PERCOBAAN 4
TERMODINAMIKA DAN HUKUM HESS
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Termodinamika adalah salah satu
cabang ilmu yang mempelajari perubahan energi dalam secara kimia atau fisis.
Menurut hukum termodinamika perubahan energi yang diserap oleh sistem dengan
menyertai perubahan wujud yang dinyatakan dimana selisih kalor yang diserap
oleh sistem dengan kerja yang dilakukan oleh sistem.
Sedangkan hubungan antara
termodinamika dan hukum hess memiliki keterkaitan yang padu. Dimana, hukum hess
berbunyi jika dua atau lebih persamaan kimia bergabung dengan penambahan atau
pengurangan yang memberikan persamaan reaksi baru atau dapat diartikan bahwa
kalor yang menyertai suatu reaksi kimia tidak bergantung pada jalan yang
ditempuh tetapi hanya pada keadaan awal dan akhir saja.
Maka, diperlukan percobaan untuk
menyelidiki perubahan energi dalam bentuk kalor, yang mengiringi reaksi kimia
(teermodinamika) dan keterkaitan hukum hess dengan termodinamika. Dengan
melakukan percobaan ini, diharapkan praktikan dapat memahami mengukur kalor
reaksi dengan alat yang sederhana sehingga dapat mengumpulkan dan menganalisis
data termodinamika yang akurat serta menerapkan hubungan hukum hess dengan
termodinamika.
1.2 Tujuan Praktikum
1. Mengukur
kalor reaksi dengan alat sederhana
2. Mengumpulkan dan menganalisis data termokimia
3. Menerapkan hukum hess
1.3 Pertanyaan Prapraktikum
1. Berikan
pengertian tentang : a) entalpi, b) sistem terisolasi, c) sistem terbuka, d)
sistem tertutup, e) lingkungan, f) kalorimeter, g) eksotermik ?
Jawab :
a. Entalpi adalah istilah dalam
termodinamika ditambah energi yang digunakan untuk melakukan kerja pada sebuah
materi.
b. Sistem terisolasi adalah tidak terjadi pertukaran panas,benda atau kerja dengan lingkungan.
c. Sistem terbuka adalah terjadi pertukaran energi dan benda dengan linkungan
d. Sistem tertutup adalah terjadi pertukaran energi tetapi tidak terjadi pertukaran benda denagn lingkungannya.
e. Lingkungan adalah hal-hal di luar sistem yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem
f. Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang terlibat dalam suatu perubahan atau reaksi kimia
g. Eksotermik adalah reaksi yang melepaskan energi panas atau energi cahaya,energi listrik atau bisa juga energi suara
b. Sistem terisolasi adalah tidak terjadi pertukaran panas,benda atau kerja dengan lingkungan.
c. Sistem terbuka adalah terjadi pertukaran energi dan benda dengan linkungan
d. Sistem tertutup adalah terjadi pertukaran energi tetapi tidak terjadi pertukaran benda denagn lingkungannya.
e. Lingkungan adalah hal-hal di luar sistem yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem
f. Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang terlibat dalam suatu perubahan atau reaksi kimia
g. Eksotermik adalah reaksi yang melepaskan energi panas atau energi cahaya,energi listrik atau bisa juga energi suara
2. Apa perbedaan antara entalpi dengan energi
dalam ?
Jawab:
-entalpi adalah jumlah total energi yang terkandung dalam suatu materi dan di ukur pada tekanan tetap
-energi dalam adalah jumlah dari kedua energi kinetik dan energi potensial yang dimiliki suatu zat yang bergantung pada volume dan tekanan.
-entalpi adalah jumlah total energi yang terkandung dalam suatu materi dan di ukur pada tekanan tetap
-energi dalam adalah jumlah dari kedua energi kinetik dan energi potensial yang dimiliki suatu zat yang bergantung pada volume dan tekanan.
