Pemanas Bunsen memanas cukup untuk melunakkan kaca. Kemasan dingin instan, yang ditekan sekali, turun mendekati titik beku. Keduanya hanyalah reaksi kimia — satu dalam…
English narration · English + 中文 subtitles burned in · Narasi bahasa Inggris · Subtitle bahasa Inggris + 中文 disematkan langsung
5.1
Enthalpy change, ΔH · Perubahan entalpi, ΔH
Syllabus · Silabus
English
understand that chemical reactions are accompanied by enthalpy changes and these changes can be exothermic ($\Delta H$ is negative) or endothermic ($\Delta H$ is positive)
construct and interpret a reaction pathway diagram, in terms of the enthalpy change of the reaction and of the activation energy
define and use the terms: (a) standard conditions (this syllabus assumes that these are $298\text{ K}$ and $101\text{ kPa}$) shown by $^{\ominus}$. (b) enthalpy change with particular reference to: reaction, $\Delta H_r$, formation, $\Delta H_f$, combustion, $\Delta H_c$, neutralisation, $\Delta H_{\text{neut}}$
understand that energy transfers occur during chemical reactions because of the breaking and making of chemical bonds
use bond energies ($\Delta H$ positive, i.e. bond breaking) to calculate enthalpy change of reaction, $\Delta H_r$
understand that some bond energies are exact and some bond energies are averages
calculate enthalpy changes from appropriate experimental results, including the use of the relationships $q = mc\Delta T$ and $\Delta H = -mc\Delta T/n$
Bahasa Indonesia
memahami bahwa reaksi kimia disertai dengan perubahan entalpi dan perubahan ini dapat eksoterm ($\Delta H$ negatif) atau endoterm ($\Delta H$ positif)
membuat dan menginterpretasikan diagram jalur reaksi, berdasarkan perubahan entalpi reaksi dan energi aktivasi
mendefinisikan dan menggunakan istilah: (a) kondisi standar (silabus ini mengasumsikan bahwa kondisi tersebut adalah $298\text{ K}$ dan $101\text{ kPa}$) yang ditunjukkan oleh $^{\ominus}$. (b) perubahan entalpi dengan merujuk secara khusus pada: reaksi, $\Delta H_r$, pembentukan, $\Delta H_f$, pembakaran, $\Delta H_c$, netralisasi, $\Delta H_{\text{neut}}$
memahami bahwa perpindahan energi terjadi selama reaksi kimia karena pemutusan dan pembentukan ikatan kimia
menggunakan energi ikatan ($\Delta H$ positif, yaitu pemutusan ikatan) untuk menghitung perubahan entalpi reaksi, $\Delta H_r$
memahami bahwa beberapa energi ikatan adalah nilai pasti dan beberapa energi ikatan adalah rata-rata
menghitung perubahan entalpi dari hasil eksperimen yang sesuai, termasuk penggunaan hubungan $q = mc\Delta T$ dan $\Delta H = -mc\Delta T/n$
Source: Cambridge International syllabus · Sumber: Silabus Cambridge International
English
Reaction profile: activation energy and ΔH
Every chemical reaction takes in or gives out energy. This energy change, measured at constant pressure, is the enthalpy change 焓变, with symbol $\Delta H$.
in an exothermic 放热 reaction the system gives out heat, so the products have less energy than the reactants and $\Delta H$ is negative.
in an endothermic 吸热 reaction the system takes in heat, so the products have more energy than the reactants and $\Delta H$ is positive.
Reaction pathway diagrams
A reaction pathway diagram 反应路径图 shows the energy of the reactants and products, and the energy "hill" between them. The height of the hill is the activation energy 活化能 — the least energy the particles need before they can react.
exothermic: products sit lower than reactants ($\Delta H < 0$).
endothermic: products sit higher than reactants ($\Delta H > 0$).
Standard conditions and types of enthalpy change
Energy values are compared under standard conditions 标准条件: $298\ \text{K}$ and $101\ \text{kPa}$, shown by the symbol $^{\ominus}$. Each substance is in its normal physical state at those conditions.
