ACARA III
TERMOKIMIA
A.
PELAKSANAAN PRAKTIKUM
1. Tujuan Praktikum : a. Untuk mempelajari perubahan energi pada reaksi kimia.
b. Untuk mengukur perubahan kalor dengan
percobaan sederhana.
2. Waktu Praktikum : Jum’at, 19 Oktober 2012
3. Tempat Praktikum : Laboratorium Kimia Dasar, Lantai III, Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Mataram.
B.
LANDASAN TEORI
Pada proses eksotermis yang terjadi antara suatu oksida logam dan suatu
logam murni aktif. Logam semakin reaktif mengurangi oksida logam,
pengoksidasian dan pelepasan sejumlah energi dari zat sepanjang reaksi. Panas
mempunyai peranan penting dalam kimia. beberapa reaksi kimia seperti pembakaran
minyak atau gas alam dalam tungku atau reaksi besi (III) oksida dengan
aluminium dalam proses termit, mengeluarkan banyak panas. Pegukuran dan
prediksi pengaruh panas terhadap dua istilah yan penting, yaitu system dan
lingkungan. Ketika suatu benda menyerap panas, maka temperaturnya naik.
Kapasitas panas (Cp) denda didefinisikan sebagai “jumlah panas yang dibutuhkan
untuk menaikkan temperaturnya dengan satu satuan temperatur pada tekanan
konstan. Rumus kapasitas panas adalah perbandingan dari panas yang diserap q,
menghasilkan perubahan temperatur
.
Kapasitas panas = Cp =
Kapasitas panas selalu bernilai positif, karena q dan
kedua-duanya selalu
bermuatan positif atau kedua-duanya selalu bermatan negatif (Prasetiawan,
2009:88).
Panas dan kerja, keduanya adalah bentuk
perpindahan energy ke dalam atau keluar system; maka dapat dibayangkan sebagai
energy dalam keadaan singgah. Jika perubahan energy disebabkan kontak mekanik
system dengan lingkungannya, maka kerja dilakukan : jika perubahan itu
disebabkan oleh kontak kalor (menyebabkan perubahan suhu), maka kalor
dipindahkan. Dalam banyak proses, kalor dan keduanya menembus batas system, dan
perubahan energy dalam system adalah jumlah dari kedua kontribusi itu.
Pernyataan ini disebut hukum pertama termodinamika, yang mempunyai rumus
matematika :
E = q + w
Suatu system dapat dibayangkan
mengandung kerja atau kalor, sebab kerja dan kalor keduanya mengacu bukan pada
keadaan system, tetapi pada proses yang mengubah suatu keadaan kedalam lainnya.
Perubahan keadaan yang sama dari system dapat dilakukan dengan memindahkan
kalor ke system tanpa melakukan kerja sehingga : E = q + w. karena q dan w
tergantung pada proses tertentu atau (lintasan) yang menghubungkan keadaan,
maka mereka bukanlah fungsi keadaan (Oxtoby, 2001: 197).
Perubahan energi dalam reaksi kimia
selalu dapat dibuat sebagai kalor. Jadi, lebih tepat apabila istilah disebut
kalor reaksi. Alat yang dipakai untuk mengukur kalor reaksi disebut kalorimeter.
Ada beberapa macam bentuk alat ini, yaitu kalorimeter volume-konstan dan
kalorimeter tekanan-konstan. Kalorimeter volume-konstan biasanya digunakan
untuk mengukur kalor pembakaran dengan menempatkan senyawa yang massanya
diketahui ke dalam wadah baja yang diisi dengan oksigen pada tekanan 30 atm.
Sementara itu peralatan yang lebih sederhana dibandingkan kalorimeter
volume-konstan adalah kalorimeter tekanan-konstan yang digunakan untuk
menentukan perubahan kalor untuk reaksi selain pembakaran. Kalorimeter
tekanan-konstan yang terbuat dari dua cangkir kopi styrofoam. Cangkir luar
membantu menyekat campuran reaksi dari lingkungan. Dua macam larutan yang
diketahui volumenya yang mengandung reaktan pada suhu yang sama dicampurkan
secara hati-hati dalam kalorimeter. Kalor yang dihasilkan atau diserap oleh
reaksi dapat ditentukan dengan mengukur perubahan suhu. Peralatan ini mengukur
pengaruh kalor pada berbagai reaksi seperti penetralan asam-basa, kalor
pelarutan dan kalor pengenceran. Karena tekanannya konstan, perubahan kalor
untuk proses (qreaksi) sama dengan perubahan entalpi (DH) seperti dalam
kalorimeter volume-konstan, kita memperlakukan kalorimeter sebagai sistem
terisolasi. Lebih jauh lagi, dalam perhitungan kita mengabaikan kapasitas kalor
yang kecil dari cangkir kopi. Dalam prinsip kerja kalorimeter dikenal pula
istilah tetapan kalorimeter, yaitu jumlah kalori yang diserap oleh kalorimeter
untuk menaikkan suhunya sebesar satu derajat. Harga dari tetapan kalorimeter
dapat diperoleh dengan membagi jumlah kalor yang diserap kalorimeter dibagi
dengan perubahan suhu pada kalorimeter (Chang, 2004 : 173).
Ditinjau dari jenisnya, terdapat empat
jenis kalor, yaitu kalor pembentukan, kalor penguraian, kalor penetralan dan
kalor reaksi. Kalor pembentukan ialah kalor yang menyertai pembentukan satu mol
senyawa langsung dari unsur-unsurnya. Kalor penguraian (kebalikan kalor
pembentukan) adalah kalor yang menyertai penguraian satu mol senyawa langsung
menjadi unsur-unsurnya. Kalor penetralan yaitu kalor yang menyertai suatu
reaksi dengan koefisien yang paling sederhana. Kalor reaksi dapat ditentukan
dengan percobaan laboratorium atau dengan perhitungan.dengan perhitungan ada
tiga cara yaitu berdasarkan hukum Hess, data kalor pembentukan standar dan data
energi ikatan (Syukri, 1999 : 85).
