Laporan termokimia

I. Judul Percobaan : Termokimia

II. Hari/ Tanggal Percobaan : Rabu/ 05 November 2014

III. Selesai Percobaan : Rabu/ 05 November 2014

IV. Tujuan Percobaan :

1. Membuktikan bahwa setiap reaksi kimia disertai dengan penyerapan

atau pelepasan kalor.

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

V. Tinjauan Pustaka :

Termokimia merupakan salah satu kajian khusus dari

termodinamika yaitu mengenai hubungan antara kalor dengan bentuk

energi lainnya, berkaitan dengan reaksi kimia dan atau perubahan fisik.

Setiap reaksi kimia selalu disertai dengan perubahan energi dalam bentuk

kalor, yaitu dengan menyerap atau melepaskan energi.

Reaksi kimia dibagi menjadi 2, yaitu :

1. Reaksi Eksoterm

Reaksi yang melepaskan energi, berlangsung dari sistem ke

lingkungan.

ΔH awal > ΔH akhir

ΔH reaksi = ΔH akhir – ΔH awal

ΔH = - (negatif)

Perubahan entalphi (ΔH) bernilai negatif karena reaktan memiliki

tingkat energi lebih tinggi daripada produk. Contoh dari reaksi

eksoterm : Gamping yang ditambahkan air.

2. Reaksi Endoterm

Reaksi yang terjadi penyerapan energi, berlangsung dari lingkungan ke

sistem.

ΔH awal < ΔH akhir

ΔH reaksi = ΔH akhir - ΔH awal

ΔH = + (positif)

Perubahan entalphi (ΔH) bernilai positif karena reaktan memiliki

tingkat energi lebih rendah daripada produk. Contoh dari reaksi

endoterm : pupuk urea dicampur air dan fotosintesis.

Perubahan energi dapat terjadi dalam suatu sistem atau lingkungan.

Sistem dapat berupa gas, uap air dan uap dalam kontak dengan cairan.

Sistem dibagi menjadi 3 yaitu :

1. Sistem terbuka

Sistem yang memungkinkan terjadinya pertukaran energi dan materi

ke lingkungan.

Contoh : suatu zat dalam gelas kimia

2. Sistem tertutup

Sistem yang memungkinkan terjadinya pertukaran energi tanpa

pertukaran materi ke lingkungan.

Contoh : sejumlah gas dalam silinder yang dilengkapi penghisap.

3. Sistem terisolasi

Sistem yang tidak ada pertukaran energi maupun materi ke lingkungan.

Jika suatu sistem reaksi diberikan sejumlah energi dalam bentuk

kalor (q), maka sistem akan melakukan kerja maksimal (w = P. ΔV).

Setelah kerja sistem memyimpann sejumlah energi yang disebut

energy dalam (u). secara metematis perubahan energi dalam dapat

dirumuskan sebagai berikut :

Kalor merupakan perpindahan energi yang terjadi akibat

adanya perbedaan suhu. Jadi, perubahan kalor pada suatu reaksi dapat

diukur melalui pengukuran perubahan suhu yang terjadi. Pengukuran

perubahan kalor dapat dilakukan dengan menggunakan alat yang

disebut kalorimeter. Kalorimeter adalah pengukur jumlah kalor dari

hasil reaksi kimia. Besarnya kalor yang menyebabkan perubahan suhu

(kenaikan atau penurunan suhu) air yang terdapat di dalam kalorimeter

dirumuskan sebagai berikut:

Δu± Δq±Δv

q = m × c × ΔT

dengan,

m = massa air dalam kalorimeter (gram)

c = kalor jenis air dalam kalorimeter (J g K atau J g C )

ΔT = perubahan suhu ( C atau K)

Kalorimeter yang baik memiliki kapasitas kalor kecil.Artinya

kalorimeter tersebut benar-benar sebagai sistem yang terisolasi,

sehingga perubahan kalor yang terjadi dari reaksi hanya berpengaruh

terhadap perubahan suhu air atau larutan yang ada di dalam

kalorimeter.

