BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Termokimia adalah bagian dari termodinamika yang membahas masalah perubahan panas reaksi kimia. Panas reaksi kimia suatu sistem dapat dilepaskan (eksoterm) maupun diserap (endoterm). Perubahan panas reaksi dapat diukur dengan kalorimeter. Prinsip kerja kalorimeter yaitu dengan mengisolasi panas dalam sistem agar panasnya tidak berpindah ke lingkungan.
Secara eksperimen kalor reaksi dapat ditentukan dengan kalorimeter. Tapi tidak semua reaksi dapat ditentukan kalor reaksinya secara kalorimetrik. Penentuan ini terbatas pada reaksi-reaksi berkesudahan yang berlangsung dengan cepat seperti pada reaksi pembakaran, reaksi penetralan, dan reaksi pelarutan
Salah satu penerapan dari kalorimeter adalah termos air panas. Termos air panas selalu menjaga panas di dalam sistem agar tidak terjadi perpindahan kalor dari sistem ke lingkungannya. Prinsip kerja ini sama dengan prinsip kerja kalorimeter yang akan dilakukan pada percobaan ini.
1.2 Prinsip dan Aplikasi Percobaan
Penentuan tetapan kalorimeter dapat dilakukan dengan mencampurkan air panas dan air dingin lalu mengukur suhunya selang waktu tertentu. Penentuan kalor reaksi Zn dengan CuSO4 dapat ditentukan dengan mengukur suhu awal CuSO4 lalu mencampurkan dengan Zn di dalam kalorimeter. Suhunya diukur pada selang waktu tertentu. Penentuan kalor pelarutan etanol dan air dilakukan dengan mengukur suhu awal air dan etanol lalu mencampurkannya ke dalam kalorimeter. Suhu pencampuran diukur selama beberapa menit dengan selang waktu tertentu.penentuan kalor penetralan HCl dan NaOH adalah dengan mengukur suhu asam dan basa lalu mencampurkan asam kuat dan basa kuat ke dalam kalorimeter dan ukur suhu campurannya. Reaksi yang terjadi saat penetralan ini adalah
HCl + NaOH -à NaCl +H2O
Aplikasi dari termokimia adalah penggunaan termos air panas. Dimana termos air panas memiliki prinsip kerja yang sama dengan kalorimeter yaitu mengisolasi kalor di sistem sehingga perpindahan kalor dapat diperlambat dan air di dalam termos tetap panas.
1.3 Tujuan Percobaan
a. Menentukan penetapan kalorimetri
b. Menentukan kalor reaksi Zn +CuSO4
c. Menentukan kalor pelarutan etanol dalam air
d. Menentukan kalor penetralan HCl dan NaOH
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Termokimia
Termokimia adalah cabang dari termodinamika karena tabung reaksi dan isinya membentuk sistem. Jadi, kita dapat mengukur energi yang dihasilkan oleh reaksi sebagai kalor yang dikenal sebagai q, bergantung pada kondisinya apakah dengan perubahan energi dalam atau perubahan entalpi. (Atkins, 1999)
Termokimia mempelajari perubahan panas yang mengikuti reaksi kimia dan perubahan-perubahan fisika(pelarutan, peleburan, dan sebagainya). Satuan tenaga panas biasanya dinyatakan sebagai kalor, joule, atau kilokalori. (Sukardjo, 1997)
Reaksi kimia yang menyangkut pemecahan dan atau pembentukkan ikatan kimia selalu berhubungan dengan penyerapan atau pelepasan panas. Panas reaksi adalah banyaknya panas yang dilepaskan atau diserap ketika reaksi kimia berlangsung. (Bird, 1993)
2.2 Entalpi
Perubahan entalpi pada saat sistem mengalami perubahan fisika atau kimia biasanya dilaporkan untuk proses yang terjadi pada sekumpulan kondisi standar. Dalam banyak pembahasan kita akan memperhatikan perubahan entalpi standar ∆H0 yaitu perubahan entalpi untuk proses yang zat awal dan akhirnya ada dalam keadaan standar. (Atkins, 1999)
Reaksi eksotermik adalah reaksi yang melepas panas. Jika reaksi berlangsung pada suhu tetap, berdasarkan perjanjian ∆H akan bernilai negatif karena kandungan panas dari sistem akan menurun. Sebaliknya, pada reaksi endotermik yaitu reaksi yang membutuhkan panas, berdasarkan perjanjian ∆H akan bernilai positif. (Bird, 1993)
Panas dilepaskan ke lingkungan atau diterima dari lingkungannya sekitar oleh sistem dalam isohorik atau isobarik dan apabila suhu pertama sama dengan suhu kedua kondisi ini disebut isotermal kalor reaksi. Syarat berikut yang harus dilakukan saat proses berlangsung : a) suhu dari produk dan reaktan harus sama, b) semua jenis kerja harus dimasukkan pada proses reaksi. Perubahan panas ditunjukan oleh perubahan kalorimeter. (Aleksishvili dan Sidamonidze, 2002).
