7A. AWAL Energi Ikatan

 PERHITUNGAN ΔH DENGAN DATA ENERGI IKATAN

Pada dasarnya reaksi kimia terdiri dari dua proses, yaitu

1. Pemutusan ikatan antar atom-atom dari senyawa yang bereaksi (proses yang memerlukan energi)
2. Penggabungan ikatan kembali dari atom-atom yang terlibat reaksi sehingga membentuk susunan baru (proses yang membebaskan energi).

 Energi Ikatan (Bond Energy) adalah besaran yang serupa dengan energi disosiasi ikatan.

Ini mengacu pada jumlah energi yang dilepaskan atau diserap saat ikatan kimia terbentuk antara dua atom.

Ketika dua atom membentuk ikatan kimia, mereka melepaskan energi karena atom-atom tersebut menjadi lebih stabil dalam molekul baru yang terbentuk. Energi ini dapat diukur dalam satuan yang sama dengan energi disosiasi ikatan (kJ/mol atau kkal/mol).

 Energi disosiasi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan salah satu ikatan 1 mol dari suatu molekul gas menjadi atom-atom gasnya.

 Energi Disosiasi Ikatan (Bond Dissociation Energy)

Energi disosiasi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan kimia antara dua atom dalam molekul. Ini terjadi saat dua atom yang terikat bersama dipisahkan menjadi atom-atom individu atau gugus atom yang berbeda.

 Contoh:
Pemutusan ikatan C – H dalam molekul CH₄

Meskipun jenis ikatannya sama yaitu C – H, tetapi dari gugus yang berbeda, maka membutuhkan energi yang berbeda pula.  Jika keempat reaksi tersebut dijumlahkan, maka diperlukan energi sebesar 1660 kJ/mol,  

sehingga rata-rata untuk setiap ikatan adalah 1660 : 4 =  415 kJ/mol.

 Energi ikatan rata-rata adalah energi rata-rata yang diperIukan untuk memutuskan sebuah ikatan dari seluruh ikatan suatu molekul gas menjadi atom-atom gas.

 Energi sebesar 1660 kJ/mol merupakan energi yang diperlukan untuk memutuskan 4 ikatan C – H dalam molekul CH₄ gas menjadi atom atom gas.

Reaksinya dinamakan reaksi atomisasi CH₄

CH₄(g) à  C(g) + 4 H(g)    ∆H_atomisasi  = +1660 kJ/mol 

                             ∆H_atomisasi  = 4 x E ikatan rata rata C-H

sehingga energi ikatan rata-rata untuk setiap ikatan C – H  adalah 1664 : 4 = 415 kJ/mol.

 Secara sederhana maka Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan 1 mol ikatan dari suatu molekul dalam wujud gas menjadi atom atom gas.

Energi ikatan antaratom (atau entalpi ikatan) tidak dapat diukur secara langsung di laboratorium karena Anda tidak dapat secara fisik mengisolasi dan meraih satu ikatan kimia untuk memutusnya. Sebagai gantinya, ahli termokimia memperoleh data ini secara tidak langsung dengan cara ...mengukur perubahan panas keseluruhan dalam reaksi kimia terkontrol menggunakan kalorimetri , dan kemudian menerapkan Hukum Hess.

link Video : https://www.youtube.com/watch?v=uP3Ms-WYsWw

    

Perubahan entalpi reaksi (ΔH) dapat dihitung dengan menggunakan data energi ikatan.

ΔH = ∑ E (ikatan pereaksi) -  ∑ E (ikatan produk)

ΔH = ∑ E (ikatan yang diputus) – ∑ E (ikatan yang terbentuk)

Bedakan dengan Rumus Hess menggunakan data ΔH pembentukan

ΔH^o_r  =  ∑ ΔH_f^o produk -    ∑ΔH_f^o reaktan

ΔH^o_r  =   ∑ΔH_f^o hasil reaksi - ∑ΔH_f^o pereaksi

ΔH^o_r  =   ∑ΔH_f^o kanan  - ∑ΔH_f^o  kiri

CONTOH SOAL

Tentukanlah ΔH dari reaksi :

 H₂C = CH₂(g) + H₂(g)  à H₃C-CH₃(g)

Jika diketahui energi disosiasi ikatan (nilai bukan yang sebenarnya untuk memudahkan perhitungan)
C - C adalah 340 kj/mol                      C = C adalah 620 kj/mol	C ≡ C adalah 810 kh/mol C - H adalah 410 kj/mol                      H - H adalah 430 kj/mol

 Jawab :

 Reaksi dapat dituliskan sebagai rumus struktur :

Sehingga ΔH_reaksi  = ∑ E(ikatan pereaksi) - ∑ E(ikatan produk

                                = 2690 kJ – 2800 kJ= -110 kJ

·    Mean bond enthalpy (Entalpi ikatan rata-rata): Energi rata-rata yang diperlukan untuk memutuskan 1 mol ikatan kovalen tertentu dalam fase gas pada berbagai senyawa.

·    Enthalpy of reaction (Entalpi reaksi): Perubahan kalor yang menyertai suatu reaksi kimia pada tekanan konstan.

·    Enthalpy of formation (Entalpi pembentukan): Perubahan entalpi ketika 1 mol senyawa terbentuk dari unsur-unsurnya dalam bentuk paling stabil pada kondisi standar.

·    Enthalpy of combustion (Entalpi pembakaran): Perubahan entalpi ketika 1 mol zat terbakar sempurna dengan gas oksigen.

·    Enthalpy of neutralisation (Entalpi netralisasi): Perubahan entalpi ketika asam dan basa bereaksi menghasilkan 1 mol air (H₂O).

