Jumat, 13 April 2012

Praktikum Penentuan Kapasitas Kalor Kalorimeter dan Perubahan Entalpi


          
  I.            JUDUL PRAKTIKUM
Penentuan Kapasitas Kalor Kalorimeter Dan Perubahan Entalpi Reaksi

 II.            TUJUAN PRAKTIKUM
Menentukan besarnya kapasitas kalor kalorimeter dan perubahan entalpi suatu reaksi.

III.            DASAR TEORI
Istilah kalor sering kita dengar pada kehidupan sehari-hari. Penting bagi kita sebagai mahasiswa untuk untuk mendefinisikan kalor dengan jelas, dan umenjelaskan fenomena-fenomen yang berhubungan dengan kalor.Satuan dari kalor adalah kalori (kal) yang sampai saat ini masih dipakai.Satuan kalori ini didefinisikan sebagai kalor yang dibutuhkan untuk menaikan temperatur 1 gram air sebesar 10C (derajat celcius). Dalam setiap percobaan atau dalam suatu perhitungan yang berhubungan tentang kalor satuan yang paling sering digunakan adalah kilokalori. 1 kkal didefinisikan sebagai kaor yang dibutuhkan untuk menaikan temperatur 1 kg air sebesar 10C. Di dalam sistem satuan British, kalor diukur dalam satuan thermal british (British thermal unit / Btu). Satu Btu didefinisikan sebagai kalor yang diperlukan untuk menaikan temperatur air 1 lb sebesar 10F. Satu Btu setara dengan 0,252 kkal dan setara pula dengan 1055 Joule.

Entalpi dan Perubahan Entalpi
Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya.Energi potensial berkaitan dengan wujud zat, volume, dan tekanan.Energi kinetik ditimbulkan karena atom – atom dan molekul­molekul dalam zat bergerak secara acak. Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) . Entalpi akan tetap konstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar dari zat. .Misalnya entalpi untuk air dapat ditulis H H20 (l) dan untuk es ditulis  H H20 (s).
Perhatikan lampu spiritus, jumlah panas atau energi yang dikandung oleh spiritus pada tekanan tetap disebut entalpi spiritus.Entalpi tergolong sifat eksternal, yakni sifat yang bergantung pada jumlah mol zat.Bahan bakar fosil seperti minyak bumi, batubara mempunyai isi panas atau entalpi.
Entalpi (H) suatu zat ditentukan oleh jumlah energi dan semua bentuk energi yang dimiliki zat yang jumlahnya tidak dapat diukur. Perubahan kalor atau entalpi yang terjadi selama proses penerimaan atau pelepasan kalor dinyatakan dengan ” perubahan entalpi (ΔH) ” . Misalnya pada perubahan es menjadi air, maka dapat ditulis sebagai berikut:
Δ H = H H20 (l) -H H20 (s) 
Marilah kita amati reaksi pembakaran bensin di dalam mesin motor. Sebagian energi kimia yang dikandung bensin, ketika bensin terbakar, diubah menjadi energi panas dan energi mekanik untuk menggerakkan motor.
Demikian juga pada mekanisme kerja sel aki.Pada saat sel aki bekerja, energi kimia diubah menjadi energi listrik, energi panas yang dipakai untuk membakar bensin dan reaksi pembakaran bensin menghasilkan gas, menggerakkan piston sehingga menggerakkan roda motor.
Gambar  berikut ini menunjukkan diagram perubahan energi kimia menjadi berbagai bentuk energi lainnya.

