Rencana Pelaksanaan Pembelajaran

Satuan pendidikan : MA. Ar-Rosyidiyah

Mata pelajaran : Kimia

Kelas/semester : XI / 3

Materi pokok : Termokimia

Alokasi waktu : 2 x 45 menit

KKM : 65

Standar kompetensi : 2. Memahami perubahan energi dalam reaksi kimia dan cara pengukurannnya.

I. Kompetensi dasar

2.2 Menentukan ΔH reaksi berdasarkan percobaan, hukum hess, data perubahan entalpi pembentukan standar dan data energi ikatan.

II. Indikator

· Menghitung harga ΔH reaksi berdasarkan energi ikatan

III. Tujuan pembelajaran

Setelah mempelajari materi ini siswa diharapkan dapat:

· Menghitung harga ΔH reaksi berdasarkan energi ikatan

IV. Materi pelajaran

ENERGI IKATAN

Pada dasarnya reaksi kimia terdiri dari dua proses, yaitu pemutusan ikatan antar atom-atom dari senyawa yang bereaksi (proses yang memerlukan energi) dan penggabungan ikatan kembali dari atom-atom yang terlibat reaksi sehingga membentuk susunan baru (proses yang membebaskan energi).

Perubahan entalpi reaksi dapat dihitung dengan menggunakan data energi ikatan. Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan oleh satu molekul gas menjadi atom-atom dalam keadaan gas. Harga energi ikatan selalu positif, dengan satuan kJ atau kkal, serta diukur pada kondisi zat-zat berwujud gas.

Misalnya, pada reaksi antara gas klorin dengan gas hidrogen membentuk gas hidrogen klorida dapat digambarkan sebagai berikut :

Sesuai dengan hukum Hess, ∆H reaksi total adalah ∆H tahap-I + ∆H tahap-II.
∆H tahap-I = ∑ Energi ikatan pada pereaksi (yang putus)
∆H tahap-II = -∑ Energi ikatan pada produk (yang terbentuk).
∆H reaksi = ∑ Energi ikatan pereaksi yang putus - ∑ Energi ikatan produk yang terbentuk
= ∑ Eruas kiri - ∑ Eruas kanan

Menghitung ΔH reaksi berdasarkan energi ikatan:

ΔH = Energi ikatan yang diputuskan – Energi ikatan yang terbentuk

Contoh soal

Dengan menggunakan tabel energi ikatan, tentukan (ramalkan) energi yang dibebaskan

pada pembakaran gas metana.

Jawab:

Reaksi pembakaran gas metana :

CH₄(g) + 2O₂(g) CO₂(g) + 2H₂O(g)

Pemutusan Ikatan: Pembentukan ikatan:

4 mol C – H = 1652 kJ 2 mol C = O = 1598 kJ

2 mol O = O = 990 kJ + 4 mol O – H = 1852 kJ +

= 2642 kJ = 3450 kJ

ΔH = Energi ikatan yang diputuskan – Energi ikatan yang terbentuk

ΔH = (2642 – 3450) kJ

ΔH = –808 kJ

ΔH reaksi bertanda negatif, artinya ikatan dalam produk lebih kuat daripada ikatan dalam pereaksi. Entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga energi ikatan rata-rata sering berbeda dari entalpi reaksi yang dihitung berdasarkan harga entalpi pembentukan standar. Perbedaan ini terjadi karena energi ikatan yang terdapat dalam suatu tabel adalah energi ikatan rata-rata. Energi ikatan C – H dalam contoh di atas bukan ikatan C – H dalam CH₄, melainkan energi ikatan rata-rata C – H.

CH₄(g) CH₃(g) + H(g) H = +424 kJ/mol

CH₃(g) CH₂(g) + H(g) H = +480 kJ/mol

CH₂(g) CH(g) + H(g) H = +425 kJ/mol

CH(g) C(g) + H(g) H = +335 kJ/mol

Jadi, energi ikatan rata-rata dari ikatan C – H adalah 416 kJ/mol. Sedangkan energy ikatan C – H yang dipakai di atas adalah +413 kJ/mol.

