TERMOKIMIA Moslem.Blog: TERMOKIMIA

TERMOKIMIA

Sunday, April 18, 2010



I. TUJUAN
1. Mengenal alat kalorimeter tekanan tetap dan memahami cara kerja alat tersebut.
2. Mampu menggunakan alat tersebut untuk mengukur kalor reaksi suatu larutan.
II. DASAR TEORI
Termodinamika adalah ilmu yang mempelajari perubahan-perubahan energi yang menyertai suatu proses Fisika dan kimia. Studi ini mencakup dua sasaran yaitu penentuan kalor reaksi dalam termokimia dan penentuan arah suatu proses serta sifat-sifat sistem dan kesetimbangan.
Hampir dalam setiap reaksi kimia selalu terjadi penyerapan dan pelepasan energi. Kita mengetahui bahwa salah satu bentuk energi yang dapat dipertukarkan antara sistem dan lingkungan adalah Kalor atau Panas. Walaupun beberapa reaksi juga mampu melepaskan cahaya atau menimbulkan arus listrik, tetapi perubahan energi dalam reaksi kimia umumnya dalam bentuk kalor, sehingga perubahan energi ini dinamakan”Kalor Reaksi”.
Untuk mengukur kalor reaksi dari suatu reaksi kimia kita menggunakan suatu alat yang dinamakan kalorimeter. Ada dua jenis kalorimeter yang kita kenal, yaitu kalorimeter volume tetap dan kalorimeter tekanan tetap. Pada percobaan ini kita akan mengukur kalor reaksi suatu reaksi kimia dengan menggunakan kalorimeter tekanan tetap.
Kapasitas Kalor dan Kalor Jenis
Kapasitas kalor (C) adalah jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur sejumlah tertentu zat sebesar derajat Celcius. Sedangkan kalor jenis (s) yaitu jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menaikan temperatur satu gram zat sebesar satu derajat Celcius. Hubungan antara kapasitas kalor dengan kalor jenis dirumuskan sebagai berikut :
C = m . s
Jika kita mengetahui kalor jenis dan jumlah suatu zat maka perubahan temperatur zat tersubut (∆t) dapat menyatakan jumlah kalor (q) yang diserap atau dilepaskan dalam satu reaksi kimia.
q = m.c.∆t
q = C.∆t
Keterangan:
q = kalor yang diserap atau dilepas dalam suatu reaksi kimia
m = massa sampel
C = kapasitas kalor
c = kalor jenis
Δt = perubahan temperatur (takhir – tawal)

Kalorimeter Tekanan Tetap
Alat ini sangat sederhana terdiri dari dua cangkir Styrofoam, termometer, dan pengaduk. Alat ini dapat digunakan untuk mengukur kalor reaksi netralisasi dan kalor reaksi pengenceran. Karena pengukuran dilangsungkan di bawah kondisi tekanan atmosfir, maka kalor reaksinya dinamakan entalpi. Dalam pengukuran kalor reaksi dengan alat ini, tidak ada kalor yang dilepaskan ke lingkungan, maka kita dapat menulis persamaan:
qsis = qlar + qkal + qreaksi = 0
Sehingga
qreaksi = -(qlar + qkal)




III. ALAT DAN BAHAN

• ALAT :
Gelas plastik bertutup
Gelas ukur
Gelas kimia
Labu ukur
Termometer
Batang pengaduk

• BAHAN :
CaCl2
HCl
NaOH
Aquades

IV. CARA KERJA

A. Penentuan Kapasitas Kalor Suatu Kalorimeter
1. Sediakan 2 buah gelas plastik bertutup, termometer, dan batang pengaduk! Rangkailah alat-alat tersebut seperti gambar di bawah ini!


