BAB I PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang Teori Teori secara umum, aplikasi di industri (Ex. pada reaktor)
1.2.
Rumusan Masalah Rumusan masalah dalam percoaan termokimia ini adalah agaimana cara penentuan entalpi reaksi.
1.!.
1.$.
Tu"uan #ercoaan Tu"uan percoaan ini adalah untuk menentukan peruahan entalpi rea ksi
Ruang Lingkup #ercoaan Ruang lingkup dalam percoaan ini adalah menggunakan larutan %&l, 'a%, dan %'! dengan alat kalorimeter sederhana dan dilakukan di Laoratorium imia *asar +T. ntirta. ntirta.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1
Konsep Dasar Termokimia adalah ilmu -ang mempela"ari huungan antara energi panas
dan energ energii kimia. kimia. edang edangkan kan energi energi kimia kimia dide/i dide/inisi nisikan kan seagai seagai energ energii -ang -ang dikandung setiap unsur atau sen-a0a. Energi kimia -ang terkandung dalam suatu at adalah semacam energi potensial at terseut. Energi potensial kimia -ang terkan terkandun dung g dalam dalam suatu suatu at diseu diseutt panas panas dalam dalam atau entalp entalpii dan din-atak din-atakan an dengan simol %. elisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi diseut peruahan entalpi reaksi. #eruahan entalpi reaksi dieri simol %.
2.2
Termodinamika I Termod ermodina inamik mikaa merupa merupakan kan ilmu ilmu tentan tentang g energi energi,, -ang -ang secara secara spesi/i spesi/ik k
memah memahas as tentan tentang g huung huungan an antara antara energ energii panas panas dengan dengan ker"a. ker"a. eperti eperti telah telah diketahui diketahui ah0a energi di alam dapat er0u"ud er0u"ud eragai entuk, selain energi panas dan ker"a, -aitu energi kimia, energi listrik, energi nuklir, energi gelomang elektromagnit, energi akiat ga-a magnit, dan lain3lain. Energi dapat eruah dari satu entuk entuk ke entuk lain, lain, aik secara alami maupun maupun hasil reka-asa reka-asa teknologi. teknologi. elain elain itu energ energii di alam semesta semesta ersi/a ersi/att kekal, kekal, tidak tidak dapat dapat dicipt diciptaka akan n atau atau dihilangkan, -ang ter"adi adalah peruahan energi dari satu entuk men"adi entuk lain tanpa ada pengurangan pengurangan atau penamahan. penamahan. #rinsip ini diseut diseut seagai seagai prinsip prinsip kekekalan energi. uatu sistem termodinamika adalah suatu massa atau daerah -ang dipilih untuk untuk di"adikan di"adikan o-ek o-ek analisis analisis..
*aerah sekitar sekitar sistem sistem terseut terseut diseut diseut seagai seagai
lingku lingkunga ngan. n. Batas Batas antara antara sistem sistem dengan dengan lingku lingkunga ngannnn-aa diseut diseut atas atas sistem sistem (boundary). boundary). #enerapan hukum termodinamika pertama dalam idang kimia merupakan ahan ka"ian dari termokimia. Bun-i dari hukum termodinamika pertama -aitu
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1
Konsep Dasar Termokimia adalah ilmu -ang mempela"ari huungan antara energi panas
dan energ energii kimia. kimia. edang edangkan kan energi energi kimia kimia dide/i dide/inisi nisikan kan seagai seagai energ energii -ang -ang dikandung setiap unsur atau sen-a0a. Energi kimia -ang terkandung dalam suatu at adalah semacam energi potensial at terseut. Energi potensial kimia -ang terkan terkandun dung g dalam dalam suatu suatu at diseu diseutt panas panas dalam dalam atau entalp entalpii dan din-atak din-atakan an dengan simol %. elisih antara entalpi reaktan dan entalpi hasil pada suatu reaksi diseut peruahan entalpi reaksi. #eruahan entalpi reaksi dieri simol %.
2.2
Termodinamika I Termod ermodina inamik mikaa merupa merupakan kan ilmu ilmu tentan tentang g energi energi,, -ang -ang secara secara spesi/i spesi/ik k
memah memahas as tentan tentang g huung huungan an antara antara energ energii panas panas dengan dengan ker"a. ker"a. eperti eperti telah telah diketahui diketahui ah0a energi di alam dapat er0u"ud er0u"ud eragai entuk, selain energi panas dan ker"a, -aitu energi kimia, energi listrik, energi nuklir, energi gelomang elektromagnit, energi akiat ga-a magnit, dan lain3lain. Energi dapat eruah dari satu entuk entuk ke entuk lain, lain, aik secara alami maupun maupun hasil reka-asa reka-asa teknologi. teknologi. elain elain itu energ energii di alam semesta semesta ersi/a ersi/att kekal, kekal, tidak tidak dapat dapat dicipt diciptaka akan n atau atau dihilangkan, -ang ter"adi adalah peruahan energi dari satu entuk men"adi entuk lain tanpa ada pengurangan pengurangan atau penamahan. penamahan. #rinsip ini diseut diseut seagai seagai prinsip prinsip kekekalan energi. uatu sistem termodinamika adalah suatu massa atau daerah -ang dipilih untuk untuk di"adikan di"adikan o-ek o-ek analisis analisis..