Menurut G.H Hess panas reaksi (panas
yang timbul atau yang diserap) dari suatu reaksi kimia hanya tergantung pada
keadaan awal dan akhir dari reaksi. Tidak bergantung pada bagaimana reaksi
tersebut berlangsung. Hal ini berarti bila suatu reaksi dapat berjalan
bertingkat, maka panas reaksinya sama besar. Apakah reaksi itu berjalan secara
langsung atau bertingkat. Dengan kata lain, bila suatu reaksi berjalan
bertingkat atau langsung, maka panas reaksinya sama. Hukum Hess ini sangat
berguna, karena dengan menerapkan hukum Hess kita dapat menentukan besarnya
perubahan entalpi reaksi-reaksi yang secara langsung sukar untuk ditentukan.
Sebagai contoh jika zat A dapat berubah langsung menjadi zat C, tetapi zat A
juga dapat berubah menjadi zat B kemudian zat C, maka panas reaksi yang terjadi
akan sama. Jadi dengan menggunakan hukum Hess kita dapat menentukan besarnya
perubahan entalpi yang sukar dilakukan dengan eksperimen (Aminah, 1988 : 113).
Jika reaksi kimia terjadi pada tekanan
konstan, panas diserap dengan perubahan entalpi sistem. Hal ini disebut entalpi
reaksi dari proses entalpi reaksi mungkin positif atau negatif. Jika reaksi
kimia meningkatkan panas, sistem kehilangan panas, dan panas tersebut hilang
pada tekanan konstan adalah berkurangnya dalam entalpi (AH < 0). Reaksi
seperti itu dengan ΔH negatif adalah eksotermik. Dalam reaksi endotermik, panas
diserap oleh reaksi dari lingkungan membuat Qp dan ΔH positif, hukum Hess dapat
digunakan untuk menentukan perubahan entalpi, hukum Hess berbunyi : jika dua
atau lebih persamaan kimia bergabung dengan penambahan atau pengurnagan untuk
memberikan persamaan kimia baru, kemudian penambahan atau pengurangan perubahan
entalpinya, dalam operasi paralel memberikan perubahan entalpi untuk reaksi
yang digambarkan oleh persamaan baru (Prasetiawan, 2009 : 84).
C.
ALAT DAN BAHAN PRAKTIKUM
1.
Alat-Alat Praktikum
a.
Buret 50 ml
b.
Corong
c.
Gelas Arloji
d.
Gelas Kimia 250 ml
e.
Gelas Ukur 50 ml
f.
Gelas Ukur 100 ml
g.
Kalorimeter
h.
Pipet Tetes
i.
Sendok
j.
Termometer
k.
Statif
l.
stopwatch
m. Timbangan
Analitik
n.
Tissue
2.
Bahan-Bahan Praktikum
a.
Aquades (H2O)
b.
Etanol 96% (C2H5OH)
c.
Larutan Asam Klorida
(HCl) 2 M
d.
Larutan Natrium
Hidroksida (NaOH) 2,05 M
e.
Larutan Tembaga (II)
Sulfat (CuSO4) 0,5 M
f.
Padatan Seng (Zn)
D. PROSEDUR PERCOBAAN
1. Penentuan Tetapan
Kalorimeter
a.
Dimasukkan 40 ml air kedalam
kalorimeter dengan buret, catat suhunya.
b.
Dipanaskan 40 ml air
dalam gelas kimia ± 25-30 derajat di suhu kamar, catat suhunya.
c.
Dicampurkan air panas kedalam
kalorimeter, aduk selama 10 menit selang 1 menit setelah pencampuran.
2. Penentuan Kalor reaksi
zn (S) + CuSO4(aq)
a.
Dimasukkan 20 cm3
larutan 0.5 M CuSO4 kedalam kalorimeter.
b.
Catat suhu selama 2 menit
dengan selang waktu ½ menit.
c.
Timbang dengan teliti 3-3.10 gr
padatan zn (Ar Zn= 65.5).
d.
Dimasukkan padatan zn kedalam
larutan CuSO4 atau kalorimeter.
e.
Catat suhu selang waktu 1 menit
setelah pencampuran selama 10 menit.
3. Penentuan kalor pelarutan etanol dalam
air
a.
Dimasukkan 18 cm3
air kedalam kalorimeter dengan menggunakan gelas ukur.
b.
Diukur suhu air dalam
kalorimeter selama 2 menit dengan selang waktu ½ menit.
c.
Diukur suhu 50 ml etanol dalam
buret, dimasukkan dengan tepat 29 cm3 etanol ke dalam gelas kimia
menggunakan buret.
d.
Dikocok campuran dalam
kalorimeter, dicatat suhu selama 4 menit dengan selang waktu ½ menit.
4. Penentuan kalor penetralan Hcl dan NaOH
a.
Dimasukkan 20 cm3
HCl 2 M ke dalam kalorimeter. Suhu HCl .
b.
Diiukur 20 cm3 NaOH
2.05 M, dicatat suhu (atur sedemikian rupa hingga suhunya sama dengan suhu
HCl).
c.
Dicampurkan basa ini kedalam
kalorimeter dan catat suhu campurkan selama 5 menit dengan selang waktu ½
menit.
E. HASIL PENGAMATAN
|
No
|
Prosedur Percobaan
|
Hasil Pengamatan
|
|
1.
|
Penentuan
Tetapan Kalorimeter
·
Dimasukkan 40 ml
aquades ke dalam kalorimeter dengan gelas ukur, kemudian dicatat suhunya.