·    First ionisation energy (Energi ionisasi pertama): Energi yang dibutuhkan 

untuk melepaskan 1 mol elektron dari 1 mol atom netral berwujud gas.

·    Second ionisation energy (Energi ionisasi kedua): Energi yang dibutuhkan untuk melepaskan elektron kedua dari 1 mol kation bermuatan +1 berwujud gas.

·    First electron affinity (Afinitas elektron pertama): Perubahan entalpi ketika 1 mol atom gas netral menangkap 1 mol elektron untuk membentuk ion bermuatan -1.

·   Second electron affinity (Afinitas elektron kedua): Perubahan entalpi ketika 1 mol ion bermuatan -1 berwujud gas menangkap 1 mol elektron tambahan.

·    Enthalpy of fusion (Entalpi peleburan): Energi yang dibutuhkan untuk mengubah 1 mol zat padat menjadi cair pada titik leburnya.

·    Enthalpy of vaporisation (Entalpi penguapan): Energi yang dibutuhkan untuk mengubah 1 mol zat cair menjadi gas pada titik didihnya.

·    Enthalpy of sublimation (Entalpi sublimasi): Energi yang dibutuhkan untuk mengubah 1 mol zat padat langsung menjadi gas tanpa melalui fase cair.

·    Enthalpy of transition (Entalpi transisi): Perubahan entalpi saat suatu zat berubah dari satu bentuk alotrop/kristal ke bentuk lainnya (misal: karbon grafit ke intan).

·    Enthalpy of solution (Entalpi pelarutan): Perubahan entalpi ketika 1 mol zat terlarut melarut sepenuhnya dalam pelarut tertentu.

·    Enthalpy of hydration (Entalpi hidrasi): Perubahan entalpi ketika 1 mol ion gas terlarut dalam air membentuk larutan terhidrasi.

·    Enthalpy of atomisation (Entalpi atomisasi): Perubahan entalpi ketika 1 mol atom berwujud gas terbentuk dari unsurnya dalam keadaan standar.

·    Lattice formation enthalpy (Entalpi pembentukan kisi): Perubahan entalpi ketika 1 mol senyawa ionik padat terbentuk dari ion-ion gasnya (eksotermik).

·    Lattice dissociation enthalpy (Entalpi disosiasi kisi): Energi yang dibutuhkan untuk memisahkan 1 mol senyawa ionik padat menjadi ion-ion gasnya (endotermik).

Kerjakan soal diskusi berikut ini secara berkelompok 
Satu kelompok dua siswa dengan teman satu meja, selanjutnya silahkan presentasikan di depan
Silahkan pembahasan jawaban ditulis di buku catatan selanjutnya simpan di G Drive masing masing siswa

Link pembahasan G Drive tuliskan dalam  Link G Form dibawah ini :

https://forms.gle/vaV4xkd5szLowNbY7

 

Soal  Diskusi 1

Diketahui energi disosiasi ikatan yang nilainya bukan yang sebenarnya untuk memudahkan perhitungan

C – C  : 340 kj/mol C = C  : 620 kj/mol       C ≡ C  : 810 kj/mol C – H  :  410 kj/mol H – H  :  430 kj/mol

C – O :  350 kj/mol C = O :  740 kj/mol O = O :  490 kj/mol O – H :  460 kj/mol

 Diagram siklus dari reaksi pembakaran propana sebagai berikut :

1. Hitung nilai dari ΔH₁ , ΔH₂  , ΔH₃ , ΔH₄ dan  ΔH₅
2. Tentukan jenis (nama) reaksi pada ΔH₁
3. Tentukan jenis (nama) reaksi pada ΔH₂
4. Tentukan jenis (nama) reaksi pada ΔH₃
5. Tentukan jenis (nama) reaksi pada ΔH₄
6. Tentukan jenis (nama) reaksi pada ΔH₅
7. Berdasar diagram siklus diatas bagaimana hubungan ∑ E(ikatan pereaksi) dengan ΔH yang ada dalam diagram siklus
8. Berdasar diagram siklus diatas bagaimana hubungan ∑ E(ikatan hasil reaksi) dengan ΔH yang ada dalam diagram siklus
9. Berdasar diagram siklus diatas bagaimana hubungan ΔH_reaksi  pembakaran C₃H₈ dengan ΔH yang ada dalam diagram siklus

Soal  Diskusi 2

Diketahui energi disosiasi ikatan yang nilainya bukan sebenarnya untuk memudahkan perhitungan

C – C  : 340 kj/mol C = C  : 620 kj/mol       C ≡ C  : 810 kj/mol C – H  :  410 kj/mol H – H  :  430 kj/mol

C – O :  350 kj/mol C = O :  740 kj/mol O = O :  490 kj/mol O – H :  460 kj/mol

Diagram siklus dari reaksi adisi etuna sebagai berikut:

1. Hitung nilai dari ΔH₁ , ΔH₂  , ΔH₃ dan  ΔH₄
2. Tentukan jenis (nama) reaksi pada ΔH₁
3. Tentukan jenis (nama) reaksi pada ΔH₂
4. Tentukan jenis (nama) reaksi pada ΔH₃
5. Tentukan jenis (nama) reaksi pada ΔH₄
6. Berdasar diagram siklus diatas bagaimana hubungan ∑ E(ikatan pereaksi) dengan ΔH yang ada dalam diagram siklus
7. Berdasar diagram siklus diatas bagaimana hubungan ∑ E(ikatan hasil reaksi) dengan ΔH yang ada dalam diagram siklus
8. Berdasar diagram siklus diatas bagaimana hubungan ΔH_reaksi  pembakaran C₂H₂ dengan ΔH yang ada dalam diagram siklus