Laporan Praktikum Termokimia 211y5w

TERMOKIMIA 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 2.1

Termokimia Termokimia yang merupakan bagian dari Termodinamika membahas tentang perubahan energi yang menyertai suatu reaksi kimia yang dimanifestasikan sebagai kalor reaksi. Partikel-partikel penyusun zat selalu bergerak konstan, sehingga zat memiliki energi kinetik. Energi kinetik rata-rata suatu objek berbanding lurus dengan temperature absolutnya (0K). ini berarti jika suatu objek dalam keadaan panas, atom-atom molekulnya-molekul penyusun objek tersebut bergerak cepat, sehingga energy kinetic objek tersebut besar. Energi potensial suatu zat muncul dari gaya tarik menarik dan tolak-menolak antara partikel-partikel penyusun zat. Salah satu bentuk energi yang umum dijumpai adalah energi kalor. Kalor adalah salah satu bentuk energi yang dapat dipertukarkan antara sistem dan lingkungan. Kalor reaksi adalah perubahan energi dalam reaksi kimia dalam bentuk kalor. Secara umum untuk mendeteksi adanya kalor yang dimiliki oleh suatu benda yaitu dengan mengukur suhu benda tersebut. Jika suhunya tinggi maka kalor yang dikandung oleh benda sangat besar, begitu juga sebaliknya jika suhunya rendah maka kalor yang dikandung sedikit. Alat untuk mengukur kalor reaksi dari suatu reaksi kimia adalah kalorimeter. Kalorimeter yang menggunakan teknik pencampuran dua zat didalam suatu wadah, umumnya digunakan untuk menentukan kalor jenis suatu zat. Ada dua jenis kalorimeter yaitu kalorimeter volume tetap dan kalorimeter tekanan tetap.

1

Arsa,Drs.Made,dkk,Kimia Dasar II (Jurusan Kimia FMIPA Udayana:Bukit Jimbaran),hal82

2.2

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 energy 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. 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 (

) dapat

menyatakan jumlah kalor (q) yang diserap atau dilepaskan dalam suatu reaksi kimia. q =m.c.∆t q =C.∆t

Keterangan: q = kalor yang dilepas atau diserap (J) = perubahan temperatur (takhir – tawal) (0C) Hubungan antara kapasitas kalor dengan kalor jenis dirumuskan sebagai berikut : C = m.c 1

Arsa,Drs.Made,dkk,Kimia Dasar II (Jurusan Kimia FMIPA Udayana:Bukit Jimbaran),hal82

Keterangan: C = kapasitas kalor (J/0C) m = massa sampel (gr) c = kalor jenis (J/g0C) 2.4 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: q sis = qlar + q kal + q rks = 0

Sehingga: q rks = −( q lar + q kal )

III. ALAT DAN BAHAN A. Bahan : 1. CaCl2

2. HCl 3. NaOH 4. Aquades B. Alat : 1. Gelas plastik bertutup 2. Gelas ukur 3. Gelas kimia 4. Labu ukur 5. Termometer 6. Batang pengaduk IV. LANGKAH KERJA Percobaan 1. Penentuan Kapasitas Kalor suatu kalorimeter 1

Arsa,Drs.Made,dkk,Kimia Dasar II (Jurusan Kimia FMIPA Udayana:Bukit Jimbaran),hal82

1. 2 buah gelas platik bertutup, thermometer dan batang pengaduk disediakan. Alat-alat tersebut dirangkai seperti gambar dibawah ini.

2. 50 mL HCl dimasukkan kedalam gelas kimia, lalu diukur temperaturnya.

Kemudian 50 mL NaOH dimasukkan kedalam gelas kimia yang lain.

Kemudian diukur temperatur larutan ini.

3. Jika temperatur kedua larutan telah sama, maka kedua larutan dimasukkan

ke dalam kalorimeter. Temperatur maksimal yang dicapai kedua larutan dicatat.

Percobaan 2. Penentuan Kalor reaksi larutan 1. Kalorimeter pada percobaan 1 digunakan. 2. 5 gram serbuk CaCl2 dimasukkan kedalam kalorimeter. 1

Arsa,Drs.Made,dkk,Kimia Dasar II (Jurusan Kimia FMIPA Udayana:Bukit Jimbaran),hal82

3. 50 mL air ditambahkan, namun sebelumnya temperatur dicatat.

4. Temperatur maksimal dicatat sambil dilakukan pengadukan.

5. Setelah temperatur yang stabil dari larutan CaCl2, 50 mL air ditambahkan.

Sambil diaduk, kemudian dicatat kembali temperatur larutan tersebut.

