Laporan Praktikum KI2142 Kimia Fisik Percobaan A-1 Termokimia Nama
: Fathi Rif’ati Azkiah
NIM
: 12513041
Kelompok, Shift
: 1, Senin pukul 08.00-12.00 WIB
Tanggal percobaan
: 30 September 2014
Tanggal pengumpulan
: 7 Oktober 2014
Asisten
: Dwi Isyara Achmad 20513013 Maulida Septiyana 20513301
LABORATORIUM KIMIA FISIK PROGRAM STUDI TEKNIK METALURGI INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2014 1
I.
JUDUL PERCOBAAN
Percobaan A-1 : TERMOKIMIA
II.
TUJUAN PERCOBAAN
Menentukan kalor pembakaran naftalena dan paraffin cair dengan parr Adiabatik Kalorimeter Bom.
III.
TEORI DASAR
Termokimia adalah ilmu yang mempelajari perubahan k alor dalam suatu reaksi kimia dengan mengamati perubahan panas. Termokimia turut menangani pengukuran dan penafsiran perubahan kalor yang menyertai proses-proses kimia. Kebanyakan pengukuran semacam ini dilakukan dengan sebuah calorimeter, dimana kalor yang dibebaskan atau diserap dalam suatu reaksi kimia ditentukan dengan menggunakan thermometer. Dalam praktikum kali ini, yang digunakan adalah kalorimeter bom. Kalorimeter bom bekerja secara adiabatik. Kalor yang dilepaskan pada proses pembakaran di dalam kalorimeter bom akan menaikkan suhu kalorimeter dan dapat dijadikan sebagai dasar penentuan kalor pembakaran menggunakan diagram berikut :
Pereaksi
Hasil reaksi
pada suhu T
pada suhu T’
Hasil reaksi pada suhu T
Diagram penentuan kalor pembakaran
2
Berdasarkan diagram di atas, yang harus ditentukan ialah ΔU, yaitu perubahan energy dalam bagi proses dengan pereaksi dan hasil reaksi berada pada suhu yang sama. Berdasarkan hokum Hess ΔUK = ΔUT + ΔU’ = ΔUT – C (T’ - T) Dengan C ialah kapasitas kalor calorimeter (ember + air + bom). Karena proses berlangsung secara adiabatik , ΔUK = 0, maka ΔUT = -C (T’ - T) Perubahan energi dalam dapat dihitung dengan mengukur kenaikan suhu dan kapasitas kalor, C. kapasitas kalor ditentukan dari pembakaran sejumlah zat yang telah diketahui kalor pembakarannya, misalnya acam benzoat, C6H5COOH. Pada penentuan ini perlu dilakukan koreksi karena terbentuk asam nitrat dan ada kalor yang dilepaskan oleh pembakar kawat pemanas. Jika zat yang dibakar juga mengandung belerang, maka diperlukan koreksi tambahan terhadap kalor pembentukan asam sulfat. Jika U1 = koreksi terhadap kalor pembentukan asam nitrat, dan U2 = koreksi terhadap kalor pembakaran kawat pemanas, maka ΔUT = -C (T’ - T) harus diubah menjadi ΔUT + U1 + U2 = -C (T’ - T) Dimana : U1 = volume larutan (mL) Na2CO3 yang diperlukan untuk menetralkan asam nitrat kal/mL. U2 = panjang kawat yang terbakar (cm) x 2,3 kal/cm. Jika dalam percobaan m gram zat terbakar dan menimbulkan kenaikan suhu sebesar ΔT, maka kalor pembakaran zat ini (dalam kal/gram) dapat dihitung dengan persamaan
ΔUT = CΔT mU1 U2 IV.
ALAT DAN BAHAN
Alat: Buret + klem buret
Stopwatch
Botol semprot
Termometer
Erlenmeyer
3
Bahan: Air
Asam benzoat
V.
Kalorimeter
Naftalena
Parafin
Gas Oksigen
Larutan baku Na2CO3
Indikator metil merah
CARA KERJA Penentuan Kapasitas Kalorimeter
1. Sebutir tablet asam benzoat ditimbang. 2. Asam benzoat dimasukkan ke dalam bomb, kawat pemanas dipasang pada kedua elektroda dan dibuat menyentuh tablet asam benzoatnya. 3. Bomb diisi dengan gas O2 hingga 30 atm. 4. Sebanyak 2 L air diisikan ke dalam ember. 5. Ember dimasukkan ke dalam kalorimeter, bomb diletakkan dalam ember. 6. Kalorimeter dinyalakan dan dibiarkan hingga mencapai suhu ruang. 7. Pembakaran dimulai setelah suhunya mencapai suhu ruangan. 8. Suhu setiap satu menit dicatat hingga konstan tiga kali pembacaan. 9. Kalorimeter dibuka dan bomb dikeluarkan. Gas oksigen harus dikeluarkan sebelum membuka bomb. 10. Bom dicuci dengan botol semprot, air cuciannya ditampung dalam erlnmeyer kemudian dititrasi menggunakan natrium bikarbonat dan indikator metil red. 11. Kawat pembakar dilepaskan dan dihitung jumlah kawat yang terbakar. 12. Kapasitas kalorimeter dihitung. Penentuan Kalor Pembakaran Zat
1. Sebutir tablet naftalena ditimbang. 2. Naftalena dimasukkan ke dalam bomb, kawat pemanas dipasang pada kedua elektroda dan dibuat menyentuh tablet. 3. Bomb diisi dengan gas O2 hingga 30 atm. 4. Sebanyak 2 L air diisikan ke dalam ember. 5. Ember dimasukkan ke dalam kalorimeter, bomb diletakkan dalam ember. 4
6. 7. 8. 9.
