Laporan Resmi Kimia Termokimia

Termokimia

I. Hari/Tanggal Percobaan : 28 November 2014 II. Selesai Percobaan : 28 November 2014 III. Tujuan Percobaan :

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

2. Menghitung perubahan kalor yang terjadi dalam berbagai reaksi kimia. IV. Tinjauan Pustaka

Termokimia merupakan salah satu cabang ilmu kimia yang mempelajari tentang kalor pada suatu reaksi kimia. Setiap reaksi kimia selalu disertai dengan perubahan energi dalam bentuk kalor, yaitu dengan cara melepas sejumlah kalor (reaksi eksoterm, ∆H = -) atau menyerap kalor (endoterm, ∆H = +). Selain itu ada reaksi yang disertai dengan timbulnya gas ataupun timbulnya suatu endapan tertentu. Jika suatu sistem kimia diberikan sejumlah energi dalam bentuk kalor (Q) maka sistem akan melakukan kerja maksimum (w = P . ∆v ). Setelah kerja, sistem menyimpan sejumlah energi yang disebut energi dalam (U). Secara matematis perubahan energi dapat dirumuskan sebagai berikut :

∆U = ∆q ±∆v

Dimana : ∆U = Perubahan energi dalam ∆Q = perubahan kalor

∆v = perubahan volume

Jumlah kalor dari hasil reaksi dapat diukur dengan suatu alat yang disebut kalorimeter. Jumlah kalor yang diserap kalorimeter untuk menaikkan suhu 1derajat disebut tetapan calorimeter, satuannya J/K.Pada reaksi eksoterm sistem membabaskan energi sehingga sistem akan berkurang, artinya entalpi produk lebih kecil dari entalpi pereaksi. Oleh karena itu perubahan bertanda negatif. Sehingga (p) dapat dinyatakan sebai berikut :

∆H = Hp – Hr < 0

Sedangkan reaksi kimia yang menerima atau menyerap kalor disebut reaksi endoterm. Pada reaksi endoterm sistem menyerap energy, oleh karena itu entalpi sistem akan bertambah. Artinya entalpi produk (Hp) lebih besar dari entalpi

pereaksi (Hr). Akibatnya perubahan entalpi merupakan selisih antara entalpi produk dengan entalpi pereaksi (Hp-Hr) bertanda positif sehingga reaksi endoterm dapatdirumuskan :

∆H = Hp –Hr > 0

Dengan persamaan termokimia menggambarkan suatu reaksi yang disertai informasi tentang perubahan entalpi kalor. Oleh karena itu entalpi merupakan sifat eksensif (nilainya tergantung pada besar dan ukuran sistem). Maka pada persamaan termokimia juga tercantum jumlah mol zat yang dinyatakan dengan koefisien reaksi dan keadaan fase zat yang terlibat. Jumlah kalor yang diserap atau dilepas sebanding dengan massa. Kalor jenis zat dan perubahan suhu. Hubungannya :

Q = m.c. ∆T dimana :

Q = perubahan kalor (J) m = massa zat (gram) c = kalor jenis zat ∆T = perubahan suhu (k)

Macam – macam jenis kalor : 1. Kalor Pembentukan

2. Kalor pembakaran 3. Kalor penguraian 4. Kalor pelarutan 5. Kalor penetralan 6. Kalor peleburan

V. Alat dan Bahan Alat :

1. Kalorimeter 2. Pipet ukur

3. Gelas kimia 100 ml 4. Spatula

Bahan :

