ACARA III TERMOKIMIA I.PELAKSANAAN PRAKTIKUM. a. Tujuan praktikum : - untujk pelajari perubahan energi pada reaksi kimia - untuk mengukur perubahan kalor dengan percobaan yang sederhana. b. waktu praktikum : Sabtu, 16 oktober 2010. c. Tempat praktikkum : Laboratorium kimia lantai III FMIPA, Universitas mataram. II. LANDASAN TEORI Termokimia merupakan salah satu segi penting yang menghubungkan energi kalor dengan bentuk energi lain yang dikanal sebagai kerja. Perpindahan energi dapat berubah kalor (q) atau dalam beberapa bentuk lainnya yang secara keseluruhan disebut kerja (w). Perpindahan energi berupa kalor atau kerja akan mempengaruhi jumlah keseluruhan energi didalam sistem yang disebut energi dalam. Jumlah energi kalor (q) yang dibutuhkan untuk mengubah suhu atau zat tergantung pada berapa besarnya suhu yang harus diubah pada jumlah zatdan identitas. Kapasitas kalor adalah banyaknya energi kalor yang dibutuhkan untuk meningkatkan suhu pada 1 garam zat sebesar 1oc (Petru cci, 1992: 172-174). Kalor reaksi pada volume tetap adalah dengan yang tidak bergantung pada perubahan volume. Maka sebaliknya jika reaksi endotermik, maka suhu sistemyang akan turun sehingga dapat dihitung kalor yang akan turun sehingga dapat dihitung kaloryang diserap oleh reasi (syukri, 1999:85-86). Alat yang digunakan untuk mengukur perubahan kalor selama reaksi kimia adalah kalorimeter. Teknik untuk penggunaannya dikembangkan oleh laudiser dan ahli kimia lainnya dan telah diperbaiki. Dua metode termokimia eksperimen yang paling biasa disebut kalorimeteri pembakaran dan kalorimeteri reaksi. Kalorimeteri pembakaran mempunyai penyerapan yang meluas dengan senyawa organik yang kurang reaktif terhadap reagensia selain oksigen atau yang menghasilkan lebih dari satu peroduk organik dengan reagensia lain. Kalorimeteri reaksi dapat digunakan senyawa yang mudah bereaksi dengan cukupm cepat pada temperatursedang tanpa pembentukan produk samping yang tidak diinginkan, pada suatu kalorimeteri jenis pembakaran, reaksi berlangsung dalam bilik reasi yang dibenamkan dalam air yang kuantitasnya diketahui dengan penimbangan dalam suatu bejana yang terisolasi. Suatu acara untuk mengawali reaksi dalam bilik yang tertutup rapat ini adalah dengan memanasi suatu kumparan kawat yang tidak bereaksi dengan mengalirkan kelistrikan pada suhu tetap dalam suatu reaksi berlaku : untuk reaksi dalam keadaan liquid dan solid gas dimana mol gas pereaksi sama dengan mol gas hasil reaksi, sehingga persamaan menjadi (Achmad 1994:141). III. ALAT DAN BAHAN PRAKTIKUM. a. Alat-alat Praktikum 1. Buret 2. cawan petri 3. Corong 4. gelas kimia 250 ml 5. Gelas ukur 50 ml 6. hot plate 7. kalorimeter 8. pipet tetes 9. Statif 10. stopwatch 11. Termometer 12. Timbangan analitik b. Bahan-bahan praktikum. 1. Aquades 2. butiran zn 3-3,10 gr 3. Larutan Cu So4 0,5 m 4. larutan etanol 5. larutan Hcl 2m 6. Larutan NaoH 2,05m 7. Tisu IV. PROSEDUR PERCOBAAN 1. Penentuan tetapan kalorimeter 40 ml aquades dimasukkan kedalam kalorimeter dengan menggunakan gelas ukur dan dicatat suhunya 40 ml aquades dipanaskam dalam gelas kimia dengan suhu 20 derajat diatas suhu kamar dan dicatat suhunya Air panas dicampurkan kedalam kalorimeter dan diaduk atau dikocok suhunya diamati selama 10 menit dengan selang waktu I menit setelah pencampuran. Setelah itu buat kurva pengamatan suhu Vs selang waktu untuk menentukan harga penurunan suhu air panas dan penaikan suhu air dingin. 