praktikum kimia termokimia

of 22/22
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM KIMIA DASAR I I. Judul Percobaan : Termokimia II. Hari / tanggal percobaan : 14 November 2012 pukul 07.00 WIB III. Selesai percobaan : 14 November 2012 pukul 09.30 WIB IV. Tujuan percobaan : 1. Membuktikan bahwa setiap reaksi kimia disertai 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 kajian mendalam mengenai hubungan antara kalor dengan bentuk energi lainnya. Dalam termodinamika, kita mempelajarikeadaan sistem, yaitu sifat makroskopis yang dimiliki materi, seperti energi, temperatur, tekanan, dan volume. Keempat sifat tersebut merupakan fungsi keadaan, yaitu sifat materi yang hanya bergantung pada keadaan sistem, tidak memperhitungkan bagaimana cara mencapai keadaan tersebut. Artinya, pada saat keadaan sistem mengalami perubahan, besarnya perubahan hanya bergantung pada kondisi awal dan

Post on 26-Jan-2016

565 views

Category:

Documents

51 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

termokimia

TRANSCRIPT

LAPORAN RESMI PRAKTIKUMKIMIA DASAR II. Judul Percobaan : TermokimiaII. Hari / tanggal percobaan : 14 November 2012 pukul 07.00 WIBIII. Selesai percobaan : 14 November 2012 pukul 09.30 WIBIV. Tujuan percobaan : 1. Membuktikan bahwa setiap reaksi kimia disertai penyerapan atau pelepasan kalor.2. Menghitung perubahan kalor yang terjadi dalam berbagai reaksi kimia.V. Tinjauan Pustaka :

Termokimiamerupakan salah satu kajian khusus dariTermodinamika, yaitu kajian mendalam mengenai hubungan antara kalor dengan bentuk energi lainnya. Dalamtermodinamika, kita mempelajarikeadaan sistem, yaitu sifatmakroskopisyang dimiliki materi, seperti energi, temperatur, tekanan, dan volume. Keempat sifat tersebut merupakanfungsi keadaan, yaitu sifat materi yang hanya bergantung padakeadaan sistem, tidak memperhitungkan bagaimana cara mencapai keadaan tersebut. Artinya, pada saatkeadaan sistemmengalami perubahan, besarnya perubahan hanya bergantung pada kondisi awal dan akhir sistem, tidak bergantung pada cara mencapai keadaan tersebut.

Hukum Termodinamika Idisusun berdasarkan konsephukum kekekalan energiyang menyatakan bahwaenergi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan; energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Dalam kajianHukum Termodinamika I, kita akan mempelajari hubungan antarakalor,usaha (kerja), danperubahan energi dalam (U).

Perubahan energi dalam (U) dapat dinyatakan dalam persamaan U = UfUi, dimana Ufadalah energi dalam setelah mengalami suatu proses dan Uiadalah energi dalam sebelum mengalami suatu proses. Perubahan energi dalam (U) merupakan fungsi keadaan. Energi dalam (U) akan bertambah jika sistem menerima kalor dari lingkungan dan menerima usaha (kerja) dari lingkungan. Sebaliknya, energi dalam (U) akan berkurang jika sistem melepaskan kalor ke lingkungan dan melakukan kerja (usaha) terhadap lingkungan. Dengan demikian, hubungan antarakalor,usaha (kerja), danperubahan energi dalam (U)dapat dinyatakan dalam persamaan sederhana berikut:

U = Q + WPerubahan energi dalam (U) adalah penjumlahan dari perpindahan kalor (Q) yang terjadi antar sistem-lingkungan dan kerja (W) yang dilakukan oleh-diberikan kepada sistem.

Semua reaksi kimia dapat menyerap maupun melepaskan energi dalam bentukpanas(kalor).Kaloradalah perpindahan energi termal antara dua materi yang memiliki perbedaan temperatur.Kalor selalu mengalir dari benda panas menuju benda dingin.Termokimiaadalah kajian tentang perpindahan kalor yang terjadi dalam reaksi kimia (kalor yang menyertai suatu reaksi kimia).

Aliran kalor yang terjadi dalam reaksi kimia dapat dijelaskan melalui konsepsistem-lingkungan.Sistemadalah bagian spesifik (khusus) yang sedang dipelajari oleh kimiawan. Reaksi kimia yang sedang diujicobakan (reagen-reagen yang sedang dicampurkan) dalam tabung reaksi merupakansistem. Sementara,lingkunganadalah area di luarsistem, area yang mengelilingisistem. Dalam hal ini, tabung reaksi, tempat berlangsungnya reaksi kimia, merupakanlingkungan.

