Hukum Hess

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

          Banyaknya kalor yang dihasilkan dalam suatu reaksi kimia dapat diukur dengan menggunakan kalorimeter. Kalor dapat diukur dengan menggunakan jalan jumlah total kalor yang disetiap lingkungan kalor yang diserap air merupakan hasil dari perkalian anatara massa, kalor jenis dan kenaikan suhu, sedangkan kalor yang diserap komponen lingkungan lain yaitu pengaduk, termometer, dan lain sebagainya. Apat diketahui bahwa penjumlahan kalor dapat diterapkan melalui Hukum Hess.

          Hukum hess adalah sebuah hukum dalam kimia fisik untuk ekspansi Hess dalam siklus Hess. Hukum ini digunakan untuk memprediksi perubahan entalpi dari Hukum Kekelan Energi (dinyatakan sebagai fungsi dari keadaan DH).

          Hukum Hess menyatakan bahwa besarnya entalpi dari suatu  reaksi tidak ditentukan oleh jalan atau tahap reaksi, tetapi hanya ditentukan oleh keadaan awal dan keadaan akhir suatu reaksi. Setelah itu Hukum Hess menyatakan bahwa entalpi suatu reaksi merupakan jumlah total dari penjumlahan kalor reaksi tiap satu mol dari masing-masing tahap atau orde reaksi. Sehingga besarnya H dapat ditentukan hanya dengan mengetahui kalor reaksinya saja. Dasar dari Hukum Hess ini adalah entalpi atau energi internal artinya besaran yang tidak bergantung pada jalannya reaksi. Suatu reaksi kadang-kadang tidak hanya berlangsung melalui satu jalur akan tetapi bisa juga melalui jalur lain dengan hasil yang diperoleh adalah sama. Teori termokimia dalam makalah ini menjadi ringkas dan mudah dipahami.

1.2. Rumusan Masalah

1.     Apa pengertian Hukum Hess ?

2.     Bagaimana penerapan Hukum Hessnya ?

3.     Bagaimana menghitung panas reaksi dengan memakai prinsip Hukum Hess ?

1.3. Tujuan

1.     Mengetahui pengertian Hukum Hess.

2.     Memahami penerapan/prinsip Hukum Hessnya.

3.     Menghitung panas reaksi dengan memakai prinsip Hukum Hess.

BAB II

LANDASAN TEORI

Suatu reaksi yang berlangsung melibatkan kalor. Kalor reaksi dapat diukur dengan menggunakan alat yang dinamakan dengan kalorimeter. Namun terdapat bebrapa reaksi yang tidak dapat diukur menggunakan alat yaitu reaksi yang berlangsung dengan sangat cepat atau reaksi yang berlangsung lambat sehingga sulit untuk diukur menggunakan alat. Reaksi seperti ini dapat diketahui kalornya dengan menggunakan Hukum Hess. Hukum hess menyatakan bahwa kalor yang menyertai suatu reaksi tidak bergantung pada jalannya reaksi yang ditempuh, melainkan bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir dari reaksi tersebut. Reaksi kimi termasuk reaksi isothermal yang jika dilakukan diudara akan bereaksi yatiu:

Kalor yang menyertai suatu reaksi dapat ditentukan dengan percobaan laboratorium zat pereaksi yang dikukur dalam calorimeter. Jika reaksi adalah reaksi eksotermik maka kalor akan dihasilkan yang menaikkan suhu lingkungan yaitu suhu air dalam kalorimeter. Besarnya kalor dapat dihitung dari perubahan suhu dan massa air dalam calorimeter tersebut (Syukri, 1999).

Untuk menentukan perubahan panas yang terjadi pada reaksi-reaksi kimi digunakan calorimeter. Besarnya panas reaksi kimia dinyatakan dengan tekanan tetap yaitu:

Dengan p adalah produk atau hasil reaksi dan r adalah reaktan atau pereaksi. Adapun hubungan keduanya yaitu ΔH, ΔE positif artinya panas diserap atau reaksi endoterm. Sedangkan ΔH, ΔE negative artinya panas dilepaskan atau reaksi eksoterm. Besarnya panas pada reaksi bergantung pada jumlah zat yang bereaksi. Positif da negative pada ΔE atau energi dalam tidak mempengaruhi niali namun hanya melambangkan perpindahan kalornya (Sukardjo, 1997).

