TERMOKIMIA

Standar

PELAKSANAAN PRAKTIKUM
Tujuan Praktikum : 1. Untuk mempelajari perubahan energi pada rekasi kimia.
2. Untuk mengukur perubahan kalor dengan percobaan yang
sederhana.
Waktu Praktikum : Sabtu, 1 Oktober 2011
Tempat Praktikum: Laboratorium Kimia Dasar, Lantai III, Fakultas Matematika
dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Mataram.

LANDASAN TEORI
Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari tentang kalor reaksi disebut termokimia. Termokimia kimia mempelajari mengenai sejumlah panas yang dihasilkan atau diperlukan oleh sejumlah tertentu pereaksi dan cara pengukuran panas reaksi tersebut. Termokimia merupakan cabang dari termodinamika, suatu ilmu yang membahas hubungan antara panas dan pembentukann energi yang dikenal dengan kerja. Dimana suatu zat atau substansi bertindak sebagai reservoir energi. Suatu energi bisa diberikan atau dikeluarkan darinya. Zat pada umumnya menyimpan energi atau panas melalui suatu proses peningkatan jumlah difusi, vibrasi, atau rotasi dari molekul penyusunnya. Ketika energi panas tidak ada lagi, gerakan molekul-molekul tersebut akan melambat dan energi kinetiknya mengecil. Suatu zat yang diamati disebut sistem, sedangkan selainnya disebut lingkungan (Budi, 2009:39-40).
Kimia termo mempelajari perubahan panas yang mengikuti reaksi reaksi kimia dan perubahan-perubahan fisika (pelarutan, peleburan, dan sebagainya). Satuan tenaga panas biasanya dinyatakan dengan kalori, joule dan calorimeter. Untuk menentukan perubahan panas yang terjadi pada reaksi-reaksi kimia, dipakai calorimeter. Besarnya panas reaksi kimia, dapat dinyatakan pada tekanan tetap dan volumenya tetap. Biasanya panas reaksi tergantung pada jumlah zat yang bereaksi, keadaan fisika, temperature, tekanan, dan jenis reaksi (P tetap dan V tetap). Pengaruh julah zat yang bereaksi dinyatakan dalam persamaan kimia termo (Sukardjo, 2002: 71-72).

Definisi secara ilmiah dari energi adalah kapasitas atau kemapuan untuk melakukan kerja atau mengalirkan panas. Panas suatu pegas yang bergerak disekitar titik setimbang menghasilkan gaya pemulih dan energi atau gaya ini digunakan untuk memberikan tenaga kepada massa untuk bergerak melawan tarikan gravitasi lingkungan atau melaukan suatu kerja untuk menjalankan kendaraan sepanjang jalan. Cabang kimia yang mambahas tentang kalor energi yang dihasilkan atau diserap dalam reaksi kimia disebut termokimia. Suatu reaksi eksoterm adalah reaksi yang melepas energi. Semua jenis pembakaran adalah termasuk eksoterm. Reaksi endoterm, menyerap energi. Transfer energi diukur dengan sebuah kalorimeter. Suatu wadah terisolasi yang terpasang dengan sebuah termometer. Suatu kalorimeter bisa berbentuk sederhana seperti gelas gelas styrofoam atau kemungkinan bentuk yang lebih rumit seperti kalorimeter bom. Jenis yang terakhir ini terdiri dari wadah baja berdinding tebal. Sampel ditempatkan di dalam air. Aliran listrik diberikan kepada sampel, untuk dapat membakar sampel. Dan panas yang dilepaskan melalui reaksi, menaikkan temperature apparatus bagian dalam. Kita mengukur kenaikan tenmperatur dan selanjutnya gunakan kapasitas kalorimeter (tetapan kalorimeter) untuk mengalihkan perubahan temperatur menjadi kalor yang dilepaskan melaui reaksi (Atkins, 1997:182-185).
Termokimia mempelajari perubahan kalor dalam suatu reaksi. Jumlah perubahan kalor sebagai hasil reaksi kimia dapat diukur dalam suatu kalorimeter (yang diukur adalah suhunya). Kalorimeter terdiri dari suatu tabung yang dibuat sedemikian rupa sehingga tidak ada pertukaran atau perpindahan kalor dengan lingkungannya, atau kalaupun ada pertukaran kalor tersebut sekecil mungkin sehingga bisa diabaikan. Oleh karena adanya pertukaran kalor antara kalorimeter dengan isinya, maka perlu dilakukan “peneraan” (menetukan kalor yang diserap kalorimter). Jumlah kalor yang diserap kalorimeter untuk menaikkan suhunya sebesar satu derajat disebut tetapan kalorimeter (Suhendra, 2006:10).

