laporan praktikum penentuan panas kelarutan
TRANSCRIPT
PENENTUAN PANAS KELARUTAN
I. TUJUAN
1. Untuk mempelajari bahwa setiap reaksi kimia selalu disertai dengan perubahan
energi.
2. Mempelajari perubahan kalor melalui pengukuran dan pembelajaran dengan
percobaan yang sederhana.
3. Menentukan tetapan kalorimeter.
4. Menentukan kalor penetralan HCl dan NaOH.
II. DASAR TEORI
II.1 Termodinamika
Termodinamika adalah ilmu yang mempelajari perubahan-perubahan energi yang
menyertai suatu proses fisika dan kimia. Ada dua hal yang menjadi penekanan dalam
mempelajari termodinamika yaitu:
1. Penentuan kalor reaksi (termokimia)
2. Penentuan arah suatu proses dan sifat-sifat sistem dalam kesetimbangan
(termodinamika).
Reaksi kimia yang menyangkut pemecahan dan atau pembentukan ikatan kimia
selalu berhubungan dengan penyerapan atau pelepasan panas. Panas reaksi adalah
banyaknya panas yang dilepaskan atau diserap ketika reaksi kimia berlangsung ,
biasanya bila tidak dicantumkan keterangan lain berarti berlangsung pada tekanan tetap.
Termokimia adalah bagian dari termodinamika yang membahas masalah perubahan
panas reaksi kimia. Termokimia sangat berhubungan dengan pengaruh kalor yang
menyertai reaksi-reaksi kimia. Kalor reaksi pada suhu tertentu, T, ialah kalor yang
dilepaskan atau diserap, jika sejumlah zat-zat pereaksi pada suhu T, berubah menjadi
hasil reaksi pada suhu yang sama. Pada umumnya reaksi kimia disertai dengan efek
panas; pada reaksi eksoterm kalor dilepaskan, sedangkan pada reaksi endoterm kalor
diserap. Jumlah kalor yang berkaitan dengan suatu reaksi bergantung pada jenis reaksi,
pada jumlah zat yang bereaksi, pada keadaan fisik zat-zat pereaksi dan hasil reaksi, dan
pada suhu.
Termokimia berkaitan dengan fungsi energi dalam (U), entalpi (H), entropi (S)
serta energi bebas Gibbs (G). Dasar termokimia adalah Hukum Termodinamika yaitu:
1. Hukum Pertama Termodinamika
Hukum pertama termodinamika merupakan uraian baru dari hukum kekekalan
energi. Dalam hukum ini dinyatakan bahwa ”bila suatu sistem mengalami
serangkaian perubahan yang akhirnya membawa sistem kembali ke keadaan
awalnya maka beda perubahan energinya adalah nol”.
2. Hukum Kedua Termodinamika
Dalam hukum kedua termodinamika ini terlihat adanya hubungan antara entropi dan
spontanitas suatu reaksi. Hukum ini menyatakan bahwa ”Entropi alam semesta
bertambah dalam suatu perubahan spontan dan tetap dalam suatu proses
kesetimbangan”
3. Hukum Ketiga Termodinamika
Hukum ini menyatakan bahwa ”Entropi suatu kristal sempurna adalah nol pada
temperatur absolut”. Jadi, entropi berhubungan dengan ketidakteraturan molekul
dalam sistem.
Dalam termokimia ada dua hal yang perlu diperhatikan yang menyangkut
perpindahan energi, yaitu sistem dan lingkungan. Segala sesuatu yang menjadi pusat
perhatian dalam mempelajari perubahan energi disebut sistem, sedangkan hal-hal yang
membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem disebut lingkungan. Berdasarkan
interaksinya dengan lingkungan, sistem dibedakan menjadi tiga macam, yaitu :
1. Sistem Terbuka
Sistem terbuka adalah suatu sistem yang memungkinkan terjadi perpindahan energi
dan zat (materi) antara lingkungan dengan sistem. Pertukaran materi artinya ada
hasil reaksi yang dapat meninggalkan sistem (wadah reaksi), misalnya gas, atau
ada sesuatu dari lingkungan yang dapat memasuki sistem.
