LAPORAN MINGGUAN PRAKTIKUM KIMIA DASAR TERMOKIMIA
MAKALAH
Oleh : Nama NRP Kelompok Meja Tanggal Praktikum Asisten
: Nur Rahayu Setiawati : 113020117 :E : 1 (Satu) : 17 Desember 2011 : Dandy Yusuf
LABORATORIUM KIMIA DASAR JURUSAN TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS PASUNDAN BANDUNG 2011 I PENDAHULUAN
Bab ini menugaskan mengenai: (1) Latar Belakang, (2) Tujuan Percobaan, dan (3) Prinsip Percobaan. 1.1 Latar Latar Belakang Belakang
Perubahan energi biasanya dihasilkan dari kerja mekanik terhadap sistem atau dari kestabilan kontak termal antara dua sistem pada suhu berbeda. Dalam kimia kimia,, salah salah satu satu sumb sumber er perub perubah ahan an energ energii yang yang penti penting ng adala adalah h kalo kalorr yang yang dihasil dihasilkan kan atau yang diserap selama selama reaksi reaksi berlang berlangsun sung. g. Peruba Perubahan han kalor kalor yang yang menyertai reaksi kimia dinamakan termokimia. Energi yang menyertai reaksi kimia lebih sering dinyatakan dalam bentuk entalpi, sebab banyak reaksi-reaski kimia yang dilakukan pada tekanan tetap, bukan pada volum volum tetap. Suatu besaran yang sangat berguna berguna dalam reaksi kimia adalah perubahan perubahan entalpi molar standar, dilambangka dilambangkan n dengan dengan ∆H0, yang yang menyat menyatakan akan perubahan perubahan entalpi jika satu mol pereaksi diubah diubah menjadi menjadi produk produk pada keadaan keadaan standar. (Sunarya, 2000). Salah Salah satu satu sumb sumber er peru peruba bahan han energ energii yang yang pent penting ing adal adalah ah kalo kalorr yang yang dihasil dihasilkan kan atau yang diserap selama selama reaksi reaksi berlang berlangsun sung. g. Peruba Perubahan han kalor kalor yang yang menyertai menyertai reaksi kimia dinamakan dinamakan termokimia. termokimia. Termokimia Termokimia merupakan merupakan perubahan perubahan yang yang terja terjadi di kare karena na adan adanya ya fakto faktorr perp perpind indah ahan an ener energi gi antar antaraa syste system m deng dengan an lingkungan. Termokimia mempelajari tentang perubahan kalor dalam suatu reaksi kimia. Pelajaran hukum-hukum termodinamika dapat diperoleh pada diktat kuliah dan buku teks. Perubahan kalor pada percobaan termokimia terjadi pada tekanan konstan. Perubahan yang ditentukan adalah perubahan entalpi.
(Sutrisno, 2011). 1.2 Tujuan Percobaan
Tujuan Tujuan dari percoba percobaan an termok termokimia imia ini adalah adalah untuk untuk menent menentuka ukan n setiap setiap reaksi kimia selalu disertai dengan perubahan energi, untuk menentukan perubahan kalor dapat diukur atau dipelajari dengan percobaan yang sederhana, dan untuk mempelajari reaksi kimia dapat berlangsung eksoterm dan endoterm. (Sutrisno, 2011) 1.3 Prinsip Percobaan
Prin Prinsip sip perco percoba baan an termo termokim kimia ia ini ini adala adalah h berd berdasa asark rkan an Huku Hukum m Hess Hess mengenai jumlah panas : “Keseluruhan perubahan sebagai hasil urutan langkahlangkah dan harga ΔH untuk keseluruhan proses adalah jumlah dari percobaan entalpi yang terjadi selama perjalanan ini”. Berdasarkan Hukum Lavoisier : “Pada setiap reaksi kimia massa zat-zat yang bereaksi adalah sama dengan massa produk reaksi”. reaksi”. Dalam Dalam versi versi modern modern,, “Dalam “Dalam setiap setiap reaksi reaksi kimia kimia tidak tidak dapat dapat didetek dideteksi si perubahan perubahan massa”. massa”. (Sutrisno, (Sutrisno, 2011) 2011)
II TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini menguraikan mengenai : (1) Pengertian Termokimia, (2) Perubahan Entalpi, (3) Reaksi Endoterm-Reaksi Eksoterm, dan (4) Kesetimbangan Termal. 2.1 Pengertian Termokimia
Termokimia adalah bagian dari termodinamika yang membahas masalah perubahan perubahan panas reaksi kimia. Reaksi kimia umumnya umumnya berlangsung berlangsung pada tekanan tetap sehingga energi panas yang diserap atau dilepaskan dilepaskan dinyatakan dinyatakan dengan ∆H atau disebut juga dengan perubahan entalpi (Keenan, 1995). Term Termok okim imia ia dapa dapatt diart diartik ikan an seba sebaga gaii ilmu ilmu yang yang memp mempel elaja ajari ri tentan tentang g perubahan perubahan energi atau kalor dari suatu zat atau materi dalam reaksi-reaksi reaksi-reaksi kimia. Pada Pada percoba percobaan an termok termokimia imia ini harus harus memperg mempergunak unakan an beberap beberapaa satuan satuan Sistem Sistem Internasional (SI), yaitu : a. Satuan baru untuk temperature termodinamika adalah Kelvin dengan lambang K (bukan °K atau derajat K). b. Milli Milli liter diganti diganti dengan dengan centimeter centimeter kubik kubik (cm³) (cm³) c. Satuan energi adalah Joule (J) menggantikan menggantikan kalori, dalam banyak hal kilo joule digunakan sebagai satuan perubahan entalpi dengan lambang kJ. d. Satuan SI yang sering digunakan adalah mol sebagai pengganti gram atom atau gram molekul. (Sutrisno, 2011). Energi yang menyertai reaksi kimia lebih sering dinyatakan dalam bentuk entalpi, sebab banyak reaksi-reaski kimia yang dilakukan pada tekanan tetap, bukan pada volum volum tetap. Suatu besaran yang sangat berguna berguna dalam reaksi kimia adalah perubahan perubahan entalpi molar standar, dilambangka dilambangkan n dengan dengan ∆H0, yang yang menyat menyatakan akan