*aerah sekitar sekitar sistem sistem terseut terseut diseut diseut seagai seagai
lingku lingkunga ngan. n. Batas Batas antara antara sistem sistem dengan dengan lingku lingkunga ngannnn-aa diseut diseut atas atas sistem sistem (boundary). boundary). #enerapan hukum termodinamika pertama dalam idang kimia merupakan ahan ka"ian dari termokimia. Bun-i dari hukum termodinamika pertama -aitu
4energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, tetapi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain, atau energi alam semesta adalah konstan. 5 #eruahan kalor pada tekanan konstan6 ∆%
7 ∆E 8 #∆9 : 7 #∆9
∆E
7 energi dalam #ada proses siklis (keadaan akhir identik dengan kedaan a0al) 1 72
2 3 1 7 ; , karena adalah /ungsi keadaan dan dalam keadaan sama nilai "uga sama. #ada proses siklis dimungkinkan adan-a panas -ang keluar sistem. ehingga ehingga panas -g masuk ke dalam sistem seluruhn-a seluruhn-a dipakai dipakai untuk untuk melakukan melakukan usaha. %ukum pertama termodinamika dapat dirumuskan sg < 7 = > : < 6 peruahan tenaga dakhil sistem = 6 panas -ang masuk?keluar dari sistem : 6 usaha -ang -ang dilakukan terhadap sistem Tenaga dakhil adalah "umlah tenaga kinetik dan tenaga potensial molekul3 molekuln-a (pada gas ideal molekuln-a tidak tarik3menarik). Mekanika
sistem) Termodinamika, :3n-a (3)
#ada suatu proses, tenaga kinetik maupun tenaga dakhil dapat eruah -g disea diseaka kan n oleh oleh arus arus panas panas ataupu ataupun n usaha. usaha.
ehing ehingga ga hukum pertama pertama dapat dapat
ditulis6 < 8
:t :t 6 saha saha total total (usaha (usaha sistem sendiri, sendiri, "uga ga-a3g ga-a3ga-a a-a -g lain. lain. saha saha terseut karena ga-a konser@ati/ maupun nonkonser@ati/) :t 7 :k 8 :nk *engan rumus hukum pertama termodinamika eruah. Menurut mekanika esar usaha oleh ga-a konser@ati/, misaln-a ga-a gra@itasi :k 7 3
< 8 :nk
2.3
Kalor eaksi #eruahan energi dalam reaksi kimia selalu dapat diuat seagai panas,
sea itu leih tepat ila istilahn-a diseut panas reaksi. Bila suhu dari campuran reaksi naik dan energi potensial dari at3at kimia -ang ersangkutan turun, maka diseut seagai reaksi eksoterm. 'amun, ila pada suatu reaksi suhu dari campuran turun dan energi potensial dari at3at -ang ikut dalam reaksi naik, maka diseut seagai reaksi endoterm. #ada peruahan suhu, ditandai dengan tmula3mula *emikian "uga, peruahan energi potensialA <(E.#) 7 (E.#) akhir > (E.#) mula3mula *ari de/inisi ini didapat suatu kesepakatan dalam tanda al"aar untuk peruahan eksoterm dan endoterm. *alam peruahan eksotermik, energi potensial dari hasil reaksi leih rendah dari energi potensial pereaksi, erarti E# akhir leih rendah dari E#mula3mula . ehingga harga <(E.#) mempun-ai harga negati/. #ada reaksi endoterm, ter"adi kealikann-a sehingga harga <(E.#) adalah positi/. #ada suatu reaksi, reaksi pementukann-a dide/inisikan seagai reaksi -ang mementuk sen-a0a tunggal dari unsur3unsur pen-usunn-a. ementara panas pementukann-a didasarkan pada 1 mol sen-a0a terentuk. #anas pementukan standar -aitu 2C.1D (<% /2C). *apat disimpulkan ah0a kalor reaksi (<%) adalah kalor -ang diserap (diperlukan) atau dilepaskan (dihasilkan) dalam reaksi, diseut "uga peruahan entalpi. #ada eerapa reaksi kimia "umlah kalor reaksi dapat diukur melalui suatu percoaan di dalam laoratorium. #engukuran kalor reaksi terseut dapat dilakukan dengan menggunakan alat -ang diseut kalorimeter.
2.!
Ker"a Fstilah ker"a merupakan konsep -ang telah dide/inisikan oleh ilmu utama
mekanika. *alam termodinamika, ker"a secara umum dide/inisikan seagai ga-a kali "arak. Gika perpindahan "arak akiat ga-a + adalah seesar ds (ds 7 distance?"arak), maka ker"a -ang dilakukan. *W 7 + ds imol *W digunakan untuk "umlah kecil dari ker"a dan merupakan /ungsi -ang tidak pasti karena ker"a -ang dilakukan tergantung pada "alann-a reaksi. Terdapat eragai "enis ker"a -ang dide/inisikan dengan persamaan6 er"a mekanik
*:
7 + ds
er"a ekspansi
*:
7 p d9
er"a gra@itasi
*:
7 mgdh
er"a permukaan
*:
7 H dI
er"a listrik
*:
7 e dJ
Tanda -ang akan digunakan selan"utn-a adalah6 a
er"a adalah positi/ "ika sistem melakukan ker"a terhadap sekeliling. er"a adalah negati/ "ika ker"a dilakukan terhadap sistem oleh sekeliling. *alam termokimia ada dua hal -ang perlu diperhatikan -ang men-angkut
perpindahan energi, -aitu sistem dan lingkungan. egala sesuatu -ang men"adi pusat perhatian dalam mempela"ari peruahan energi diseut sistem, sedangkan hal3hal -ang mematasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem diseut lingkungan. Berdasarkan interaksin-a dengan lingkungan, sistem diedakan men"adi tiga macam, -aitu 6 1
istem Teruka istem teruka
adalah suatu sistem -ang
memungkinkan ter"adi
perpindahan energi dan at (materi) antara lingkungan dengan sistem. #ertukaran materi artin-a ada hasil reaksi -ang dapat meninggalkan sistem (0adah reaksi), misaln-a gas, atau ada sesuatu dari lingkungan -ang dapat memasuki sistem.