ALAT DAN BAHAN
Alat-alat praktikum
a. Buret 50 mL
Corong 60 mm
Gelas arloji
Gelas kimia 250 mL
Gelas ukur 100 mL
Gelas ukur 50 mL
Hot plate
Kalorimeter
Klem
Pipet tetes
statif
Stopwatch
Termometer
Timbangan analitik
Tissue

Bahan-bahan praktikum
a. Aquades (H2O)
Asam Sulfat (HCl) 2 M
Etanol (C2H5OH) 96%
Natrium Hidroksida (NaOH) 2,05 M
Tembaga (II) Sulfat (CuSO4) 0,5 M
Zinc 3-3,10 gram (Zn 3,07 gr)

PROSEDUR PERCOBAAN
Penentuan tetapan kalorimeter
Dimasukkan 40 mL aquades ke dalam kalorimeter dengan gelas ukur, suhunya dicatat.
Dipanaskan 40 mL aquades dalam gelas kimia sampai ±20 derjat diatas suhu kamar, suhunya dicatat.
Dicampurkan aquades panas ke dalam kalorimeter diaduk atau dikocok, suhunya diamati selama 10 menit selang 1 menit setelah pencampuran.
Dibuat Kurva pengamatan suhu terhadap selang waktu untuk dapat di tentukan harga penurunan suhu air panas dan penaikan suhu air dingin.
Penentuan kalor reaksi Zn(s) + CuSO4(aq)
Dimasukkan 20 mL larutan CuSO4 0,5 M ke dalam kalorimeter.
Dicatat suhu selama 2 menit dengan selang waktu ½ menit.
Ditimbang 3,07 gram padatan Zn dengan teliti.
Dimasukkan padatan Zn ke dalam larutan CuSO4 atau kalorimeter.
Dicatat suhu selang waktu 1 menit setelah pencampuran selama 10 menit.
Diukur Kenaikan suhu dengan menggunaka grafik.

Penentuan kalor pelarutan etanol dalam air
Dimasukkan 18 mL aquades yang telah diukur dengan menggunakan gelas ukur ke dalam kalorimeter.
Diukur suhu aquades dalam kalorimeter selama 2 menit dengan selang waktu ½ menit.
Diukur 29 mL etanol dengan buret, dan suhunya diukur. Etanol dimasukkan ke dalam kalorimeter.
Dikocok Campuran dalam kalorimeter, suhunya dicatat selama 4 menit dengan selang waktu ½ menit.
Diulang Percobaan untuk mencampur campuran dengan kuantitas volume 27 mL aquades dan 19,3 mL etanol, 36 mL aquades dan 14,5 mL etanol, 36 mL aquades dan 11,6 mL etanol, 36 mL aquades dan 5,8 mL etanol, dan 45 mL aquades dan 4,8 mL etanol.
Dihitung ∆H pelarutan untuk campuran lain.
Dibuat Grafik ∆H terhadap mol aquades : mol etanol.

Penetuan kalor penetralan HCl dan NaOH
Dimasukkan 20 mL HCl 2 M ke dalam kalorimeter.
Diukur 20 mL NaOH 2,05 mL, suhunya dicatat (diatur sedemikian rupa hingga suhunya sama dengan HCl).
Dicampurkan Basa ini ke dalam kalorimeter, suhu campuran dicatat selama 5 menit dengan selang waktu ½ menit.
Dihitung ∆H penetralan.
HASIL PENGAMATAN
Prosedur Percobaan Hasil Pengamatan
Penentuan Tetapan Kalorimeter
Dimasukkan 40 ml aquades ke dalam kalorimeter dengan gelas ukur, kemudian dicatat suhunya.
Dipanaskan 40 ml aquades dalam gelas kimia ± 20◦C di atas suhu kamar, dicatat suhunya.
Dicampurkan aquades yang sudah dipanaskan ke dalam kalorimeter, dikocok atau diaduk, kemudian diamati suhunya selama 10 menit dengan selang waktu 1 menit setelah pencampuran.
Tair dingin = 30◦C
Tair panas = 45◦C
T1 = 38◦C
T2 = 37,8◦C
T3 = 37,5◦C
T4 = 37,5◦C
T5 = 37◦C
T6 = 37◦C
T7 = 37◦C
T8 = 36,5◦C
T9 = 36◦C
T10 =36◦C
Dimasukkan 20 ml larutan CuSO4 0,5 M ke dalam kalorimeter.
Dicatat suhu selama 2 menit dengan selang waktu 1/2 menit.
Ditimbang dengan teliti 3-3,10 gram padatan Zn (Ar Zn = 65,5)
Dimasukkan padatan Zn ke dalam larutan CuSO4 di dalam kalorimeter.
Dicatat suhu selama 10 menit selang waktu 1 menit setelah pencampuran. T CuSO4
T1 = 29,5◦C
T2 = 29,5◦C
T3 = 29,8◦C
T4 = 29,9◦C
Berat Zn = 3,07 gr
T CuSO4+Zn
T1 = 31◦C
T2 = 32◦C
T3 = 33◦C
T4 = 34,5◦C
T5 = 35,8◦C
T6 = 37◦C
T7 = 38,5◦C
T8 = 39◦C
T9 = 39,8◦C
T10 = 40◦C