2. Sistem Tertutup
Suatu sistem yang antara sistem dan lingkungan dapat terjadi perpindahan energi,
tetapi tidak dapat terjadi pertukaran materi disebut sistem tertutup.
3. Sistem Terisolasi
Sistem terisolasi merupakan sistem yang tidak memungkinkan terjadinya
perpindahan energi dan materi antara sistem dengan lingkungan.
II.2 Perubahan Energi Dalam Reaksi Kimia
Hampir dalam setiap reaksi kimia akan selalu terjadi penyerapan dan pelepasan
energi. Apabila perubahan kimia terjadi pada wadah sekat, sehingga tidak ada kalor
yang masuk maupun keluar dari sistem. Dengan demikian energi total yang dimiliki
sistem adalah tetap. Perubahan energi dalam reaksi kimia ada dua yaitu perubahan
endoterm dan perubahan eksoterm. Perubahan endorterm adalah perubahan yang
mampu mengalirkan kalor dari sistem ke lingkungan atau melepaskan kalor ke
lingkungan. Bila perubahan eksoterm terjadi temperatur sistem meningkat, energi
potensial zat-zat yang terlibat dalam reaksi menurun. Sedangkan perubahan eksoterm
adalah kalor yang akan mengalir ke dalam sistem. Bila suatu perubahan endoterm
terjadi, temperatur sistem menurun, energi potensial zat-zat yang terlibat dalam reaksi
akan meningkat.
Entalpi adalah suatu besaran termodinamika untuk menyatakan kalor reaksi yang
berlangsung pada tekanan tetap. Suatu Perubahan kalor atau entalpi yang terjadi selama
proses penerimaan atau pelepasan kalor dinyatakan dengan “ perubahan entalpi.
Kalor adalah energi yang berpindah dari sistem ke lingkungan atau sebaliknya karena
adanya perbedaan suhu jumlah kerja yang diterima sistem (w).
1. Entalpi pembentukan standar (ΔHf0) yaitu jumlah kalor yang terlibat untuk
membentuk satu mol suatu zat dari unsur- unsurnya dalam keadaan standar.
H2 (g) + ½ O2 (g) H2O(l) ΔHf = -285,85 kJ/mol
2. Perubahan entalpi penguraian standar (ΔHd0) yaitu jumlah kalor yang terlibat untuk
menguraikan satu mol suatu zat menjadi unsurnya dalam keadaan standar.
NaCl (s) Na (s) + ½ Cl (g) ΔHd = + 411 kJ/mol
3. Entalpi pembakaran standar (ΔHC0) yaitu jumlah kalor yang terlibat untuk
pembakaran (mereaksikan gas O2) satu mol zat dalam keadaan standar.
C (s) + O2 (g) CO2 (g) ΔHC = -393,52 kJ/mol
4. Entalpi pelarutan standar (ΔHS0) yaitu jumlah kalor yang terlibat untuk melarutkan
satu mol zat dalam keadaan standar.
H2O (l) H2O (g) ΔHS = + 44,01 kJ/mol
5. Entalpi netralisasi yaitu jumlah kalor yang terlibat ketika satu mol air terbentuk
akibat reaksi netralisasi asam dan basa.
HCN (aq) + KOH (aq) KCN (aq) + H2O (l) ΔH = -12 kJ/mol
6. Entalpi pengenceran yaitu jumlah kalor yang terlibat ketika suatu zat atau larutan
diencerkan dalam konsentrasi tertentu.
HCl (g) + H2O (l) HCl (aq) ΔH = -72,4 kJ/mol
2.3 Kapasitas Kalor dan Kalor Jenis
Kapasitas kalor (C) adalah jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan
temperatur dari suatu sampel bahan sebesar 1 Co. Secara matematis dinyatakan dengan
persamaan berikut :
Q = C T
Kalor jenis (s) adalah jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan temperatur
dari 1 gr massa bahan sebesar 1 Co. Jika kita mengetahui kalor jenis dan jumlah suatu
zat, maka perubahan temperatur zat tersebut (∆ t ) dapat menyatakan jumlah kalor (q)
yang diserap atau dilepaskan dalam suatu reaksi kimia.