Qv = - Cv cal × Δtcal ...(1)
2.3 Panas Reaksi
Panas reaksi dapat dinyatakan sebagai perubahan energi, produk, dan reaktan pada volume konstan (∆E) atau pada tekanan konstan (∆H). Panas reaksi dapat dinyatakan dengan kalorimeter. Harga ∆E diperoleh apabila reaksi dilakukan dengan kalorimeter bom, yaitu pada volume konstan dan ∆H adalah panas reaksi yang diukur pada tekanan konstan, dalam gelas piala atau labu ukur yang diisolasi. Karena proses diperinci dengan baik maka panas yang dilepaskan hanyalah fungsi-fungsi keadaan yaitu Qp = ∆H atau Qv = ∆E. Besaran ini dapat diukur oleh persamaan : (Dogra dan Dogra, 1990)
Q = ΔE atau ΔH = T1 T2 Δ Ci (produk, kalorimeter) dT ...(2)
Dimana Ci dapat berupa Cv untuk pengukuran E dan Cp untuk H. Dalam banyak
percobaan, Ci untuk kalorimeter dijaga tetap konstan.
Panas reaksi dapat dibedakan menjadi: (Bird, 1993)
2.3.1 Panas pembentukan
Entalpi pembentukan molar standar (∆Hf) suatu senyawa adalaha banyaknya panas yang diserap atau dilepaskan kerika 1 mol senyawa tersebut dibentuk unsur-unsurnya dalam keadaaan standar.
2.3.2 Panas pembakaran
Panas pembakaran suatu unsur atau senyawa adalah banyaknya panas yang dilepaskan ketika 1 mol unsur atau senyawa tersebut terbakar sempurna dalam oksigen.
2.3.3 Panas netralisasi
Panas netralisasi dapat didefinisikan sebagai jumlah panas yang dilepas ketika 1 mol air terbentuk akibat reaksi netralisasi asam oleh basa atau sebaliknya. 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 terdissosiasi sempurna dalam bentuk ion di dalam larutan.
2.3.4 Panas pelarutan
Jenis panas reaksi yang lain adala panas yang dilepas atau diserap ketika 1mol senyawa dilarutkan dalam pelarut berlebih yaiyu sampai suatu keadaan dimana pada penambahan pelarut selanjutnya tidak ada panas yang diserap atau dilepaskan lagi. Panas pelaruta ada 2 macam yaitu panas pelarutan integral dan panas pelarutan differensial. Besarnya panas pelarutan bergantung pada jumlah mol pelarut dan zat terlarut.
2.3.5 Panas pengenceran
Panas pengenceran adalah banyaknya panas yang dilepaskan atau diserap ketika suatu zat atau larutan diencerkan dalam batas konsentrasi tertentu.