a. Dimasukkan 18 ml aquades ke dalam kalorimeter menggunakan gelas ukur.
Diukur suhu aquades dalam kalorimeter selama 2 menit dengan selang waktu 1/2 menit.
Diukur suhu etanol dalam buret, dimasukkan dengan tepat 29 ml etanol ke dalam kalorimeter.
Dikocok campuran dalam kalorimeter, dicatat suhu selama 4 menit dengan selang waktu 1/2 menit. TA aquades = 30◦C
T1 = 30◦C
T2 = 30◦C
T3 = 30◦C
T4 = 30◦C
Tetanol = 31◦C
Taquades+etanol
T1 =32◦C
T2 =32◦C
T3 =32◦C
T4 =32◦C
T5 =32◦C
T6 =32◦C
T7 =32◦C
T8 =32◦C
b. Dimasukkan 27 ml aquades ke dalam kalorimeter menggunakan gelas ukur.
Diukur suhu aquades dalam kalorimeter selama 2 menit dengan selang waktu 1/2 menit.
Diukur suhu etanol dalam buret, dimasukkan dengan tepat 19,3 ml etanol ke dalam kalorimeter.
Dikocok campuran dalam kalorimeter, dicatat suhu selama 4 menit dengan selang waktu 1/2 menit. TA aquades = 30◦C
T1 = 30◦C
T2 = 30◦C
T3 = 30◦C
T4 = 30◦C
Tetanol = 31◦C
Taquades+etanol
T1 =33◦C
T2 =33◦C
T3 =33◦C
T4 =33◦C
T5 =33◦C
T6 =33◦C
T7 =33◦C
T8 =33◦C
c. Dimasukkan 36 ml aquades ke dalam kalorimeter menggunakan gelas ukur.
Diukur suhu aquades dalam kalorimeter selama 2 menit dengan selang waktu 1/2 menit.
Diukur suhu etanol dalam buret, dimasukkan dengan tepat 14,5 ml etanol ke dalam kalorimeter.
Dikocok campuran dalam kalorimeter, dicatat suhu selama 4 menit dengan selang waktu 1/2 menit. TA aquades = 30◦C
T1 = 30◦C
T2 = 30◦C
T3 = 30◦C
T4 = 30◦C
Tetanol = 31◦C
Taquades+etanol
T1 =34◦C
T2 =34◦C
T3 =33,5◦C
T4 =33◦C
T5 =33◦C
T6 =33◦C
T7 =33◦C
T8 =33◦C
d. Dimasukkan 36 ml aquades ke dalam kalorimeter menggunakan gelas ukur.
Diukur suhu aquades dalam kalorimeter selama 2 menit dengan selang waktu 1/2 menit.
Diukur suhu etanol dalam buret, dimasukkan dengan tepat 11,6 ml etanol ke dalam kalorimeter.
Dikocok campuran dalam kalorimeter, dicatat suhu selama 4 menit dengan selang waktu 1/2 menit. TA aquades = 30◦C
T1 = 30◦C
T2 = 30◦C
T3 = 30◦C
T4 = 30◦C
Tetanol = 31◦C
Taquades+etanol
T1 =33◦C
T2 =33◦C
T3 =33◦C
T4 =33◦C
T5 =33◦C
T6 =33◦C
T7 =33◦C
T8 =33◦C
e. Dimasukkan 36 ml aquades ke dalam kalorimeter menggunakan gelas ukur.
Diukur suhu aquades dalam kalorimeter selama 2 menit dengan selang waktu 1/2 menit.
Diukur suhu etanol dalam buret, dimasukkan dengan tepat 5,8 ml etanol ke dalam kalorimeter.
Dikocok campuran dalam kalorimeter, dicatat suhu selama 4 menit dengan selang waktu 1/2 menit. TA aquades = 30◦C
T1 = 30◦C
T2 = 30◦C
T3 = 30◦C
T4 = 30◦C
Tetanol = 31◦C
Taquades+etanol
T1 =34◦C
T2 =33◦C
T3 =33◦C
T4 =33◦C
T5 =33◦C
T6 =33◦C
T7 =33◦C
T8 =30◦C
f. Dimasukkan 45 ml aquades ke dalam kalorimeter menggunakan gelas ukur.
Diukur suhu aquades dalam kalorimeter selama 2 menit dengan selang waktu 1/2 menit.
Diukur suhu etanol dalam buret, dimasukkan dengan tepat 4,8 ml etanol ke dalam kalorimeter.
Dikocok campuran dalam kalorimeter, dicatat suhu selama 4 menit dengan selang waktu 1/2 menit. TA aquades = 30◦C
T1 = 30◦C
T2 = 30◦C
T3 = 30◦C
T4 = 30◦C
Tetanol = 31◦C
Taquades+etanol
T1 =33◦C
T2 =33◦C
T3 =33◦C
T4 =33◦C
T5 =33◦C
T6 =33◦C
T7 =33◦C
T8 =33◦C
Penentuan kalor penetralan HCl dan NaOH
Dimasukkan 20 ml HCl 2 M ke dalam kalorimeter.
Dicatat kedudukan termometer.
Diukur 20 ml NaOH 2,05 M, dicatat suhunya (diatur sedemikian rupa sehingga suhunya sama dengan suhunya HCl).
Dicampur HCl dan NaOH ke dalam kalorimeter dan dicatat suhunya selama 5 menit dengan selang waktu 1/2 menit. T HCl = 31◦C
T NaOH = 31◦C
T HCl+NaOH
T1 = 43◦C
T2 = 42◦C
T3 = 42◦C
T4 = 42◦C
T5 = 41◦C
T6 = 41◦C
T7 = 41◦C
T8 = 40◦C
T9 = 40◦C
T10= 40◦C
Terjadi perubahan warna dari bening menjadi keruh dan baunya menyengat.
ANALISIS DATA
Reaksi Kimia
H2O(l) + H2O(l) 2H2O(l)
Zn(s) + CuSO4(aq) ZnSO4(aq) + Cu(s)
C2H5OH(aq) + H2O(l) C2H5OH(aq)
NaOH(aq) + HCl(aq) NaCl(s) + H2O(l)