q=m .c . Δt
q=C . Δt
Keterangan:
q = kalor yang dilepas atau diserap (J)
∆ t= perubahan temperatur (takhir – tawal) (0C)
Hubungan antara kapasitas kalor dengan kalor jenis dirumuskan sebagai berikut :
C=m .c
Keterangan:
C = kapasitas kalor (J/0C)
m = massa sampel (gr)
c = kalor jenis (J/g0C)
III. ALAT DAN BAHAN
1. Termometer 00 – 500C dan 10-1000C
2. Gelas ukur 20 mL
3. Beaker glass
4. Pemanas
5. Stopwatch
3.2 Bahan :
1. Aquades
2. NaOH 0,5 M
3. HCl 1 M
IV. CARA KERJA
IV.1 Penentuan Tetapan Kalorimeter
1. 20 cm3 air dimasukkan ke dalam kalorimeter dengan buret, lalu temperaturnya
dicatat.
2. 20 cm3 air dipanaskan dalam gelas kimia sampai ± 100 diatas temperatur kamar
kemudian temperaturnya dicatat.
3. Air panas tersebut dicampurkan kedalam kalorimeter, diaduk atau dikocok
kemudian temperaturnya diamati selama 10 menit dengan selang 1 menit setelah
pencampuran.
4. Kurva pengamatan temperatur vs selang waktu dibuat untuk menentukan harga
penurunan air panas dan penaikan temperatur air dingin.
4.2 Penentuan Kalor Penetralan HCl dan NaOH
1. 20 cm3 HCl 2 M dimasukkan kedalam kalorimeter.
2. Temperatur larutan HCl diukur dengan termometer.
3. Sebanyak 20 cm3 NaOH 2,05 M diukur dan temperaturnya dicatat (diatur
sedemikian rupa sehingga temperaturnya sama dengan temperatur HCl).
4. Basa ini dicampurkan kedalam kalorimeter dan temperatur campuran dicatat
selama 5 menit dengan selang waktu ½ menit.
5. Grafik dibuat untuk memperoleh perubahan temperatur akibat reaksi ini.
6. Kalor penetralan dihitung, jika kerapatan kelarutan 1,03 g cm-3 dan kalor
jenisnya sebesar 3,96 J/g K.
V. DATA PENGAMATAN
V.1Penentuan Tetapan Kalorimeter
Tair dingin = 30℃
Tair panas = 37℃
menit ke- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Temperatur (℃
)34 33 33 33 33 33 33 32 32 32
V.2Penentuan Kalor Penetralan HCl dan NaOHTHCl = 31℃ TNaOH = 31 ℃
M HCl = 2,0 M M NaOH = 2,0 M
V HCl = 20 cm3 V NaOH = 20 cm3
30 detik ke- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Temperatur (℃) 41 4141
4141
40,5 4040
40 40
VI. PERHITUNGAN
VI.1 Penentuan Tetapan Kalorimeter
Diketahui : V air dingin = 20 cm3
V air panas = 20 cm3
ρ air = 1 g/ cm3
kalor jenis (s) air = 4,2 J/g K
Tair dingin = 30°C = 303 K
Tair panas = 37°C = 310 K
Ditanya : q1, q2, q3, dan k = ……. ?
Jawab : Tsetelah pencampuran = T2 = (34+33+33+33+33+33+33+32+32+32)℃
10
¿ 328℃10
=32,80℃=305,80 K
m air dingin = ρ air x V air dingin
= 1 g/ cm3 x 20 cm3 = 20 g
m air panas = ρ air x V air panas
= 1 g/ cm3 x 20 cm3 = 20 g
Untuk air dingin: T1 = 303 K
T2 = 305,80 K
∆T = T2 – T1
= 305,80 K – 303 K
= 2,80 K (adanya kenaikan temperatur)
Untuk air panas: T1 = 310 K
T2 = 305,80 K
∆T = T2 – T1
= 305,80 K – 310 K
= -4,20 K (adanya penurunan temperatur)
1. Kalor yang diserap air dingin (q1)
q1 = massa air dingin x kalor jenis air x kenaikan temperatur
= m air dingin x sair x ∆T
= 20 g x 4,2 J/g K x 2,80 K = 235,2 Joule
2. Kalor yang diberikan air panas (q2)
q2 = massa air panas x kalor jenis air x penurunan temperatur
= m air panas x sair x ∆T
= 20 g x 4,2 J/g K x 4,20 K = 352,8 Joule
3. Kalor yang diterima kalorimeter (q3)
q3 = q2 - q1
= 352,8 J - 235,2 J = 117,6 Joule
4. Tetapan Kalorimeter (k)
K =
q3
ΔT
= 117,6J
2,80 K = 42 J/K
VI.2 Penentuan kalor penetralan HCl dan NaOH
Diketahui : ρlarutan = 1,03 g/ cm3
slarutan = 3,96 Jg-1K-1
[NaOH] = 2,0M
[HCl] = 2,0 M
V NaOH = 20 cm3 = 20 mL
V HCl = 20 cm3 = 20 mL
T1 = 31C
T2 = 31C
Ditanya : q11, q12, q13, dan ∆Hn = ……. ?