1. CuSO4 1M

2. NaOH 1M

3. HCl 1M

4. Serbuk Zn

VI. Cara Kerja:

1. Penentuan ketetapan kalorimeter

2. Penentuan kalor reaksi Zn-CuSO4

25 mL air 25 mL air

-Dipanaskan dalam gelas kimia sampai kenaikan suhu 100_{C dari} suhu kamar

-Dicatat temperaturnya - Dimasukkan ke dalam kalorimeter

menggunakan pipet ukur - Dicatat temperaturnya

T2 T1

- Dicampurkan air panas ke dalam calorimeter yang berisi air dingin - Dikocok

- Dicatat temperatur maksimum yang konstan

ΔT

-menghitung tetapan kalorimeter K

0,2 gram Serbuk Zn

25 mL CuSO4 1M

- Ditimbang

- Dimasukkan serbuk Zn kedalam calorimeter yang berisi larutan CuSO₄

- Dimasukkan dalam kalorimeter

- Dicatat temperaturnya

T₃

- Dicatat temperatur maksimum yang konstan

T4

25 mL NaOH 1M

- menghitung kalor reaksi yang terukur ΔHr

3. Penentuan kalor penetralan HCl – NaOH

VI. Hasil Pengamatan

No. Alur Praktikum Hasil Pengamatan Dugaan/Reaksi Kesimpulan

1. Penentuan tetapan kalorimeter

_{-Air 25 ml jernih,} Sebelum

tidak berwarna -T1= 31ºC=304 K, Jernih tidak berwarna

-T2 = 41ºC=314K, Jernih tidak berwarna

 Sesudah

ΔT = 34ºC=307K, Warna tetap

q₁=315Joule

q₂=−735Joule

q₃=420J oule

K = 105 Joule / K

Kalor yang terlepas dari air panas diserap oleh air dingin dan kalorimeter,sehingga terjadi kesetimbangan termal Melalui perhitungan,diper oleh nilai tetapan kalorimeter/K=10 5

Joule K

25 mL Air 25 mL Air T 1 T 2 T K

10 mL NaOH 1M 10 mL HCl 1M

- Dimasukkan dalam kalorimeter

- Dicatat temperaturnya

- Diatur temperaturnya agar sama dengan temperature larutan HCl T5

- Dicampurkan larutan NaOH dengan larutan HCl dalam kalorimeter

- Dicatat temperatur maksimum yang konstan

T6

- menghitung kalor penetralan yang terukur

Pelor Reak

2.  Sebelum:

-CuSO4 1 M, 25 mL berwarna orange

-T3= 33C= 306 K

-Serbuk Zn 0,2 gram berwarna abu - abu

 Sesudah: -T4= 34C= 307 K

-Larutan

ZnSO₄ tidak berwarna dan terdapat endapan Cu

q4 = 105 J q5 = 1,7 J q6 = - 106,7 J Hn = -35566,667 J/mol

- Zn(s)+CuSO4(aq) ZnSO4(aq)+ Cu(s) - T4>T3

- Reaksi yang terjadi yaitu reaksi

eksoterm

- Terdpat endapan Cu berwarna kehitaman Melalui perhitungan diperoleh kalor reaksi yang dihasilkan dalam 1 mol larutan (ΔHr) sebesar -35566,66 joule/Mol, sehingga terjadi reaksi eksoterm.

3. Kalor Penetralan HCl-NaOH  Sebelum -T5 = 32ºC= 305 K -HCl : tidak berwarna -NaOH : tidak berwarna

 Sesudah

T6 = 34ºC=307 K, berwarna keruh

q776,014Joule

q₈=210Joule

q₉=−286,014J

oule

∆ Hn=¿ 105 Joule / K

-HCl(aq)+NaOH(aq) NaCl(aq)+H2O(l) - T6>T5

- Reaksi yang terjadi yaitu reaksi eksoterm Percobaan tersebut didapatkan nilai kalor penetralan (ΔHn) sebesar -28601,4 joule/mol, sehingga terjadi reaksi eksoterm

VII. Analisis data/ Perhitungan/ Persamaan reaksi yang terlibat Penentuan Tetapan Kalorimeter

Pada percobaan pertama kami memasukkan 25 mL air dengan suhu normal kedalam kalorimeter. Kami mengukur temperaturnya (T1) yakni sebesar

