LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA DASAR PERCOBAAN
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA DASAR
PERCOBAAN IV
TERMOKIMIA
Oleh:
Nama
: Hanik Endah Paramita
NIM
: 16020201038
Prodi
: S1 Farmasi
PROGRAM STUDI S1 FARMASI
LABORATORIUM KIMIA TERPADU
SEKOLAH TINGGI ILMU KESEHATAN RS ANWAR MEDIKA
SIDOARJO
2017
BAB I
PENDAHULUAN
1.2.3
Latar Belakang
Termokimia adalah bagian dari termodinamika yang membahas perubahan
panas dari suatu reaksi kimia dan hubungan dengan pengaruh kalor yang
menyertai reaksi-reaksi kimia. Secara eksperimen kalor reaksi dapatditentukan
dengan kalorimeter, tapi tidak semua reaksi dapat ditentukan kalor reaksinya
secara kalorimetrik.
Penentuan kalor terbatas pada reaksi-reaksi yang telah berlangsung dengan
cepat seperti pada reaksi pembakaran, reaksi penetralan, dan reaksi pelarutan.
Cara mengetahui kebenaran dari teori pembuatan kalorimeter sederhana dan cara
penetapannya serta penentuan kalor reaksi, maka dilakukan percobaan
“Termokimia”. Percobaan ini akan ditentukan kalor reaksi secara kalorimetrik
dengan menentukan terlebih dahulu tetapan kalorimeter dengan memperhitungkan
banyak kalor yang dibebaskan dan diserap dari bahan yang digunakan, sehingga
banyaknya perubahan kalor selama reaksi dapat dihitung.
Aplikasi dari percobaan “Termokimia” pada perabotan rumah tangga antara
lain pada penggunaan termos air panas dan termos es. Selain itu, termokimia juga
biasa terjai pada fenomena angin darat dan angin laut, juga senyawa-senyawa
yang bereaksi eksotermis banyak digunakan sebagai bahan bakar seperti halnya
LPG, bensin dan lain-lain.
1.2 Tujuan Percobaan
Tujuan dari percobaan “Termokimia” antara lain untuk mengetahui prinsip
kerja dari termokimia.
BAB II
DASAR TEORI
Termokimia adalah ilmu yang mempelajari tentang perubahan kalor
(panas) dalam reaksi kimia. Kalor merupakan salah satu bentuk energi. Enegi
didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan kerja. Beberapa istilah dalam
termokimia yang harus diketahui adalah sistem dan lingkungan. Sistem adalah
sekumpulan elemen atau unsur yang saling mempengaruhi anara satu dengan yang
lain. Mislnya tabung reaksi yang berisi larutan yang bereaksi. Lingkungan adalah
segala sesuatu diluar sistem (Foliatini, 2008).
Kajian tentang kalor dihasilkan atau dibutuhkan oleh reaksi kimia disebut
termokimia. Termodinamika merupakan cabang dari termokimia karena tabung
reaksi dan isinya membentuk sistem. Kita dapat mengukur (secara tak langsung,
dengan cara mengukur kerja atau kenaikan temperatur) energi yang dihasilkan
oleh reaksi dengan kalor dan dikenal sebagai q, bergantung pada kondisinya,
apakah dengn perubahan energi dalam atau perubahan entalpi. Sebaliknya jikakita
tahu ∆U atau ∆H suatu reaksi, kita dapat meramalkan jumlah energi yang
dihasilkannya sebgai kalor (Altkins, 1999).
Hampir semua reaksi kimia menyerap atau menghasilkan (melepaskan)
energi, umumnya dalam bentuk kalor. Penting bagi kita untuk memahami
perbedaan antara energi termal dan kalor. Kalor (heat) adalah perpindahan energi
termal antara dua benda yang suhunya berbeda walaupun kalor diserap atau kalor
dibebaskan. Ketika menggambarkan perubahan energi yang terjadi selama proses
tersebut. Ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor yang menyertai reaksi
kimia disebut termokimia (thermochemistry) (Chang, 2004).
Panas dan kerja, keduanya adalah bentuk perpindahan energi kedalam atau
keluar sistem, maka dapat dibayangkan sebagai energi dalam keadaan singgah.
Jika perubahan energi disebabkan kontak mekanik sistem dengan lingkungannya,
maka kerja dilakukan : jika perubahan itu disebabkan ileh kontak kalor
(menyebabkan perubahan suhu, maka kalor dipindahkan. Dalam banyak proses,
kalor dan keduanya menembus batas sistem, dan perubahan energi dalam sistem
adalah jumlah dari kontribusi itu. Pernyataan ini disebut hukum pertama yang
mempunyai rumus matematika :
E=q+w
Suatu sistem dapat dibayangkan mengandung kerja atau kalor, sebab kerja dan
kalor keduanya mengacu bukan pada keadaan sistem, tetapi pada proses yang
mengubah suatu keadaan-keadaan lainnya. Perubahan keadaan yang sama dari
sistem dapat dilakukan dengan memindahkan kalor ke sistem tanpa melakukan
kerja sehingga : E = w + w. Karena qdan w tergantung pada proses tertentu atau
(lintasan) yang menghubungkan keadaan, maka mereka bukanlah fungsi keadaan
(Oxtoby, 2001).
Reaksi kimia yang menyangkut pemecahan atau pembentukan ikatan
kimia selalu berhubungan dengan penyerapan atau pelepasan panas. Reaksi
eksotermik adalah suatu reaksi yang melepaskan energi. Jika reaksi berlangsung
pada suhu tetap berdasarkan perjanjian ∆H akan bernilai negatif karena kandngan
panas dari sistem menurun. Sebaliknya pada reaksi endotermik yaitu reaksi yang
membutuhkan panas berdasarkan perjanjian ∆H akan bernilai positif. Namun
kadang-kadang buku menggunakan tanda sebaliknya dari yang telah diuraikan
diatas. Karena itu dalam penulisan dibidang termodinamika dianjurkan untuk
selalu mencantumkan penggunaan tanda yang akan digunakan (Bird, 1993).