Jawab : T1 untuk HCl dan NaOH = T1untukHCl+T 2 untukNaOH
2
¿ 31℃+31℃2
=622
=31℃=304 K
T2 = T campuran =
(41+41+41+41+41+40,5+40+40+40+40 )℃10
¿ 405,5℃10
=40,55℃=313,55 K
mmol NaOH = 2,0 mmol/mL x 20 mL
= 40 mmol
mmol HCl = 2,0 mmol/ mL x 20 mL
= 40 mmol
NaOH + HCl NaCl + H2O
m : 40 mmol 40 mmol - -
b : 40 mmol 40 mmol 40 mmol 40 mmol
s : - - 40 mmol 40 mmol
Pada reaksi ini dihasilkan 40 mmol NaCl = 0,04 mol NaCl
Volume total larutan = (20 + 20) cm3 = 40 cm3
m larutan = V total larutan x ρlarutan
= 40 cm3 x 1,03 g/ cm3
= 41,2 gram
1. Kalor yang diserap (q11)
q11 = m larutan x s x ∆T3
= 41,2 g x 3,96 Jg-1K-1 x (T2- T1) K
= 41,2 g x 3,96 Jg-1K-1 x (313,55-304) K
= 41,2 g x 3,96 Jg-1K-1 x 9,55 K = 1558,102 J
2. Kalor yang diserap kalorimeter (q12)
q12 = k x ∆T3
= 42 J/K x 9,55 K = 401,1 J
3. Kalor yang dihasilkan oleh reaksi (q13)
q13 = q11 + q12 = 1558,102 J + 401,1 J = 1959,20 J
4. Kalor Penetralan (∆Hn)
ΔH n=q13
0 ,04J /mol
¿ 1959,200,04
J /mol = 48980,04 J/mol = 48,9800 kJ/mol
VII. PEMBAHASAN
Percobaan kali ini yaitu penentuan panas pelarutan, dimana percobaan ini bertujuan
untuk mempelajari bahwa setiap reaksi kimia selalu disertai dengan perubahan energi
dan juga perubahan kalor yang menyertai suatu reaksi kimia dapat diukur dengan
percobaan sederhana. Adapun dalam percobaan ini dipergunakan alat kalorimeter untuk
mengukur perubahan temperatur yang terjadi selama percobaan berlangsung. Untuk
percobaan penentuan panas pelarutan ini dilakukan tiga jenis percobaan yaitu penentuan
tetapan kalorimeter,penentuan kalor reaksi Fe(s) + CuSO4(Aq) dan penentuan kalor
penetralan HCl dan NaOH. Namun dalam praktikum kali ini, penentuan kalor reaksi
Fe(s) + CuSO4(Aq) tidak dilakukan.
Percobaan pertama yaitu penentuan tetapan kalorimeter. Tetapan kalorimeter dapat
diperoleh dari pencampuran air dingin dengan air panas dalam kalorimeter dan mencatat
suhunya (suhu awal dan akhir). Sebelum pencampuran, temperatur masing-masing zat
diukur. Untuk temperatur air panas yang akan dicampurkan diatur sedemikian rupa
sehingga perbedaan temperaturnya sebesar ± 10 0C dari temperatur kamar. Untuk
temperatur air dingin sebesar 30 0C sedangkan untuk temperatur air panas sebesar 37 0C.
