Cara Menghitung ΔH Pembakaran C₂H₈: Soal Kimia & Pembahasan

by ADMIN 60 views

Hey guys! Kalian lagi pusing sama soal kimia tentang termokimia, khususnya menghitung entalpi pembakaran (ΔH pembakaran)? Nah, pas banget nih! Kali ini kita bakal bahas tuntas soal yang berkaitan dengan perhitungan ΔH pembakaran C₂H₈. Soal ini sering banget muncul di ujian kimia, jadi penting banget buat kita kuasai konsepnya. Yuk, simak pembahasannya!

Soal dan Pembahasan Lengkap Menghitung ΔH Pembakaran

Sebelum kita masuk ke pembahasan yang lebih dalam, mari kita lihat dulu soalnya:

Soal:

Diketahui:

  • ΔH pembentukan C₂H₈ (g) = -24,8 kJ/mol
  • ΔH pembentukan CO₂ (g) = -94,7 kJ/mol
  • ΔH pembentukan H₂O(l) = -68,3 kJ/mol

ΔH pembakaran C₂H₈ (g) adalah...

  • -532,5 kJ/mol
  • +81 kJ/mol
  • -81 kJ/mol
  • +94 kJ/mol
  • -208 kJ/mol

Memahami Konsep Dasar Entalpi Pembakaran

Sebelum kita mulai menghitung, penting banget buat kita memahami konsep dasar entalpi pembakaran. Entalpi pembakaran (ΔH pembakaran) adalah perubahan entalpi yang terjadi pada pembakaran 1 mol suatu zat dengan oksigen (O₂) pada keadaan standar (298 K dan 1 atm). Reaksi pembakaran selalu menghasilkan panas (reaksi eksoterm), sehingga nilai ΔH pembakaran selalu negatif.

Dalam soal ini, kita diminta untuk mencari ΔH pembakaran gas C₂H₈ (etana). Untuk menghitungnya, kita bisa menggunakan Hukum Hess. Hukum Hess menyatakan bahwa perubahan entalpi suatu reaksi hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir, tidak bergantung pada jalannya reaksi. Dengan kata lain, kita bisa menggunakan data entalpi pembentukan (ΔH pembentukan) untuk menghitung ΔH pembakaran.

Langkah-Langkah Menghitung ΔH Pembakaran

Berikut adalah langkah-langkah yang perlu kita lakukan untuk menghitung ΔH pembakaran C₂H₈:

  1. Menuliskan Persamaan Reaksi Pembakaran Setara

    Langkah pertama adalah menuliskan persamaan reaksi pembakaran setara untuk C₂H₈. Pembakaran sempurna hidrokarbon (seperti C₂H₈) akan menghasilkan gas karbon dioksida (CO₂) dan air (H₂O).

    Persamaan reaksinya adalah:

    C₂H₈(g) + O₂(g) → CO₂(g) + H₂O(l) (belum setara)

    Kita setarakan persamaan reaksinya:

    C₂H₈(g) + 7/2 O₂(g) → 2CO₂(g) + 4H₂O(l)

    atau jika kita ingin menghilangkan pecahan, kita kalikan seluruh persamaan dengan 2:

    2C₂H₈(g) + 7O₂(g) → 4CO₂(g) + 8H₂O(l)

  2. Menggunakan Rumus ΔH Reaksi

    Kita bisa menggunakan rumus berikut untuk menghitung ΔH pembakaran:

    ΔH reaksi = Σ ΔH pembentukan produk - Σ ΔH pembentukan reaktan

    Di mana:

    • Σ ΔH pembentukan produk adalah jumlah entalpi pembentukan produk (zat-zat yang dihasilkan dalam reaksi).
    • Σ ΔH pembentukan reaktan adalah jumlah entalpi pembentukan reaktan (zat-zat yang bereaksi).

  3. Menentukan ΔH Pembentukan Masing-Masing Senyawa

    Dari soal, kita sudah diberikan data ΔH pembentukan untuk:

    • ΔH pembentukan C₂H₈ (g) = -24,8 kJ/mol
    • ΔH pembentukan CO₂ (g) = -94,7 kJ/mol
    • ΔH pembentukan H₂O(l) = -68,3 kJ/mol

    Perlu diingat bahwa ΔH pembentukan untuk unsur bebas dalam bentuk standarnya (seperti O₂) adalah 0 kJ/mol.

  4. Menghitung Σ ΔH Pembentukan Produk

    Berdasarkan persamaan reaksi yang sudah kita setarakan (2C₂H₈(g) + 7O₂(g) → 4CO₂(g) + 8H₂O(l)), maka produknya adalah 4 mol CO₂ dan 8 mol H₂O.

    Σ ΔH pembentukan produk = (4 mol × ΔH pembentukan CO₂) + (8 mol × ΔH pembentukan H₂O)

    Σ ΔH pembentukan produk = (4 mol × -94,7 kJ/mol) + (8 mol × -68,3 kJ/mol)

    Σ ΔH pembentukan produk = -378,8 kJ + (-546,4 kJ)

    Σ ΔH pembentukan produk = -925,2 kJ

  5. Menghitung Σ ΔH Pembentukan Reaktan

    Reaktannya adalah 2 mol C₂H₈ dan 7 mol O₂.