2.4 Kalorimetri
Alat yang paling penting untuk mengukur ∆U adalah kalorimeter bom adiabatik. Perubahan keadaan yang dapat berupa reaksi kimia berawal dari dalam wadah beervolume tetap yang disebut bom. Bom tersebut direndam di bak air berpengaduk da keseluruhan alat itulah yang disebut kalorimeter dan di dalam bak luar dipantau dan diatur sampai nilainya sama. Hal ini dilakukan untuk memastikan tidak adanya kalor yang hilang sedikitpun dari kalorimeter ke lingkungannya yaitu bak air sehingga kalorimeter itu adiabatik. (Atkins, 19990)
Alat yang digunakan untuk mengukur perubahan panas disebut kalorimeter. Setiap kalorimeter mempunyai sifat khas dalam mengukur panas. Ini dapat terjadi karena kalorimeter sendiri (baik gelas, politena atau logam) menghisap panas, sehingga tidak semua panas terukur (Bird, 1993).
Data isotermal titrasi kalorimetri (ITC) memiliki kesalahan yang relatif tinggi pada pengukuran reaksi ikatan protein ligan. Ada beberapa yang diperlukan sebagai standar validasi universal untuk titrasi kalorimetri. Beberapa garam anorganik dan protonisasi buffer reaksi sudah disarankan sebagai kemungkinan untuk entalpi standar. Beberapa kalorimeter komersial termasuk VP-ITC, ITC 200, dan Nano ITC-III sudah valid, menggunakan standar reaksi. (Baranauskienȇ, et al, 2009)
Konduktivitas efektif termal ditentukan oleh temperatur terendah selama siklus pendinginan menggunakan kalorimter dapat dibandingkan dengan nilai pengukuran pada suhu ruang, sebelum dan sesudah kalorimeter diuji menggunakan metode rencana transient. (Bentz, et al, 2006)
BAB III
Metodologi
3.1 Alat dan Bahan
Alat yang digunakan pada percobaan termokimia adalah batang pengaduk, erlenmeyer,gelas beaker, kalorimeter, pemanas air, pipet volume, stopwatch, termometer, labu ukur, dan neraca analitik
Bahan yang digunakan pada oercobaan termokiia adalah akuades, asam asetat, asam klorida, amonium, etanol, natrium hidroksida, tembaga sulfat, dan zinc.
3.2 Analisa Bahan
3.2.1 Akuades (H2O)
Pelarut polar universal tak berwarna. Titik didih 1000 C dan titik beku 00 C. Konstanta dielektrik paling tinggi, neteral, dan komposisi kalornya lebih tinggi dibandingkan dengan cairan lain. (Daintih, 1994)
3.2.2 Amonium hidroksida (NH4OH)
Larutan gas amoniak (NH3) dalam air, berbau khas menusuk hidung. Kelarutan gas amoniak dalam air sangat besar yaitu 1.145. Mr : 35,05
Massa Jenis : 0,91. Di laboratorium banyak digunakan sebagai pereaksi analisis, baik kualitatif maupun kuantitatif. (Daintith,1994)
Massa Jenis : 0,91. Di laboratorium banyak digunakan sebagai pereaksi analisis, baik kualitatif maupun kuantitatif. (Daintith,1994)
3.2.3 Asam asetat (CH3COOH)
Asam asetat adalah cairan kristal jenuh atau padatan dengan bau tajam khas cuka. Digunakan dalam pembuatan anhidra etanoat untuk menghasilkan selulosa etanoat. (Daintith, 1994)
3.2.4 Asam klorida (HCl)
Memiliki titik leleh -114,80 C titik didih -850 C, massa jenis 7,05 gram/cm3 dan berat gas uap 1,268. Asam klorida adalah gas tak berwarna. Berbahaya apabila terjadi kontak fisik. Menyebabkan iritasi saluran pernafasan menyebabkan iritasi pada mata dan luka permanen pada mata. Pertolonggan pertama pada mata dicuci selama 15 menit dan jangan mengedipkan mata. Pertolongan pertama pada pernafasan segera cari udara segar dan jauhkan dari sumber bahaya. (Daintith. 1994)
3.2.5 Etanol(C2H5OH)
