TERMOKIMIA Ipul

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA DASAR II

TERMOKIMIA

DISUSUN OLEH :

SAEFUL BAHRI

(1108105039)

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS UDAYANA

2012

TERMOKIMIA

I. Tujuan Percobaan

1. Mengenal alat kalorimeter tekanan tetap dan memahami cara kerja alat

tersebut.

2. Mampu menggunakan alat tersebut untuk mengukur kalor reaksi suatu larutan.

II. Dasar Teori

Termodinamika adalah ilmu yang mempelajari perubahan-perubahan

energi yang menyertai suatu proses fisika dan kimia. Studi ini mencakup dua

sasaran, yaitu penentuan kalor reaksi dalam termokimia dan penentuan arah suatu

proses serta sifat-sifat sistem dalam kesetimbangan.

Apabila benda-benda yang memiliki perbedaan suhu saling bersentuhan, akan

ada aliran kalor dari benda yang bersuhu tinggi menuju benda yang bersuhu

rendah. Aliran kalor akan terhenti setelah kedua benda yang bersentuhan

mencapai suhu yang sama. Misalnya jika kita mencampur air panas dengan air

dingin, biasanya kalor mengalir dari air panas menuju air dingin. Kalor berhenti

mengalir jika campuran air panas dan air dingin telah berubah menjadi air hangat.

Ketika kita memasukkan besi panas ke dalam air dingin, kalor mengalir dari besi

menuju air. Kalor akan berhenti mengalir setelah besi dan air mencapai suhu yang

sama. Ketika dokter atau perawat menempelkan termometer ke tubuh, kalor

mengalir dari tubuh menuju termometer. Kalor akan berhenti mengalir jika tubuh

dan termometer telah mencapai suhu yang sama. Jika termometernya memakai air

raksa, maka ketika tubuh dan termometer mencapai suhu yang sama, air raksa

tidak jalan-jalan lagi. Angka yang ditunjukkan permukaan air raksa merupakan

suhu tubuh saat itu. Jika termometer yang dipakai berupa termometer digital,

angka pada bagian tengah termometer akan terhenti setelah tubuh dan termometer

mencapai suhu yang sama. Angka yang ditunjukkan termometer adalah suhu

tubuh.

Biasanya kalor mengalir dengan sendirinya dari benda yang bersuhu tinggi

menuju benda yang bersuhu rendah. Aliran kalor cenderung menyamakan suhu

benda yang bersentuhan. Pada abad ke-18, para ilmuwan berpikir bahwa aliran

kalor merupakan gerakan suatu fluida, suatu jenis fluida yang tidak kelihatan

(fluida adalah zat yang dapat mengalir. Yang termasuk fluida adalah zat cair dan

zat gas. Misalnya air. air bisa mengalir. Atau udara… Udara juga bisa

mengalir). Fluida tersebut dinamakan Caloric.

Kalor adalah energi yang berpindah. Jadi ketika kalor mengalir dari benda

yang bersuhu tinggi menuju benda yang bersuhu rendah, sebenarnya energi-lah

yang berpindah dari benda yang bersuhu tinggi menuju benda yang bersuhu

rendah. Proses perpindahan energi akan terhenti ketika benda-benda yang

bersentuhan mencapai suhu yang sama. Berdasarkan penjelasan di atas, kita bisa

menyimpulkan bahwa kalor merupakan energi yang berpindah dari satu benda ke

benda yang lain akibat adanya perbedaan suhu.

Hampir dalam setiap reaksi kimia selalu terjadi penyerapan dan pelepasan

energi. Kita mengetahui bahwa salah satu bentuk energi yang dapat dipertukarkan

antara sistem dan lingkungan adalah kalor atau panas. Walaupun beberapa reaksi

juga mampu melepaskan cahaya dalam bentuk kalor, sehingga [erubahan energi

ini dinamakan “kalor reaksi”.

Untuk mengukur kalor reaksi dari suatu reaksi kimia kita menggunakan suatu

alat yang dinamakan kalorimeter. Ada dua kalorimeter yang kita kenal, yaitu

kalorimeter volume tetap dan kalorimeter tekanan tetap.

Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang

terlibat dalam suatu perubahan atau reaksi kimia.

Jika dua buah zat atau lebih dicampur menjadi satu maka zat yang

suhunya tinggi akan melepaskan kalor sedangkan zat yang suhunya rendah akan

menerima kalor, sampai tercapai kesetimbangan termal.

