MODUL
1
A. Judul :
Termokimia
B. Tujuan :
a.
Setiap reaksi kimia selalu disertai dengan perubahan
energi
b.
Perubahan kalor dapat diukur atau dipelajari dengan
percobaan yang sederhana
C. Dasar teori
Termokimia adalah studi tentang efek panas yang
terjadi baik pada proses fisis, maupun dalam reaksi kimia. Efek panas ini, yang
biasanya disebut kalor reaksi, ialah energi yang dipindahkan dari atau ke
system (ke atau dari lingkungan), sehingga suhu hasil reaksi menjadi sama
dengan suhu pereaksi.
Jika energi itu dipindahkan dari system (ke
lingkungan), maka reaksi yang bersangkutan merupakan reaksi eksoterm, sedangkan
jika energi dipindahkan kesistem (dari lingkungan), maka reaksi bersifat
endoterm.
Sumber : Stoikiometri Energetika Kimia, Drs. Hiskia
Achmad
Pada umumnya sebuah system jauh
lebih kecil dari lingkungannya. Dialam ini terjadi banyak kejadian atau
perubahan sehingga alam mengandung system dalam jumlah tak hingga, ada yang
berukuran besar (seperti tata surya), berukuran kecil (seorang manusia dan
sebuah mesin), dan berukuran kecil sekali (seperti sebuah sel dan satu atom).
Akibatnya, satu sistem kecil dapat berada dalam system besar, atau satu system
merupakan lingkungan bagi system yang lain. Akan tetapi bila sebuah system
dijumlahkan dengan lingkungannya, yang disebut alam semesta.
Alam semesta adalah system
ditambah lingkungannya. Oleh sebab itu, alam semesta hanya ada satu, tiada
duanya. Interaksi antara system dan lingkungan dapat berupa pertukaran materi
dan atau pertukaran energi.
Sumber : http://www.termokimia.pdf
(di akses tanggal 2 Desember 2012)
Termokimia mempelajari perubahan kalor dalam suatu
reaksi kimia. Dalam percobaan ini, perubahan kalor yang dipelajari pada tekanan
osmotik. Jadi, perubahan kalor yang ditentukan adalah perubahan entalpi (∆H).
Apabila sistem yang kita pelajari hanya menyangkut zat padat dan zat cair saja,
maka yang bersangkutan denagn sistem tersebut (=p∆V), dapat diabaikan. Oleh
karena itu perubahan entalpi (∆H) dan perubahan energi dalam (∆U) dalam hal ini
adalah identik.
Jumlah perubanhan kalor
sebagai hasil reaksi kimia dapat diukur dalam suatu kalorimeter (yang diukur
dalam temperatur). Kalorimeter terdiri dari suatu tabung yang dibuat sedemikian
rupa sehingga tidak ada pertukaran atau perpindahan kalor dengan sekelilingnya,
walaupun ada pertukaran kalor sekecil mungkin sehingga dapat diabaikan. Sebagai
kalorimeter yang sederhana dapat pergunakan botol termos gelas kimia yang
dihubungkan atau dibungkus busa plastik, akan tetapi perlu diperhatikan bahwa
ada pertukaran kalor antara kalorimeter dan isinya, sehingga perlu menera
kalorimeter (yaitu menentukan kalor yang diserap oleh kalorimeter), seteliti
mungkin, sesuai dengan persoalan yang dipelajari. Jumlah kalor yang diserap
kalorimeter untuk kenaikan suhunya sebesar satu derajad disebut Tetapan Kalorimeter.
Sumber : Penuntun Praktikum Kimia Dasar 1, Team
Teaching Kimia Dasar 1
Berdasarkan kemampuan untuk melakukan pertukaran,
maka sistem dikelompokkan menjadi tiga yaitu :
1.
Sistem terbuka, pada sistem ini energi maupun materi
dapat dipertukarkan secara bebas dengan lingkungannya. Dalam kehidupan nyata /
sehari- hari sistem ini banyak sekali dijumpai, misalnya kita meletakkan kapur
barus (naftalena) di antara buku atau baju- baju, kapur barus akan menguap,
jadi ada materi yang dipertukarkan yaitu antara uap naftalena dan udara. Atau
botol yang berisi cuka atau alkohol. Di laboratorium semua reaksi kimia yang
dilakukan umumnya dilakukan dengan sistem terbuka.
2.
Sistem tertutup, sistem ini memungkinkan terjadinya
pertukaran energi, tetapi tidak memungkinkan terjadi pertukaran materi dengan
lingkungannya. Dalam bahasa sehari- hari dapat dikatakan sistem berada dalam
suatu tempat yang ditutup rapat, tetapi kita masih dapat mengamati perubahan
suhu dari dinding sistem. Contoh botol- botol zat kimia yang masih disegel,
susu kaleng, makanan kaleng.
