Hukum Hess: Prinsip, Manfaat, Bunyi, Rumus, dan Contoh Soal

Quipperian, apakah Anda sedang mempelajari kimia tentang termokimia? Jika iya, tentu Anda sudah tidak asing lagi dengan hukum Hess karena materi ini erat kaitannya dengan hukum yang dipelopori oleh Germain Henri Hess ini.

Singkatnya, hukum Hess didefinisikan sebagai hukum yang menyatakan bahwa entalpi hanya bergantung pada keadaan awal dan akhir reaksi, bukan pada proses reaksi. Anda perlu memahami hukum ini, terutama jika Anda ingin menguasai perhitungan dalam materi termokimia.

Lantas, bagaimana bunyi dan formulanya? Bagaimana penerapan hukum Hess? Temukan jawabannya dalam ulasan berikut ini.

Definisi Hukum Hess

Hukum Hess adalah hukum yang menyatakan bahwa entalpi hanya bergantung pada keadaan awal dan akhir reaksi, bukan pada proses terjadinya reaksi. Dengan kata lain, perubahan entalpi hanya ditentukan oleh panas reaktan dan panas produk reaksi.

Entalpi (perubahan energi) sendiri adalah besaran energi dalam volume dan tekanan kalor suatu zat yang dilambangkan dengan huruf H.

Hukum Hess atau disebut juga hukum kekekalan penambahan kalor pada dasarnya merupakan bagian dari hukum pertama termodinamika (asas kekekalan energi) yang berkaitan dengan reaksi kimia.

Prinsip Hukum Hess

Prinsip dasar hukum Hess adalah bahwa perubahan energi (entalpi) hanya bergantung pada keadaan awal dan akhir reaksi, bukan pada proses reaksi. Ini karena perubahan entalpi dalam suatu reaksi kimia adalah sama, terlepas dari apakah reaksi tersebut terjadi dalam satu atau beberapa tahap.

Manfaat Hukum Hess

Dengan adanya hukum Hess, kita lebih mudah mengetahui perubahan entalpinya, walaupun kita tidak mengetahui bagaimana proses yang dilakukan untuk menghasilkan suatu produk.

Meskipun demikian, kita masih perlu mempertimbangkan berbagai jalur reaksi. Misalnya, reaktan A bereaksi langsung membentuk produk B yang dapat kita sebut sebagai jalur pertama.

Namun, reaktan A ini juga dapat bereaksi dengan reaktan lain, misalnya reaktan Z dan membentuk produk Y. Kemudian, Y bereaksi membentuk Z dan seterusnya hingga berakhir pada jalur akhirnya.

Nah, menurut hukum Hess, perubahan entalpi kedua lintasan akan tetap sama. Oleh karena itu, entalpi tidak bergantung pada proses reaksi, tetapi hanya bergantung pada keadaan awal dan akhir reaksi.

Sejarah Hukum Hess

Awal mula terciptanya hukum Hess adalah kesulitan yang dialami para ahli kimia dalam menentukan kalor pembentukan senyawa dalam percobaan di laboratorium. Oleh karena itu, para ahli kimia ini berusaha mencari jalan keluar.

Pada tahun 1840, seorang ahli kimia Swiss yaitu Germain Henri Hess berhasil menemukan jalan keluar dari kesulitan tersebut.

Berdasarkan hasil pengukuran dan sifat entalpi, Hess juga menyatakan bahwa entalpi hanya bergantung pada keadaan awal dan akhir reaksi, bukan pada bagaimana proses reaksi terjadi.

Suara Hukum Hess

Bunyi hukum Hess adalah sebagai berikut.

Rumus Hukum Hess

Hukum Hess menyatakan bahwa perubahan entalpi tidak dipengaruhi oleh proses reaksi, tetapi dipengaruhi oleh keadaan awal dan akhir reaksi. Jadi, rumus hukum Hess dapat ditulis sebagai berikut:

ΔH = ΔH₁ + ΔH₂ + ΔH₃ + …

Informasi:

ΔH = perubahan energi

ΔH₁ = perubahan energi pertama

ΔH₂ = perubahan energi kedua

ΔH₃ = perubahan energi ketiga

Diagram Hukum Hess

Untuk mencari ΔH dalam reaksi, Anda dapat menggunakan diagram kaskade hukum Hess. Misalnya, Anda ingin mencari ΔH pada pembentukan 2 mol N₂Oh, maka diagramnya akan terlihat seperti ini.

Perlu diingat, dalam diagram kaskade, panah ke bawah diberi tanda negatif, sedangkan panah ke atas diberi tanda positif.