Setelah proses pencampuran air dingin dan air panas dilakukan maka temperatur
campuran diukur selama 10 menit dengan selang waktu 1 menit. Dimana suhu awal
pencampuran diperoleh 360C, kemudian setelah menit pertama temperatur dari hasil
pencampuran tersebut mengalami penurunan sehingga diperoleh suhu sebesar 340C.
Untuk menit ke-2 hingga menit ke-7, nilai temperatur campuran konstan yaitu 330C.
Sementara itu pada menit ke 8 hingga menit ke-10, nilai temperatur mengalami
penurunan yang konstan yaitu 320C. Dalam percobaan ini terlihat bahwa nilai temperatur
campuran pada awal pencampuran hingga menit ke-10 pencampuran terjadi penurunan
nilai temperatur secara perlahan. Pada temperatur untuk air panas terjadi penurunan nilai
sebesar 50C, dimana semula nilai temperatur air panas yaitu 370C, setelah proses
pencampuran menjadi 320C. Sedangkan untuk air dingin terjadi peningkatan nilai
temperatur sebesar 20C, dimana nilai temperatur air dingin sebelum pencampuran yaitu
300C dan setelah proses pencampuran nilai temperatur air dingin menjadi 320C. Hal ini
menunjukkan bahwa dalam proses pencampuran antara air dingin dengan air panas
terjadi peristiwa pelepasan dan penyerapan kalor. Dimana air panas melepaskan kalor
dan diserap oleh air dingin.
Kurva diatas
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1031
31.5
32
32.5
33
33.5
34
34.5
Kurva Pencampuran Air Panas dan Air dingin
waktu (Menit)
Suhu
(0C)
menunjukkan saat air panas dan air dingin dimasukkan ke dalam kalorimeter. T1
menunjukkan temperatur air dingin, sedangkan T2 menunjukkan temperatur air panas.
Untuk temperatur campuran air dingin dan air panas ditunjukkan dengan T3. Temperatur
konstan terjadi pada menit pertama dan ke-2 sampai menit ke-7 dan menit ke-8 hingga
menit ke-10. Selanjutnya temperatur campuran perlahan-lahan menurun sampai menit
ke-10 dan saat menit ke-10 diperoleh temperatur campuran sebesar 32 0C.
Apabila kalorimeter tidak menyerap kalor dari campuran air, maka kalor yang
diberikan oleh air panas sama dengan kalor yang diserap oleh air dingin. Tetapi dalam
percobaan ini kalorimeter juga ikut menyerap kalor, maka kalor yang diserap oleh
kalorimeter adalah selisih kalor yang diberikan oleh air panas dikurangi dengan kalor
yang diserap oleh air dingin (q3 = q2 – q1). Harga tetapan kalorimeter diperoleh dengan
cara membagi jumlah kalor yang diserap oleh kalorimeter (q3) dengan penghangatan
perubahan suhu pada kalorimeter.
C=q3
Δt
C = tetapan kalorimeter (JºC-1)
q = kalor yang diserap (J)
Δt = perubahan suhu (ºC)
Proses pelepasan dan penyerapan kalor yang terjadi dalam kalorimeter dapat
dihitung. Adapun kalor yang dilepaskan oleh air panas sebesar 352,8 J sedangkan kalor
yang diserap oleh air dingin sebesar 235,2 J. Dari kedua nilai kalor tersebut dapat
diketahui besarnya kalor yang diterima oleh kalorimeter yaitu sebesar 117,6 J. Untuk
tetapan kalorimeter (k) itu sendiri dihitung dengan cara membagi besarnya kalor yang
diserap oleh kalorimeter (117,6 J) dengan perubahan temperaturnya (2,80 K), sehingga
diperoleh nilai tetapan kalorimeter (k) sebesar 42 J/K. Dengan kata lain tetapan
kalorimeter bernilai positif yang berarti mengalami endoterm yakni terjadinya
penyerapan kalor.