20 mL Cu-SO4 1M

0,5 g serbuk Zn

T 3 T 4 ΔH r

25 mL HCl

1 M 25mL NaOH 1M

T5 T5

T6

31º C = 304 K dan air jernih tidak berwarna. Setelah itu kami memanaskan air sebanyak 25 mL sampai temperaturnya naik 10º C dari suhu kamar. hingga suhu air itu mencapai 41º C = 314 K dan air jernih tidak berwarna. Selanjtnya kami mencampurkan air yang telah dipanaskan tadi dengan air dingin yang ada dalam kalorimeter. Lalu dikocok hingga keduanya bercampur. Kita mengukur suhu maksimum yang konstan ( ∆ T ) sebesar 34º C = 307 K dan warna air pun tetap,

tidak berubah. Pada perhitungan diperoleh

q₁=315Joule , q₂=−735Joule , q₃=420Joule. Sehingga diperoleh tetapan kalorimeter sebesar 105 Joule/K.

Penentuan kalor reaksi Zn-CuSO4

Pada percobaan kedua kami memasukkan 25mL CuSO4 1M kedalam kalorimeter. Kami mengukur temperaturnya (T3) yakni sebesar 33ºC = 306 K. Setelah itu kami menambahkan larutan tersebut dengan 0,2 gram serbuk Zn yang berwarna abu-abu dan kemudaian kami mengukur temperatur campuran larutan tersebut, sehingga diperoleh (T4) sebesar 34ºC = 307 K, setelah dicampur dan diukur temperaturnya larutan ZnSO4 tidak berwarna dan terdapat endapan Cu

berwarna kehitaman. Pada perhitungan diperoleh

q₄=105Joule, q₅=1,7Joule, q₆=−106,7Joule , sehingga diperoleh kalor reaksi yang dihasilkan dalam 1 mol larutan (ΔHr) sebesar -35566,667 J/Mol, sehingga terjadi reaksi eksoterm. Sehingga diperoleh persamaan : Zn(s) + CuSO4(aq) ZnSO4(aq) + Cu(s)

Penentuan kalor penetralan HCl-NaOH

Pada percobaan ketiga kami memasukkan 25 mL HCl 1M, jernih tidak berwarna kedalam kalorimeter dan kemudian mengukur temperaturnya (T5) sebesar 320C=305K . Setelah itu kami menambahkan 25mL NaOH 1M, jernih tidak berwarna yang mana temperaturnya diukur sama dengan temperatur HCl, kemudian setelah kedua larutan tersebut dicampur, kami menghitung temperatur campuran T6 sebesar 340C=307K . sehingga warna berubah menjadi keruh. Pada perhitungan diperoleh q7=76,014 Joule ,q8= 210 Joule,q9= -286,014 Joule, sehingga diperoleh kalor penetralan yang dihasilkan dalam 1Mol larutan (ΔHn)

sebesar -28601,4 J/Mol, sehingga terjadi reaksi eksoterm. Sehingga diperoleh persamaan : HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H2O(l)

Perhitungan

Percobaan 1 ( Penentuan tetapan kalorimeter , K ) Diketahui : VAir = 25 ml

ρ Air = 1 gr/ml

T1 = 31 ℃ = 310_{C + 273 = 304 K} T2 = 41 ℃ = 410_{C + 273 = 314 K}

ΔT = 34 0_{C = 34}0_{C + 273 = 307 K} * ρ=m

v

* m= ρ.v

= 1 × 25 = 25 gram

1.) Kalor yang diserap air dingin, q1

q1 = massa air dingin x kalor jenis air x kenaikan suhu = 25 × 4,2 × (307 – 304)

= 25 x 4,2 x 3 = 315 J

2.) Kalor yang diserap air panas (q2)

q2 = massa air panas x kalor jenis air x penurunan suhu = 25 × 4,2 × (314 – 307)