BAB II
LANDASAN
TEORI
Termokimia
adalah suatu cabang ilmu yang mempelajari perubahan energy secara kimia atau
fisis. Dalam percobaan ini, kita akan menyelidiki perubahan energi dalam bentuk
kalor, yang mengiringi reaksi kimia (termokimia). Menurut hukum termokimia,
perubahan energy yang menyertai perubaha wujud dinyatakan dalam rumus:
∆E = Q – W
dengan Q = kalor yang diserap oleh sistem
W = kalor yang dilkaukan oleh sistem
Kebanyakan reaksi kimia berlangsung pada tekanan tetap. Kerja dirumuskan dengan persamaan :
W = P . ∆V
dengan W = tekanan gas
∆V= Perubahan volume untuk sistem gas
Oleh karena pada tekanan tetap :
∆E = Q - ∆V
Bila ∆V = 0, maka ∆E = 0. Kuantitas kalor yang diserap pada tekanan tetap disebut entalpi (∆H).
Untuk reaksi kimia, ∆H adalah kalor reaksi ∆H
suatu reaksi kimia dapat ditetapkan dengan mengukur perubahan suhu yang
mengiringi reaksisejumlah reagen tertentu, lalu koreksi dengan kalor yang diserap
oleh kalorimeter (tetapan kalorimeter). Untuk reaksi eksotermik, kalor
diberikan oleh sistem reaksi ke sekeliling, tanda Q reaksi adalah negative.
Untuk reaksi Q reaksi endodermik, Q reaksi positif. Sama halnya, untuk reaksi
eksotermik, ∆H reaksi negative dan untuk reaksi endotermik ∆H reaksinya
positif.
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 :
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 (Alberty, 1992 : 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 (Atkins, 1990 : 84).
BAB III
PROSEDUR
KERJA
3.1
ALAT
-
Batang pengaduk
-
Cawan petri
-
Erlenmeyer
-
Gelas beaker
-
Kalorimeter
-
Pipet volume
-
Sendok stainlis
-
Kalorimeter
-
Termometer
-
Statif dan klem
BAHAN
-
Air suling
-
10 ml HCl 1 M
-
10 ml NaOH 1 M
-
Asam asetat 1 M
-
Asam Nitrat 1 M
3.2 METODE KERJA
A. Penentuan tetapan kalorimeter
kalorimeter
|
Tuangkan
20 ml air suling
Rangkai
alat seperti gambar 3.2
Tutuplah kalorimeter yang
telah di lengkapi dengan termometer dan pengaduk
Catat
suhu (Td)
Ukur lagi air suling
Ukur lagi air suling
. Rangkaian alat
Gambar 3.2 Kalorimeter
Masukkan
20 ml air suling
Panaskan
air 60 – 70 °C
|
Pindahkan cairan ke kalorimeter dan
tutup kembali
Catat suhu setiap 10 detik sambil
mengaduk campuran
Catat kembali suhu setiap 1 menit pada
saat suhu perlahan-lahan mulai turun dan tidak ada lagi perubahan
|
B. Penentuan ΔH netralisasi untuk reaksi
asam-basa
|
|
Masukkan
20 ml HCl 1 M dan letakkan di dekat kalorimeter
Catat
suhu dengan catatan suhu kedua lrutan tidak boleh berselisih lebih dari 0,5 °C
Bila suhu sudah sama, masukkan larutan
asam ke dalam kalorimeter
Aduk dan catat suhu maksimum seperti
pada prosedur A
|
BAB IV
HASIL
dan PEMBAHASAN
4.1 HASIL
A.
Penentuan Tetapan Kalorimeter
Suhu
Campuran (per 10 detik)
|
|
Waktu
|
Suhu
|
10
|
45 °C
|
20
|
44 °C
|
30
|
42 °C
|
40
|
42 °C
|
50
|
42 °C
|
Suhu
Campuran (per 1 menit)
|
|
Waktu
|
Suhu
|
1
|
41 °C
|
2
|
40 °C
|
3
|
40 °C
|
4
|
40 °C
|
5
|
40 °C
|
Tetapan
Kalorimeter
Anggap
20 ml air suling 20 gr
C Mp (Tp – Tm)
= c Md (Tm – Td) + W (Tm – Td)
4,184
J/gr°C . 20 gr . (65°C - 45°C) = 4,184 J/gr°C . 20 gr . (45°C - 29°C) + W (45°C
- 29°C)
4,184 J . 20 .
(20) = 4,184 J . 20 . (16) + W (16°C)
4,148 J .
400 = 4,184 J . 320 + W 16°C
1673,6
J = 1338,88 J + 16°C W
W
16°C = 1673,6 J – 1338,88 J
W
16°C = 334,72 J
W = 334,72 J / 16°C
W = 20,92 J/°C
B.
