LAPORAN KIMIA DASAR TERMOKIMIA

I. Judul Percobaan : Termokimia.

II. Hari/Tanggal Percobaan : Kamis, 13 Nopember 2014. III. Selesai Percobaan : Kamis, 13 Nopember 2014.

IV. Tujuan Percobaan :

1. Membuktikan bahwa setiap reaksi kimia disertai penyerapan atau pelepasan kalor.

2. Menghitung perubahan kalor yang terjadi dalam berbagai reaksi kimia.

V. Tinjauan Pustaka :

Termokimia adalah ilmu yang mempelajari tentang perubahan kalor dalam suatu reaksi kimia. Kalor adalah energi yang ditransfer antara suatu sistem dan sekelilingnya sebagai akibat dari perbedaan suhu. Energi sebagai kalor bergerak dari benda yang lebih hangat ke benda yang lebih dingin (dengan suhu lebih rendah). Kuantitas kalor yang diperlukan untuk mengubah suhu satu gram air sebesar satu derajat celcius disebut dengan kalon. Kuantitas kalor yang diperlukan untuk mengubah suhu suatu sistem sebesar satu derajat disebut kapsitas kalor. Hubungan antara kuantitas kalor, massa zat, kalor spesifik dan perubahan suhu adalah

Q = m x C x ∆ t

Jika suatu sistem reaksi diberikan sejumlah energi dalam bentuk kalor (q), maka sistem akan melakukan kerja yang maksimum.

W = P x ∆ V

Setelah kerja sistem menyimpan sejumlah energi yang disebut energi dalam (u). Secara sistematis perubahan energi dalam dirumuskan sebagai berikut

∆ U=∆ q ± ∆ V

Jumlah kalor dari hasil reaksi kimia dapat diukur dengan alat yang disebut kalorimeter. Jumlah kalor yang diserap kalorimeter untuk menaikkan suhu satu derajat disebut tetapan kalorimeter satuannya JK -1

Jumlah kalor yang dipindahkan untuk waktu reaksi diantara sistem dari lingkungannya pada tekanan tetap disebut kalor reaksi yang dinyatakan dengan ∆ H . Kalor reaksi dari perubahan kimia adalah perbedaan antara kalor hasil reaksi dan pereaksi.

∆ H=H h asil reaksi−Hpereaksi

Jika kalor berpindah dari sistem ke lingkungan, maka reaksi tersebut disebut reaksi eksoterm. Dan jika kalor berpindah dari lingkungan ke

sistem, maka reaksi tersebut bersifat endoterm. Reaksi eksoterm akan membebaskan energi sehingga entalpi sistem berkurang dan perubahan entalpinya bernilai negatif (-). Reaksi endoterm menyerap sejumlah energi sehingga energi sistem bertambah. Karena entalpi bertambah maka perubahan entalpinya bernilai positif (+).

VI. Cara Kerja :  Alat Dan Bahan :

1. Kalorimeter 2. Thermometer 3. Pipet ukur 4. Gelas kimia 5. Spatula 6. CuSO4 1M 7. NaOH 1M 8. HCl 1M 9. Serbuk Zn

 Alur Kerja :

1) Penentuan tetapan kalorimeter

25 ml air _{25 ml air}

1. Dimasukkan kedalam kalorimeter 2.Dicatat

temperatur (T1)

1. Dipanaskan dalam gelas kimia sampai kenaikkan suhu 100 _C dari suhu kamar 2.Dicatat temperaturnya

(T2)

1. Dicampurkan air panas ke dalam kalorimeter

2. Dikocok dan dicatat temperatur maksimum yang konstan ( ∆ T¿

3.Dihitung tetapan kalorimeter Q3

K=

Tetapan Kalorimeter 2) Penentuan kalor reaksi Zn-CuSO4

Kalor Reaksi 3) Penentuan kalor penetralan HCl-NaOH

Kalor Penetralan

25 ml CuSO4 1M 0,5 gram Zn

1. Dimasukkan kedalam kalorimeter

2.Dicatat temperatur (T3)