= 25 x 4,2 x 7 = 735 J

3.) Kalor yang diserap kalorimeter (q3) q3 = q2 - q1

= 735 – 315 = 420 J

4.) Tetapan Kalorimeter (K) K = q1

= 315 307−304 = 315

3

= 105 Joule/K

Percobaan 2 (Penentuan Kalor reaksi Zn - CuSO4)

Diketahui : K = 105 J/K

m Zn = 0,2 gram

C ZnSO4 = 3,52 J/g K

VCuSO4 = 25 mL

M CuSO4 = 1 M

Ar Zn = 65,4

T3 = 33o_{C = 33}o_{C + 273 = 306 K} T4 = 34o_{C = 34}o_{C + 273 = 307 K} Mol CuSO4 = M x volume CuSO4

= 1 x 0,025 = 0,025 mol Mol Zn = massa Zn

Ar Zn

= 0,2 65,4 = 0,003 mol Persamaan reaksi :

CuSO4(aq) + Zn(s) ZnSO4(aq) + Cu(s) M : 0,0025 0,003

R : 0,003 0,003 0,003 0,003

S : 0,022 - 0,003 0,003

1.) Kalor yang diserap kalorimeter (q4) q4 = K x (T4 - T3)

= 105 x 1 = 105 Joule

2.) Kalor yang diserap larutan (q5)

Massa ZnSO4 = mol ZnSO4 x Mr ZnSO4 = 0,003 x 161

= 0,483 gram

q5 = massa larutan x kalor jenis larutan x kenaikan suhu = 0,483 x 3,52 x 1

= 1,70016 = 1,7 Jolue

3.) Kalor yang dihasilkan sistem reaksi (q6) q6 = (q˗ 5 + q4)

= - (1,7 + 105) = - 106,7 Joule

4.) Kalor reaksi yang dihasilkan dalam satu mol larutan ∆Hr = q6

mol pembatas joule/mol

= −106,7

0,003 joule/mol = - 35566,667 Joule/Mol

Percobaan 3 (Penentuan Kalor Penetralan HCl – NaOH) Diket : clarutan = 3,69 J/g K

ρlarutan = 1,03 g/mL V.air = 10 ml

T5 = 32 0_{C = 32} 0_{C + 273 = 305 K} T6 = 34 0_{C = 34} 0_{C + 273 = 307 K} 1.) Kalor yang diserap larutan (q7)

q7 = mlarutan x kalor jenis larutan x kenaikan suhu = (ρlarutan x Vair) x 3,69 x (T6 – T5)

= (1,03 x 10 ) x 3,69 x (307 – 305 ) = 1,03 x 3,69 x 2

= 76,014 Joule

q8 = K x (T6 – T5) = 105 x (307 – 305) = 105 x 2

= 210 Joule

3.) Kalor yang dihasilkan sistem reaksi (q9) q9 = - ( q7 + q8 )

= - (76,014 + 210) = - 286,014 Joule

4.) Kalor penetralan tiap satu mol larutan - Mol HCl = M x Vol.HCl

= 1 x 0,01 = 0,01 mol

- Mol NaOH = M x Vol. NaOH = 1 x 0,01

= 0,01 mol Persamaan reaksi :

NaOH + HCl ↔ NaCl + H2O M : 0,01 0,01

R : 0,01 0,01 0,01 0,01 S : - - 0,01 0,01

Kalor reaksi yang dihasilkan dalam satu mol larutan

∆Hn = q9

mol pembatas joule/mol

= −286,014_0,01 joule/mol

= - 28601,4 Joule/mol

VIII. Pembahasan

Pada percobaan ini air dingin yang dicampur dengan air panas

menghasilkan air hangat. Hal ini terjadi karena adanya peristiwa perpindahan kalor yang menyebabkan terjadinya kesetimbangan suhu diantara kedua air tersebut. Kejadian ini sesuai dengan hukum Asas Black bahwa Qlepas = Qterima. Maksudnya adalah bahwa kalor yang di lepas ke lingkungan sama dengan kalor yang diterima dari lingkungan. Perubahan suhu yang terjadi yaitu 3°C