3.
Sistem
terisolasi. Sistem ini sama sekali tidak memungkinkan melakukan pertukaran baik
energi maupun materi dengan lingkungannya. Contoh dalam kehidupan sehari- hari
adalah termos. Di laboratorium ada yang dikenal sebagai termostat, kalorimeter,
maupun instrumen untuk reaksi- reaksi in-situ menggunakan sistem
terisolasi.
Sumber : http://www.ppm-termokimia.pdf (di akses tanggal 2 Desember 2012)
Ditinjau dari
jenis reaksi, terdapat empat jenis kalor, yaitu sebgai berikut.
·
Kalor pembentukan, ialah kalor yang menyertai
pembentukan satu mol senyawa langsung dari unsur-unsurnya.
·
Kalor penguraian (kebalikan kalor pembentukan),
yaitu kalor yang menyertai penguraian 1 mol senyawa langsung menjadi
unsur-unsurnya.
·
Kalor penetralan, ialah kalor yang menyertai
pembentukan 1 mol air dari reaksi penetralan (asam dengan basa)
·
Kalor reaksi, yakni 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.
Sumber : Kimia Dasar 1, Syukri S
D. ALAT DAN BAHAN
No
|
Nama Alat
|
Gambar
|
Fungsi
|
1.
|
Gelas kimia
|
|
sebagai wadah atau tempat untuk larutan
|
2.
|
Gelas ukur
|
|
sebagai alat untuk mengukur larutan.
|
3.
|
Termometer
|
|
Sebagai alat pengukur suhu
atau temperatur.
|
4.
|
Gelas Kimia
|
|
Untuk
menampung larutan
|
5.
|
Pipet tetes
|
|
sebagai alat untuk mengambil cairan dalam jumlah
tertentu maupun takaran bebas.
|
No
|
Nama Bahan
|
Sifat Fisik
|
Sifat Kimia
|
1.
|
Etanol
|
-
Mudah menguap.
|
-
Dapat bereaksi dengan air dan akan
melepaskan kalor.
|
2.
|
HCl 2 M
|
-
Elektrolit kuat
-
Asam kuat
-
Berwarna putih
|
-
Titik didih, titik leleh, massa jenis, pH tergantung
pada konsentrasi HCl.
|
3.
|
NaOH 2M
|
-
Rapuh (mudah hancur)
-
Asin
-
Larut dalam air
-
Berwarna putih
|
-
Bisa di dapat dari reaksi NaOH dan HCl
-
pH-nya netral
-
Ikatan ionik kuat
-
Merupakan larutan elektrolit kuat
|
4.
|
H2O
|
-
Zat cair bening, tidak berbau
-
Tidak berwarna
-
Titik didih 100°C, titik beku 0°C
-
Indeks bias = 1,332
|
Bersifat polar
Pelarut yang baik untuk berbagai macam zat.
|
E.
CARA KERJA
1.
Menentukan tetapan calorimeter
20 ml H2O
|
20 ml H2O
|
- Memasukkan
kedalam kalorimeter - Memasukkan
kedalam gelas
-
Mencatat temperaturnya kimia dengan memanaskan
sampai ± 10° C
- Mencatat temperature
-
Mencampurkan kedalam kalorimeter
Mengaduk/ mengocok.
Menit ke 1 – 3 suhunya 36oC
Menit ke 4 – 5 suhunya 35oC
Menit ke 6 – 9 suhunya 34oC
Menit ke 10 suhunya 33oC
|
2.
Penentun kalor pelarutan etanol dalam air
a.
Untuk 18,0 ml H2O dalam 29,0 ml C2H5OH
18,0 ml H2O
|
29,0 ml C2H5OH
|
-
Memasukan kedalam
kalorimeter - Mengukur temperaturnya
- Mencatat
temperatur air selama 2
menit dengan selan waktu ½ menit.
- Mencampurkan kedalam kalorimeter
- Mengaduk
- Mengamati
temperaturnya selama 4 menit dalam selang waktu ½ menit
½ - 1 menit suhunya 34oC
1 ½
- 3 menit suhunya 33oC
3 ½ - 4 menit suhunya 32oC
|
b.
Untuk 27,0 ml H2O dalam 19,3 ml C2H5OH
27,0 ml H2O
|
19,3 ml C2H5OH
|
-
Memasukan kedalam
kalorimeter - Mengukur temperaturnya
- Mencatat
temperatur air selama 2
menit dengan selang waktu ½ menit.
-
Mencampurkan kedalam kalorimeter
-
Mengaduk
-
Mengamati temperaturnya selama 4 menit dalam selang
waktu ½ menit
½ menit – 1 menit suhunya 36oC
1½ menit – 2 menit suhunya 35oC
2 menit – 4 menit suhunya 34oC
|
c.
