Tabla de Contenidos
Hukum Hess dinyatakan oleh ahli kimia Swiss Hermain Hess dan menyoroti fakta bahwa entalpi adalah fungsi keadaan. Pernyataan undang-undang ini berbunyi:
« Perubahan entalpi (ΔH) dari reaksi kimia di mana sekumpulan reaktan diubah menjadi produk adalah sama terlepas dari apakah proses tersebut dilakukan dalam satu langkah atau dalam serangkaian langkah berurutan ».
Dengan kata lain, perubahan entalpi suatu reaksi tidak bergantung pada jalur dari reaktan ke produk. Ini adalah konsekuensi dari fakta bahwa entalpi ( H , bukan ΔH) adalah fungsi keadaan. Ini berarti bahwa nilainya hanya bergantung pada keadaan sistem saat ini, dan bukan pada bagaimana sistem mencapainya.
Hukum Hess mewakili salah satu hukum dasar termokimia dan memungkinkan pembentukan skala relatif pengukuran entalpi zat kimia yang berbeda dari keadaan referensi tertentu, yang sesuai dengan zat unsur dalam keadaan paling alami mereka. dilihat nanti.
Penjelasan Hukum Hess
Karena ΔH diberikan oleh perbedaan antara entalpi produk dan reaktan, dan masing-masing entalpi ini hanya akan bergantung pada keadaan di mana masing-masing zat kimia ditemukan; maka perbedaan antara kedua entalpi juga tidak bergantung pada bagaimana transformasi dilakukan.
Ada banyak analogi yang memungkinkan kita memahami konsep ini dengan cara yang sederhana. Contohnya adalah melihat entalpi suatu zat sebagai saldo dalam rekening tabungan. Ada keseimbangan (atau entalpi) dalam reaktan, sebelum reaksi kimia terjadi, dan akan ada keseimbangan setelah reaksi terjadi. Selisih antara kedua saldo tersebut tidak bergantung pada berapa banyak setoran atau penarikan yang dilakukan. Anda dapat melakukan satu setoran, atau Anda dapat melakukan banyak setoran dan penarikan, tetapi begitu Anda mendapatkan produk dan mendapatkan saldo akhir, itu akan tetap sama tidak peduli bagaimana Anda sampai di sana. Karena dalam semua kasus kita mulai dari keadaan awal yang sama, perubahan neraca (ΔH) akan selalu sama.
Aplikasi Hukum Hess
Penerapan yang paling penting dari Hukum Hess adalah memungkinkan kita untuk mengetahui entalpi reaksi dari hampir semua reaksi secara tidak langsung melalui kombinasi reaksi kimia lain yang lebih sederhana. Ada dua contoh yang sangat penting tentang hal ini:
Penentuan entalpi reaksi dari entalpi pembentukan
Semua zat murni di alam terdiri dari atom-atom dari satu atau lebih unsur kimia. Oleh karena itu, kita selalu dapat menulis persamaan untuk reaksi di mana zat murni terbentuk dari unsur-unsurnya dalam keadaan alami yang paling stabil di bawah kondisi suhu dan tekanan standar .
Jenis reaksi kimia ini disebut reaksi pembentukan. Beberapa contoh reaksi pembentukan adalah:
- Reaksi pembentukan air cair:
- Reaksi pembentukan gas ozon:
- Reaksi pembentukan oksida besi:
Karena cara reaksi pembentukan didefinisikan, setiap reaksi kimia lain yang dapat dibayangkan dapat ditulis sebagai kombinasi dari reaksi pembentukan; beberapa maju dan yang lain mundur. Berkat Hukum Hess, kita dapat mengatakan bahwa perubahan entalpi untuk mengubah reaktan dari suatu reaksi langsung menjadi produk dalam satu langkah, sama dengan entalpi dari semua reaksi pembentukan ini, yang dirangkum dalam persamaan berikut:
Dalam persamaan ini, ν mewakili koefisien stoikiometri dari persamaan kimia seimbang.
Siklus energi kisi Born-Haber
Siklus Born-Haber adalah contoh khas penerapan Hukum Hess. Dalam hal ini, entalpi proses seperti fusi, penguapan, disosiasi ikatan, serta panas reaksi lainnya seperti entalpi pembentukan, energi ionisasi, dan afinitas elektron digunakan untuk menentukan energi kisi senyawa ionik. Ini sesuai dengan entalpi proses dimana padatan ionik kristal dipisahkan menjadi ion-ionnya dalam keadaan gas.
Berkat Hukum Hess, kita dapat menentukan energi ini secara tidak langsung, dengan menggunakan fakta bahwa perubahan entalpi reaksi langsung dalam satu tahap sama dengan jumlah entalpi rangkaian reaksi lainnya yang berlangsung dari tahap yang sama. status ke status akhir yang sama.
Referensi
Atkins, P., & dePaula, J. (2014). Kimia Fisik Atkins (rev. ed.). Oxford, Inggris Raya: Oxford University Press.
Chang, R. (2008). Kimia Fisik (edisi ke-3). Kota New York, New York: McGraw Hill.
Chang, R., Manzo, Á. R., Lopez, PS, & Herranz, ZR (2020). Kimia (edisi ke-10). Kota New York, NY: MCGRAW-HILL.
Suárez, T., Fontal, B., Meyes, M., Bellandi, F., Contreras, R., Romero, I. (2005). Prinsip Termokimia. Diambil dari http://www.saber.ula.ve/
