Analisa Kalori dengan Bom Kalorimeter

Analisa Kalori dengan
Bom Kalorimeter
Oleh:
Ilzamha Hadijah R, S.TP., M.Sc
Apa Kalori itu?
Kalori adalah satuan untuk energi.
Maka tepatnya, tubuh membutuhkan
energi dalam satuan kalori. Energi
dibutuhkan tubuh untuk menjalankan
fungsinya serta beraktivitas.
- Samuel OeteroDalam satuan gram:
Lemak
 9 kalori
Karbohidrat  4 kalori
Protein
 4 kalori
Serat
 2 kalori
Apps Penghitung
Kalori
Definisi Bomb Calorimeter
Kalorimeter yaitu suatu sistem terisolasi (tidak ada
perpindahan materi ataupun energi dengan lingkungan
diluar Kalorimeter)
Bomb kalorimeter adalah
alat yang digunakan untuk
mengukur jumlah kalor (nilai
kalori) yang dibebaskan pada
pembakaran
sempurna
(dalam O2 berlebih) suatu
senyawa, bahan makanan,
atau bahan bakar.
Sejumlah
sampel
ditempatkan
pada
tabung
beroksigen
yang tercelup dalam
medium
penyerap
kalor
(kalorimeter),
dan sampel akan
terbakar
oleh
api
listrik dari kawat
logam
terpasang
dalam tabung.
Prinsip Bomb Calorimeter
Jumlah panas yang diukur
dalam kalorimeter, adalah
total energi dari bahan atau
sampel.
Dalam penetapan energi total
ini terjadi pengubahan energi
kimia dalam suatu bahan
atau sampel menjadi energi
panas dan diukur jumlah
panas yang dihasilkan.
69 kal
61 kal
Jenis Bomb Calorimeter
Dibedakan menurut prinsipnya:
1. Isothermal Oxygen Bomb
Calorimeter
Kenaikkan suhu dari vesel bagian
dalam (calorimeter bucket) dapat
diperiksa, sedang suhu vesel
bagian luar (jacket) konstan.
Suhu jacket dapat diatur terusmenerus selama penetapan untuk
tetap
sama
dipertahankan
terhadap calorimeter bucket.
2. Adiatbatic Oxygen Bomb Calorimeter
Dalam kalorimeter ini tidak diperlukan lagi koreksi radiasi
panas dan hanya memerlukan pemeriksaan suhu awal dan
akhir kalorimeter dan suhu jacket perpaku sama terhadap
suhu bagian dalam vessel selama penetapan.
Perbedaan dengan macam
yang
pertama,
bahwa
isothermal
memerlukan
pemeriksaan suhu awal,
suhu antara dan suhu
akhir.
3. Ballistic Oxygen Bomb Calorimeter
Dalam alat ini sampel yang diketahui beratnya ditetapkan
kalorinya dengan dibakar di dalam suatu bomb yang berisi
oxygen yang berlebihan kemudian kenaikkan suhu
maksimum dari bomb diukur dengan thermocouple dan
galvanometer.
Bagian- bagian Bomb Calorimeter :
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Cawan
Kumparan kawat
Pemanas
Bomb baja
Termometer
Suplai Oksigen
Pengaduk
Ember baja
Jaket isolator
Bahan Kimia standar yang dipergunakan dalam kalorimeter
adalah :
I. Asam benzoat : mempunyai nilai kalori 6,32 kcal/g tidak higroskopis,
mudah terbakar dengan sempurna ada yang tersedia dalam bentuk pellet
untuk mempermudah penanganan
II. Naphtalene : mempunyai nilai kalori 9,614 kcal/g
III. Sucrose : mempunyai nilai kalori 3,950 kcal/g kedua yang terakhir ini
kurang memuaskan hasilnya
IV. Larutan alkali standar: dipakai untuk menitrasi air cucian dalam bomb
untuk menempatkan koreksi asam biasanya dipergunakan larutan natrium
carbonat 0,072 N larutan ini ekuivalen dengan 1 kcal/ml
V. Indikator methyl orange atau methyl red
Cara Kerja Bomb Calorimeter
1. Timbang sampel pakan yang telah dipelet ± 1 gram, kemudian taruh di dalam
cawan nikel dan selanjutnya letakan di terminal knot.
2. Potong kawat chrom sepanjang 10 cm, lalu [pasangkan kawat tersebut diterminal
knot. Usahakan agar kawat tersebut bersinggungan (bersentuhan) dengan sampel
yang akan dibakar.
3. Siapkan silinder bom dan masukan aquades kedalamnya sebanyak 2 ml.
4. Masukan sampel pakan beserta cawan nikelnya kedalam silinder bom.
5. Tutup silinder bom dengan cara diputar (screw up).
6. Alirkan gas O2 kedalam bom sebanyak 30 atm.
7. Isikan aquades kedalam bucket, kondisikan temperatur air tersebut lebih rendah
1,5 0C dari suhu kamar. Setelah itu masukan silinder bom kedalamnya.