2. Pada percobaan kedua

Pada percobaan kedua dihasilkan endapan Cu berwarna kehitaman dari pencampuran serbuk Zn dengan larutan CuSO4. dimana hal tersebut sesuai dengan reaksi :

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

Selain itu warna larutan setelah pencampuran adalah orange. Hal tersebut tidak sesuai dengan teori karena pada percobaan ini kenaikan suhu tidak mencapai ± 30_{C, hal ini dikarenakan kesalahan penggunaan CuSO4,} CuSO4 yang digunakan sudah rusak, jadi CuSO4 kurang stabil jadi tidak teroksidasi, CuSO4 rentan bersifat dehidrasi.

3. Pada percobaan ketiga

Pada percobaan ketiga dihasilkan larutan tidak berwarna dari

percampuran asam klorida dan Natrium Hidroksida,dimana hal tersebut sesuai dengan teori. Garam yang dihasilkan dari percampuran tersebut yaitu NaCl atau yang biasa disebut dengan garam dapur dalam bentuk larutannya tidak berwarna.

IX. Kesimpulan

Dari percobaan termokimia dapat diperoleh simpulan sebagai berikut :

 Pada percobaan pertama diperoleh harga tetapan kalorimeter (K) sebesar 105 Joule/K.

 Pada percobaan kedua diperoleh harga kalor reaksi yang dihasilkan dalam satu mol larutan (ΔHr) antara Zn–CuSO4 sebesar – 35566,667 Joule/mol.

 Pada percobaan ketiga diperoleh harga kalor penetralan yang dihasilkan dalam suatu mol larutan (ΔHn) antara HCl–NaOH sebesar – 28601,4 Joule/mol.  Pada ketiga percobaan yang telah kami lakukan yakni menentukan tetapan

kalorimeter, penentuan kalor reaksi Zn-CuSO4, dan penentuan kalor penetralan HCl-NaOH 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.

X. Daftar Pustaka

Brady, J.E. 1999. Kimia Universitas Asas dan Struktur Jilid Satu. Binarupa Aksara : Jakarta

Keenan, dkk. 1986. Ilmu Kimia Untuk Universitas. Erlangga.

Sugiarto , Bambang dkk.2007. Kimia Dasar I. Surabaya : Unesa University Press Tim Kimia Dasar. 2014. Petunjuk Praktikum Kimia Umum. Surabaya: Jurusan

Surabaya, 02 Desember 2014

Mengetahui Praktikan,

Dosen/Asisten Pembimbing

( ) ( )

LAMPIRAN

Mempersiapkan Alat dan Bahan

Alat dan Bahan 1. Percobaan I Penentuan Tetapan Kalorimeter

Air 25 mL Air dimasukkan kedalam Kalorimeter

Air dicampur dan dikocok Diukur suhu campuran air 2. Penentuan Kalor reaksi Zn – CuSO4

Larutan CuSO4 yang telah dicampur dengan serbuk Zn

3. Penentuan Kalor penetralan HCl - NaOH

Gambar 1. Menyiapkan HCl dan NaOH

Mengukur suhu NaOH agar sama dengan suhu HCl

HCl dan NaOH dicampur dalam Mengukur suhu campuran HCl dan NaOH

q8 = K x (T6 – T5) = 105 x (307 – 305) = 105 x 2

= 210 Joule

3.) Kalor yang dihasilkan sistem reaksi (q9) q9 = - ( q7 + q8 )

= - (76,014 + 210) = - 286,014 Joule

4.) Kalor penetralan tiap satu mol larutan - Mol HCl = M x Vol.HCl

= 1 x 0,01 = 0,01 mol

- Mol NaOH = M x Vol. NaOH = 1 x 0,01

= 0,01 mol Persamaan reaksi :