perubahan perubahan entalpi jika satu mol pereaksi diubah diubah menjadi menjadi produk produk pada keadaan keadaan standar. 2.2 Perubahan Entalpi
Entalpi adalah jumlah total dari kerja yang dilakukan system dengan energi dalam dalamny nya, a, dianta diantaran ranya ya energ energii kine kinetik tik,, ener energi gi pote potensi nsial al,, dan dan energ energii dalam dalam.. Sedangkan perubahan entalpi (ΔT) adalah perubahan kalor selama suatu proses dilakukan pada suatu tekanan konstan. Perubahan entalpi harus dinyatakan dalam jumlah kalor per jumlah zat dan suhu reaksi. Nilai ΔH biasanya diberikan dalam jumlah kalor yang diserap atau dilepaskan untuk reaksi dalam satuan mol yang diungkapkan dalam reaksi kimia yang telah setara. Entalpi pembentukan zat (ΔHf) adalah perubahan entalpi jika satu mol suatu zat terbentuk dari unsur-unsur pembentukannya pada keadaan standar. (Sutrisno, 2011). 2.3 Reaksi Endoterm-Reaksi Endoterm-Reaksi Eksoterm
Reaksi Reaksi endote endoterm rm adalah adalah reaksi reaksi yang yang menyer menyerap ap kalor kalor atau memerlu memerlukan kan energi sehingga reaksinya memiliki entalpi yang lebih tinggi daripada zat semula. Sedangkan reaksi eksoterm adalah reaksi yang melepaskan kalor atau menghasilkan energi, akibatnya hasil reaksi mempunyai entalpi yang lebih rendah daripada zat semula. semula. Pada reaksi ini terjadi pelepasan energi, sehingga entalpi sistem berkurang berkurang dan perubahan entalpi bertanda negatif dan lingkungan akan terasa panas. Reaksi eksoterm pada umumnya dapat bereaksi secara sponran dan kalor yang dihasilkan dapa dapatt dima dimanfa nfaatk atkan an seba sebaga gaii suatu suatu sumb sumber er energ energii pana panas. s. Suatu Suatu pros proses es yang yang
terjadinya sedemikian rupa sehingga tidak ada panas masuk atau keluar system disebut proses adiabatik. (Sears, 1982) Naiknya Naiknya tekanan tekanan dan suhu suhu akibat akibat pengaliran pengaliran panas panas masuk masuk ke dalam dalam zat yang yang berada dalam sebuah ruang yang tidak dapat memuai merupakan merupakan salah satu contoh proses isokorik. isokorik. Proses isokorik adalah suatu proses zat dalam volumenya volumenya tidak berubah. berubah. (Sears, (Sears, 1982) 1982) 2.4 Kesetimbangan Termal
Kesetimbangan termal adalah keadaan yang dicapai oleh dua atau lebih sistem yang dicirikan oleh keterbatasan harga koordinat sistem itu setelah sistem saling berantaraksi melalui dinding diaterm. Dinding Dinding diaterm yang sering dijumpai adalah lempengan logam yang tipis. (Zemansky, 1986). Suhu semua sistem yang dalam keadaan setimbang termal dapat dinyatakan dengan angka. Menetapkan skala suhu tidak lain ialah menentukan aturan-aturan memberikan harga dalam angka kepada suhu. Syarat bagi kesetimbangan temal antara dua sistem ialah sama tingginya suhu keduanya begitu pula apabila suhunya suhunya berbeda, berbeda, pastilah pastilah kedua sistem sistem itu tidak tidak berada berada dalam kesetimbangan kesetimbangan termal. termal. (Sears, (Sears, 1982)
III ALAT, BAHAN, DAN PROSEDUR PERCOBAAN
Bab ini menguraikan mengenai: (1) Alat-alat yang digunakan, (2) Bahan bahan yang digunakan, digunakan, dan dan (3) Prosedur Prosedur Percoba Percobaan. an. 3.1 Alat-alat yang digunakan
Termostat, gelas ukur, termometer, gelas kimia, gelas ukur, alat pemanas, neraca digital, batang pengaduk, stopwatch stopwatch,, dan botol semprot. 3.2 Bahan digunakan
Aquades, Zn, CuSO 4, etanol, HCl, dan NaOH. 3.3 Prosedur Percobaan
3.3.1 Penentuan Tetapan Kalorimeter 1. Masukkan 20 ml aquades kedalam termostat, catat temperaturnya
2. Panaskan 20 ml aquades kedalam gelas kimia 90 oC, catat temperaturnya.
3. Campur Campurkan kan air panas panas keda kedala lam m aduk
term termos osta tat, t,
atau
kocok,
amat amatii temp temper erat atur urny nyaa sela selama ma 10 meni menitt deng dengan an sela selang ng 1 meni menitt sete setela lah h pencampuran. pencampuran.
4. Buat Buat kurva kurva pengama pengamatan tan temper temperatur atur vs selang selang waktu waktu untuk untuk melaku melakukan kan harga harga penurunan penurunan temperatur temperatur air panas dan kenaikan kenaikan temperatu temperaturr air dingin. dingin.
