Bank Soal Kimia SMA Entalpi dan Nilai Perubahan Entalpi

Diketahui:

Volume KOH = 150 ml

Konsentrasi KOH = 0,2 M

Volume HCl = 100 ml

Konsentrasi HCl = 0,3 M

Suhu awal = 25 ^oC

Suhu akhir = 33 ^oC

Kapasitas kalor kalorimater = 150 J/^oC

Kalor jenis larutan = 4,2 J/g.^oC

Massa jenis larutan = 1 g/ml

Ditanya:

Berapa perubahan entalpi yang terjadi?

Jawab:

Perubahan entalpi (∆H) adalah perubahan kalor yang diukur pada tekanan tetap. Pada reaksi eksoterm, kalor yang dilepas oleh sistem sebagian besar diserap oleh kalorimeter dan sebagian menyebabkan naiknya suhu sistem. Kalor total yang dilepas oleh sistem adalah kalor sistem dan kalor kalorimeter sesuai dengan rumus:

$q_{\text{total}}\ =q_{\text{sistem}}+q_{\text{kalorimeter}}$

$q_{\text{sistem}}=m\times c\times∆T$

$q_{\text{kalorimeter}}=C\times∆T$

Mencari massa larutan:

Volume larutan $=150\ \text{ml}\ +\ 100\ \text{ml}\ =\ 250\ \text{ml}$

Massa larutan $=250\ \text{ml}\times1\ \frac{\text{gram}}{\text{ml}}=250\ \text{gram}$

Mencari mol KOH dan HCl:

mol KOH $=M\times V=0,2\ \text{M}\times0,15\ \text{L}=0,03\ \text{mol}$

mol HCl $=M\times V=0,3\ \text{M}\times0,1\ \text{L}=0,03\ \text{mol}$

mol KOH = mol HCl

Mencari kalor sistem:

$q_{\text{sistem}}=m\times c\times∆T$

$=250\ \text{gram}\times4,2\ \frac{\text{J}}{\text{g}.\ ^{\text{o}}\text{C}}\times\left(33-25\right)\ ^{\text{o}}\text{C}$

$=8.400\ \text{J}\ =\ 8,4\ \text{kJ}$ (kalor yang dilepas untuk 0,03 mol)

Mencari kalor kalorimeter:

$q_{\text{kalorimter}}=C\times∆T$

$=150\ \frac{\text{J}}{^{\text{o}}\text{C}}\times\left(33-25\right)\ ^{\text{o}}\text{C}$

$=1.200\ \text{J}\ =\ 1,2\ \text{kJ}$

Mencari kalor total:

$q_{\text{total}}=q_{\text{sistem}}+q_{\text{kalorimeter}}$

$=8,4\ \text{kJ}\ +\ 1,2\ \text{kJ }=\ 9,6\ \text{kJ}$

Mencari kalor yang dilepas untuk 1 mol:

$q=\frac{9,6\ \text{kJ}}{0,03\ \text{mol}}=320\ \frac{\text{kJ}}{\text{mol}}$

Oleh karena sistem melepas kalor, perubahan entalpinya bernilai negatif sehingga $∆H=q=-320\ \frac{\text{kJ}}{\text{mol}}$

Jadi, perubahan entalpi yang terjadi adalah -320 kJ/mol.