Pada kalorimeter yang reaksi kimianya berlangsung pada

tekanan konstan (∆P = 0), maka perubahan kalor yang terjadi dalam

sistem akan sama dengan perubahan entalpinya.

∆H = q

Oleh karena dianggap tidak ada kalor yang diserap maupun

dilepaskan oleh sistem ke lingkungan selama reaksi berlangsung,

maka

q + q + q = q

- Dimasukkan ke dalam

kalorimeter

- Diukur suhunya (T1)

- Dipanaskan sampai

kenaikan suhu 10oC


kalorimeter

- Diukur suhunya (∆T)


kalorimeter


- Ditimbang massanya


- Dimasukkan ke

dalam kalorimeter

VI. Cara Kerja :

1. Penentuan tetapan kalorimeter

2. Penentuan kalor reaksi Zn-CuSO4

25 mL air25 mL air

50 mL air campuran

Dihitung tetapan kalorimeter

25 mL CuSO4 1M 25 mL air

25 mL CuSO4 1M + 0,2 g Zn (Ar=65,5)

Dihitung kalor reaksi 0,2 gram Zn


kalorimeter


- Disamakan suhunya

dengan larutan HCl

- Diukur suhu

campuran yang

maksimal dan konstan

(T6)

3. Penentuan kalor penetralan

25 mL HCl 1M

25 mL HCl + 25

mL NaOH

Dihitung kalor penetralan

25 mL NaOH 1m

VII. Hasil Pengamatan

Tabel Penentuan Tetapan Kalorimeter

No. Nama Zat Suhu

(ºC)

Suhu

( oK )

Keadaan awal Keadaan setelah

reaksi

1.

2.

3.

Air dingin 25 mL

Air panas 25 mL

Campuran air

dingin dan air

panas

32º

42º

36º

305o

315o

309o

- 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 )


reaksi

1.

2.

3.

CuSO4 25 mL 1 M

Sebuk Zn 0,2 gr

Campuran 25 mL

CuSO4 1 M dan

0,2 gram Zn

31 º

-

39 º

304o

-

312o

Warna biru

jernih

Bentuk serbuk

warna abu-abu

-

-

-

Berwarna merah muda

terdapat endapan h

Tabel Penentuan Kalor Penetralan HCl-NaOH

No. Nama Zat Suhu

( ºC)

Suhu

( oK )


reaksi

1.

2.

3.

HCl 1 M 25 mL

NaOH 1 M 25mL

Campuran HCl 1M

25 mL dan NaOH

1 M 25 mL

32º

32o

34º

305o

305o

307o

Tidak berwarna

Tidak berwarna

-

-

-

NaCl tidak berwarna

VIII. Analisis Data

1. Penentuan Tetapan Kalorimeter

Tetapan kalorimeter dapat dihitung dengan mengunakan rumus :

q3 = q2 – q1

q1= mair dingin x cair x (ΔT- T1)

q2= mair panas x cair x (ΔT- T2)

Catatan :

- massa jenis (ρ) air diangap konstan yakni 1 gr / mL

- kalor jenis (c) air sebesar 4,2 J / K.

-

Perhitungan

Diketahui:

mair dingin= 25mL= 25gram

mairpanas= 25mL=25gram

T1= 32oC

∆T= 36oC

T2= 42oC

Ditanya:

K (tetapan kalorimeter)

Jawab:

q1 = mair dingin x kalor jenis air x kenaikan suhu

= 25 gram x 4,2 x (36-32) oC

= 420J

q2 = mair panas x kalor jenis air x penurunan suhu

= 25 gram x 4,2 x (42-36) oC

= 630 J

q3 = q2-q1

= 630-420

= 210 J

52,5

2. Penentuan kalor reaksi Zn-CuSO4

Kalor reaksi dapat dihitung dengan rumus :

∆Hr =

q6 = q5 + q4

q4= k x (T4- T3)

q5= mlarutan x clarutan x (T4- T3)

Catatan :

- kalor jenis (c) larutan ZnSO4 sebesar 3,52

Perhitungan

Diketahui:

VCuSO4 = 25mL

= 0,025 Liter

mZn = 0,2 gram

Ar Zn = 65,5

Mr ZnSO4 = 161,4

T3 = 31oC

T4 = 39oC

Ditanya:

∆Hr ?