3.3.2 Penentuan kalor reaksi Zn (s) + CuSO4(l) 1. Masukkan 20 ml larutan CuSO 4 1 M kedalam termostat
2. Catat temperaturnya selama 2 menit dengan selang waktu setengah menit 3. Timbang 2 gram Zn dengan menggunakan neraca digital
4. Masukkan bubuk Zn kedalam larutan CuSO 4 yang berada didalam termostat
5. Ukur kenaikan temperatur dengan menggunakan grafik.
3.3.3 Penentuan Kalor Etanol dalam Air 1. Masukkan 18 ml aquades kedalam termostat.
2. Ukur Ukur temper temperatur atur air dalam dalam kalorim kalorimete eterr selama selama 2 menit menit denga dengan n selang selang waktu waktu setengah menit. 3. Ukur temperatur etanol dalam buret kedua, masukkan dengan cepat 29 ml etanol kedalam termostat.
4. Kocok campuran dalam kalorimeter, catat temperatur selama 4 menit dengan selang waktu setengah menit. 5. Hitung ∆H pelarutan per mol etanol pada berbagai tingkat perbandingan mol air/etanol.
3.3.4. Penentuan Kalor Penetralan HCl dan NaOH 1. Masukkan 20 ml HCl 2 M kedalam termostat.
2. Catat kedudukan termometer 3. Ukur 20 ml NaOH 2,05 M, catat temperatur (atur sedemikian rupa) sehingga temperatur sama dengan temperatur HCl.
4. Campurkan Campurkan basa ini kedalam kalorimeter dan catat temperatur temperatur campuran selama 5 menit dengan selang waktu setengah menit
5. Buat grafik untuk memperoleh perubahan temperatur akibat reaksi ini.
IV HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN
Bab ini menguraikan mengenai: (1) Hasil pengamatan, dan (2) Pembahasan 4.1 Hasil Pengamatan Pengamatan
Tabel 1. Hasil Pengamatan No. Percobaan 1. Penetapan Kalorimeter
Hasil Td = 300 K Tp = 367 K Tc = 314 K Q1 = 2352 J Q2 = 8940 J Q3 = 6552 J K = 468 J/K 2. Penen nentuan Kalo alor Reaksi Zn + CuSO4 Td = 298,5 K Tc = 309 K ∆T1 j j = 10,5 10,5 K Q4 = 4914 J Q5 = 842,69 J Q6 = 5756,7 J ΔH = 84 J/mol 3. Penentuan Kalor Etanol dalam Air TM = 299 K TA = 300,66 K ∆T2 j j = 1,66 K Q7 = 125,5 J Q8 = 92,43 J Q9 = 776,88 J Q10 = 994,81 J ∆H = 1579,06 J/mol 4. Penent nentua uan n Kal Kalor or Penet enetra rala lan n HC HCl dan dan TM = 298,75 K NaOH TA = 304,13 K ∆T3 j j = 5,38 5,38 K Q11 = 852,192 J Q12 = 2517,84 2517,84 J Q13 = 3370,03 J ΔH = 84250,75 J/mol (Sumber : Nur Rahayu Setiawati, Meja 1, Kelompok E, 2011)
Tabel 2. Hasil Pengamatan Penetapan Kalorimeter n t (x) T (y) 1. 1 41°C = 314 K
x² 1
x.y 314
2. 2 40°C = 313 K 4 3. 3 40°C = 313 K 9 4. 4 39,5°C = 312,5 K 16 5. 5 39°C = 312 K 25 6. 6 38,75°C = 311,75 K 36 7. 7 38,5°C = 311,5 K 49 8. 8 38°C = 311 K 64 9. 9 37,5°C = 310,5 K 81 10. 10 37°C = 310 K 100 ∑n = 10 ∑x = 55 ∑y = 3119,25 K ∑x² = 385 (Sumber : Nur Rahayu Setiawati, Meja 1, Kelompok E, 2011)
626 939 1250 1560 1870,5 2180,5 2480 2794,5 3100 ∑xy = 17122,5
Tabel 3. Hasil Pengamatan Penentuan Kalor Reaksi Zn + CuSO4 n t (x) T (y) x² 1 0,5 36°C = 309 K 0,25 2 1 35,5°C = 308,5 K 1 3 1,5 35°C = 308 K 2,25 4 2 34,5°C = 307,5 K 4 ∑n = 4 ∑x = 5 ∑y = 1233 K ∑x² = 7,5 (Sumber : Nur Rahayu Setiawati, Meja 1, Kelompok E, 2011)
x.y 154,5 308,5 462 615 ∑xy = 1540
Tabel 4. Hasil Pengamatan Penentuan Kalor Etanol + Air n t (x) T (y) x² 1. 0,5 31,3°C = 304,5 K 0,25 2. 1 31°C = 304 K 1 3. 1,5 30,5°C = 303,5 K 2,25 4. 2 30°C = 303 K 4 5. 2,5 29,5°C = 302,5 K 6,25 6. 3 29°C = 302 K 9 7. 3,5 28,5°C = 301,5 K 12,25 8. 4 28,5°C = 391,5 K 16 ∑n = 8 ∑x = 18 ∑y = 2422,5 K ∑x² = 51 (Sumber : Nur Rahayu Setiawati, Meja 1, Kelompok E, 2011)
x.y 152,25 304 455,25 606 756,25 906 1055,25 1206 ∑xy = 5441
Tabel 5. Hasil Pengamatan Penentuan Kalor Penetralan HCl dan NaOH n t (x) T (y) x² 1. 0,5 31,5°C = 304,5 K 0,25 2. 1 31,5°C = 304,5 K 1 3. 1,5 31,5°C = 304,5 K 2,25 4. 2 31,5°C = 304,5 K 4 n t (x) T (y) x² 5. 2,5 31,5°C = 304,5 K 6,25 6. 3 31,5°C = 304,5 K 9
x.y 152,25 304,5 456,75 609 x.y 761,25 913,5
7. 3,5 31,5°C = 304,5 K 12,25 8. 4 31,5°C = 304,5 K 16 9. 4,5 31°C = 304 K 20,25 10. 5 31°C = 304 K 25 ∑n = 10 ∑x = 27,5 ∑y = 3044 K ∑x² = 96,25 (Sumber : Nur Rahayu Setiawati, Meja 1, Kelompok E, 2011)