Untuk 36,0 ml H2O dalam 14,5 ml C2H5OH
14,5 ml C2H5OH
|
36,0 ml H2O
|
-
Memasukan kedalam
kalorimeter - Mengukur temperaturnya
- Mencatat
temperatur air selama 2
menit dengan selang waktu ½ menit.
-
Mencampurkan kedalam kalorimeter
-
Mengaduk
-
Mengamati temperaturnya selama 4 menit dalam selang
waktu ½ menit
½ menit – 4 m3nit suhunya tetap 33oC
|
d.
Untuk 36,0 ml H2O dalam 11,5 ml C2H5OH
36,0 ml H2O
|
11,5 ml C2H5OH
|
-
Memasukan kedalam
kalorimeter - Mengukur temperaturnya
- Mencatat
temperatur air selama 2
menit dengan selang waktu ½ menit.
-
Mencampurkan kedalam kalorimeter
-
Mengaduk
-
Mengamati temperaturnya selama 4 menit dalam selang
waktu ½ menit
½ menit – 4 menit suhunya tetap 33oC
|
e.
Untuk 36,0 ml H2O dalam 5,8 ml C2H5OH
36,0 ml H2O
|
5,8 ml C2H5OH
|
-
Memasukan kedalam
kalorimeter - Mengukur temperaturnya
- Mencatat
temperatur air selama 2
menit dengan selang waktu ½ menit.
-
Mencampurkan kedalam kalorimeter
-
Mengaduk
-
Mengamati temperaturnya selama 4 menit dalam selang
waktu ½ menit
½ menit – 4 menit suhunya tetap 33o C
|
f.
Untuk 45,0 ml H2O dalam 4,8 ml C2H5OH
45,0 ml H2O
|
4,8 ml C2H5OH
|
-
Memasukan kedalam
kalorimeter - Mengukur temperaturnya
- Mencatat
temperatur air selama 2
menit dengan selang waktu ½ menit.
-
Mencampurkan kedalam kalorimeter
-
Mengaduk
-
Mengamati temperaturnya selama 4 menit dalam selang
waktu ½ menit
½ menit – 1½ menit suhunya 32oC
2 menit – 4 menit suhunya 31oC
|
3.
Penentuan kalor penetralan HCl dan NaOH
20 ml HCL
|
20 ml NaOH
|
-
Memasukan kedalam kalorimeter - Mengukur
-
Mencatat temperaturnya -
Mencatat temperature
-
Mencampurkan kedalam kalorimeter
-
Mengaduk
-
Mengamati temperaturnya selama 5 menit dalam selang
waktu ½ menit
½ menit – 3 menit suhunya 39oC
3½ menit – 5 menit suhunya 38oC
|
4. Penentuan Kalor penetralan NaOH dan CH3COOH
20 ml NaOH
|
20 ml CH3COOH
|
-
Memasukan kedalam kalorimeter - Mengukur
-
Mencatat temperaturnya -
Mencatat temperature
-
Mencampurkan kedalam kalorimeter
-
Mengaduk
-
Mengamati temperaturnya selama 5 menit dalam selang
waktu ½ menit
½ menit – 1 menit suhunya 38oC
1½ menit – 2 menit suhunya 37oC
2½ menit – 3½ menit
suhunya 36oC
4 menit – 4½ menit suhunya 35oC
5menit suhunya 34oC
|
F.
HASIL PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
a.
Hasil pengamatan
1.
Penentuan tetapan kalorimeter
Va1 (air dingin) = 20 ml Va2 (air panas) = 20 ml
Ta1 (air dingin) = 32°C Ta2
(air panas) = 42°C
Tcampuran
t(Menit)
|
T (°C)
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
|
36
36
36
35
35
35
34
34
34
33
|
2.