Bentuk fisik cairan, mudah terbakar, menyebabkan iritasi mata, saluran pernafasan,. Titik didih 760 C, titik beku -113,840C. Densitas 1,59-1,64. Hindari kontak dengan mata, gunakan alat pelindung pernafasan. (Basri, 2003)
3.2.6 Natrium Hidroksida (NaOH)
Padatan putih, titik beku 3180C, titik didih 13900C, rapatan 2,13 g/cm3 dan berat molekul 40. Bereaksi dengan air. Dapat menyebabkan mata terbakar dan pneumonia. Apabila terkena mata, cuci dengan air dan jika terhirup cari udara segar dan pertolongan medis. (Daintith, 1994)
3.2.7 Tembaga sulfat (CuSO4)
Padatan kristal bir, larut dalam HNO3, daya hantar listrik tinggi, tidak reaktif. Anhidratnya kehilangan 4 molekul air pada 1100C dan kelima molekul air pada 1500 C. Mengurai menjadi tembaga II oksida, sulfur dioksida, dan oksigen pada 6500C. (Daintith,1994)
3.2.8 Zinc (Zn)
Logam putih kebiruan, mudah ditempa. Titik levur 4100C, titik didih 9060C, melarut dengan lambat dengan asam dan alkali, logam murni. (Daintith, 1994)
3.3 Prosedur Percobaan
a. Penentuan tetapan kalorimeter
Akuades sebanyak 20cm3 dimasukkan ke kalorimeter lalu dicatat suhunya. Akuades sebanyak 20cm3 dimasukkan ke gelas kimia kemudian dipanaskan sampai ±100C diatas temperatur kamar, dicatat suhunya. Dicampurkan akuades panas ke dalam kalorimeter lalu diaduk. Diamati suhunya selama 10 menit dengan selang waktu 1 menit setelah pencampuran. Dibuat kurva pengamatan suhu vs selang waktu untuk menentukharga penurunan air panas dan kenaikan air dingin.
b. Penentuan kalor reaksi Zn + CuSO4
Larutan CuSO4 1 M dimasukan ke kalorimeter sebanyak 40cm3. Dicatat temperatur selama 2 menit dengan selang waktu ½ menit. Ditimbang dengan teliti 3,00 gram- 3,1 gram bubuk Zn. Dimasukkan bubuk Zn ke dalam larutan CuSO4 atau kalorimeter. Catat temperatur selang waktu 1 menit setelah pencampuran selama 10 menit. Diukur kenaikan temperatur dengan mengguankan grafik.
c. Penentuan kalor pelarutan etanol dalam air
Akuades sebanyak 18 cm3 dimasukkan ke kalorimeter. Suhu air di dalam kalorimeter diukur selama 2 menit selang waktu ½ menit. Etanol sebanayak 29cm3 dimasukkan ke gelas beaker dan diukur suhunya. Etanol dimasukkan ke kalorimeter, dikocok dan dicampurkan. Dicatat temperatur selama 4 menit selang waktu ½ menit. Diulangi percobaan dengan variasi volume yang lain. Dihitung ∆H pelarutan untuk campuran lain seperti pelarutan per mol etanol pada berbagai perbandingan mol air/mol etanol. Dibuat grafik terhadap mol air/mol etanol.
d. Penentuan kalor HCl dan NaOH
Asam klorida 2 M dimasukan ke kalorimeter sebanyak 20 cm3, dicatat kedudukan kalorimeter. NaOH 2,05 M diukur sebanyak 20 cm3, dicatat suhunya dan diatur agar sama dengan suhu HCl. Dicampurkan ke kalorimeter dan dicatat suhu selama 5 menit selang waktu ½ menit. Dibuat grafik dan dihitung ∆H peneterlan.
e. Penetralan kalor penetralan NH4Cl dan HCl
Asam klorida 2 M dimasukan sebanyak 20 cm3 ke kalorimeter. Dicatat kedudukan temperaturnya. NH4Cl 20cm3dicatat temperaturnya dan dimasukkan ke kalorimeter. Dicatat suhu selama 5 menit selang waktu ½ menit. Dibuat grafik untuk memperoleh perubahan temperatur. Dihitung ∆H penetralan.
f. Penentuan kalor penetrlana NaOH-CH3COOH
Amonium hidroksida dimasukan ke kalorimeter sebanyak 20cm3 dicatat suhunya. Asam klorida 2M dimasukan ke kalorimeter sebanyak 20cm3 dan dicatat suhunya selama 5 menit selang waktu ½ menit. Dibuat grfik.