Perhitungan
Penentuan Tetapan Kalorimeter
Suhu awal air dingin (T1) = 30℃ = 303 K
Suhu awal air panas (T2) = 45℃ = 318 K
2.1.2 Suhu Campuran
Ta = 38 ℃ = 311 K
Tb = 37,8 ℃ = 310,8 K
Tc = 37,5 ℃ = 310,5 K
Td = 37, 5 ℃ = 310,5 K
Te = 37 ℃ = 310 K
Tf = 37 ℃ = 310 K
Tg = 37 ℃ = 310 K
Th = 36,5 ℃ = 309,5 K
Ti = 36 ℃ = 309 K
Tj =36 ℃ = 309 K
T3 = (Ta + Tb + Tc + Td + Te + Tf + Tg + Th + Ti + Tj)/10
= (311+310,8+310,5+310,5+310+310+310+309,5+309+309 )/10
= 3100,3/10
= 310,03 K
2.1.3 Suhu yang diserap kalorimeter
∆T0 = T2 – T1
= 318 – 303
= 15 K
2.1.4 Kenaikan suhu air dingin
∆T = T3 – T1
= 310,03 – 303
= 7,03 K

2.1.5 Penurunan suhu air panas
∆t = T3 – T2
= 310,03 – 318
= – 7,97 K
2.1.6 Kalor yang diserap air dingin
masa aquades = ρ x ν
= 1 x 40
= 40 gram
q1 = m. C. ∆T
= 40 x 4,2 x 7,03
= 181,04 Joule
2.1.7 Kalor yang dilepas air panas
massa aquades = ρ x ν
= 1 x 40
= 40 gram
q2 = m. C. ∆T
= 40 x 4,2 x 7, 97
= 1338, 96 Joule
2.1.8 Kalor yang diserap kalorimeter
q3 = q2 – q1
= 1338,96 – 1181,04
= 157, 92 Joule
2.1.9 Tetapan kalorimeter
k = q3/∆T0
= (157,92 J)/(15 K)
= 10,53 J/K

 
Grafik Perubahan Suhu terhadap waktu

 

 

 
Penentuan kalor reaksi Zn(s) + CuSO4(aq)→ZnSO4(aq) + Cu(s)
2.2.1 Suhu rata-rata CuSO4
Ta = 29,5ᵒC = 302,5 K
Tb = 29,5ᵒC = 302,5 K
Tc = 29,8ᵒC = 302,8 K
Td = 29,9ᵒC = 302,9 K
T1 = (Ta + Tb + Tc + Td)/4
= (302,5 + 302,5 + 302,8 + 302,9)/4
= 1210,7/4
= 302, 675 K
2.2.2 Suhu rata-rata campuran
Ta = 31 ℃ = 304 K
Tb = 32 ℃ = 305 K
Tc = 33 ℃ = 306 K
Td = 34,5 ℃ = 307,5 K
Te = 35,8 ℃ = 308,8 K
Tf = 37 ℃ = 310 K
Tg = 38,5 ℃ = 311,5 K
Th = 39 ℃ = 312 K
Ti = 39,8 ℃ = 312,8 K
Tj = 40 ℃ = 313 K
T2 = (Ta + Tb + Tc + Td + Te + Tf + Tg + Th + Ti + Tj)/10
= (304 + 305 + 306 + 307,5 + 308,8 + 310 + 311,5 + 312 + 312,8 + 313)/10
= 3090,6/10
= 309,06 K
∆T₁ = T2 – T1
= 309,06 – 302,675
= 6,385 K

 