Penentuan kalor pelarutan etanol dalam air
·
Untuk 18 ml air dan 29 ml etanol
Suhu air
t (m)
|
Ta (°C)
|
Tb (°C)
|
Tc (°C)
|
Td (°C)
|
Te (°C)
|
Tf (°C)
|
½
1
1 ½
2
|
29
29
29
29
|
29
29
29
29
|
29
29
29
29
|
29
29
29
29
|
29
29
29
29
|
29
29
29
29
|
Suhu Etanol
a. 29 ml :
32°C
b. 19,3 ml :
32°C
c. 14,5 ml :
31°C
d. 11,5 ml :
31°C
e. 5,8 ml :
31°C
f. 4,8 ml :
31°C
t (m)
|
Ta (°C)
|
Tb (°C)
|
Tc (°C)
|
Td (°C)
|
Te (°C)
|
Tf (°C)
|
½
1
1 ½
2
2 ½
3
3 ½
4
|
34
34
33
33
33
33
32
32
|
36
36
35
35
34
34
34
34
|
33
33
33
33
33
33
33
33
|
33
33
33
33
33
33
33
33
|
32
32
32
32
32
32
32
32
|
32
32
32
31
31
31
31
31
|
3. Penentuan Kalor Penetralan HCL dan NaOH
20 ml HCL 2 m : 29°C
20 ml NaOH : 29°C
t (Menit)
|
T (°C)
|
1/2
1
1 ½
2
2 ½
3
3 ½
4
4 ½
5
|
39
39
39
39
39
39
38
38
38
38
|
4. Penentuan Kalor Penetralan NaOH dan CH3
COOH
20 ml NaOH 2 m : 29°C
20 ml CH3 COOH : 29°C
t (Menit)
|
T (°C)
|
1/2
1
1 ½
2
2 ½
3
3 ½
4
4 ½
5
|
38
38
37
37
36
36
36
35
35
34
|
5.
Penentuan kalor penetralan HCl dan NaOH
20 ml HCl 2 M 20 ml NaOH 2,05 M
THCl = 37°C TNaOH = 35°C
Selama 5 menit selang campuran = T = 42°C
waktu ½ menit T1
= 50°C T6 = 45°C
T2
= 49°C T7 = 44°C
T3
= 48°C T8 = 41°C
T4
= 47°C T9 = 42°C
T5
= 46°C T10 = 41°C
b.
Perhitungan
1.
Penentuan tetapan kalorimeter
Dik : Va1
= 20 ml
Va2
= 20 ml
ρ
air = 1
S
air = 4,2
Ta1 = 32 + 273 =
305 K
Ta2 = 42 + 273 = 315 K
Data perubahan suhu setiap menit selama 10 menit
t (menit)
|
T (°C)
|
T (K)
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
|
45
42
41
40
39
38
37
36
35
34
|
309
309
309
308
308
308
307
307
307
306
|
Dit : tetapan kalorimeter (K) = ...?
Peny :
v
Menghitung massa air dingin
Mal = Va1 + ρ air
= 20
ml x 1
= 20 gr
v
Menghitung massa air panas
Ma2 = Va2 + ρ air
= 20
ml x 1
= 20 gr
v
Menghitung suhu campuran
T camp. =
=
v Menghitung
perubahan air dingin
ΔT1 = Tcamp –
Tair dingin
= 307,8 K – 305 K
= 2,8 K
v Menghitung
perubahan air panas
ΔT2 = Ta2 -
Tcamp
= 315 K – 307,8 K
= 7,2 K
v Menghitung
kalor yang diserap air dingin
q1 = Ma1
x S air x ΔT1
= 20 gr x 4,2
x 2,8 K
= 235,2
Joule
v Menghitung
kalor yang diserap air panas
q2 = Ma2
x S air x ΔT2
= 20 gr x 4,2
x 7,2 K
= 604,8
Joule
v Menghitung
kalor yang diterima kalolimeter
q3 = q2 -
q1
= 604,8 J – 235,2 J
= 369,6 Joule
v Menghitung
tetapan kalorimeter
K =
=
= 84
v Grafik
hubungan antara temperatur dengan selang waktu
Keterangan :
Sumbu x : selang waktu (menit)
Sumbu y : suhu (0C)
2.
a. Penentuan kalor pelarutan etanol dalam air
1)
Untuk campuran air 18 ml dengan etanol 29 ml
Dik : ρ air = 1
ρ etanol = 0,789
S etanol = 1,92
S
air = 4,2
T
etanol = 310C + 273 = 304 K
Dit
: Entalpi perubahan (ΔH) ?
Peny
:
Menghitung massa
air
Ma = Va x ρ air
= 18 ml x 1
= 18 gr
Menghitung massa etanol
Ma = Va x ρ etanol
= 29 ml x
0,789
= 22,88 gr
Menghitung suhu campuran
T camp. =
= 306,25 K
Kalor yang diserap air (qa)
ΔT1 = T camp – T (air)
= 306,25 K – 302 K = 4,25 K
qa = Ma x S air x ΔT1
=
18 gr x 4,2 x 4,25 K
= 321,3 K
Kalor yang diserap etanol (qc)
ΔT2 = T camp – T (etanol)
= 306,25 K – 305 K
= 1,25 K
qc = Metanol x S etanol x ΔT2
=
22,88 gr x 1,92 x 1,25 K
= 54,91 J
Kalor yang diserap kalorimeter (qk)
qk = K x ΔT2
=
84
x 1,25 K = 105 J
Kalor yang diserap pada larutan (ql)
ql = q (air) + q (etanol) + qk
= 321,3 J + 54,91J + 105 J
= 481,21 J
Entalpi pelarutan (ΔH1)
ΔH1 =
= 962,42 J
2)
Untuk campuran air 27 ml dengan etanol 19,3 ml
Dik : ρ air = 1
ρ etanol = 0,789
S etanol = 1,92
S
air = 4,2
T etanol = 320C = 3050C
Dit
: Entalpi perubahan (ΔH) ?