2 istem Tertutup uatu sistem -ang antara sistem dan lingkungan dapat ter"adi perpindahan energi, tetapi tidak dapat ter"adi pertukaran materi diseut sistem tertutup.
! istem Terisolasi istem terisolasi merupakan sistem -ang tidak memungkinkan ter"adin-a perpindahan energi dan materi antara sistem dengan lingkungan. Energi adalah kapasitas untuk melakukan ker"a (:) atau menghasilkan panas (kalor = J). #ertukaran energi antara sistem dan lingkungan dapat erupa kalor (J) atau entuk energi lainn-a -ang secara kolekti/ diseut ker"a (:). Energi -ang dipindahkan dalam entuk ker"a atau dalam entuk kalor -ang memengaruhi "umlah total energi -ang terdapat dalam sistem diseut energi dalam (internal energy). er"a adalah suatu entuk pertukaran energi antara sistem dan lingkungan di luar kalor.
2.#
En$alpi Entalpi (%) adalah "umlah total dari semua entuk energi. Entalpi (%)
suatu at ditentukan oleh "umlah dan entuk energi -ang dimiliki at -ang "umlahn-a akan tetap konstan selama tidak ada energi -ang masuk atau keluar dari at. . Misaln-a entalpi untuk air dapat ditulis % % 2(l) dan untuk es ditulis % %2(s). ntuk men-atakan kalor reaksi pada tekanan tetap (J p ) digunakan esaran -ang diseut Entalpi ( % ). % 7 E 8 ( #.9 ) ∆%
7 ∆E 8 ( #. ∆9 )
∆% 7
(J 8 0 ) 8 ( #. ∆9 )
∆% 7
J p > ( #. ∆9 ) 8 ( #. ∆9 )
∆% 7
J p
ntuk reaksi kimia 6 ∆% 7
%p > %r
%p 7 entalpi produk
%r 7 entalpi reaktan Reaksi pada tekanan tetap
6 J p 7 ∆% ( peruahan entalpi )
Reaksi pada @olume tetap
6 J@ 7 ∆E ( peruahan energi dalam )
#eruahan kalor atau entalpi -ang ter"adi selama proses penerimaan atau pelepasan kalor din-atakan dengan ”perubahan entalpi ( H)” . %arga entalpi at seenarn-a tidak dapat ditentukan atau diukur. Tetapi % dapat ditentukan dengan cara mengukur "umlah kalor -ang diserap sistem. #ada peruahan kimia selalu ter"adi peruahan entalpi. Besarn-a peruahan entalpi adalah sama esar dengan selisih antara entalpi hasil reaksi dan "umlah entalpi pereaksi. etiap sistem atau at mempun-ai energi -ang tersimpan didalamn-a. Energi potensial erkaitan dengan 0u"ud at, @olume, dan tekanan. Energi kinetik ditimulkan karena atom > atom dan molekul3molekul dalam at ergerak secara acak. Kamar erikut ini menun"ukkan diagram peruahan energi kimia men"adi eragai entuk energi lainn-a.
%am&ar 1. #eruahan energi men"adi energi lainn-a #ada reaksi endoterm, entalpi sesudah reaksi men"adi leih esar, sehingga % positi/. edangkan pada reaksi eksoterm, entalpi sesudah reaksi men"adi leih kecil, sehingga % negati/. #eruahan entalpi pada suatu reaksi diseut kalor reaksi. alor reaksi untuk reaksi3reaksi -ang khas diseut dengan nama -ang khas
pula, misaln-a kalor pementukan kalor penguraian, kalor pemakaran, kalor pelarutan dan seagain-a.
2.D.1
Entalpi #ementukan tandar (% / ) Entalpi pementukan standar suatu sen-a0a men-atakan "umlah
kalor -ang diperlukan atau dieaskan untuk proses pementukan 1 mol sen-a0a dari unsur3unsurn-a -ang stail pada keadaan standar (T#). Entalpi pementukan standar dieri simol (% / ), simol / erasal dari kata formation -ang erarti pementukan. &ontoh unsur3unsur -ang stail pada keadaan standar, -aitu 6 %2, 2, &, '2, Ig, &l 2, Br 2, , 'a, &a, dan %g. 2.D.2
Entalpi #enguraian tandar (% d) Entalpi penguraian standar suatu sen-a0a men-atakan "umlah
kalor -ang diperlukan atau dieaskan untuk proses penguraian 1 mol sen-a0a dari unsur3unsurn-a -ang stail pada keadaan standar (T#). Entalpi penguraian standar dieri simol (% d) simol d erasal dari kata decomposition -ang erarti penguraian. Menurut %ukum Laplace, "umlah kalor -ang dieaskan pada pementukan sen-a0a dari unsur3unsurn-a sama dengan "umlah kalor -ang diperlukan pada penguraian sen-a0a terseut men"adi unsur3 unsurn-a. Gadi, entalpi penguraian merupakan kealikan dari entalpi pementukan sen-a0a -ang sama. *engan demikian "umlah kalorn-a sama tetapi tandan-a erla0anan karena reaksin-a erla0anan arah. 2.D.!