3.4 Rangkaian Alat
Gambar 3.4 Rangkaian Alat kalorimeter
BAB IV
PEMBAHASAN
4.1 Hasil
a. Penentuan Kalor pelarutan air-etanol
| Volume | Suhu pada menit ke | T campuran pada menit | |||||||
| Air ml | Etanol ml | air | etanol | T(menit) | T(0C) | menit | T (0C) | ||
| menit | Suhu(0C) | menit | T(0C) | ||||||
| 18 | 29 | ½ | 28 | ½ | 26 | ½ | 28 | 2 ½ | 30 |
| 1 | 1 | 1 | 29 | 3 | 30 | ||||
| 1 ½ | 1 ½ | 1 ½ | 30 | 3 ½ | 30 | ||||
| 2 | 2 | 2 | 30 | 4 | 30 | ||||
| 27 | 19,3 | ½ | 28 | ½ | 26 | ½ | 33 | 2 ½ | 33 |
| 1 | 1 | 1 | 33 | 3 | 33 | ||||
| 1 ½ | 1 ½ | 1 ½ | 33 | 3 ½ | 33 | ||||
| 2 | 2 | 2 | 33 | 4 | 33 | ||||
| 36 | 14,5 | ½ | 27 | ½ | 27 | ½ | 32 | 2 ½ | 32 |
| 1 | 1 | 1 | 32 | 3 | 32 | ||||
| 1 ½ | 1 ½ | 1 ½ | 32 | 3 ½ | 32 | ||||
| 2 | 2 | 2 | 32 | 4 | 32 | ||||
| 36 | 11,6 | ½ | 28 | ½ | 28 | ½ | 31 | 2 ½ | 31 |
| 1 | 1 | 1 | 31 | 3 | 31 | ||||
| 1 ½ | 1 ½ | 1 ½ | 31 | 3 ½ | 31 | ||||
| 2 | 2 | 2 | 31 | 4 | 31 | ||||
| 36 | 5,8 | ½ | 28 | ½ | 27 | ½ | 30 | 2 ½ | 29 |
| 1 | 1 | 1 | 30 | 3 | 29 | ||||
| 1 ½ | 1 ½ | 1 ½ | 30 | 3 ½ | 29 | ||||
| 2 | 2 | 2 | 30 | 4 | 29 | ||||
| 45 | 4,8 | ½ | 28 | ½ | 27 | ½ | 29 | 2 ½ | 29 |
| 1 | 1 | 1 | 29 | 3 | 29 | ||||
| 1 ½ | 1 ½ | 1 ½ | 29 | 3 ½ | 29 | ||||
| 2 | 2 | 2 | 29 | 4 | 29 | ||||
b. Penentuan tetapan kalorimeter
| T(0C) Air dingin | T(0C) Air panas | Temperatur pada menit ke | |
| t (menit) | T (0C) | ||
| 28 | 38 | 1 | 33 |
| 2 | 33 | ||
| 3 | 32 | ||
| 4 | 32 | ||
| 5 | 32 | ||
| 6 | 32 | ||
| 7 | 32 | ||
| 8 | 32 | ||
| 9 | 32 | ||
| 10 | 32 | ||
| 29 | 39 | 1 | 33 |
| 2 | 33 | ||
| 3 | 33 | ||
| 4 | 33 | ||
| 5 | 33 | ||
| 6 | 33 | ||
| 7 | 32,5 | ||
| 8 | 32,5 | ||
| 9 | 32,5 | ||
| 10 | 32,5 | ||
| 31 | 41 | 1 | 34,5 |
| 2 | 34 | ||
| 3 | 34 | ||
| 4 | 34 | ||
| 5 | 34 | ||
| 6 | 33,5 | ||
| 7 | 33,5 | ||
| 8 | 33,5 | ||
| 9 | 33,5 | ||
| 10 | 33,5 | ||
c. Penentuan Kalor penetralan Hcl dan NaOH
| T (0C) HCl | T (0C) NaOH | Temperatur pada menit | |
| t (menit) | T(0C) | ||
| 31 | 31 | ½ | 38 |
| 1 | 38 | ||
| 1 ½ | 38 | ||
| 2 | 38 | ||
| 2 ½ | 38 | ||
| 3 | 38 | ||
| 3 ½ | 38 | ||
| 4 | 38 | ||
| 4 ½ | 38 | ||
| 5 | 38 | ||
d. Penentuan Kalor penetralan Zn dan CuSO4
| T Zn | T CuSO4 | Temperatur pada menit | |
| t (menit) | T (0C) | ||
| | 30,40C | 1 | 48,5 |
| 2 | 56,5 | ||
| 3 | 57,5 | ||
| 4 | 58 | ||
| 5 | 58 | ||
| 6 | 57 | ||
| 7 | 56 | ||
| 8 | 55 | ||