Percobaan selanjutnya yaitu penentuan kalor penetralan HCl dan NaOH. Dimana
dalam percobaan ini digunakan larutan HCl 2 M yang diperoleh dari pengenceran HCl
pekat dan larutan NaOH 2 M yang diperoleh dari NaOH padat yang dilarutkan dalam
100 mL akuades. Penentuan kalor penetralan dilakukan dengan mencampurkan larutan
HCl dengan larutan NaOH. Sebelum pencampuran, temperatur kedua larutan diukur
dimana temperatur basa yaitu NaOH diatur sedemikian rupa agar sama atau hampir sama
dengan temperatur HCl ini dimaksudkan agar sistem dapat berada dalam kesetimbangan
termal. Setelah itu larutan dibiarkan beberapa waktu dalam suhu kamar agar larutan ini
mempunyai suhu yang sama sebelum bereaksi dan suhu dicatat sebagai T. Dari hasil
pengukuran temperatur sebelum pencampuran, diperoleh temperatur NaOH dan HCl
sebesar 31 0C. Selanjutnya dilakukan pencampuran kedua larutan dalam kalorimeter.
Larutan asam kemudian dimasukkan ke dalam kalorimeter yang sudah disediakan.
Dengan memasukkan asam terlebih dahulu maka reaksi yang terbentuk adalah reaksi
netralisasi asam kuat oleh basa kuat kemudian ditutup dengan cepat agar panas tidak
keluar karena reaksinya cepat. Larutan diaduk agar pencampuran dapat dilakukan dengan
baik. Dengan pencampuran ini maka akan terbentuk panas netralisasi yang disebabkan
oleh netralisasi asam oleh basa kuat. Adapun dalam reaksi penetralan tersebut diperoleh
molekul air (H2O) dengan reaksi yang terjadi yaitu:
HCl (aq) + NaOH (aq) NaCl (aq) + H2O (l)
Setelah pencampuran, dilakukan pengukuran temperatur selama 5 menit dengan
selang waktu ½ menit. Pada menit ke-0,5 sampai menit ke-2,5 nilai temperatur
pencampuran konstan yaitu 410C. Sedangkan pada menit ke-3 nilai temperatur
mengalami penurunan yaitu 40,50C. Untuk menit ke-3,5 sampai menit ke-5 terjadi
penurunan dan nilai temperatur konstan yaitu 400C. Nilai perubahan temperatur campran
ini dapat digunakan untuk menghitung nilai kalor netralisasi untuk HCl dan NaOH.
Untuk mengetahui perubahan temperatur campuran selama reaksi berlangsung dengan
selang waktu 5 menit dapat dilihat pada kurva di bawah ini.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1039.4
39.6
39.8
40
40.2
40.4
40.6
40.8
41
41.2 Kurva Penetralan HCl-NaOH
waktu (sekon)
Suhu
(0C)
Dari hasil perhitungan diperoleh kalor yang diserap sebesar 1558,102 J sedangkan
kalor yang diserap kalorimeter sebesar 401,1 J. Sehingga kalor yang dihasilkan oleh
reaksi dapat dihitung dengan menjumlahkan kalor yang diserap larutan 1558,102 J
dengan kalor yang diserap kalorimeter 401,1 J yaitu sebesar 1959,20 J. Untuk
menghitung kalor penetralan HCl dan NaOH dilakukan dngan cara membagi jumlah
kalor yang dihasilkan dalam reaksi dengan jumlah mol NaCl yang terbentuk sehingga
diperoleh kalor penetralan untuk HCl dan NaOH sebesar 48,9800 kJ/mol. Secara teori,
nilai kalor penetralan untuk netralisasi asam kuat oleh basa kuat adalah konstan yaitu -
55.90 kJ/mol. Hal ini disebabkan pada proses netralisasi asam kuat oleh basa kuat reaksi
yang terjadi sama saja tetapi untuk netralisasi asam lemah basa lemah nilai kalor
penetralannya akan selalu lebih dari -55.90 kJ/mol karena bukan hanya terjadi reaksi
netralisasi tetapi juga reaksi ionisasi yang bersifat endotermik. Dari hasil percobaan
didapatkan nilai kalor penetralan yang jauh dari tetapan yaitu 48,9800 kJ/mol. Dari hasil
percobaan diperoleh nilai kalor penetralan yang positif. Hasil tersebut menunjukkan
reaksi berjalan secara endotermik. Konsentrasi yang digunakan oleh basa adalah besar
yaitu 2 M. Secara teori semakin besar konsentrasi asam atau basa maka semakin kecil
nilai kalor penetralan. Perbedaan hasil yang diperoleh antara teori dan praktek mungkin
disebabkan oleh kesalahan pada pembacaan skala termometer, adanya keterlambatan
dalam pengukuran suhu, di dalam kalorimeter tidak terjadi penetralan sempurna atau
volume larutan asam dan basa tidak tepat 20 m.
