Pembahasan Soal 1. Siklus Born-Haber (Soal Esai OSP Kimia 2018)

Selasa, 05 Februari 2019 edit

Berikut ini adalah soal dan pembahasan soal bentuk esai olimpiade sains tingkat provinsi (OSP) kimia tahun 2018. Soal akan dibagi menjadi beberapa bagian mengingat panjangnya soal dan pembahasannya. Soal pertama yang dibahas bertema siklus Born-Haber. Pokok bahasan termokimia atau energitika. Bila pembaca menjumpai pembahasan yang kurang tepat mohon memberikan koreksi pada kotak komentar. Terima kasih.



Energi reaksi pembentukan kristal padat dari unsur-unsurnya dapat dihitung dengan menggunakan siklus Born-Haber. urip.info

  1. Buatlah siklus Born-Haber untuk pembentukan CaF2 dari unsur-unsurnya .
    Gunakan data berikut ini:
    Energi lkatan F2, BE F2 = –158 kJ.mol–1.
    Energi ionisasi pertama: Ca(g) → Ca+(g) + e, IE1 = 590 kJ.mol–1
    Energi ionisasi kedua: Ca+(g) → Ca2+(g) + e, IE2 = 1150 kJ.mol–1
    Entalpi Atomisasi Ca: Ca(s) → Ca(g), ∆Hat = +178 kJ.mol–1
    Afinitas elektron, AE: F(g) + e → F(g), ∆H = –328 kJ.mol–1
    Entalpi pembentukan: ∆Hf (CaF2) = –1220 kJ.mol–1.
     urip.info

    Penyelesaian/jawaban:


  2. Hitunglah energi kisi CaF2(s). Dalam hal ini, diketahu i bahwa energi kisi adalah energi yang dilepaskan ketika kation dan anion dalam fasa gas bergabung membentuk padatan senyawa ionnya.

    Penyelesaian/jawaban:

    ΔHf(CaF2) = ΔHat(Ca) + BE(F-F) + IE1(Ca) + IE2(Ca) + 2xEA1(F) + LE(CaF2)
    –1220 = +178 + 158 + 590 + 1150 + 2(–328) + LE(CaF2)
    LE(CaF2) = –2640 kJ.mol–1.

Untuk mendapatkan fluor (F2) dari alam, digunakan mineral fluorspar, yang kandungan utamanya adalah kalsium fluorida, CaF2. Tahap pertama proses adalah menggiling halus fluorspar dan kemudian mereaksikannya dengan larutan asam sulfat pekat. Produk yang diperoleh adalah hidrogen fluorida, HF, dan endapan kalsium sulfat, CaSO4. urip.info
  1. Tuliskan persamaan reaksi kesetimbangan yang dilengkapi dengan fasanya antara CaF2 dan H2SO4

    Penyelesaian/jawaban:

    CaF2(s) + H2SO4(aq) → 2HF(g) + CaSO4(s)
Dengan menggunakan data entalpi sebelumnya, dan tambahan data entalpi pembentukan berikut:
∆Hf (H2SO4) = –814 kJ.mol–1
∆Hf (HF) = –271 kJ.mol–1
∆Hf (CaSO4 ) = –1434 kJ.mol–1
  1. Hitunglah perubahan entalpi untuk reaksi CaF2 dan H2SO4.
    Penyelesaian/jawaban:
    CaF2(s) + H2SO4(aq) → 2HF(g) + CaSO4(s)
    ΔHr = Σ∆Hf (produk) – Σ∆Hf (reaktan)
    ΔHr = {2×∆Hf HF + ∆Hf CaSO4} – {∆Hf CaF2 + ∆Hf H2SO4}
    ΔHr = {2(–271) + (–1434)} – {(–1220) + (–814)}
    ΔHr = {–1.976} – {–2.034}
    ΔHr = –1.976 + 2.034
    ΔHr = +58 kJ.mol–1.
    urip.info

  2. Berdasarkan nilai entalpi reaksi yang diperoleh , jelaskan bagaimana perubahan suhu reaksi dapat meningkatkan produk HF.  urip.info

    Penyelesaian/jawaban:
    Karena reaksi ke kanan bersifat endotermis (∆H positif), sesuai dengan Azas Le Chatelier agar produk HF meningkat maka suhu sistem harus dinaikkan sehingga membantu mendorong reaksi ke kanan.
Untuk memperoleh F2, HF yang diperoleh dicampurkan dengan garam KF dan membentuk lelehan KHF2, yang kemudian dilakukan elektrolisis.  urip.info
  1. Tuliskan reaksi elektrolisis lelehan KHF2.

    Penyelesaian/jawaban:
    Reaksi elektrolisis lelehan KHF2:
    Oksidasi : 6F(l) → 3F2(g) + 6e
    Reduksi: 2K+(l) + 4H+(l) + 6e → 2K(s) + 2H2(g)
    Redoks: 6F(l) + 2K+(l) + 4H+(l) → 3F2(g) + 2K(s) + 2H2(g)


Berikut ini tautan pembahasan nomor berikutnya.
Bagikan di

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

 
Copyright © 2015-2019 Urip dot Info | Disain Template oleh Herdiansyah Dimodivikasi Urip.Info