Peny
:
Menghitung massa
air
Ma = Va x ρ air
= 27 ml x 1
= 27 gr
Menghitung massa etanol
Ma = Va x ρ etanol
= 19,3 ml x
0,789
= 15,22 gr
Menghitung suhu campuran
T camp. =
= 307,75 K
Kalor yang diserap air (qa)
ΔT1 = T camp – T (air)
= 307,75 K – 302 K = 5,75 K
qa = Ma x S air x ΔT1
=
27 gr x 4,2 x 5,75 K
= 652,05 J
Kalor yang diserap etanol (qc)
ΔT2 = T camp – T (etanol)
= 307,75 K – 305 K
= 2,75 K
qc = Metanol x S etanol x ΔT2
=
15,22 gr x 1,92 x 2,75 K
= 80,36 J
Kalor yang diserap kalorimeter (qk)
qk = K x ΔT2
=
84
x 2,75 K
= 231 J
Kalor yang diserap pada larutan tugas (ql)
ql = q (air) + q (etanol) + qk
= 652,05 J + 80,36 J + 231
J
= 963,41 J
Entalpi pelarutan (ΔH1)
ΔH1 =
= 487,05 J
3)
Untuk campuran air 36 ml dengan etanol 14,5ml
Dik : ρ air = 1
ρ etanol = 0,789
S etanol = 1,92
S
air = 4,2
T
etanol = 310C +
273 = 304 K
Dit
: Entalpi perubahan (ΔH) ?
Peny
:
Menghitung massa
air
Ma = Va x ρ air
= 36 ml x 1
= 36 gr
Menghitung massa etanol
Ma = Va x ρ etanol
= 14,5 ml x
0,789
= 11,44 gr
Menghitung suhu campuran
T camp. =
= 306 K
Kalor yang diserap air (qa)
ΔT1 = T camp – T (air)
= 306 K – 302 K = 4 K
qa = Ma x S air x ΔT1
=
36 gr x 4,2 x 4
K
= 604,8 J
-
Kalor yang diserap etanol (qc)
ΔT2 = T camp – T (etanol)
= 306 K – 304 K
= 2 K
qc = Metanol x S etanol x ΔT2
=
11,44 gr x 1,92 x 2 K
= 43,776 J
Kalor yang diserap kalorimeter (qk)
qk = K x ΔT2
=
84
x 2 K
= 168 J
Kalor yang diserap pada larutan tugas (ql)
ql = q (air) + q (etanol) + qk
= 604,8
J + 43,776 J + 168 J
= 816,576 J
Entalpi pelarutan (ΔH1)
ΔH1 =
= 6532,6 J
4)
Untuk campuran air 36 ml dengan etanol 11,5ml
Dik : ρ air = 1
ρ etanol = 0,789
S etanol = 1,92
S
air = 4,2
T
etanol = 320C + 273 = 305 K
Dit
: Entalpi perubahan (ΔH) ?
Peny
:
Menghitung massa
air
Ma = Va x ρ air
= 36 ml x 1
= 36 gr
Menghitung massa etanol
Ma = Va x ρ etanol
= 11,5 ml x
0,789
= 9,1 gr
Menghitung suhu campuran
T camp. =
= 306 K
Kalor yang diserap air (qa)
ΔT1 = T camp – T (air)
= 306
K – 302 K = 4 K
qa = Ma x S air x ΔT1
=
36 gr x 4,2 x 4 K
= 604,8 J
Kalor yang diserap etanol (qc)
ΔT2 = T camp – T (etanol)
= 306 K – 305 K
= 2 K
qc = Metanol x S etanol x ΔT2
=
9,1 gr x 1,92 x 2 K
= 34,9 J
Kalor yang diserap kalorimeter (qk)
qk = K x ΔT2
= 84
x 2 K
= 168 J
Kalor yang diserap pada larutan tugas (ql)
ql = q (air) + q (etanol) + qk
= 604,8
J + 34,9 J + 168 J
= 807,7 J
Entalpi pelarutan (ΔH1)
ΔH1 =
= 8077 J
5)
Untuk campuran air 36 ml dengan etanol 5,8 ml
Dik : ρ air = 1
ρ etanol = 0,789
S etanol = 1,92
S
air = 4,2
T
etanol = 310C + 273 = 304 K
Dit
: Entalpi perubahan (ΔH) ?