V. DATA PENGAMATAN Percobaan 1 No. Uraian 1

1

50 mL larutan HCl 1M 50 mL larutan NaOH 1 M Campuran kedua larutan

Temperatur Pengamatan (0C) 30 30 38

Arsa,Drs.Made,dkk,Kimia Dasar II (Jurusan Kimia FMIPA Udayana:Bukit Jimbaran),hal82

Percobaan 2 No. Uraian 1

Aquades Larutan CaCl2* Larutan CaCl2** Larutan CaCl2 + 50 mL aquades

Temperatur Pengamatan (0C) 27 40 40 35

VI. PERHITUNGAN a. Percobaan 1. Penentuan kapasitas kalor suatu kalorimeter

Diketahui : c = 4,184 J/g0C d= 1 g/mL V HCl 1 M= 50 mL = 0,05 L V NaOH 1 M= 50 mL = 0,05 L qreaksi

= -56,2 kJ/mol

= takhir –tawal = 380C -300C = 80C Ditanya : Ckal =....? Jawab : V1 .M 1 +V 2 .M 2 =V3 .M 3 0,05 L.1M + 0,05 L.1M = 0,1.M 3 M 3 = 1M

n = M .V n =1M .0,1 = 0,1mol

1

Arsa,Drs.Made,dkk,Kimia Dasar II (Jurusan Kimia FMIPA Udayana:Bukit Jimbaran),hal82

• q reaksi = −56 ,2kj / molx 0,1mol = −5,62 kj / mol = 5620 J

• q laru

tan

= m.c.∆t1

q laru tan = 100 gx 4,184 J / g 0 Cx 8 0 C qlaru tan = 3347 ,2 J = 3,3472 kJ

• q reaksi = −( qlar + q kal ) − 5,62 = −(3,3472 + q kal ) q kal = 2,2728 kJ

• C kal 1 =

q kal 2,2728 = = 0,2841kJ / 0 C ∆t 8

b. Percobaan 2. Penentuan kalor reaksi larutan Diketahui : m CaCl2

= 5 gram

m air

= 1 gr/mL x 50 mL = 50 gram

Total Volume air = 100 mL Ckal = 0,752 kJ/0C Ditanya : qreaksi dan qpengenceran = ....? Jawab : • q laru

tan

= m.c.∆t1

q laru tan = 55 g .4,184 J / g 0 C (40 − 27 ) 0 C qlaru tan = 2991 ,6 J = 2,9916 kJ

• q kal = C kal .∆t 1 Arsa,Drs.Made,dkk,Kimia Dasar II (Jurusan Kimia FMIPA Udayana:Bukit Jimbaran),hal82

q kal = 0,752 kJ / 0 C.( 40 − 27 ) 0 C q kal = 9,776 kJ

• q reaksi = −( qlar + q kal ) q reaksi = −(2,9916 + 9,776 ) qreaksi = −12 ,7676 kJ

• qlaru

= m.c.∆t

tan

qlaru tan = 105 gx4,184 J / g 0 Cx(35 − 40) 0 C qlaru tan = −2196 ,6 J = −2,1966 kJ

• q kal = C kal .∆t q kal = 0,752 kJ / 0 Cx (35 − 40 ) 0 C q kal = −3,76 kJ

• q pengencera

n

= −( q lar + q kal ) q pengencera

n

= −( −2,1966 −3,76 ) kJ

q pengencera

n

= 5,9566 kJ

VI. PEMBAHASAN Praktikum Termokimia ini bertujuan untuk mengenal alat kalorimeter tekanan tetap dan memahami cara kerja alat tersebut, serta mampu menggunakan alat tersebut untuk mengukur kalor reaksi suatu larutan. Praktikum termokimia ini dibagi menjadi dua bagian, percobaan 1 yaitu Penentuan Kapasitas Kalor suatu kalorimeter, sedangkan percobaan 2 yaitu Penentuan kalor reaksi suatu larutan.

1

Arsa,Drs.Made,dkk,Kimia Dasar II (Jurusan Kimia FMIPA Udayana:Bukit Jimbaran),hal82

Dalam praktikum ini menggunakan alat-alat seperti gelas plastik bertutup, gelas ukur, gelas kimia, termometer dan batang pengaduk. Pada percobaan 1 kapasitas kalor suatu kalorimeter ditentukan dengan menggunakan larutan HCl dan NaOH 1M. Pada percobaan 1 larutan HCl 1M sebanyak 50 mL dimasukkan kedalam gelas kimia dan suhu awalnya diperoleh 300C. Larutan NaOH 1 M sebanyak 50 mL dimasukkan ke dalam gelas kimia yang lainnya, dan suhu awal untuk larutan NaOH adalah 300C. Apabila suhu kedua larutan ini telah konstan, selanjutkan dimasukkan ke dalam kalorimeter secara bersamaan. Suhu maksimal yang dicapai oleh campuran HCl dan NaOH adalah 380C. Apabila suhu awal dari masing-masing larutan serta suhu maksimal campuran larutan tersebut telah diketahui, maka dilakukan pengukuran kapasitas kalorimeter (C).