| 9 | 54,5 | ||
| 10 | 54 | ||
4.2 Pembahasan
Termokimia adalah cabang dari termodinamika karena tabung reaksi dan isinya membentuk sistem yang mempelajari kalor dalam suatu reaksi kimia. Contoh termokimia dalam kehidupan sehari-hari adalah termos air. Termos air memiliki lapisan dalam yang dirancang sedemikian rupa dan diisolasi sehingga panas air yang ada di dalam termos tidak dapat keluar dari sistemnya sehingga air tetap panas.
Tetapan kalorimeter dapat diperoleh dengan mencampurkan akuades yang bersuhu kamar dengan akuades yang bersuhu 100C lebih tinggi dari suhu kamar dengan volume yang sama lalu memasukkannya ke dalam kalorimeter. Hitung suhu campuran tersebut dengan selang waktu tertentu sambil diaduk. Saat pencampuran terjadi pelepasan kalor dari akuades bersuhu tinggi (panas) ke akuades bersuhu rendah (dingin). Akuades dingin menerima kalor dari akuades panas sehingga didapat suhu campuran. Namun, kalor yang dilepas air panas tidak sama dengan kalor yang diserap air dingin karen kalorimeter juga ikut menyerap kalor. Maka besar kalor yang diserap oleh kalorimeter adalah selisih antara kalor yang dilepas air panas dengan kalor yang diserap air dingin.
Penentuan kalor reaksi Zn+CuSO4 dapat diperoleh dengan memsaukkan larutan CuSO4 ke kalorimeter lalu mengukur suhunya. Campurkan bubuk Zn ke kalorimeter dan ukur suhu campurannya. Perubahan konsentrasi awak dan akhir larutan adalah perubahan kalor yang terjadi.
Penentuan kalor pelarutan etanol dalam air dapat diperoleh dengan mengukur suhu awal air di dalam kalorimeter lalu mengukur suhu etanol dan mencampurkan etanol ke dalam air.suhu campuran diukur selang beberapa menit.
Penentuan kalor penetralan HCl dan NaOH diperoleh dengan mengukur suhu HCl di dalam kalorimeter dan mengukur suhu NaOH sehingga suhunya sama dengan HCl lalu mencampurkannya ke dalam kalorimeter dan mengukur suhunya.
Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur perubahan panas. Pengukuran jumlah kalor reaksi yang diserap atau dilepaskan pada suatu reaksi kimia dengan eksperimen disebut kalorimetri. Prinsip kerja kalorimeter adiabatik adalah tidak terjadi perpindahan panas antara sistem dan lingkungan. Kalorimeter adiabatik sederhana disusun sedemikian rupa dengan menggunakan isolator yang ditempatkan di sekeliling gelas kimia agar dapat memperlambat pertukaran kalor antara sistem dengan lingkungan.