Entalpi #emakaran tandar (% c) Entalpi pemakaran standar suatu sen-a0a men-atakan "umlah
kalor -ang diperlukan atau dieaskan untuk proses pemakaran 1 mol sen-a0a dari unsur3unsurn-a -ang stail pada keadaan standar (T#). Entalpi penguraian standar dieri simol (% c) simol d erasal dari kata
combustion -ang erarti pemakaran. #emakaran selalu memeaskan kalor sehingga nilai entalpipemakaran selalu negati/ (eksoterm)
2.D.$
Entalpi #elarutan tandar (%s) Entalpi pelarutan standar men-atakan "umlah kalor -ang diperlukan
atau dieaskan untuk melarutkan 1 mol at pada keadaan standar (T#). Entalpi penguraian standar dieri simol (% s) simol s erasal dari kata solvation -ang erarti pelarutan. 2.D.D
Entalpi 'etralisasi tandar Entalpi netralisasi standar adalah entalpi -ang ter"adi pada
penetralan 1 mol asam oleh asa atau 1 mol asa oleh asam pada keadaan standar. Gika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar, maka dinotasikan dengan ∆%n, satuann-a 7 kG ? mol 2.D.
Entalpi #enguapan tandar Entalpi penguapan standar adalah entalpi -ang ter"adi pada
penguapan 1 mol at dalam /ase cair men"adi /ase gas pada keadaan standar. Gika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar, maka dinotasikan dengan ∆%@ap, satuann-a 7 kG ? mol. 2.D.N
Entalpi #eleuran tandar Entalpi peleuran standar adalah
entalpi -ang ter"adi pada
pencairan ? peleuran 1 mol at dalam /ase padat men"adi at dalam /ase cair pada keadaan standar. Gika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar, maka dinotasikan dengan 2.D.C
∆%/us,
satuann-a 7 kG ? mol.
Entalpi ulimasi tandar Entalpi sulimasi standar adalah entalpi -ang ter"adi pada sulimasi
1 mol at dalam /ase padat men"adi at dalam /ase gas pada keadaan
standar. Gika pengukuran tidak dilakukan pada keadaan standar, maka dinotasikan
Hosub =
2.'
dengan
Hofus +
∆%su,
satuann-a
7
kG
?
mol.
Hovap
Kalorime$er #eruahan entalpi adalah peruahan kalor -ang diukur pada tekanan
konstan, untuk menentukan peruahan entalpi dilakukan dengan cara -ang sama dengan penentuan peruahan kalor -ang dilakukan pada tekanan konstan. #eruahan kalor pada suatu reaksi dapat diukur melalui pengukuran peruahan suhu -ang ter"adi pada reaksi. #engukuran peruahan kalor dapat dilakukan dengan alat -ang diseut kalorimeter. alorimeter adalah suatu sistem terisolasi (tidak ada perpindahan materi maupun energi dengan lingkungan di luar kalorimeter). alorimeter teragi men"adi dua, -aitu kalorimeter om dan kalorimeter sederhana. Gika dua uah at atau leih dicampur men"adi satu maka at -ang suhun-a tinggi akan melepaskan kalor sedangkan at -ang suhun-a rendah akan menerima kalor, sampai tercapai kesetimangan termal. Menurut aas Black 6 alor -ang dilepas 7 kalor -ang diterima Rumus -ang digunakan adalah 6 J 7 m x c x ∆T Jkalorimeter 7 & x ∆T dengan 6 J
7 "umlah kalor ( G )
m 7 massa at ( g ) ∆T
7 peruahan suhu ( o& atau )
c
7 kalor "enis ( G ? g.o& ) atau ( G ? g. )
& 7 kapasitas kalor ( G ? o& ) atau ( G ? )
leh karena tidak ada kalor -ang teruang ke lingkungan, maka kalor reaksi 7 kalor -ang diserap ? dieaskan oleh larutan dan kalorimeter, tetapi tandan-a ereda. qreaksi 7 3 (qlarutan 8 qkalorimeter )
Beerapa "enis kalorimeter 6 2..1
alorimeter om alorimeter om adalah alat -ang digunakan untuk mengukur
"umlah kalor (nilai kalori) -ang dieaskan pada pemakaran sempurna (dalam 2 erleih) suatu sen-a0a, ahan makanan, ahan akar atau khusus digunakan untuk menentukan kalor dari reaksi3reaksi pemakaran. alorimeter ini terdiri dari seuah om (tempat erlangsungn-a reaksi pemakaran, teruat dari ahan stainless steel dan diisi dengan gas oksigen pada tekanan tinggi) dan se"umlah air -ang diatasi dengan 0adah -ang kedap panas. e"umlah sampel ditempatkan pada taung er oksigen -ang tercelup dalam medium pen-erap kalor (kalorimeter), dan sampel akan terakar oleh api listrik dari ka0at logam terpasang dalam taung. Reaksi pemakaran -ang ter"adi di dalam om, akan menghasilkan kalor dan diserap oleh air dan om. leh karena tidak ada kalor -ang teruang ke lingkungan, maka 6 Jreaksi 7 3 (Jair 8 J om ) Gumlah kalor -ang diserap oleh air dapat dihitung dengan rumus 6 Jair 7 m x c x ∆T dengan 6 m 7 massa air dalam kalorimeter ( g ) c
7 kalor "enis air dalam kalorimeter (G ? g.o& ) atau ( G ? g. )
∆T
7 peruahan suhu ( o& atau ) Gumlah kalor -ang diserap oleh om dapat dihitung dengan rumus 6
J om 7 & om x ∆T
dengan 6 & om 7 kapasitas kalor om ( G ? o& ) atau ( G ? ) ∆T
7 peruahan suhu ( o& atau ) Reaksi -ang erlangsung pada kalorimeter om erlangsung pada
@olume tetap (∆9 7 nol). leh karena itu, peruahan kalor -ang ter"adi di dalam sistem 7 peruahan energi dalamn-a. ∆ E
= q ! dimana ! 7 3 ". ∆# ( "ika ∆9 7 nol maka ! 7 nol )
maka ∆ E 7 qv &ontoh kalorimeter om adalah kalorimeter makanan.
