Job Tamba Han

8/18/2019 Job Tamba Han

1/8

Konduktivitas Termal

I. Tujuan

Menentukan besarnya nilai daya hantar panas pada suatu benda (zat padat) dengan cara

konduksi.

II. Alat dan Bahan

− Lempeng seng− Lempeng besi

− Lempeng kaca

− Lempeng tembaga

− Lempeng stainlesssteel

− Beaker Gelas

− Multimeter temperatur− Termometer alkohol

− Mikrometer Sekrup

− Pemanas

− Stopwatch

− Penjepit kayu

III. Dasar Teori

Kalor merupakan energi yang dapat berpindah dari benda yang bersuhu tinggi ke benda

yang bersuhu rendah. Pada waktu memasak air, kalor berpindah dari api ke panci lalu ke air.

Pada waktu menyetrika, kalor berpindah dari setrika ke pakaian. Demikian juga pada waktu

berjemur, badan Anda terasa hangat karena kalor berpindah dari matahari ke badan Anda. Ada

tiga cara kalor berpindah dari satu benda ke benda yang lain, yaitu konduksi, kenveksi, dan

radiasi.

1. Konduksi adalah bila panas yang di transfer tidak diikuti dengan perpindahan massa dari

benda. Konduksi diakibatkan oleh tumbukan antar molekul penyusun zat. Ujung benda yang

panas mengandung molekul yang bergetar lebih cepat. Ketika molekul yang bergetar cepat

tadi menumbuk molekul di sekitarnya yang lebih lambat, maka terjadi transfer energi ke

molekul disebelahnya sehingga getaran molekul yang semula lambat menjadi lebih cepat.

Molekul ini kemudian menumbuk molekul lambat di sebelahnya dengan disertai transfer

energi. Demikian seterusnya sehingga pada akhirnya energi sampai pada ujung benda yang

lainnya.

H


2/8

2. Konveksi terjadi karena gerakan massa molekul dari satu tempat ke tempat lain. Konveksi

terjadi perpindahan molekul dalam jarak yang jauh.

3. Radiasi adalah perpindahan panas tanpa memerlukan medium.

Jumlah panas yang dikonduksikan melalui material persatuan waktu dituliskan dengan

persamaan hukum Fourier di bawah ini :

Δ

Δ= kA

( )

∆

Dalam penampang ∆ = energi panas total yang dikonduksikan , A = luas dimana konduksi

mengambil tempat, ∆ = perbedaan temperatur dua sisi dari material, ∆ = waktu selama

konduksi terjadi , ∆x = ketebalan / ketinggian perpindahan panas pada material, dan k =

konduktivitas termal dari material.

Gambar 1. Perpindahan panas konduksi

Koefisien konduktivitas termal (k) merupakan formulasi laju panas pada suatu benda

dengan suatu gradien temperature. Nilai konduktivitas termal sangat berperan penting untuk

menentukan jenis dari penghantar yaitu konduksi yang baik atau buruk. Suatu bahan dikatakan

konduktor (penghantar panas yang baik) bila bahan tersebut mempunyai nilai k yang besar yaitu

> 4.15 W/mºC, biasanya bahan tersebut terbuat dari logam. Sedangkan untuk isolator


3/8

(penghantar panas yang buruk) mempunyai nilai k < 4.01 W/mºC, biasanya bahan tersebut

terbuat dari bahan bukan logam. (Holman, 1993 : 6-7 )

Proses perpindahan kalor secara konduksi bila dilihat secara atomik

merupakan pertukaran energi kinetik antar molekul (atom), dimana partikel yang energinya

rendah dapat meningkat dengan menumbuk partikel dengan energi yang lebih tinggi. Konduksi

terjadi melalui getaran dan gerakan elektron bebas. Berdasarkan perubahan suhu menurut waktu,

konduksi dapat dibagi menjadi dua, yaitu konduksi tunak dan konduksi tidak tunak. Pada zat

padat, energi kalor tersebut dipindahkan hanya akibat adanya vibrasi dari atom-atom zat padat

yang saling berdekatan. Hal ini disebabkan karena zat padat merupakan zat dengan gaya

intermolekular yang sangat kuat, sehingga atom-atomnya tidak dapat bebas bergerak, oleh sebabitu perpindahan kalor hanya dapat terjadi melalui proses vibrasi.