4.2.1 Analisis Prosedur
a. Penetapan Kalorimeter
Akuades sebanyak 20cm3 dimasukkan ke kalorimeter dan dicatat temperaturnya. Hal ini bertujuan untuk mendapatkan suhu awal akuades dingin (T1), keadaaan ini terjadi pada saat isotermal. Dipanaskan akuades 20cm3 ke gelas kimia sampai suhunya 100C diatas suhu T1. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan suhu akuades kedua (T2). Akuades dicampurkan ke kalorimeter dan diaduk. Pengadukan bertujuan untuk mencampurkan akuades panas dan akuades dingin agar keduanya homogen. Dicatat suhu pencampuran selang waktu 1 menit. Hal ini untuk mendapatkan suhu campuran akuades. Dibuat kurva pengamatan temperatur vs selang waktu. Hal ini untuk mengatahui harga penurunan akuades panas dan akuades dingin. Pada saat terjadi pencanpuran, suhu akuades panas dan akuades dingin mengalami perubahan. Suhu akuades panas akan turun dan suhu akuades dingin akan meningkat akibat adanya pelepasan kalor oleh akuades panas dan penyerapan kalor pada akuades dingin. Namun kalor yang diserap air dingin tidak sama dengan kalor yang dilepas air hangat. Hal ini dikarenakan kalorimeter juga ikut menyerap panas yang dilepas oleh air panas.
b. Penentuan Kalor reaksi Zn +CuSO4
CuSO4 dimasukkan sebanyak 40 cm3 1 M ke dalam kalorimeter dan dicatat suhu selama 2 menit selang waktu ½ menit. Hal ini bertujuan untuk mengetahui kenaikan atau penurunan suhu CuSO4 setiap selang waktu 30 detik dan di dapatkan suhu awal CuSO4 (T1). Bubuk Zn ditimbang sebanyak 3 gram dan dimasukkan ke kalorimeter. Hal ini bertujuan utnuk mereaksikan Zn dengan CuSO4. Dicatat suhu pencampuran selama 10 menit sekang waktu 1 menit. Kenaikan temperatur diukur dengan grafik.
c. Penentuan Kalor pelarutan Etanol dalam Air
Air sebanyak 18 cm3 dimasukkan ke kalorimeter dan diukur temperatur air selama 2 menit selang waktu ½ menit. Hal ini bertujuan untuk mendapatkan suhu konstan air sebagai suhu awal air. Diukur temperatur etanol sebanyak 29 cm3 di dalam gelas beker. Dari perlakuan ini akan didapatkan suhu etanol sebelum pencampuran. Dicampurkan etanol ke dalam kalorimeter berisi air dan dicatat suhu pencampuran selama 4 menit selang waktu ½ menit. Perlakuan ini akan didapatkan suhu campuran air-etanol. Diulangi percobaan untuk variasi volume air dan etanol yang berbeda. Variasi volume etanol dan air yang berbeda akan memberikan informasi mengenai hubungan antara ∆H dengan banyaknya mol air dalam mol etanol.
d. Penentuan Kalor Penetralan HCl dan NaOH
Asam klorida 2 M sebanyak 20 cm3 dimasukkan ke dalam kalorimeter dan diukur suhunya. Perlakuan ini akan didapatkan suhu awal asam klorida. NaOH 2,05 M sebanyak 20 cm3 dicatat suhunya hingga suhunya sama dengan suhu HCl. Perlakuan ini bertujuan untuk menyamakan suhu HCl dengan NaOH, sebab apabila suhu keduanya berbeda maka terjadi dua perubahan kalor yaitu perubahan kalor reaksi dan perubahan kalor campuran dengan suhu yang berbeda. Dicampurkan basa ke kalorimeter dan diukur suhu campuran selama 5 menit dengan selang waktu ½ menit. Reaksi yang terjadi adalah reaksi netralisasi asam kuat oleh basa kuat karena larutan asam yang pertama kali dimasukkan ke kalorimeter. Dibuat grafik untuk memperoleh perubahan temperatur akibat reaksi ini. reaksi pada percobaan ini adalah
HCl + NaOH -à NaCl +H2O
4.2.2 Analisis Hasil
a. Penentuan kalorimeter
Air panas dan air dingin yang dicampurkan mengalami perubahan kalor. Air dingin menyerap kalor dari air panas dan air panas melepas kalor ke air dingin. Namun kalor yang dilepas tidak sama dengan kalor yang ditrerima air dingin karena kalorimeter turut menyerap panas dari air panas. Dari percobaan diperoleh tetapan kalorimeter (k) sebesar +13,361 kj/mol. Tanda positif menunjukkan bahwa terjadi reaksi endoterm yaitu penyerapan kalor sebesar 13,361 dalam setiap molnya. Grafik menunjukkan bahwa pencampuran air panas dan air dingin mengalami penurunan suhu pada menit awal yaitu 330C pada menit pertama. Namun, pada menit menit selanjutnya (menit ke 4 sampai 10) suhu campuran konstan yaitu 320C.