·
Dipanaskan 40 ml
aquades dalam gelas kimia ± 20◦C di atas suhu kamar, dicatat
suhunya.
·
Dicampurkan aquades
yang sudah dipanaskan ke dalam kalorimeter, dikocok atau diaduk, kemudian
diamati suhunya selama 10 menit dengan selang waktu 1 menit setelah
pencampuran.
|
Tair
dingin = 30◦C
Tair
panas = 45◦C
T1 = 40◦C
T2 = 39,5◦C T3 = 39◦C T4 = 38◦C T5 = 37◦C T6 = 36,5◦C T7 = 36,5◦C T8 = 36◦C T9 = 35◦C T10=34◦C |
|
2.
|
Penentuan kalor reaksi Zn(s) + CuSO4(aq)
·
Dimasukkan 20 ml
larutan CuSO4 0,5 M ke dalam kalorimeter.
·
Dicatat suhu selama 2
menit dengan selang waktu ½ menit.
·
Ditimbang dengan
teliti 3-3,10 gram padatan Zn (Ar Zn = 65,5).
·
Dimasukkan padatan Zn
ke dalam larutan CuSO4 di dalam kalorimeter.
·
Dicatat suhu selama
10 menit selang waktu 1 menit setelah pencampuran.
|
T
CuSO4
T1
= 31◦C
T2 = 31◦C T3 = 31◦C T4 = 31◦C Berat Zn = 3,00gr
T
CuSO4+Zn
T1
= 35◦C
T2
= 39◦C
T3
= 41◦C
T4
= 42◦C
T5 = 41◦C T6 = 40◦C T7 = 39◦C T8 = 38◦C T9 = 37◦C T10= 37◦C
-
Warna awal CuSO4
adalah biru.
-
Setelah dicampurkan
dengan padatan Zn warna larutan berubah menjadi hitam pekat.
|
|
3.
|
Penentuan kalor pelarutan etanol dalam air
a.
Dimasukkan 18 ml aquades ke dalam kalorimeter
menggunakan gelas ukur.
Diukur suhu aquades dalam kalorimeter selama 2 menit
dengan selang waktu 1/2 menit.
Diukur suhu etanol dalam buret, dimasukkan dengan tepat 29 ml etanol ke dalam kalorimeter.
Dikocok campuran dalam kalorimeter, dicatat suhu
selama 4 menit dengan selang waktu 1/2 menit.
|
TA
aquades = 30◦C
T1
= 29,5◦C
T2 = 29,5◦C T3 = 30◦C T4 = 30◦C
Tetanol
= 31◦C
Taquades+etanol
T1
=33,5◦C
T2
=33◦C
T3
=33◦C
T4
=33◦C
T5
=33◦C
T6
=33◦C
T7
=33◦C
T8 =33◦C
|
|
b.
Dimasukkan 27 ml
aquades ke dalam kalorimeter menggunakan gelas ukur.
Diukur suhu
aquades dalam kalorimeter selama 2 menit dengan selang waktu 1/2 menit.
Diukur suhu etanol dalam buret, dimasukkan dengan tepat 19,3 ml etanol ke dalam kalorimeter.
¨
Dikocok campuran dalam
kalorimeter, dicatat suhu selama 4 menit dengan selang waktu 1/2 menit.
|
·
TA aquades
= 30◦C
T1
= 29,5◦C
T2 = 29,5◦C T3 = 29,5◦C T4 = 29,5◦C
·
Tetanol = 31◦C
Taquades+etanol
:
T1
=34,5◦C
T2
=34,5◦C
T3
=34,5◦C
T4
=34,5◦C
T5
=34◦C
T6
=34◦C
T7
=33,5◦C
T8
=33,5◦C
|
|
|
|
c.
Dimasukkan 36 ml
aquades ke dalam kalorimeter menggunakan gelas ukur. Diukur suhu aquades
dalam kalorimeter selama 2 menit dengan selang waktu 1/2 menit.
Diukur suhu etanol dalam buret, dimasukkan dengan tepat 14,5 ml etanol ke dalam kalorimeter. Dikocok campuran dalam kalorimeter, dicatat suhu selama 4 menit dengan selang waktu 1/2 menit. |
·
TA aquades
= 30◦C
T1
= 31◦C
T2 = 31◦C T3 = 31◦C T4 = 31◦C
Tetanol
= 31◦C
·
Taquades+etanol
T1
=34◦C
T2
=34◦C
T3
=34◦C
T4
=34◦C
T5
=34◦C
T6
=34◦C
T7
=34◦C
T8 =34◦C
|
|
|
d.
Dimasukkan 36 ml
aquades ke dalam kalorimeter menggunakan gelas ukur. Diukur suhu aquades
dalam kalorimeter selama 2 menit dengan selang waktu 1/2 menit.
Diukur suhu etanol dalam buret, dimasukkan dengan tepat 11,6 ml etanol ke dalam kalorimeter.
Dikocok
campuran dalam kalorimeter, dicatat suhu selama 4 menit dengan selang waktu
1/2 menit.
|
·
TA aquades
= 30◦C
T1
= 29,5◦C
T2 = 29,4◦C T3 = 29,4◦C T4 = 29,5◦C
·
Tetanol = 31◦C
Taquades+etanol
T1
=34◦C
T2
=34◦C
T3
=33,5◦C
T4
=33,5◦C
T5
=33,5◦C
T6
=33,5◦C
T7
=33◦C
T8 =33◦C
|
|
|
e.
Dimasukkan 36 ml
aquades ke dalam kalorimeter menggunakan gelas ukur. Diukur suhu aquades
dalam kalorimeter selama 2 menit dengan selang waktu 1/2 menit.