Sedangkan proses konduksi pada fluida disebabkan karena pengaruh secara langsung

karena atom-atomnya dapat lebih bebas bergerak dibandingkan dengan zat padat. Konduksi

merupakan suatu proses perpindahan kalor secara spontan tanpa disertai perpindahan partikel

media karena adanya perbedaan suhu, yaitu dari suhu yang tinggi kesuhu yang rendah. Konduksi

atau hantaran kalor pada banyak materi dapat digambarkan sebagai hasiltumbukan molekul-

molekul. Sementara satu ujung benda dipanaskan, molekul-molekul ditempat itu bergerak lebih

cepat. Sementara itu, tumbukan dengan molekul-molekul yang langsung berdekatan lebih

lambat, mereka mentransfer sebagian energi ke molekul-molekul lain, yang lajunya kemudian

bertambah. Molekul-molekul ini kemudian juga mentransfer sebagian energi mereka dengan

molekul-molekul lain sepanjang benda tersebut.

Tabel 1. Konduktivitas termal berbagai bahan

ZatKonduktivitas Termal, k

/ ℃ / ℃Perak

TembagaAluminium

Baja

Gelas (biasa)

KayuIsolator fiberglass

10 10

9,2 10

5,0 10

1,1 10

2,0 10

0,2 − 0,4 10

0,12 10

420

380200

40

0,84

0,08 – 0,160,048


4/8

IV. Langkah Kerja

1. Ukur ketebalan dari masing lempeng yang akan digunakan menggunakan mikrometer

sekrup, dan timbanglah massanya.

2. Sediakan air 200 ml dalam beaker gelas. Masukkan salah satu lempeng, dan termometer

alkohol ke dalamnya. Catat temperatur awal air pada keadaaan telah konstan.

3. Isolasi beaker gelas dari menggunakan alumunium foil.

4. Ukur dan catatlah temperatur ujung lempeng menggunakan multimeter temperatur.

5. Letakkan beaker ke atas pemanas. Nyalakan pemanas.

6. Catat perubahan temperatur pada air dan ujung lempeng setiap 15 detik selama 5 menit.

7. Ulangi dari langkah no.1 untuk jenis lempeng yang berbeda.


5/8

KONDUKTIVITAS LARUTAN

(Konduktometri)

I. Tujuan

- Untuk mengetahui hantaran dari suatu larutan.

- Untuk mengetahui jenis larutan elektrolit kuat, lemah, dan non-elektrolit.

- Untuk mengetahui bagaimana penggunaan konduktometer.

II. Alat dan Bahan

Alat yang digunakan

− Konduktometer

− Labu ukur 100 ml

− Pipet tetes

− Buret 50 ml

− Magnetic Stirred

− Statif dan klem

Bahan yang digunakan

− Aquadest

− NaOH

− CH3COOH

− Gula

III. Landasan Teori

Konduktometri merupakan metode analisis kimia berdasarkan daya hantar listrik suatu

larutan. Daya hantar listrik (G) suatu larutan bergantung pada jenis dan konsentrasi ion di dalam

larutan. Daya hantar listrik berhubungan dengan pergerakan suatu ion di dalam larutan ion yang

mudah bergerak mempunyai daya hantar listrik yang besar. Daya hantar listrik (G) merupakan

kebalikan dari tahanan R, sehingga daya hantar listrik mempunyai satuan ohm-1

. Bila arus listrik

dialirkan ke dalam suatu larutan melalui dua electrode, maka daya hantar listrik (G) berbandinglurus dengan luas bidang luas bidang electrode, maka daya hantar listrik (G) berbanding lurus

dengan luas bidang electrode (A) dan berbanding terbalik dengan jarak kedua electrode (l).