Dari diagram di atas, besarnya ΔH untuk pembentukan 2 mol N₂O adalah:

½ N_2(g) + O_2(g) → TIDAK_2(g)

-ΔH_{3 = -57,05 kJ – (-90,25 kJ)}

= +33,2 kJ

N_2(g) +2O_2(g) → 2NO_2(g)

Tentang pembentukan NO₂ menggunakan 2 mol, maka ΔH harus dikalikan 2 sehingga menjadi:

ΔH = (-ΔH₃) x 2

= (+33,2 kJ) x 2

= +66,4 kJ

Jadi besarnya ΔH untuk pembentukan 2 mol N₂O adalah +66,4 kJ.

Selain menggunakan diagram bertingkat, reaksi pembentukan 2 mol N₂O juga dapat dijelaskan dengan menggunakan siklus. Ini gambarnya.

Penentuan Hukum Hess

Berikut adalah beberapa penerapan hukum Hess.

1. Perubahan entalpi untuk perubahan fisik

Karbon dan intan adalah alotrop dari unsur karbon. Namun proses konversi grafit menjadi intan tidak dapat dilakukan, sehingga perubahan energi yang terjadi selama konversi tidak dapat diukur.

Namun, dengan menggunakan hukum Hess, perubahan kalor dari grafit menjadi intan ini dapat dihitung.

2. Perubahan entalpi dalam reaksi kimia

Hukum Hess juga dapat diterapkan pada perubahan entalpi reaksi kimia. Misalnya, dalam reaksi pembentukan hidrogen iodida dari hidrogen dan yodium.

Untuk mengetahui apakah reaksi tersebut eksoterm atau endoterm, kita dapat menghitung perubahan kalor yang terjadi jika satu atom hidrogen bereaksi dengan satu atom yodium dalam keadaan normal menghasilkan satu mol hidrogen iodida dalam bentuk gas.

Dari perhitungan yang menggunakan hukum Hess, terlihat bahwa reaksi pembentukan hidrogen iodida dari hidrogen dan yodium merupakan reaksi eksoterm.

3. Entalpi pembentukan

Ketika karbon dan hidrogen dicampur, berbagai macam hidrokarbon dapat terbentuk sehingga panas pembentukan benzena tidak dapat ditentukan secara eksperimental. Oleh karena itu, hukum Hess dapat digunakan untuk menghitung perubahan jumlah kalor.

Contoh Soal Hukum Hess dan Pembahasannya

Untuk mengasah kemampuan Anda, mari kita lihat beberapa contoh soal hukum Hess dan pembahasannya di bawah ini.

Contoh 1

Diketahui ∆H_F BERSAMA₂ = -396 kJ mol-1^-1 dan ΔH_C CO = -284 kJ mol-1^-1. Tentukan ΔH_F CO dengan diagram kaskade hukum Hess.

Diskusi

ΔH = ΔH₁ – ΔH₃

= (-396kJ) – (-284kJ)

= -112 kJ

Jadi ΔH_F CO adalah -112 kJ mol-1^-1.

Contoh 2

Perhatikan diagram siklus entalpi berikut, kemudian tentukan ΔH₃!

Diskusi

Reaksi (1) berlangsung dalam satu tahap, yaitu reaksi pembentukan 2 NO₂ dari N₂ dan 2O₂. Sementara itu, reaksi (2) berlangsung melalui tahap pembentukan 2NO pertama, kemudian dilanjutkan ke tahap pembentukan 2NO₂.

ΔH reaksi (1) = ΔH reaksi (2)

ΔH1 = ΔH3 + ΔH2

66,4 kJ = x + (-114,1 kJ)

x = 180,5 kJ

Jadi, ΔH₃ adalah 180,5 kJ.

Contoh 3

Perhatikan diagram entalpi berikut!

Berdasarkan diagram di atas, hubungan ΔH₁ ΔH₂ ΔH₃ adalah…

Diskusi

Dari diagram entalpi dapat dilihat:

• Keadaan awal: C_(G) +2 jam_2(g) + O_2(g)
• Keadaan akhir: CO_2(g) +2 jam₂HAI_(l)

Selain itu ada dua jalur yang terbentuk yaitu:

• Jalur bertahap: ΔH₁ + ΔH₂
• Jalur langsung: ΔH₃

Berdasarkan hukum Hess, entalpinya sama. Ini berarti hubungan ΔH₁ ΔH₂ ΔH₃ sama atau ΔH₁ + ΔH₂ = ΔH₃.

Quipperian, demikian pembahasan tentang hukum Hess. Semoga pembahasan ini dapat membantu Anda memahami hukum Hess.