2.2.3 Kalor yang diserap kalorimeter
q4 = K x ∆T₁
= 10,528 x 6,385
= 67,22 Joule
Zn(s) + CuSO4(aq) → ZnSO4(aq) + Cu(s)
m : 0,04 mol 0,01 mol
R : 0,01 mol 0,01 mol 0,01 mol 0,01 mol
S : 0,03 mol – 0,01 mol 0,01 mol
n Zn = (massa yang ditimbang)/65,5
= 3,07/65,5
= 0,04 mol
n CuSO4 = M x V
= 0,5 M x 0,02 L
= 0,01 mol
massa ZnSO4= mol x Mr ZnSO4
= 0,01 x 161,6
= 1,616 gram
2.2.4 Kalor yang diserap larutan
q5 = m ZnSO4 x C x ∆T
= 1,616 x 1,14 x 6,385
= 11,76 Joule
2.2.5 Kalor yang dihasilkan reaksi
q6 = q4 + q5
= 67,22 + 11,76
= 78,98 Joule
2.2.6 Enthalpi reaksi Zn(s) + CuSO4(aq)
n ZnSO4 = 0,01 mol
∆H = ( q6)/(mol ZnSO4)
= q6/(0,01 mol)
= 78,98/(0,01 mol)
= 7898 mol
Penentuan Kalor Pelarutan Etanol
2.3.1 Diketahui 18 mL air + 19 mL etanol
Suhu rata-rata air
Ta = 30℃ = 303 K
Tb = 30℃ = 303 K
Tc = 30℃ = 303 K
Td = 30℃ = 303 K
T air = (Ta + Tb + Tc + Td)/4
= (303 + 303 + 303 + 303)/4
= 1212/4
= 303 K
T etanol = 31ᵒC = 304 K
∆Tm = (T air + T etanol)/2
= (303 + 304)/2
= 303,5 K
Suhu rata-rata campuran
Ta = 32ᵒC = 305 K
Tb = 32ᵒC = 305 K
Tc = 32ᵒC = 305 K
Td = 32ᵒC = 305 K
Te = 32ᵒC = 305 K
Tf = 32ᵒC = 305 K
Tg = 32ᵒC = 305 K
Th = 32ᵒC = 305 K
∆TA = (Ta + Tb + Tc + Td + Te + Tf + Tg + Th )/8
= (305 + 305 + 305 + 305 + 305 + 305 + 305 + 305)/8
= 305 K
∆T₂ = ∆TA – ∆TM
= 305 – 303,5
= 1,5 K

Kalor yang diserap air
Massa air = ρ x ν
= 1 x 18
= 18 gram
q7 = m air x C x ∆T₂
= 18 x 4,2 x 1,5
= 113,4 Joule
Kalor yang diserap etanol
Massa etanol = ρ x ν
= 0,793 x 29
= 22,99
= 23 gram
q8 = m etanol x C x ∆T₂
= 23 x 1,92 x 1,5
= 66,24 Joule
Kalor yang diserap calorimeter
q9 = K x ∆T₂
= 10,528 x 1,5
= 15,792
= 15,8 joule
Kalor yang dihasilkan pada larutan
q10 = q9 + q8 + q7
= 15,8 + 66,24 + 113,14
= 195,44 Joule
Entalpi reaksi
Mol etanol = m/Mr
= 23/46
= 0,5 mol
∆H = q10/mol
= 195,44/0,5
= 390,88 J/mol

Diketahui 27 mL air + 19,3 mL etanol
Suhu rata-rata air
Ta = 30℃ = 303 K
Tb = 30℃ = 303 K
Tc = 30℃ = 303 K
Td = 30℃ = 303 K
T air = (Ta + Tb + Tc + Td)/4
= (303 + 303 + 303 + 303)/4
= 1212/4
= 303 K
T etanol = 31℃ = 304 K
∆Tm = (T air + T etanol)/2
= (303 + 304)/2
= 303,5 K
Suhu rata-rata campuran
Ta = 33℃ = 306 K
Tb = 33℃ = 306 K
Tc = 33℃ = 306 K
Td = 33℃ = 306 K
Te = 33℃ = 306 K
Tf = 33℃ = 306 K
Tg = 33℃ = 306 K
Th = 33℃ = 306 K
∆TA = (Ta + Tb + Tc + Td + Te + Tf + Tg + Th )/8
= (306 + 306 + 306 + 306 + 306 + 306 + 306 + 306)/8
= 306 K
∆T₂ = ∆TA – ∆Tm
= 306 – 303,5
= 2,5 K
Kalor yang diserap air
Massa air = 1 x 27
= 27
q7 = m air x C x ∆T₂
= 27 x 4,2 x 2,5
= 283,5 Joule
Kalor yang diserap etanol
Massa etanol = 0,793 x 19,3
= 15,30 gram
q8 = m etanol x C x ∆T₂
= 15,3 x 1,92 x 2,5
= 73,44 Joule
Kalor yang diserap calorimeter
q9 = K x ∆T
= 10,528 x 2,5
= 26,32 Joule
Kalor yang dihasilkan pada larutan
q10 = q9 + q8+ q7
= 26,32 + 73,44 + 283,5
= 383,26 Joule
Entalpi reaksi
mol etanol = m/Mr
= 15,3/46
= 0,33 mol
∆H = q10/mol
= 383,26/0,33
= 1161,39 J/mol
Diketahui 36 mL + 14,5 mL etanol
Suhu rata-rata air
Ta = 30ᵒC = 303 K
Tb = 30ᵒC = 303 K
Tc = 30ᵒC = 303 K
Td = 30ᵒC = 303 K
T air = (Ta + Tb + Tc + Td)/4
= (303 + 303 + 303 + 303)/4
= 1212/4
= 303 K
T etanol = 31℃ = 304 K
∆Tm = (T air + T etanol)/2
= (303 + 304)/2
= 303,5 K
Suhu rata-rata campuran
Ta = 34ᵒC = 307 K
Tb = 34ᵒC = 307 K
Tc = 33,5ᵒC = 306,5 K
Td = 33,5ᵒC = 306, K
Te = 33ᵒC = 306 K
Tf = 33ᵒC = 306 K
Tg = 33ᵒC = 306 K
Th = 33ᵒC = 306 K
∆TA = (Ta + Tb + Tc + Td + Te + Tf + Tg + Th )/8
= (307 + 307 + 306,5 + 306,5 + 306 + 306 + 306 + 306)/8
= 306,375 K
∆T₂ = ∆TA – ∆Tm
= 306,375 – 303,5
= 2,875 K
Kalor yang diserap air
massa air = 1 x 36
= 36 gram
q7 = m air x C x ∆T₂
= 36 x 4,2 x 2,875
= 434,7 Joule