Diukur suhu etanol dalam buret, dimasukkan dengan tepat 5,8 ml etanol ke dalam kalorimeter.
Dikocok
campuran dalam kalorimeter, dicatat suhu selama 4 menit dengan selang waktu
1/2 menit.
|
·
TA aquades
= 30◦C
T1
= 30,5◦C
T2 = 30,5◦C T3 = 30,5◦C T4 = 30,5◦C
· Tetanol
= 31◦C
Taquades+etanol
T1
=34◦C
T2
=33◦C
T3
=33◦C
T4
=33◦C
T5
=33◦C
T6
=33◦C
T7
=33◦C
T8 =33◦C
|
|
|
f.
Dimasukkan 45 ml
aquades ke dalam kalorimeter menggunakan gelas ukur.
Diukur suhu aquades dalam kalorimeter selama 2 menit dengan selang waktu 1/2 menit. Diukur suhu etanol dalam buret, dimasukkan dengan tepat 4,8 ml etanol ke dalam kalorimeter.
Dikocok
campuran dalam kalorimeter, dicatat suhu selama 4 menit dengan selang waktu
1/2 menit.
|
·
TA aquades
= 30◦C
T1
= 30◦C
T2 = 30◦C T3 = 30◦C T4 = 30◦C
·
Tetanol = 31◦C
Taquades+etanol
T1
=33◦C
T2
=33◦C
T3
=33◦C
T4
=33◦C
T5
=33◦C
T6
=32◦C
T7
=32◦C
T8 =32◦C
|
|
4.
|
Penentuan
kalor penetralan HCl dan NaOH
·
Dimasukkan 20 ml HCl
2 M ke dalam kalorimeter. Dicatat kedudukan termometer.
·
Diukur 20 ml NaOH
2,05 M, dicatat suhunya (diatur sedemikian rupa sehingga suhunya sama dengan
suhunya HCl).
·
Dicampur HCl dan NaOH
ke dalam kalorimeter dan dicatat suhunya selama 5 menit dengan selang waktu
1/2 menit.
|
T
HCl = 29◦C
T
NaOH = 30◦C
T
HCl+NaOH :
T1
= 37◦C
T2
= 40◦C
T3
= 41◦C
T4
= 42,5◦C
T5
= 43◦C
T6
= 43◦C
T7
= 44◦C
T8
= 44◦C
T9
= 44,5◦C
T10= 45◦C
|
F. ANALISIS DATA
- Persamaan
Reaksi
a. H2O (l) → H2(q) + ½ O2(q)
b. Zn (s) + CuSO4(aq)
→ ZnSO4(aq) + Cu(S)
c. C2H5OH(l) + H2O(l) → C2H4
(aq) + 2H2O(l)
d. HCl(aq) + NaOH (aq) → NaCl (aq) + H2O(l)
Perhitungan
1.
Penentuan Tetapan Kalorimeter
-T0 = Suhu awal air dingin : 300C = 303 K
-Tt = Suhu awal air panas : 450C = 318 K
-TR = Suhu akhir campuran /
Suhu Rata-rata
T1 = 400C = 313 K
T2 = 39,50C = 312,5 K
T3 = 390C = 312 K
T4 = 380C = 311 K
T5 = 370C = 310 K
T6 = 36,50C = 309,5 K
T7 = 36,50C = 309,5 K
T8 = 360C = 309 K
T9 = 350C = 308 K
T10 = 340C = 307
K
-
TR =
=
=
=310,15 K
Ø Suhu
yang diserap Kalorimeter (
=
–
= 318 K – 303 K
= 15 K
Ø Kenaikan
Suhu Air Dingin (
=
–
= 310,15 K – 303 K
= 7,15 K
Ø Penurunan
Suhu Aquades Panas (
=
-
= 310,15 – 318
= -7,85 K (reaksi eksoterm)
Diketahui
:
aquades =
1 gr/cm3
Vaquades = 40 ml
maquades
=
. V
=
1 gr/cm3 . 40 ml
= 40 gr
caquades = 4,2 J/g.K
Ø Kalor
yang diserap aquades dingin (q1 )
q1 =
m . c .
= 40 gram . 4,2 J/g.K . 7,15 k
=1201,2 J
Ø Kalor
yang diserap aquades panas (q2 )
q2 =
m . c .
= 40
gram . 4,2 J/g.K . (-7,85) K
= -1318,8 J
Ø Kalor
yang diserap kalorimeter (q3 )
q3 =
= 1318,8 J –
1201,2 J
= 117,6 Joule
Ø Tetapan
kalorimeter ( K )
K =
=
= 7,84 J/K
Ø Grafik
(pencampuran aquades panas / dingin) perubahan suhu terhadap waktu.
2.
Penentuan Kalor Reaksi
Zn(s) + CuSO4(aq
+
S
+
Ø Suhu
Rata-rata CuSO4 (Ta)
T1
= 31
= 304 K
T2
= 31
= 304 K
T3
= 31
= 304 K
T4
= 31
= 304 K
Ta =
=
=
=
307 K
Ø Suhu
Rata–rata Campuran
T1 = 350C = 308 K
T2 = 390C = 312 K
T3 = 410C = 314 K
T4 = 420C = 317 K
T5 = 410C = 314 K
T6 = 400C =
313 K
T7 = 490C = 312 K
T8 = 380C =
311 K
T9 = 370C =
310 K
T10= 370C =
310 K
Tb =
=
=
= 312 K
Ø
=
–
=
312 K – 304 K
=
8 K
Ø Kalor
yang diserap kalorimeter ( q4 )
q4 = k .