Symbol
Name
Definition (per mole, under standard conditions)
$\Delta H_r^{\ominus}$
enthalpy change of reaction 反应焓变
for the amounts shown in the equation
$\Delta H_f^{\ominus}$
enthalpy change of formation 生成焓变
one mole of a compound forms from its elements
$\Delta H_c^{\ominus}$
enthalpy change of combustion 燃烧焓变
one mole of a substance burns completely in oxygen
$\Delta H_{\text{neut}}^{\ominus}$
enthalpy change of neutralisation 中和焓变
one mole of water forms from an acid and an alkali
Energy from breaking and making bonds
During a reaction, old bonds break and new bonds form. Breaking a bond needs energy (endothermic); making a bond releases energy (exothermic). The enthalpy change of the reaction is the difference between the two:
The bond energy 键能 is the energy needed to break one mole of a particular bond in the gas state, so it is always positive. Some bond energies are exact (for one specific molecule); others are averages taken over many different molecules, so calculations using them are only approximate.
Worked example. Use bond energies to find $\Delta H$ for $\text{H}_2 + \text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{HCl}$. Bond energies (kJ mol⁻¹): H–H $= 436$, Cl–Cl $= 242$, H–Cl $= 431$.
When a reaction heats up (or cools down) a known mass of water or solution, the heat transferred is:
$$q = mc\Delta T$$
where $m$ is the mass, $c$ is the specific heat capacity 比热容 (how much energy raises 1 g by 1 K), and $\Delta T$ is the temperature change. The enthalpy change per mole is then:
$$\Delta H = -\frac{mc\Delta T}{n}$$
The minus sign makes $\Delta H$ negative when the temperature rises (an exothermic reaction).
Worked example. Burning $0.50\ \text{g}$ of methanol ($M_r = 32$) raises the temperature of $100\ \text{g}$ of water by $18\ ^{\circ}\text{C}$. Find the enthalpy change of combustion per mole. ($c = 4.18\ \text{J g}^{-1}\,\text{K}^{-1}$.)
The heat released is $q = mc\Delta T = 100 \times 4.18 \times 18 = 7520\ \text{J}$. The amount burnt is $n = 0.50/32 = 0.0156\ \text{mol}$, so
Profil reaksi: energi aktivasi dan ΔHPembakaran bahan bakar bersifat eksotermik, melepaskan energi ke lingkungan.Paket dingin instan menggunakan reaksi endotermik yang menyerap panas.
Setiap reaksi kimia menyerap atau melepaskan energi. Perubahan energi ini, yang diukur pada tekanan konstan, adalah perubahan entalpi, dengan simbol $\Delta H$.
dalam reaksi eksotermik sistem melepaskan panas, sehingga produk memiliki energi lebih sedikit daripada reaktan dan $\Delta H$ bernilai negatif.
dalam reaksi endotermik sistem menyerap panas, sehingga produk memiliki energi lebih banyak daripada reaktan dan $\Delta H$ bernilai positif.
Diagram jalur reaksi
Diagram jalur reaksi menunjukkan energi reaktan dan produk, serta "bukit" energi di antara keduanya. Tinggi bukit tersebut adalah energi aktivasi—jumlah energi minimum yang diperlukan partikel sebelum mereka dapat bereaksi.
eksoterm: produk berada lebih rendah daripada reaktan ($\Delta H < 0$).
endoterm: produk berada lebih tinggi daripada reaktan ($\Delta H > 0$).
Reaksi eksoterm berakhir lebih rendah dari awal ($\Delta H<0$); reaksi endoterm berakhir lebih tinggi ($\Delta H>0$)
Kondisi standar dan jenis perubahan entalpi
Nilai energi dibandingkan di bawah kondisi standar: $298\ \text{K}$ dan $101\ \text{kPa}$, ditunjukkan oleh simbol $^{\ominus}$. Setiap zat berada dalam wujud fisiknya yang normal pada kondisi tersebut.