Kalor yang diserap etanol
Massa etanol = 0,793 x 14,5
= 11,5 gram
q8 = m etanol x C x ∆T₂
= 11,5 x 1,92 x 2,875
= 63,84 joule
Kalor yang diserap kalorimeter
q9 = K x ∆T
= 10,528 x 2,875
= 30,268 Joule
q10 = q9 + q8 + q7
= 30,628 + 63,48 + 434,7
= 528,448
Reaksi entalpi
mol etanol = m/Mr
= 11,5/46
= 0,25 mol
∆H = q10/mol
= 528,448/0,25
= 2113,8 J/mol
2.3.4 Diketahui 36 mL air + 11,6 mL etanol
Suhu rata-rata air
Ta = 30℃ = 303 K
Tb = 30ᵒC = 303 K
Tc = 30ᵒC = 303 K
Td = 30ᵒC = 303 K
T air = (Ta + Tb + Tc + Td)/4
= (303 + 303 + 303 + 303)/4
= 1212/4
= 303 K
T etanol = 31ᵒC = 304 K
∆Tm = (T air + T etanol)/2
2
= (303 + 304)/2
= 303,5 K
Suhu rata-rata campuran
Ta = 33ᵒC = 306 K
Tb = 33ᵒC = 306 K
Tc = 33ᵒC = 306 K
Td = 33ᵒC = 306 K
Te = 32ᵒC = 305 K
Tf = 32ᵒC = 305 K
Tg = 32ᵒC = 305 K
Th = 32ᵒC = 305 K
∆TA = (Ta + Tb + Tc + Td + Te + Tf + Tg + Th )/8
= (306 + 306 + 306 + 306 + 305 + 305 + 305 + 305)/8
= 305,5 K
∆T₂ = ∆TA – ∆Tm
= 305,5 – 303,5
= 2 K
Kalor yang diserap air
massa air = 1 x 36
= 36 gram
q7 = m air x C x ∆T₂
= 36 x 4,2 x 2
= 302,4 J
Kalor yang diserap etanol
massa etanol = 0,793 x 11,6
= 9,2 gram
q8 = m etanol x C x ∆T₂
= 9,2 x 1,92 x 2
= 35,33 Joule

Kalor yang diserap kalorimeter
q9 = K x ∆T
= 10,528 x 2
= 21,1 Joule
Kalor yang dihasilkan pada larutan
q10 = q9 + q8+ q7
= 21,1 + 35,33 + 302,4
= 358,83 Joule
Entalpi reaksi
Mol etanol = m/Mr
= 9,2/46
= 0,2 mol
∆H = q10/mol
= 358,83/0,2
= 1794,15 J/mol
Diketahui 36 mL air + 5,80 mL etanol
Suhu rata-rata air
Ta = 30ᵒC = 303 K
Tb = 30ᵒC = 303 K
Tc = 30ᵒC = 303 K
Td = 30ᵒC = 303 K
T air = (Ta + Tb + Tc + Td)/4
= (303 + 303 + 303 + 303)/4
= 1212/4
= 303 K
T etanol = 31ᵒC = 304 K
∆Tm = (T air + T etanol)/2
= (303 + 304)/2
= 303,5 K

Suhu rata-rata campuran
Ta = 34ᵒC = 307 K
Tb = 33ᵒC = 306 K
Tc = 33ᵒC = 306 K
Td = 33ᵒC = 306 K
Te = 33ᵒC = 306 K
Tf = 33ᵒC = 306 K
Tg = 33ᵒC = 306 K
Th = 30ᵒC = 303 K
∆TA = (Ta + Tb + Tc + Td + Te + Tf + Tg + Th )/8
= (307 + 306 + 306 + 306 + 306 + 306 + 306 + 303)/8
= 305,75 K
∆T₂ = ∆TA – ∆Tm
= 305,75 – 303,5
= 2,25 K
Kalor yang diserap air
massa air = 1 x 36
= 36 gram
q7 = m air x C x ∆T₂
= 36 x 4,2 x 2,25
= 340,2 Joule
Kalor yang diserap etanol
massa etanol = 0,793 x 5,8
= 4,6 gram
q8 = m etanol x C x ∆T₂
= 4,6 x 1,92 x 2,25
= 19,87 Joule
Kalor yang diserap kalorimeter
q9 = K x ∆T
= 18,528 x 2,25
= 23,69 Joule