Peny
:
Menghitung massa
air
Ma = Va x ρ air
= 36 ml x 1
= 36 gr
Menghitung massa etanol
Ma = Va x ρ etanol
= 5,8 ml x
0,789
= 4,5 gr
-
Menghitung suhu campuran
T camp. =
= 305 K
Kalor yang diserap air (qa)
ΔT1 = T camp – T (air)
= 305
K – 302 K = 3 K
qa = Ma x S air x ΔT1
=
36 gr x 4,2 x 3
K
= 453,6 J
Kalor yang diserap etanol (qc)
ΔT2 = T camp – T (etanol)
= 305 K – 304 K
= 1 K
qc = Metanol x S etanol x ΔT2
=
4,5 gr x 1,92 x 1 K
= 8,64 J
Kalor yang diserap kalorimeter (qk)
qk = K x ΔT2
=
84
x 1 K
= 84 J
Kalor yang diserap pada larutan tugas (ql)
ql = q (air) + q (etanol) + qk
= 453,6
J + 3,64 J + 84 J
= 546,24 J
Entalpi pelarutan (ΔH1)
ΔH1 =
= 10924,8 J
6)
Untuk campuran air 45 ml dengan etanol 4,8 ml
Dik : ρ air = 1
ρ etanol = 0,789
S etanol = 1,92
S
air = 4,2
T
etanol = 310C + 273
= 304 K
Dit
: Entalpi perubahan (ΔH) ?
Peny
:
Menghitung massa
air
Ma = Va x ρ air
= 45 ml x 1
= 45 gr
Menghitung massa etanol
Ma = Va x ρ etanol
= 4,8 ml x
0,789
= 3,78 gr
Menghitung suhu campuran
T camp. =
= 304,375 K
Kalor yang diserap air (qa)
ΔT1 = T camp – T (air)
= 304,375 K – 302 K = 2,375 K
qa = Ma x S air x ΔT1
=
45 gr x 4,2 x 2,375 K
= 448,875 J
-
Kalor yang diserap etanol (qc)
ΔT2 = T camp – T (etanol)
= 304,375 K – 304 K
= 0,375 K
qc = Metanol x S etanol x ΔT2
=
3,78 gr x 1,92 x 0,375 K
= 2,72 J
Kalor yang diserap kalorimeter (qk)
qk = K x ΔT2
=
84
x 0,375 K
= 31,5 J
Kalor yang diserap pada larutan tugas (ql)
ql = q (air) + q (etanol) + qk
= 448,875 J + 2,72 J + 31,5 J
= 483,095 J
Entalpi pelarutan (ΔH1)
ΔH1 =
= 24154,75 J
b. mencari perbandingan mol air dan mol etanol dalam setiap
campuran
1)
Untuk campuran air 18 ml dengan etanol 29 ml
Perubahan suhu mula-mula (ΔTm1)
ΔTm1 =
=
Perubahan suhu akhir
ΔTa1 = Tcamp – ΔTm1
= 306,25 K – 303,5K = 2,75 K
v
Mol air =
=
mol
v
Mol etanol =
=
mol
v
Perbandingan
Mol air : Mol etanol
1 :
0,5
2)
Untuk campuran air 27 ml dengan etanol 19,3 ml
Perubahan suhu mula-mula (ΔTm2)
ΔTm2 =
=
Perubahan suhu akhir
ΔTa2 = Tcamp – ΔTm2
= 307,75K – 303,5 K = 4,25 K
v
Mol air =
=
mol
v
Mol etanol =
=
mol
v
Perbandingan
Mol air : Mol etanol
1,5 :
0,33
3)
Untuk campuran air 36 ml dengan etanol 14,5 ml
Perubahan suhu mula-mula (ΔTm3)
ΔTm3 =
=
Perubahan suhu akhir
ΔTa3 = Tcamp – ΔTm3
= 306 K – 303 K = 3 K
v
Mol air =
=
mol
v
Mol etanol =
=
mol
v
Perbandingan
Mol air : Mol etanol
2 :
0,25
4)
Untuk campuran air 36 ml dengan etanol 11,5 ml
Perubahan suhu mula-mula (ΔTm4)
ΔTm4 =
=
Perubahan suhu akhir
ΔTa4 = Tcamp – ΔTm4
= 306 K – 303K = 3 K
v
Mol air =
=
mol
v
Mol etanol =
=
mol
v
Perbandingan
Mol air : Mol etanol
2 :
0,2
5)
Untuk campuran air 36 ml dengan etanol 5,8 ml
Perubahan suhu mula-mula (ΔTm5)
ΔTm5 =
=
Perubahan suhu akhir
ΔTa5 = Tcamp – ΔTm5
= 305 K – 303K = 2 K
v
Mol air =
=
mol
v
Mol etanol =
=
mol
v
Perbandingan
Mol air : Mol etanol
2 :
0,1
6)