2. Masukkan 50 ml larutan HCl 1 M ke dalam gelas kimia 100 ml, ukur temperatur larutan ini! Ke dalam gelas kimia yang lain masukkan 50 ml larutan NaOH 1 M dan ukur temperatur larutan ini!
3. Jika temperatur kedua larutan telah sama, masukkan kedua larutan ke dalam kalorimeter. Catat temperatur maksimal yang dicapai oleh campuran kedua larutan tersebut!
Diketahui kalor reaksi netralisasi HCl dengan NaOH adalah -56,2 kJ/mol dan anggaplah densitas dan kalor jenis campuran larutan itu sama dengan densitas dan kalor jenis air (1,00 g/ml dan 4,184 J/g˚C)
4. Ulangi percobaan di atas dua kali lagi!
Tentukan kapasitas kalor kalorimeter dari masing-masing percobaan dan tentukan kapasitas kalor kalorimeter rata-rata!
B. Penentuan Kalor Reaksi Larutan
1. Gunakan kalorimeter pada percobaan 1!
2. Masukkan 5 gram serbuk CaCl2 ke dalam kalorimeter!
3. Tambahkan 50 ml air, namun sebelum penambahan catat temperatur air tersebut!
4. Sambil diaduk, catat temperatur maksimal yang dicapai oleh larutan CaCl2 tersebut!
5. Setelah diperoleh temperatur yang stabil dari larutan CaCl2, tambahkan lagi 50 ml air! Sambil diaduk catat kembali temperatur larutan tersebut!
6. Ulangi sekali lagi percobaan ini!
Tentukan kalor reaksi dan kalor pengenceran larutan tersebut!


V. HASIL PENGAMATAN

Percobaan 1 : Penentuan kapasitas kalor suatu kalorimeter.
No. Uraian Temperatur Pengamatan
1. 50 mL larutan HCL 1M 30 C
50 mL larutan NaOH 1M 30 C
Campuran kedua larutan 35 C
2. 50 mL larutan HCL 1M 30 C
50 mL larutan NaOH 1M 30 C
Campuran kedua larutan 33 C

Percobaan 2 : Penentuan kalor reaksi larutan.
No. Uraian Temperatur Pengamatan
1. Air 30 C
Larutan CaCl2 + 50 mL air 38 C
Pengenceran
Larutan CaCl2 + 50 mL air 32 C
2. Air 30 C
Larutan CaCl2 + 50 mL air 40 C
Pengenceran
Larutan CaCl2 + 50 mL air 34 C


VI. PEMBAHASAN
Pada percobaan pertama akan ditentukan kapasitas kalor kalorimeter dari masing – masing pengamatan dengan suatu reaksi netralisasi antara HCl dan NaOH. Pada percobaan pertama, dilakukan dua kali pengamatan untuk mencari kapasitas kalor kalorimeter rata-rata.
Diketahui : V HCl = V1 = 50 mL = 0,05 liter
M HCl = M1 = 1 M
V NaOH = V2 = 50 mL = 0,05 liter
M NaOH = V2 = 1 M
qreaksi = -56,2 kJ/mol
d = 1,00 g/mL
c = 4,184 J/g˚C
Δt1 = takhir - tawal= 5˚C
Δt2 = takhir - tawal = 3˚C
Ditanya : C1, C2dan C kalorimeter rata-rata = ....?
Jawab : Pengamatan 1
V1 x M1 + V2 x M2 = V3 x M3
0,05 liter x 1M + 0,05 liter x 1M = 0,1 liter x M3
0,1 = 0,1 M3
M3 = 1 M
n = M x V
= 1 x 0,1 = 0,1 mol
qreaksi = -56,2 kJ/mol x 0,1 mol
= -5,62 kJ
= -5620 J
qlarutan = m.c. Δt1
= 100 gr. 4,184 J/g˚C. 5˚C
= 2092 J = 2,092 kJ
qreaksi = -(qlar + qkal)
-5,62 = -(2,092 + qkal)
qkal = 3,528 kJ
Ckal = C1 = 0,7056 kJ/˚C
Pengamatan 2
qreaksi = -56,2 kJ/mol x 0,1 mol
= -5,62 kJ
= -5620 J
qlarutan = m.c. Δt2
= 100 gr. 4,184 J/g˚C. 3˚C
= 1255,2 J = 1,2552 kJ
qreaksi = -(qlar + qkal)
-5,62 = -(1,2552 + qkal)
qkal = 4,3648 kJ
Ckal = C2 = 1,4549 kJ/˚C
C kalorimeter rata-rata = = = = 1,08025 kJ/˚C.
Pada percobaan kedua akan ditentukan kalor reaksi larutan dan kalor pengenceran. Pada percobaan kedua ini pun, dilakukan dua kali pengamatan dengan menggunkan larutan CaCl2 dan air.
Diketahui : m CaCl2 = 5 gram
m air = 1 gr/mL x 50 mL = 50 gram
Total Volume air = 100 mL
Ckal = 0,0499 kJ/˚C
Ditanya : qreaksi dan qpengenceran = ....?
Jawab : Pengamatan 1
qlar = m.c.Δt
= 55 gram. 4,184 J/˚C. (38-30)˚C
= 55 gram. 4,184 J/˚C. 8˚C
= 1840,96 J
= 1,84096 kJ
qkal = Ckal . Δt
= 1,08025 kJ/˚C. (38-30)˚C
= 1,08025 kJ/˚C. 8˚C
= 8,642 kJ
qreaksi = -(qlar + qkal)
= -(1,84096 + 8,642) kJ
= -10,48296 kJ
qlar = m.c.Δt
=105 gram.4,184 J/˚C. (32-38)˚C
= -2635,92 J
= -2,63592 kJ
qkal = Ckal . Δt
= 1,08025 kJ/˚C. (32-38)˚C
= -6,4815 kJ
qpengenceran = -(qlar + qkal)
= -(-2,63592 -6,4815) kJ
= 9,11742 kJ
Pengamatan 2
qlar = m.c.Δt
= 55 gram. 4,184 J/˚C. (40-30)˚C
= 2,3012 J
= 2,3012 kJ
qkal = Ckal . Δt
= 1,08025 kJ/˚C. (40-30)˚C
= 10,8025 kJ
qreaksi = -(qlar + qkal)
= -(2,3012 + 10,8025) kJ
= -13,1037 kJ
qlar = m.c.Δt
=105 gram.4,184 J/˚C. (34-40)˚C
= -2635,92 J
= -2,63592 kJ
qkal = Ckal . Δt
= 1,08025 kJ/˚C. (34-40)˚C
= -6,4815 kJ
qpengenceran = -(qlar + qkal)
= -(-2,63592 -6,4815) kJ
= 9,11742 kJ