Kalor yang dihasilkan pada larutan
q10 = q9 + q8 + q7
= 23,69 + 19,87 + 340,2
= 383,76 Joule
Entalpi reaksi
mol etanol = m/Mr
= 4,6/46
= 0,1mol
∆H = q10/mol
0,1
= 3837,6 J/mol
Diketahui 45 mL air + 4,80 mL etanol
Suhu rata-rata air
Ta = 30ᵒC = 303 K
Tb = 30ᵒC = 303 K
Tc = 30ᵒC = 303 K
Td = 30ᵒC = 303 K
T air = (Ta + Tb + Tc + Td)/4
= (303 + 303 + 303 + 303)/4
= 1212/4
= 303 K
T etanol = 31ᵒC = 304 K
∆Tm = (T air + T etanol)/2
= (303 + 304)/2
= 303,5 K
Suhu rata-rata campuran
Ta = 34ᵒC = 306 K
Tb = 33ᵒC = 306 K
Tc = 33ᵒC = 306 K
Td = 33ᵒC = 306 K
Te = 33ᵒC = 306 K
Tf = 33ᵒC = 306 K
Tg = 33ᵒC = 306 K
Th = 30ᵒC = 306 K
∆TA = (Ta + Tb + Tc + Td + Te + Tf + Tg + Th )/8
= (306 + 306 + 306 + 306 + 306 + 306 + 306 + 306)/8
= 306K
∆T₂ = ∆TA – ∆Tm
= 306 – 303,5
= 2,5 K
Kalor yang diserap air
massa air = 1 x 45
= 45 gram
q7 = m air x C x ∆T₂
= 45 x 4,2 x 2,5
= 472,5 Joule
Kalor yang diserap etanol
Massa etanol = 0,793 x 4,8
= 3,8 gram
q8 = m etanol x C x ∆T₂
= 3,8 x 1,92 x 2,5
= 18,24 Joule
Kalor yang diserap kalorimeter
q9 = K x ∆T
= 10,528 x 2,5
= 26,32 Joule
Kalor yang dihasilkan pada larutan
q10 = q9 + q8+ q7
= 26,32 + 18,24 + 472,5
= 517,06 Joule

 
Entalpi reaksi
mol etanol = m/Mr
= 3,8/46
= 0,08 mol
∆H = q10/mol
= 517,06/0,08
= 6463,25 J/mol
Tabel
No Volume (cmᵌ) Massa (gram) ∆Tm ∆TA ∆T ∆H/mol mol air/ mol etanol
air etanol air etanol
1 18 29,0 18 23 303,5 305 1,5 390,88 2
2 27 19,3 27 15,3 303,5 306 2,5 1161,39 5
3 36 14,5 36 11,5 303,5 306,375 2,875 2113,8 8
4 36 11,6 36 9,2 303,5 305,5 2 1794,15 10
5 36 5,8 36 4,6 303,5 305,75 2,25 3837,6 20
6 45 4,8 45 3,8 303,5 306 2,5 6463,25 30
Grafik Perbandingan mol air/mol etanol dengan ∆H

2.4 Penentuan kalor penetralan HCl dan NaOH
2.4.1 Suhu awal
T1 = T HCl = TNaOH
THCl = 31ᵒC = 273 + 31ᵒC = 304 K
TNaOH = 31ᵒC = 273 + 31ᵒC = 304 K
T1 = 304 K
2.4.2 Suhu campuran
Ta = 43ᵒC = 316 K
Tb = 42ᵒC = 315 K
Tc = 42ᵒC = 315 K
Td = 42ᵒC = 315 K
Te = 41ᵒC = 314 K
Tf = 41ᵒC = 314 K
Tg = 41ᵒC = 314 K
Th = 40ᵒC = 313 K
Ti = 40ᵒC = 313 K
Tj = 40ᵒC = 313 K
∆TA = (Ta + Tb + Tc + Td + Te + Tf + Tg + Th + Ti + Tj )/10
= (316 + 315 + 315 + 315 + 314 + 314 + 314 + 313 + 313 + 313)/10
= 3142/10
= 314,2 K
∆T = T1 – T2
= 314,2 – 304
= 10,2 K
2.4.3 Kalor yang diserap larutan
massa larutan = ρ x ν
= 1,03 x 40
= 41,2 gram
q1 = m x C x ∆T
= 41,2 x 3,96 x 10,2
= 1664,15 Joule

2.4.4 Kalor yang diserap kalorimeter
q2 = K x ∆T
= 10,53 x 10,2
= 107,41 J
2.4.5 Kalor yang dihasilkan reaksi HCl(aq) + NaOH(aq)
q3 = q2 + q1
= 107,41 + 1664,15
= 1771,56 J
2.4.6 Entalpi reaksi
∆H = q3/0,04
= 1771,56/0,04
= 44.289,4 J/Mol
Grafik

