laporan termokimia
TRANSCRIPT
I. Judul Percobaan : Termokimia
II. Hari/ Tanggal Percobaan : Rabu/ 05 November 2014
III. Selesai Percobaan : Rabu/ 05 November 2014
IV. Tujuan Percobaan :
1. Membuktikan bahwa setiap reaksi kimia disertai dengan penyerapan
atau pelepasan kalor.
2. Menghitung perubahan kalor yang terjadi dalam berbagai reaksi kimia.
V. Tinjauan Pustaka :
Termokimia merupakan salah satu kajian khusus dari
termodinamika yaitu mengenai hubungan antara kalor dengan bentuk
energi lainnya, berkaitan dengan reaksi kimia dan atau perubahan fisik.
Setiap reaksi kimia selalu disertai dengan perubahan energi dalam bentuk
kalor, yaitu dengan menyerap atau melepaskan energi.
Reaksi kimia dibagi menjadi 2, yaitu :
1. Reaksi Eksoterm
Reaksi yang melepaskan energi, berlangsung dari sistem ke
lingkungan.
ΔH awal > ΔH akhir
ΔH reaksi = ΔH akhir – ΔH awal
ΔH = - (negatif)
Perubahan entalphi (ΔH) bernilai negatif karena reaktan memiliki
tingkat energi lebih tinggi daripada produk. Contoh dari reaksi
eksoterm : Gamping yang ditambahkan air.
2. Reaksi Endoterm
Reaksi yang terjadi penyerapan energi, berlangsung dari lingkungan ke
sistem.
ΔH awal < ΔH akhir
ΔH reaksi = ΔH akhir - ΔH awal
ΔH = + (positif)
Perubahan entalphi (ΔH) bernilai positif karena reaktan memiliki
tingkat energi lebih rendah daripada produk. Contoh dari reaksi
endoterm : pupuk urea dicampur air dan fotosintesis.
Perubahan energi dapat terjadi dalam suatu sistem atau lingkungan.
Sistem dapat berupa gas, uap air dan uap dalam kontak dengan cairan.
Sistem dibagi menjadi 3 yaitu :
1. Sistem terbuka
Sistem yang memungkinkan terjadinya pertukaran energi dan materi
ke lingkungan.
Contoh : suatu zat dalam gelas kimia
2. Sistem tertutup
Sistem yang memungkinkan terjadinya pertukaran energi tanpa
pertukaran materi ke lingkungan.
Contoh : sejumlah gas dalam silinder yang dilengkapi penghisap.
3. Sistem terisolasi
Sistem yang tidak ada pertukaran energi maupun materi ke lingkungan.
Jika suatu sistem reaksi diberikan sejumlah energi dalam bentuk
kalor (q), maka sistem akan melakukan kerja maksimal (w = P. ΔV).
Setelah kerja sistem memyimpann sejumlah energi yang disebut
energy dalam (u). secara metematis perubahan energi dalam dapat
dirumuskan sebagai berikut :
Kalor merupakan perpindahan energi yang terjadi akibat
adanya perbedaan suhu. Jadi, perubahan kalor pada suatu reaksi dapat
diukur melalui pengukuran perubahan suhu yang terjadi. Pengukuran
perubahan kalor dapat dilakukan dengan menggunakan alat yang
disebut kalorimeter. Kalorimeter adalah pengukur jumlah kalor dari
hasil reaksi kimia. Besarnya kalor yang menyebabkan perubahan suhu
(kenaikan atau penurunan suhu) air yang terdapat di dalam kalorimeter
dirumuskan sebagai berikut:
Δu± Δq±Δv
q = m × c × ΔT
dengan,
m = massa air dalam kalorimeter (gram)
c = kalor jenis air dalam kalorimeter (J g K atau J g C )
ΔT = perubahan suhu ( C atau K)
Kalorimeter yang baik memiliki kapasitas kalor kecil.Artinya
kalorimeter tersebut benar-benar sebagai sistem yang terisolasi,
sehingga perubahan kalor yang terjadi dari reaksi hanya berpengaruh
terhadap perubahan suhu air atau larutan yang ada di dalam
kalorimeter.