Panas pelarutan ada dua macam, yaitu proses pelarutan integral dan panas
pelarutan diferensial. Besarnya panas pelarutan bergantung pada jumlah mol
pelarut dan zat terlarut (Sukardjo, 2002).
Panas pelarutan adalah panas yang diserap jika 1 mol padatan dilarutkan
dalam larutan yang sudah dalam keadaan jenuh. Hal ini berbeda dengan panas
pelarutan untuk larutan encer yang biasa terdapat dalam tabel panas pelarutan.
Panas pelarutan biasanya terdapat tabel merupakan panas. Pengenceran dari
keadaan jenuh menjadi encer (Sukardjo, 2002).
Panas netralisasi terjadi dalam larutan asam kuat dan basa kuat dengan
sedikit air ternyata berharga konstan. Hal ini disebabkan karena asam kuat dan
basa kuat akan mudah terionisasi sempurna dalam bentuk ion didalam larutan.
Panas penetralan merupakan jumlah panas yang dilepaskan ketika 1 mol air
terbentuk akibat reaksi dengan asam dan basa atau sebaliknya (Subowo dan
Sanjaya, 1983).
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Alat
Alat-alat yang digunakan dalam percobaan “Termokimia” antara lain
kalorimeter, termometer, stopwatch, gelas arloji, baeker glass 200 mL, hotplate,
gelas ukur 200 mL, pipet tetes, pipet ukur, labu ukur, dan neraca analitik.
3.2 Bahan
Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaak “Termokimia” antara lain
larutan CuSO4 0,05 M, larutan HCl 0,1 M, larutn NaOH 0,1 M, aquades, dan
padatan Zn.
3.3 Prosedur Kerja
3.3.1 Penentuan Tetapan Temperatur Kalorimeter
Langkah-langkah dalam menentukan tetapan temperatur kalorimeter
antara lain:
1.
2.
3.
Dimasukkan 50 mL air kedalam kalorimeter, catat temperaturnya.
Dipanaskan 50 mL air hingga tenperaturnya diatas 70ºC, catat temperaturnya.
Dicampurkan air panas ke dalam kalorimeter yang telah berisi air dingin,
diadukan dan dicatat temperaturnya per 30 detik sampai menit ke 5.
3.3.2 Penentuan Kalor Reaksi Zn-CuSO4
1. Dimasukkan 50 mL CuSO4 0,05 M ke dalam kalorimeter, catat temperaturnya.
2. Ditimbang padatan Zn sebanyak 0,375 gram.
3. Dimasukkan ke dalam kalorimeter yang telah berisi larutan Cu SO4 0,05 M,
diaduk dan dicatat temperaturnya per 30 detik sampai menit ke 10.
3.3.3 Reaksi Penentuan NaOH-HCl
1. Dipipet 50 mL larutan HCl 0,1 M ke dalam baeker glass A, catat
2.
temperaturnya.
Dipipet 50 mL larutan NaOH 0,1 M ke dalam baeker glass B, catat
3.
temperaturnya.
Dicampurkan 50 mL HCl 0,1 M dan 50 mL NaOH 0,1 M secara bersamaan,
diaduk dan dicatat temperaturnya per 30 detik sampai menit ke 10.
3.1 Rangkaian Alat
BAB IV
DATA HASIL PENGAMATAN
4.1 Tabel Penentuan Tetapan Temperatur Kalorimeter
N
o
1
2
3
PERLAKUAN
Dimasukkan 50 mL air kedalam
kalorimeter, catat temperaturnya.
Dipanaskan 50 mL air hingga
tenperaturnya diatas 70ºC, catat
temperaturnya.
Dicampurkan air panas ke dalam
kalorimeter yang telah berisi air
dingin, diadukan dan dicatat
temperaturnya per 30 detik
sampai menit ke 5.
PENGAMATAN
Tidak berwarna,
temperatur 30,6ºC.
Tidak berwarna,
temperatur 80ºC.
tidak
berbau,
tidak
berbau,
Didapatkan temperatur pada selang
waktu
tertentu,
larutan
tidak
berwarna, tidak berbau.
4.2 Tabel Penentuan Reaksi Zn-CuSO4
N
o
1
2
3
PERLAKUAN
PENGAMATAN
Dimasukkan 50 mL CuSO4 0,05 M Larutan berwarna biru, tenperaturnya
ke dalam kalorimeter, catat 35ºC.
temperaturnya.
Ditimbang padatan Zn sebanyak
0,375 gram.
Dimasukkan ke dalam kalorimeter
yang telah berisi larutan Cu SO4
0,05 M, diaduk dan dicatat
temperaturnya per 30 detik sampai
menit ke 10.
Padatan berwarna abu-abu, berbentuk
serbuk.
Didapatkan temperatur pada selang
waktu tertentu, padatann Zn dan
CuSO4 homogen.
4.3 Tabel Reaksi Penetralan NaOH-HCl
N
O
1
2
3
PERLAKUAN
PENGAMATAN
Dipipet 50 mL larutan HCl 0,1 M
ke dalam baeker glass A, catat
temperaturnya.
Dipipet 50 mL larutan NaOH 0,1
M ke dalam baeker glass B, catat
temperaturnya.
Dicampurkan 50 mL HCl 0,1 M
dan 50 mL NaOH 0,1 M secara
Larutan tidak berwarna, temperatur
20ºC.
Larutan tidak berwarna, temperatur
20ºC.
Larutan tidak berwarna, didapatkan
temperatur pada selang waktu
bersamaan, diaduk dan dicatat tertentu.
temperaturnya per 30 detik
sampai menit ke 10.