    Σ ΔH pembentukan reaktan = (2 mol × ΔH pembentukan C₂H₈) + (7 mol × ΔH pembentukan O₂)

    Σ ΔH pembentukan reaktan = (2 mol × -24,8 kJ/mol) + (7 mol × 0 kJ/mol)

    Σ ΔH pembentukan reaktan = -49,6 kJ + 0 kJ

    Σ ΔH pembentukan reaktan = -49,6 kJ

  6. Menghitung ΔH Reaksi (ΔH Pembakaran)

    Sekarang kita bisa menghitung ΔH pembakaran menggunakan rumus Hukum Hess:

    ΔH reaksi = Σ ΔH pembentukan produk - Σ ΔH pembentukan reaktan

    ΔH reaksi = -925,2 kJ - (-49,6 kJ)

    ΔH reaksi = -925,2 kJ + 49,6 kJ

    ΔH reaksi = -875,6 kJ

    Karena persamaan reaksi yang kita gunakan adalah untuk pembakaran 2 mol C₂H₈, maka kita perlu membagi hasil ini dengan 2 untuk mendapatkan ΔH pembakaran per mol C₂H₈:

    ΔH pembakaran per mol C₂H₈ = -875,6 kJ / 2

    ΔH pembakaran per mol C₂H₈ = -437,8 kJ/mol

    Jadi, ΔH pembakaran C₂H₈ (g) adalah -437,8 kJ/mol.

    Namun, jawaban ini tidak ada di pilihan ganda. Kemungkinan ada kesalahan dalam soal atau pilihan jawaban. Mari kita periksa kembali perhitungan kita.

Koreksi dan Analisis Lebih Lanjut

Setelah kita teliti kembali, ternyata ada kemungkinan kesalahan dalam persamaan reaksi awal yang kita gunakan. Persamaan reaksi yang lebih tepat adalah:

C₂H₈(g) + 7/2 O₂(g) → 2CO₂(g) + 4H₂O(l)

Jika kita menggunakan persamaan ini, maka perhitungan kita akan sedikit berbeda:

  1. Σ ΔH Pembentukan Produk:

    Σ ΔH pembentukan produk = (2 mol × -94,7 kJ/mol) + (4 mol × -68,3 kJ/mol)

    Σ ΔH pembentukan produk = -189,4 kJ + (-273,2 kJ)

    Σ ΔH pembentukan produk = -462,6 kJ

  2. Σ ΔH Pembentukan Reaktan:

    Σ ΔH pembentukan reaktan = (1 mol × -24,8 kJ/mol) + (7/2 mol × 0 kJ/mol)

    Σ ΔH pembentukan reaktan = -24,8 kJ

  3. ΔH Reaksi (ΔH Pembakaran):

    ΔH reaksi = Σ ΔH pembentukan produk - Σ ΔH pembentukan reaktan

    ΔH reaksi = -462,6 kJ - (-24,8 kJ)

    ΔH reaksi = -462,6 kJ + 24,8 kJ

    ΔH reaksi = -437,8 kJ/mol

    Hasil ini tetap tidak sesuai dengan pilihan ganda. Mari kita coba pendekatan lain.

Menggunakan Data yang Diberikan Langsung

Jika kita perhatikan pilihan ganda, ada beberapa nilai yang mungkin mendekati jawaban yang benar. Mari kita coba hitung dengan cara lain, yaitu dengan mengabaikan persamaan reaksi setara dan langsung menggunakan data yang diberikan.

Kita tahu bahwa reaksi pembakaran adalah:

C₂H₈(g) + O₂(g) → CO₂(g) + H₂O(l) (belum setara)

Kita ingin mencari ΔH pembakaran untuk 1 mol C₂H₈.

Jika kita asumsikan bahwa koefisien CO₂ dan H₂O adalah 1, maka:

ΔH reaksi ≈ (ΔH pembentukan CO₂) + (ΔH pembentukan H₂O) - (ΔH pembentukan C₂H₈)

ΔH reaksi ≈ (-94,7 kJ/mol) + (-68,3 kJ/mol) - (-24,8 kJ/mol)

ΔH reaksi ≈ -163 kJ/mol + 24,8 kJ/mol

ΔH reaksi ≈ -138,2 kJ/mol

Nilai ini juga tidak ada di pilihan ganda. Namun, jika kita perhatikan pilihan -532,5 kJ/mol, nilai ini adalah yang paling besar (dalam nilai absolut) dan mungkin merupakan jawaban yang benar jika kita mengalikan koefisien reaksi dengan suatu faktor. Kemungkinan besar, ada kesalahan dalam soal atau pilihan jawaban.

Kesimpulan:

Berdasarkan perhitungan yang telah kita lakukan, tidak ada jawaban yang sesuai dengan pilihan ganda. Kemungkinan terdapat kesalahan dalam soal atau pilihan jawaban. Namun, kita telah memahami konsep dan langkah-langkah untuk menghitung ΔH pembakaran menggunakan Hukum Hess. Jangan ragu untuk berlatih soal-soal lain dan memahami konsep termokimia lebih dalam, ya!

Semoga pembahasan ini bermanfaat buat kalian! Jangan lupa untuk terus semangat belajar kimia. Sampai jumpa di pembahasan soal lainnya!