I.
TUJUAN
a.
Menentukan tetapan kalorimetri (harga air kalorimetri).
b.
menentukan kalor reaksi berbagai reaksi kimia.
II.
DASAR TEORI
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.
Reaksi
yang berlangsung dalam calorimeter merupakan reaksi yang berlangsung pada volum
konstan (∆V = 0), maka perubahan kalor yang terjadi dalam sistem akan sama
dengan perubahan energi dalamnya.
∆U = q
Pengukuran kalor reaksi selain kalor reaksi
pembakaran, dapat dilakukan manggunakan kalorimeter pada tekanan konstan.
Misalnya pada kalorimeter stirofoam yang dibuat dari gelas stirofoam.
Kalorimeter jenis ini umunya dilakukan untuk mengukur kalor reaksi di mana
reaksinya berlangsung dalam bentuk larutan, misalnya untuk mengukur perubahan
kalor yang terjadi pada reaksi netralisasi asam-basa.
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 Termokimia adalah ilmu yang membahas hubungan antara kalor dengan
reaksi kimia atau proses-proses yang berhubungan dengan reaksi kimia. Dalam praktiknya termokimia lebih banyak berhubungan dengan pengukuran
kalor yang menyertai reaksi kimia atau proses-proses yang berhubungan dengan
perubahan struktur zat, misalnya perubahan wujud atau perubahan struktur
kristal. Untuk mempelajari perubahan kalor dari suatu proses perlu kiranya
dikaji beberapa hal yang berhubungan dengan energi apa saja yang dimiliki oleh
suatu zat, bagaimana energi tersebut berubah, bagaimana mengukur perubahan
energi tersebut, serta bagaimana pula hubungannya dengan struktur zat.
Besarnya kalor yang menyebabkan perubahan suhu (kenaikan atau
penurunan suhu) air yang terdapat di dalam kalorimeter dirumuskan sebagai:
q
= m × c × ΔT
dengan,
m = massa air dalam
kalorimeter (gram)
c = kalor jenis air dalam
kalorimeter (J g
K)
ΔT = perubahan suhu (
C atau K)
Yang diserap maupun dilepaskan oleh sistem
ke lingkungan selama reaksi berlangsung, maka
III.
ALAT DAN BAHAN
|
Alat
|
Bahan
|
|
Kalorimeter
Thermometer
Pipet
Batang
pengaduk
|
Serbuk
Zn
Air
CuSO4
H2SO4
Ca(OH)2
|
IV.
CARA KERJA
a. Penentuan Tetapan Kalorimeter
2.
Memasukkan 25 mL air ke dalam kalorimeter dengan pipet ukur.
Mencatat temperaturnya (t1). Dengan thermometer.
3.
Memaanaskan 25 mL air dalam gelas kimia sampai kenaikan suhu lebih
dari 50º C. Mencatat temperaturnya (t2).
4.
Mencampurkan air panas itu ke dalam kalorimeter yang berisi air
dingin kemudian mengocok dan mencatat temperatur setiap 30 detik (t3).
Sampai detik keenam.
5.
Menghitung tetapan kalorimeternya.
b.
Kalor Reaksi Zn – CuSO4
1.
Memasukkan 25 mL CuSO4 ke dalam kalorimeter. Dan
mencatat temperaturnya (t4).
2. Meniimbang 0,5 gram serbuk Zn. (Ar Zn = 65,4).
3.
Memasukkan serbuk Zn ke dalam calorimeter yang berisi larutan CuSO4.
dan mencatat temperaturnya setiap 30 detik (t4).
4.
Menghitung kalor reaksinya
c.
Penentuan kalor penetralan HCl – NaOH
1.
Memasukkan 50 ml H2SO4 pada gelas pertama.
2.
memasukan 50 ml NaOH pada
gelas yang kedua.
3.
Memasukan kedua gelas tersebut pada ember yang berisi air hingga 5 menit.
Setelah 5 menit mengukur salah satu suhu dari larutan tersebut (t6).
4.
Mencampurkan kedua larutan tersebut pada kalorimetri.
5.
Mengukur temperaturnya setiap 30 detik (t7).
6.
Menghitung kalor penetralan yang terukur.
V.