Ada tiga jenissistem.Sistem terbuka, mengizinkan perpindahan massa dan energi dalam bentuk kalor denganlingkungannya.Sistem tertutup, hanya mengizinkan perpindahan kalor denganlingkungannya, tetapi tidak untuk massa. Sedangkansistem terisolasitidak mengizinkan perpindahan massa maupun kalor denganlingkungannya.

Pembakaran gas hidrogen dengan gas oksigen adalah salah satu contoh reaksi kimia dapat menghasilkan kalor dalam jumlah besar. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

2 H2(g)+ O2(g)> 2 H2O(l)+energiDalam reaksi ini, baik produk maupun reaktan merupakansistem, sedangkan sekeliling reaksi kimia merupakan lingkungan. Oleh karena energi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan, hilangnya sejumlah energi padasistemakan ditampung padalingkungan. Dengan demikian, kalor yang dihasilkan dari reaksi pembakaran ini sesungguhnya merupakan hasil perpindahan kalor darisistemmenujulingkungan. Ini adalah contoh reaksieksoterm, yaitu reaksi yang melepaskan kalor, reaksi yang memindahkan kalor kelingkungan.

Penguraian (dekomposisi) senyawa raksa (II) oksida hanya dapat terjadi pada temperatur tinggi. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

energi+ 2 HgO(s)> 2 Hg(l)+ O2(g)Reaksi ini adalah salah satu contoh dari reaksiendoterm, yaitu reaksi yang menyerap (membutuhkan) kalor, reaksi yang memindahkan kalor darilingkungankesistem.

Reaksieksotermmerupakan reaksi yang memancarkan (melepaskan) kalor saat reaktan berubah menjadi produk. Reaktan memiliki tingkat energi yang lebih tinggi dibandingkan produk, sehingga energi dibebaskan pada perubahan reaktan menjadi produk. Sebaliknya, pada reaksiendotermterjadi hal yang berlawanan. Pada reaksiendoterm, terjadi penyerapan kalor pada perubahan dari reaktan menjadi produk. Dengan demikian, reaktan memiliki tingkat energi yang lebih rendah dibandingkan produk.

Satuan H adalah joule per mol atau kilojoule per mol. Hubungan kalor reaksi (Q), jumlah mol zat yang bereaksi (n), dan entalpi reaksi (H) dapat dinyatakan dalam persamaan berikut:

H = Q / nSelain menggunakan metode kalorimeter, entalpi reaksi dapat pula ditentukan melalui beberapa metode lainnya. Salah satu metode yang sering digunakan para kimiawan untuk mempelajari entalpi suatu reaksi kimia adalah melaluikombinasi data-data Hf. Keadaan standar (subskrip) menunjukkan bahwa pengukuran entalpi dilakukan pada keadaan standar, yaitu pada tekanan 1 atm dan suhu 25C. Sesuai kesepakatan, Hfunsur bebas bernilai 0, sedangkan Hfsenyawa tidak sama dengan nol (Hfunsur maupun senyawa dapat dilihat padaTabel Termokimia). Kita dapat menghitung entalpi suatu reaksi kimia apabila Hfunsur maupun senyawa yang terlibat dalam reaksi tersebut diberikan. Sebagai contoh, berikut ini diberikan suatu reaksi hipotetis:

a A + b B > c C + d DReaksi kimia pada dasarnya merupakan peristiwapemutusan-penggabungan ikatan. Saat reaksi kimia berlangsung, reaktan akan mengalami pemutusan ikatan, menghasilkan atom-atom yang akan bergabung kembali membentuk produk dengan sejumlah ikatan baru. Dengan mengetahui nilai entalpi masing-masing ikatan, kita dapat menghitung entalpi suatu reaksi kimia. Oleh karena pemutusan ikatan kimia selalu membutuhkan sejumlah kalor dan sebaliknya pembentukan ikatan kimia baru selalu disertai dengan pelepasan kalor, maka selisihnya dapat berupa pelepasan (eksoterm) maupun penyerapan (endoterm) kalor.