VIII. KESIMPULAN
1. Dalam proses pencampuran air panas dan air dingin terjadi peristiwa pelepasan dan
penyerapan kalor yaitu air panas melepaskan kalor dan diserap oleh air dingin.
2. Kenaikan temperatur pada air dingin sebesar 2 0C sedangkan penurunan temperatur
pada air panas sebesar 5 0C.
3. Adapun kalor yang dilepaskan oleh air panas sebesar 352,8 J sedangkan kalor yang
diserap oleh air dingin sebesar 235,2 J dan besarnya kalor yang diterima oleh
kalorimeter yaitu sebesar 117,6 J.
4. Nilai tetapan kalorimeter (k) sebesar 42 J/K.
5. Tetapan kalorimeter bernilai positif yang berarti reaksi mengalami reaksi endoterm
yakni terjadinya penyerapan kalor.
6. Temperatur HCL dan NaOH diusahakan sama atau hampir sama hal ini dimaksudkan
agar sistem dapat berada dalam kesetimbangan termal.
7. Pada penentuan kalor penetralan NaOH dan HCl diperoleh kalor penetralan sebesar
48,9800 kJ/mol.
DAFTAR PUSTAKA
Dogra, S dan S.K Dogra. 1990. Kimia Fisik dan Soal-Soal. Universitas Indonesia Press:
Jakarta.
Sukardjo. 1989. Kimia Fisika. Bina Aksara : Yogyakarta.
Bird, Tony. 1993. Kimia Fisika untuk Universitas. Gramedia Jakarta.
Sastrohamidjojo, H, 2001, Kimia Dasar, Edisi ke-2, Gadjah Mada University Press,
Yogyakarta.
Tim Laboratorium Kimia Fisika. 2010. Penuntun Praktikum Kimia Fisika III. Jurusan
Kimia, Fakultas MIPA, Universitas Udayana : Jimbaran
Jawaban Pertanyaan
1. Kalor penetralan adalah kalor reaksi yang dihasilkan atau dilepaskan pada penetralan 1
mol asam oleh basa atau 1 mol basa oleh asam. Panas netralisasi asam kuat oleh basa kuat
adalah konstan yaitu -56 kJ/ mol. Tetapi panas netralisasi asam lemah dan basa lemah
kurang dari -56 kJ/ mol karena asam atau basa mengalami ionisasi sedangkan asam kuat
dan basa kuat berdisosiasi sempurna dan reaksinya hanya:
H+(aq) + OH-
(aq) H2O(l)
Contohnya:
a. Basa kuat dengan asam kuat (NaOH dengan HCl)
NaOH + HCl NaCl + H2O
∆Hn untuk sistem reaksi adalah -57 kJ/ mol
b. Basa lemah dengan asam kuat (NH4OH dengan HCl)
∆Hn untuk sistem reaksi adalah kurang dari -57 kJ/ mol
c. Basa lemah dengan asam lemah (NH4OH dengan CH3COOH )
∆Hn untuk sistem reaksi adalah kurang dari -57 kJ/ mol
2. Jika sistem yang dipelajari hanya menyangkut zat padat dan zat cair saja, maka kerja
dapat diabaikan dimana yang terjadi perubahan volume sangat kecil. Sehingga kerja yang
bersangkutan dengan sistem tersebut dapat diabaikan (P∆V). Akibatnya perubahan
entalphi ∆H dan perubahan energi ∆U dalam hal ini adalah identik.
3.
Penentuan Tetapan Kalorimeter
Diketahui : V air dingin = 20 cm3
V air panas = 20 cm3
ρ air = 1 g/ cm3
kalor jenis (s) air = 4,2 J/g K
Tair dingin = 30°C = 303 K
Tair panas = 37°C = 310 K
Ditanya : q1, q2, q3, dan k = ……. ?