Pada kalorimeter yang reaksi kimianya berlangsung pada
tekanan konstan (∆P = 0), maka perubahan kalor yang terjadi dalam
sistem akan sama dengan perubahan entalpinya.
∆H = q
Oleh karena dianggap tidak ada kalor yang diserap maupun
dilepaskan oleh sistem ke lingkungan selama reaksi berlangsung,
maka
q + q + q = q
- Dimasukkan ke dalam
kalorimeter
- Diukur suhunya (T1)
- Dipanaskan sampai
kenaikan suhu 10oC
- Dimasukkan ke dalam
kalorimeter
- Diukur suhunya (∆T)
- Dimasukkan ke dalam
kalorimeter
- Diukur suhunya (T3)
- Ditimbang massanya
- Diukur suhunya (T4)
- Dimasukkan ke
dalam kalorimeter
VI. Cara Kerja :
1. Penentuan tetapan kalorimeter
2. Penentuan kalor reaksi Zn-CuSO4
25 mL air25 mL air
50 mL air campuran
Dihitung tetapan kalorimeter
25 mL CuSO4 1M 25 mL air
25 mL CuSO4 1M + 0,2 g Zn (Ar=65,5)
Dihitung kalor reaksi 0,2 gram Zn
- Dimasukkan ke dalam
kalorimeter
- Diukur suhunya (T3)
- Disamakan suhunya
dengan larutan HCl
- Diukur suhu
campuran yang
maksimal dan konstan
(T6)
3. Penentuan kalor penetralan
25 mL HCl 1M
25 mL HCl + 25
mL NaOH
Dihitung kalor penetralan
25 mL NaOH 1m
VII. Hasil Pengamatan
Tabel Penentuan Tetapan Kalorimeter
No. Nama Zat Suhu
(ºC)
Suhu
( oK )
Keadaan awal Keadaan setelah
reaksi
1.
2.
3.
Air dingin 25 mL
Air panas 25 mL
Campuran air
dingin dan air
panas
32º
42º
36º
305o
315o
309o
- Tidak berwarna
- Tidak ada endapan
-Tidak berwarna
- Tidak ada endapan
- Tidak berwarna
- Tidak ada endapan
-
-
- Tidak berwarna
- Tidak ada endapan
Tabel Penentuan Kalor Reaksi Zn-CuSO4
No. Nama Zat Suhu
( ºC)
Suhu
(o K )
Keadaan awal Keadaan setelah
reaksi
1.
2.
3.
CuSO4 25 mL 1 M
Sebuk Zn 0,2 gr
Campuran 25 mL
CuSO4 1 M dan
0,2 gram Zn
31 º
-
39 º
304o
-
312o
Warna biru
jernih
Bentuk serbuk
warna abu-abu
-
-
-
Berwarna merah muda
terdapat endapan h
Tabel Penentuan Kalor Penetralan HCl-NaOH
No. Nama Zat Suhu
( ºC)
Suhu
( oK )
Keadaan awal Keadaan setelah
reaksi
1.
2.
3.
HCl 1 M 25 mL
NaOH 1 M 25mL
Campuran HCl 1M
25 mL dan NaOH
1 M 25 mL
32º
32o
34º
305o
305o
307o
Tidak berwarna
Tidak berwarna
-
-
-
NaCl tidak berwarna
VIII. Analisis Data
1. Penentuan Tetapan Kalorimeter
Tetapan kalorimeter dapat dihitung dengan mengunakan rumus :
q3 = q2 – q1
q1= mair dingin x cair x (ΔT- T1)
q2= mair panas x cair x (ΔT- T2)
Catatan :
- massa jenis (ρ) air diangap konstan yakni 1 gr / mL
- kalor jenis (c) air sebesar 4,2 J / K.