Kapasitas Kalor dan Kalor Jenis

Kalor jenis suatu benda tidak tergantung dari massa benda, tetapi

tergantung pada sifat dan jenis benda tersebut. Jika kalor jenis suatu benda adalah

kecil maka kenaikan suhu benda tersebut akan cepat bila dipanaskan.

Apabila sejumlah kalor diberikan pada suatu benda, maka suhu benda itu

akan naik. Pada abad ke-18, sejumlah ilmuwan melakukan percobaan dan

menemukan bahwa besar kalor Q yang diperlukan untuk mengubah suhu suatu zat

yang besarnya ΔT sebanding dengan massa m zat tersebut. Pernyataan tersebut

dapat dinyatakan dalam persamaan:

Dari persamaan tersebut di atas, c adalah besaran karakteristik dari zat yang

disebut kalor jenis zat. Kalor jenis suatu zat dinyatakan dalam satuan J/kg°C

(satuan SI yang sesuai) atau kkal/kg°C. Untuk air pada suhu 15 °C dan tekanan

tetap 1 atm, cair = 1 kkal/kg°C = 4,19 × 1000 J/kg°C.

Untuk suatu zat tertentu, misalnya zat yang berupa bejana kalorimeter

ternyata akan lebih memudahkan jika faktor massa (m) dan kalor jenis (c)

dinyatakan sebagai satu kesatuan. Faktor m dan c ini biasanya disebut kapasitas

kalor, yaitu banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu suatu zat

sebesar 1°C. Kapasitas kalor (C) dapat dirumuskan: C = m.c atau C = Q/ΔT.

Besarnya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu suatu zat adalah:

Kalorimeter Tekanan Tetap

Alat ini sangat sederhana terdiri dari dua cangkir Styrofoam, thermometer, dan

pengaduk. Alat ini dapat digunakan untuk mengukur kalor reaksi netralisasi dan kalor

reaksi pengenceran. Karena pengukuran dilangsungkan di bawah kondisi tekanan

atmosfer, maka kalor reaksinya dinamakan entalpi. Dalam pengukuran kalor reaksi

dengan alat ini, tidak ada kalor yang dilepaskan ke lingkungan, maka persamaan dapat

ditulis :

Sehingga :

III. Bahan dan Alat

A Bahan

1. CaCl2

2. HCl

3. NaOH

4. Aquades

B Alat

1. Gelas plastik bertutup

2. Gelas ukur

3. Gelas kimia

4. Labu ukur

5. Thermometer

6. Batang pengaduk

Q sis = Qlar + Qkal + Qrks = 0

Q rks = - ( Qlar + Qkal )

Campuran reaksi

Cangkir styrofoam

pengaduktermometer

IV. Prosedur Kerja

Percobaan 1: Penentuan Kapasitas Kalor suatu kalorimeter.

1. Sediakan 2 buah gelas plastik bertutup, termometer dan batang pengaduk.

Rangkailah alat-alat tersebut seperti gambar di bawah ini.

2. Masukkan 25 mL larutan HCl 1 M ke

dalam gelas kimia 100 mL, ukur

temperatur larutan ini. Ke dalam gelas

kimia yang lain masukkan 25 mL larutan

KOH 1M dan ukur temperatur larutan ini.

3. Jika temperatur kedua larutan

telah sama, masukkan kedua larutan ke dalam kalorimeter. Catat temperatur

maksimal yang dicapai oleh campuran kedua larutan tersebut.

Diketahui kalor reaksi netralisasi HCl dengan KOH adalah -56,2 kJ/mol dan

anggaplah densitas dan kalor jenis campuran larutan itu sama dengan densitas

dan kalor jenis air (1,00 gr/mL dan 4,184 J/g0C).

4. Ulangi percobaan di atas dua kali lagi !

Percobaan 2: Penentuan kalor reaksi larutan.

1. Gunakan kalorimeter pada percobaan 1.

2. Masukkan 5 gram serbuk CaCl2 ke dalam kalorimeter.

5 gram CaCl2

3. Tambahkan 50 mL air, namun sebelum penambahan catat temperatur air

tersebut.

50 mL air

5 gram CaCl2 tambahkan 50 ml air

yang sudah di catat

temperaturnya

4. Setelah diperoleh temperatur yang stabil dari larutan CaCl2, tambahkan lagi 50

mL air. Sambil diaduk catat kembali temperatur larutan tersebut.