%am&ar 2. alorimeter om 2..2
alorimeter ederhana #engukuran kalor reaksi, selain kalor reaksi pemakaran dapat
dilakukan dengan menggunakan kalorimeter pada tekanan tetap -aitu dengan kalorimeter sederhana -ang diuat dari gelas stero/oam. alorimeter ini iasan-a dipakai untuk mengukur kalor reaksi -ang reaksin-a erlangsung dalam /ase larutan (misaln-a reaksi netralisasi asam > asa ? netralisasi, pelarutan dan pengendapan).
#ada kalorimeter ini, kalor reaksi 7 "umlah kalor -ang diserap ? dilepaskan larutan sedangkan kalor -ang diserap oleh gelas dan lingkunganA diaaikan. Jreaksi
7 3 (Jlarutan 8 Jkalorimeter )
Jkalorimeter
7 &kalorimeter x ∆T
dengan 6 &kalorimeter 7 kapasitas kalor kalorimeter (G ? o&) atau (G?) ∆T
7 peruahan suhu (o& atau ) Gika harga kapasitas kalor kalorimeter sangat kecil, maka dapat
diaaikan sehingga peruahan kalor dapat dianggap han-a erakiat pada kenaikan suhu larutan dalam kalorimeter. Jreaksi
7 3 Jlarutan
Jlarutan
7 m x c x ∆T
dengan 6 m 7 massa larutan dalam kalorimeter (g) c
7 kalor "enis larutan dalam kalorimeter (G ? g.o&) atau (G ? g. )
∆T
7 peruahan suhu ( o& atau ) #ada kalorimeter ini, reaksi erlangsung pada tekanan tetap (∆# 7
nol) sehingga peruahan kalor -ang ter"adi dalam sistem 7 peruahan entalpin-a. ∆ H =
q p
&ontoh kalorimeter sederhana adalah kalorimeter larutan. alorimeter larutan adalah alat -ang digunakan untuk mengukur "umlah kalor -ang terliat pada reaksi kimia dalam sistem larutan. #ada dasarn-a, kalor -ang dieaskan?diserap men-eakan peruahan suhu pada kalorimeter. Berdasarkan peruahan suhu per kuantitas pereaksi kemudian dihitung kalor reaksi dari reaksi sistem larutan terseut. ini kalorimeter larutan dengan ketelitian cukup tinggi dapat diperoleh dipasaran. *alam menentukan entalpi erlaku persamaan
=reaksi 7 3 (=larutan 8 = kalorimeter ) = reaksi 7 3 (m.c.
m 7 massa at (kg)
ementara itu, persamaan reaksi -ang mengikutsertakan peruahan entalpin-a diseut persamaan termokimia. #ada reaksi endoterm, sistem men-erap energi. leh karena itu, entalpi sistem akan ertamah. Irtin-a entalpi produk (%p) leih esar daripada entalpi pereaksi (%r). Ikiatn-a, peruahan entalpi, merupakan selisih antara entalpi produk dengan entalpi pereaksi (%p 3%r) ertanda positi/. ehingga peruahan entalpi untuk reaksi endoterm dapat din-atakan6 % 7 %p 3 %r O ; Reaksi eksoterm, sistem memeaskan energi, sehingga entalpi sistem akan erkurang, artin-a entalpi produk leih kecil daripada entalpi pereaksi. leh karena itu, peruahan entalpin-a ertanda negati/. ehingga p dapat din-atakan seagai erikut6 % 7 %p 3 %r P ;
2.(
H)k)m Hess %enr- %ess melakukan serangkaian percoaan dan men-impulkan ah0a
peruahan entalpi suatu reaksi merupakan /ungsi keadaan. Irtin-a 6 4 perubahan entalpi suatu reaksi hanya tergantung pada keadaan a!al $ %at&%at pereaksi )
dan keadaan akhir $ %at&%at hasil reaksi ) dari suatu
reaksi dan tidak tergantung pada 'alannya reaksi.” #ern-ataan ini diseut %ukum %ess, rumus -ang dapat dipakai -aitu %reaksi 7 %1 8 %2 8Q.
%am&ar 3. Kamaran @isual dari %ukum %ess dalam reaksi. Menurut hukum %ess, karena entalpi adalah /ungsi keadaan, peruahan entalpi dari suatu reaksi kimia adalah sama, 0alaupun langkah3langkah -ang digunakan untuk memperoleh produk ereda. Berdasarkan %ukum %ess, penentuan
∆%
dapat dilakukan melalui ! cara
-aitu 6 1. #eruahan entalpi (∆%) suatu reaksi dihitung melalui pen"umlahan dari peruahan entalpi eerapa reaksi -ang erhuungan. 2. #eruahan entalpi ( ∆%) suatu reaksi dihitung erdasarkan selisih entalpi pementukan (∆%o/ ) antara produk dan reaktan. !. #eruahan entalpi ( ∆%) suatu reaksi dihitung erdasarkan data energi ikatan. elain itu, dengan menggunakan %ukum %ess, nilai % "uga dapat diketahui dengan pengurangan entalpi pementukan produk3produk dikurangi entalpi pementukan reaktan. ecara matematis . ntuk reaksi3reaksi lainn-a secara umum
2.*
Penen$)an +H eaksi %ukum %ess men-atakan ah0a peruahan entalpi tidak tergantung pada
erapa an-ak tahapan reaksi, tetapi tergantung pada keadaan a0al dan akhir. *engan kata lain, untuk suatu reaksi keseluruhan tertentu, peruahan entalpi
selalu sama, tak peduli apakah reaksi itu dilaksanakan secara langsung ataukah secara tak langsung dan le0at tahap3tahap -ang erlainan. 2.C.1
#enentuan <% Reaksi erdasarkan eksperimen (alorimeter) #enentuan kalor reaksi secara kalorimetris merupakan penentuan
-ang didasarkan atau diukur dari peruahan suhu larutan dan kalorimeter dengan prinsip perpindahan kalor, -aitu "umlah kalor -ang dierikan sama dengan "umlah kalor -ang diserap. 2.C.2
#enentuan <% Reaksi dengan %ukum %ess %ukum %ess 6 5 alor reaksi -ang dilepas atau diserap han-a
ergantung
pada
keadaan
a0al
dan
keadaan
akhir5.