1. Dimasukkan ke dalam

kalorimeter

1. Dicampurkan keduanya

2. Dicatat temperatur maksimum (T4) 3.Dihitung kalor penetralan yang

terukur

10 ml HCl 1M

10 ml NaOH 1M 1. Dimasukkan

kedalam kalorimeter 2.Dicatat temperatur

(T5)

1.Diukur dan diatur temperaturnya hingga sama dengan temperatur HCl

1. Dicampurkan kedua larutan ke dalam kalorimeter.

2. Dicatat temperatur maksimum campuran yang maksimum dan konstan (T6)

3.Dihitung kalor penetralan yang turukur ZnSO4+Cu

VII. Hasil Pengamatan

Tabel Penentuan Tetapan Kalorimeter

No. Nama Zat Suhu (ºC) Suhu (o_{K ) Keadaan awal Keadaan setelah} reaksi 1.

2.

3.

Air aquades 25 Ml

Air panas 25 mL

Campuran air aquades dan air panas

T1 = 33 o_C

T2 = 43 o_C

∆T = 37 o_C

306o 316o 310o -Tidak berwarna -tidak ada endapan -Tidak berwarna -tidak ada endapan -Tidak berwarna -Tidak ada endapan --Tidak berwarna -Tidak ada endapan

Tabel Penentuan Kalor Reaksi Zn – CuSO4

No. Nama Zat Suhu ( ºC) Suhu (o _{K ) Keadaan awal Keadaan setelah} reaksi 1.

2. 3.

CuSO4 25 mL 1 M

Sebuk Zn 0,2 gram Campuran 25 mL CuSO4 1 M dan 0,2

T3 = 33 ºC

T4 = 37 ºC

306o 310o Warna biru bening Bentuk serbuk warna abu-abu

-Warna biru tua terdapat endapan

gram Zn hitam

Tabel Penentuan Kalor Penetralan HCl – NaOH

VIII. Analisi Data / Perhitungan / Persamaan Reaksi yang Terlibat 1. Penentuan Tetapan Kalorimeter

Pada percobaan pertama, kami memasukkan 25mL air dengan suhu normal kedalam kalorimeter. Kami mengukur temperaturnya (T1) yakni sebesar 33 ºC atau sebesar 306 o_{K. Setelah itu, kami memanaskan air sebanyak 25 mL sampai} temperaturnya naik 10º C dari suhu T1 atau hingga suhu air (T2) itu mencapai 43 ºC atau 316o _{K. Selanjutnya kami mencampurkan air yang telah dipanaskan tadi} dengan air bersuhu nornal yang ada dalam kalorimeter. Lalu kami aduk hingga keduanya bercampur. Kita mengukur suhu campuran (ΔT) tersebut yakni sebesar 37 ºC atau 310 o_{K. Tahap berikutnya kami menghitung nilai dari kalor yang} diserap oleh air dingin (q1) dengan menggunakan rumus: Q1= mair x cair x (ΔT-T1) dengan catatan massa jenis (ρ) air diangap konstan yakni 1 gr / mL dan kalor jenis

No. Nama Zat Suhu ( ºC) Suhu ( o_{K ) Keadaan awal Keadaan}

setelah reaksi 1.

2.

3.

HCl 1 M 10 mL

NaOH 1 M 10 mL

Campuran HCl 1 M 25 mL dan NaOH 1 M 25 mL

33º C

33o _C

35º C

306o

306o

308o

Tidak berwarna Tidak berwarna

-Berwarna kuning keruh,terdapat

(c) air sebesar 4,2 J / K. Kami akan memperoleh nilai dari Q1 sebasar 420 J. Kami juga menghitung kalor yang dilepas oleh air panas (q2) dengan menggunakan rumus: Q2= mair panas x cair x (T2-ΔT). Dan kita akan mempooleh nilai Q2 sebesar 630 J dan Q3 = pengurangan dari Q2 dan Q1 sebesar 210 J. Dengan demikian kami dapat menghitung tetapan kalorimeter dengan mengunakan rumus :

Maka kita akan memperoleh tetapan kalorimeter sebesar 52,5 J/K Perhitungan

Diketahui: mair= 25mL= 25gram mair panas= 25mL=25gram T1=33o_{C= 306 K}

T2= 43o_{C= 316 K} ΔT= 37o_{C= 310 K}

Ditanya: K ?

Jawab:

a. q1= mair x kalor jenis air x kenaikan suhu = 25 gram x 4,2 J/gram K x (ΔT-T1) K = 25 gram x 4,2 J/gram K x (310-306) K = 420 J

b. q2 = -(mair panas x kalor jenis air x penurunan suhu) = -(25 gram x 4,2 J/gram K x (T2-ΔT) K ) = -(25 gram x 4,2 J/gram K x (316-310)) = -630 J

c. q3 = q2-q1

= 630 J – 420 J = 210 J

d. Q3 K=

ΔT – T1 K= 210 ( 310 – 306 ) K= 210

4 K= 52,5 J/K

2. Penentuan Kalor Reaksi Zn – CuSO4

Dalam percobaan yang kedua kami memasukkan CuSO4 dengan konsentrasi 1M sebanyak 25 mL ke dalam kalorimeter. Lalu kami mengukur suhu CuSO4

dengan menggunakan termometer sehingga diperoleh suhu CuSO4 (T3) sebesar 33º C atau 306 K. Lalu kami menimbang serbuk Zn sebanyak 0,2 gram. Kemudian kami campurkan serbuk Zn yang telah ditimbang dengan CuSO4 dalam kalorimeter. Kami aduk hingga tercampur dan kita ukur suhu campuran itu dan diperoleh suhu campuran (T4) sebesar 37º C atau 310K. Kemudian menghitung q4 dengan mengalikan tetapan kalorimeter dengan selisih suhu antara T4 dengan T3 mendapatkan hasil 210 J. Selanjutnya dengan Reaksi :

CuSO4(aq) + Zn(s) ZnSO4(aq) + Cu(s)

kami menghitung kalor reaksi Zn - CuSO4. Dengan cara pertama kami hitung mol zat ZnSO4 yang terbentuk setelah terjadi reaksi CuSO4 dengan Zn. Setelah itu kami kalikan mol ZnSO4 dengan massa molekul relatifnya, maka kami akan memperoleh massa ZnSO4 yang terbentuk. Dengan massa ZnSO4 yang terbentuk itu kami dapat menghitung kalor yang diserap larutan (q5), yakni dengan menggunakan rumus: q5 = mlarutan x clarutan x ΔT dengan memperhatikan clarutan dianggap 3,52 J / gr K. Maka kami akan memperoleh Q5 sebesar 6,8 J. Lalu kita menghitung kalor yang dihasilkan sistem reaksi (q6) dengan cara –(q4 + q5), maka kami akan mendapatkan Q6 sebesar -216,8 J. Setelah itu kami akan menghitung kalor reaksi (ΔHr) antara Zn dan CuSO4 dengan cara membagi q6 dengan mol pembatas ZnSO4 yang terbentuk setelah reaksi. Maka akan kami peroleh kalor reaksi sebesar -72266,7 J /mol.

Perhitungan

Diketahui: VCuSO4= 25mL= 0,025 Liter mZn= 0,2 gram

Ar Zn= 65,4

Mr ZnSO4= 1. Ar Zn + 1. Ar S + 4. Ar O = 1. 65 + 1. 32 + 4 . 16 = 161

T3= 33o_{C= 306 K} T4= 37o_{C= 310 K} Ditanya: ∆Hr ?

Jawab:

= 0,2 / 65,4 = 0,003 mol

 Mol CuSO4= M x V = 1 . 0,025 = 0,025 mol

CuSO4(aq) + Zn(s) ZnSO4(aq) + Cu(s) Awal : 0,025 0,003 - -Reaksi : 0,003 0,003 0,003 0,003

Sisa : 0,022 - 0,003 0,003  Massa ZnSO4= mol x Mr ZnSO4

= 0,003 x 161 = 0,483 gram a. q4= k (T4-T3)

= 52,5 J/K (310-306)K = 210 J

b. q5 = mlarutan x kalor jenis larutan x kenaikan suhu = 0,483 gram x 3,52 J/gram K x (310 - 306)K = 6,8 J

c. q6 = - (q5+q4 ) = - (6,8 + 210 ) = -216,8 J

d. ∆ H r= q6

mol pembatas ZnSO4

= −216,8 0,003

= - 72266,7 J/mol

3. Kalor Penetralan HCl – NaOH

Dalam percobaan yang ketiga ini pada awal percobaan kami memasukkan HCl dengan konsentrasi 1 M sebanyak 10 mL kedalam kalorimeter. Kami

mengukur suhu HCl itu dan kami peroleh suhu (T5) sebesar 33ºC atau 306 K. Selanjutnya kami mengambil NaOH dengan konsentrasi 1 M sebanyak 10 mL dan mengatur suhunya agar sama dengan suhu HCl. Lalu masukkan NaOH tersebut ke dalam kalorimeter yang di dalam telah terdapat HCl. Kami mengaduk agar kedua larutan itu tercampur dan kami mengukur suhu campurannya (T6) sebesar 35º C atau 308K. Reaksi antara HCl dan NaOH adalah sebagai berikut:

HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H2O(l)

Setelah itu kami menghitung kalor penetralan HCl – NaOH. Caranya adalah awalnya kami hitung massa HCl dan NaOH yang beraksi dengan cara mengalikan massa jenis larutan yaitu sebersar 1,03 gram/mL dengan volume larutan, maka kami akan mengetahui massa larutan campuran yang terbentuk sebesar 20,6 gram. Kemudian kami menghitung kalor yang diserap larutan (q7) dengan cara mengalikan massa larutan campuran dengan kalor jenis larutan dan kenaikan suhu larutan. q7 = mlarutancampuran x clarutan x ΔT. Maka kami memperoleh Q7 sebesar 152,028 J. Kemudian kami menghitung kalor yang diserap kalorimeter (q8 ) dengan cara mengalikan tetapan kalorimeter dengan perubahan suhu ( q8= k x (T6 – T5). Maka kami mendapatkan kalor yang diserap kalorimeter sebesar 105 J. Dengan diketahuinya Q7 dan Q8 maka kami dapat menghitung kalor yang dihasilkan sistem reaksi Q9 dengan cara ( q9 = - ( q7 + q8 ). Maka kami memperoleh kalor yang dihasilkan sistem reaksi (q9) sebesar –257,028 J. Dengan demikian kami dapat menghitung kalor penetralan yang dihasilkan dalam satu mol larutan (ΔHn). Caranya yaitu dengan membagi kalor yang dihasilkan sistem reaksi (q9) dengan jumlah mol pembatas yang terbentuk. Maka kami memperoleh kalor penetralan (ΔHn) sebesar -1028,12 J/mol.

Perhitungan

Diketahui: mlarutancampuran= 20,6 gram

Massa jenis larutan 1,03 gram/ml Kalor jenis larutan= 3,69 J/gram K. T6= 35o_{C= 308 K}

T5= 33o_{C= 306 K} Ditanya: ∆Hn ?

 Mol HCl = M x V = 1 x 0,010 L = 0,010 mol  Mol NaOH = M x V

= 1 x 0,010 L = 0,010 mol  Massalarutan campuran = ρlarutan x V

= 1,03 x 20

= 20,6 gram

 HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H2O(l) Awal : 0,010 0,010 -

-Reaksi : 0,010 0,010 0,010 0,010

Sisa : - - 0,010 0,01

Jawab: b. q7= mlarutan x kalor jenis larutan x kenaikan suhu = 20,6 gram x 3,69 J/gram K x (308-306) K = 152,028 J

c. q8= K x (T6-T5) = 52,5 x (308-306) = 105 J

d. q9= - ( q7+q8 )

= - (152,028 +105) = -257,028 J e. ∆ H n= q9

mol larutan NaCl = 2 57,028

0,005 = 10281,12 J/mol IX. Pembahasan

Pada percobaan pertama tidak terjadi reaksi karena apabila air direaksikan dengan air maka akan tetap menghasilkan molekul air (molekul yang direaksikan sama). Reaksi ini termasuk reaksi eksoterm karena sistem (air aqudes) menerima kalor dari lingkungan (air panas). Dalam percobaan tidak hanya air dingin dan air panas yang terlibat, akan tetapi kalorimeter juga terlibat menyerap kalor. Kita juga mengetahui tetapan kalorimeter k= 52,5 J/K.

Pada percobaan kedua terjadi reaksi CuSO4+Zn ZnSO4+Cu. Reaksi ini termasuk reaksi eksoterm dimana sistem ( CuSO4 ) menerima kalor yang dilepaskan dari lingkungan( Zn ). Kita juga mengetahui kalor reaksi ∆Hr= -72266,7 J/mol.

Pada percobaan ketiga terjadi reaksi HCl+NaOH  NaCl+H2O karena apabila asam klorida dan natrium hidroksida direaksikan maka menghasilkan natrium klorida dan air. Reaksi ini termasuk reaksi eksoterm dimana sistem ( HCl) menerima kalor yang dilepaskan dari lingkungan ( NaOH ). Kita juga mengetahui kalor penetralan ∆Hn= - 10281,12 J/mol.

X. Kesimpulan

Pada ketiga percobaan yang telah kami lakukan yakni menentukan tetapan kalorimeter, penentuan kalor penetralan HCl-NaOH, dan penentuan kalor reaksi Zn-CuSO4 telah terbukti bahwa dalam setiap reaksi kimia selalu disertai dengan pelepasan atau penyerapan kalor. Ini dapat dilihat dari terjadinya kenaikan atau penurunan suhu setelah berlangsungnya reaksi. Kalor yang dihasilkan dalam reaksi Zn – CuSO4 adalah - 72266,7 J/mol. Sedangkan kalor yang dihasilkan pada reaksi penetralan HCl – NaOH adalah sebesar – 10281,12 J/mol. Kita telah mengetahui bahwa nilai tetapan kalorimeter adalah 52,5 J / o_K.

XI. Daftar Pustaka

 Tim Kimia Dasar. 2014. Penuntun Praktikum Kimia Dasar I. Jurusan Kimia FMIPA UNESA : Surabaya.

 Giancoli, Doughlas C. 2001. Fisika Jilid I. Erlangga : Jakarta

 Achmad, Hiskia. 1993. Penuntun Dasar-Dasar Praktikum Kimia. Bekasi-Jakarta.

Surabaya, 20 November 2014

Mengetahui, Praktikan,

Dosen/Asisten Pembimbing

(………) (...) LAMPIRAN

Gambar Hasil Percobaan

1. Penentuan Tetapan Kalorimeter

1.Memasukkan air ke dalam

kalorimeter sebanyak 25mL, kemudian mencatat suhu T1

2. Memanaskan 25 mL air dalam gelas kimia , kemudian mencatat suhu T2

3. Mencampurkan air panas tadi kedalam calorimeter berisi air aqudes, diaduk kemudian mencatat suhunya ( ∆T )

2. Penentuan Kalor Reaksi Zn-CuSO4

1. 25 mL CuSO4 1M

2. Memasukkan larutan CuSO4 kedalam kalorimeter sebanyak 25mL kemudian mencatat suhunya ( T3 )

3. Menimbang serbuk Zn sebanyak 0,2 gram

4. Memasukkan serbuk Zn ke dalam larutan CuSO4 kemudian mencatat suhunya ( T4 )

3. Penentuan Kalor Penetralan HCl-NaOH

5. Terdapat

endapan

1. Memasukkan larutan HCl kedalam kalorimeter kemudian mencatat suhunya ( T5 )

2.. Memasukkan NaOH sebanyak 25mL kedalam gelas kimia kemudian mencatat suhunya agar sama dengan suhu HCl.

3. Mencampurkan larutan NaOH kedalam calorimeter yang berisi HCl kemudian mencatat suhunya (T6)

 Mol HCl = M x V = 1 x 0,010 L = 0,010 mol  Mol NaOH = M x V

= 1 x 0,010 L = 0,010 mol  Massalarutan campuran = ρlarutan x V

= 1,03 x 20

= 20,6 gram

 HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H2O(l) Awal : 0,010 0,010 -

-Reaksi : 0,010 0,010 0,010 0,010

Sisa : - - 0,010 0,01

Jawab: b. q7= mlarutan x kalor jenis larutan x kenaikan suhu = 20,6 gram x 3,69 J/gram K x (308-306) K = 152,028 J

c. q8= K x (T6-T5) = 52,5 x (308-306) = 105 J

d. q9= - ( q7+q8 )

= - (152,028 +105) = -257,028 J

e. ∆ H n= q9

mol larutan NaCl

= 2 57,028 0,005 = 10281,12 J/mol IX. Pembahasan

Pada percobaan pertama tidak terjadi reaksi karena apabila air direaksikan dengan air maka akan tetap menghasilkan molekul air (molekul yang direaksikan sama). Reaksi ini termasuk reaksi eksoterm karena sistem (air aqudes) menerima kalor dari lingkungan (air panas). Dalam percobaan tidak hanya air dingin dan air panas yang terlibat, akan tetapi kalorimeter juga terlibat menyerap kalor. Kita juga mengetahui tetapan kalorimeter k= 52,5 J/K.

Pada percobaan kedua terjadi reaksi CuSO4+Zn ZnSO4+Cu. Reaksi ini termasuk reaksi eksoterm dimana sistem ( CuSO4 ) menerima kalor yang dilepaskan dari lingkungan( Zn ). Kita juga mengetahui kalor reaksi ∆Hr= -72266,7 J/mol.

Pada percobaan ketiga terjadi reaksi HCl+NaOH  NaCl+H2O karena apabila asam klorida dan natrium hidroksida direaksikan maka menghasilkan natrium klorida dan air. Reaksi ini termasuk reaksi eksoterm dimana sistem ( HCl) menerima kalor yang dilepaskan dari lingkungan ( NaOH ). Kita juga mengetahui kalor penetralan ∆Hn= - 10281,12 J/mol.

X. Kesimpulan

Pada ketiga percobaan yang telah kami lakukan yakni menentukan tetapan kalorimeter, penentuan kalor penetralan HCl-NaOH, dan penentuan kalor reaksi Zn-CuSO4 telah terbukti bahwa dalam setiap reaksi kimia selalu disertai dengan pelepasan atau penyerapan kalor. Ini dapat dilihat dari terjadinya kenaikan atau penurunan suhu setelah berlangsungnya reaksi. Kalor yang dihasilkan dalam reaksi Zn – CuSO4 adalah - 72266,7 J/mol. Sedangkan kalor yang dihasilkan pada reaksi penetralan HCl – NaOH adalah sebesar – 10281,12 J/mol. Kita telah mengetahui bahwa nilai tetapan kalorimeter adalah 52,5 J / o_K.

XI. Daftar Pustaka

 Tim Kimia Dasar. 2014. Penuntun Praktikum Kimia Dasar I. Jurusan Kimia FMIPA UNESA : Surabaya.

 Giancoli, Doughlas C. 2001. Fisika Jilid I. Erlangga : Jakarta

 Achmad, Hiskia. 1993. Penuntun Dasar-Dasar Praktikum Kimia. Bekasi-Jakarta.

Surabaya, 20 November 2014

Mengetahui, Praktikan,

Dosen/Asisten Pembimbing

(………) (...) LAMPIRAN

Gambar Hasil Percobaan

1. Penentuan Tetapan Kalorimeter

1.Memasukkan air ke dalam

kalorimeter sebanyak 25mL, kemudian mencatat suhu T1

2. Memanaskan 25 mL air dalam gelas kimia , kemudian

mencatat suhu T2

3. Mencampurkan air panas tadi kedalam calorimeter berisi air aqudes, diaduk kemudian mencatat suhunya ( ∆T )

2. Penentuan Kalor Reaksi Zn-CuSO4

1. 25 mL

CuSO4 1M

2. Memasukkan larutan CuSO4 kedalam kalorimeter sebanyak 25mL kemudian mencatat suhunya ( T3 )

3. Menimbang serbuk Zn sebanyak 0,2 gram

4. Memasukkan serbuk Zn ke dalam larutan CuSO4 kemudian mencatat suhunya ( T4 )

3. Penentuan Kalor Penetralan HCl-NaOH

5. Terdapat endapan

1. Memasukkan larutan HCl kedalam kalorimeter kemudian mencatat suhunya ( T5 )

2.. Memasukkan NaOH sebanyak 25mL kedalam gelas kimia kemudian mencatat suhunya agar sama dengan suhu HCl.

3. Mencampurkan larutan NaOH kedalam calorimeter yang berisi HCl kemudian mencatat suhunya (T6)