Setiap reaksi yang dilakukan atau reaksi yang tgerjadi selalu menyertakan kalor. Penentuan atau pengukuran kalor yang terlibat dapat menggunakan Hukum Hess yang juga termasuk kedalam baian dari termokimia. Hukum Hess termasuk termokimia karena karena pada Hukum Hess membahasa tentang kalor. Jadi termokimia tersebut adalah bagian dari termodinamika yang mempelajari tentang kalor atau efek panas yang terjadi dalam reaksi kimia. Menyertai jumlah pelepasan kalor ataupun penyerapan kalor dari sitstem kelingkungan atau sebaliknya. Untuk Hukum Hess itu sendiri tidak memperhitungkan jalannya suatu reaksi dalam system melainkan memeprhitungkan atau memperhatikan keadaan awal dan keadaan akhir dari reaksi tersebut (Hidayanti et al., 2012).

Dalam mennetukan kalor reaksi ataupunentalpi suatu reaksi dapat memeprhatikan keadaan awal dan keadaan akhir reaksi. Pada hokum ini reaksi dapat berlangsung secara bertahap hingga mencapai reaksi akhir yang diinginkan. Untuk penentuan jalannya reaksi tersebut dapat diabaikan (Irhansyuarna, 2013).

Prinsip dasar yang digunakan untuk menghitung perubahan entalpi suatu proses atau reaksi adalah bahwa perubahan entalpi bukan fungsi jalan suatu fungsi keadaan sehingga bersar perubahan entalpi hanya tergantung pada kondisi awal dan akhir ssaja. Dari suatu proses reasksi:

 

Maka perubahan entalpi dinyatakan sebagai:

 

Hal ini dikemukakan oleh Germain Henri Hess (1802) panas yang terlibat dalam suatu proses kimia adalah sama meskupun berlangsung dalam satu tahap atau banyak tahap. Sebagai contoh reaksi satu thap dan dua tahap yaitu pada reaksi metana menghasilkan karbondioksida dan air yang dapat dinyatakan berlangsung saru tahap dan dua tahap yaitu:

Reaksi satu tahap:

CO_2(g) + 2H₂O_(l)ΔH = -890 kj

Reaksi dua tahap:

 

Pada reaksi yang berlangsung bua tahap ΔH dijumlahkan sehingga ΔH= -890 kj. Jadi baik reaksi satu tahap ataupun dua tahap menunjukkan bahwa memerlukan energy yang sama yaitu sebesar -890 kj (Fatimah, 2015).

Panas reaksi bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir reaksi. Hal ni berarti jiika suatu reaksi dapat berjalan secara langsung akan memiliki panas reaksi yang sama besarnya dengan reaksi yang berlangsung secara bertingkat. Atau secara bertahap. Hokum Hess ini sangat berguna, karena penerapan Hukum Hess dapat menetukan perubahn entalpi dari reaksi-reaksi yang berlangsung secara secar langsung yang sukar ditentukan perubahan entalpinya sebagai contoh jika zat A dapat berubah langsung menjadi C, tetapi zat A dapat berubah menjadi zat B dahulu yang kemudian berubah mejadi zat C maka panas reaksi yang digunaknan sama (Syukri,1999).

BAB III

PEMBAHASAN

          Pada percobaan kali ini yaitu mengenai Hukum Hess dimana prinsip Hukum Hess yaitu untuk membuktikan arah pada hukum hess yaitu dua arah dalam reaksi eksoterm yaitu arah 1 dan arah 2. Karena nilai entalpi tidak bergantung pada laju reaksi tetappi tergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir. Pada percobaan kali ini dilakukan dengan dua cara yaitu Menentukan perubahan entalpi reaksi (ΔH arah 1) dan menetukan perubahan entalpi reaksi (ΔH arah 2).