ntuk menguah at I men"adi at B (produk) diperlukan kalor reaksi seesar <%. 2.C.!
#enentuan <% Reaksi Berdasarkan *ata #eruahan Entalpi &ara lain perhitungan entalpi reaksi -aitu erdasarkan entalpi
pementukan standar (<%o/ ) at3at -ang ada pada reaksi terseut. ,Hreaksi - ,Ho/ prod)k 0 ,Ho/ reak$an Ta&el 1. Entalpi pementukan eerapa at at
*%o/ ( kG?mol )
at
*%o/ ( kG?mol )
%2(g)
;
&2%$(g)
8 D2,D
2(g)
;
&&l$(g)
3 ,;
&(s)
;
'%!(g)
3 $D,
%2(g)
3 2$1,C
'2(g)
8 !!,2
%2(l)
3 2CD,C
2(g)
3 2,C
&2(g)
3 !!,D
%&l (g)
3 2,!
&(g)
311;,D
'(g)
8 ;,!
2.C.$
#enentuan <% Reaksi *ari Energi Fkatan Reaksi kimia antarmolekul dapat dianggap erlangsung dalam 2
tahap -aitu 6 F. FF.
#emutusan ikatan pada pereaksi #ementukan ikatan pada produk. Ta&el 2. Energi ikatan eerapa unsur
Fkatan
E (kG?mol)
Fkatan
E (kG?mol)
%3%
$!
7
$C
%3&
$1D
&S'
C1
%3'
!;
+3+
1;
&3&
!$D
&l3&l
2$!
&S&
C!N
%3&l
$!2
&3
!D;
&7&
11
&7
N$1
F3F
1D;
&3&l
!!;
'7'
$1C
3%
2.
$D;
&3+
$CD
Eneri Ika$an Energi ikatan dide/inisikan seagai panas reaksi -ang dihuungkan dengan
pemecahan ikatan kimia dari molekul gas men"adi agian3agian gas. Terkadang diseut "uga entalpi ikatan, nama -ang sesungguhn-a leih tepat. *alam hal -ang sama, data panas reaksi dapat "uga digunakan untuk menghitung energi disosiasi ikatan dari setiap ikatan tertentu, asal sa"a data lain dalam persamaan diketahui. atu hal -ang harus diingat ah0a lingkungan sekeliling atom sangat mempengaruhi energi ikatan dari ikatan tertentu. leh karena itu, harga -ang diperoleh dari persamaan adalah harga rata3rata atau harga kira3kira. :alaupun energi ikatan adalah untuk molekul dalam /ase gas, tetapi harga kira3kira panas reaksi dapat dihitung dari /ase terkondensasi dapat dikoreksi "ika panas penguapan, panas sulimasi dan lain3lain dapat diikutsertakan. uatu reaksi -ang ∆%>n-a ditentukan dengan menggunakan energi ikatan, maka atom3atom -ang terliat dalam reaksi harus er0u"ud gas. Berdasarkan "enis dan letak atom terhadap atom3atom lain dalam molekuln-a, dikenal ! "enis energi ikatan -aitu 6 a
Energi Itomisasi Energi atomisasi adalah energi -ang diperlukan untuk memutuskan semua
ikatan 1 mol molekul men"adi atom3atom eas dalam keadaan gas. Energi atomisasi 7 "umlah seluruh ikatan atom3atom dalam 1 mol sen-a0a.
Energi *isosiasi Fkatan Energi disosiasi ikatan adalah energi -ang diperlukan untuk memutuskan
salah 1 ikatan -ang terdapat pada suatu molekul atau sen-a0a dalam keadaan gas.
c
Energi Fkatan Rata3Rata
Energi ikatan rata3rata adalah energi rerata -ang diperlukan untuk memutuskan ikatan atom3atom pada suatu sen-a0a (notasin-a 7 *). Energi ikatan suatu molekul -ang er0u"ud gas dapat ditentukan dari data entalpi pementukan standar (∆%/ ) dan energi ikat unsur3unsurn-a. #rosesn-a melalui 2 tahap -aitu 6 1. #enguraian sen-a0a men"adi unsur3unsurn-a. 2. #enguahan unsur men"adi atom gas. Reaksi kimia pada dasarn-a terdiri dari 2 proses 6 1. #emutusan ikatan pada pereaksi. 2. #ementukan ikatan pada produk reaksi. #ada proses pemutusan ikatan
7 memerlukan energi.