4.4 Tabel Data Hasil Penentuan Tetapan Temperatur Kalorimeter
N
O
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
WAKTU
TEMPERATUR
30 detik
60 detik
90 detik
120 detik
150 detik
180 detik
210 detik
240 detik
270 detik
300 detik
43 ºC
42 ºC
42 ºC
42 ºC
42 ºC
42 ºC
41 ºC
41 ºC
41 ºC
41 ºC
4.5 Tabel Data Hasil Penentuan Kalor Reaksi Zn-CuSO4
N
O
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
WAKTU
TEMPERATUR
30 detik
60 detik
90 detik
120 detik
150 detik
180 detik
210 detik
240 detik
270 detik
300 detik
330 detik
360 detik
390 detik
420 detik
450 detik
480 detik
510 detik
540 detik
570 detik
600 detik
36 ºC
36 ºC
36 ºC
36 ºC
36 ºC
36 ºC
36 ºC
36 ºC
36 ºC
36 ºC
36 ºC
36 ºC
36 ºC
36 ºC
36 ºC
36 ºC
36 ºC
36 ºC
36 ºC
36 ºC
4.6 Tabel Data Hasil Reaksi Penetralan NaOH-HCl
N
O
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
WAKTU
TEMPERATUR
30 detik
60 detik
90 detik
120 detik
150 detik
180 detik
210 detik
240 detik
270 detik
300 detik
330 detik
360 detik
390 detik
420 detik
450 detik
480 detik
510 detik
540 detik
570 detik
600 detik
31 ºC
31 ºC
31 ºC
31 ºC
31 ºC
30 ºC
30 ºC
30 ºC
30 ºC
30 ºC
30 ºC
30 ºC
30 ºC
30 ºC
30 ºC
30 ºC
30 ºC
30 ºC
30 ºC
30 ºC
4.7 Perhitungan Penentuan Tetapan Kalorimeter
Diketahui : mair dingin
: 50 gram
Tdingin (T1)
: 30,6 ºC
mair panas
: 50 gram
Tpanas (T2)
: 80 ºC
Cair
: 4,18 J/gºC
Tcampuran
: 41 ºC
Perhitungan kalor air dingin :
Qair dingin
= mair dingin x Cair x (Tcamp. - T1)
= 50 gram x 4,18 J/gºC x (41 ºC - 30,6 ºC)
= 50 gram x 4,18 J/gºC x 10,4 ºC
= 2173,6 J
Perhitungan kalor air panas :
Qair panas
= mair panas x Cair x (T2 - Tcamp.)
= 50 gram x 4,18 J/gºC x (80 ºC - 41 ºC)
= 50 gram x 4,18 J/gºC x 39 ºC
= 8151 J
Perhitungan kalor kalorimeter :
Qkal
= Qpanas - Qdingin
= 8151 J - 2173,6 J
= 5977,4 J
Perhitungan kapasitas kalor kalorimeter
C=
¿
Q kal
Tcamp−Tdingin
5977,4 J
5977,4 J
=
=574,75 J /ºC
(41 ºC−30,6 ºC) 10,4 ºC
4.8 Perhitungan Kalor Reaksi CuSO4 – Zn
Diketahui : [CuSO4] : 0,05 M
Massa Zn
: 0,375 gram
V. CuSO4 : 50 mL
Ar. Zn
: 65
T. CuSO4 : 35 ºC
Mr ZnSO4
: 161 g/mol
C. CuSO4 : 3,52 ºC
T.camp
: 36 ºC
Mol CuSO4 = M.V = 0,05 x 0,05 =0,0025 mol
Mol Zn
=
gram Zn 0,375
=
=0,005 mol
Ar Zn
65
CuSO4 (aq) + Zn (s) ZnSO4 (aq) + Cu (s)
M
:
0,0025
0,005
R
:
0,0025
0,0025
0,0025
S
:
-
0,0025
0,0025
C. CuSO4 = 3,25 J/gºC
m. ZnSO4 = 0,0025 x Mr.ZnSO4 = 0,0025x161 = 0,4025 gram
Q.kal
= C x (T.camp-T.CuSO4)
= 574,75 x (36 ºC-35 ºC)
= 574,75 x 1 ºC
= 574,75 J
Q. ZnSO4 = m. ZnSO4 x C. ZnSO4 x (T.camp – T.CuSO4)
= 0,4025 x 3,52 x 1
= 1,4168 J
Qsistem
= Q.ZnSO4 + Qsistem + Qkal
1
= Q.ZnSO4 + Qsistem + Qkal
Qreaksi
= - (Q.ZnSO4 + Qkal)
= - (1,4168 J + 574,75 J)
= - 576,1668 J
Qreaksi/mol=
−576,1668 J
=−230,47 Kj /mol
0,0025
4.3 Perhitungan Reaksi Penetralan NaOH-HCl
[NaOH]
= 0,1 M
Vcamp = 100 mL
[HCl]
= 0,1 M
T.NaOH= 20 ºC
ρ camp
= 1,03 g/mL
T.HCl = 20 ºC
V.NaOH
= 50 mL
Tcamp = 30 ºC
V.HCl
= 50 mL
C
= 3,69 J/gºC
Massa campuran = Vcamp x ρ.camp
= 100 x 1,03 = 103 gram
HCl + NaOH NaCl +H2O
Qcamp
M
: 5x10-3
5x10-3
R
: 5x10-3
5x10-3
5x10-3
S
:
-
5x10-3
-
= massa campuran x C x ∆T
= 103 gram x 3,69 J/gºC x (30ºC - 20ºC)
= 103 gram x 3,69 J/gºC - 10ºC
= 3800,7 J
Qkal
= C x ∆T
= 574,75 J/gºC
= 5747,5 J
Qreaksi
= -(3800,7 J + 5747,5 J)
= - 9548,2 J
Qreaksi/mol=
Qreaksi −9548,2
=
=−1909,64 Kj/mol
mol NaCl
0,005
BAB V
PEMBAHASAN
5.1 Prinsip Percobaan
Penentuan tetapan kalorimeter dilakukan dengan cara mencampurkan air
panas dan air dingin selanjutnya mengukue temperatur air campuran pada waktu
tertentu. Penentuan kalor reaksi CuSO 4 dan Zn dilakukan dengan mengukur
temperatur awal CuSO4 dan temperatur awal Zn, selanjutnya larutan CuSO4 dan
Zn dicampurkan, temperatur diukur pada selang waktu tertentu. Penentuan kadar
penetralan HCl dan NaOH dilakukan dengan mengukur suhu awal HCl dan
NaOH, selanjutnya dicampurkan dan diukur temperaturnya pada selang waktu
tertentu.