=
22,4 J/K . 8 K
=
62,72 Joule
·
n Zn=
=
= 0,04 mol
·
n CuSO4 = M .V
= 0,5 M . 0,02 L
= 0,01 mol
Zn(s) +
CuSO4(aq) ZnSO4(aq) + Cu(s)
Mula-mula :
0,04 0,01 - -
Bereaksi :
0,01 0,01 0,01 0,01
Setimbang :
0,03 0 0,01 0,01
·
massa ZnSO4
= n ZnSO4 Setimbang x Mr ZnSO4
= 0,01 x 161,5
= 1,616 gram
Ø Kalor
yang diserap larutan (q5)
=
m ZnSO4 . c.
T
=
1,616 gram . 3,52 J/g.K . 8 K
=
45,3376 Joule
Ø Kalor
yang dihasilkan reaksi (q6)
q6 =
=
62,72 J + 45,33 J
= 108,05 joule
Ø Entalpi
reaksi (
r)
=
=
= 2701,25 J/mol
3. Penentuan kalor
pelarutan etanol dalam aquades
1.
18
aquades + 29
etanol
Ø Suhu
rata-rata aquades
T1 = 29,5
= 302,5 K
T2 = 29,5
= 302,5 K
T3 = 30
= 303 K
T4 = 30
= 303 K
TAquades
=
=
=
= 302,75 K
Ø Suhu
Etanol
=
+ 273 = 303 K
Ø
=
=
= 302,875 K
Ø 𝑆uhu
Rata-rata campuran (
)
T1 = 33,5
= 306,5 K
T2 = 33
= 306 K
T3 = 33
= 306 K
T4 = 33
= 306 K
T5 = 33
= 306 K
T6 = 33
= 306 K
T7 = 33
= 306 K
T8 = 33
= 306 K
=
=
=
306,06 K
Ø
=
=
306,06 K – 302,87 K
=
3,19 K
Ø Kalor
yang diserap aquades (q7)
Aquades =1
gr/cm3
Vaquades =
18 ml
caquades =
4,2 J/g.K
maquades =
. V
= 1 gr/cm3
. 18 ml
= 18 gram
q7
= m. c.
= 18 gram . 4,2 J/g.K .
3,19 K
= 245,7Joule
Ø Kalor
yang diserap etanol (q8)
etanol =0,793
gr/cm3
Vetanol =
29 ml
Cetanol =
1,92 J/g.K
Metanol =
. V
= 0,793 gr/cm3
. 29 ml
= 22,997 gram
q8 =
m. c.
=
22,997 gram . 1,92 J/g.K . 3,19 K
=140,87
Joule
Ø Kalor
yang diserap calorimeter (q9)
q9 = k .
=22,4
J/K . 3,19 K
=
25,0096 Joule
Ø Kalor
yang dihasilkan pada pelarutan (
)
q10 =
= 245,7 J + 140,87 J +
25,0096 J
= 411,57 Joule
Ø Entalpi
(
)
Massa etanol = 23 gram
Mr etanol = 46
n etanol =
=
= 0,5
mol
=
=
=
823,15 J/mol
2.
27
aquades + 19,3
etanol
Ø Suhu
Rata-rata aquades (Taquades)
T1 = 29,5
= 302,5 K
T2 = 29,5
= 302,5 K
T3 = 29,5
= 302,5 K
T4
= 29,5
= 302,5 K
TAquades =
=
=
= 302,5 K
Ø Suhu
etanol (C2H5OH)
TEtanol = 300 C = 303 K
∆Tm =
=
=302,75 K
Ø Suhu
Rata-rata campuran (∆TA)
T1 = 34,5
= 307,5 K
T2 = 34,5
= 307,5 K
T3 = 34,5
= 307,5 K
T4 = 34,5
= 307,5 K
T5 = 34
= 307 K
T6 = 34
= 307 K
T7 = 33,5
= 306,5 K
T8 = 33,5
= 306,5 K
∆TA =
=
=
= 307,125 K
∆
=
∆T4 - ∆Tm
= 307,125 K –
302,75 K
= 4,375 K
Ø Kalor
yang di serap air (
)
Aquades =
1 gr/cm3
Vaquades= 27 ml
caquades =
4,2 J/g.K
maquades =
. V
= 1 gr/cm3 .
27 ml
= 27 gram
q11 = m. c.
= 27 gram . 4,2 J/g.K . 4,375
K
=496,125 Joule
Ø Kalor
yang di serap etanol (
)
etanol =
0,793 gr/cm3
Vetanol =
19,3 ml
Cetanol =
1,92 J/g.K
metanol =
P. V
= 0,793 gr/cm3
. 19,3 ml
= 15,3 gram
q8 = m. c.
= 15,30 gram
. 1,92 J/g.K . 4,375 K
= 128,56
Joule
Ø Kalor
yang di serap kolorimeter (q9)
q9= k . ∆
=
7,84 J/K. 4,375 J
=
34,3 Joule
Ø Kalor
yang di hasilkan pada pelarutan (
)
q10 =
=
496,125,6 J + 128,56 J + 34,3 J
=
658,985joule
Ø Entalpi
(
H1)
Massa etanol = 15,3
gram
Mr etanol = 46
n etanol =
=
= 0,33 mol
∆
=
=
= 1996,92 J/mol
3.