#ada proses pementukan ikatan
7 memeaskan energi
ecara umum dirumuskan 6 ΔH
o
= ∑ Energi ikatan pereaksi − ∑ Energi ikatan hasil reaksi
Per$anaan )n$)k prak$ikan 4 1 2 ! $ D N C 1;
#engertian termokimia %ukum Termodinamika F #engertian sistem dan lingkungan Macam3macam s-stem erdasarkan interaksi dengan lingkungann-a #engertian entalpi Macam3macam entalpi #engertian kalorimeter Genis3"enis kalorimeter dan cara ker"a masing3masing calorimeter Ias Black %ukum %ess
BAB III 5ET6D6L6%I PE76BAAN
3.1
Diaram Alir Per8o&aan Idapun diagram alir pada percoaan seagai erikut6 !.1.1
Larutan %&l 1,1 M dan Larutan 'a% 1 M
2D mL %&l 1,1 M
Kelas kur
2D mL 'a% 1 M
Mencatat suhu tiap D detik selama 1 menit
alorimeter
Mencatat suhu tiap D detik selama 1 menit
Mencampurkan asam ke dalam kalorimeter
Mengaduk dan mencatat suhu tiap D
Mengaduk dan mencatat suhu tiap 1D detik selama D %am&ar !. *iagram alir percoaan menggunakan larutan %&l dan larutan 'a%
!.1.1
Larutan %'! 1,1 M dan Larutan 'a% 1 M
2D mL %' ! 1,1 M
Kelas kur
2D mL 'a% 1 M
Mencatat suhu tiap D detik selama 1 menit
alorimeter
Mencatat suhu tiap D detik selama 1 menit
Mencampurkan asam ke dalam kalorimeter
Mengaduk dan mencatat suhu tiap D detik selama 1 menit
Mengaduk dan mencatat suhu tiap 1D detik selama D %am&ar #. *iagram alir percoaan menggunakan larutan %' ! dan larutan 'a%
3.2
Ala$ dan Ba9an !.2.1 Ilat -ang *igunakan 1. 2. !. $. D. . N. C.
alorimeter Termometer #ipet @olume Kelas eaker top0atch Bul &orong Kelas ukur
!.2.2 Bahan -ang *igunakan 1. IJuadest 2. Larutan %&l 1,1 M
!. Larutan %'! 1,1 M $. Larutan 'a% 1 M
3.3
:aria&el Per8o&aan 9ariael Tetap 6 konsentrasi larutan %&l, %'!, dan 'a% 9ariael Beruah 6 @olume larutan, 0aktu pencampuran
3.!
Prosed)r Per8o&aan !.$.1
#eruahan entalpi reaksi %&l3'a% Memipet larutan %&l 1,1 M sean-ak 2D mL ke dalam gelas ukur, kemudian mengamati dan mencatat suhu larutan %&l tiap D detik selama 1 menit. Memipet larutam 'a% 1 M sean-ak 2D mL ke dalam kalorimeter, kemudian mengamati dan mencatat suhu larutan 'a% tiap D detik selama 1 menit. etelah mengamati suhu masing3masing larutan asam dan asa, kemudian larutan asam dimasukkan ke dalam kalorimeter dan mengamati suhu a0al pencampuran. etelah itu, larutan campuran terseut di aduk dan di amati peruahan suhu tiap D detik selama 1 menit dan dilan"utkan pengamatan peruahan suhu tiap 1D detik selama D menit.
!.$.2
#eruahan entalpi reaksi %'!3'a% Memipet larutan %'! 1,1 M sean-ak 2D mL ke dalam gelas ukur, kemudian mengamati dan mencatat suhu larutan %' ! tiap D detik selama 1 menit. Memipet larutan 'a% 1 M sean-ak 2D mL ke dalam kalorimeter, kemudian mengamati dan mencatat suhu larutan 'a% tiap D detik selama 1 menit. etelah mengamati suhu masing3masing larutan asam dan asa, kemudian larutan asam dimasukkan ke dalam kalorimeter dan mengamati suhu a0al pencampuran. etelah itu, larutan campuran terseut di aduk dan di amati peruahan suhu tiap D detik selama 1 menit dan dilan"utkan pengamatan peruahan suhu tiap 1D detik selama D menit.
BIB F9 %IFL *I' #EMBI%II'
$.1 %asil #ercoaan Adapun Hasil yang diperoleh dari percobaan termokimia ini adalah :
No. 1
Da$a
H7l0Na6H
Temperatur a0al rata3rata asam dan
HN630Na6H
!1,ND
; asa ( & ) 2
#eruahan temperatur
∆ T ¿
)
,2D
!