5.2 Analisa Prosedur
5.2.1 Analisa Prosedur Penentuan Tetapan Temperatur Kalorimeter
Prosedur penentuan tetapan temperatur kalorimeter antara lain dimasukkan
air sebanyak 50 mL kedalam kalorimeter dan catat temperaturnya. Dipanaskan 50
mL air hingga temperaturnya diatas 70ºC dan catat temperaturnya. Selanjutnya
dicampurkan air panas kedalam kalorimeter yang telah berisi air dingin, aduk dan
dicatat temperaturnya per 30 detik sampai menit ke 5.
5.2.2
Analisa Prosedur Penentuan Kalor Reaksi Zn-CuSO4
Prosedur penentuan kalor reaksi Zn dan CuSO 4 antara lain dimasukkan
larutan CuSO4 0,05 M sebanyak 50 mL kedalam kalorimeter dan catat
temperaturnya. Ditimbang padatan Zn sebanyak 0,375 gram. Selanjutnya
dimasukkan padatan Zn kedalam kalorimeter yang telah berisi larutan CuSO 4 0,05
mL, diaduk dan dicatat temperaturnya per 30 detik sampai menit ke 10.
5.2.3
Analisa Prosedur Reaksi Penetralan NaOH-HCl
Prosedur penetralan NaOH dan HCl antara lain dipipet 50 mL larutan HCl
0,1 M ke dalam baeker glass A dan dicatat temperaturnya. Dipipet 50 mL larutan
NaOH 0,1 M ke dalam baeker glass B dan dicatat temperaturnya. Selanjutnya
dicampurkan 50 mL 0,1 M dan 50 mL NaOH 0,1 M secara bersamaan, diaduk dan
dicatat temperaturnya per 30 detik sampai menit ke 10.
5.3 Analisa Hasil
Penentuan tetapan kalorimeter dilakukan dengan cara mencmpurkan air
dingin dan air panas yang telah diukur suhu awalnya. Setelah dicampurkan
diaduk, yang bertujuan untuk mempercepat reaksi air panas dan air dingin.
Diamati temperatur air didalam kalorimeter selama 5 menit pada selang waktu 30
detik. Dilakukan pengukuran temperatur selama 5 menit pada selang waktu 30
detik bertujuan untuk mengetahui perubahan kalor yang terjadi, dalam proses ini
terjadi proses fisika karena kenaikan temperatur air dingin dapat dihitung dengan
menggunakan pengurangan temperatur maksimum yang konstan dengan
temperatur air dingin. Sedangkan penurunan temperatur air panas dapat dihitung
dengan menggunakan pengurangan temperatur air panas dengan suhu maksimum
konstan. Melalui percobaan tersebut didapatkan hasil adanya perubahan kalor,
yaitu terjadi pelepasan kalor yang dibuktikan dengan adanya perubahan
temperatur pada larutan.
Penentuan reaksi Zn + CuSO4 dilakukan dengan cara memasukkan larutan
CuSO4 0,05 M sebanyak 50 mL kedalam kalorimeter dan dicatat temperatur awal.
Selanjutnya ditimbang padatan Zn sebanyak 0,375 gram dan dicampurkan
kedalam kalorimeter. Hal ini bertujun untuk mereaksikan padatan Zn dan larutan
CuSO4 0,05 M. Dilakukan pengadukan pada larutan bertujusn untuk mempercepat
reaksi Zn + CuSO4. Diamati temperatur larutan selama 10 menit pada selang
waktu 30 detik. Percobaan ini bertujuan untuk menentukan reaksi dari 50 mL
CuSO4 0,05 M dengan Zn sebanyak 0,375 gram. Reaksi yang terjadi pada
percobaan ini adalah :
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu
Melalui percobaan tersebut didaptkan hasil yaitu tidak ada perubahan kalor yang
terjadi pada larutan, hal ini dibuktikan dengan tidak adanya perubahan temperatur
pada larutan sampai menit ke 10.
Penentuan kalor penetralan HCl-NaOH dilakukan dengan memasukkan 50
mL HCl 0,1 M ke dalam baeker glass dan dicatat temperatur awalnya. Dipipet dan
dicampurkan 50 mL NaOH 0,1 M ke dalam baker glass. Selanjutnya diaduk,
bertujuan untuk mempercepat reaksi HCl + NaOH. Diukur temperaturnya selama
10 menit pada selang waktu 30 detik. Reaksi ini menghasilkan NaCl dan air.
HCl + NaOH NaCl + H2O
Reaksi penetralan HCl dan NaOH didapatkan temperatur larutan meningkat dari
suhu awal, hal ini terjadi karena pada saat reaksi terjadi pelepasan kalor. Kalor
yang dilepaskan oleh sistem reaksi (NaOH dan HCl) diserap oleh lingkungan,
pelarut dan material lain. Akibatnya suhu lingkungan naik yang ditunjukkan oleh
kenaikan suhu.
BAB VI
KESIMPULAN
Berdasarkan percobaan “ Termokimia” dapat disimpulkan bahwa dalam
setiap reaksi kimia selalu disertai dengan perubahan energi, hal ini dibuktikan dari
data-data yang diperoleh. Prinsip kerja dari termokimia yaitu penentuan tetapan
dengan mengamati perubahan temperatur pada selang waktu tertentu dengan
menggunakan kalorimeter.
DAFTAR PUSTAKA
Altkins, P.W, 1999, Kimia Fisika 4 jilid 1, Erlangga, Jakarta.
Bird. T, 1993, Kimia Fisika untuk Universitas, Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
Chang. R, 2004, Kimia Dasar Konsep-Konsep Inti edisi 3 jilid 2, Erlangga,
Jakarta.
Foliatini, 2008, Buku Pintar Kimia, Wahyu Media, Jakarta.
Oxtoby, 2001, Prinsip Kimia Modern, Erlangga, Jakarta.
Subowo. T dan Sanjaya. A, 1983, Kimia Fisila, CV Armico, Bandung.
Sukardjo, 2003, Kimia Fisika, Rineka Cipta, Jakarta.