VII. KESIMPULAN
1. Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor suatu reaksi.
2. Pada saat larutan HCl di campurkan dengan NaOH terjadi kenaikan suhu. Hal ini menunjukan terjadinya reaksi endoterm.
3. Pada percobaan ke 2 terjadi penurunan suhu (q reaksi + ) hal ini menunjukan terjadinya reaksi endoterm.
4. Kalor adalah perpindahan energi internal yang merupakan konsep dasar termodinamika selain kerja dan energi

5. Besarnya kapasitas suatu kalorimeter (C) bergantung pada massa (m), kalor jenis (c), kalor reaksi (q), dan perubahan temperatur (Δt).
6. Kapasitas kalorimeter berbanding lurus dengan massa (m), kalor jenis (c), dan kalor reaksi (q) serta berbanding terbalik dengan perubahan temperatur (Δt).
7. Besarnya kalor reaksi dipengaruhi oleh kalor larutan dan kalor kalorimeter.
8. Reaksi Eksoterm terjadi ketika HCl direaksikan dengan larutan NaOH, dibuktikan dengan adanya kenaikan suhu saat kedua larutan dicampurkan (ada kalor yang dilepaskan).
9. Reaksi Endoterm terjadi ketika larutan CaCl2 diencerkan, karena terjadi penurunan suhu (ada kalor yang diserap dari lingkungan ke dalam system).
10. Kapasitas calorimeter percobaan 1, untuk data pengamatan yang pertama kami mendapatkan bahwa C = 0,7056 kJ/˚C dan dari hasil perhitungan untuk data pengamatan yang kedua kami mendapatkan bahwa C = 1,4549 kJ/˚C
11. Dari percobaan kedua perhitungan menurut data I, qreaksi = -10,48296 kJ, berdasarkan data ke-II, qreaksi = -13,1037 kJ

VIII. DAFTAR PUSTAKA
1. Tim Kimia Dasar. 2008. Penuntun Praktikum Kimia Dasar II. Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana : Bukit Jimbaran.
2. Tim Kimia Dasar. 2000. Diktat Kuliah Kimia Dasar. Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana : Denpasar.


















0 comments:

Post a Comment

There was an error in this gadget