b. Penentuan Kalor reaksi Zn+CuSO4
Reaksi antara Zn dengan CuSO4 adalah
Zn + CuSO4+2e à ZnSO4 +Cu2+
Suhu sebelum dan sesudah pencampuran berubah yaitu semakin naik karena Zn bereaksi dengan CuSO4 sehingga memerlukan energi untuk melepaskan Cu menjadi Cu2+ Zn untuk mengikat SO4. Entalpi yang dihasilkan yaitu sebesar +15,475 kj/ mol. Tanda positif menunjukan bahwa terjadi reaksi endoterm yaitu penyerapan kalor. Nilai sebesar 15,475 kj/mol menyatakan bahwa kalor yang dibutuhkan untuk membentuk satu mol ZnSO4 sebesar 15,475 kj.
c. Penentuan kalor pelarutan etanol dalam air
Kalor pelarutan standar menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau dibebaskan untuk melarutkan 1 mol zat pada keadaan standar. Pelarutan etanol dalam air mengalmai perubahan kalor maksimum saat etanol dilarutkan dalam air yang tak terhingga. Pada grafik, perubahan entalpi semakin besar maka mol etanol semakin sedikit. Namun pada saat mencapai ∆H maksimum yaitu 3,626 kj, mol etanol masih mengalami penurunan meskipun ∆H mengalami penurunan. ∆H kembali sedikit naik pada saat mencapai jumlah mol paling minimum. Penurunan ∆H disebabkan oleh jumlah air yang terlalu besar sedangkan jumlah etanol terlalu kecil sehingga air tidak dapat menyerap kalor dari etanol lagi.
d.Penentuan kalor penetralan HCl dan NaOH
Pencampuran basa kuat ke dalam asam kuat mengakibatkan adanya panas netralisasi yang disebabkan oleh netralisasi asam oleh basa kuat. Selama lima menit, suhu NaOh dengan HCl konstan yaitu 380C. Hal ini disebabkan untuk menghindari terjadinya reaksi perubahan kalor campuran larutan yang memiliki suhu berbeda. Perubahan entalpi pada kalor penetralan didapat sebesar +32,62 kj/mol. Tanda positif menunjukan bahwa terjadi reaksi endoterm yaitu penyerapan energi. Nilai 32,62kj menunjukan bahwa kalor yang dibutuhkan untuk menetrlakan saru mol campuran HCl dengan NaOH sebesar 32,62 kj. Reaksi yang terjadi pada percobaan ini adalah
HCl+NaOH à NaOH + H2O ∆H = +32,62kj/mol
BAB V
PENUTUP
5.1 Simpulan
Penentuan tetapan kalorimetri berdasarkan percobaan diperoleh sebesar 13,361 joule/mol. Entalpi reaksi dari Zn+CuSO4 diperoleh sebesar 15, 47 kj/mol. Kalor pelarutan etanol dalam air pada ∆H terakhir sebesar 2,787 kj/mol . Kalor penetralan HCl danNaOH sebesar .
5.2 Saran
Praktikum selanjutnya disarankan agar melakukan percobaan kalor penetralan basa lemah dengan asam kuat dan membandingkan hasilnya dengan penetralan asam kuat dengan basa kuat.