36 cm 3
aquades + 14, 5 cm 3 etanol
Ø Suhu
Rata-rata Aquades
T1 = 31
= 304 K
T2 = 31
= 304 K
T3 = 31
= 304 K
T4 = 31
= 304 K
Taquades=
=
=
= 304 K
Ø Suhu
etanol
= 30
= 303 K
Ø
=
=
=
=
303,5 K
Ø Suhu
Rata-rata Campuran (
TA)
T1 = 34
= 307 K
T2 = 34
= 307 K
T 3 = 34
= 307 K
T 4 =
34
= 307 K
T 5 = 34
= 307 K
T 6 = 34
= 307 K
T 7 = 34
= 307 K
T 8 = 34
= 307 K
∆TA =
=
= 307 K
Ø ∆T2 = ∆TA - ∆Tm
= 307 K – 303,5
K
= 3,5 K
Ø Kalor
yang di serap aquades (
)
Aquades =
1 gr/cm3
Vaquades =
36 ml
caquades =
4,2 J/g.K
maquades =
. V
= 1 gr/cm3 . 36
ml
= 36 gram
q7 = m. c. ∆T2
= 36 gram . 4,2 J/g.K . 3,5
K
=529,2 Joule
Ø Karol
yang di serap etanol (
)
etanol =
0,793 gr/cm3
Vetanol = 14,5 ml
Cetanol =
1,92 J/g.K
metanol =
. V
= 0,793 gr/cm3
. 14,5 ml
= 11,4985 gram
q8 = m. c.
= 11,49 gram . 1,92 J/g.K . 3,5 K
= 77,21 Joule
Ø Kalor
yang di serap kolorimeter (
)
q9 = k . ∆
= 7,84 J/K. 3,5 J
= 27,44 Joule
Ø Kalor
yang di hasilkan pada pelarutan (
)
q10
=
= 529,2 J + 72,21 J + 27,44 J
=
628,85 joule
Ø Entalpi
(
H1)
Massa etanol = 11,49
gram
Mr etanol =
46
n etanol =
=
= 0,24 mol
∆H1 =
=
= 2620,20 J/mol
2.
36 cm3
aquades + 11, 6 cm3 etanol
T1 = 29,5
= 302,5 K
T2 = 29,4
= 302,4 K
T3 = 29,4
= 302,4 K
T4 = 29,5
= 302,5 K
Taquades =
=
=
= 302,45 K
Ø Suhu
etanol
= 3
C = 303 K
=
=
=
= 302,725 K
Ø Suhu
Rata-rata Campuran (
TA)
T1
= 34
= 307 K
T2
= 34
= 307 K
T3
= 33,5
= 306,5 K
T4
= 33,5
=
306,5 K
T5
= 33,5
= 306,5 K
T6
= 33,5
= 306,5 K
T7
= 33
= 306 K
T8
= 33
= 306 K
∆TA
=
=
=
= 306,5 K
∆
=
∆TA - ∆Tm
= 306,5 K – 302,725
K
= 3,775 K
Ø Kalor
yang di serap aquades (
)
Aquades=
1 gr/cm3
Vaquades =
36 ml
caquades =
4,2 J/g.K
maquades =
. V
= 1 gr/cm3 .
36 ml
= 36 gram
q7 = m. c.
= 36 gram . 4,2 J/g.K . 3,775K
= 570,7Joule
Ø Kalor
yang di serap etanol (
)
etanol =
0,793 gr/cm3
Vetanol =
11,6 ml
Cetanol =
1,92 J/g.K
metanol =
. V
= 0,793 gr/cm3
. 11,6 ml
= 9,19 gram
q8 =
m. c.
= 9,19 gram . 1,92 J/g.K .3,775 K
= 66,67 Joule
Ø Kalor
yang di serap kolorimeter (
)
q9=
k . ∆
=
7,84 . 3,775J
=
2,596 Joule
Ø Kalor
yang di hasilkan pada pelarutan (
)
q10 =
=
570,78 J + 66,67 J + 29,596 J
=
667,046 joule
Ø Entalpi
(
H1)
Massa etanol = 9,19
gram
Mr etanol = 46
n etanol =
=
= 0,19 mol
∆
=
=
= 3510,76 J/mol
3.
36 cm3
aquades + 5,8 cm3 etanol
T1 = 30,5
= 303,5 K
T2 =
= 303,5 K
T3 = 30,5
= 303,5 K
T4 = 30,5
= 303,5 K
Taquades =
=
= 303,5 K
Ø Suhu
etanol
= 3
C = 303 K
=
=
= 303,25 K
Ø Suhu
rata-rata Campuran (
TA)
T1
= 34
= 307 K
T2
= 33
= 306 K
T
3 = 33
= 306 K
T
4 = 33
= 306 K
T
5 = 33
= 306 K
T
6 = 33
= 306 K
T
7 = 33
= 306 K
T
8 = 33
= 306 K
∆TA
=
=
=
= 306,125 K
Ø ∆
=
∆TA - ∆Tm
=
306,125 K – 303,25 K
=
2,875 K
Ø Kalor
yang di serap aquades (
)
Aquades=
1 gr/cm3
Vaquades
= 36 ml
caquades
= 4,2 J/g.K
maquades =
. V
= 1 gr/cm3 .
36 ml
= 36 gram
q7 = m. c.
= 36 gram . 4,2 J/g.K . 2,875
K
= 434,7 Joule
Ø Kalor
yang di serap etanol (
)
etanol =
0,793 gr/cm3
Vetanol =
5,8 ml
Cetanol =
1,92 J/g.K
metanol =
. V
= 0,793 gr/cm3
. 5,8 ml
= 4,59 gram
q8 =
m. c.
= 4,59 gram .
1,92 J/g.K . 2,875 K
= 25,38Joule
Ø Kalor
yang di serap kolorimeter (
)
q9=
k . ∆
=
7,84 . 2,875 J
=
22,54 Joule
Ø Kalor
yang di hasilkan pada pelarutan (
)
q10 =
= 434,7 J + 25,38 J + 22,54
J
= 482,62 Joule
Ø Entalpi
(
H1)
Massa etanol = 4,59 gram
Mr etanol =
46
n etanol =
=
= 0,1 mol
∆
=
=
= 5362,44 J/mol
4.
