Contoh Soal Termokimia Lengkap dengan Pembahasan

5.6K

Hai Quipperian, mungkin kamu sering mendengar berita tentang kelangkaan gas LPG kan? Gas LPG termasuk salah satu kebutuhan pokok di dapur pengganti kayu dan minyak tanah. Di dalam tabung gas LPG, terjadi reaksi pembakaran butana hingga dihasilkan api di tungku kompor. Reaksi tersebut termasuk termokimia, lho. Apakah kamu masih ingat tentang termokimia? Di artikel ini Quipper Blog akan membahas secara singkat apa itu termokimia dan ada contoh soal beserta pembahasannya! Yuk, simak selengkapnya.

Apa Itu Termokimia dan Apa Saja yang Dipelajari?

Termokimia adalah ilmu yang mempelajari tentang perubahan kalor pada suatu materi yang diakibatkan oleh adanya reaksi kimia atau fisika. Saat membahasnya, Quipperian akan mengenal istilah sistem dan lingkungan. Sistem adalah tempat terjadinya suatu reaksi kimia. Sementara lingkungan adalah segala sesuatu di luar sistem. Selain sistem dan lingkungan, kamu juga akan belajar tentang entalpi beserta cara menentukan entalpi sistem. Semua pembahasan itu bisa kamu lihat di artikel berikut ini.

Setelah tahu apa itu termokimia, yuk belajar contoh soal bareng Quipper Blog!

Contoh Soal Termokimia

Berikut ini 10 contoh soal beserta pembahasannya yang bisa kamu jadikan referensi belajar.

Contoh soal 1

Bensin yang mengenai telapak tangan akan terasa dingin. Namun, lama kelamaan bensin akan mengering. Pernyataan yang benar terkait keadaan tersebut adalah ….

1. Bensin merupakan sistem yang berperan menyerap kalor dari lingkungan.
2. Kalor berpindah dari kulit telapak tangan ke bensin.
3. Bensin berperan sebagai sumber kalor.
4. Kulit tangan menyerap kalor dari bensin.
5. Bensin melepaskan kalor untuk menguap.

Pembahasan:

Jika kamu meneteskan bensin di telapak tangan, pasti telapak tangan akan terasa dingin. Hal itu karena bensin menyerap kalor dari telapak tanganmu. Nah, kalor yang diterima bensin dari telapak tangan itu nantinya digunakan untuk menguap. Dalam hal ini, bensin berperan sebagai sistem yang menyerap kalor. Sementara telapak tangan berperan sebagai sumber kalornya.

Jadi, pernyataan yang tepat terkait keadaan itu adalah bensin merupakan sistem yang berperan menyerap kalor dari lingkungan.

Jawaban: A

Contoh soal 2

Suatu sistem mengalami perubahan energi dalam 650 J. Jika sistem tersebut melakukan kerja sebesar 120 J, dapat disimpulkan bahwa ….

1. Sistem menyerap kalor sebesar 530 J.
2. Sistem melepaskan kalor sebesar 530 J.
3. Sistem menyerap kalor sebesar 770 J.
4. Sistem melepaskan kalor sebesar 770 J.
5. Sistem menyerap kalor sebesar 520 J.

Pembahasan:

Diketahui:

∆E = 650 J

W = – 120 J (melakukan kerja)

Ditanya: keadaan sistem =…?

Pembahasan:

Tentukan besarnya kalor pada sistem dengan persamaan berikut.

Oleh karena Q bernilai positif, maka sistem menyerap kalor.

Jadi, dapat disimpulkan bahwa sistem menyerap kalor sebesar 770 J.

Jawaban: C

Contoh soal 3

Perhatikan persamaan reaksi termokimia berikut.

Besarnya kalor untuk menguapkan 3,6 gram H₂O adalah …. (Ar H = 1, O = 16)

1. 37,5 kJ
2. 27,5 kJ
3. 42 kJ
4. 110 kJ
5. 98 kJ

Pembahasan:

Diketahui:

m = 3,6 grm

Ar H = 1

Ar O = 16

Ditanya: Q =…?

Jawab:

Dari reaksi yang tertera di soal, diketahui bahwa penguapan 1 mol H₂O membutuhkan kalor sebesar 55 kJ.

Mula-mula, tentukan jumlah mol pada 3,6 gram H₂O.

Lalu, tentukan besarnya kalor untuk menguapkan 0,5 mol H₂O.

Jadi, besarnya kalor untuk menguapkan 3,6 gram H₂O adalah 27,5 kJ.

Jawaban: B

Contoh soal 4

Diketahui kalor pembakaran 4 mol gas butana (C₄H₁₀) adalah -2.440 kJ. Kalor pembakaran 17,4 gram butana adalah …. (Ar  C = 12, H = 1)

1. -221 kJ
2. 183 kJ
3. -178 kJ
4. 178 kJ
5. -183 kJ

Pembahasan:

Diketahui:

n = 4

∆H = -2.440 kJ

Ar C = 12

Ar H = 1

Ditanya: Q untuk 17,4 gr butana =…?

Jawab:

Mula-mula, kamu harus mencari jumlah mol 17,4 gr butana.