2. Penentuan kalor reaksi zn (s) + CuSO4 (aq) 20 ml larutan 0,5 m CuSo4 dimasukkan kedalam kalorimeter Suhunya dicatat selama dua menit dengan selang waktu 3-3,10 gr butiran zn (ArZn=65,5) ditimbang dengan teliti. Butiran Zn dimasukkan kedalam larutan CuSo4 atau kalorimeter. Suhunya dicatat selang waktu 1 menit setelah pencampuran selama 10 menit. menit 3. Penentuan kalor pelarutan etanol. 18 ml aquades dimasukkan kedalam kalorimeter suhu dicatat Suhu air dalam kalorimeter diukur selama 2 menit dengan selang waktu menit. Suhu atanol diukur dalam buret, dimasukkan dengan tepat kedalam gelas ukur Campuran dikocok dalam kalorimeter, suhu dicatat selama 4 menit dengan selang waktu menit. Diulangi percobaan untuk campuran lain, seperti pada tabel H Pelarutan hitung unntuk campuran lain seperti pelarutan permol etonol pada perbandingan mol air : mol etanol. 4. Penentuan kalor penetralan HCl dan NaOH 20 ml HCl 2 M dimasukkan kedalam kalori meter, suhu dicatat Kedudukan termometer dicatat. 20 ml ml NaOH 2,05 M diukur, dicatat suhunya (diatur sedemikian rupa sehingga suhunya sama dengan HCl) Basa dicampurkan kedalam kalorimeter dan suhu campuran dicatat selama 5 menit dengan selang waktu ½ menit. Grafik dibuat untuk mem,peroleh perubahan suhu akibat reaksi ini. H penetralan dihitung jika kerapaatan larutan 1,03 gr cm-3, dan kalor jenisnya 3,96 J. Ge-1 K-1. V. HASIL PENGAMATAN (Terlampir) VI. ANALISIS DATA Persamaan rekasi : 1 1. H 2 O ( e ) H 2 ( g ) O 2 ( g ) 2 2. Zn( s ) CuSO4 (aq ) ZnSO4 (aq ) Cu ( s ) 3. C 2 H 5 OH (aq ) H 2 O(e) C 2 H 5 OH (aq ) H 2 O(e) 4. HCl (aq ) NaOH NaOH (e) NaCl ( s ) H 2 O(e) 1. PENENTUAN TETAPAN KALORIMETER T1 = Suhu awal air dingin => 28,50C = 301,5 k T1 = Suhu awal air panas => 500C = 32 k T3 = Suhu akhiir campuran (rata-rata) T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 10 311,1 311,3 311 311 311 310,9 310,5 310,3 310 309,9 309,5 10 305,9 310,59 k 10 Suhuyang diserap kalorimeter To T2 T1 323 301,5 21,5k T Kenaikan suhu air dingin T3 T1 310,59 301,5 9,09k t Penurunan suhu air panas T3 T2 310,59 323 12,41k eksoterm - q1 = Kalor yang diserap air dingin = m.c. T = 40 . 4,2. 9,09 = 1527,12 J - q2 = Kalor yang dilepas air panas = m.c. t = 40 . 4,2 . 12,41 = 2084,88 J - q3 = Kalor yang diserap kalorimeter = q2 - q1 = 2084,88-1527 = 557,76 J - K = tetapan kalorimeter => K = q3 25,9 Joule k To 2. Penentuan kalor rekasi - T1 = suhu rata-rata CuSO4 - T1 T2 T3 T4 303 303,5 304 304,5 4 4 1215 303,75 k 4 T2 = Suhu rata-rata campuran T T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 10 304 306 309,1 312 314 314 314 314 313 10 3114,1 311,41 K 10 - T1 = T2+T1 => 311,41-303,75 = 7,66 K - q4 = K. T1 (kalor yang diserap kalorimeter) = 25,94 x 7,66 => 198,7 J - q5 = m.c T1 = 20 x 1,14 x 3,5 x 7,66 = 611,27 J - q6 = Kalor yang dihasilak oleh reaksi = q4 + q 5 = 809,97 J - Entalpi rekasi Hr = = q6 mol 809,97 809,97 20 x 0,5 10 80,99 J/moll 3. Penentuan Kalor Pelarutan Etanol Dalam Air. f. T air = T1 T2 T3 T4 303 303 304 304 4 4 - Tetanol = 280C = 301 K - Tm = 1214 303,5 K 4 T air T e tan ol 303,5 301 2 2 302,25 K - TA = Rata-rata suhu campuran T1 T2 T3 T4 T5 T61 T7 T8 8 307 307 307 307 307 307 307 307 8 