Jawab:

Mol Zn =

=

= 0,003 mol

Mol CuSO4 = M x V

= 1 x 0,025

= 0,025 mol

Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu

Mula-mula 0,003 0,025 - -

Reaksi 0,025 0,025 0,025 0,025

Sisa 0,005 - 0,025 0,025

Massa ZnSO4 = mol x Mr ZnSO4

= 0,025 x 161,1

= 4,0275 gram

q4 = K x(T4-T3)

= 52,5 x (8)oC

= 420 J

q5 = mlarutan x clarutan x kenaikan suhu

= 4,0275 gram x 3,52 x (39-31)oC

= 113,41 J

q6 = q5+q4

= 420 + 113,41

= 533,41

∆Hr =-

= -

= - 21336,4 Joule

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

Reaksi antara Zn dengan CuSO4 menghasilkan ZnSO4(aq) dan endapan Cu

3. Kalor Penetralan HCl – NaOH

Reaksi antara HCl dan NaOH adalah sebagai berikut:

HCl+NaOH NaCl +H2O

Kalor penetralan dapat dihitung dengan rumus :

∆Hn =

q9 = q7 + q8

q7 = mNaCl x cNaCl x (T6- T5)

q8 = k x (T6- T5)

Catatan :

- massa jenis (ρ) larutan NaCl sebesar 1,03 gr / mL

- kalor jenis (c) larutan NaCl sebesar 3,69

Perhitungan

Diketahui:

Mr NaCl = 58,5

Massa jenis larutan = 1,03

Kalor jenis larutan = 3,69

T6 = 34oC

T5 = 32oC

MassaNaCl = ρlarutanx Vlarutan

= 1,03 x 50 mL

= 51,5 gram

Mol NaCl =

= .

= 0,88 mol

Ditanya :

∆Hn ?

Jawab:

q7 = mNaCl x cNaCl x (T6 – T5)

= 51,5 gram x 3,69 x (34-32)oC

= 380,07 J

q8 = k x (T6-T5)

= 52,5 x (34-32)

= 105 J

q9 = q7+q8

= 380,07 J + 105 J

= 485,07 J

∆Hn = -

= -

= -

= - 551,22

IX. Pembahasan

Dari data hasil percobaan yang telah kami lakukan, Pada percobaan

pertama yang bertujuan untuk menentukan tetapan kalorimeter tidak

terjadi reaksi karena apabila air panas direaksikan dengan air dingin maka

akan tetap menghasilkan molekul air. Reaksi ini disebut reaksi eksoterm.

Karena terjadi kenaikan suhu. Tetapan kalorimeter bernilai positif. Dalam

percobaan tidak hanya air dingin dan air panas yang terlibat, akan tetapi

kalorimeter juga terlibat dalam penyerapan kalor. Dalam percobaan ini

didapatkan nilai tetapan kalorimeter sebesar 52,5 J/°C

Pada percobaan kedua yang bertujuan untuk menentukan kalor reaksi

Zn-CuSO4 Reaksi dari percobaan ini yaitu :

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

Reaksi ini termasuk reaksi eksoterm dimana sistem (Zn) menerima

kalor dari lingkungan (CuSO4). Karena terjadi kenaikan suhu, kenaikan

suhu ini yang menyebabkan sistem melepas kalor ke lingkungan. Dan C

reaksi bernilai negatif yaitu -21336,4 Joule/mol. Pada pencampuran antara

Zn dengan CuSO4 terdapat endapan Cu.