Di tambahkan lagi 50 ml air

Catat temperaturnya

5. Ulangi sekali lagi percobaan ini !

V. Data Pengamatan

Percobaan 1: Penentuan Kapasitas Kalor suatu kalorimeter.

No Uraian Temperatur Pengamatan

1. 25 mL larutan HCl 1 M 310C

25 mL larutan KOH 1 M 310C

Campuran kedua larutan 360C

2. 25 mL larutan HCl 1 M 310C

25 mL larutan KOH 1 M 320C


3. 25 mL Larutan HCl 1 M 320C

25 mL Larutan KOH 1 M 320C


Percobaan 2: Penentuan kalor reaksi larutan.

No Uraian Temperatur Pengamatan

1. Air 300C

Larutan CaCl2 . 320C

Larutan CaCl2 .. 320C

Larutan CaCl2 + 50 mL air 310C

2. Air 300C

Larutan CaCl2 . 320C

Larutan CaCl2 .. 320C

Larutan CaCl2 + 50 mL air 310C

VI. Pembahasan

Dari percobaan yang telah dilakukan, dimana dilakukan dua kali yaitu

percobaan I dan percobaan II. Percobaan I merupakan penentuan kapasitas kalor

suatu kalorimeter. Pada percobaan I larutan yang dipakai adalah 25 mL HCl 1 M

dan 25 mL KOH 1 M. Untuk 25 mL HCl 1 M didapat temperatur 300C (data

percobaan I no.1), sama seperti 25 mL KOH 1 M. Tetapi untuk campuran kedua

larutan tersebut didapat temperatur 350C (data percobaan I no. 1). Karena pada

percobaan I terjadi reaksi endoterm, yaitu sistem menyerap kalor dari lingkungan

sehingga temperaturnya meningkat.

Pada percobaan II dimana penentuan kalor reaksi larutan memakai air dan

CaCl2 5 gram. Air yang digunakan bertemperatur 29,50C (data percobaan II no. 1)

dicampur dengan CaCl2 sehingga terbentuk larutan CaCl2 dengan temperatur 390C

(data percobaan II no.1). Terlihat temperaturnya meningkat, karena di dalam air

terjadi proses reaksi sehingga terbentuk larutan CaCl2. Setelah dicatat

temperaturnya, maka ditambah 50 mL air lagi yang bertujuan untuk

mengencerkannya. Ternyata temperaturnya menurun menjadi 340C (data

percobaan II no. 1), karena pada percobaan II ini terjadi reaksi eksoterm, yaitu

sistem melepas kalor ke lingkungan sehingga temperaturnya menurun.

Menjawab pertanyaan pada percobaan I.

Tentukan kapasitas kalor kalorimeter dari masing-masing percobaan

dan tentukan kapasitas kalor kalorimeter rata-rata ?

Diketahui : 25 mL HCl = 0,025 L HCl

25 mL kOH = 0,025 L KOH

∆t1 = (360C – 300C) = 60C

∆t2 = (360C – 31,50C) = 4,50C

∆t3 = (360C – 320C) = 40C

Ditanya : C1, C2, dan C3= …?

Crata-rata = …?

Jawab : VHCl . MHCl + VKOH . MKOH = Vcampuran . Mcampuran

0,025 . 1 + 0,025 . 1 = 0,05 . Mcampuran

0,05 = 0,05Mcampuran

Mcampuran = 1

n = Mcampuran . Vcampuran

= 1 . 0,05

= 0,05 mol

qreaksi = -56,2 kJ

mol . 0,05 mol

= -2,81 kJ = -2810 J

Massa total = ρ . Vtotal

= 1 grmL

. 50 mL

= 50 gr

Percobaan No. 1 :

qreaksi = - (qlar + qkal)

-2810 J = - (50 gr . 4,184 J

gr0C . 60C + qkal)

-2810 J = - 1255,2 J - qkal

qkal = 2810 J – 1255,2 J

= 1554,8 J

qkal = C1 . ∆t

1554,8 J = C1 . 60C

C1 = 259,13 J/0C

Percobaan No. 2 :


-2810 J = - (50 gr . 4,184 J

gr °C . 4,50C + qkal)

-2810 J = - 941,4 J - qkal

qkal = 2810 J – 941,4 J

= 1868,6 J

qkal = C2 . ∆t

1868,6 J = C2 . 4,50C

C2 = 415,25 J/0C

Percobaan No. 3 :


-2810 J = - (50 gr . 4,184 J

gr °C . 50C + qkal)

-2810 J = - 2510,4 J - qkal

qkal = 2810 J – 1046 J

= 1764 J

qkal = C2 . ∆t

1764 J = C2 . 50C

C3 = 352,8 J/0C

Kalorimeter rata-rata :

Crata-rata =

C 1+C 2 + C3

3

=

259,13+ 415,25 + 352,83

= 342,39 J/0C

Menjawab pertanyaan pada percobaan II.