-
Perhitungan
Diketahui:
mair dingin= 25mL= 25gram
mairpanas= 25mL=25gram
T1= 32oC
∆T= 36oC
T2= 42oC
Ditanya:
K (tetapan kalorimeter)
Jawab:
q1 = mair dingin x kalor jenis air x kenaikan suhu
= 25 gram x 4,2 x (36-32) oC
= 420J
q2 = mair panas x kalor jenis air x penurunan suhu
= 25 gram x 4,2 x (42-36) oC
= 630 J
q3 = q2-q1
= 630-420
= 210 J
52,5
2. Penentuan kalor reaksi Zn-CuSO4
Kalor reaksi dapat dihitung dengan rumus :
∆Hr =
q6 = q5 + q4
q4= k x (T4- T3)
q5= mlarutan x clarutan x (T4- T3)
Catatan :
- kalor jenis (c) larutan ZnSO4 sebesar 3,52
Perhitungan
Diketahui:
VCuSO4 = 25mL
= 0,025 Liter
mZn = 0,2 gram
Ar Zn = 65,5
Mr ZnSO4 = 161,4
T3 = 31oC
T4 = 39oC
Ditanya:
∆Hr ?
Jawab:
Mol Zn =
=
= 0,003 mol
Mol CuSO4 = M x V
= 1 x 0,025
= 0,025 mol
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu
Mula-mula 0,003 0,025 - -
Reaksi 0,025 0,025 0,025 0,025
Sisa 0,005 - 0,025 0,025
Massa ZnSO4 = mol x Mr ZnSO4
= 0,025 x 161,1
= 4,0275 gram
q4 = K x(T4-T3)
= 52,5 x (8)oC
= 420 J
q5 = mlarutan x clarutan x kenaikan suhu
= 4,0275 gram x 3,52 x (39-31)oC
= 113,41 J
q6 = q5+q4
= 420 + 113,41
= 533,41
∆Hr =-
= -
= - 21336,4 Joule
Zn(s) + CuSO4(aq) ZnSO4(aq) + Cu(s)
Reaksi antara Zn dengan CuSO4 menghasilkan ZnSO4(aq) dan endapan Cu
3. Kalor Penetralan HCl – NaOH
Reaksi antara HCl dan NaOH adalah sebagai berikut:
HCl+NaOH NaCl +H2O
Kalor penetralan dapat dihitung dengan rumus :
∆Hn =
q9 = q7 + q8
q7 = mNaCl x cNaCl x (T6- T5)
q8 = k x (T6- T5)
Catatan :
- massa jenis (ρ) larutan NaCl sebesar 1,03 gr / mL
- kalor jenis (c) larutan NaCl sebesar 3,69
Perhitungan
Diketahui:
Mr NaCl = 58,5
Massa jenis larutan = 1,03
Kalor jenis larutan = 3,69
T6 = 34oC
T5 = 32oC
MassaNaCl = ρlarutanx Vlarutan
= 1,03 x 50 mL
= 51,5 gram
Mol NaCl =
= .
= 0,88 mol
Ditanya :
∆Hn ?
Jawab:
q7 = mNaCl x cNaCl x (T6 – T5)
= 51,5 gram x 3,69 x (34-32)oC
= 380,07 J
q8 = k x (T6-T5)
= 52,5 x (34-32)
= 105 J
q9 = q7+q8
= 380,07 J + 105 J
= 485,07 J
∆Hn = -
= -
= -
= - 551,22
IX. Pembahasan
Dari data hasil percobaan yang telah kami lakukan, Pada percobaan
pertama yang bertujuan untuk menentukan tetapan kalorimeter tidak
terjadi reaksi karena apabila air panas direaksikan dengan air dingin maka
akan tetap menghasilkan molekul air. Reaksi ini disebut reaksi eksoterm.
Karena terjadi kenaikan suhu. Tetapan kalorimeter bernilai positif. Dalam
percobaan tidak hanya air dingin dan air panas yang terlibat, akan tetapi
kalorimeter juga terlibat dalam penyerapan kalor. Dalam percobaan ini
didapatkan nilai tetapan kalorimeter sebesar 52,5 J/°C
Pada percobaan kedua yang bertujuan untuk menentukan kalor reaksi
Zn-CuSO4 Reaksi dari percobaan ini yaitu :
Zn(s)+CuSO4(aq) ZnSO4(aq)+Cu(s).