Untuk campuran air 45 ml dengan etanol 4,8 ml
Perubahan suhu mula-mula (ΔTm6)
ΔTm6 =
=
Perubahan suhu akhir
ΔTa6 = Tcamp – ΔTm6
= 304,375 K – 303 K = 1,375 K
v
Mol air =
=
mol
v
Mol etanol =
=
mol
v
Perbandingan
Mol air : Mol etanol
2,5 :
0,08
Volume (ml)
|
Massa (gr)
|
∆TM
|
∆Ta
|
∆H°/
Mol
|
Mol air/mol etanol
|
||
Air
|
etanol
|
Air
|
Etanol
|
||||
18,0
|
29,0
|
18
|
22,88
|
304,5 K
|
3 K
|
198
|
2
|
27,0
|
19,3
|
27
|
15,22
|
304,625 K
|
4,375 K
|
1141
|
4
|
36,0
|
14,5
|
36
|
11,4
|
304,75 K
|
4,95 K
|
2185
|
8
|
36,0
|
11,5
|
36
|
9,1
|
304,75 K
|
4,25 K
|
2378
|
10
|
36,0
|
5,8
|
36
|
4,5
|
304,5 K
|
3,125 K
|
2818
|
22
|
45,0
|
4,8
|
45
|
3,78
|
305,25 K
|
2 K
|
3816
|
30
|
v
Grafik ∆H terhadap perbandingan mol air per mol
etanol
Keterangan
:
Sumbu
x : mol air per mol etanol
Sumbu
y : ∆H
3.
Penentuan kalor penetralan HCl dan NaOH
Dik : V
HCl = 20 ml
V
NaOH = 20 ml
ρ
l = 1,03 gr/ml
δ
l = 3,93 j / gr.K
T HCl = 29 0C + 273
= 302 K
T
NaOH = 29 0C + 273 = 302 K
Dit : Kalor penetralan = ... ?
Peny :
Suhu mula-mula (Tm)
Tm =
=
Suhu akhir (Ta)
Ta =
=
v
Perubahan suhu akhir (ΔTa)
ΔTa = Ta - Tm
= 311,6 – 302 = 9,6 K
Vl = V HCl + V NaOH
= 20 + 20 = 40 ml
v
M larutan = Vl + ρl
= 40 ml + 1,03
= 41,2 gr
v
Kalor yang diserap (q1)
q1 = M larutan x δl x Δta
= 41,2 x 3,93 x
9,4 = 1554,4 Joule
v
Kalor yang diserap kalorimeter (q2)
q2 = K x q1
=
121,7 x 1554,4
= 189.170,48
v
Kalor yang dihasilkan reaksi (q3)
q3 = q1 + q2
= 189170,48
+(1554,4)
= 190724,8 Joule
v
Kalor penetralan
mol larutan =
4.
Penentuan kalor penetralan NaOH dan CH3COOH
Dik : V
HCl = 20 ml
V
NaOH = 20 ml
ρ
l = 1,089 gr/ml
δ
l = 4,02 j / gr.K
T HCl = 29 0C + 273
= 302 K
T
NaOH = 29 0C + 273 = 302 K
Dit : Kalor penetralan = ... ?
Peny :
Suhu mula-mula (Tm)
Tm =
=
Suhu akhir (Ta)
Ta =
=
v
Perubahan suhu akhir (ΔTa)
ΔTa = Ta - Tm
= 309,2 – 302 = 7,2 K
Vl = V CH3COOH
+ V NaOH
= 20 + 20 = 40 ml
v
M larutan = Vl + ρl
= 40 ml + 1,089
= 43,5 gr
v
Kalor yang diserap (q1)
q1 = M larutan x δl x Δta
= 43,5 x 4,02 x
7,2 = 1259,06 Joule
v
Kalor yang diserap kalorimeter (q2)
q2 = K x q1
=
121,7 x 1259,06
= 153227,6
v
Kalor yang dihasilkan reaksi (q3)
q3 = q1 + q2
= 153227,6
+(1259,06)
= 154486,6 Joule
v
Kalor penetralan
mol larutan =
G. Pembahasan
Termokimia merupakan
pengetahuan dasar yang perlu diberikan atau yang dapat diperoleh dari
reaksi-reaksi kimia, tetapi juga perlu sebagai pengetahuan dasar untuk
pengkajian teori ikatan kimia dan struktur kimia. Pada percobaan ini kita telah
mengamati bagaimana setiap reaksi kimia yang selalu disertai dengan perubahan
energi dan perubahan kalor yang diukur atau dipelajari dengan percobaan yang
sederhana. Termokimia yang telah kita amati yaitu untuk penentuan tetapan
kalorimeter, untuk penentuan pelarutan etanol dalam air serta penentuan kalor
penetralan HCl dan NaOH.
a)
Penentuan tetapan kalorimeter.