Berdasarkan percobaan 1, kapasitas kalorimeter diperoleh

sebesar 0,2841 kJ / 0 C . Pada percobaan 2 kalor reaksi suatu larutan ditentukan. Bahan yang digunakan dalam penentuan kalor reaksi ini adalah CaCl2 dan aquades. Kalorimeter pada pecobaan I tetap digunakan pada percobaan 2. Untuk percobaan 2 ini 5 gram serbuk CaCl2 dimasukkan ke dalam kalorimeter, kemudian ditambahkan dengan 50 mL aquades dengan suhu 270C. Kemudian sambil diaduk, temperatur maksimal larutan CaCl2 dicatat, dan suhu yang diperoleh sebesar 400C, suhu konstan diperoleh sebesar 400C. Setelah stabil atau konstan, 50 mL aquades ditambahkan ke dalam larutan,. Hal ini menyebabkan suhu yang semula 400C turun menjadi 350C. −12 ,7676 kJ

Kalor reaksi untuk larutan CaCl2 diperoleh sebesar

, sedangkan kalor pengenceran diperoleh sebesar 5,9566 kJ .

VII. KESIMPULAN a.

Faktor-faktor yang mempengaruhi besar kecilnya kapasitas suatu kalorimeter (C) adalah Besarnya kapasitas suatu kalorimeter (C) bergantung pada massa (m), kalor jenis (c), kalor reaksi (q), dan perubahan temperatur (Δt).

b. Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor

reaksi dari suatu reaksi kimia. 1

Arsa,Drs.Made,dkk,Kimia Dasar II (Jurusan Kimia FMIPA Udayana:Bukit Jimbaran),hal82

c.

Adanya reaksi eksoterm pada saat pencampuran antara HCl dan NaOH (temperatur sistem meningkat dengan kata lain terjadi kenaikan suhu).

d. Adanya reaksi endoterm pada saat pencampuran antara serbuk CaCl2

dan aquades (temperatur sistem menurun dengan kata lain terjadi penurunan suhu). e.

Kapasitas Kalorimeter (Ckal) yang diperoleh pada Percobaan 1 adalah 0,2841 kJ / 0 C

f.

.

Kalor reaksi (qreaksi) yang diperoleh pada Percobaan 2 sebesar −12 ,7676 kJ

, sedangkan

kalor pengenceran (qpengenceran) diperoleh

sebesar 5,9566 kJ .

DAFTAR PUSTAKA Tim Kimia Dasar. 2008. Penuntun Praktikum Kimia Dasar II. Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana : Bukit Jimbaran. Arsa,Drs.Made,dkk. 2005.Kimia Dasar II. Jurusan Kimia FMIPA Udayana: Bukit Jimbaran. Purba,Michael.1999.Kimia 2000 SMU Kelas 2 2A.Erlangga:Jakarta 1

Arsa,Drs.Made,dkk,Kimia Dasar II (Jurusan Kimia FMIPA Udayana:Bukit Jimbaran),hal82

LAMPIRAN Percobaan 1. Penentuan Kapasitas Kalor suatu kalorimeter Pertanyaan : Tentukan kapasitas kalor kalorimeter dari masing-masing percobaan dan tentukan kapasitas kalor kalorimeter rata-rata. Jawaban : Ckal = 0,2841 kJ / 0 C Percobaan 2. Penentuan kalor reaksi larutan Pertanyaan : Tentukan kalor reaksi dan kalor pengenceran larutan tersebut Jawaban : 1

Arsa,Drs.Made,dkk,Kimia Dasar II (Jurusan Kimia FMIPA Udayana:Bukit Jimbaran),hal82

qreaksi = −12 ,7676 kJ (qpengenceran) = 5,9566 kJ

TERMOKIMIA LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA DASAR II

1

Arsa,Drs.Made,dkk,Kimia Dasar II (Jurusan Kimia FMIPA Udayana:Bukit Jimbaran),hal82

Oleh : Ni Made Susita Pratiwi 10005005

JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS UDAYANA BUKIT JIMBARAN 2011

1

Arsa,Drs.Made,dkk,Kimia Dasar II (Jurusan Kimia FMIPA Udayana:Bukit Jimbaran),hal82