PERCOBAAN IV
TERMOKIMIA
Oleh:
Nama
: Hanik Endah Paramita
NIM
: 16020201038
Prodi
: S1 Farmasi
PROGRAM STUDI S1 FARMASI
LABORATORIUM KIMIA TERPADU
SEKOLAH TINGGI ILMU KESEHATAN RS ANWAR MEDIKA
SIDOARJO
2017
BAB I
PENDAHULUAN
1.2.3
Latar Belakang
Termokimia adalah bagian dari termodinamika yang membahas perubahan
panas dari suatu reaksi kimia dan hubungan dengan pengaruh kalor yang
menyertai reaksi-reaksi kimia. Secara eksperimen kalor reaksi dapatditentukan
dengan kalorimeter, tapi tidak semua reaksi dapat ditentukan kalor reaksinya
secara kalorimetrik.
Penentuan kalor terbatas pada reaksi-reaksi yang telah berlangsung dengan
cepat seperti pada reaksi pembakaran, reaksi penetralan, dan reaksi pelarutan.
Cara mengetahui kebenaran dari teori pembuatan kalorimeter sederhana dan cara
penetapannya serta penentuan kalor reaksi, maka dilakukan percobaan
“Termokimia”. Percobaan ini akan ditentukan kalor reaksi secara kalorimetrik
dengan menentukan terlebih dahulu tetapan kalorimeter dengan memperhitungkan
banyak kalor yang dibebaskan dan diserap dari bahan yang digunakan, sehingga
banyaknya perubahan kalor selama reaksi dapat dihitung.
Aplikasi dari percobaan “Termokimia” pada perabotan rumah tangga antara
lain pada penggunaan termos air panas dan termos es. Selain itu, termokimia juga
biasa terjai pada fenomena angin darat dan angin laut, juga senyawa-senyawa
yang bereaksi eksotermis banyak digunakan sebagai bahan bakar seperti halnya
LPG, bensin dan lain-lain.
1.2 Tujuan Percobaan
Tujuan dari percobaan “Termokimia” antara lain untuk mengetahui prinsip
kerja dari termokimia.
BAB II
DASAR TEORI
Termokimia adalah ilmu yang mempelajari tentang perubahan kalor
(panas) dalam reaksi kimia. Kalor merupakan salah satu bentuk energi. Enegi
didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan kerja. Beberapa istilah dalam
termokimia yang harus diketahui adalah sistem dan lingkungan. Sistem adalah
sekumpulan elemen atau unsur yang saling mempengaruhi anara satu dengan yang
lain. Mislnya tabung reaksi yang berisi larutan yang bereaksi. Lingkungan adalah
segala sesuatu diluar sistem (Foliatini, 2008).
Kajian tentang kalor dihasilkan atau dibutuhkan oleh reaksi kimia disebut
termokimia. Termodinamika merupakan cabang dari termokimia karena tabung
reaksi dan isinya membentuk sistem. Kita dapat mengukur (secara tak langsung,
dengan cara mengukur kerja atau kenaikan temperatur) energi yang dihasilkan
oleh reaksi dengan kalor dan dikenal sebagai q, bergantung pada kondisinya,
apakah dengn perubahan energi dalam atau perubahan entalpi. Sebaliknya jikakita
tahu ∆U atau ∆H suatu reaksi, kita dapat meramalkan jumlah energi yang
dihasilkannya sebgai kalor (Altkins, 1999).
Hampir semua reaksi kimia menyerap atau menghasilkan (melepaskan)
energi, umumnya dalam bentuk kalor. Penting bagi kita untuk memahami
perbedaan antara energi termal dan kalor. Kalor (heat) adalah perpindahan energi
termal antara dua benda yang suhunya berbeda walaupun kalor diserap atau kalor
dibebaskan. Ketika menggambarkan perubahan energi yang terjadi selama proses
tersebut. Ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor yang menyertai reaksi
kimia disebut termokimia (thermochemistry) (Chang, 2004).
Panas dan kerja, keduanya adalah bentuk perpindahan energi kedalam atau
keluar sistem, maka dapat dibayangkan sebagai energi dalam keadaan singgah.
Jika perubahan energi disebabkan kontak mekanik sistem dengan lingkungannya,
maka kerja dilakukan : jika perubahan itu disebabkan ileh kontak kalor
(menyebabkan perubahan suhu, maka kalor dipindahkan. Dalam banyak proses,
kalor dan keduanya menembus batas sistem, dan perubahan energi dalam sistem
adalah jumlah dari kontribusi itu. Pernyataan ini disebut hukum pertama yang
mempunyai rumus matematika :
E=q+w
Suatu sistem dapat dibayangkan mengandung kerja atau kalor, sebab kerja dan
kalor keduanya mengacu bukan pada keadaan sistem, tetapi pada proses yang
mengubah suatu keadaan-keadaan lainnya. Perubahan keadaan yang sama dari
sistem dapat dilakukan dengan memindahkan kalor ke sistem tanpa melakukan
kerja sehingga : E = w + w. Karena qdan w tergantung pada proses tertentu atau
(lintasan) yang menghubungkan keadaan, maka mereka bukanlah fungsi keadaan
(Oxtoby, 2001).
Reaksi kimia yang menyangkut pemecahan atau pembentukan ikatan
kimia selalu berhubungan dengan penyerapan atau pelepasan panas. Reaksi
eksotermik adalah suatu reaksi yang melepaskan energi. Jika reaksi berlangsung
pada suhu tetap berdasarkan perjanjian ∆H akan bernilai negatif karena kandngan
panas dari sistem menurun. Sebaliknya pada reaksi endotermik yaitu reaksi yang
membutuhkan panas berdasarkan perjanjian ∆H akan bernilai positif. Namun
kadang-kadang buku menggunakan tanda sebaliknya dari yang telah diuraikan
diatas. Karena itu dalam penulisan dibidang termodinamika dianjurkan untuk
selalu mencantumkan penggunaan tanda yang akan digunakan (Bird, 1993).