Penentuan ΔH Netralisasi untuk Asam Basa
Suhu
Campuran (per 10 detik) HCl + NaOH
|
|
Waktu
|
Suhu
|
10
|
35 °C
|
20
|
35 °C
|
30
|
36 °C
|
40
|
36 °C
|
50
|
36 °C
|
Suhu
Campuran (per 1 menit) HCl + NaOH
|
|
Waktu
|
Suhu
|
1
|
36 °C
|
2
|
35 °C
|
3
|
35 °C
|
4
|
35 °C
|
5
|
35 °C
|
Suhu
Campuran (per 1 detik) CH3COOH + NaOH
|
|
Waktu
|
Suhu
|
10
|
32 °C
|
20
|
32 °C
|
30
|
33 °C
|
40
|
33 °C
|
50
|
31 °C
|
Suhu
Campuran (per 1 menit) CH3COOH + NaOH
|
|
Waktu
|
Suhu
|
1
|
30 °C
|
2
|
32 °C
|
3
|
32 °C
|
4
|
32 °C
|
5
|
32 °C
|
Suhu
Campuran (per 1 detik) HN03 + NaOH
|
|
Waktu
|
Suhu
|
10
|
30 °C
|
20
|
32 °C
|
30
|
32 °C
|
40
|
32 °C
|
50
|
32 °C
|
Suhu
Campuran (per 1 menit) HNO3 + NaOH
|
|
Waktu
|
Suhu
|
1
|
32 °C
|
2
|
31 °C
|
3
|
30 °C
|
4
|
30 °C
|
5
|
30 °C
|
·
HCl + NaOH
Qrks = -2635,92 J
ΔHrks = 13,1796 KJ/mol
·
CH3COOH + NaOH
Qrks = -564,84 J
ΔHrks = 28,242 KJ/mol
·
HNO3 + NaOH
Qrks = -188,28 J
ΔHrks = 94,14 KJ/mol
4.2 Pembahasan
Pada
percobaan kali ini, dilakukan 2 percobaan, yaitu penentuan tetapan kalorimeter
dan penentuan ΔH netralisasi untuk asam basa. Percobaan ini digunakan
kalorimeter yang digunakan untuk mengukur jumlah kaloryang diserap atau yang
dilepaskan, dan kalorimeter juga mempunyai sifat yang khas dalam mengukur
panas, karena kalorimeter dapat menghisap panas yang diserap sehingga semua
panas terukur.
Penentuan tetapan kalorimeter
Penetuan
tetapan kalorimeter dapat dilakukan dengan cara mencampurkan air dingin dan air
panas yang telah diukur suhunya yang memiliki selisih 10ᵒC kedalam kalorimeter.
Setelah dicampurkan, diaduk atau dikocok. Pengadukan ini dilakukan untuk
mempercepat jalan nya reaksi antara air panas dan air dingin. Diamati
temperatur air didalam kalorimeter, catat suhu setiap 15 detik sambil mengaduk
campuran, lalu bila suhu mulai turun catat selama 5 menit dengan selang waktu 1
menit. Pengukuran waktu yang menggunakan stopwatch dilakukan bersamaan dengan
menuangkan air panas kedalam kalorimeter. Dilakukan pengukuran suhu dilakukan
selama 5 menit dengan selang waktu 1 menit agar dapat mengetahui perubahan
kalor yang terjadi. Pada proses ini tidak terjadi proses kimia, tetapi terjadi
proses fisika. Karena kenaikan temperatur air dingin dapat dihitung dengan
menggunakan pengurangan temperatur maksimum yang konstan dengan temperatur air
dingin. Sedangkan penurunan temperatur air panas dapat dihitung dengan
menggunakan pengurangan temperatur air panas dengan suhu maksimum konstan. Pada
percobaan ini dilakukan secara hati-hati dan hasil tetapan kalorimeter pada
percobaan ini adalah sebesar 20,92 J/°C
Penentuan ΔH netralisasi untuk asam basa
Penentuan
kalor penetralan HCl dan NaOH
Percobaan ini bertujuan untuk menentukan kalor penetralan HCl dan NaOH. Percobaan ini dilakukan dengan cara memasukkan 20 mL HCl 1 M kedalam kalorimeter. Dicatat suhunya. Diukur 20 mL NaOH 1 M. Dicatat temperaturnya, dan diatur suhunya agar sama dengan suhu HCl. Dicampurkan basa ini kedalam kalorimeter dan diaduk, dicatat suhunya selama 5 menit dengan selang waktu 1 menit. Jika HCl direaksikan dengan NaOH maka akan menghasilkan NaCl dan air.
