1. Kalor yang dibutuhkan untuk melakukan penguapan satu mol air adalah sebesar 43 kJ.

2. Reaksi pada penguapan air termasuk ke dalam reaksi endoterm.

3. Perpindahan energi yang terjadi pada penguapan air adalah energi berpindah dari lingkungan ke dalam sistem.

Penjelasan dengan langkah-langkah

Pada reaksi kimia untuk menentukan nilai penentuan perubahan entalpi reaksi (ΔHr) dapat digunakan perubahan entalpi pembentukan produk dikurangi perubahan entalpi pembentukan reaktan. Berikut persamaan matematis perhitungannya:

Keterangan:

• ΔHr = perubahan entalpi reaksi, kJ/mol.
• ΔH°f = perubahan entalpi pembentukan standar, kJ/mol.
  Nilai ini dapat diperoleh dari data atau diagram tingkat energi.

Diketahui:

Dari diagram tingkat energi diketahui:

1. ΔH°f H₂ = 0 kJ/mol.
2. ΔH°f O₂ = 0 kJ/mol.
3. ΔH°f 2 H₂O (g) = -484 kJ/mol.
4. ΔH°f 2 H₂O (l) = -570 kJ/mol.

Untuk soal pertama:

• Mol air = n H₂O = 1 mol.

Ditanyakan:

1. Kalor penguapan air = ?
2. Reaksi pada penguapan air = ?
3. Perpindahan energi pada penguapan air = ?

Penyelesaian:

Langkah 1

Perhitungan kalor penguapan 1 mol air.

Reaksi penguapan air:

• Kalor penguapan = ΔHr x n H₂O
  Kalor penguapan = (ΔH°f H₂O (g) - ΔH°f H₂O (l)) x 1 mol
  Kalor penguapan = (-484 kJ/mol : 2 - (-570 kJ/mol) : 2) x 1 mol
  [Dibagi dua karena di diagram untuk 2 molekul air]
  Kalor penguapan = (43 kJ/mol) x 1 mol
  Kalor penguapan = +43 kJ.

Langkah 2

Penentuan tipe reaksi pada penguapan air.

Pertanyaan pada soal nomor 2 adalah menanyakan terkait jenis reaksi berdasarkan nilai perubahan entalpi reaksi tersebut. Ada dua jenis reaksi, yaitu reaksi endoterm dan reaksi eksoterm.

• Reaksi eksoterm merupakan reaksi yang memberikan hasil perubahan entalpi bernilai negatif.
• Reaksi eksoterm merupakan reaksi yang memberikan hasil perubahan entalpi bernilai positif.

Nilai perubahan entalpi reaksi pada penguapan air adalah +43 kJ/mol (bernilai positif), sehingga reaksi tersebut termasuk reaksi endoterm.

Langkah 3

Penentuan perpindahan energi.

• Reaksi endoterm memiliki karakteristik berupa perpindahan kalor atau panas terjadi dari lingkungan ke sistem, sehingga kalor atau perubahan entalpi bernilai positif. Entalpi sistem mengalami peningkatan dan entalpi lingkungan berkurang.

Jadi, perpindahan energi yang terjadi pada penguapan air adalah dari lingkungan ke sistem.

Pelajari lebih lanjut

• Materi tentang perhitungan kalor pembakaran etena:
  yomemimo.com/tugas/51525568
• Materi tentang perhitungan kalor pembakaran etuna:
  yomemimo.com/tugas/11877115
• Materi tentang perhitungan perubahan entalpi penguraian tiga senyawa N₂O₃ dan kalor yang diperlukan untuk menghasilkan 4,48 L NO (STP):
  yomemimo.com/tugas/52021044
• Materi tentang penulisan reaksi kimia dengan perubahan entalpinya dan penggambaran diagram tingkat energi:
  yomemimo.com/tugas/51852088

______________

Detail jawaban

Kelas    : XI
Mapel  : Kimia
Bab      : 2 - Termokimia dan Energitika
Kode    : 11.7.2