1065,75 1218 1368 1520 ∑xy = 8369
4.2 Pembahasan
Dari Dari percoba percobaan an termoki termokimia mia ini, didapa didapatt hasil hasil dari dari peneta penetapan pan kalorime kalorimeter ter adalah Td=300 K ; Tp=367 K ; Tc=314 K ; Q1=2352 J ; Q2=8940 J ; Q3=6552 J, dan K= 468 J/K. Hasil dari penentuan kalor reaksi Zn + CuSO4 didapat Td=298,5 K ; Tc=309 K ; ∆T 1 j=10,5 j=10,5 K ; Q4=4914 Q4=4914 J ; Q5=842,69 Q5=842,69 J ; Q6=5756,7 Q6=5756,7 J ; dan ΔH=84 J/mol. Hasil dari penentuan kalor etanol dalam air didapat TM=299 K ; TA=300,66 K ; ∆T2 j=1,66 j=1,66 K ; Q7=125,5 Q7=125,5 J ; Q8=92,43 Q8=92,43 J ; Q9=776,88 Q9=776,88 J ; Q10=994,8 Q10=994,81 1 J ; ∆H=1579,06 J/mol. Hasil dari penentuan kalor penetralan HCl dan NaOH didapat hasil TM=298,75 K ; TA=304,13 K ; ∆T 3 j=5,38 j=5,38 K ; Q11=85 Q11=852,192 2,192 J ; Q12=251 Q12=2517,84 7,84 J ; Q13=3370,03 J ; ΔH=84250,75 J/mol. Tepat Tepat atau tidakny tidaknyaa hasil hasil perhitu perhitunga ngan n tetapan tetapan suatu suatu kalorim kalorimete eter, r, kalor kalor penetralan, penetralan, kalor reaksi, dan kalor pelarutan pelarutan selain bergantung bergantung pada penggunaan penggunaan kalo kalorim rimete eterny rnyaa juga juga tergan tergantu tung ng pada pada kete ketelit litian ian prakt praktika ikan n dalam dalam melak melakuk ukan an percobaan, percobaan, terutama terutama dalam pencampuran pencampuran larutan, dimana pencampuran pencampuran larutan tersebut harus sesuai dengan volume yang tepat, yang berpengaruh pada ketelitian praktikan praktikan dalam pencatatan pencatatan temperatur temperatur sistem. Pada saat melakukan melakukan percobaan percobaan termokimia ini, dalam menggunakan kalorimeter harus tertutup rapat, jika tidak tertu tertutu tup p rapat rapat maka maka kemu kemung ngki kina nan n adany adanyaa uap uap dari dari siste sistem m yang yang kelu keluar ar dapat dapat
diperkecil, diperkecil, dimana dimana akan mempengaruhi mempengaruhi hasil tetapan kalorimeter kalorimeter dan kalor reaksi suatu sistem. Reaksi Reaksi endote endoterm rm adalah adalah reaksi reaksi yang yang menyer menyerap ap kalor kalor atau memerlu memerlukan kan energi. Sehingga hasil reaksinya memiliki entalpi yang lebih tinggi daripada zat semu semula la.. Reak Reaksi si endo endoter term m pada pada umum umumny nyaa memb membut utuh uhka kan n adan adanya ya kalo kalorr untu untuk k terjadinya suatu reaksi. Sehingga reaksi endoterm tidak dapat terjadi secara spontan. Cont Contoh oh reak reaksi si endo endote term rm pada pada perc percob obaa aan n yait yaitu u pada pada perc percob obaa aan n pene peneta tapa pan n kalorimeter. kalorimeter. Pada percobaan penetapan kalorimeter, termostat merupakan merupakan sistem sedangkan air panas merupakan lingkungan. Lalu percobaan penentuan kalor reaksi Zn + CuSO4. Percob Percobaan aan penent penentuan uan kalor kalor reaksi reaksi Zn dan CuSO4, Zn adalah logam sebagai penghasil panas, sedangkan CuSO4 yang menyerap Zn. Reaksi eksoterm adalah reaksi yang melepaskan kalor atau menghasilkan energi. Akibatnya hasil reaksi mempunyai entalpi yang lebih rendah daripada zat semula. Reaksi eksoterm pada umumnya dapat beraksi secara spontan dan kalor yang dihasilkan dapat dimanfaatkan sebagai suatu sumber energi panas. Bila suatu reaksi eksoterm dibalik persamaan persamaan reaksinya, maka reaksi tersebut akan endoterm. endoterm. Contoh Contoh reaksi reaksi eksoter eksoterm m pada pada percoba percobaan an yaitu yaitu pada pada percoba percobaan an penentu penentuan an kalor kalor etanol dalam air, aquades adalah yang memberi kalor kepada etanol. Sedangkan percobaan percobaan penentuan penentuan kalor penetralan penetralan HCl dan NaOH termasuk penetralan penetralan atautidak ada reaksi eksoterm dan endoterm karena asam bertemu dengan basa akan terjadi reaksi penetralan.