Harga entalpi zat sebenarnya tidak dapat ditentukan atau diukur. Tetapi ΔH dapat ditentukan dengan cara mengukur jumlah kalor yang diserap sistem. Misalnya pada perubahan es menjadi air, yaitu 89 kalori/gram.Pada perubahan es menjadi air, ΔH adalah positif, karena entalpi hasil perubahan, entalpi air lebih besar dari pada entalpi es.
Termokimia merupakan bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan entalpi yang menyertai suatu reaksi.Pada perubahan kimia selalu terjadi perubahan entalpi. Besarnya perubahan entalpi adalah sama besar dengan selisih antara entalpi hasil reaksi dam jumlah entalpi pereaksi.
Pada reaksi endoterm, entalpi sesudah reaksi menjadi lebih besar, sehingga ΔH positif.Sedangkan pada reaksi eksoterm, entalpi sesudah reaksi menjadi lebih kecil, sehingga ΔH negatif.Perubahan entalpi pada suatu reaksi disebut kalor reaksi. Kalor reaksi untuk reaksi-reaksi yang khas disebut dengan nama yang khas pula, misalnya kalor pembentukan,kalor penguraian, kalor pembakaran, kalor pelarutan dan sebagainya.
Suatu reaksi kimia dapat dipandang sebagai suatu sistem yang terdiri dari dua bagian yang berbeda, yaitu pereaksi dan hasil reaksi atau produk. Perhatikan suatu reaksi yang berlangsung pada sistem tertutup dengan volume tetap (ΔV = 0), maka sistem tidak melakukan kerja, w = 0. Jika kalor reaksi pada volume tetap dinyatakan dengan qv , maka persamaan hukum I termodinamika dapat ditulis:
ΔU = qv + 0  = qv = q reaksi 
reaksi disebut sebagai kalor reaksi. Hal ini berarti bahwa semua perubahan energi yang menyertai reaksi akan muncul sebagai kalor. Misal: suatu reaksi eksoterm mempunyai perubahan energi dalam sebesar 100 kJ. Jika reaksi itu berlangsung dengan volume tetap, maka jumlah kalor yang dibebaskan adalah 100 kJ.
Kebanyakan reaksi kimia berlangsung dalam sistem terbuka dengan tekanan tetap (tekanan atmosfir). Maka sistem mungkin melakukan atau menerima kerja tekanan – volume, w = 0). Oleh karena itu kalor reaksi pada tekanan tetap dinyatakan dengan qp , maka hukum I termodinamika dapat ditulis sebagai berikut:
ΔU = qp + w atau qp  = ΔU – w = q reaksi 
Untuk menyatakan kalor reaksi yang berlangsung pada tekanan tetap, para ahli mendefinisikan suatu besaran termodinamika yaitu entalpi (heat content) dengan lambang “H”
Entalpi didefinisikan sebagai jumlah energi dalam dengan perkalian tekanan dan volume sistem, yang dapat dinyatakan:
H = U + P V 
Reaksi kimia termasuk proses isotermal, dan bila dilakukan di udara terbuka maka kalor reaksi dapat dinyatakan sebagai:
qp = Δ H 
Jadi, kalor reaksi yang berlangsung pada tekanan tetap sama dengan perubahan entalpi. Oleh karena sebagian besar reaksi berlangsung pada tekanan tetap, yaitu tekanan atmosfir, maka kalor reaksi selalu dinyatakan sebagai perubahan entalpi (ΔH).
Akibatnya, kalor dapat dihitung dari perubahan entalpi reaksi, dan perubahan entalpi reaksi yang menyertai suatu reaksi hanya ditentukan oleh keadaan awal (reaktan) dan keadaan akhir (produk).
q = ΔH reaksi = Hp-Hr 








      IV.            ALAT DAN BAHAN
a)      Alat yang digunakan
Nama Alat
Jumlah
Gelas kimia  100 mL
4 buah
Pipet tetes
1 buah
Kalorimeter
1 buah
Termometer Air Raksa
1 buah
Kaki tiga
1 buah
Pembakar spiritus
1 buah
Kawat kasa
1 buah
Batang pengaduk
1 buah
Botol semprot
1 buah
Stopwatch
1 buah
Gelas ukur
1 buah
Neraca
1 buah
Kaca arloji
        1 buah

b)     Bahan yang digunakan
Nama Bahan
Jumlah
Kristal NaOH
2 gram
Larutan HCl 0,2 M
50 mL
Larutan NaOH 0,2 M
50 mL
Aquades
200 mL




       

         V.            CARA KERJA
A.    Penentuan Kapasitas Kalor Kalorimeter 
a) Masukkan 50 mL aquades ke dalam kalorimeter dan diaduk, dan catatlah suhunya!
b) Sementara itu, panaskan 50 mL aquades yang ada dalam gelas kimia sampai suhunya 40oC !
c) Masukkan 50 mL aquades panas (40oC) ke dalam kalorimeter yang telah berisi 50 mL aquades tadi, sambil terus diaduk!
d) Amati dan ukur suhu aquades yang ada di dalam calorimeter setiap 30 detik dengan menggunakan thermometer, ( lakukan pengamatan selama )!
e) Catat suhu maksimum campuran ( T.maks )!