307 K - T2 - q7 = TA+ Tm=>307-302,25=4,75 K = Kalor yang diserap air = m.c. T2 = 18x4,2x4,75=>359,1 J - q8 = Kalor yang diserap etanol = m.c. T2 = 2299,7x1,92x4,75=>209,73 J - q9 = Kalor yang disera kalori meter = K. T2 = 25,94x4,75=>123,21 J - q10 = q 9 q8 q 7 = 123,21+207,73+359,1=>692,04 J - T1 = q10 23 46 = 692,04 692,04 23 0,5 46 1384,08 J/mol g. T air = T1 T2 T3 T4 300 300 301 301 4 4 - T etanol = 280c =301 K - Tm = 1302 30,5 K 4 T air T tan ol 300,5 301 2 2 => 300,75 K - - TA T2 = Rat-rata suhu campuran = T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 8 = 2437 30462 K 8 = TA- Tm=>304,62-300,75 =>3,875 3,88 K - q7 = Kalor yang diserap air = m.c. T2 = 27x4,2x3,8=>439,99 J - q8 = Kalor yang diserap etanol = m.c. T2 = 25,94x3,88=>100,65 J - q10 = q9+q8+q7 = 100,65+113,98+439,99 = 654,62 J - H2 = q10 15,3 46 = 654,62 654,62 15,3 0,3 46 = 2182,07 J/mol h. T air = T air = T1 T2 T3 T4 300 300 301 301 4 4 - T etanol = 280c =301 K - Tm = 1302 30,5 K 4 T air T tan ol 300,5 301 2 2 => 300,75 K - - TA T2 = Rat-rata suhu campuran = T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 8 = 2437 30462 K 8 = TA- Tm=>304,62-300,75 =>3,875 3,88 K - q7 = Kalor yang diserap air = m.c. T2 = 27x4,2x3,8=>439,99 J - q8 = Kalor yang diserap etanol = m.c. T2 = 25,94x3,88=>100,65 J - q10 = q9+q8+q7 = 100,65+113,98+439,99 = 654,62 J - H2 = q10 15,3 46 = 654,62 654,62 15,3 0,3 46 = 2182,07 J/mol i. T air = T1 T2 T3 T4 302 302 302 302 4 4 1208 302 K 4 - Tetanol = 28,50C = 301,5 K - Tm = - TA = Rata-rata suhu campuran 302 301,5 603,5 301,75 K 2 2 T1 T2 T3 T4 T5 T61 T7 T8 8 304 304,1 3304,1 304,1 304,5 304,5 304,5 8 2434,3 8 304,29 K - T2 = TA - Tm => 304,29 - 301,75=2,54 2,5 K - q8 = m.c. T2 = 0,793x4,8x1,92x2,5 = 18,24 J - q7 = m.c. T2 = 4,5 x 4,2 x 2,5 = 472,5 J - q9 = k. T2 = 25,94x2,5 = 64,85 J - q10 = q 9 q8 q 7 = 64,85 +18,24+427,5 = 555,59 J - H6 = q10 3,8 46 = 555,59 6944,87 J/mol 0,08 Tabel Pelarutan Etanol Dalam Air Volume (cm3) Air etanol 18 29 27 19 36 14,5 36 11,6 36 5,8 45 4,8 No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. Massa (g) air etanol 18 23 27 15,1 36 11,5 36 9,2 36 4,6 45 3,8 Tm TA T2 ∆H/mol 307 300,75 300,87 301,25 301,7 301,75 307 304,62 306 304,64 305 304,29 4,75 3,88 5,13 3,39 3,3 2,5 1384,08 2182,07 4237,9 3311,65 6137,02 6944,87 4. Penentuan Kalor Penetralan HCl NaOH - T1 = THCL = TNaOH = 30oC => 303 K T2 = Tcampuran (suhu rata-rata campuran) T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 10 321 323 323,5 323,5 323 322,9 322,8 322,5 323 321,9 10 3227,1 10 322,71 K - T3 = T2 – T1 => 322,71 – 303 = 19,71 K - q11 = kalor yang diserap larutan Mol air Mol etanol 2 5 7 10 20 30 = m.c. T3 = 41,2 x 3,96 x 19,71 x => 3215,72 K - q12 = kalor yang diserap kalorimeter = k. T3 = 25,94 x 19,71 = 511,28 K - q13 = kalor yang dihasilkan reaksi = q11+ q12 = 3215,72 + 511,28 = 3727 K - Kalor Penetralan - Hn = q13 0,04 = 3727 93175 J/mol 0,04 VII. PEMBAHASAN Berdasarkan hasil analisis dat adan pada praktikum yang dilakukan, diketahui bahwa pencampuran larutan terjadi rekasi kiamia denga adanya perubahan energi dalam wujud perubahan kalor. Ada rekasi yang melepas dan yang ada menyerap energi. Pada percobaan pertama yakni menentukan ketetapan kalori meter percobaan ini berdasarkan pada Azas Black, kalo ryang dilepaskan kalori meter suhuny