Jumlah total kalor yang diserap atau dilepaskan selama reaksi berlangsung dan mengem mengembali balikan kan zat ke keadaa keadaan n suhu suhu semula semula dinama dinamakan kan kalor kalor reaksi. reaksi. Jika reaksi terjadi pada tekanan tetap, kalor reaksi dinyatakan sebagai perubahan entalpi, ∆H. Nilai ∆H bergantung pada jenis pereaksi, jumlah pereaksi yang terlibat, dan suhu. Oleh sebab itu, perubahan entalpi harus dinyatakan dalam jumlah kalor per jumlah zat dan suhu reaksi. Nilai ∆H biasanya diberikan diberikan dalam jumlah kalor yang diserap atau dilepaskan unutk reaksi dalam satuan mol yang diungkapkan dalam persamaan persamaan kimia yang telah setara. Karena entalpi merupakan merupakan fungsi keadaan, keadaan, maka sangat penting untuk menerapkan keadaan sistem pada saat entalpi diukur, terutama suhu dan tekanan sistem. Untuk maksud tersebut telah disepakati bahwa perubahan perubahan entalpi entalpi pada keadaan keadaan standar standar adalah adalah pengukura pengukuran n entalpi zat pada tekanan tekanan tetap 1 atm dan 298,15 K dalam keadaan paling stabil dari zat itu. Dengan kata lain, perubahan perubahan entalpi standar adalah perubahan perubahan kalor yang terjadi dalam suatu reaksi kimia diukur pada 1atm dan 298,15 K. Dari Dari fakto faktorr alat alat yaitu yaitu kalo kalorim rimete eterr yang yang tidak tidak meme memenu nuhi hi persy persyara arata tan. n. Contohnya termostat yang bocor, dan tutup termostat yang retak. Dengan termostat yang kurang baik, akan ada kalor dari dalam kalorimeter yang keluar ataupun kalor yang yang dari dari luar luar masu masuk k keda kedala lam, m, sehi sehing ngga ga memp mempen enga garu ruhi hi pada pada pemb pembac acaa aan n termometer. termometer. Meskipun Meskipun dalam pengukurannya pengukurannya harga kalorimetri kalorimetri telah ditetapkan ditetapkan terlebih dahulu, tapi jika kondisinya tidak baik, maka hasil pengukuran kalor akan terus berkurang dan akhirnya hasilnya lebih kecil dari yang diharapkan. Tetapi jika
termostat dalam keadaan baik, maka hasil dari pengukurannya baik dan sesuai dengan yang diharapkan. Pengukuran kalor suatu reaksi lebih sering dilakukan pada keadaan tekanan tetap daripada volum tetap, sebab banyak reaksi kimia membutuhkan membutuhkan pengadukan, pengadukan, juga pengamatan pengamatan secara langsung langsung terhadap terhadap sistem reaksi untuk melihat perubahannya perubahannya.. Oleh karena karena itu, mereaksikan mereaksikan zat dalam wadah terbuka terbuka atau tekanan tekanan tetap lebih sering dilakukan di laboratorium kimia, seperti tabung reaksi atau gelas kimia. Untuk mengukur ∆H reaksi dapat dilakukan dengan cara mengukur perubahan panas yang yang terjadi. terjadi. Sebagai Sebagai indikator indikator panas adalah adalah suhu. Jadi, perubahan perubahan kalor kalor yang terlibat terlibat dalam dalam suatu suatu reaksi reaksi dapat dapat diukur diukur melalu melaluii perubah perubahan an suhu selama reaksi reaksi bergantung. bergantung. Hubungan Hubungan suhu dan kalor diungkapkan diungkapkan melalui kapasitas kalor, lebih tepatnya menggunakan prinsip Black. Wadah atau reaktor yang digunakan harus kedap panas agar tidak banyak kalor yang hilang atau diserap oleh reaktor, reaktor ini dinamakan kalorimeter. Pada Pada pembua pembuatan tan tape, tape, ragi ragi mengel mengeluar uarkan kan panas panas karena karena ragi ragi merupa merupakan kan makh makhlu luk k hidup hidup.. Ragi Ragi juga juga meng mengel eluar uarka kan n uap, uap, sehin sehingg ggaa ketan ketan atau atau singk singkon ong g menyerap kalor yang dikeluarkan oleh ragi. Ketan atau singkong pun mengeluarkan pati dari dalam. Maka rasa rasa ketan manis manis dan sedikit terasa terasa asam. Penentuan kalor reaksi Zn + CuSO 4. Pada penentuan kalor reaksi untuk reaksi Zn-CuSO4 terdapat penaikan dan penurunan temperatur. Pada awal reaksi Zn logam bereaksi dengan larutan CuSO 4 (reaksi redoks) menghasilkan sejumlah kalor. Reaksi berlanjut dimana Zn bereaksi membentuk Zn 2+ (ion logam) dalam larutan
dan dan Cu2+ menjadi menjadi Cu(s). Terbent Terbentukn uknya ya Cu(s) ini mengak mengakibat ibatkan kan
terjadi terjadinya nya
penurunan penurunan temperatur temperatur pada pada reaksi reaksi Zn-CuSO Zn-CuSO4, dimana Cu(s) yang terbentuk menutupi logam Zn sehingga Zn tidak dapat lagi bereaksi dengan Cu 2+. Menurut Vogel, bila sepotong logam Zn dicelupkan dalam larutan tembaga sulfat, permukaannya akan tersalut dengan logam tembaga dan ion zink dalam larutan. Zn(s) + Cu2+ ∆H
→
Zn2+ + Cu(s)
reaksi Zn+CuSO4 adalah 84 J/mol dimana reaksinya adalah eksoterm yaitu