NaOH + HCl ↔ NaCl + H2O M : 0,01 0,01

R : 0,01 0,01 0,01 0,01 S : - - 0,01 0,01

Kalor reaksi yang dihasilkan dalam satu mol larutan

∆Hn = q9

mol pembatas joule/mol = −286,014_0,01 joule/mol = - 28601,4 Joule/mol

VIII. Pembahasan

Pada percobaan ini air dingin yang dicampur dengan air panas

menghasilkan air hangat. Hal ini terjadi karena adanya peristiwa perpindahan kalor yang menyebabkan terjadinya kesetimbangan suhu diantara kedua air tersebut. Kejadian ini sesuai dengan hukum Asas Black bahwa Qlepas = Qterima. Maksudnya adalah bahwa kalor yang di lepas ke lingkungan sama dengan kalor yang diterima dari lingkungan. Perubahan suhu yang terjadi yaitu 3°C

2. Pada percobaan kedua

Pada percobaan kedua dihasilkan endapan Cu berwarna kehitaman dari pencampuran serbuk Zn dengan larutan CuSO4. dimana hal tersebut sesuai dengan reaksi :

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

Selain itu warna larutan setelah pencampuran adalah orange. Hal tersebut tidak sesuai dengan teori karena pada percobaan ini kenaikan suhu tidak mencapai ± 30_{C, hal ini dikarenakan kesalahan penggunaan CuSO4,} CuSO4 yang digunakan sudah rusak, jadi CuSO4 kurang stabil jadi tidak teroksidasi, CuSO4 rentan bersifat dehidrasi.

3. Pada percobaan ketiga

Pada percobaan ketiga dihasilkan larutan tidak berwarna dari

percampuran asam klorida dan Natrium Hidroksida,dimana hal tersebut sesuai dengan teori. Garam yang dihasilkan dari percampuran tersebut yaitu NaCl atau yang biasa disebut dengan garam dapur dalam bentuk larutannya tidak berwarna.

IX. Kesimpulan

Dari percobaan termokimia dapat diperoleh simpulan sebagai berikut :

 Pada percobaan pertama diperoleh harga tetapan kalorimeter (K) sebesar 105 Joule/K.

 Pada percobaan kedua diperoleh harga kalor reaksi yang dihasilkan dalam satu mol larutan (ΔHr) antara Zn–CuSO4 sebesar – 35566,667 Joule/mol.

 Pada percobaan ketiga diperoleh harga kalor penetralan yang dihasilkan dalam suatu mol larutan (ΔHn) antara HCl–NaOH sebesar – 28601,4 Joule/mol.

 Pada ketiga percobaan yang telah kami lakukan yakni menentukan tetapan kalorimeter, penentuan kalor reaksi Zn-CuSO4, dan penentuan kalor penetralan HCl-NaOH 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.

X. Daftar Pustaka

Brady, J.E. 1999. Kimia Universitas Asas dan Struktur Jilid Satu. Binarupa Aksara : Jakarta

Keenan, dkk. 1986. Ilmu Kimia Untuk Universitas. Erlangga.

Sugiarto , Bambang dkk.2007. Kimia Dasar I. Surabaya : Unesa University Press Tim Kimia Dasar. 2014. Petunjuk Praktikum Kimia Umum. Surabaya: Jurusan

Surabaya, 02 Desember 2014

Mengetahui Praktikan,

Dosen/Asisten Pembimbing

( ) ( )

LAMPIRAN

Mempersiapkan Alat dan Bahan

Alat dan Bahan 1. Percobaan I Penentuan Tetapan Kalorimeter

Air 25 mL Air dimasukkan kedalam Kalorimeter

Air dicampur dan dikocok Diukur suhu campuran air 2. Penentuan Kalor reaksi Zn – CuSO4

Larutan CuSO4 yang telah dicampur dengan serbuk Zn

3. Penentuan Kalor penetralan HCl - NaOH

Gambar 1. Menyiapkan HCl dan NaOH

Mengukur suhu NaOH agar sama dengan suhu HCl

HCl dan NaOH dicampur dalam Mengukur suhu campuran HCl dan NaOH