HASIL PENGAMATAN
1. Penentuan
tetapan kalorimeter
|
Sketsa langkah kerja
|
pengamatan
|
  25
ml air dingin
25 ml air >50ºC
Panaskan dan catat suhu.
|
Suhu awal air dingin adalah 30ºC
ketika air dipanaskan maka suhu yang didapat adalah 56ºC
dan suhu yang didapatkan ketika kedua air itu dicampurkan dalam kalorimetri
adalah 40ºC dan semakin menurun. Dihitung setiap 30 detik sekali.
|
|
Sampel
|
Temperatur pada 30 detik ke
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
|
Air dingin
|
30
ºC
|
|
|
|
|
|
|
Air panas
|
56 ºC
|
|
|
|
|
|
|
Campuran
|
40
ºC
|
40
ºC
|
40
ºC
|
39
ºC
|
39ºC
|
39 ºC
|
2. Penentuan kalor reaksi Zn-CuSO4
|
Sketsa langkah kerja
|
Pengamatan
|
|
50 ml CuSO4 dan Zn
Kocok dan ukur suhu
|
Suhu awal CuSO4 adalah 30 ºC setelah Zn sebanyak 3
gram dicampurkan pada CuSO4 dalam kalirimeter, Zn terlarut dan
suhu campuran dalam setiap 30 detik suhu naik 1
|
|
Sampel
|
Temperatur pada 30 detik ke
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
|
CuSO4
|
30 ºC
|
|
|
|
|
|
|
Zn
|
|
|
|
|
|
|
|
Campuran
|
33 ºC
|
34 ºC
|
35 ºC
|
36 ºC
|
37 ºC
|
37 ºC
|
3. penentuan kalor penetralan system reaksi H2SO4-Ca(OH)2
|
Sketsa langkah kerja
|
Pengamatan
|
|
Mencampurkan H2SO4 dan Ca(OH)2
aduk dan ukur suhunya.
Kedua larutan direndam.
|
Suhu salah satu dari larutan yang setelah direndam dalam air
selama 5menit adalah 28 ºC sebagai t6
Setelah dicampur suhu 30 detik pertama sampai seterusnya adalah 31 ºC dan semakin
menurun. Suhu naik karena pada waktu dicampurkan kedua larutan tersebut
melakukan reaksi
|
|
Sampel
|
Temperatur pada 30 detik ke
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
|
H2SO4
|
28
ºC
|
|
|
|
|
|
|
Ca(OH)2
|
|
|
|
|
|
|
|
Campuran
|
31 ºC
|
31 ºC
|
30 ºC
|
30 ºC
|
30 ºC
|
30 ºC
|
Perhitungan
a. Penentuan Tetapan kalorimeter.
|
m air dingin = ρ . v
m = 1 . 25
m = 25 grm
|
m air dingin = ρ . v
m = 1 . 25
m = 25 grm
|
|
Q1 = m . c . Δt
=25 x 4,18 x (40-30)
=1045
|
Q2 = m . c . Δt
=25 x 4,18 x (56-40)
=1672
|
|
Q3 = Q2-Q1
= 1672 – 1045
= 627
|
K = 
K =  = 15,67
|
b.
Penentuan kalor reaksi Zn- CuSO4
|
m = ρ . v
m
= 1,29 . 50
m
= 64,5 grm
|
Q4 = k . (t5
– t4)
= 15,67 x (31-28)
= 47,01
|
|
Q5 = m . c . Δt
= 64,5 x 3,52 x (31-28)
= 681,12
|
Q6= Q4+Q5
= 47,01 + 681,12
= 728,13
|
ΔH =  =  = 14562,6
|
|
Reaksi ini termasuk reaksi endoterm.
c. Penentuan kalor penetralan
|
m = ρ . v
m = 1,12 . 100
m = 112 grm
|
Q7 = m . c . Δt
= 112x
3,89 (29-27)
= 871,36
|
|
Q8 = k . (t7 – t6)
= 15,67 x (29-27)
= 31,34
|
Q9= Q7+Q8
= 435,68 +
31,34
= 467,02
|
ΔHr =  =  = 4670,2
|
|
VI.
PEMBAHASAN
Pada kesempatan praktikum kali ini, kami
akan melakukan praktikum tentang termokimia. Termokimia merupakan bagian dari
ilmu kimia yang mempelajari tentang perubahan kalor. Perubahan energy yang
terjadi dapat berupa pelepasan energi atau yang sering disebut reaksi eksoterm
serta penyerapan energi yang disebut reaksi endoterm. Untuk mengetahui hal
tersebut, maka kami meakukan percobaan tentang penentuan tetapan
calorimeter, penentuan kalor reaksi
Zn-CuSO4 serta penentuan
kalor penetralan sistem reaksi H2SO4 – Ca(OH)2.
Pertama-tama kami melakukan percobaan
tentang penentuan tetapan kalorimeter. Pada percobaan ini memakai bahan berupa
air dingin yang langsung diambil dari kran dan air yang medidih yang telah
dididihkan selama 3 menit. Air dingin memiliki suhu 300C sedangkan
air yang mendidih memiliki suhu 560C. setelah dicampurkan dengan
cara dikocok dalam kalorimeter maka terlihat suhu campuran sebesar 40oC.
pengukuran suhu dilakukan dari mulai 30 detik pertama hingga 30 detik ke 6.