meng menghas hasilk ilkan an sejum sejumla lah h kalor kalor.. Wa Walau laupu pun n terja terjadi di penu penuru runa nan n kalor kalor saat saat reak reaksi si berlangsung, berlangsung, tapi hal itu itu tidak menunjukka menunjukkan n bahwa bahwa reaksinya reaksinya adalah adalah endoterm. endoterm. Suatu Suatu proses proses yang yang terjadi terjadinya nya sedemik sedemikian ian rupa rupa sehingg sehinggaa tidak tidak ada panas panas masuk atau keluar sistem disebut proses adiabatik. Naiknya tekanan dan suhu akibat pengaliran pengaliran panas masuk ke dalam zat yang berada dalam sebuah ruang yang tidak dapat memuai merupakan salah satu contoh proses isokorik. Proses isokorik adalah suatu proses zat dalam volumenya tidak berubah. Proses isotermik terjadi pada suhu konstan. Contohnya apabila air memasuki ketel dan dipanaskan sampai pada titik didihnya lalu menguap dan kemudian uap itu ditinggikan lagi, maka seluruh proses ini berlangsung isobarik. Penentu Penentuan an kalor kalor pelarut pelarutan an etanol-a etanol-air. ir. Dari Dari percob percobaan aan yang dilaku dilakukan kan,, dipero diperoleh leh hasil hasil bahwa bahwa kalor kalor yang yang dihasilk dihasilkan an reaksi reaksi etanoletanol-air air (pelarut (pelarutan an etanol etanol dalam air) adalah semakin kecil/ menurun, yang dapat diamati dari ∆T larutan. Pada penetapan penetapan kalor pelarutan pelarutan jumlah jumlah kalor yang terlibat bergantung bergantung dari jumlah air yang yang ditam ditambah bahka kan n dalam dalam sejum sejumlah lah larut larutan an terla terlarut rut.. Jika Jika konse konsentr ntrasi asi larut larutan an
diencer diencerkan, kan, disitu ada perubah perubahan an kalor kalor yang yang bergantu bergantung ng dari dari jumlah jumlah air yang ditambahkan, dimana kalor yang dihasilkan berangsur-angsur turun. Hasil percobaan termokimia untuk penentuan kalor pelarutan etanol dalam air adalah bervariasi sesuai sesuai dengan perubahan konsentrasi larutan yaitu dari mol etanol yang besar ke mol etanol yang kecil dengan pelarut air menghasilkan kalor pelarutan yang berangsur membesar. Kalor Kalor pelaruta pelarutan n ini mengh menghasilk asilkan an reaksi reaksi eksote eksoterm rm karena karena terdapat terdapat kalor kalor yang yang dilepaskan pada saat pelarutan sehingga mempunyai
∆H
negatif. Pada proses ini
pelarut yang yang digunakan digunakan adalah adalah air dengan dengan volume volume yang semakin semakin membesar. membesar. Bila Bila air yang ditambahkan semakin banyak maka kalor yang dilepaskan tidak bertambah atau hanya bertambah sedikit dan larutannya dikatakan encer, hal ini nampak pada grafik hubungan
∆H/
mol etanol Vs mol air/mol etanol. Dimana pada penambahan penambahan
pelarut yang semakin besar ∆H/mol etanol akan tetap atau berubah sedikit. Hal ini menunjukkan bahwa untuk penambahan pelarut pada volume tak hingga
∆H/mol
akan mendekati konstan. Aplikasi di bidang pangan yaitu proses fermentasi pada susu yang bisa dibuat youghurt dan keju. Proses fermentasi pada kedelai yang bisa dibuat tauco dan tempe. Proses fermentasi pada ketan atau singkong yang bisa dibuat tape. Lalu untuk mengetahui kalori yang terdapat pada makanan seperti karbohidrat, lemak, dan protein.
V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini menguraikan mengenai: (1) Kesimpulan, dan (2) Saran 5.1 Kesimpulan
Dari Dari percoba percobaan an termoki termokimia mia ini, didapa didapatt hasil hasil dari dari peneta penetapan pan kalorime kalorimeter ter adalah Td=300 K ; Tp=367 K ; Tc=314 K ; Q1=2352 J ; Q2=8940 J ; Q3=6552 J, dan K= 468 J/K. Hasil dari penentuan kalor reaksi Zn + CuSO4 didapat Td=298,5 K ; Tc=309 K ; ∆T 1 j=10,5 j=10,5 K ; Q4=4914 Q4=4914 J ; Q5=842,69 Q5=842,69 J ; Q6=5756,7 Q6=5756,7 J ; dan ΔH=84 J/mol. Hasil dari penentuan kalor etanol dalam air didapat TM=299 K ; TA=300,66 K ; ∆T2 j=1,66 j=1,66 K ; Q7=125,5 Q7=125,5 J ; Q8=92,43 Q8=92,43 J ; Q9=776,88 Q9=776,88 J ; Q10=994,8 Q10=994,81 1 J ; ∆H=1579,06 J/mol. Hasil dari penentuan kalor penetralan HCl dan NaOH didapat hasil TM=298,75 K ; TA=304,13 K ; ∆T 3 j=5,38 j=5,38 K ; Q11=85 Q11=852,192 2,192 J ; Q12=251 Q12=2517,84 7,84 J ; Q13=3370,03 J ; ΔH=84250,75 J/mol. Tepat Tepat atau tidakny tidaknyaa hasil hasil perhitu perhitunga ngan n tetapan tetapan suatu suatu kalorim kalorimete eter, r, kalor kalor penetralan, penetralan, kalor reaksi, dan kalor pelarutan pelarutan selain bergantung bergantung pada penggunaan penggunaan kalo kalorim rimete eterny rnyaa juga juga tergan tergantu tung ng pada pada kete ketelit litian ian prakt praktika ikan n dalam dalam melak melakuk ukan an percobaan, percobaan, terutama terutama dalam pencampuran pencampuran larutan, dimana pencampuran pencampuran larutan tersebut harus sesuai dengan volume yang tepat, yang berpengaruh pada ketelitian praktikan praktikan dalam pencatatan pencatatan temperatur temperatur sistem. Pada saat melakukan melakukan percobaan percobaan termokimia ini, dalam menggunakan calorimeter harus tertutup rapat, jika tidak tertu tertutu tup p rapat rapat maka maka kemu kemung ngki kina nan n adany adanyaa uap uap dari dari siste sistem m yang yang kelu keluar ar dapat dapat diperkecil, diperkecil, dimana dimana akan mempengaruhi mempengaruhi hasil tetapan kalorimeter kalorimeter dan kalor reaksi suatu sistem.
