Enthalpy: apa itu, formula, jenis, dan contoh

Apa itu Enthalpy?

Enthalpy adalah jumlah panas yang dilepaskan atau diserap oleh sistem termodinamika dari lingkungan sekitarnya ketika berada pada tekanan konstan, sistem termodinamika menjadi benda apa pun.

Dalam fisika dan kimia, entalpi adalah kuantitas termodinamika yang unit pengukurannya adalah Joule (J) dan diwakili oleh huruf H.

Rumus untuk menghitung entalpi adalah:

H = E + PV

Dimana:

• H adalah entalpi, E adalah energi dari sistem termodinamika, P adalah tekanan dari sistem termodinamika, V adalah volume.

Dalam formula ini, produk tekanan dikalikan dengan volume (PV), sama dengan kerja mekanis yang diterapkan pada sistem.

Oleh karena itu, entalpi sama dengan energi sistem termodinamika ditambah kerja mekanis yang diterapkan padanya.

Namun, entalpi suatu sistem hanya dapat diukur pada saat variasi energi terjadi. Variasi, yang diwakili oleh tanda Δ, memunculkan rumus baru:

∆H = ∆E + P∆V

Ini berarti bahwa variasi dalam entalpi (∆H) sama dengan variasi dalam energi (∆E) ditambah kerja mekanis yang diterapkan pada sistem (P∆V).

Enthalpy berasal dari bahasa Yunani enthálpō , yang berarti menambah atau menambah panas. Istilah ini pertama kali diciptakan oleh fisikawan Belanda Heike Kamerlingh Onnes, pemenang Hadiah Nobel Fisika pada tahun 1913.

Jenis entalpi

Ada beberapa jenis entalpi tergantung pada zat dan proses yang terlibat. Ketika proses tersebut melibatkan pelepasan energi, itu adalah reaksi eksotermik, sementara penangkapan energi berarti bahwa itu adalah reaksi endotermik.

Berdasarkan hal di atas, entalpi dikelompokkan menjadi:

Entalpi pembentukan

Ini adalah energi yang diperlukan untuk membentuk mol suatu zat dari unsur-unsur yang menyusunnya. Ingat bahwa mol adalah satuan pengukuran zat yang setara dengan 6.023x10 ²³ atom atau molekul.

Contoh entalpi formasi adalah penyatuan oksigen (O) dan hidrogen (H) untuk membentuk air (H ₂ O), yang energi atau variasi entalpi (ΔH) -285.820 KJ / mol.

Entalpi reaksi

Ini adalah energi yang melepaskan reaksi kimia di bawah tekanan konstan.

Contoh entalpi reaksi adalah pembentukan metana (CH4) dari penyatuan karbon (C) dan hidrogen (H):

C + 2H ₂ → CH ₄

Lihat juga reaksi kimia.

Enthalpy solusi

Mengacu pada jumlah panas yang dilepaskan atau diserap oleh suatu zat ketika dilarutkan dalam larutan berair.

Contoh entalpi larutan adalah apa yang terjadi ketika melarutkan asam sulfat (H ₂ SO ₄) dalam air (H ₂ O). Jumlah energi yang dilepaskan oleh asam sangat tinggi sehingga merupakan solusi yang harus digunakan dengan langkah-langkah keamanan tertentu.

Entalpi netralisasi

Ini adalah energi yang ditangkap atau dilepaskan ketika asam dan basa dicampur, saling menetralkan.

Contoh entalpi netralisasi adalah ketika kita mencampurkan asam asetat (CH₃COOH) dengan bikarbonat (NaHCO₃).

Lihat juga Asam dan basa.

Entalpi pembakaran

Ini adalah energi yang dilepaskan ketika satu mol zat organik bereaksi dengan oksigen di udara dan melepaskan karbon dioksida (CO _2).

Contoh entalpi pembakaran adalah yang dihasilkan oleh gas propana (C ₃ H ₈), yang melepaskan energi yang digunakan sebagai bahan bakar domestik:

C ₃ H ₈ + 5 O ₂ → 3CO ₂ + 4H ₂ O

Merilis 2.044 x 10 ³ KJ / mol

Variasi entalpi (ΔH) = -2.044x10 ^ 3 KJ / mol

Lihat juga Pembakaran.

Entalpi penguraian

Ini adalah jumlah panas atau energi yang dilepaskan ketika satu mol zat dipecah menjadi unsur-unsur yang lebih sederhana.

Contoh entalpi dekomposisi adalah ketika hidrogen peroksida atau hidrogen peroksida terurai untuk membentuk air dan oksigen:

2H ₂ O ₂ → 2H ₂ O + O ₂

96.5KJ / mol dilepaskan

Variasi entalpi (ΔH) = 96.5KJ / mol

Enthalpy pembubaran

Ini mengacu pada jumlah panas atau energi yang ditangkap atau dilepaskan suatu zat ketika lebih banyak air ditambahkan ke larutan.

Contoh entalpi disolusi adalah ketika kita menambahkan deterjen bubuk ke dalam air.

Lihat juga larutan kimia.

Fase mengubah entalpi

Ini mengacu pada pertukaran energi yang terjadi ketika suatu elemen berubah status (padat, cair atau gas). Dalam pengertian ini kita memiliki:

• Entalpi fusi: perubahan entalpi dalam transisi dari padat menjadi cair Entalpi sublimasi: perubahan entalpi dalam transisi dari padat ke gas. Entalpi penguapan: jalur dari cairan ke gas.

Contoh entalpi perubahan fasa adalah apa yang terjadi dalam siklus air, karena ketika beralih dari cairan ke gas atau padat (atau kombinasi yang memungkinkan), air melepaskan atau menyerap energi. Dalam hal ini, perubahan energi dalam transisi air dari cair ke gas pada 100 ° C sama dengan 40,66 KJ / mol.

Lihat juga:

• Reaksi endotermik. Reaksi eksotermik.

Untuk apa entalpi?

Enthalpy digunakan untuk secara akurat mengukur variasi energi yang terjadi dalam suatu sistem, baik ketika mengambil atau melepaskan energi ke lingkungan.

Enthalpy adalah konsep kompleks termodinamika yang biasanya tidak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, karena kami tidak menghitung energi yang dibutuhkan untuk memanaskan air untuk teh, misalnya. Namun, dimungkinkan untuk memahami cara kerjanya dengan contoh sehari-hari.

Ketika kita merebus air, suhunya naik secara bertahap hingga mencapai titik didih (100 ° C). Dalam hal ini, kita berbicara tentang entalpi negatif, karena sistem termodinamika harus mengambil energi dari lingkungan untuk meningkatkan suhunya.

Di sisi lain, ketika kita membiarkan air yang sama mendingin sedikit setelah dididihkan, suhunya mulai turun secara progresif tanpa perlu intervensi eksternal. Dalam hal ini, ia adalah entalpi positif, karena energi dilepaskan ke lingkungan.

Enthalpy dan entropi

Entropi adalah kuantitas fisik yang mengukur jumlah energi dalam sistem yang tidak tersedia. Dengan menghitung besarnya ini adalah mungkin untuk mengetahui tingkat gangguan atau kekacauan dalam struktur suatu sistem.

Hubungan antara entalpi dan entropi diberikan oleh keseimbangan sistem. Pada entalpi yang kurang (pertukaran energi), sistem cenderung kesetimbangan; tetapi pada saat yang sama entropi meningkat, karena ada kemungkinan kekacauan yang lebih besar dalam sistem.

Untuk bagiannya, entropi minimum menyiratkan tingkat kekacauan yang lebih rendah dan karenanya, pertukaran energi (entalpi) akan lebih besar.