B.  Penentuan Entalpi Pelarutan
 a) Timbang sebanyak 2 gram kristal NaOH dengan menggunakan neraca!
 b) Masukkan 100 mL aquades dalam kalorimeter!
 c) Ukur suhu aquades dalam kalorimeter dengan menggunakan termometer, dan dicatat sebagai suhu awal ( T0 )!
d) Masukkan kristal NaOH yang telah ditimbang tersebut ke dalam kalorimeter yang telah diisi  aquades, diaduk sampai larut!
e) Catat suhu campuran setiap 30 detik, mulai dari kristal NaOH dimasukkan sampai dengan menit ke-5!
f) Catat suhu awal campuran ( T.awal ) dan suhu akhir campuran ( T.akhir )!
C.  Penentuan Entalpi Netralisasi
a) Masukkan 50 mL larutan HCl 0,2 M ke dalam kalorimeter!
b) Catat suhunya dengan menggunakan termometer ( THCl )!
c) Masukkan 50 mL larutan NaOH 0,2 M ke dalam gelas kimia!
d) Ukur dan Catat suhunya dengan menggunakan termometer ( TNaOH )!
e) Hitung suhu awal / suhu rata – rata HCL dan NaOH ( T.awal )!
f) Tuangkan 50 mL larutan NaOH 0,2 M tersebut ke dalam kalorimeter yang telah berisi 50 mL larutan HCl 0,2 M!
g) Ukur suhu campuran dalam kalorimeter setiap 30 detik, sampai menit ke-5; sambil terus diaduk!
h) Hitung suhu akhir rata-rata campuran ( T.akhir )!
      VI.            TABEL DATA PENGAMATAN
A.       Penentuan Kapasitas Kalor Kalorimeter
NO
Data yang diamati
Hasil Pengamatn
1
Suhu awal aquades dalam kalorimeter (Td)