5.2 Saran Dalam percobaan termokimia memerlukan ketelitian yang tinggi untuk itu
praktikan praktikan harus mengerti dan memahami memahami tentang materi termokimia termokimia ini agar dalam melakukan percobaan tidak terdapat kesalahan, baik kesalahan dalam melakukan perhitungan perhitungan maupun maupun kesalahan kesalahan dalam hal lainnya. Selain itu juga praktikan praktikan harus berhati-hati berhati-hati dalam menggunakan menggunakan peralatan yang akan digunakan dalam melakukan melakukan percobaan. percobaan.
LAMPIRAN
1. Penetapan Kalorimetri Dik : Td = 300 K Tp = 367 K Tc = 314 K V air dingin = 20 ml V air panas = 20 ml a = ( ∑y)(∑x 2 ) – (∑x)(∑xy) n (∑x2) – (∑x) 2 = (3119,25)(385) – (55)(17122,5) (55)(17122,5) 2 10 (385) – (55) = 1200911,25 – 941737,5 3850 – 3025 = 259173,5 = 314,15 825 b = ∑n (∑x.y) – (∑x)(∑y) n (∑x2) – (∑x)2 = 10 (17122,5) – (55)(3119,25) 10 (385) – (55) 2 = 171225 – 171558,75 3850 – 3025 = - 333,75 = - 0,4 825
Yn Y5
= a + b . Xn = 314,15 + (-0,4) 5 = 314,15 – 2 = 312,15
Yn Y6
= a + b . Xn = 314,15 + (-0,4) 6 = 314,15 – 2,4 = 311,75
Yn Y7
= a + b . Xn = 314,15 + (-0,4) 7 = 314,15 – 2,8 = 311,35
Yn Y8
= a + b . Xn = 314,15 + (-0,4) 8 = 314,15 – 3,2 = 310,95
Yn Y9
= a + b . Xn = 314,15 + (-0,4) 9 = 314,15 – 3,6 = 310,55
Yn Y10
= a + b . Xn = 314,15 + (-0,4) 10 = 314,15 – 4 = 310,15
Q1
= m . C . ∆T (Tc-Td)
Yn Y1
= a + b . Xn = 314,15 + (-0,4) 1 = 314,15 – 0,4 = 313,75
Yn Y2
= a + b . Xn = 314,15 + (-0,4) 2 = 314,15 – 0,8 = 313,35
Yn Y3
= a + b . Xn = 314,15 + (-0,4) 3 = 314,15 – 1,2 = 312,95
Q2
Yn Y4
= a + b . Xn = 314,15 + (-0,4) 4 = 314,15 – 1,6 = 312,55
Q3
= 40 x 4,2 ( 314 – 300 ) = 168 x 14 = 2352 J = m . C . ∆T (Tp-Tc)
= 40 x 4,2 ( 367 – 314 ) = 168 x 53 = 8904 J = Q2 – Q 1 = 8940 – 2352
= 6552 J
K
=
Q3 . ΔT (Tc – Td)
=
6552 (314 – 300) = 6552 14 = 468 J/K Yn
.
.
Grafik 1. Penetapan Kalorimetri 350 T (K)
Grafik P enetapan enetapan Kalorimeter
340 330 320 310 300 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 10
t (menit)
2. Penentuan Kalor Reaksi Zn + CuSO 4 Dik : Td = 298,5 K Tc = 309 K a = ( ∑y)(∑x 2 ) – (∑x)(∑xy) n (∑x2) – (∑x) 2 = (1233)(7,5) – (5)(1540) 4 (7,5) – (5) 2 = 9247,5 – 7700 30 – 25 = 1547,5 = 309,5 5 b = ∑n (∑x.y) – (∑x)(∑y) n (∑x2) – (∑x)2 = 4 (1540) – (5)(1233) 4 (7,5) – (5) 2 = 6160 – 6165 30 – 25 =-5 = -1 5 Yn Y1
Yn Y2
= a + b . Xn = 309,5 + (-1) 1 = 309,5 – 1 = 308,5 = a + b . Xn = 309,5 + (-1) 2 = 309,5 – 2 = 307,5
∆T1 j j
= Tc – Td = 309 – 298,5 = 10,5 K
Q4
= K x ∆T1 j j = 468 x 10,5 = 4914 J
Q5
= Vcam . Scam . Ccam . ∆T1 j j = 20 . 1,14 . 3,52 . 10,5 = 842,69 J
Q6
= Q4 + Q5 = 4914 + 842,69 = 5756,7 J
ΔH
=
Q6 . Mol Zn = 5756,7 2/65 = 5756,7 0,03 = 191890 J/mol
Grafik 2. Penentuan Kalor Reaksi Zn + CuSO4 350 T (K)
Grafik Penentuan Kalor CuSO4 +Zn
340 330 320
Yn Y3
= a + b . Xn = 309,5 + (-1) 3 = 309,5 – 3 = 306,5
310 t (menit)
300 0,5
Yn Y4
= a + b . Xn = 309,5 + (-1) 4 = 309,5 – 4 = 305,5
1
1,5
2
3. Penentuan Kalor Etanol dalam Air Dik : Tair = 298, 5 K Tetanol = 300 K a = ( ∑y)(∑x 2 ) – (∑x)(∑xy) n (∑x2) – (∑x) 2 = (2422,5)(51) – (18)(5441) 8 (51) – (18) 2 = 123547,5 – 97938 408 – 324 = 25609,5 = 304,8 84 b = ∑n (∑x.y) – (∑x)(∑y) n (∑x2) – (∑x)2 = 8 (5441) – (18)(2422,5) 8 (51) – (18) 2 = 43528 – 43605 408 – 324 = -77 = - 0,92 84 Yn Y1
= a + b . Xn = 304,8 + (-0,92) 1 = 304,8 – 0,92 = 303,88