45 cm3
aquades + 4.8 cm3 etanol
T1 = 30
= 303 K
T2 = 30
= 303 K
T3 = 30
= 303 K
T4 = 30
= 303 K
Taquades =
=
= 303 K
Ø Suhu
etanol
= 3
C = 303 K
=
=
=
= 303 K
Ø Suhu
Rata-rata Campuran (
TA)
T1
= 33
= 306 K
T2
= 33
= 306 K
T
3 = 33
= 306 K
T
4 = 33
= 306 K
T
5 = 33
= 306 K
T
6 = 32
= 305 K
T
7 = 32
= 305 K
T
8 = 32
= 305 K
∆TA =
=
= 305,625 K
Ø ∆
= ∆TA - ∆Tm
=
305,625 K – 303 K
=
2,625 K
Ø Kalor
yang di serap aquades (
)
Aquades=
1 gr/cm3
Vaquades= 45 ml
caquades =
4,2 J/g.K
maquades =
. V
= 1 gr/cm3 .
45 ml
= 45 gram
q7 = m. c.
= 45 gram . 4,2 J/g.K .
2,625 K
= 496,125 Joule
Ø Karol
yang di serap etanol (
)
etanol =
0,793 gr/cm3
Vetanol =
4,8 ml
Cetanol =
1,92 J/g.K
metanol =
. V
= 0,793 gr/cm3
. 4,8 ml
= 3,8 gram
q8 = m. c.
= 3,8 gram .
1,92 J/g.K . 2,625K
= 19,152 Joule
Ø Kalor
yang di serap kolorimeter (
)
= k . ∆
=
7,84 . 2,625 J
=
20,58 Joule
Ø Kalor
yang di hasilkan pada pelarutan (
)
q10 =
= 496,125 J + 19,152 J + 20,58 J
= 535,857 joule
Ø Entalpi
(
H1)
Massa etanol = 3,8
gram
Mr etanol =
46
n etanol =
=
= 0,08 mol
∆
=
=
= 6698,21J/mol
·
Tabel perbandingan mol
air : mol etanol dan
H
|
No.
|
Volume cm³
|
Massa (Gram)
|
ΔTm
(K)
|
ΔTa
(K)
|
ΔT2
(K)
|
ΔH
(J/MOL)
|
Mol Air
|
||
|
Air
|
Etanol
|
Air
|
Etanol
|
Mol Etanol
|
|||||
|
1
|
18
|
29
|
18
|
23
|
302,25
|
306,06
|
3,19
|
823,15
|
2
|
|
2
|
27
|
19,3
|
27
|
15,3
|
302,75
|
307,125
|
4,375
|
1996,92
|
5
|
|
3
|
36
|
14,5
|
36
|
11,5
|
303,5
|
307
|
3,5
|
2620,20
|
8
|
|
4
|
36
|
11,6
|
36
|
9,2
|
302,75
|
306,05
|
3,77
|
3510,76
|
10
|
|
5
|
36
|
5,8
|
36
|
4,6
|
303,25
|
306,125
|
2,875
|
5362,44
|
20
|
|
6
|
45
|
4,8
|
45
|
3,8
|
303
|
305,625
|
2,625
|
6698,21
|
30
|
·
Grafik entalpi
pelarutan etanol terhadap mol air/mol etanol
4.Penentuan Kalor
Penetralan HCl dan NaOH
· Suhu
awal 20 ml HCl = 29
= 302 K
· Suhu
awal 20 ml NaOH = 30
= 303 K
· T1
=
=
=
=
302,5K
Ø Suhu campuran (T2)
T1 =
370C = 310 K
T2
= 400C = 313 K
T3
= 410C = 314 K
T4
= 420C = 316 K
T5
= 430C = 316 K
T6
= 430C = 316 K
T7
= 440C = 317 K
T8
= 440C = 317 K
T9
= 44,50C = 317,5 K
T10
= 450C = 318 K
T2=
=
=
=315,45K
Ø ΔT3
= T2 – T1
=
315,45 K – 302,5 K
=
12,95 K
Ø Kalor
yang diserap larutan (q11)
Plarutan= 1,03 gr/cm3
Vlarutan= VHCl + VNaOH
= 20 ml + 20 ml
= 40 ml
Clarutan= 3,96 J/g.K
Mlarutan= P. V
= 1,03 gr/cm3 . 40 ml
= 41,2 gram
q11 = m. c.
= 41,2 gram .
3,96 J/g.K . 12,95K
= 2112,81 Joule
Ø Kalor
yang di serap kolorimeter (
)
= k . ∆
=
7,84 . 12,95 J
=
101,528 Joule
Ø Kalor
yang di hasilkan reaksi (
)
q13 =
=
2112,81 J + 101,528 J
=
2214,338 Joule
Ø Kalor
penetralan (
Hn)
M HCl= 2 M
V HCl= 20 ml=0,02 liter
n NaCl= 2 x 0,02= 0,04
ΔHn =
=
=
55.358,25 J/mol
Ø Grafik
perubahan suhu campuran penetralan HCl dengan NaOH terhadap waktu
G.
PEMBAHASAN
Pada
praktikum ini bertujuan untuk mempelajari perubahan energi pada reaksi dan
untuk mengukur perubahan kalor dengan percobaan yang sederhana.
