Hukum Hess adalah sebuah hukum dalam kimia fisik untuk ekspansi Hess dalam siklus Hess. Hukum ini digunakan untuk memprediksi perubahan entalpi dari hukum kekekalan energi (dinyatakan sebagai fungsi keadaan ΔH). Hukum Hess dapat digunakan untuk menghitung jumlah entalpi keseluruhan proses reaksi kimia walaupun menggunakan rute reaksi yang berbeda.[1]
Penjelasan
Menurut hukum Hess, karena entalpi adalah fungsi keadaan, perubahan entalpi dari suatu reaksi kimia adalah sama, walaupun langkah-langkah yang digunakan untuk memperoleh produk berbeda. Dengan kata lain, hanya keadaan awal dan akhir yang berpengaruh terhadap perubahan entalpi, bukan langkah-langkah yang dilakukan untuk mencapainya.
Hal ini menyebabkan perubahan entalpi suatu reaksi dapat dihitung sekalipun tidak dapat diukur secara langsung. Caranya adalah dengan melakukan operasi aritmetika pada beberapa persamaan reaksi yang perubahan entalpinya diketahui. Persamaan-persamaan reaksi tersebut diatur sedemikian rupa sehingga penjumlahan semua persamaan akan menghasilkan reaksi yang kita inginkan. Jika suatu persamaan reaksi dikalikan (atau dibagi) dengan suatu angka, perubahan entalpinya juga harus dikali (dibagi). Jika persamaan itu dibalik, maka tanda perubahan entalpi harus dibalik.
Kegunaan
Hukum Hess menyatakan bahwa perubahan entalpi keseluruhan dari suatu proses hanya tergantung pada keadaan awal dan akhir reaksi, dan tidak tergantung kepada rute atau langkah-langkah diantaranya. Dengan mengetahui ΔHf (perubahan entalpi pembentukan) dari reaktan dan produknya, dapat diramalkan perubahan entalpi reaksi apapun, dengan rumus
- ΔH=ΔHfP-ΔH fR
Perubahan entalpi suatu reaksi juga dapat diramalkan dari perubahan entalpi pembakaran reaktan dan produk, dengan rumus
- ΔH=-ΔHcP+ΔHcR
Contoh umum
Contoh tabel yang digunakan untuk menerapkan hukum Hess
| Zat | ΔHfɵ /KJ.mol−1 |
|---|---|
| CH4 (g) | -75 |
| O2 (g) | 0 |
| CO2 (g) | -394 |
| H2O (l) | -286 |
Dengan menggunakan data entalpi pembentukan di atas dapat diketahui perubahan entalpi untuk reaksi-reaksi dibawah ini:
- CH4(g)+2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l)
- ΔHcɵ+-75+0=-394+2x-286
- ΔHcɵ-75=-966
- ΔHcɵ=-891KJ.mol-1
Contoh lainnya
Jika diketahui:
- B2O3(s) + 3H2O(g) → 3O2(g) + B2H6(g) ΔH = +2035 kJ
- H2O(l) → H2O(g) ΔH = +44 kJ
- H2(g) + (1/2)O2(g) → H2O(l) ΔH = -286 kJ
- 2B(s) + 3H*2B(s) + (3/2)O2(g) → B2O3(s)
Persamaan-persamaan reaksi di atas (berikut perubahan entalpinya) dikalikan dan/atau dibalik sedemikian rupa:
- B2H6(g) + 3O2(g) → B2O3(s) + 3H2O(g) ΔH = -2035 kJ
- 3H2O(g) → 3H2O(l) ΔH = -132 kJ
- 3H2O(l) → 3H2(g) + (3/2)O2(g) ΔH = +858 kJ
- 2B(s) + 3H2(g) → B2H6(g) ΔH = +36 kJ
Sehingga penjumlahan persamaan-persamaan di atas akan menghasilkan
- 2B(s) + (3/2)O2(g) → B2O3(s) ΔH = -1273 kJ
Konsep dari hukum Hess juga dapat diperluas untuk menghitung perubahan fungsi keadaan lainnya, seperti entropi dan energi bebas. Kedua aplikasi ini amat berguna karena besaran-besaran tersebut sulit atau tidak bisa diukur secara langsung, sehingga perhitungan dengan hukum Hess digunakan sebagai salah satu cara menentukannya.
Untuk perubahan entropi:
- ΔSo = Σ(ΔSfoproduk) - Σ(ΔSforeaktan)
- ΔS = Σ(ΔSoproduk) - Σ(ΔSoreaktan).
Untuk perubahan energi bebas:
- ΔGo = Σ(ΔGfoproduk) - Σ(ΔGforeaktan)
- ΔG = Σ(ΔGoproduk) - Σ(ΔGoreaktan).