HCl + NaOH → NaCl + H2O
Pada percobaan ini yang bertindak sebagai sistem adalah HCl dan NaOH dan yang bertindak sebagai lingkungan adalah air dan sebagai medium pelarut kedua zat tersebut. Pada reaksi tersebut suhu larutan meningkat dari suhu awal, hal ini terjadi karena pada saat reaksi terjadi pelepasan kalor. Kalor yang dilepaskan oleh sistem reaksi (NaOH dan HCl) diserap oleh lingkungan pelarut dan material lain (kalorimeter). Akibatnya suhu lingkungan naik yang ditunjukkan oleh kenaikan suhu larutan. Jadi dalam percobaan tersebut yang diukur bukanlah suhu sistem, tapi suhu lingkungan tempat terjadinya reaksi, sedangkan sistem pada reaksi tersebut suhunya turun dan mencapai keadaan stabil membentuk NaCl dan H2O. Pada ini didapat nilai ∆H sebesar 13.1796 J/mol.
Percobaan ini bertujuan untuk menentukan kalor penetralan HCl dan NaOH. Percobaan ini dilakukan dengan cara memasukkan 20 mL HCl 1 M kedalam kalorimeter. Dicatat suhunya. Diukur 20 mL NaOH 1 M. Dicatat temperaturnya, dan diatur suhunya agar sama dengan suhu HCl. Dicampurkan basa ini kedalam kalorimeter dan diaduk, dicatat suhunya selama 5 menit dengan selang waktu 1 menit. Jika HCl direaksikan dengan NaOH maka akan menghasilkan NaCl dan air.
HCl + NaOH → NaCl + H2O
Pada percobaan ini yang bertindak sebagai sistem adalah HCl dan NaOH dan yang bertindak sebagai lingkungan adalah air dan sebagai medium pelarut kedua zat tersebut. Pada reaksi tersebut suhu larutan meningkat dari suhu awal, hal ini terjadi karena pada saat reaksi terjadi pelepasan kalor. Kalor yang dilepaskan oleh sistem reaksi (NaOH dan HCl) diserap oleh lingkungan pelarut dan material lain (kalorimeter). Akibatnya suhu lingkungan naik yang ditunjukkan oleh kenaikan suhu larutan. Jadi dalam percobaan tersebut yang diukur bukanlah suhu sistem, tapi suhu lingkungan tempat terjadinya reaksi, sedangkan sistem pada reaksi tersebut suhunya turun dan mencapai keadaan stabil membentuk NaCl dan H2O. Pada ini didapat nilai ∆H sebesar 13.1796 J/mol.
Penentuan kalor penetralan CH3COOH dan NaOH
Percobaan
ini bertujuan untuk menentukan kalor penetralan CH3COOH dan NaOH. Percobaan ini
dilakukan dengan cara memasukkan 20 mL CH3COOH 1 M kedalam kalorimeter. Dicatat
suhunya. Diukur 20 mL NaOH 1 M. Dicatat temperaturnya, dan diatur suhunya agar
sama dengan suhu CH3COOH. Dicampurkan basa ini kedalam kalorimeter dan diaduk,
dicatat suhunya selama 5 menit dengan selang waktu 1 menit. Jika CH3COOH
direaksikan dengan NaOH maka akan menghasilkan NaCl dan air.
CH3COOH + NaOH → NaCH3COO + H2O
Pada percobaan ini yang bertindak sebagai sistem adalah CH3COOH dan NaOH dan yang bertindak sebagai lingkungan adalah air dan sebagai medium pelarut kedua zat tersebut. Pada reaksi tersebut suhu larutan meningkat dari suhu awal, hal ini terjadi karena pada saat reaksi terjadi pelepasan kalor. Kalor yang dilepaskan oleh sistem reaksi (NaOH dan CH3COOH) diserap oleh lingkungan pelarut dan material lain (kalorimeter). Akibatnya suhu lingkungan naik yang ditunjukkan oleh kenaikan suhu larutan. Jadi dalam percobaan tersebut yang diukur bukanlah suhu sistem, tapi suhu lingkungan tempat terjadinya reaksi, sedangkan sistem pada reaksi tersebut suhunya turun dan mencapai keadaan stabil membentuk CH3COOH dan H2O. Pada ini didapat nilai ∆H sebesar 28.242 J/mol.