 

 

PEMBAHASAN
Termokimia merupakan cabang ilmu kimia yang mempelejari lingkungan antara reaksi kimia dengan reaksi kalor. Ada juga yang menyatakan bahwa termokimia merupakan penerapan kolum termodinamika pertama di dalam reaksi kimia penerapan ini dapat dimanfaatkan dalam beberapa hal seperti dalam penentuan tetapan calorimeter. Penentuan kalor reaksi, penentuan kalor pelarutan dan penentuan kalor penetralan suatu asam atau basa.
Kalorimeter sederhana merupakan salah satu penyerap kalor yang cukup baik. Prinsip kerjanya mengikuti Asas Black. Sehingga apabila reaksinya eksoterm, kalor tetap dipertahankan di dalam larutan untuk meningkatkan suhu larutan. Proses mempertahankan kalor itu dilakukan oleh kalorimeter dengan menyerap kalor tersebut. Besarnya kalor yang diserap ini digunakan untuk menentukan tetapan Kalorimeter (K), dengan syarat perubahan suhu yang terjadi harus tercatat agar dapat dikonversi menjadi satuan energi (kalor). Menurut prinsip kesetimbangan termal, ketika dua zat dengan zat tersebutakan mencapai titik kesetimbangan suhu. Oleh karena itulah ketika air panas dengan suhu 45ᵒC dicampur dengan air dingin dengan suhu 30ᵒC, air panas mengalami penurunan suhu 15 K, sehingga terdapat tanda minus (-) pada besarnya perubahan yang terjadi. Sedangkan air dingin mengalami kenaikan suhu 7,03 K dan karena itulah pada hasil perhitungan bertanda positif. Setelah diadakan hasil perhitungan dengan data yang diperoleh didapatkan tetapan kalorimeter (K) sebesar 10,53 J/K. Artinya setiap perubahan suhu sebesar 1 K, kalorimeter menyerap energy sebesar 10,53 J.
Kalor reaksi merupakan besarnya suatu satuan energy yang dihasilkan atau diserap oleh suatu reaksi. Besarnya kalor yang diserap atau dilepaskan oleh reaksi dapat diketahui dengan mengukur secara cermat perubahan suhu (∆T) larutan yang terjadi dalam kalorimeter, seperti campuran antara CuSO4 (tembaga sulfat) dengan Zn (zinc). Ketika diukur suhunya dari menit pertama hingga menit ke-10, terjadi kenaikan suhu campuran dari 30ᵒC menjadi 40ᵒC. perubahan suhu (∆T) bertanda positif, karena campuran mengalami kenaikan suhu, dan menandakan bahwa reaksi antara CuSO₄ dengan Zn merupakan reaksi eksoterem, antar reaksi melepaskan kalor. Setelah di adakan perhitungan dari data-data hasil pengamatan, di peroleh entalpi reaksi sebesar 1502,82 J/mol.
Kalor pelarutan merupakan perubahan energi yang terjadi karena suatu zat dilarutkan di dalam suatu pelarut. Kenka etanol (C₂H₅OH) di larutkan dalam air, seiring dengan berkurangnya kuantitas etanol dan bertambahnya kuantitas air, suhu akhir campuran semakin mengecil. Perubahan suhu akhir menurun ketika volume air (pelarut) lebih besar dari zat terlarut (etanol). Besarnya kalor reaksi di tentukan oleh konsentrasi akhir larutan.
Kalor penetralan adalah besarnya perubahan suhu yang terjadi antara besarnya perubahan kalor yang di butuhkan untuk menetralkan suatu atom atau basa. Reaksi asam dan basa pada percobaan (antara NaOH dan HCl) merupakan reaksi endoterem. Hal ini terjadi karena ketika di ukur suhu campuran NaOH dan HCl selama s menit terjadi penurunan suhu dari 45ᵒC hingga 40ᵒC, karena reaksi ini tidak menghasilkan kalor, tetapi membutuhkan kalor dari data perhitungan entalpi reaksi untuk penetralan sebesar 44.289,4 j/mol, yang berarti setiap 1 mol HCl yang di netralkan oleh NaOH di butuhkan kalor sebesar 44.289,4 joule.
PENUTUP
Kesimpulan
Pada pelarutan etanol, semakin bertambahnya volume air, maka ∆T yang terjadi semakin kecil. Reaksi antara Zinc dan Tembaga (II) sulfat merupakan reaksi eksoterm karena mengjasilkan energi. Reaksi pelarutan etanol dan penetralan asam sulfat oleh natrium hidroksida merupakan reaksi endoterm karena keduanya membutuhkan energi. Dengan percobaan sederhana, diperoleh harga tetapan kalorimeter sebesar 10,53 J/K.
Saran
Tetap menggunakan masker saat praktikum karena banyak zat-zat berbahaya.
Praktikan diharapkan lebih cermat lagi dalam melakukan praktikum.

About these ads

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s