Pada
percobaan pertama yaitu penentuan tetapan kalorimeter. Pada percobaan ini
dicampurkan aquades dingin dengan aquades panas. Hasilnya adalah campuran
aquades dingin dan aquades panas temperaturnya semakin menurun. Hal ini
disebabkan karena adanya kalor yag diserap oleh aquades dingin terhadap aquades
panas dan ada kalor yang dilepaskan oleh aquades panas di dalam kalorimeter, sehingga
kalor yang dilepaskan aquades aqades panas dan kalor yang diserap aquades
dingin adalah sama. Hal ini sesuai dengan Hukum Termodinamika I yang
menyatakan “energi dalam sistem tersekat
adalah tetap (asas kekekalan energi)”. Berlaku juga asas Black karena jika dua
benda yang suhunya berbeda dicampur amka benda yang lebih panas melepas kalor
kepada benda yang lebih dingin dan sebuah benda untuk menurunkann akan melepas
kalor yang sama dengan banyaknya kalor yang dibutuhkan benda tersebut untuk
menaikkan suhunya sebesar itu juga. Mengenai tetapan kalorimeter yang akan
diperoleh melalui percobaan ini tidak langsung dapat diukur, yang langsung
dapat diukur adalah temperaturnya, dari temperatur ini kemudian dapat dipeoleh
tetapan kalorimeter dengan membuat perbandingan antara kalor yang diterima atau
dierap dan perubahan suhu yang diserap kalorimeter. Pada percobaan ini
diperoleh hasil tetapan kalorimeter 7,84 J/K.
Pada
percobaan kedua yaitu penentuan kalor reaksi Zn(s) + CuSO4
di mana persamaan reaksinya sebagai berikut:
Zn(s)
+ CuSO4
ZnSO4
dengan
pengamatan suhunya selama 10 menit dengan selang waktu 1 menit, suhunya
mengalami perubahan yang berupa penuruanan dan peningkatan suhu. Suhu campuran
pada saat T1 sampai T4 mengalamai peningkatansuhu
selanjutnya dari T5 sampai T10 mengalami penurunan suhu.
Kenaikan suhu atau peningkatan suhu dapat dapat dikatakan bahwa reaksi
merupakan reaksi eksoterm yaitu reaksi yang melepas energi. Energi yang dilepas
itulah yang menyebabkan kenaikan suhu akan tetapi mengalami penuruanan suhu
dari T5 sampai T10 yang menandakan reaksi tersebut
merupakan reaksi endterm sehingga menandakan reaksi tersebut merupakan reaksi
endoterm sehingga kalor reaksi dari reaksi tersebut adalah jumlah kalor yang
diserap kalorimeter ditambah jumlah kalor lautan. Maka jumlah kalor reaksi
adalah 108,05 Joule sehingga merupakan reaksi endoterm. Warna larutan CuSO4
awal yakini biru setelah diaduk atau dikocok dengan penambahan Zn, warna
larutan berubah menjadi abu. Disebabkan oleh posisi Cu dalam deret volta di
bagian yang berada di sebelah kiri dapat mereduksi bagian yang beraa di sebelah
kanan, sehingga dapat dikataka bagian kiri sebagaian oksidasi (pereduksi dan
bagain kanan sebagai reduksi pengoksidasi). Berdasarkan penjabaran tersebut
maka Zn mampu mereduksi Cu. Karen
esuai
dengan teori. Berdasarkan percobaan ini juga dapat disimpulkan bahwa hubungan
antara perbandingan mol air dan etanol, semakin besar, maka semakin besar pula
perbandingan mol air dan mol etanol. Pada percobaan ini juga terdapat yang
menurun, hal ini dapat disebabkan karena pengaruh suhu atau ketidakpastian
dalam meliat hasil pengamatan. Dapat dilihat bahwa jika volume air diperbear
dan volume etanol diperkecil maka nilai
akan besar dan jika vlume air diperkecil dan
volume etanol diperbesar maka nilai
akan
kecil. Jadi, apanila etanol dilarutka dalam air yang vlumenya tak terhingga
(sangan besar), maka
reaksi semain besar (tak terhingga) maka dapat
dikatakan
dala keadaan maksimum.
Pada percobaan terakhir yaitu penentuan kalor
penetralan HCl dan NaOH. Percobaan ini menggunakan hasil NaOH (Basa kuat) yang
direaksikan denngan HCl (asam kuat). Reaksinya adalah:
NaOH (aq) + HCl (aq)
NaCl(aq)
Penetralan adalah reaksi antar asam dan basa yang
menghasilkan garam dan air ayng bersifat netral. Jika basa kuat dan asam kuat
direaksikan maka akan terbentuk garam (NaCl) yang bersifat netral, tidak
bersifat asam atau basa. Suhu campurannya
meningkatkan karena pada saat itu mengalami perubahan reaksi pada
permukaan luar kalorimeter suhu hangat,
disebabkan kalor mengalir dari sistem ke lingkungan yang disebut reaksi
eksoterm.
H. KESIMPULAN
Dari percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa:
1.
Perubahan energi pada reaksi
reaksi kimia terdapat dua jenis reaksi yang dapat terjadi, yaitu reaksi
eksoterm, reaksi yang melepas kalor sistem ke lingkungan dan reaksi endoterm,
reaksi yang menyerap kalor dari lingkungan ke sistem.
2.
Untuk mengukur
perubahan kalor reaksi dapat dilakukan berdasarkan hukum Hess, data kalor
pembentukan dan data energi ikatan.
DAFTAR PUSTAKA
Aminah, Siti. 1998. Ilmu Kimia Dasar. Mataram: Universitas
Mataram.
Chang, Rymond. 2004. Kimia Dasar. Jakarta: Erlangga.
Oxtoby. 2001. Prinsip Kimia Modern. Jakarta: Erlangga.
Prasetiawan, Widi. 2009. Kimia Dasar 1. Jakarta: Cerdas Pustaka.
Syukri. 1999. Kimia Dasar 1. Bandung. ITB.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar