Laporan Pratikum Kimia Dasar 1 Termokimi
TERMOKIMIA I.
Latar Belakang Termokimia adalah suatu bagian dari termodinamika yang membahas tentang perubahan panas reaksi kimia. Panas reaksi kimia suatu system dapat dilepaskan maupun diserap. Reaksi yang dilepaskan disebut dengan reaksi ekoterm sedangkan reaksi yang diserap dinamakan reaksi endoterm. Perubahan reaksi ini dapat diukur menggunakan prinsip kerja dari calorimeter. Prinsip kerja dari calorimeter yaitu dengan mengisolasi panas dalam system agar panas tersebut tidak berpindah ke lingkkungan.
Reaksi yang sering dijumpai di alam semester ini adalah reaksi yang berlangsung dalam system terbuka dengan tekanan tetap ( tekanan atmosfir ) sehingga kalor reaksi yang berlangsung pada tekanan tetap berbeda dari perubahan energy dalam (∆E). Untuk menyatakan kalor reaksi yang berlangsung pada tekanan tetap didefinisikan suatu besaran termodinamika, yaitu Entalphi (H). Entalphi menyatakan kandungan kalor zat atau system. Perubahan entalpi (∆H) dari suatu reaksi sama dengan jumlah kalor yang diserap atau dilepaskan oleh reaksi.
Oleh karena itu, maka diujilah perubahan entalpi tersebut dengan cara percobaan menetralkan suatu zat dengan zat lain menggunakan calorimeter II. Tujuan 1.
Mempelajari bahwa setiap reaksi kimia selalu disertai dengan perubahan energi.
2. Mempelajari bahwa perubahan kalor dapat diukur atau dipelajari dengan percobaan sederhana.
III. Dasar Teori Termodinamika adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energy panas dengan energy kimia. Energi kimia didefinisikan sebagai energy yang dikandung setiap unsur atau senyawa. Perubahan energy dapat terjadi dalam suatu system maupun lingkungan. Sistem dapat berupa gas, uap air dan uap dalam kontak dengan cairan ( Atkins,1990 ; Brady,1999).
Kalor adalah perpindahan energy termal. Kalor mengalir dari satu bagian ke bagian yang lain atau dari satu system ke system yang lain, Karena adanya perbedaan temperature ( Alberty dan Daniels, 1992 ).
Besarnya kalor reaksi bergantung pada jumlah zat yang bereaksi, keadaan fisika, temperature, tekanan, jenis reaksi ( P tetap atau Vteap ). Kalor reaksi adalah kaor yang menyertai suatu reaksi dengan koefisien yang paling sederhana ( Oxtoby.dkk, 2001)
Ditinjau dari jenis reaksi, terdapat beberapa jenis reaksi diantaranya reaki kalor pembentukan, kalor penguraian, kalor penetralan, kalor reaksi dan kalor pelarutan ( Basri, 2002 )
Benda yang mnerima kalor suhunya akan naik sedangkan benda yang melepas kalor temperaturnya akan turun. Dimana, Q = m . c . Dt dengan Q = jumlah kalor (kal) m = massa zat (g) ◦ c = kalor jenis zat (kal/g ◦
C) Dt = perubahan suhu(
C) Dalam satuan SI kalor adalah Joule. Kesetraan joule dan kalori yaitu : 1 Joule = 0,24 kal dan 1 Kalori = 4,184 joule
(Tippler,1998)
IV. Metodologi
A. Alat Kalorimeter sederhana
Stopwatch Gelas Baker
Buret Termometer B.
Bahan Akuades 4
1M CuSO Bubuk Zn HCl 1M NaOH 1M
C. Cara kerja Percobaan 1: Penentuan Tetapan Kalorimeter
1. Masukkan 25ml akuades ke dalam kalorimeter dengan buret, catat temperaturnya.
2. Panaskan 25ml air dalam gelas kimia sampai kurang-lebih 10 derajat di atas temperatur ruangan, catat temperaturnya.
3. Campurkan air panas ke dalam kalorimeter, aduk, amati temperaturnya selama 10 menit dengan selang 1 menit setelah pencampuran.
4. Buat kurva pengamatan temperatur vs selang waktu untuk menentukan harga penurunan air panas dengan penaikan temperatur air dingin. 4 Percobaan 2: Penentuan Kalor Reaksi Zn + CuSO 1.
Masukkan 50ml larutan CuSO4 1M ke dalam kalorimeter 2. Catat temperatur selama 2 menit dengan selang 30 detik 3. Timbang dengan teliti 3,00gr – 3,10 gr bubuk Zn 4. Masukkan bubuk Zn ke dalam larutan CuSO4 atau kalorimeter 5. Catat temperatur selang 1 menit setelah pencampuran 10 menit
6. Ukur kenaikan temperatur dengan menggunakan grafik
Percobaan 3: Penentuan Kalor Penetralan HCl dan NaOH 1.
1M = 50 ml VCuso4 V cuso4 = 50 ml
32
32
32
32 T aquades biasa = 29⁰C
V aquades biasa = v aquades panas - 25 ml T aquades panas = 41⁰C
B. Penentuan kalor Zn + CuSo 4 Larutan CuSo 4
1 M Vcuso 4
waktu
32
0.5
1
1.5
2 suhu
29
29
29
32
32
Masukkan 25ml HCl 1M ke dalam kalorimeter 2. Catat kedudukan termometer 3. Ukur 25ml NaOH 1M. catat temperatur (atur sedemikian sehingga temperaturnya sama dengan temperatur HCl)
3
4. Campurkan basa tersebut ke dalam kalorimeter dan catat temperatur campuran selama 5 menit dengan selang 30 detik
5. Buat grafik untuk memperoleh perubahan temperatur akibat reaksi tersebut
6. Hitung entalpi penetralan V.
Hasil percobaan
A. Penetuan tetapan kalorimeter wakt u
1
2
4
32
5
6
7
8
9
10 suhu
32
32
29
4 Larutan campuran CuSo dengan Zn
wakt
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 u suhu
37
39
41
43
44
45
46
47
48
48 V Zn 1M = 50 ml
T awal campuran = 34ᵒC
C. Penetralan HCl dengan Na oH
wakt
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5 u suhu
29
30
30
30
30
30
30
30
30
30 V HCL 1M = V NaoH = 25 ml
T awal HCL = T awal NaoH = 29ᵒC VI.
Pembahasan Pada percobaan penentuan tetapan calorimeter digunakan aquades biasa dan aquades panas sebanyak masing-masing 25 ml.
Suhu aquades biasa didapatkan sebesar 29ᵒC dan suhu aquades panas didapatkan sebanyak 41ᵒC serta suhu campuran yang didapat sebanyak 31ᵒC. Pada percobaan penentuan calorimeter ini dilakukan sebanyak 10 kali pada selang waktu 1 menit selama 10 menit dan diapatkan suhu dengan besar yang sama yaitu 32ᵒC. Data suhu didapatkan konstan atau sama diantara selang waktu 1 menit dikaaktor tersebut renakan ada beberapa factor yang mempengaruhi. Faktor tersebut diatas adalah air panas yang digunakan sudah tidak lagi panas atau suhu dari air panas turun sebelum air dimasukkan kedalam calorimeter dan dikarenakan aquades yang baru saja dipanaskan belum matang sempurna sehingga suhu yang didapatkan juga kurang tinggi dan cepat turun sebelum dimasukkan kedalam calorimeter.Selain faktor suhu, ada pengadukan larutan yang kurang merata atau objektif serta kurang rapat menutup tutup calorimeter. Dari hasil perhitungan tetapan calorimeter diketahui bahwa kalor yang diserap system sebesar 210 joule dan kalor yang dikeluarkan system sebesar 945 joule. Sehingga kalor yang diterima calorimeter sebesar 735 joule. Tetapan calorimeter dapat diperoleh dengan mmbandingkan jumlah kalor pada calorimeter dengan perubahan suhu. Dan dari hasil perhitungan, diperoleh tetapan calorimeter sebesar 22,96 kal.
Pada uji coba penentuan kalor reaksi Zn dengan CuSo4 diperoleh suhu larutan CuSO4 sebesar 29ᵒC dengan selang waktu ½ menit selama 2 menit pengadukan. Larutan CuSo4 dicampur dengan larutan Zn 1M dan diperoleh perubahan suhu sebagai berikut : Suhu pertama sebesar 37ᵒC, suhu kedua sebesar 39ᵒC, suhu ketiga sebesar 41ᵒC, suhu keempat sebesar 43ᵒC, suhu kelima sebesar 44ᵒC, suhu keenam sebesar 45ᵒC, suhu ketujuh sebesar 46ᵒC, suhu kedelapan sebesar 47ᵒc, serta suhu ke Sembilan dan sepuluh sebesar 48ᵒC dalam selang waktu 1 menit selama 10 menit lamanya pengadukan. Sebelum dihitung dengan waktu, suhu larutan diperoleh sebesar 34ᵒC pada thermometer. Reaksi ini termasuk reaksi endoterm karena adanya kenaikan temperature yang menunjukkan adanya kalor yang diserap pada reaksi tersebut. Selain adanya kenaikan temperature, yang menyebabkan reaksi ini dikatakan sebagai reaksi endoterm adalah perubahan panas yang bernilai positif. Reaksi endoterm adalah reaksi yang memerlukan kalor. Percobaan ini menghasilkan entalpi sebesar 1.655 joule. Reaksi penentuan kalor reaksi antara Zn dengan CuSO4 :
Zn + CuSO 4 = ZnSO 4 + Cu Pada percobaan penetralan HCL dengan NaOH, yang bertindak sebagai system adalah HCL dan NaOH sedangkan yang berperan sebagai lingkungan adalah air atau aquades sebagai pelarut dan calorimeter. Dalam percobaan terjadi reaksi pada system yaitu reaksi antara asam klorida dengan natrium hidroksida yang menghasilkan garam dan air. Persamaan reaksi antara HCL dan NaOH adalah sebagai berikut,:
HCl (aq) + NaOH (aq) = NaCL (aq) + H 2 O (l) Saat HCL dan NaOH dicampur terjadi perubahan suhu yang menandakan bahwa pada reaksi tersebut telah menggunakan suatu energy kalor yang dinamakan dengan Kalor Penetralan. Kalor penetralan yang digunakan sebesar 12.478.8 joule. Sesuai dengan Hukum Newton I yaitu energy entalpi besarnya sama dengan kalor yang disebabkan reaksi pada tekanan tetap.
VII.
Kesimpulan
Setiap reaksi kimia selalu disertai dengan perubahan energy dan perubahan tersebut dapat dicari dengan cara menentukan kalor yang dapat diperoleh dengan menggunakan metode calorimeter saat reaksi terjadi pada kondisi tekanan tetap. Perubahan kalor reaksi sama dengan perubahan energy entalpi.
Perubahan kalor dapat ditentukan menggunakan metode calorimeter sederhana. Kalorimeter sederhana berfungsi untuk menjalankan reaksi dengan kondisi tekanan tetap. Dengan metode calorimeter juga dapat menentukan nilai entalpi reaksi yang setara dengan besarnya kalor reaksi.
VIII. Daftar Pustaka Alberty,R.A dan Daniel,F.1992.Kimia Fisika Jilid 1 Edisi
5.Sudja.Jakarta : Erlangga, Indonesia. Atkins, P.W.1990. Kimia Fisika Jilid 1 Edisi 6.Kartohadiprojo. Jakarta : Erlangga, Indonesia. Basri, S. 2002. Kamus Lengkap Kimia. Jakarta : Rineka Cipta, Indonesia. Oxtoby, D.W.dkk. 2001. Prinsip-prinsip Kimia Modern Jilid 1 Edisi 6. Jakarta : Erlangga, Indonesia. Tippler, Paul. A. 1998. Fisika untuk Sains dan Teknih Jilid 1. Jakarta : Erlangga, Indonesia.
XI. Lampiran
A. Tetapan Kalorimeter
B. Penentuan Kalor Reaksi Zn dengan CuSO
4
C. Penetralan HCL dengan NaOH
LAPORAN PRATIKUM KIMIA DASAR I JURUSAN FISIKA TERMOKIMIA
Disusun oleh :
NAMA : ANGGRAENY SUCI MAHARANY NIM : M0214008 SEMESTER : I / Ganjil KELOMPOK : 6 SHIF : II
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2014 / 2015