Panas pelarutan ada dua macam, yaitu proses pelarutan integral dan panas
pelarutan diferensial. Besarnya panas pelarutan bergantung pada jumlah mol
pelarut dan zat terlarut (Sukardjo, 2002).
Panas pelarutan adalah panas yang diserap jika 1 mol padatan dilarutkan
dalam larutan yang sudah dalam keadaan jenuh. Hal ini berbeda dengan panas
pelarutan untuk larutan encer yang biasa terdapat dalam tabel panas pelarutan.
Panas pelarutan biasanya terdapat tabel merupakan panas. Pengenceran dari
keadaan jenuh menjadi encer (Sukardjo, 2002).
Panas netralisasi terjadi dalam larutan asam kuat dan basa kuat dengan
sedikit air ternyata berharga konstan. Hal ini disebabkan karena asam kuat dan
basa kuat akan mudah terionisasi sempurna dalam bentuk ion didalam larutan.
Panas penetralan merupakan jumlah panas yang dilepaskan ketika 1 mol air
terbentuk akibat reaksi dengan asam dan basa atau sebaliknya (Subowo dan
Sanjaya, 1983).
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Alat
Alat-alat yang digunakan dalam percobaan “Termokimia” antara lain
kalorimeter, termometer, stopwatch, gelas arloji, baeker glass 200 mL, hotplate,
gelas ukur 200 mL, pipet tetes, pipet ukur, labu ukur, dan neraca analitik.
3.2 Bahan
Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaak “Termokimia” antara lain
larutan CuSO4 0,05 M, larutan HCl 0,1 M, larutn NaOH 0,1 M, aquades, dan
padatan Zn.
3.3 Prosedur Kerja
3.3.1 Penentuan Tetapan Temperatur Kalorimeter
Langkah-langkah dalam menentukan tetapan temperatur kalorimeter
antara lain:
1.
2.
3.
Dimasukkan 50 mL air kedalam kalorimeter, catat temperaturnya.
Dipanaskan 50 mL air hingga tenperaturnya diatas 70ºC, catat temperaturnya.
Dicampurkan air panas ke dalam kalorimeter yang telah berisi air dingin,
diadukan dan dicatat temperaturnya per 30 detik sampai menit ke 5.
3.3.2 Penentuan Kalor Reaksi Zn-CuSO4
1. Dimasukkan 50 mL CuSO4 0,05 M ke dalam kalorimeter, catat temperaturnya.
2. Ditimbang padatan Zn sebanyak 0,375 gram.
3. Dimasukkan ke dalam kalorimeter yang telah berisi larutan Cu SO4 0,05 M,
diaduk dan dicatat temperaturnya per 30 detik sampai menit ke 10.
3.3.3 Reaksi Penentuan NaOH-HCl
1. Dipipet 50 mL larutan HCl 0,1 M ke dalam baeker glass A, catat
2.
temperaturnya.
Dipipet 50 mL larutan NaOH 0,1 M ke dalam baeker glass B, catat
3.
temperaturnya.
Dicampurkan 50 mL HCl 0,1 M dan 50 mL NaOH 0,1 M secara bersamaan,
diaduk dan dicatat temperaturnya per 30 detik sampai menit ke 10.
3.1 Rangkaian Alat
BAB IV
DATA HASIL PENGAMATAN
4.1 Tabel Penentuan Tetapan Temperatur Kalorimeter
N
o
1
2
3
PERLAKUAN
Dimasukkan 50 mL air kedalam
kalorimeter, catat temperaturnya.
Dipanaskan 50 mL air hingga
tenperaturnya diatas 70ºC, catat
temperaturnya.
Dicampurkan air panas ke dalam
kalorimeter yang telah berisi air
dingin, diadukan dan dicatat
temperaturnya per 30 detik
sampai menit ke 5.
PENGAMATAN
Tidak berwarna,
temperatur 30,6ºC.
Tidak berwarna,
temperatur 80ºC.
tidak
berbau,
tidak
berbau,
Didapatkan temperatur pada selang
waktu
tertentu,
larutan
tidak
berwarna, tidak berbau.
4.2 Tabel Penentuan Reaksi Zn-CuSO4
N
o
1
2
3
PERLAKUAN
PENGAMATAN
Dimasukkan 50 mL CuSO4 0,05 M Larutan berwarna biru, tenperaturnya
ke dalam kalorimeter, catat 35ºC.
temperaturnya.
Ditimbang padatan Zn sebanyak
0,375 gram.
Dimasukkan ke dalam kalorimeter
yang telah berisi larutan Cu SO4
0,05 M, diaduk dan dicatat
temperaturnya per 30 detik sampai
menit ke 10.
Padatan berwarna abu-abu, berbentuk
serbuk.
Didapatkan temperatur pada selang
waktu tertentu, padatann Zn dan
CuSO4 homogen.
4.3 Tabel Reaksi Penetralan NaOH-HCl
N
O
1
2
3
PERLAKUAN
PENGAMATAN
Dipipet 50 mL larutan HCl 0,1 M
ke dalam baeker glass A, catat
temperaturnya.
Dipipet 50 mL larutan NaOH 0,1
M ke dalam baeker glass B, catat
temperaturnya.
Dicampurkan 50 mL HCl 0,1 M
dan 50 mL NaOH 0,1 M secara
Larutan tidak berwarna, temperatur
20ºC.
Larutan tidak berwarna, temperatur
20ºC.
Larutan tidak berwarna, didapatkan
temperatur pada selang waktu
bersamaan, diaduk dan dicatat tertentu.
temperaturnya per 30 detik
sampai menit ke 10.