Perubahan kalor atau entalpi yang terjadi selama proses penerimaan atau pelepasan kalor dinyatakan dengan ” perubahan entalpi (ΔH) ” . Pada perubahan kimia selalu terjadi perubahan entalpi. Besarnya perubahan entalpi adalah sama besar dengan selisih antara entalpi hasil reaksi dan jumlah entalpi pereaksi. Energi kinetik ditimbulkan karena atom – atom dan molekul-molekul dalam zat bergerak secara acak. Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) . Entalpi (H) suatu zat ditentukan oleh jumlah energi dan semua bentuk energi yang dimiliki zat yang jumlahnya tidak dapat diukur. Perubahan kalor atau entalpi yang terjadi selama proses penerimaan atau pelepasan kalor dinyatakan dengan ” perubahan entalpi (ΔH) ”

Pada reaksi endoterm, entalpi sesudah reaksi menjadi lebih besar, sehingga ΔH positif. Sedangkan pada reaksi eksoterm, entalpi sesudah reaksi menjadi lebih kecil, sehingga ΔH negatif. Perubahan entalpi pada suatu reaksi disebut kalor reaksi. Kalor reaksi untuk reaksi-reaksi yang khas disebut dengan nama yang khas pula, misalnya kalor pembentukan,kalor penguraian, kalor pembakaran, kalor pelarutan dan sebagainya.

§ Entalpi Pembentukan Standar (ΔH^◦_f)

Entalpi pembentukan standar suatu senyawa menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk proses pembentukan 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya yang stabil pada keadaan standar (STP). Entalpi pembentukan standar diberi simbol (ΔH^◦_f), simbol f berasal dari kata formation yang berarti pembentukan.

§ Entalpi Penguraian Standar (ΔH^◦_d)

Entalpi penguraian standar suatu senyawa menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk proses penguraian 1 mol senyawa dari unsure-unsurnya yang stabil pada keadaan standar (STP). Entalpi penguraian standar diberi simbol (ΔH^◦_d) simbol d berasal dari kata decomposition yang berarti penguraian.

§ Entalpi Pembakaran Standar (ΔH^◦_c)

Entalpi pembakaran standar suatu senyawa menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk proses pembakaran 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya yang stabil pada keadaan standar (STP). Entalpi penguraian standar diberi simbol (ΔH^◦_c) simbol d berasal dari kata combustion yang berarti pembakaran.

Kalorimetri yaitu cara penentuan kalor reaksi dengan menggunakan kalorimeter. Perubahan entalpi adalah perubahan kalor yang diukur pada tekanan konstan, untuk menentukan perubahan entalpi dilakukan dengan cara yang sama dengan penentuan perubahan kalor yang dilakukan pada tekanan konstan. Perubahan kalor pada suatu reaksi dapat diukur melalui pengukuran perubahan suhu yang terjadi pada reaksi tersebut. Pengukuran perubahan kalor dapat dilakukan dengan alat yang disebut kalorimeter. Kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi ( tidak ada perpindahan materi maupun energi dengan lingkungan di luar kalorimeter ). Kalorimeter terbagi menjadi dua, yaitu kalorimeter bom dan kalorimeter sederhana. Jika dua buah zat atau lebih dicampur menjadi satu maka zat yang suhunya tinggi akan melepaskan kalor sedangkan zat yang suhunya rendah akan menerima kalor, sampai tercapai kesetimbangan termal.

Menurut azas Black : Kalor yang dilepas = kalor yang diterima

Rumus yang digunakan adalah :

q = m x c x DT

q_kalorimeter = C x DT

dengan :

q = jumlah kalor ( J )

m = massa zat ( g )

DT = perubahan suhu ( ^oC atau K )

c = kalor jenis ( J / g.^oC ) atau ( J / g. K )

C = kapasitas kalor ( J / ^oC ) atau ( J / K )

Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan, maka kalor reaksi = kalor yang diserap / dibebaskan oleh larutan dan kalorimeter, tetapi tandanya berbeda.

q_reaksi = - (q_larutan+ q_kalorimeter)

Berdasarkan Hukum Hess, penentuan DH dapat dilakukan melalui 3 cara yaitu :

1). Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung melalui penjumlahan dari perubahan entalpi beberapa reaksi yang berhubungan.

2). Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung berdasarkan selisih entalpi pembentukan ( DHf ^o ) antara produk dan reaktan.