2
Suhu awal aquades panas (Tp)

3
Suhu campuran aquades

4
Suhu maksimum campuran (T.maks)

5
Kalor Jenis air ( c )
4, 18 J/gram.
6
Massa aquades dingin ( md )

7
Massa aquades panas ( mp )

8
Massa Jenis air (  )
1        gram/mL




B.       Penentuan Entalpi Pelarutan
NO
Data yang diamati
Hasil Pengamatn
1
Massa Kristal NaOH

2
Suhu awal aquades dalam calorimeter ( T0)

3
Suhu campuran aquades+NaOH

4
Suhu awal campuran ( T.awal )

5
Suhu akhir campuran ( T.akhir )

6
Kalor jenis air ( c )
4, 18 J/ gram.
7
Massa larutan ( m )

8
Kapasitas kalor calorimeter ( C )
( Hasil dari perhitungan A )
9
Massa jenis air ( )
1        gram/mL

C.       Penentuan Entalpi Netralisasi
NO
Data yang diamati
Hasil Pengamatn
1
Massa 50 mL HCl 0,2 M

2
Massa 50 mL NaOH 0,2 M

3
Suhu awal larutan HCL ( THCL )

4
Suhu awal larutan NaOH ( TNaOH )

5
Suhu awal rata-rata larutan ( T.awal )

6
Suhu campuran

7
Suhu akhir rata-rata campuran ( T.akhir )

8
Kalor jenis larutan ( c )
4, 18 J/gram.
9
Massa larutan ( m )

10
Kapasitas kalor calorimeter ( C )
( Hasil dari perhitungan A )
11
Massa jenis air ( )
1        gram/mL





  VII.            ANALISIS DATA/ PERHITUNGAN
A.    Penentuan Kapasitas Kalor Kalorimeter
No
Data Yang Diambil
Hasil Pengamatan
1
Suhu awal aquades dalam calorimeter ( Td )
30oC
2
Suhu awal aquades campuran
40oC
3
Suhu campuran aquades
35,5 oC
4
Suhu maksimum campuran ( T.maks )
38 oC
5
Kalor jenis air ( c)
4,18 J/ gram oC
6
Massa aquades dingin (md )
50 mL
7
Massa aquades panas ( mp )
50 mL
8
Massa jenis air
1        gram/mL

B.     Penentuan Entalpi Pelarutan
No
Data Yang Diambil
Hasil Pengamatan
1
Massa Kristal NaOH
2 gram
2
Suhu awal aquades dalam calorimeter ( T0 )
30oC
3
Suhu campuran aquades + NaOH
35,8 oC
4
Suhu awal campuran ( T.awal )
32oC
5
Suhu akhir campuran ( T.akhir )
40oC
6
Kalor jenis ait (c)
4,18 J/ gram oC
7
Massa larutan ( m)
90 gram
8
Kapasitas kalor kalorimeter ( C )
418 J/
9
Massa jenis air (p)
1        gram/mL









C.     Penentuan Entalpi Netralisasi
No
Data Yang Diambil
Hasil Pengamatan
1
Massa 50 mL HCL 0,2 M
52,2 gram
2
Massa 50 mL NaOH 0,2 M
50,6 gram
3
Suhu awal larutan HCL ( THCL )
30oC
4
Suhu awal larutan NaOH ( TNaOH )
30oC
5
Suhu awal rata – rata larutan ( T.awal )
31oC
6
Suhu campuran
31 oC
7
Suhu akhir rata – rata campuran
31 oC
8
Kalor jenis larutan ( c)
4,18 J/ gram oC
9
Massa larutan (m)
95 gram
10
Kapasitas kalor kalorimeter ( C )
418 J/
11
Massa jenis air
1 gram/mL

VIII.            JAWABAN DAN PERTANYAAN
1)      Hitunglah besarnya kapasitas kalor (C) dari kalorimeter tersebut !
Jawaban : C = m x c
                                        = 100 x 4,18
                                        = 418 J/

2)      Hitunglah besarnya perubahan entalpi pelarutan (∆Hsol) kristal NaOH!
Jawaban : ρ NaOH = 
                                = 
                                =  0,9

                 Q =  m.c.∆T
                     =  90 x 4,18 x 8
                     = 3456  J




3)      Hitunglah besarnya perubahan entalpi netralisasi (∆Hn) larutan HCl dengan larutan NaOH !
Jawaban : Kalor reaksi,  qreaksi = - m.c.∆T
                                                         =  - ( ρ x v) c.∆T
                                                         =  -  . (0,20 + 0,20) . . 1
                                                         = - 1672 Joule

           Kalor reaksi per mol NaOH =  qreaksi : mNaOH
                                                        = - 1672 joule: 0,2
                                                        = - 8360 J/mol
                                                                            = - 8,36 kj/mol

      IX.            KESIMPULAN
a)      Kapasitas kalor calorimeter (C) = 418 J/
b)      Perubahan entalpi pelarutan (∆ Hsol ) Kristal NaOH = 3456  J
c)      Perubahan entalpi netralisasi (∆ Hn ) larutan HCl dengan larutan NaOH =
Kalor reaksi,  qreaksi = - 1672 Joule
Kalor reaksi per mol NaOH = - 8,36 kj/mol








     

2 komentar:

yudhaardiansyah mengatakan...

kita juga punya nih artikel mengenai kalor, berikut linknya semoga bermanfaat ya :D
http://repository.gunadarma.ac.id/bitstream/123456789/2728/1/19.pdf

Ramidah Dewi mengatakan...

thanks ya blognya saya sangat membutuhkan bahan ini

Poskan Komentar

Template by:

Free Blog Templates