CH3COOH + NaOH → NaCH3COO + H2O
Pada percobaan ini yang bertindak sebagai sistem adalah CH3COOH dan NaOH dan yang bertindak sebagai lingkungan adalah air dan sebagai medium pelarut kedua zat tersebut. Pada reaksi tersebut suhu larutan meningkat dari suhu awal, hal ini terjadi karena pada saat reaksi terjadi pelepasan kalor. Kalor yang dilepaskan oleh sistem reaksi (NaOH dan CH3COOH) diserap oleh lingkungan pelarut dan material lain (kalorimeter). Akibatnya suhu lingkungan naik yang ditunjukkan oleh kenaikan suhu larutan. Jadi dalam percobaan tersebut yang diukur bukanlah suhu sistem, tapi suhu lingkungan tempat terjadinya reaksi, sedangkan sistem pada reaksi tersebut suhunya turun dan mencapai keadaan stabil membentuk CH3COOH dan H2O. Pada ini didapat nilai ∆H sebesar 28.242 J/mol.
Penentuan
kalor penetralan HNO3 dan NaOH
Percobaan ini bertujuan untuk menentukan kalor
penetralan HNO3 dan NaOH. Percobaan ini dilakukan dengan cara memasukkan 20 mL
HNO3 1 M kedalam kalorimeter. Dicatat suhunya. Diukur 20 mL NaOH 1 M. Dicatat
temperaturnya, dan diatur suhunya agar sama dengan suhu HCl. Dicampurkan basa
ini kedalam kalorimeter dan diaduk, dicatat suhunya selama 5 menit dengan
selang waktu 1 menit. Jika HNO3 direaksikan dengan NaOH maka akan menghasilkan
NaCl dan air.
HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O
Pada percobaan ini yang bertindak sebagai sistem adalah HNO3 dan NaOH dan yang bertindak sebagai lingkungan adalah air dan sebagai medium pelarut kedua zat tersebut. Pada reaksi tersebut suhu larutan meningkat dari suhu awal, hal ini terjadi karena pada saat reaksi terjadi pelepasan kalor. Kalor yang dilepaskan oleh sistem reaksi (NaOH dan HNO3) diserap oleh lingkungan pelarut dan material lain (kalorimeter). Akibatnya suhu lingkungan naik yang ditunjukkan oleh kenaikan suhu larutan. Jadi dalam percobaan tersebut yang diukur bukanlah suhu sistem, tapi suhu lingkungan tempat terjadinya reaksi, sedangkan sistem pada reaksi tersebut suhunya turun dan mencapai keadaan stabil membentuk HNO3 dan H2O. Pada ini didapat nilai ∆H sebesar 9.414 J/mol
HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O
Pada percobaan ini yang bertindak sebagai sistem adalah HNO3 dan NaOH dan yang bertindak sebagai lingkungan adalah air dan sebagai medium pelarut kedua zat tersebut. Pada reaksi tersebut suhu larutan meningkat dari suhu awal, hal ini terjadi karena pada saat reaksi terjadi pelepasan kalor. Kalor yang dilepaskan oleh sistem reaksi (NaOH dan HNO3) diserap oleh lingkungan pelarut dan material lain (kalorimeter). Akibatnya suhu lingkungan naik yang ditunjukkan oleh kenaikan suhu larutan. Jadi dalam percobaan tersebut yang diukur bukanlah suhu sistem, tapi suhu lingkungan tempat terjadinya reaksi, sedangkan sistem pada reaksi tersebut suhunya turun dan mencapai keadaan stabil membentuk HNO3 dan H2O. Pada ini didapat nilai ∆H sebesar 9.414 J/mol