G = 1 / R

Sehingga dengan menggunakan Hukum Ohm, maka didapatkan definisi lainnya :

V = I x R

I


6/8

I = G x E

Prinsip kerjanya adalah sel hantaran dicelupkan kedalam larutan ion positif dan

negatif yang ada dalam larutan menuju sel hantaran menghasilkan sinyal listrik

berupa hambatan listrik larutan. Hambatan listrik dikonversikan oleh alat menjadi

hantaran listrik larutan. Dapat digunakan untuk menentukan daya hantar listrik suatu larutan.

Elektrolit adalah senyawa yang dapat terdisosiasi ketika dilarutkan dalam air membentuk

ion (anion dan kation) dan bersifat menghantarkan listrik. Senyawa-senyawa seperti asam, basa,

dan garam dapat menghantarkan arus listrik karena proses disosiasi, maka disebut dengan larutan

elektrolit. Adanya ion dalam larutan menyebabkan peristiwa konduksi dan ketika arus listrik

dilewatkan pada larutan tersebut, maka elektron akan bergerak di antara ion-ion.

Elektrolit Kuat

Beberapa elektrolit seperti kalium klorida, natrium hidroksida, natrium nitrat terionisasi

sempurna menjadi ion-ionnya dalam larutan. Elektrolit yang terioniasi sempurna disebut dengan

elektrolit kuat. Dengan kata lain, elektrolit kuat terionisasi 100%. Reaksi disosiasi elektrolit kuat

ditulis dengan tanda anak panah tunggal ke kanan. Secara umum asam kuat seperti asam sulfat,

asam nitrat, asam klorida, dan basa kuat seperti kalium hidroksida dan garam adalah elektrolit

kuat. Sebagai contoh:

KCl (aq) → K +

(aq) + Cl-(aq)

NH4NO3 (aq) → NH4+ (aq) + NO3

- (aq)

HNO3 (aq) → H+ (aq) + NO3

- (aq)

NaOH (aq) → Na+ (aq) + OH- (aq)

Sebagai contoh, ketika natrium klorida dilarutkan dalam air, gaya interaksi elektrostatis antara

ion-ion memfasilitasi pergerakan ion. Ion bebas ini terstabilkan oleh proses solvasi air. Dalam

proses pelarutan, ion natrium dan ion klorida dikelilingi oleh molekul air karena interaksi dipol-

ion. Pelarutan dengan molekul air disebut dengan proses reaksi hidrasi.


7/8

Elektrolit Lemah

Elektrolit lemah adalah senyawa yang terdisosiasi sebagian dalam air. Pada larutan

elektrolit lemah, ion-ion akan membentuk kesetimbangan dengan molekul yang tak terdisosiasi.

Karena hanya sebagian yang terdisosiasi, maka jumlah ion pada volume tertentu larutan akan

sama pada perubahan konsentrasi yang besar. Persamaan kimia ionisasi elektrolit lemah

digunakan tanda panah ganda (⇌). Sebagai contoh, reaksi disosiasi asam asetat ditulis :

CH3COOH (aq) + H2O (aq) ⇌ H3O+ (l) + CH3COO

- (aq)

Non-elektrolit

Non-elektrolit adalah larutan yang tidak dapat menghantarkan listrik karena tidak adanya

ion. Biasanya senyawa non elektrolit adalah senyawa kovalen polar dan non polar yang mana

terlarut dalam air sebagai molekul, bukan ion. Senyawa kovalen mempunyai ikatan kovalen

antara atom yang berikatan, dengan demikian tidak dapat terionisasi pada larutan dan hanya

membentuk molekul. Sebagai contoh, gula dan alkohol dapat larut dalam air, tetapi hanya

sebagai molekulnya saja.

C12H22O11 (s) → C12H22O11 (aq)

Kekuatan suatu elektrolit ditandai dengan suatu besaran yang disebut derajat ionisasi (α).

Elektrolit kuat memiliki harga α = 1, sebab semua zat yang dilarutkan terurai menjadi ion.

Elektrolit lemah memiliki harga α


8/8

4. Masukkan NaOH 0.05 N ke dalam buret. Untuk setiap penambahan 0.5 ml NaOH ke

dalam aquadest catat pengukuran Daya Hantar Listrik (DHL) yang dihasilkan

konduktometer.

5. Ulangi langkah di atas untuk jenis larutan yang lain.

Documents

Job Tamba Han