Jika kalor yang dibutuhkan untuk memutuskan ikatan lebih tinggi dibandingkan kalor yang dilepaskan pada saat pembentukan ikatan, maka reaksi tersebut membutuhkan kalor (endoterm) Jika kalor yang dibutuhkan untuk memutuskan ikatan lebih rendah dibandingkan kalor yang dilepaskan pada saat pembentukan ikatan, maka reaksi tersebut melepaskan kalor (eksoterm).

Perubahan entalpi (H) positif menunjukkan bahwa dalam perubahan terdapat penyerapan kalor atau pelepasan kalor.

Reaksi kimia yang melepaskan atau mengeluarkan kalor disebut reaksi eksoterm, sedangkan reaksi kimia yang menyerap kalor disebut reaksi endoterm. Aliran kalor pada kedua jenis reaksi diatas dapat dilihat pada gambar 11 berikut:

Gambar 11 Aliran kalor pada reaksi eksoterm dan endoterm

Pada reaksi endoterm, sistem menyerap energi. Oleh karena itu, entalpi sistem akan bertambah. Artinya entalpi produk (Hp) lebih besar daripada entalpi pereaksi (Hr). Akibatnya, perubahan entalpi, merupakan selisih antara entalpi produk dengan entalpi pereaksi (Hp -Hr) bertanda positif. Sehingga perubahan entalpi untuk reaksi endoterm dapat dinyatakan:

H = Hp- Hr > 0 (13 )Sebaliknya, pada reaksi eksoterm , sistem membebaskan energi, sehingga entalpi sistem akan berkurang, artinya entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi. Oleh karena itu , perubahan entalpinya bertanda negatif. Sehingga p dapat dinyatakan sebagai berikut:

H = Hp- Hr < 0 ( 14 )

Perubahan entalpi pada reaksi eksoterm dan endoterm dapat dinyatakan dengan diagram tingkat energi. Seperti pada gambar 12. berikut

VI. Cara Kerja

:Percobaan 1

dimasukkan ke

dalam kalorimeterdengan pipet ukur

Dipanaskan dalam gelas

Kimia sampai kenaikan

suhu 10C

Dari suhu kamar.

dicampur ke dalam

kalorimeter berisi air

dingin lalu kocok

Tetapan kalorimeterPercobaan 2

dimasukkan ke

dalam kalorimeter

dimasukkan ke dalam

kalorimeter berisi CuSO4

Kalor penetralan

Percobaan 3

dimasukkan ke

dalam kalorimeter

atur temperatur hingga= T5

lalu campur dg

larutan HCl

Kalor penetralan terukurVII. Hasil Pengamatan:No. percProsedur percobaanHasil pengamatanDugaan/reaksikesimpulan

1

dimasukkan ke

dalam kalorimeterdengan pipet ukur

Dipanaskan dalam gelas

Kimia sampai kenaikan

suhu 10C

Dari suhu kamar.

dicampur ke dalam

kalorimeter berisi air

dingin lalu kocok

Tetapan kalorimeter

T1 = 29C= 302 K

T2= 39C

= 312 K

T= 35C

= 308 KH2O(l) + H2O(l) 2H2O(l)Ketika H2O dingin dicampur dengan H2O yang telah dipanaskan, H2O mengalami kenaikan uhu dari 29C menjadi 35C .sedangkan H2O yang telah dipanaskan mengalami penurunan uhu dari 39C menjadi 35C.H2O dingin mengalami reaksi endoterm

H2O panas mengalami reaksi eksoterm

No. percProsedur percobaanHasil pengamatanDugaan/reaksikesimpulan

2

3

dimasukkan ke

dalam kalorimeter

dimasukkan ke dalam

kalorimeter berisi CuSO4

Kalor penetralan

dimasukkan ke

dalam kalorimeter

atur temperatur hingga= T5

lalu campur dg

larutan HCl

Kalor penetralan terukur

T3 = 29C

= 302 K

T4= 30C

= 303 K

Warna CuSO4 =

Biru

Warna Zn =

Abu-abuT5 = 29C

= 302 K

T6= 31C

= 304 K

Warna HCl = tidak bewarnaWarna NaOH =

Tidak bewarnaCuSO4(aq )+ Zn(s) ZnSO4(aq)+Cu(s)HCl(aq)+NaOH(aq)

NaCl(aq)+H2O(l)

25 ml CuSO4 0,5 M yang dicampur dengan 0,05 gr erbuk Zn mengalami kenaikan uhu sebesar 1C.campuran ini mengalami reaksi eksoterm25 ml HCl 0,5 M yang mempunyai suhu 29C setelah dicampur dengan NaOH yang bersuhu 29C mengalami kenaikan suhu sebesar 2C atau menjadi 31C.