BAB V
KESIMPULAN
1. Dalam mengukur
kalor reaksi dapat menggunakan kalorimeter sederhana
2. Untuk
menentukan tetapan kalorimeter maka dibutuhkan data bobot suatu zat, kalor
jenis zat temperatur zat. Persamaan menentukan tetapan kalorimeter berdasarkan
asas black yaitu Qlepas = Qterima . Dengan rumus :
c Mp (Tp –
Tm) = c Md (Tm – Td) + W (Tm – Td)
Keterangan dimana c = kalor jenis
air 4.184 J/°C, Md = bobot air dingin, Mp = bobot air panas, Tp = suhu air
panas sebelum bercampur, Td = suhu air dingin sebelum bercampur, Tm = suhu
campuran, W = tetapan kalorimeter J/°C
3. Untuk ΔHrks
digunakan persamaan
ΔHrks = -Qsekeliling / mol yang
beraksi
Dimana :
-Qsekeliling
= Qrx
= Qlarutan + Qkalorimeter
= c M (Tf – Ti) + W (Tf – Ti)
4. Persamaan
kalor reaksi dapat dilakukan dengan menggunakan
a. Hukum Hess
b. Data entalpi
pembentukan standar
c. Energi
ikatan rata-rata
DAFTAR
PUSTAKA
1. Alberty, R.A
dan Daniel, F . 1992 . “ Kimia Fisika “ . Jilid I . Edisi 5 . Penerjemah
: Sudja . Erlangga . Jakarta
2. Atkins, P.W
. 1990 . “ Kimia Fisika “ . Jilid I . Edisi 6 . Penerjemah :
Kartohadiprojo . Erlangga . Jakarta
3. Chang
Raymond . 2004 . “Kimia Dasar Konsep-konsep Inti Jilid 3” . Jakarta :
Erlangga
4.
Oxtoby, D.W, Gills, H.P dan Nachtrieb, N.H . 2001 .”
Prinsip-prinsip Kimia Modern “ . Jilid II . Edisi 6 . Penerjemah : Suminar
. Erlangga . Jakarta
5.
Syukri,S . 1999 . “Kimia Dasar” . Bandung : ITB
LAMPIRAN
A. Penentuan tetapan kalorimeter
Anggap 20 ml air suling 20 gr
C Mp (Tp – Tm) = c Md
(Tm – Td) + W (Tm – Td)
4,184
J/gr°C . 20 gr . (65°C - 45°C) = 4,184 J/gr°C . 20 gr . (45°C - 29°C) + W (45°C
- 29°C)
4,184 J . 20 .
(20) = 4,184 J . 20 . (16) + W (16°C)
4,148 J .
400 = 4,184 J . 320 + W 16°C
1673,6 J = 1338,88 J + 16°C W
W 16°C = 1673,6 J – 1338,88 J
W 16°C = 334,72 J
W = 334,72 J / 16°C
W = 20,92 J/°C
B.
Penentuan ΔH
Netralisasi untuk asam basa
·
HCl + NaOH
Q = c M ( Tf – Ti ) + ( Tf – Ti )
Q = 4,184
J/g°C (40 g) (31°C - 45°C) + 20,92 J/°C (31°C - 45°C)
Q = 4,184 J/g°C . 40 g . (-14°C) +
20,92 J/°C . (-14°C)
Q = -2343,04 J + (-292,88 J)
Q = -2343,04 J – 292,88 J
Q = -2635,92 J
ΔHrks = -Q
0,020 mol
= - (-2635,92 J)
0,020 mol
ΔHrks = 131796 J/mol
ΔHrks = 13,1796 KJ/mol
·
CH3COOH + NaOH
Q = c M ( Tf – Ti ) + ( Tf – Ti )
Q = 4,184
J/g°C (40 g) (29°C - 32°C) + 20,92 J/°C (29°C - 32°C)
Q = 4,184 J/g°C . 40 g . (-3°C) +
20,92 J/°C . (-3°C)
Q = -502,08 J + (-62,76 J)
Q = -564,84 J
ΔHrks = -Q
0,020 mol
= - (-564,84J)
0,020 mol
ΔHrks = 28242 J/mol
ΔHrks = 28,242 KJ/mol
·
HNO3 + NaOH
Q = c M ( Tf – Ti ) + ( Tf – Ti )
Q = 4,184
J/g°C (40 g) (29°C - 30°C) + 20,92 J/°C (29°C - 30°C)
Q = 4,184 J/g°C . 40 g . (-1°C) +
20,92 J/°C . (-1°C)
Q = -167,36 J + (-20,92 J)
Q = -188,28 J
ΔHrks = -Q
0,020 mol
= - (-188,28J)
0,020 mol
ΔHrks = 9414 J/mol
ΔHrks = 94,14 KJ/mol
No comments:
Post a Comment