagai variasi entalpi standar pembentukan air, diwakili oleh H°_F.

Dengan metodologi inilah beberapa zat memiliki variasi entalpi standar tabel formasi, seperti yang dapat kita lihat di bawah ini.

Zat	Entalpi pembentukan (ΔH°F) dalam kJ/mol
BERSAMA2 (G)	-393,4
CaO(s)	-634,9
HI(g)	+25,9
TIDAK (g)	+90,1

1. entalpi ikatan

Entalpi pengikatan berfungsi untuk menunjukkan jumlah energi yang terlibat dalam pemecahan atau pembentukan mol tertentu. ikatan kimia.

Dipahami bahwa, untuk memutuskan ikatan kimia, perlu untuk menyerap panas, sehingga atom ikatan meningkatkan energi dalam dan, akibatnya, tingkatkan energi kinetik Anda. dengan lebih besar energi kinetik, atom bergetar lebih kuat, menyebabkan ikatan putus. Jadi, setiap pemutusan ikatan adalah proses endoterm.

Jika tidak, untuk membentuk ikatan kimia, atom kehilangan kebebasan bergerak dan perlu mengurangi derajat pergerakannya, mengurangi energi kinetiknya. Energi cadangan tersebut kemudian dilepaskan dalam bentuk panas. Dengan demikian, semua pembentukan ikatan adalah proses eksotermis.

Tabel di bawah ini menunjukkan nilai energi yang terkait dengan setiap ikatan kimia.

Koneksi	Energi ikat (kJ/mol)
C-H	412,9
C-C	347,8
O═O	497,8
F-F	154,6
TIDAK	943,8

Perhatikan bahwa tidak ada tanda dalam nilai, karena dalam modulus. Ini karena sinyal harus diberikan oleh Anda tergantung pada apakah tautannya putus atau terbentuk.

1. Entalpi pembakaran

NS entalpi pembakaran berfungsi untuk menunjukkan jumlah panas yang dilepaskan dalam pembakaran satu mol zat. Perlu dicatat bahwa setiap reaksi pembakaran adalah eksotermis, karena setiap pembakaran melepaskan panas.

CH₄ (g) + 2 O₂ (g) → CO₂ (g) + 2 H₂H°_C = -889.5 kJ/mol

Tabel di bawah ini menunjukkan nilai entalpi pembakaran untuk beberapa zat kimia.

Zat	Entalpi pembakaran (ΔH°C) dalam kJ/mol
Etanol - C2H5oh (1)	-1368
Benzena - C6H6 (1)	-3268
Oktan - C8H18 (1)	-5471
Glukosa - C6H12HAI6 (S)	-2808

1. Entalpi perubahan keadaan fisik

Setiap perubahan keadaan fisik melibatkan pertukaran panas. Oleh karena itu, entalpi perubahan keadaan fisik berfungsi untuk menunjukkan jumlah panas yang terlibat dalam proses perubahan keadaan fisik.

Misalnya, kita memiliki penguapan air:

H₂O (1) → H₂O (g) H = +44 kJ/mol

Dalam pencairan air, kita memiliki:

H₂O(s) → H₂O (l) H = +7,3 kJ/mol

Nilai entalpi simetris untuk proses terbalik, yang berarti bahwa, misalnya, perubahan entalpi dalam pencairan air adalah -44 kJ/mol, sedangkan pada pemadatannya sama dengan -7,3 kJ/mol.

Baca juga: Apa itu entropi?

Latihan soal entalpi

Pertanyaan 1 - (UERJ 2018) Kapasitas pencemar suatu hidrokarbon yang digunakan sebagai bahan bakar ditentukan oleh perbandingan antara energi yang dilepaskan dengan jumlah CO₂ terbentuk dalam pembakaran sempurna. Semakin tinggi rasionya, semakin rendah kapasitas polusinya. Tabel di bawah ini menunjukkan entalpi pembakaran standar empat hidrokarbon.

Dari tabel tersebut, hidrokarbon dengan kapasitas pencemar terendah adalah:

1. Oktan

2. Heksana

3. Benzena

4. pentana

Resolusi

Alternatif D

Pertanyaan tersebut menunjukkan bahwa kapasitas pencemar didefinisikan sebagai rasio (bagi) antara energi yang dilepaskan dan jumlah CO₂ terbentuk dalam pembakaran sempurna. Semakin besar alasan, semakin rendah kapasitas polusi, yaitu, lebih banyak energi yang dilepaskan per mol CO₂ dihasilkan.

Reaksi pembakaran sempurna dari Hidrokarbon dikutip adalah:

Oktan: C₈H₁₈ +25/2 O₂ → 8 CO₂ + 9 jam₂Alasannya: 5440/8 = 680

Heksana: C₆H₁₄ +19/2 O₂ → 6 CO₂ + 7 jam₂Alasan: 4140/6 = 690

Benzena: C₆H₆ + 15/2 O₂ → 6 CO₂ + 3 H₂Alasannya: 3270/6 = 545

pentana: C₅H₁₂ + 8 O₂ → 5 CO₂ + 6 H₂Alasan: 3510/5 = 702

Dengan demikian, kita dapat menyimpulkan bahwa pentana adalah hidrokarbon dengan kapasitas polusi terendah.

Pertanyaan 2 - (Enem 2015) Penggunaan sisa-sisa hutan semakin menarik setiap hari, karena merupakan sumber energi terbarukan. Gambar tersebut mewakili pembakaran minyak nabati yang diekstraksi dari limbah kayu, di mana H₁ variasi entalpi akibat pembakaran 1 g bio-oil ini, menghasilkan karbon dioksida dan air cair, dan H₂ perubahan entalpi yang terlibat dalam konversi 1 g air dalam keadaan gas menjadi cair.

Variasi entalpi, dalam kJ, untuk pembakaran 5 g bio-oil ini, menghasilkan CO₂ (gas) dan H₂(gas) adalah:

A) -106

B) -94

C) -82

D) -21,2

E) -16,4

Resolusi

Alternatif C

Dari grafik yang ditunjukkan, kita memiliki H₁ sebagai variasi entalpi pembakaran bio-minyak yang menghasilkan CO₂ (g) dan H₂O (1) dan H₂ sebagai perubahan entalpi pencairan air, karena CO₂ tetap gas dan hanya keadaan fisik dari Air perubahan (dari gas ke cair).

Latihan menanyakan perubahan entalpi pembakaran 5 g bio-oil, menghasilkan CO₂ (gas) dan H₂O (gas). Dari diagram, perubahan entalpi ini dapat didefinisikan sebagai H = H₁ - H₂. Dengan demikian, nilai H akan sama dengan -16,4 kJ/g. Variasi ini, seperti yang bisa kita lihat di unit, adalah untuk SETIAP gram bio-oil. Untuk 5 gram, kita harus melakukan proporsi:

1 g bio-oil -16,4 kJ

5 g bio-minyak x

1. x = 5. (-16,4)

x = -82 kJ

Kami kemudian dapat menandai alternatif C.

Oleh Stéfano Araújo Novais
guru kimia