alebih tinggi sama dengan kalor yang diserap kalorimeter yang suhunya lebih rendah saat pencampuran. Pada percobaan ini, air panas dan air dingin dicampurkan dalam kalori meter. Kemudian air dingin menyerap kalor dari air panas sehingga terjadi penurunan suhu terbesar -12,41 K, pada air panas sehingga pada percobaan ini didapatkan tetapan kalori meter (k) sebesar 25,94 j/k, hal ini terjadi karena air dingin mengalami kenaikan suhu nilai negatif (-) dan panas air panas mengalami pelepasan kalor (eksoterm). Pada kalori meter juga akan mendapatkan kalor. Pada percobaan kedua yakni penentuan kalor rekasi Zn (s) +CuSO4 (q). Dalaa percobaan ini, Zn berbentuk butiran dan CuSO4 dalam larutan. Warna larutan CuSO4 adalah biru, kemudian dimasukkan kedalam kalori meter dan dikocok, mengalami perubahan warna menjadi biru tua. Suhu CuSO4 mengalami kenaikan sebanyak 0,50c dalam selang waktu ½ menit. Setelah itu dimasukkan butiran Zn dan kemudian dikocok dalam kalori meter. Suhu campuran CuSO4 dan Zn mengalami kenaikan dan penurunan dengan nilai yang tidak tetap. Akibatnya warna larutan CuSO4 berubah menjadi abu-abu, pada permukaan atasnya dan pad apermukaan bawah/dasar berwarna kecoklatan dan butiran Zn mengecil. Pada percobaan ini didapatkan reaksi entalpi sebesar 80,997 j/mol. Pada percobaan ketiga yakni pencampuran etanol dalam air. Etanol dicampurkan dengan air dalam kalori meter dan kemudmian dicatat suhunya. Perbedaan suhu antara suhu aquadis, suhu etanol dan suhu pencampuran tidak terlalu besar, berarti hal ini etanol mudah larut dalam air. Diketahui bahwa penaikan H tetapi pada volume aquade 36 mil dan volume etanol 11,6. H mengalami penurunan. Penaikan dan penurunan suhu ini seharjusnya tidak terjadi, seharusnya hanya ada penaikan suhu saja. Pada saat volume aquades 36 mil dan volume etanol 5,80, H mengalami kenaikan. Pada percobaan keempat yakni paenetralan HCl dengan NaOH. Setelah pencampuran, suhu mengalami penaikan terus menerus. Suhu HCl tidak sama dengan NaOH, seharusnya mha l ini tidak terjadi karena mengalami kesalahan dalam percobaan akibat adanya sisa senyawa atau kesalahan saat penurunan. Pada percobaan HCl yaitu 550c sedangkan NaOH sebesar 300c. Pada percobaan ini didapatkan kalor penetralan sebesar 93175 j/mol. Pada luar sistem dalam reaksi penetralan ini terasa panas. Hal ini diakibatkan karena suhu campuran dan gerakan partikel acak dan terjadi terjadi perubahan warna keabu-abuan. VIII. PENUTUP a. Kesimpulan 1. untuk mengukur perubahan kalor sebagai hasil rekasi kimia depan diukur dengan menggunakan kalori meter. 2. reaksi kimia salah satunya ditandai oleh perubahan kalor dari larutan-laru8tan yang beraksi. 3. apabila volume air lebih besar dari volume etanol maka akan terjadi perubahan kalor maksimum yang disebut kalor pelarutan 4. suhu pada campuran akan mencapai titik kesetabilan jika kalor yang dilepaskan lauratan, sama dengan jumlah dengan kalor yang diserap larutan lainnya. b. Saran 1. untuk praktikum selanjutnya agar lebih memperhatikan kebersihan alat dan ketelitiuan dalam membaca skala termometer 2. Praktikan agar lebih teliti dalam mencatat dan menghitung data. DAFTAR PUSTAKA Achmad, dkk. 1995. Ilmu Kimia. Surabaya : Kenadang Sari. Petrucci, Ralp.H.1992. Kimia Dasar. Jakarta : Erlangga. Syukri, 1999. Kimia Dasar 1. Bandung : ITB.