Berdasarkan praktikum yang dilakukan didapat data hasil pengamatan sebagai berikut :

Detik Ke	Air dingin			Setelah dilakukan pencampuran NaOH.H2O
	Waktu (detik)	Tad (◦C)		Waktu (detik)	TNsOH.H2O
1	15	29
2	30	29
3	45	29
4	60	29
5	75	29
6	90	29
	Waktu Pencampuran
8				120	46
9				135	42
10				150	40
11				165	39
12				180	43
13				195	46
14				210	46
15				225	46
16				240	46
17				255	46
18				270	46
19				285	46
20				300	46
21				315	46
22				330	46

Tabel ini merupakan data yang diperlukan untuk menetukan ΔH₁ untuk atom 1. Pengukuran pada air dingin dilakukan dengan selang 15 detik hingga detik ke 90 didapat Tad air dingin yaitu konstan atau tidak adanya perubahan suhu. Kemudian dilakukan lagi pengukuran untuk pencampuran Air dan H₂O. Adapun reaksi yang terbentuk pada percobaan ini yaitu :

 

Dengan menggunakan rumus dapat dihitung nilai ΔQ₁ reaksi sehingga didapat ΔH₁ reaksi arah 1 ini. ΔQ_{1 =} -1291,37 j dan ΔH₁ = -12913,7 j\mol. Pada proses pencampuran lamtan untuk selang detik yang 1 hingga ke 5 suhu tidak stabil atau terjadinya perubahan suhu. Hal ini menunjukan bahwa adanya perubahan energi dalam bentuk kalor pada reaksi dan hasil reaksi. kalor yg akan diserap oleh sistem menyebabkan suhu   sistem berubah. Dapat dilihat pada grafik perubahan suhu ΔH₁ arah 1 sebagai berikut :

Dapat dilihat dari grafik diatas bahwa selang waktu 120 hingga 195. Perubahan reaksi terjadi dalam waktu cepat namun pada proses selanjutnya reaksi berdasarkan selang waktu 210 hingga 330 berlangsung tetap atau spontan. Berdasarkan data tersebut maka percobaan ini sesuai dengan hukum hess. hanya saja terjadi sedikit kecerobohan maka dari itu praktikan harus lebih focus dan memahami prosedur yang ada.

Berikut ini adalah data yang diperlukan untuk menentukan harga    untuk ΔH₂ arah 1.  

Detik ke	Temperatur mula-mula TNaOH.H2O = 29◦C	Temperatur mula-mula THCl = 21◦C	Setelah dilakukan pencampuran HCl dengan larutan NaOH
			Waktu (detik)	TNaOH.HCl (◦C)
1			15	49
2			30	49
3			45	49
4			60	48
5			75	46

 Berdasarkan data hasil pengamatan diatas dilihat bahwa temperatur  mula-mula TNaoH.H₂O = 29◦C dan temperatur mula-mula  THCl = 21◦C. kemudian setelah pencampuran didapat suhunya yaitu 49,49,49,48,46 jadi dari data hasil pengamatan tersebut dilakukan perhitungan untuk mendapatkan ΔH₂ untuk arah 1. ΔQ₂  = -10930,46 j dan ΔH₂ = -7475,15 j\mol. Berdasarkan data tersebut penurunan suhu campuranya tidak terlalu jauh sehingga percobaan ini kurang akurat. hal ini mungkin dapat terjadi karena kurangnya ketelitian praktikan pada saat pengukuran PH.         

NaOH(s) + HCl(aq)                         NaCl(aq) + H2O(l)

Dapat dilihat pada grafik diatas bahwa terjadi penurunan suhu yang cukup menonjol yaitu dari suhu 49◦C turun hingga 46◦C. hal inilah yang menunjukan bahwa percobaan kurang sesuai dengan teori yang ada. Berikut persamaan reaksi dari ΔH₂ arah 1 ini:

 

Berikut data yg diperlukan untuk menentukan harga ΔH₃ arah 2:

Detik ke	Air dingin		Setelah dilakukan pencampuran HCl
	Waktu (detik)	Tad (◦C)	Waktu (detik)	THCl.H2O (◦C)
1	15	30
2	30	30
3	45	30
4	60	30
5	75	30
6	90	30
Waktu pencampuran
8			120	31
9			135	31
10			150	31
11			165	31
12			180	31
13			195	31
14			210	31
15			225	31

Berdasarkan tabel berikut pengukuran suhu air dingin konstan dan setelah pencampuran juga demikian suhu sebelum pencampuran adalah 30◦C dan setelah campuran 31◦C pada hal ini dapat disimpulkan cukup berhasil yaitu berdasarkan teori hukum hess. Adanya perubahan energi yang terjadi pada proses penambahan setiap bahan yang memiliki fungsinya masing-masing.

