Mengenal Rumus dan Contoh Soal Hukum Hess

Hukum Hess merupakan salah satu hukum yang digunakan dalam ilmu fisika dan kimia untuk mengetahui perubahan entalpi.

Dilansir dari Rangkuman Kimia SMA, Nurhayati Rahayu dan Jodhi Pramuji Giriarso (2009:37), hukum Hess adalah hukum yang menyatakan bahwa perubahan entalpi tidak tergantung pada jumlah reaksi, tapi hanya bergantung pada keadaan awal dan akhir.

Hukum ini ditemukan oleh Germain Henri Hess, ahli kimia dari Swiss pada 1840 sebagai solusi atas kesulitan yang dialami oleh para ahli kimia dalam menentukan panas pembentukan senyawa dalam percobaan di laboratorium.

Rumus Hukum Hess

Hukum Hess menyatakan bahwa perubahan entalpi tidak dipengaruhi oleh proses reaksi, tapi dipengaruhi oleh keadaan awal dan akhir reaksi. Maka, rumus hukum Hess dapat dituliskan sebagai berikut:

ΔH = ΔH₁ + ΔH₂ + ΔH₃ + … 

Keterangan:

ΔH = perubahan energi

ΔH₁ = perubahan energi pertama

ΔH₂ = perubahan energi kedua

ΔH₃ = perubahan energi ketiga

Contoh Soal Hukum Hess

Berikut ini lima contoh soal hukum Hess dari berbagai sumber yang bisa dipelajari agar paham cara menerapkan rumusnya dengan baik dan benar.

Contoh Soal 1

Diketahui diagram siklus Hess

Tentukan jumlah entalpi standar pembentukan gas CO₂ !

Penyelesaian :

Menurut Hukum Hess

∆H₁ = ∆H₂ + ∆H₃ = –222 + (–566) kJ = –788 kJ

maka ∆H_f° gas CO₂ = – (788/2) = –394 kJmol^–1

Contoh Soal 2

Reaksi penguapan air dibagi menjadi dua tahap berikut.

H₂O_(l) → H_2(g) + ½O_2(g)  ∆H = X kJ

H_2(g) + ½O_2(g) → H₂O_(g) ∆H = Y kJ

Besarnya entalpi penguapan air tersebut adalah…

Pembahasan:

Reaksi penguapan air adalah H₂O_(l) → H₂O_(g). Untuk mendapatkan reaksi tersebut, kita gabungkan reaksi pada tahap 1 dan tahap 2 sehingga diperoleh:

H₂O_(l) → H_2(g) + ½O_2(g)  ∆H = X kJ

H_2(g) + ½O_2(g) → H₂O_(g) ∆H = Y kJ

__________________________+

H₂O_(l) → H₂O_(g) ∆H = (X + Y) kJ

Jadi, besarnya entalpi penguapan air adalah ∆H = (X + Y) kJ.

Contoh Soal 3

Perhatikan persamaan termokimia berikut:

2H_2(g) + O_2(g) → 2H­₂O_(l)  ∆H = -136 Kkal

H_2(g) + O_2(g) → H₂O_2(l) ∆H = -44,8 Kkal

Hitunglah ∆H untuk reaksi, 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂

Pembahasan

2H₂ + O₂ → 2H₂O ∆H = -136 Kkal

2H₂O₂ → 2H₂ + 2O₂ ∆H = +89,6 Kkal

______________________________+

2H₂O₂ → 2H₂O + O₂ ∆H = -46,4 Kkal

Jadi, ∆H  untuk reaksi 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂ sebesar -46,4 Kkal. 

Contoh Soal 4

Karbon membentuk dua jenis : grafit dan intan. Entalpi pada pembakaran grafit ialah –3939,5 kJ sedangkan entalpi pada pembakaran intan adalah –395,4 kJ.

C(grafit) + O2(g) → CO2(g) ∆H = -393.5 kJ

C(intan) + O2(g) → CO2(g) ∆H = -395.4 kJ

Hitunglah ∆H yang digunakan untuk merubah grafit menjadi intan.

Penyelesaian :

Yang kita butuhkan yakni ∆H untuk reaksi :

C (grafit) → C (intan)

C (grafit) + O2 (g) → CO2 (g) ∆H = -393.5 kJ

CO2 (g) → C (intan) + O2 (g) ∆H = +395.4 kJ

C (grafit) → C (intan) ∆H = +1.9 kJ

Dengan menggunakan hukum kekekalan energi, kita pun bisa menggunakannya melalui bentuk diagram energi pada suatu reaksi. Contoh dari pembakaran metana yang bergunauntuk menghasilkan gas H2O dan kemudian pengembunan gas H2O untuk keadaan padat. Berdasarkan diagram energi tampak sebagaimana terlihat pada berikut ini.

Sehingga, untuk mengetahui entalpi reaksinya ialah :

CH₄(g) + O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(l)

Nilainya akan berjumlah sama dengan ∆H₁ = ∆H₂ + ∆H₃

untuk mengetahui entalpi dari sebuah reaksi :

CH₄(g) + O₂(g) → CO₂(g) + 2 H₂O(g)

Nilainya akan berjumlah sama dengan ∆H₂ = ∆H₁ – ∆H₃ 

untuk mengetahui entalpi dari sebuah reaksi :

2 H₂O(g)) → 2 H₂O(l)

Nilainya akan berjumlah sama dengan ∆H₃ = ∆H₁ – ∆H₂

Contoh Soal 5

Diketahui ΔH_f CO₂ = -396 kJ mol^-1 dan ΔH_c  CO = -284 kJ mol^-1. Tentukan ΔH_f CO dengan diagram bertingkat hukum Hess.

Pembahasan

 ΔH = ΔH₁ – ΔH₃

= (-396kJ) – (-284 kJ)

= -112 kJ

Jadi ΔH_f CO adalah  -112 kJ mol^-1.