Kalorimeter suatu alat untuk mengukur temperatur/ suhu.
Dalam praktikum ini yang pertama di lakukan adalah mengukur 20 ml air. Setelah
itu dimasukkan 20 ml air kedalam kalorimeter dengan mengunakan buret maka akan
dapat diukur temperatur air dingin dengan menggunakan thermometer. Kemudian air
yang di panaskan yang terisi dalam gelas kimia dengan panas kurang lebih 10°C
di atas suhu kamar, maka akan dapat terlihat temperatur air panas itu menjadi
41°C. Setelah diukur temperaturnya, air panas tersebut dimasukkan atau
dicampurkan kedalam kalorimeter yang berisi air dingin. Kemudian campuran itu
dikocok atau diaduk, lalu mengamati temperatur campuran selama 10 menit dengan selang waktu pengamatan
selama 1 menit. Setelah pencampuran maka akan dapat diamati bahwa temperatur
dari campuran itu adalah tidak konstan atau berubah-ubah yaitu dari 36°C menjadi 35°C, 34°C
dan terakhir 33°C.
Dalam perhitungan kalor
yang di serap oleh air dingin akan lebih besar di bandingkan dengan kalor yang
diserap oleh air panas. Oleh karena itu tetapan kalorimeter yang dihasilkan
akan mendapatkan plus (+).
b)
Penentuan kalor pelarutan etanol dalam air
Dalam percobaan yang
kedua yang dilakukan adalah menggunakan 18 ml
dan 29 ml etanol. Mengukur suhu air selama 2 menit selang waktu 30
detik, dan setelah itu mengukur suhu etanol. Kemudian etanol dan air dicampurkan
ke dalam kalotimeter dan mengukur suhunya selama 4 menit selang waktu 30 detik.
Jika etanol dilarutkan
dalam air maka akan dilepaskan sejumlah kalor. Besarnya perubahan kalor
tergantung pada konsentrasi awal dan konsentrasi akhir larutan yang terbentuk.
Secara teoritis perubahan kalor terbesar maksimum terjadi jika etanol
dilarutkan dalam volume air yang tertinggi kalor ini disebut kalor pelatutan
etanol atau entalpi pelarutan.
c)
Penentuan kalor penetralan HCL dan NaOH
Larutan HCL yang dimasukkan
ke dalam kalorimeter sebesar 20 ml dengan temperatur yang diukur sebesar 29°C. Kemudian mengukur larutan
NaOH dengan volume 20 ml lalu mengamati temperatur larutan yaitu 29°C. Larutan NaOH yang telah diamati
temperaturnya, dimasukkan ke dalam kalorimeter yang terlebih dahulu telah di
isi dengan larutan HCL. Setelah dilakukan pencampuran kedua larutan, maka akan
dapat dilihat pada thermometer bahwa temperatur campuran ini selama 5 menit
dengan selang waktu 30 detik.
Setelah pencampuran maka
akan dapat diamati bahwa temperatur dari campuran itu adalah tidak konstan. Hal
ini terjadi karena dalam kalorimeter terjadi pencampuran atau pertukaran kalor
maupun materi baik dari sistem lingkungan ataupun dari lingkungan masuk ke dalam
sistem.
H. Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan, setiap reaksi yang terjadi disertai dengan
perubahan energi. Perubahan energi yang dimaksud adalah proses pelepasan dan
penyerapan kalor. Dari percobaan yang sederhana ini kita dapat mengetahui dan
mempelajari bagaimana suatu larutan akan dicampurkan, bisa melakukan pengubahan
kalor.
Setiap reaksi kimia selalu dipengaruhi oleh energi dan dalam reaksi kimia
akan terjadi penyerapan energi dan pelepasan energi.
I. Kemungkinan Kesalahan
-
Kurang
teliti dalam mengukur suhu
-
Kurang
teliti dalam mengukur larutan
Daftar Pustaka
Achmad,
Hiskia. 2001. Stoikiometri Energetika
Kimia. Bandung : PT. Citra Aditya Bakti
Anonym. 2012. Online tersedia di http://www.termokimia.pdf (di akses tanggal 2 Desember 2012,pukul :
13.45)
Anonym.
2012. http://www.ppm-termokimia.pdf (di akses tanggal 2 Desember 2012,
pukul : 13.20)
Syukri,
S. 1999. Kimia Dasar 1. Bandung : ITB
Team
Teaching Kimia Dasar 1. 2012. Penuntun
Praktikum Kimia Dasar 1. Gorontalo : UNG
No comments:
Post a Comment