Simbol
Nama
Definisi (per mol, di bawah kondisi standar)
$\Delta H_r^{\ominus}$
perubahan entalpi reaksi
untuk jumlah yang ditunjukkan dalam persamaan
$\Delta H_f^{\ominus}$
perubahan entalpi pembentukan
satu mol senyawa terbentuk dari unsur-unsurnya
$\Delta H_c^{\ominus}$
perubahan entalpi pembakaran
satu mol zat terbakar sepenuhnya dalam oksigen
$\Delta H_{\text{neut}}^{\ominus}$
perubahan entalpi netralisasi
satu mol air terbentuk dari asam dan basa
Jangan keliru: pembentukan membangun 1 mol senyawa dari unsurnya; pembakaran membakar 1 mol zat dalam oksigen
Energi dari pemutusan dan pembentukan ikatan
Selama reaksi, ikatan lama putus dan ikatan baru terbentuk. Memutus ikatan memerlukan energi (endoterm); membentuk ikatan melepaskan energi (eksoterm). Perubahan entalpi reaksi adalah selisih antara keduanya:
Energi ikatan adalah energi yang dibutuhkan untuk memutus satu mol ikatan tertentu dalam keadaan gas, sehingga nilainya selalu positif. Beberapa energi ikatan bersifat pasti (untuk satu molekul spesifik); yang lain merupakan rata-rata yang diambil dari banyak molekul berbeda, sehingga perhitungan menggunakan nilai-nilai ini hanya perkiraan.
Contoh terpecahkan. Gunakan energi ikatan untuk mencari $\Delta H$ untuk $\text{H}_2 + \text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{HCl}$. Energi ikatan (kJ mol⁻¹): H–H $= 436$, Cl–Cl $= 242$, H–Cl $= 431$.
Memutus ikatan membutuhkan energi masuk; membentuk ikatan melepaskan energi keluar. $\Delta H$ adalah selisih antara keduanya
Mengukur perubahan entalpi di laboratorium
Ketika suatu reaksi memanaskan (atau mendinginkan) massa air atau larutan yang diketahui, panas yang ditransfer adalah:
$$q = mc\Delta T$$
di mana $m$ adalah massa, $c$ adalah kapasitas kalor jenis (berapa banyak energi yang menaikkan suhu 1 g sebesar 1 K), dan $\Delta T$ adalah perubahan suhu. Perubahan entalpi per mol kemudian adalah:
$$\Delta H = -\frac{mc\Delta T}{n}$$
Tanda minus membuat $\Delta H$ negatif ketika suhu naik (reaksi eksoterm).
Contoh terpecahkan. Membakar $0.50\ \text{g}$ metanol ($M_r = 32$) menaikkan suhu $100\ \text{g}$ air sebesar $18\ ^{\circ}\text{C}$. Temukan perubahan entalpi pembakaran per mol. ($c = 4.18\ \text{J g}^{-1}\,\text{K}^{-1}$.)
Panas yang dilepaskan adalah $q = mc\Delta T = 100 \times 4.18 \times 18 = 7520\ \text{J}$. Jumlah yang dibakar adalah $n = 0.50/32 = 0.0156\ \text{mol}$, sehingga
Gelas isolasi dan termometer mengukur perubahan suhu dari massa larutan yang diketahui
Explore · Jelajahi
Exothermic and endothermic reactions · Reaksi eksotermik dan endotermik
Drag ΔH. An exothermic reaction releases energy (products lower); an endothermic one takes it in (products higher). · Seret ΔH. Reaksi eksotermik melepaskan energi (produk lebih rendah); reaksi endotermik menyerapnya (produk lebih tinggi).
enthalpy change of reaction/enˈθælpi tʃeɪndʒ ɒv rɪˈækʃn/
perubahan entalpi reaksi
enthalpy change of formation/enˈθælpi tʃeɪndʒ ɒv fɔːˈmeɪʃn/
perubahan entalpi pembentukan
enthalpy change of combustion/enˈθælpi tʃeɪndʒ ɒv kəmˈbʌstʃn/
perubahan entalpi pembakaran
enthalpy change of neutralisation/enˈθælpi tʃeɪndʒ ɒv ˌnjuːtrəlaɪˈzeɪʃn/
perubahan entalpi netralisasi
bond energy/bɒnd ˈenədʒi/
tenaga ikatan
specific heat capacity/spəˈsɪfɪk hiːt kəˈpæsɪti/
kapasitas panas spesifik
Hess's law/ˈhesɪz lɔː/
Hukum Hess
energy cycle/ˈenədʒi ˈsaɪkl/
kitaran tenaga
5.2
Hess's law · Hukum Hess
Syllabus · Silabus
English
apply Hess’s law to construct simple energy cycles
carry out calculations using cycles and relevant energy terms, including: (a) determining enthalpy changes that cannot be found by direct experiment (b) use of bond energy data
Bahasa Indonesia
menerapkan hukum Hess untuk membuat siklus energi sederhana
melakukan perhitungan menggunakan siklus dan istilah energi relevan, termasuk: (a) menentukan perubahan entalpi yang tidak dapat ditemukan melalui eksperimen langsung (b) penggunaan data energi ikatan
Source: Cambridge International syllabus · Sumber: Silabus Cambridge International
English
Hess's law 盖斯定律 says that the total enthalpy change for a reaction is the same, no matter which route you take from reactants to products. This is because energy is conserved.