9olume akhir campuran (mL)
D;
$
D;
D
Massa campuran akhir (asumsi densitas larutan 1 g?mL) #anas "enis campuran
#anas -ang diliatkan (G)
N
3 Mol % -ang direaksikan, reaksi pematas Mol %2 terentuk
C 1;
∆ H n
(3kG?mol %2)
Rata3rata
∆ H n
(3kG?mol)
; $,1C G?g & 12DC,1C ;,;2D mol ;,;2D mol 3D;,!2N2 3D;,!2N2
$.2 #emahasan #ada praktikum ini ertu"uan untuk menentukan peruahan entalpi pada reaksi. Reaksi -ang terliat merupakan reaksi netralisasi 'a% dengan %&l, dan 'a% dengan %' !. #ada percoaan netralisasi 'a% dan %&ldengan memasukkan 2D ml larutan 'a% ke dalam calorimeter dan dicatat suhun-a. Lalu 2D ml %&l pada taung ukur dicatat suhun-a. #engukuran suhu masing3asing larutan ini untuk mengetahui suhu a0al. elan"utn-a, %&l dicampurkan ke dalam
calorimeter dan diaduk, dicatat suhu selama 1 menit setiap D detik dilan"utkan selama D menit setiap 1D detik. etika %&l dicampurkan dengan 'a% maka akan menghasilkan 'a&l dan air. Berikut persamaan reaksin-a6 'a% 8 %&l
'a&l 8 %2
Sistem HCl - NaOH 40 38 36
!"# $ % 0" & 3'())
Temperatur 34 32
*inear !#
30 28 0 50 100150200250300350400450 Waktu
*ari gra/ik di atas, pada saat pencampuran suhu larutan meningkat dari suhu a0al. %al ini ter"adi karena adan-a reaksi di dalam calorimeter -ang mengalami pelepasan kalor. etelah mengalami kenaikan hingga !C;&, suhu di dalam calorimeter mengalami penurunan men"adi !N ;&. hal ini dikarenakan s-stem termasuk kedalam s-stem tertutup sehingga ada panas -ang keluar. leh karena timul panas ketika pencampuran , artin-a reaksi terseut melepaskan kalor atau reaksin-a eksoterm. Maka kalor -ang dilepaskan men-atakan peruahan entalpi -ang hargan-a negati@e. #ada percoaan ini didapat entalpi seesar 3D;,!2N2 k"?mol %2. *ari literature peruahan entalpi reaksi netralisasi 'a% dengan %&l seesar 3C;.$ k"?mol % 2 . #eredaan entalpi literature dengan percoaan dikarenakan peredaan tekanan, peredaan peruahan suhu. *ari percoaan didapat persamaan termokimia seagai erikut 6
'a% 8 %&l
'a&l 8 %2
<% 73D;,!2N2 k"?mol % 2
BIB 9 #ER%FT'KI'
I. #ercoaan 'a% 8%&l
T =
1.
T HCl + T NaOH
=
31 + 32,5
2
2
= 31,75
∆ T = T max −T awal =38−31,75 =6,25
2.
!. 9 akhir campuran 7 9 'a% 8 9 %&l m= ρ x V =
$.
1g
mL
x 50 ml =50 g
D. udah ada q =m x c x ∆ T = 50 x 4,18 x 6,25 =1306,25 J
.
N. Mol %3 'a%
'a8
m
;,;2D
3
3
;,;2D
;,;2D
;,;2D
s
;
;,;2D
;,;2D
'a%
'a&l 8
%2
8
%3
C. Mol %2 %&l
.
8
m
;,;2ND
;,;2D
3
3
;,;2D
;,;2D
;,;2D
;,;2D
s
;,;;2D
;
;,;2D
;,;2D
∆ H n
∆ H n=
− q
n H o 2
=
−1258,18
0,025
B. #ercoaan 'a% 8 %' !
=−50.272,2
J kJ H 2 O =−50,2722 H O mol mol 2
T =
1.
T HNO + T NaOH 3
2
=¿
∆ T =T max −T awal =¿
2.
!. 9 akhir campuran 7 9 'a% 8 9 %&l m= ρ x V =
$.
1g
mL
x 50 ml =50 g
D. udah ada q =m x c x ∆ T = 50 x 4,18 x ∆ T = J
.
N. Mol %3 'a%
'a8
m
;,;2D
3
3
;,;2D
;,;2D
;,;2D
s
;
;,;2D
;,;2D
%'! 8
'a%
'a'!
8
m
;,;2ND
;,;2D
3
3
;,;2D
;,;2D
;,;2D
;,;2D
s
;,;;2D
;
;,;2D
;,;2D
8
%3
C. Mol %2
.
∆ H n
∆ H n=
−q
n H o 2
=
−q
0,025
=¿
%2
*I+TIR #TII
Brad-, Games .E. 1. (imia niversitas *%as + truktur -ilid , Edisi ke&/. Gakarta 6 Binarupa
Iksara
lein/elter, :ood. 1C. (imia ntuk niversitas -ilid .ed..Gakarta 6 Erlangga Raha-u,'urha-ati,dan Godhi #ramu"i K.2;;. 0angkuman (imia 1*.Gakarta 6 Kagas Media utresna,'ana. 2;;N.2erdas 3ela'ar (imia untuk (elas 45 .Gakarta 6 Kra/indo Media #ratama uliah imia *asar F oleh #ak mar *ogra, . 1;. (imia 6isik dan oal&oal . Gakarta6 ni@ersitas Fndonesia *enigh, enneth. 1C;. "rinsip&"rinsip (eseimbangan (imia edisi ke&empat . Gakarta6 ni@ersitas Fndonesia /[email protected]?@12?sponsor?...?;2C12;+is313$d.htm http6??log.ums.ac.id?@itasari?/iles?2;;?;?kuliah311Upanas3reaksi.pd/ http6??elearning.gunadarma.ac.id?docmodul?pengantarUkimia?BaUC http6??id.0ikipedia.org?0iki?%ukumU%ess http6??id.0ikipedia.org?0iki?alorimeterV http6??000.scrid.com?doc?2;1;;C2!?alorimeter http6??000.chem3is3tr-.org?materiUkimia?kimiaU/isika1?termokimia?pengertian3 termokimia? http6??elearning.uin3suka.ac.id?attachment?hukumUiUtermoUshC-;U11ND.ppt http6??mesin.ra0i"a-a.ac.id?diktatUa"ar?data?;2UcUa1n2Utermo1.pd/ http6??oc0.gunadarma.ac.id?course?diploma3three3program?stud-3program3o/3 computer3engineering3d!?/isika3dasar32?termokimia :i"a-anti. 2;;. "enentuan Entalpi 0eaksi. amis, 1; *esemer. http6??kimia3 as-ik.logspot.com?2;;?12?penentuan3entalpi3reaksi.html http6??000.kimiaku.in/o?termokimia.pd/