Lalu, tentukan kalor pembakaran 0,3 mol butana.

Jadi, kalor pembakaran 17,4 gram butana adalah -183 kJ.

Jawaban: E

Contoh soal 5

Perhatikan reaksi pembakaran asetilena berikut ini.

Diketahui entalpi pembentukan standar CO₂ (g) = y kJ/mol dan C₂H₂ (g) = z kJ/mol. Entalpi pembentukan standar untuk H₂O() adalah ….

1. (x – 2y + z) kJ/mol
2. (2x + y + z) kJ/mol
3. (x – y + 2z) kJ/mol
4. (x – y + z) kJ/mol
5. (x +y + z) kJ/mol

Pembahasan:

Diketahui:

∆H = x kJ/mol

∆H _f^o CO₂ (g) = y kJ/mol 

∆H _f^o C₂H₂ (g) = z kJ/mol

Ditanya: ∆H _f^o H₂O () =…?

Jawab:

Untuk mencari entalpi pembentukan standar H₂O (), gunakan persamaan berikut.

Jadi, entalpi pembentukan standar untuk H₂O () adalah (x – 2y + z) kJ/mol.

Jawaban: A

Contoh soal 6

Perhatikan reaksi berikut.

Tentukan besarnya energi ikatan antara atom C dan H!

Pembahasan:

Di soal kamu diminta untuk menentukan energi ikatan antara atom C dan H. Energi ikatan merupakan energi yang dibutuhkan untuk memutus ikatan antara dua atom. Di soal tersebut diketahui ∆H = +1.212 kJ/mol. Artinya, pemutusan 4 ikatan C – H menghasilkan perubahan entalpi sebesar 1.212 kJ/mol. Dengan demikian, besar energi ikatan untuk memutus 1 ikatan C – H adalah .

Jadi, besarnya energi ikatan antara atom C dan H adalah 303 kJ.

Contoh soal 7

Pembakaran 20 gr zat A pada suatu penelitian ternyata mampu memanaskan 160 gr air dari suhu 20 ^oC sampai 70 ^oC. Pembakaran 1 mol zat A tersebut disertai pelepasan kalor sebesar 210 kJ. Jika efisiensi kalor pada penelitian tersebut dibuat 80%, berapakah massa molekul relatif zat A? (c air = 4,2 J/g ^oC)

Pembahasan:

Diketahui:

m_air = 160 gr

m_A = 20 gr

∆T = 70 ^oC – 20 ^oC = 50 ^oC

c air = 4,2 J/g ^oC

Ditanya: Mr A =…?

Jawab:

Mula-mula, tentukan besarnya kalor yang dihasilkan oleh pembakaran zat A.

Lalu, tentukan banyaknya mol zat A yang terbakar.

Terakhir, tentukan Mr A dengan persamaan berikut.

Jadi, massa molekul relatif zat A adalah 100.

Contoh soal 8

Perhatikan diagram berikut. 

Berdasarkan aturan hukum Hess, berapakah nilai ∆H₂?

Pembahasan:

Hukum Hess menyatakan bahwa besarnya kalor yang masuk (diserap) dan keluar (dilepaskan) tidak bergantung pada jalannya reaksi. Namun, hanya bergantung pada kondisi awal dan akhir. Dengan demikian, perubahan entalpi awal = perubahan entalpi akhir. Secara matematis, bisa ditulis seperti berikut.

Jadi, nilai  ∆H₂ adalah -350 kJ/mol.

Contoh soal 9

Diketahui reaksi seperti berikut.

Jika perubahan entalpi pembentukan standar SO₂(g) dan SO₃(g) berturut-turut adalah -295 kJ/mol dan -396 kJ/mol, tentukan perubahan entalpi pembentukan reaksi tersebut!

Pembahasan:

Diketahui:

Ditanya: ∆H =…?

Jawab:

Untuk mencari perubahan entalpi reaksi, gunakan persamaan berikut.

Jadi, perubahan entalpi reaksi tersebut adalah -1.087 kJ/mol.

Contoh soal 10

Diketahui diagram seperti berikut.

Berapakah perubahan entalpi untuk menguraikan 1 mol air menjadi unsur-unsur bebasnya?

Pembahasan:

Perhatikan kembali diagram pada soal. Pada diagram tersebut terdapat tanda panah yang mengarah ke bawah. Tanda panah ke bawah itu menunjukkan reaksi pembentukan air dari unsur-unsur bebasnya. Perubahan entalpi dari reaksi pembentukan air tersebut adalah -484 kJ/mol. Sementara itu, besaran yang ditanyakan di soal adalah perubahan entalpi penguraian. Quipperian tentu tahu bahwa penguraian merupakan kebalikan dari pembentukan. Dengan demikian, perubahan entalpi untuk menguraikan 1 mol air menjadi unsur-unsur bebasnya adalah +484 kJ/mol.

Itulah pembahasan Quipper Blog kali ini. Semoga bermanfaat, ya. Untuk materi lengkapnya bisa kamu lihat di Quipper Video. Bersama Quipper Video, belajar jadi lebih mudah dan menyenangkan. Salam Quipper!