Tentukan kalor reaksi dan kalor pengenceran larutan tersebut ?

Percobaan No. 1 :

Diketahui : massa CaCl2 = 2,5 gram

massa air = 100 gram

∆tpengenceran = (320C – 310C) = 10C

C = 342,39 J/0C

Ditanya : qreaksi = …?

Jawab : qreaksi = - (qlar + qkal)

= - (mtotal . c . ∆t + C . ∆t)

= - (102,5 . 4,184 . 1 + 342,39. 1)

= - (428,86+ 342,39)

= - 71,25 J


∆tpengenceran = 10C

Ditanya : qpengenceran = …?

Jawab : qpengenceran = m . c . ∆tpengenceran

= 2,5 . 4,184 . 1

= 10,46 J

Percobaan No. 2 :

Diketahui : massa larutan CaCl2 = 2,5 gram

massa air = 100 gram

∆tpengenceran = (320C – 310C) = 10C

C = 342,39 J/0C

Ditanya : qreaksi = …?

Jawab : qreaksi = - (qlar + qkal)

= - (mtotal . c . ∆t + C . ∆t)

= - ( 102,5 . 4,184 . 1 + 342,39. 1)

= - (428,86 + 342,39)

= - 771,25 J


∆tpengenceran = 10C

Ditanya : qpengenceran = …?

Jawab : qpengenceran = m . c . ∆tpengenceran

= 2,5 . 4,184 . 1

= 10,46 J

VII. Kesimpulan

Dari percobaan dan pembahasan, dapat kita simpulkan bahwa:

Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor suatu

reaksi.

Jika temperatur akhir lebih rendah dari temperatur awal maka berlangsung

reaksi eksoterm.

Pada percobaan ke 2 terjadi penurunan suhu (q reaksi + ) hal ini menunjukan

terjadinya reaksi endoterm.

Jika temperatur akhir lebih tinggi dari temperatur awal maka berlangsung

reaksi endoterm.

Kalor adalah perpindahan energi internal yang merupakan konsep dasar

termodinamika selain kerja dan energi.

Kalor jenis suatu zat adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk

menaikkan atau melepaskan suhu tiap 1 kg massa suatu zat sebesar 1oC

atau satu Kelvin.

Kalor jenis suatu zat tidak bergantung terhadap massa namun bergantung

terhadap jenis suatu zat tersebut. Namun jumlah kalor yang dibebaskan

maupun dibutuhkan pada suatu zat bergantung terhadap massa dan

perubahan suhu yang terjadi dalam suatu reaksi kimia.

Setelah dilakukan percobaan sehingga diperoleh kapasitas kalor

kalorimeter dari reaksi netralisasi antara larutan HCl dan larutan KOH.

Kemudian didapatkan juga kalor reaksi dari larutan CaCl2 dan kalor reaksi

pengenceran dari larutan CaCl2 sebelumnya yang ditambahkan dengan air.

Kalor yang diperlukan suatu zat untuk menaikkan suhu berbanding lurus

dengan massa, kalor jenis zat, dan kenaikan suhunya. Dan secara

matematis dirumuskan dengan :

(Q=m .c . Δt )

DAFTAR PUSTAKA

Staf Kimia Dasar.2008.PENUNTUN PRAKTIKUM KIMIA DASAR II.Bukit

Jimbaran.Jurusan Kimia Fakultas Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana

Staf Kimia Dasar.2000.DIKTAT KULIAH KIMIA DASAR II.Bukit

Jimbaran.Jurusan Kimia Fakultas Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana

Team kimia dasar.2008.Penuntun Praktikum Kimia Dasar II.Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Udayana.Bukiit Jimbaran.

Ratna,dkk.2009. Definisi Termokimia dan Pengukuran Energi Dalam Reaksi Kimia.

http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-smk/kelas_x/definisi-termokimia-dan-pengukuran-energi-dalam-reaksi-kimia/

Chaerani,rizka.2009.Kalor dan Perubahan Entalpi.

http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2009/0704398/materi_pendahuluan2.html



Documents

TERMOKIMIA Ipul