Yn Y2
= a + b . Xn = 304,8 + (-0,92) 2 = 304,8 – 1,84 = 302,96
Yn Y3
= a + b . Xn = 304,8 + (-0,92) 3 = 304,8 304,8 – 2,76 = 302,04
Yn Y4
= a + b . Xn = 304,8 + (-0,92) 4 = 304,8 – 3,68 = 301,12
Yn Y5
= a + b . Xn = 304,8 + (-0,92) 5 = 304,8 – 4,6 = 300,2
Yn Y6
= a + b . Xn = 304,8 + (-0,92) 6 = 304,8 – 5,52 = 299,28
Yn Y7
= a + b . Xn = 304,8 + (-0,92) 7 = 304,8 – 6,44 = 298,36
Yn Y8
= a + b . Xn = 304,8 + (-0,92) 8 = 304,8 – 7,36 = 297,44
Q7
= M aquades . C . ΔT = 15 . 4,2 . 1,66 = 125,5 J
Q8
= M etanol . C . ΔT = 29 . 1,92 . 1,66 = 92,43 J
Q9
= K . ΔT2 j j = 468 . 1,66 = 776,88 J
Q10
= Q 7 + Q8 + Q9 = 125,5 + 92,43 + 776,88 = 994,81 J
ΔH
= Q10 . Mol etanol = 994,81 29/46 = 994,81 0,63 = 1579,06 J/mol
TM
= T air + T etanol 2 = 298,5 + 299,5 2 = 598 2 = 299 K
TA
= Y1 + Y8 2 = 303,88 + 297,44 2 = 601,32 2 = 300,66 K
ΔT2 j j = TA – TM = 300,66 – 299 = 1,66 K
Penentu ntuan an Kalo Kalorr Etan Etanol ol Graf Grafik ik 3. Pene dalam Air 350
T (K) Grafik Penentuan Kalo r Etanol + Air Air
340 330 320 310 300 0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
t (menit)
4. Penentuan Kalor Penetralan HCl
dan NaOH
Yn Y6
= a + b . Xn = 304,66 + (-0,096) 6 = 304,66 – 0,576 = 304,08
Yn Y7
= a + b . Xn = 304,66 + (-0,096) 7 = 304,66 – 0,672 = 303,98
Yn Y8
= a + b . Xn = 304,66 + (-0,096) 8 = 304,66 – 0,768 = 303,89
Yn Y9
= a + b . Xn = 304,66+ (-0,096) 9 = 304,66 – 0,864 = 303,79
Yn Y10
= a + b . Xn = 304,66 + (-0,096) 10 = 304,66 – 0,96 = 303,7
TM
= THCl + TNaOH 2 = 298,5 + 299 2 = 597,5 2 = 298,75 K
TA
= Y1 + Y10 2 = 304,56 + 303,7 2 = 608,26 2 = 304,13 K
Dik : T HCl = 298,5 K T NaOH = 299 K a = ( ∑y)(∑x 2 ) – (∑x)(∑xy) n (∑x2) – (∑x) 2 = (3044)(96,25) – (27,5)(8369) 10 (96,25) – (27,5) 2 = 292985 – 230147,5 962,5 – 756,25 = 62837,5 = 304,66 206,25 b = ∑n (∑x.y) – (∑x)(∑y) n (∑x2) – (∑x)2 = 10 (8369) – (27,5)(3044) 10 (96,25) – (27,5) 2 = 83690 – 83710 962,5 – 756,25 = -20 .= - 0,096 206,25 Yn Y1
= a + b . Xn = 304,66 + (-0,096) 1 = 304,66 – 0,096 = 304,56
Yn Y2
= a + b . Xn = 304,66 + (-0,096) 2 = 304,66 – 0,192 = 304,46
Yn Y3
= a + b . Xn = 304,66 + (-0,096) 3 = 304,66 – 0,288 = 304,37
Yn Y4
= a + b . Xn = 304,66 + (-0,096) 4 = 304,66 – 0,384 = 304,27
Yn Y5
= a + b . Xn = 304,66 + (-0,096) 5 = 304,66 – 0,48 = 304,18
ΔT3 j j = TA – TM = 304,13 – 298,75 = 5,38 K
Q11
= M cam . C cam . ΔT3 j j = 40 . 3,96 . 5,38 = 852,192 J
Q12
= K . ΔT3 j j = 468 . 5,38 = 2517,84 J
Grafik 4. Larutan NaOH dan HCl 300
T (K)
T NaOH
295
T HCl
290 0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
t (menit)
Grafik 5. Penentuan Kalor Penetralan
HCl dan NaOH 330
T (K)
320 Grafik Penentuan Kalor Penetralan Penetralan HCl + NaOH
310
300 0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
t (menit)
DAFTAR PUSTAKA
Keenan, Keenan, Kleinfelter, Kleinfelter, Wood, Wood, (1995), (1995), Kimia Universitas, Edisi Ke-enam, Erlangga, Jakarta Sears, Francis.W, (1982), Fisika untuk Universitas 1, Binacipta, Jakarta. Penuntun tun Prakti Praktikum kum Kimia Kimia Dasar Dasar, Jurus Sutr Sutris isno no,, E. T, dkk. dkk. (201 (2011) 1),, Penun Jurusan an Teknologi Pangan Universitas Pasundan : Bandung
Sunarya, Yayan, (2000), Kimia Dasar 1, Alkemi Grafisindo Press, Bandung. Zemansky, Mark.W dan Richard H. Dittman, (1982), Kalor dan Termodinamika, Edisi keenam, Bandung