4.4 Tabel Data Hasil Penentuan Tetapan Temperatur Kalorimeter
N
O
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
WAKTU
TEMPERATUR
30 detik
60 detik
90 detik
120 detik
150 detik
180 detik
210 detik
240 detik
270 detik
300 detik
43 ºC
42 ºC
42 ºC
42 ºC
42 ºC
42 ºC
41 ºC
41 ºC
41 ºC
41 ºC
4.5 Tabel Data Hasil Penentuan Kalor Reaksi Zn-CuSO4
N
O
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
WAKTU
TEMPERATUR
30 detik
60 detik
90 detik
120 detik
150 detik
180 detik
210 detik
240 detik
270 detik
300 detik
330 detik
360 detik
390 detik
420 detik
450 detik
480 detik
510 detik
540 detik
570 detik
600 detik
36 ºC
36 ºC
36 ºC
36 ºC
36 ºC
36 ºC
36 ºC
36 ºC
36 ºC
36 ºC
36 ºC
36 ºC
36 ºC
36 ºC
36 ºC
36 ºC
36 ºC
36 ºC
36 ºC
36 ºC
4.6 Tabel Data Hasil Reaksi Penetralan NaOH-HCl
N
O
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
WAKTU
TEMPERATUR
30 detik
60 detik
90 detik
120 detik
150 detik
180 detik
210 detik
240 detik
270 detik
300 detik
330 detik
360 detik
390 detik
420 detik
450 detik
480 detik
510 detik
540 detik
570 detik
600 detik
31 ºC
31 ºC
31 ºC
31 ºC
31 ºC
30 ºC
30 ºC
30 ºC
30 ºC
30 ºC
30 ºC
30 ºC
30 ºC
30 ºC
30 ºC
30 ºC
30 ºC
30 ºC
30 ºC
30 ºC
4.7 Perhitungan Penentuan Tetapan Kalorimeter
Diketahui : mair dingin
: 50 gram
Tdingin (T1)
: 30,6 ºC
mair panas
: 50 gram
Tpanas (T2)
: 80 ºC
Cair
: 4,18 J/gºC
Tcampuran
: 41 ºC
Perhitungan kalor air dingin :
Qair dingin
= mair dingin x Cair x (Tcamp. - T1)
= 50 gram x 4,18 J/gºC x (41 ºC - 30,6 ºC)
= 50 gram x 4,18 J/gºC x 10,4 ºC
= 2173,6 J
Perhitungan kalor air panas :
Qair panas
= mair panas x Cair x (T2 - Tcamp.)
= 50 gram x 4,18 J/gºC x (80 ºC - 41 ºC)
= 50 gram x 4,18 J/gºC x 39 ºC
= 8151 J
Perhitungan kalor kalorimeter :
Qkal
= Qpanas - Qdingin
= 8151 J - 2173,6 J
= 5977,4 J
Perhitungan kapasitas kalor kalorimeter
C=
¿
Q kal
Tcamp−Tdingin
5977,4 J
5977,4 J
=
=574,75 J /ºC
(41 ºC−30,6 ºC) 10,4 ºC
4.8 Perhitungan Kalor Reaksi CuSO4 – Zn
Diketahui : [CuSO4] : 0,05 M
Massa Zn
: 0,375 gram
V. CuSO4 : 50 mL
Ar. Zn
: 65
T. CuSO4 : 35 ºC
Mr ZnSO4
: 161 g/mol
C. CuSO4 : 3,52 ºC
T.camp
: 36 ºC
Mol CuSO4 = M.V = 0,05 x 0,05 =0,0025 mol
Mol Zn
=
gram Zn 0,375
=
=0,005 mol
Ar Zn
65
CuSO4 (aq) + Zn (s) ZnSO4 (aq) + Cu (s)
M
:
0,0025
0,005
R
:
0,0025
0,0025
0,0025
S
:
-
0,0025
0,0025
C. CuSO4 = 3,25 J/gºC
m. ZnSO4 = 0,0025 x Mr.ZnSO4 = 0,0025x161 = 0,4025 gram
Q.kal
= C x (T.camp-T.CuSO4)
= 574,75 x (36 ºC-35 ºC)
= 574,75 x 1 ºC
= 574,75 J
Q. ZnSO4 = m. ZnSO4 x C. ZnSO4 x (T.camp – T.CuSO4)
= 0,4025 x 3,52 x 1
= 1,4168 J
Qsistem
= Q.ZnSO4 + Qsistem + Qkal
1
= Q.ZnSO4 + Qsistem + Qkal
Qreaksi
= - (Q.ZnSO4 + Qkal)
= - (1,4168 J + 574,75 J)
= - 576,1668 J
Qreaksi/mol=
−576,1668 J
=−230,47 Kj /mol
0,0025
4.3 Perhitungan Reaksi Penetralan NaOH-HCl
[NaOH]
= 0,1 M
Vcamp = 100 mL
[HCl]
= 0,1 M
T.NaOH= 20 ºC
ρ camp
= 1,03 g/mL
T.HCl = 20 ºC
V.NaOH
= 50 mL
Tcamp = 30 ºC
V.HCl
= 50 mL
C
= 3,69 J/gºC
Massa campuran = Vcamp x ρ.camp
= 100 x 1,03 = 103 gram
HCl + NaOH NaCl +H2O
Qcamp
M
: 5x10-3
5x10-3
R
: 5x10-3
5x10-3
5x10-3
S
:
-
5x10-3
-
= massa campuran x C x ∆T
= 103 gram x 3,69 J/gºC x (30ºC - 20ºC)
= 103 gram x 3,69 J/gºC - 10ºC
= 3800,7 J
Qkal
= C x ∆T
= 574,75 J/gºC
= 5747,5 J
Qreaksi
= -(3800,7 J + 5747,5 J)
= - 9548,2 J
Qreaksi/mol=
Qreaksi −9548,2
=
=−1909,64 Kj/mol
mol NaCl
0,005
BAB V
PEMBAHASAN
5.1 Prinsip Percobaan
Penentuan tetapan kalorimeter dilakukan dengan cara mencampurkan air
panas dan air dingin selanjutnya mengukue temperatur air campuran pada waktu
tertentu. Penentuan kalor reaksi CuSO 4 dan Zn dilakukan dengan mengukur
temperatur awal CuSO4 dan temperatur awal Zn, selanjutnya larutan CuSO4 dan
Zn dicampurkan, temperatur diukur pada selang waktu tertentu. Penentuan kadar
penetralan HCl dan NaOH dilakukan dengan mengukur suhu awal HCl dan
NaOH, selanjutnya dicampurkan dan diukur temperaturnya pada selang waktu
tertentu.