Kalorimeter dinyalakan dan dibiarkan hingga mencapai suhu ruang. Pembakaran dimulai setelah suhunya mencapai suhu ruangan. Suhu setiap satu menit dicatat hingga konstan tiga kali pembacaan. Kalorimeter dibuka dan bomb dikeluarkan. Gas oksigen harus dikeluarkan sebelum membuka bomb. 10. Bomb dicuci dengan botol semprot, air cuciannya ditampung dalam erlnmeyer kemudian dititrasi menggunakan natrium bikarbonat dan indikator metil red. 11. Kawat pembakar dilepaskan dan dihitung jumlah kawat yang terbakar. 12. Kalor pembakaran zat dihitung.
VI.
DATA PENGAMATAN
(ditempel dihalaman selanjutnya)
5
VII. PENGOLAHAN DATA
1. Menentukan kapasitas kalorimeter bom (C) a. Menghitung faktor koreksi asam nitrat (U1) U1 = Volume Na2CO3 x (-1) kal/mL = 4,2 mL x (-1) kal/mL = -4,2 kal b. Menghitung faktor koreksi pembakaran kawat (U2) U2 = ΔL x (-2,3) kal/cm = (12-4) cm x (-2,3) kal/cm = -18,4 kal c. Menghitung kapasitas kalor
C = ΔUT x massa asamΔTbenzoat U1U2 kal x 0,96 gram (4,2 18,4) kal 6318 gram C= 299,85 K 297,25 K C = 6079,48 2,6 C = 2338,261538 kal/K 2. Menentukan ΔUT a. Menghitung U1 dan U2 U1 = Volume Na2CO3 x (-1) kal/mL = 6,7 mL x (-1) kal/mL = -6,7 kal b. Menghitung faktor koreksi pembakaran kawat (U2) U2 = ΔL x (-2,3) kal/cm = (12-4,1) cm x (-2,3) kal/cm = -18,17 kal
c. Menentukan entalpi naftalena ΔH = ΔUT + ΔnRT’ 6
Pertama, kita hitung terlebih dahulu ΔUT
ΔUT = CΔT mU1 U2 ΔUT
− , , −, −−, −−, = , = -9640,782234 kal/gram = -9640,782234 kal/gram x Mr C10H8 = -9640,782234 kal/gram x 128 gram/mol = -1234020,126 kal/mol x 4,18 J/kal = -5158204,127 J/mol
Persamaan pembakaran naftalena : C10H8 (s) + 12 O2 (g) 4 H2O (l) + 10 CO2 (g) Dari persamaan diatas, didapat Δn = 10-12 = -2 Kemudian kita kembali ke persamaan ΔH = ΔUT + ΔnRT’
⁰
= -5158204,127 J/mol + [(-2) x (8,314 J/mol.K) x (29,36 C + 273)K ] = -5158204,127 J/mol -5027,64208 J/mol = -5163231,77 J/mol = -5163,23177 kJ/mol d. Menentukan % kesalahan
x 100% % kesalahan = ΔHliteraturΔHpercobaan ΔHliteratur 5163,23177 kJ/mol|x 100% % kesalahan = |5156,3 kJ/mol 5156,3 kJ/mol = 0,1344 %
7
VIII. PEMBAHASAN
8
9
10
11
IX.
KESIMPULAN
2338,261538
Kapasitas calorimeter bom yang diperoleh sebesar kal/K , dan entalpi pembakaran naftalena sebesar -5163,23177 kJ/mol dengan persen galat sebesar 0,1344 %.
X.
SARAN
Pemakaian alat lebih dimaksimalkan dalam hal kuantitas alat yang digunak an dan perawatan alat lebih diperhatikan.
XI.
DAFTAR PUSTAKA
1. Yu, X, Zhou, C.R., Han, X.W., Li, G.P. Study on Thermodynamic Properties of Glyphosate by Oxygen-bomb Calorimeter and DSC. J Therm. Anal. Calorim. 2013, 111, 943-949. 2. Azargohar, R., /Jacobson, K.L., Powell, E.E. , Dalai, A.K. Evaluation of Properties of Fast Pyrolisis Products Obtained from Canadian Waste Biomass. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 2013. 3. Heat of Combustion, in CRC Handbook of Chemistry and Physics, 89th Edition (Internet Version 2009), David R. Lide, ed., CRC Press/Taylor andFrancis, Boca Raton, FL. 4. http://hanikymun.blogspot.com/2014/03/bom-kalorimeter.html diakses 7 Oktober 2014 pukul 06.47 WIB 5. http://kamuslife.com/2012/04/titrasi-dan-prinsip-dasar-titrasi.html diakses 7 Oktober 2014 pukul 07.15 WIB 6. http://kimiafarmasi.wordpress.com/2010/09/27/indikator/ diakses 7 Oktober 2014 pukul 07.45 WIB
12