Menentukan Perubahan Entalpi (∆H) dengan Data Energi Ikatan Energi Ikatan

Reaksi kimia pada dasarnya terdiri dari dua proses. Yang pertama adalah pemutusan ikatan antar atom dari senyawa yang bereaksi dan selanjutna proses penggabungan ikatan kembali antar atom-atom yang terlibat reaksi sehingga membentuk susunan baru. Proses pemutusan ikatan merupakan proses yang memerlukan kalor (endoterm) , sedangkan proses penggabunganikatan merupakan proses yang membebaskan kalor (eksoterm).

Energi Disosiasi Ikatan

Energi disosiasi ikatan merupakan energi yang diperlukan untuk memutuskan salah satu ikatan 1 mol suatu gas menjadi gugus-gugus molekul gas.

Contoh
CH₄(g) → CH₃(g) + H(g)      ∆H = +425 kJ/mol

CH₃(g) → CH₂(g) + H(g)      ∆H = +480 kJ/mol

Reaksi tersebut menunjukkan bahwa untuk memutuskan sebuah ikatan C-H dari molekul  CH₄ menjadi gugus CH₃ dan atom gas H diperlukan energi sebesar 425 kJ/mol, tetapi pada pemutusan ikatan C-H pada gugus CH₃ menjadi gugus CH₂ dan sebuah atom gas H diperlukan energi yang lebih besar yaitu 480 kJ/mol. Jadi meskipun jenis ikatannya sama, tetapi dari gugus yang berbeda, diperlukan energi yang berbeda pula.

Energi Ikatan Rata-rata

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

CH₄(g) → CH₃(g) + H(g)      ∆H = +425 kJ/mol

CH₃(g) → CH₂(g) + H(g)      ∆H = +480 kJ/mol

CH₂(g) → CH(g)       ∆H = +425 kJ/mol

CHg) → C(g) + H(g) ∆H = +335 kJ/mol

Jika keempat reaksi tersebut dijumlahkan akan diperlukan energi 1.665 kJ/mol sehingga jika diambil rata-ratanya, maka untuk setiiap ikatan didapatkan nilai +416,25 kJ/mol. Jadi energi ikatan rata-rata dari ikatan C-H adalah sebesar 416,25 kJ/mol.

Energi ikatan rata-rata merupakan besaran yang cukup berarti untukmemperkirakan besarnya energi dari suatu reaksi yang sukar ditentukan melalui pengukuran langsung dengan kalorimeter.

Energi ikatan dapat digunakan sebagai petunjuk kekuatan ikatan dan kestabilan suatu molekul. Molekul dengan energi ikatan besar berarti ikatan dalam molekul tersebut kuat, yang berarti stabil, sedangkan molekul dengan energi ikatan kecil berarti mudah terurai.

Selain dapat digunakan sebagai informasi kestabilan suatu molekul, nilai energi ikatan rata-rata atau energi disosiasi ikatan dapat digunakan untuk memperkirakan nilai perubahan entalpi suatu reaksi. Perubahan entalpi merupakan selisih dari energi yang digunakan untuk memutuskan ikatan dengan energi yang terjadi dari penggabungan ikatan.

∆H = ∑ energi ikatan zat pereaksi – ∑ energi ikatan hasil reaksi

Contoh 1

Diketahui energi ikatan rata-rata:

C=C   ; 607 kJ/mol

H-H    ; 436 kJ/mol

C-H    ; 415 kJ/mol

C-C    ; 348 kJ/mol

Hitunglah H pada reaksi: C₃H₆(g) + H₂(g) → C₃H₈(g)

Penyelesaian

Struktur reaksi:

 

(6 C-H + C=C + C-C + H-H ) – ( 8 C-H + 2 C-C)

∆H = ∑ energi ikatan zat pereaksi – ∑ energi ikatan hasil reaksi

∆H = (6 C-H + C=C + C-C + H-H ) – ( 8 C-H + 2 C-C)

∆H = {(6 x 415) + 607 + 348 + 436} – {(8 x 415) + (2 x 348)}

∆H = 3,881 - 4,016

∆H = - 135 kJ/mol

 

Contoh 2

Diketahui energi ikatan rata-rata

C–H    ; 413 kJ/mol

Cl–Cl ; 242 kJ/mol

C–Cl   ; 328 kJ/mol

H–Cl  ; 423 kJ/mol

Hitunglah ∆H reaksi CH₄ + Cl₂ ®CH₃Cl + HCl

Penyelesaian

Reaksi CH₄ + Cl₂ ®CH₃Cl + HCl

Struktur reaksi:

 

4 C–H + Cl–Cl ® 3 C–H + C–Cl + H–Cl

∆H = ∑ energi ikatan zat pereaksi – ∑ energi ikatan hasil reaksi

∆H = ((4 x 413) + 242) – ((3 x 413) + 328 + 423)

∆H = (1,652 + 242) – (1,239 + 328 + 423)

∆H = (1,894 - 1,990)

∆H = -96 kJ/mol