8. Hubungkan kabel listrik ke saluran terminal knot.
9. Tutup bom kalori.
10. Hidupkan tombol dinamo(stirrer) ± 2 menit, lalu lihat di termometer dan catat
temperatur (temperatur awal atau To).
11. Selanjutnya tekan tombol bom hingga lampu indikator menyala.
12. Biarkan proses pembakaran berlangsung sampai temperaturnya konstan yang di
tandai dengan bunyi alaram. Proses ini butuh waktu selama 5 menit.
13. Matikan tombol dinamo(stirrer).
14. Buka tutup bom, lepaskan kabel dari terminal knot.
15. Angkat silinder bom dari bucket, dan buang sisi gas pembakaran.
16. Buka tutup silinder bom, kemudian semprot dengan aquades bagian sebelah dalam
silinder bom.
17. Tampung dalam gelas piala cairan aquades yang disemprotkan beserta sisa abu
pembakran tadi, lalu tambahkan 2 tetes methyl orange(sebagai indikator) kemudian
titrasi dengan larutan standar Na2CO3 0,0725 N.
18. Hentikan titrasi jika terjadi perubahan warna (kuning). Catat warna volume (ml)
larutan standar yang digunakan.
19. Lakukan perhitungan Gross Energi bahan pakan dengan menggunakan rumus:
GE = Dt x 2470 - volume titrasi(ml) + panas kawat (kal)
Berat sampel (g)
Contoh Hasil Analisa
Bom Kalorimeter
Kode
sampel kelompok
Bungkil
Kelapa
Berat sampel
Suhu (oc)
(gram)
awal akhir Dt
Kawat (cm)
Awal Sisa
terbakar
terbakar
Titrasi
Panas (ml)
(oC)
1,012
23,4
25,5 2,1
10
2,5
7,5
17,25
6,7
1,020
24,4
25,7
10
5,5
4,5
10,35
0
Dedak Padi
1,3
GE = Dt x 2470 - volume titrasi(ml) + panas kawat (kal)
Berat sampel (g)
Rumus kerja :
GE = Dt x 2470 – Vol Titrasi(ml) + Panas Kawat (kal)
Berat sampel (gram)
GE = 2,1 x 2470 - 6,7 + 17,25
1,012
= 5111 + 17,25
= 5128 = 5067 , 44 kal/g
1,012
= 5,067 kkal/g
(Bungkil kelapa)
(Dedak padi)
GE = Dt x 2470 – Vol Titrasi(ml) + Panas Kawat (kal)
Berat sampel (gram)
GE = 1,3 x 2470 – 0 + 10,35
1,020
= 3211 + 10,35
= 3221 = 3158, 18 kal/g
1.020
= 3,158 kkal/g
Energi bruto ditentukan melalui pembakaran makanan dalam bom kalori meter. Nilai yang
diperoleh tergantung pada komposisi kimia yakni proporsi lemak, karbohidrat dan protein.
Tugas !
1. Absen Ganjil : Lihatlah https://www.youtube.com/watch?v=VxkzTCb1suE&t=28s
Absen Genap : Lihatlah https://www.youtube.com/watch?v=WuINBjWomFI
2. Jenis Bomb Calorimeter apa yang digunakan?
3. Buatlah Diagram alir proses penggunaan bomb calorimeter pada video tersebut ! (include
suhu, lama waktu dan nama proses)
Dikumpulkan Senin 5 Juni 2017, di Ruang bu Ilza paling lambat jam 12.00 WIB
Terimakasih
Jumlah kalor yang diserap oleh air dapat dihitung
Reaksi pembakaran yang terjadi di dalam
dengan rumus :
bom, akan menghasilkan kalor dan diserap
qair = m x c x DT
oleh air dan bom. Oleh karena tidak ada kalor dengan :
yang terbuang ke lingkungan, maka :
m = massa air dalam kalorimeter ( g )
qreaksi = –
(qair+ qbom )
c = kalor jenis air dalam kalorimeter (J / g.oC )
atau ( J / g. K )
DT = perubahan suhu ( oC atau K )
Jumlah kalor yang diserap oleh bom dapat dihitung
dengan rumus :
qbom = Cbom x DT
dengan :
Cbom = kapasitas kalor bom ( J / oC ) atau ( J / K )
DT = perubahan suhu ( oC atau K )
Reaksi yang berlangsung pada kalorimeter bom
berlangsung pada volume tetap ( DV = nol ). Oleh karena
itu, perubahan kalor yang terjadi di dalam sistem =
perubahan energi dalamnya.
DE = q + w dimana w = – P. DV ( jika DV =
nol maka w = nol )
Maka:
DE = qv
PERHITUNGAN
ta = temperatur
pembakaran atau
temperatur pijar
W= energi equivalen asam benzoat
W=
H = konstante kalorimeter asam benzoat = 6,318 kcal/g
M = berat asam benzoat (g BK)
T = korektor temperatur pembakaran
= tc - ta r1(tb - ta)
tc = temperatur konstan
tb = temperatur dimana pembakaran mencapai 60 %