Jawab : Tsetelah pencampuran = T2 = (34+33+33+33+33+33+33+32+32+32)℃
10
¿ 328℃10
=32,80℃=305,80 K
m air dingin = ρ air x V air dingin
= 1 g/ cm3 x 20 cm3 = 20 g
m air panas = ρ air x V air panas
= 1 g/ cm3 x 20 cm3 = 20 g
Untuk air dingin: T1 = 303 K
T2 = 305,80 K
∆T = T2 – T1
= 305,80 K – 303 K
= 2,80 K (adanya kenaikan temperatur)
Untuk air panas: T1 = 310 K
T2 = 305,80 K
∆T = T2 – T1
= 305,80 K – 310 K
= -4,20 K (adanya penurunan temperatur)
5. Kalor yang diserap air dingin (q1)
q1 = massa air dingin x kalor jenis air x kenaikan temperatur
= m air dingin x sair x ∆T
= 20 g x 4,2 J/g K x 2,80 K = 235,2 Joule
6. Kalor yang diberikan air panas (q2)
q2 = massa air panas x kalor jenis air x penurunan temperatur
= m air panas x sair x ∆T
= 20 g x 4,2 J/g K x 4,20 K = 352,8 Joule
7. Kalor yang diterima kalorimeter (q3)
q3 = q2 - q1
= 352,8 J - 235,2 J = 117,6 Joule
8. Tetapan Kalorimeter (k)
K =
q3
ΔT
= 117,6J
2,80 K = 42 J/K
Penentuan kalor penetralan HCl dan NaOH
Diketahui : ρlarutan = 1,03 g/ cm3
slarutan = 3,96 Jg-1K-1
[NaOH] = 2,0M
[HCl] = 2,0 M
V NaOH = 20 cm3 = 20 mL
V HCl = 20 cm3 = 20 mL
T1 = 31C
T2 = 31C
Ditanya : q11, q12, q13, dan ∆Hn = ……. ?
Jawab : T1 untuk HCl dan NaOH = T1untukHCl+T 2 untukNaOH
2
¿ 31℃+31℃2
=622
=31℃=304 K
T2 = T campuran =
(41+41+41+41+41+40,5+40+40+40+40 )℃10
¿ 405,5℃10
=40,55℃=313,55 K
mmol NaOH = 2,0 mmol/mL x 20 mL
= 40 mmol
mmol HCl = 2,0 mmol/ mL x 20 mL
= 40 mmol
NaOH + HCl NaCl + H2O
m : 40 mmol 40 mmol - -
b : 40 mmol 40 mmol 40 mmol 40 mmol
s : - - 40 mmol 40 mmol
Pada reaksi ini dihasilkan 40 mmol NaCl = 0,04 mol NaCl
Volume total larutan = (20 + 20) cm3 = 40 cm3
m larutan = V total larutan x ρlarutan
= 40 cm3 x 1,03 g/ cm3
= 41,2 gram
1. Kalor yang diserap (q11)
q11 = m larutan x s x ∆T3
= 41,2 g x 3,96 Jg-1K-1 x (T2- T1) K
= 41,2 g x 3,96 Jg-1K-1 x (313,55-304) K
= 41,2 g x 3,96 Jg-1K-1 x 9,55 K = 1558,102 J
2. Kalor yang diserap kalorimeter (q12)
q12 = k x ∆T3
= 42 J/K x 9,55 K = 401,1 J
3. Kalor yang dihasilkan oleh reaksi (q13)
q13 = q11 + q12 = 1558,102 J + 401,1 J = 1959,20 J
4. Kalor Penetralan (∆Hn)
ΔH n=q13
0 ,04J /mol
¿ 1959,200,04
J /mol = 48980,04 J/mol = 48,9800 kJ/mol
KURVA
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1031
31.5
32
32.5
33
33.5
34
34.5
Kurva Pencampuran Air Panas dan Air dingin
waktu (Menit)
Suhu
(0C)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1039.4
39.6
39.8
40
40.2
40.4
40.6
40.8
41
41.2Kurva Penetralan HCl-NaOH
waktu (sekon)
Suhu
(0C)
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA II
PENENTUAN PANAS PELARUTAN
Oleh :
Nama : Ni Made Susita Pratiwi
Nim : 1008105005
Kelompok : II
Tanggal Praktikum : 31 Oktober 2012
LABORATORIUM KIMIA FISIK
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS UDAYANA
2012