3). Perubahan entalpi ( DH ) suatu reaksi dihitung berdasarkan data energi ikatan.

Selain itu, dengan menggunakan hukum Hess, nilai ΔH juga dapat diketahui dengan pengurangan entalpi pembentukan produk-produk dikurangi entalpi pembentukan reaktan. Secara matematis

$\Delta H^\theta = \Sigma(\Delta H_{f~produk}^\theta ) - \Sigma(\Delta H_{f~reaktan}^\theta)$ .

Untuk reaksi-reaksi lainnya secara umum

$\Delta H^\theta = \Sigma(\Delta H_{products}^\theta ) - \Sigma(\Delta H_{reactants}^\theta)$

Contoh soal

1. Diketahui

C₆H₁₂O₆ + 6O₂6CO₂ + 6H₂O ΔH= -2.820 kJ

C₂H₅OH + 3O₂2CO₂ + 3H₂O ΔH= -1.380 kJ

Maka harga ΔH untuk reaksi C₆H₁₂O₆2C₂H₅OH + 2CO₂

Jawab

C₆H₁₂O₆ + 6O₂6CO₂ + 6H₂O ΔH= -2.820 kJ

2CO₂ + 3H₂O C₂H₅OH + 3O₂ΔH= 1.380 kJ x 2

C₆H₁₂O₆ + 6O₂6CO₂ + 6H₂O ΔH= -2.820 kJ

4CO₂ + 6H₂O 4C₂H₅OH + 6O₂ΔH= 2.760 kJ +

C₆H₁₂O₆2C₂H₅OH + 2CO₂ΔH= - 60 kJ

IV. Sumber pembelajaran

- Buku paket kimia,

Purba, Maichael. 2006. Kimia untuk SMA Kelas XI. Erlangga.

Sudiono,Sri,dkk. 2005. Kimia untuk SMA Kelas XI. PT intan pariwara

V. Strategi pembelajaran

a. Pendekatan : pendekatan proses

b. Metode : Ceramah-informasi,Tanya jawab

VI. Kegiatan pembelajaran

Tahapan Kegiatan	Langkah-langkah		Waktu
Tahapan Kegiatan	Guru	Siswa	Waktu
Kegiatan awal	- Guru menyampaikan tujuan pembelajaran Apersepsi - Guru bertanya tentang hukum Hess Motivasi - Bagaimana menghitung ΔH reaksi berdasarkan data energi reaksi?	- Siswa memperhatikan guru - Siswa menjawab pertanyaan guru - Siswa sebagian menjawab	10’
Kegiatan Inti	- Guru memberikan contoh soal tentang hukum Hess. - Guru menyampaikan materi tentang menghitung ΔH reaksi berdasarkan data energi reaksi. - Guru memberikan contoh soal tentang menghitung ΔH reaksi berdasarkan data energi reaksi. - Guru memberikan soal untuk di kerjakan. - Guru membahas soal bersama-sama siswa.	- Siswa menjawab - Siswa memperhatikan - Siswa menyimak - Siswa mengerjakan	65’
Kegiatan Akhir	- Guru meminta siswa membuat kesimpulan tentang Bagaimana menghitung ΔH reaksi berdasarkan data energi reaksi - Guru memberi tugas mengerjakan buku kerja hal. 24	Siswa membuat kesimpulan tentang Bagaimana menghitung ΔH reaksi berdasarkan data energi reaksi	15’

VII. Penilaian

B. Jenis tagihan : Tugas individu latihan soal di buku kerja

C. Alat penilaian : Latihan soal

Latihan soal

1. Diketahui :

energi ikatan

C – H = 414,5 kJ/Mol
C = C = 612,4 kJ/mol
C – C = 346,9 kJ/mol
H – H = 436,8 kJ/mol

Ditanya:

ΔH reaksi = C ₂ H ₄ (g) + H ₂ (g) → C ₂ H ₆ (g)

ΔH reaksi	= Jumlah energi pemutusan ikatan – Jumlah energi pembentukan ikatan
	= (4(C-H) + (C=C) + (H-H)) – (6(C-H) + (C-C)) = ((C=C) + (H-H)) – (2(C-H) + (C-C)) = (612.4 + 436.8) – (2 x 414.5 + 346.9) = – 126,7 kJ