Reaksi ini termasuk reaksi eksoterm dimana sistem (Zn) menerima
kalor dari lingkungan (CuSO4). Karena terjadi kenaikan suhu, kenaikan
suhu ini yang menyebabkan sistem melepas kalor ke lingkungan. Dan C
reaksi bernilai negatif yaitu -21336,4 Joule/mol. Pada pencampuran antara
Zn dengan CuSO4 terdapat endapan Cu.
Pada percobaan ketiga yang bertujuan untuk menentukan kalor
penetralan antara larutan HCl dengan larutan NaOH. Reaksi antara HCl
dengan NaOH yaitu :
HCl+NaOH NaCl+H2O
Reaksi tersebut menghasilkan kalor penetralan karena HCl
merupakan asam kuat sedangkan NaOH merupakan basa kuat, sehingga
pencampurannya disebut penetralan. Jika asam klorida dan natrium
hidroksida direaksikan maka akan menghasilkan natrium klorida dan air.
Reaksi ini termasuk reaksi eksoterm dimana sistem (NaCl) menerima
kalor dari lingkungan (HCl). Pada reaksi eksoterm terjadi kenaikan suhu
dan ∆H bernilai negatif. Nilai dari ∆H penetralan yang kami dapat sebesar
-551,2 J/mol.
Mengetahui,Dosen/Asisten Pembimbing
(……………………………….……)
Praktikan,
(……………………………….……)
X. Kesimpulan
Dari percobaan yang telah kami lakukan, dapat disimpulkan bahwa dalam
setiap reaksi kimia akan selalu disertai dengan perubahan energi. Setiap
reaksi kimia selalu disertai penyerapan atau pelepasan kalor. Perubahan
energi ini dapat dilihat salah satunya dari perubaan suhu yang terjadi.
Apabila terjadi kenaikan suhu maka reaksinya disebut reaksi eksoterm,
sebaliknya apabila terjadi penurunan suhu maka reaksinya disebut reaksi
endoterm. Pada hasil percobaan yang telah kami lakukan, didapatkan
tetapan kalorimeter sebesar 52,5 J/°C. Kalor reaksi pencampuran antara Zn
dengan CuSO4 sebesar - 21336,4 J/mol. Kalor penetralan HCl dengan
NaOH sebesar - 551,22 J/mol.
XI. Daftar Pustaka
Tim Kimia Dasar. 2014. Petunjuk Praktikum Kimia Umum. Surabaya :
Jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Surabaya
Alberty, RA dan Danier F. 1992. Kimia Fisika Jilid 1 Edisi 5,
diterjemahkan oleh : Sudja. Jakarta : Erlangga
Atkins, P.M. 1990. Kimia Fisika Jilid 1 Edisi 6, diterjemahkan oleh :
Kartodiharjo. Jakarta : Erlangga
Surabaya, 12 November 2014
Lampiran
Gambar Hasil Percobaan :
1. Penentuan Tetapan Kalorimeter
Gambar 1. Memasukkan 25 mL air ke dalam kalorimeter dan mengukur
suhunya (T1)
Gambar 2. Memanaskan 25 mL air sampai suhunya naik 10º C dari suhu air
biasa.
Gambar 3. Mencampurkan 25 mL air dingin dengan 25 mL air yang sudah
dipanaskan ke dalam kalorimeter dan mengukur suhunya (∆T)
2. Penentuan Kalor reaksi Zn dengan CuSO4
Gambar 4. Mengambil 25 mL CuSO4 1 M.
Gambar 5. Mencampurkan 0,2 gram serbuk Zn (Ar=65,5) dengan larutan
CuSO4 dalam kalorimeter dan mengukur suhunya (T4)
Gambar 6. Hasil pencampuran Zn dengan CuSO4, menghasilkan endapan
Cu.
3. Penentuan KalorPenetralan HCl dengan NaOH
Gambar 7. Mengambil 25 mL HCl 1 M dan memasukkan ke dalam
kalorimeter. Mengukur suhunya (T5)
Gambar 8. Mengambil 25 mL NaOH 1 M dan menyamakan suhunya
dengan larutan HCl.
Gambar 9. Mencampurkan larutan NaOH dengan larutan HCl dalam
kalorimeter. Mengukur suhunya (T6)
Gambar 10. Hasil percobaan antara laruran HCl dan larutan NaOH