This lets you draw an energy cycle 能量循环: link the reactants and products by a direct step and by an indirect route, then add the steps so that both routes give the same total.
Hess's law is useful in two ways:
it lets you find an enthalpy change that you cannot measure directly (for example, the formation of a compound that forms slowly or with side reactions).
it lets you calculate $\Delta H_r$ from bond energy data, or from formation or combustion data given in the question.
Bahasa Indonesia
Hukum Hess menyatakan bahwa total perubahan entalpi untuk suatu reaksi adalah sama, tidak peduli rute mana yang Anda ambil dari reaktan hingga produk. Hal ini karena energi kekal.
Ini memungkinkan Anda menggambar siklus energi: hubungkan reaktan dan produk melalui langkah langsung dan melalui rute tidak langsung, lalu tambahkan langkah-langkahnya sehingga kedua rute memberikan total yang sama.
Rute langsung sama dengan rute tidak langsung, sehingga $\Delta H_r = \Delta H_1 + \Delta H_2$
Hukum Hess berguna dalam dua hal:
memungkinkan Anda menemukan perubahan entalpi yang tidak dapat diukur secara langsung (misalnya, pembentukan senyawa yang terbentuk lambat atau memiliki reaksi samping).
memungkinkan Anda menghitung $\Delta H_r$ dari data energi ikatan, atau dari data pembentukan atau pembakaran yang diberikan dalam soal.
Explore · Jelajahi
Hess's law cycle · Siklus Hukum Hess
Enthalpy change is the same whichever route you take — so an unknown ΔH can be found by an alternative path. · Perubahan entalpi sama tanpa peduli rute mana yang diambil — sehingga ΔH yang tidak diketahui dapat ditemukan melalui jalur alternatif.
5.2
Exam tips · Tips ujian
English
Define each enthalpy change with its exact standard conditions (e.g. combustion = one mole burned completely in excess oxygen).
Use $\Delta H = \sum(\text{bonds broken}) - \sum(\text{bonds made})$; breaking is endothermic ($+$), making is exothermic ($-$) — getting the sign the wrong way round is the classic error.
In $q = mc\Delta T$ use the mass of the water/solution, then divide by moles and add the minus sign for an exothermic reaction.
Draw Hess cycles with arrows the same way round, follow the alternative route, and always give $\Delta H$ a sign and units ($\text{kJ mol}^{-1}$).
Bahasa Indonesia
Definisikan setiap perubahan entalpi dengan kondisi standar yang tepat (mis. pembakaran = satu mol terbakar sepenuhnya dalam kelebihan oksigen).
Gunakan $\Delta H = \sum(\text{bonds broken}) - \sum(\text{bonds made})$; pemutusan bersifat endoterm ($+$), pembentukan bersifat eksoterm ($-$)—mencampur tanda adalah kesalahan klasik.
Dalam $q = mc\Delta T$ gunakan massa air/larutan, lalu bagi dengan mol dan tambahkan tanda minus untuk reaksi eksoterm.
Gambar siklus Hess dengan panah searah, ikuti rute alternatif, dan berikan $\Delta H$ tanda serta satuan ($\text{kJ mol}^{-1}$).
Interactive lessons on this topic · Pelajaran interaktif untuk topik ini
Work through it step by step, with instant-check exercises. · Kerjakan langkah demi langkah, dengan latihan pengecekan instan.
Pick one and the site follows you — notes, papers, videos and practice all open on it. · Pilih satu dan situs mengikuti Anda — catatan, kertas, video, dan latihan semua terbuka di sana.
Type to search notes, lessons, code, vocabulary and past-paper questions across every subject. · Ketik untuk mencari catatan, pelajaran, kode, kosakata, dan pertanyaan soal lama di setiap mata pelajaran.