NaOH(s) + HCl(aq)                         NaCl(aq) + H2O(l)

Grafik diatas menunjukan bahwa perubahan suhu yang terjadi konstan atau lebih tepatnya tidak terjadi perubahan apapun sehingga suhunya tetap. Hal ini membuktikan bahwa percobaan ini sesuai dengan yang telah dilakukan dengan teori yang ada. Adapun reaksi kimia yang dapat terbentuk adalah sebagai berikut:

 

Berikut data yang diperlukan untuk menentukan harga ΔH₄ untuk arah 2.

Deret ke	Temperatur mula-mula THCl.H2O = ◦C	TNaOH = ◦C	Setelah dilakukan pencampuran dengan larutan HCl
			Waktu (detik)	TNaOH.HCl (◦C)
1			15	42
2			30	46
3			45	52
4			60	54
5			75	60
6			90	62
7			105	62
8			120	61
9			135	60
10			150	59
11			160	59

Berdasarkan tabel tersebut dapat dilihat bahwa suhu yang dihasilkan berubah-ubah dan tidak sesuai dengan teori yang ada.                                                                                                                                                                                                     

Adapun faktor-faktor yang dapat mempengaruhi yaitu : pada saat melakukan pengukuran pada kalorimeter, termometer yang dipakai terkena dinding-dinding kalorimeter tersebut yang dapat mempengaruhi pH larutan tersebut untuk lebih jelasnya marilah kita lihat grafik hukum hess ini:

NaOH(s) + HCl(aq)                         NaCl(aq) + H2O(l)

Dapat dilihat pada grafik tersebut regresinya tidak akurat. Sehingga data yang ada tidaklah akurat. Adapun reaksi yang terbentuk , yaitu :

 

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa : Perubahan entalpi ΔH₁ dan ΔH₂ yaitu -12913,7 j\mol dan  -7475,15 j\mol. Sedangkan perubahan entalpi ΔH₃ dan ΔH₄ yaitu -231,76 j\mol dan -1930,51 j\mol. Adapun hal-hal yang menjadi alasan kurangnya keakuratan dalam perhitungan dan percobaan yang dilakukan karena pada saat melakukan pengukuran praktikan kurang teliti sehingga terkena ke dinding-dinding sekitar kalorimeter yang fungsinya dapat mempengaruhi suhu pada lingkunganya.

VI.     PENUTUP

4.1     Kesimpulan

          Menghitung panas reaksi dapat menggunakan prinsip dari Hukum Hess yang berbunyi “Harga DH reaksi hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir reaksi, tidak bergantung pada laju reaksi (DH₁ = DH₂). Pada percobaan ini diperoleh DH₁ = -20388,85 J/mol dan DH₂ = -1930,51 J/mol. Maka pada percobaan ini tidak terbukti dengan adanya prinsip Hukum Hess (DH₁ ¹DH₂).

4.2     Saran

          Sebaiknya pada praktikum disediakan alat yang lengkap agar dalam berlangsungnya praktikum dapat berjalan dengan cepat dan juga lancar. Serta dalam mengamati hasil praktikan harus lebih teliti dan cermat.

DAFTAR PUSTAKA

Fatimah, I. 2015. Kimia Fisika. Yogyakarta: CV Budi Utama.

Hidayah, I.N.A., Tri R dan Budi. H. 2012. “Penerapan Modl Creative Prolem Solving (CPS) untuk Meningkatkan minat dan Hasil Belajar Kimia pada Materi Pokok Termokimia Siswa Kelas XI.IA SMAN Colomadu TP 2012/2013”. Jurnal Pendidikan Kimia. Vol 2 (2):P 92-99.

Irhansyuarna, Y. 2013. “Penggunaann Model Pembelajran Problem Solving Kooperatif terhadap Pemahaman Konseptual dan Algoritmik Mahasiswa pada Pokok Pembahasan Termodinamika Kimia”. Jurnal Inovasi Pendidikan Sains. Vol 4 (1): 105-116

Sukardjo, 1997. Kimia Fisika. Jakarta: Rineka Cipta.

Syukri, S. 1999. Kimia Dsar 1. Bandung; ITB.