5.2 Analisa Prosedur
5.2.1 Analisa Prosedur Penentuan Tetapan Temperatur Kalorimeter
Prosedur penentuan tetapan temperatur kalorimeter antara lain dimasukkan
air sebanyak 50 mL kedalam kalorimeter dan catat temperaturnya. Dipanaskan 50
mL air hingga temperaturnya diatas 70ºC dan catat temperaturnya. Selanjutnya
dicampurkan air panas kedalam kalorimeter yang telah berisi air dingin, aduk dan
dicatat temperaturnya per 30 detik sampai menit ke 5.
5.2.2
Analisa Prosedur Penentuan Kalor Reaksi Zn-CuSO4
Prosedur penentuan kalor reaksi Zn dan CuSO 4 antara lain dimasukkan
larutan CuSO4 0,05 M sebanyak 50 mL kedalam kalorimeter dan catat
temperaturnya. Ditimbang padatan Zn sebanyak 0,375 gram. Selanjutnya
dimasukkan padatan Zn kedalam kalorimeter yang telah berisi larutan CuSO 4 0,05
mL, diaduk dan dicatat temperaturnya per 30 detik sampai menit ke 10.
5.2.3
Analisa Prosedur Reaksi Penetralan NaOH-HCl
Prosedur penetralan NaOH dan HCl antara lain dipipet 50 mL larutan HCl
0,1 M ke dalam baeker glass A dan dicatat temperaturnya. Dipipet 50 mL larutan
NaOH 0,1 M ke dalam baeker glass B dan dicatat temperaturnya. Selanjutnya
dicampurkan 50 mL 0,1 M dan 50 mL NaOH 0,1 M secara bersamaan, diaduk dan
dicatat temperaturnya per 30 detik sampai menit ke 10.
5.3 Analisa Hasil
Penentuan tetapan kalorimeter dilakukan dengan cara mencmpurkan air
dingin dan air panas yang telah diukur suhu awalnya. Setelah dicampurkan
diaduk, yang bertujuan untuk mempercepat reaksi air panas dan air dingin.
Diamati temperatur air didalam kalorimeter selama 5 menit pada selang waktu 30
detik. Dilakukan pengukuran temperatur selama 5 menit pada selang waktu 30
detik bertujuan untuk mengetahui perubahan kalor yang terjadi, dalam proses ini
terjadi proses fisika karena kenaikan temperatur air dingin dapat dihitung dengan
menggunakan pengurangan temperatur maksimum yang konstan dengan
temperatur air dingin. Sedangkan penurunan temperatur air panas dapat dihitung
dengan menggunakan pengurangan temperatur air panas dengan suhu maksimum
konstan. Melalui percobaan tersebut didapatkan hasil adanya perubahan kalor,
yaitu terjadi pelepasan kalor yang dibuktikan dengan adanya perubahan
temperatur pada larutan.
Penentuan reaksi Zn + CuSO4 dilakukan dengan cara memasukkan larutan
CuSO4 0,05 M sebanyak 50 mL kedalam kalorimeter dan dicatat temperatur awal.
Selanjutnya ditimbang padatan Zn sebanyak 0,375 gram dan dicampurkan
kedalam kalorimeter. Hal ini bertujun untuk mereaksikan padatan Zn dan larutan
CuSO4 0,05 M. Dilakukan pengadukan pada larutan bertujusn untuk mempercepat
reaksi Zn + CuSO4. Diamati temperatur larutan selama 10 menit pada selang
waktu 30 detik. Percobaan ini bertujuan untuk menentukan reaksi dari 50 mL
CuSO4 0,05 M dengan Zn sebanyak 0,375 gram. Reaksi yang terjadi pada
percobaan ini adalah :
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu
Melalui percobaan tersebut didaptkan hasil yaitu tidak ada perubahan kalor yang
terjadi pada larutan, hal ini dibuktikan dengan tidak adanya perubahan temperatur
pada larutan sampai menit ke 10.
Penentuan kalor penetralan HCl-NaOH dilakukan dengan memasukkan 50
mL HCl 0,1 M ke dalam baeker glass dan dicatat temperatur awalnya. Dipipet dan
dicampurkan 50 mL NaOH 0,1 M ke dalam baker glass. Selanjutnya diaduk,
bertujuan untuk mempercepat reaksi HCl + NaOH. Diukur temperaturnya selama
10 menit pada selang waktu 30 detik. Reaksi ini menghasilkan NaCl dan air.
HCl + NaOH NaCl + H2O
Reaksi penetralan HCl dan NaOH didapatkan temperatur larutan meningkat dari
suhu awal, hal ini terjadi karena pada saat reaksi terjadi pelepasan kalor. Kalor
yang dilepaskan oleh sistem reaksi (NaOH dan HCl) diserap oleh lingkungan,
pelarut dan material lain. Akibatnya suhu lingkungan naik yang ditunjukkan oleh
kenaikan suhu.
BAB VI
KESIMPULAN
Berdasarkan percobaan “ Termokimia” dapat disimpulkan bahwa dalam
setiap reaksi kimia selalu disertai dengan perubahan energi, hal ini dibuktikan dari
data-data yang diperoleh. Prinsip kerja dari termokimia yaitu penentuan tetapan
dengan mengamati perubahan temperatur pada selang waktu tertentu dengan
menggunakan kalorimeter.
DAFTAR PUSTAKA
Altkins, P.W, 1999, Kimia Fisika 4 jilid 1, Erlangga, Jakarta.
Bird. T, 1993, Kimia Fisika untuk Universitas, Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
Chang. R, 2004, Kimia Dasar Konsep-Konsep Inti edisi 3 jilid 2, Erlangga,
Jakarta.
Foliatini, 2008, Buku Pintar Kimia, Wahyu Media, Jakarta.
Oxtoby, 2001, Prinsip Kimia Modern, Erlangga, Jakarta.
Subowo. T dan Sanjaya. A, 1983, Kimia Fisila, CV Armico, Bandung.
Sukardjo, 2003, Kimia Fisika, Rineka Cipta, Jakarta.