Pada 30 detik ke enam terdapat nilai suhu sebesar 390C dengan
demikian terlihat adanya penurunan suhu. Dalam termodinamika dikenal dengan
sebutan reaksi eksoterm yakni perpindahan kalor dari sistem ke lingkungan
sehingga suhu lingkungan menjadi lebih panas.
Setelah itu, kami melakukan percobaan yang
kedua untuk penentuan kalor reaksi Zn-CuSO4. Dalam percobaan ini,
kami menggunakan larutan CuSO4 sebanyak
50 ml serta Zn sebanyak 3 gram. Suhu CuSO4
pada awalnya bernilai 280C dan setelah dicampurkan
dengan Zn terlihan suhu campuran pad 30 detik pertama sebanyak 310C.
dan pada 30 detik ke enam suhu semakin bertambah yaitu sebesar 360C.
Hal tersebut menandakan bahwa pada percampuran Zn dan CuSO4 terjadi reaksi endoterm yakni terjadi
perpindahan kalor dari lingkungan ke sistem sehingga suhu lingkungan turun dan
menjadi lebih dingin. Pada penghitunganpun hasilnya adalah positif yang
menandakan bahwa perubahan entalpi pada sistem bertambah.
Percobaan yang ketiga adalah penentuan
kalor penetralan sistem reaksi H2SO4 – Ca(OH)2.
Pada percobaan ini kami menggunakan cairan H2SO4 dan
Ca(OH)2 yang masing-masing cairan dimasukkan kedalam gelas kimia
sebanyak 50 ml. gelas kimia yang telah terisi H2SO4 dan
Ca(OH)2 direndam pada air
yang baru diambil selama 5 menit. Proses perendaman ini bertujuan untuk
menyamakan suhu kedua larutan tersebut. Pada saat perendaman, jangan sampai air
rendaman masuk ke dalan gelas kimia. Ketika dalam proses perendaman kami
mengukur salah satu suhu dari cairan tersebut dan terdapat nilai sebanyak 270C.
setelah 5 menit direndam, maka kedua cairan dicampurkan dalam kalorimeter untuk
diukur suhu campurannya. Pada 30 detik pertama, suhu campuran H2SO4
– Ca(OH)2 bernilai 290C dan hingga 30 detik ke enam
suhunya tetap 290C sehingga dapat disimpulkan bahwa suhu campurannya
telah konstan. Suhu campuran reaks yang maksimum (t7) adalah 290C.
VII.
KESIMPULAN
Dari percobaan yang dilakukan maka dapat
disimpulkan bahwa :
1. Termokimia merupakan bagian dari ilmu kimia
yang mempelajari tentang perubahan kalor.
2. Pada percobaan penentuan tetapan
kalorimeter terlihat adanya penurunan suhu.
3. Penurunan suhu itu dinamakan reaksi
eksoterm yakni perpindahan kalor dari sistem ke lingkungan.
4. Pada percobaan penentuan tetapan
kalorimeter Nilai Q1 = 1045, Q2= 1672, Q3=627
dan K= 15,67
5. Pada percobaan untuk penentuan kalor reaksi
Zn-CuSO4 terlihan suhu campuran pad 30 detik pertama sebanyak 310C.
dan pada 30 detik ke enam suhu semakin bertambah yaitu sebesar 360C
6. Hal demikian termasuk reaksi endoterm yakni
terjadi perpindahan kalor dari lingkungan ke sistem.
7. Pada percobaan untuk penentuan kalor reaksi
Zn-CuSO4 terdapat nilai Q4=47,01, Q5= 681,12 ,
Q6= 728,13 dan ΔH= 14562,6
8. Pada percobaan penentuan kalor penetralan
sistem reaksi H2SO4 – Ca(OH)2 dilakukan
perendaman dahulu yang berfungsi untuk penyamaan suhu kedua larutan.
9. Suhu campurannya larutan adalah konstan.
10. Suhu campuran reaksi yang maksimum (t7)
adalah 290C.
11. Pada percobaan penentuan kalor penetralan
sistem reaksi H2SO4 – Ca(OH)2 terdapat nilai Q7=
871,36 , Q8=31,34 , Q9 = 467,02 dan ΔH= 4670,2
12.
Perubahan entalpi hanya terjadi pada tekanan yang
tetap.
13.
Perubahan entalpi suatu sistem dapat dihitung bila
system mengalami perubahan.
DAFTAR PUSTAKA
Brescia,
Frank et. Al. 1980. Fundamental of chamistry laboratory student. New
york : academic press.
Sunarya,
yayan. 2001. Praktikum kimia dasar. Bandung : kimia FPMIPA UPI.
Unggul,
sudarmo. 2004. Kimia. Jakarta : Erlangga.