Campuran ini mengalami reaksi endoterm.

VIII. Analisis Data:Pada percobaan pertama H2O dingin yang bersuhu 29C dicampur dengan H2O yang dipanaskan dengan suhu 39C mengalami perubahan kalor. Pada pencampuran tersebut terjadi proses penyerapan dan pelepasan kalor. Pada air dingin mengalami reaksi endoterm sementara itu pada air panas mengalami reaksi eksoterm. Namun kalor yang diserap dengan kalor yang dilepaskan diperoleh hasil yang berbeda. Hal ini dikarenakan kalorimeter juga menyerap sebagian kalor. Nilai tetapan kalorimeter diperoleh melalui persamaan :K = Q3/ (T2 T1)Joule/KKeterangan :

Q1= massa air dingin x kalor jenis air x kenaikan suhu

Q2 = massa air panas x kalor jenis air x penurunan suhu

Q3 = Q2 - Q1Sehingga diperoleh Q1 sebesar 630 J , Q2 sebesar 420 J, Q3 sebesar -210 J dan tetapan kalorimeter sebesar -21 J/K.Persamaan reaksi yang terjadi :

H2O(l)+H2O(l)

2H2O(l)Pada percobaan kedua CuSO4 yang mempunyai suhu 29C kemudian dicampur dengan serbuk Zn sehingga menmpunyai suhu campuran sebesar 30C mengalami reaksi eksoterm. Sehingga diperoleh Hn sebesar -25.687,5 J/gr K yang diperoleh melalui persamaan H = Q6/ mol ZnSO4. Selain itu diperoleh Q4 sebesar -21 J , Q5 sebesar 0,45 J dan Q6 Sebesar -20,55 J.Persamaan reaksi yang terjadi:CuSO4(aq) + Zn(s) ZnSO4(aq) + Cu(s)Sementara itu pada percobaan ketiga dicampurkan antara HCl yang bersuhu 29C dan NaOH yang diatur dengan suhu yang sama sehingga suhu menjadi naik. campuran mencapai suhu maksimum yang konstan yakni pada suhu 31C. campuran ini mengalami reaksi endoterm yang dapat dilihat pada Hn-nya yang bernilai positif.

Persamaan reaksi yang terjadi: HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H2O(l)IX. Pembahasan

:Pada percobaan pertama dicampurkan air panas dan air dingin yang dilakukan untuk mengetahui tetapan calorimeter karena Setiap kalorimeter memiliki tetapan yang berbeda satu sama lain. Oleh karena itu sebelum menentukan perubahan entalpi (H ) dari suatu reaksi, perlu diketahui besarnya nilai tetapan calorimeter. Terjadi dua macam reaksi saat air panas dan air dingin dicampurkan. yaitu reaksi endoterm dan eksoterm. Reaksi eksoterm terjadi ketika air panas yang suhunya lebih tinggi melepaskan kalor. Kalor yang dilepaskan oleh air panas kemudian diterima oleh air dingin. Saat itulah reaksi endoterm berlangsung. Berdasarkan data yang ada dan perhitungan yang telah dilakukan, ditentukan bahwa nilai ketetapan calorimeter adalah senilai -21 J/K

Pada percobaan kedua diperoleh besarnya perubahan entalpi (H) pada reaksi antara Zn dan CuSO4 sebesar -25.687,5 J/mol. Tanda positif (-) pada perubahanentalpi menunjukkan bahwa reaksi antara Zn(s)dan CuSO4(aq)berlangsung secara eKdoterm, artinya reaksi ini Melepaskan kalor saat bereaksi.

Pada percobaan ketiga, diperoleh besarnya perubahan entalpi (H) pada reaksi antara HCl dan NaOH adalah +384,17 J/gr K. Pada pencampuran HCl dan NaOH menghasilkan NaCl dan air, pada campuran antara NaOH dan HCl ini berlangsung reaksi secara endoterm. Hal ini dapat dilihat pada hail perubahan entalpi yang bertanda poitif.X. Kesimpulan

:1. Kalorimeter memiliki ketetapan, yaitu jumlah kalor yang diserap kalorimeter untuk menaikkan suhu satu derajat, satuannya JK-12. Tetapan kalorimeter adalah -21 Joule/K3. Kalor yang dihasilkan dalam satu mol larutan pada reaksi CuSO4(aq) Zn(s)adalah -25.687,5 J/gr K.