Pada percobaan ketiga yang bertujuan untuk menentukan kalor

penetralan antara larutan HCl dengan larutan NaOH. Reaksi antara HCl

dengan NaOH yaitu :

HCl+NaOH NaCl+H2O

Reaksi tersebut menghasilkan kalor penetralan karena HCl

merupakan asam kuat sedangkan NaOH merupakan basa kuat, sehingga

pencampurannya disebut penetralan. Jika asam klorida dan natrium

hidroksida direaksikan maka akan menghasilkan natrium klorida dan air.

Reaksi ini termasuk reaksi eksoterm dimana sistem (NaCl) menerima

kalor dari lingkungan (HCl). Pada reaksi eksoterm terjadi kenaikan suhu

dan ∆H bernilai negatif. Nilai dari ∆H penetralan yang kami dapat sebesar

-551,2 J/mol.

Mengetahui,Dosen/Asisten Pembimbing

(……………………………….……)

Praktikan,

(……………………………….……)

X. Kesimpulan

Dari percobaan yang telah kami lakukan, dapat disimpulkan bahwa dalam

setiap reaksi kimia akan selalu disertai dengan perubahan energi. Setiap

reaksi kimia selalu disertai penyerapan atau pelepasan kalor. Perubahan

energi ini dapat dilihat salah satunya dari perubaan suhu yang terjadi.

Apabila terjadi kenaikan suhu maka reaksinya disebut reaksi eksoterm,

sebaliknya apabila terjadi penurunan suhu maka reaksinya disebut reaksi

endoterm. Pada hasil percobaan yang telah kami lakukan, didapatkan

tetapan kalorimeter sebesar 52,5 J/°C. Kalor reaksi pencampuran antara Zn

dengan CuSO4 sebesar - 21336,4 J/mol. Kalor penetralan HCl dengan

NaOH sebesar - 551,22 J/mol.

XI. Daftar Pustaka

Tim Kimia Dasar. 2014. Petunjuk Praktikum Kimia Umum. Surabaya :

Jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Surabaya

Alberty, RA dan Danier F. 1992. Kimia Fisika Jilid 1 Edisi 5,

diterjemahkan oleh : Sudja. Jakarta : Erlangga

Atkins, P.M. 1990. Kimia Fisika Jilid 1 Edisi 6, diterjemahkan oleh :

Kartodiharjo. Jakarta : Erlangga

Surabaya, 12 November 2014

Lampiran

Gambar Hasil Percobaan :

1. Penentuan Tetapan Kalorimeter

Gambar 1. Memasukkan 25 mL air ke dalam kalorimeter dan mengukur

suhunya (T1)

Gambar 2. Memanaskan 25 mL air sampai suhunya naik 10º C dari suhu air

biasa.

Gambar 3. Mencampurkan 25 mL air dingin dengan 25 mL air yang sudah

dipanaskan ke dalam kalorimeter dan mengukur suhunya (∆T)

2. Penentuan Kalor reaksi Zn dengan CuSO4

Gambar 4. Mengambil 25 mL CuSO4 1 M.

Gambar 5. Mencampurkan 0,2 gram serbuk Zn (Ar=65,5) dengan larutan

CuSO4 dalam kalorimeter dan mengukur suhunya (T4)

Gambar 6. Hasil pencampuran Zn dengan CuSO4, menghasilkan endapan

Cu.

3. Penentuan KalorPenetralan HCl dengan NaOH

Gambar 7. Mengambil 25 mL HCl 1 M dan memasukkan ke dalam

kalorimeter. Mengukur suhunya (T5)

Gambar 8. Mengambil 25 mL NaOH 1 M dan menyamakan suhunya

dengan larutan HCl.

Gambar 9. Mencampurkan larutan NaOH dengan larutan HCl dalam

kalorimeter. Mengukur suhunya (T6)

Gambar 10. Hasil percobaan antara laruran HCl dan larutan NaOH

Education

Laporan termokimia