4. Kalor penetralan yang dihasilkan dalam satu mol larutan pada reaksi NaOH HCl adalah +384,17 J/gr K.

XI. Jawaban Pertanyaan :

1. Daftar pustaka

:Tim Kimia Dasar,2012. Petunjuk Praktikum Kimia Dasar, Universitas Negeri Surabaya, Surabaya.Svehla, G. Vogel Buku Teks Analisis Anorrganik Kualitatif Makro dan Semimikro bagian I dan II, PT. Kalman Media Pusaka, Jakarta.Anonim.2012.Termokimia.http://himka1polban.wordpress.com/2011/12/28/laporan-praktikum-termokimia/ (diakses pada jumat, 16 November 2012)Sugianto,Bambang.2009.asas kekekalanen energi http://dsupardi.wordpress.com/kimia-xi/termokimia/ ( diakses pada 16November 2012)Surabaya, 17 November 2012Mengetahui,

Praktikan,Dosen/ Asisten Pembimbing()

( Kelompok III )LAMPIRANPERHITUNGAN1. Tetapan Kalorimeter (K)

H2O(l) + H2O(l) 2H2O

a. mair dingin = x V

= 1 gr/cm3 x 25 ml

= 25 ml

Kenaikan suhu = T T1

= 308 302

= 6 K

Dengan kalor jenis air = 4,2 J/gr K

Q1

= mair dingin x kalor jenis air x kenaikan suhu

= 25 x 4,2 x 6

= 630 J

b. Kalor yang diserap air panas

mpanas= x V

= 1 gr/cm3 x 25 ml

= 25 ml

Penurunan suhu= T2 - T

= 312 308

= 4 K

Q2 = mpanas x kalor jenis air x penurunan suhu

= 25 x 4,2 x 4

= 420 J

c. Q3

= Q2 Q1= 630 210

= -210 J

d. K

= Q3 T2 T1= - 210

10

= -21 J/K2. Penentuan Kalor reaksi Zn + CuSO4CuSO4(aq) + Zn(s) ZnSO4(aq) + Cu

mol CuSO4

mol

= M x V

= 0,5 x 0,025

= 0,0125 mol

mol Zn

mol

= gram

Mr

= 0,05

65,4

= 0,0008 mol

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

M0,00080,0125

R0,00080,00080,00080,0008

S-0,01170,00080,0008

massa ZnSO4

mlarutan= 0,0008 x 161,5

= 0,1292 gram

a. Q4

= k + (T4 T3)

= 21 x (1)

= -21 Jb. Q5

= mlarutan x kalor larutan x kenaikan suhu

= 0,1292 x 3,52 x 1

= 0,45 Jc. Q6

= Q5 + Q4= 0,45 + (-21)= -20,55 Jd. Hr= Q6 mol ZnSO4= -20,55 0,0008= - 25.687,5 J/gr K3. Penentuan kalor penetralan NaOH HCl

HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) +H2O(l)

= m

V

m

= x V

= 1,03 x 50

= 51,5 gram

mol NaCl= m

Mr

= 51,5

58,5

= 0,88 mol

a. Q7

= m x c x kenaikan suhu

= 51,5 x 3,69 x 2

= 380,07 J

b. Q8

= k x (T6 T7)

= -21 x (2)

= -42 J

c. Q9

= Q7 + Q8

= 380.07 + (-42)

= 338,07 J

e. Hn= Q9= 338,07

mol NaCl 0,88

= 384,17 J/gr KLAMPIRANFOTO

25 ml H2O

Catat temperatur (T1)

25 ml H2O

Catat temperatur (T2)

Catat temperatur max yang konstan (T)

25 ml CuSO4 0.5M

Catat temperatur (T1)

0.05 gr Serbuk Zn

Catat temperatur max yang konstan (T4)

25 ml HCl 0.5 M

Catat temperatur (T5)

25 ml NaOH 0.5 M

Catat temperatur max yang konstan (T6)

25 ml H2O

Catat temperatur (T1)

25 ml H2O

Catat temperatur (T2)

Catat temperatur max yang konstan (T)

25 ml CuSO4 0.5M

Catat temperatur (T1)

0.05 gr Serbuk Zn

Catat temperatur max yang konstan (T4)

25 ml HCl 0.5 M

Catat temperatur (T5)

25 ml NaOH 0.5 M

Catat temperatur max yang konstan (T6)