Termokimia
Putri Intan Nadira*, Alfian Nuris Shafar, Mahardiaz Pandhu Zharfanio, Zahza Fatikah Rahma, Kelompok 6, Kelas C, Jurusan Kimia, Fakultas MIPA, Universitas Brawijaya, Jl. Veteran 65145, Indonesia
I. PENDAHULUAN
Termokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energi panas dan energi kimia. Sedangkan energi kimia didefinisikan sebagai energi yang dikandung setiap unsur atau senyawa. Perubahan energi dapat terjadi dalam suatu sistem maupun lingkungan. Sistem dapat berupa gas, uap air dan uap dalam kontak dengan cairan. Secara umum sistem dibagi 3 macam yaitu[1]
ABSTRAK: Termokimia merupakan ilmu yang mempelajari tentang hubungan antara
energy panas dan energi kimia. Kalor reaksi adalah perubahan energi yang menyertai suatu
reaksi kimia. kalorimeter merupakan alat untuk menentukan kalor jenis. Tujuan dari
percobaan ini adalah menentukan kalor reaksi atau kalor pelarutan menggunakan
kalorimeter, menentukan hasil kali kelarutan garam yang sulit larut, menentukan panas
pelarutan PbCl2 dengan menggunakan persamaan Van’t Hoff, serta memberikan contoh
perbedaan sistem terbuka dan tersekat. Nilai air calorimeter adalah banyaknya panas yang
diperlukan untuk menaikkan temperature satu-satuan derajat. Dalam pengukuran kalor
jenis suatu zat, menggunakan asas black yaitu kalor yang diterima oleh calorimeter sama
1. Sistem terbuka merupakan sistem yang memungkinkan terjadinya pertukaran energi dan materi ke lingkungan. Contohnya suatu zat dalam gelas kimia.
2. Sistem tertutup merupakan sistem yang memungkinkan terjadinya pertukaran energi tanpa pertukaran materi ke lingkungan. Contohnya sejumlah gas dalam silinder yang dilengkapi penghisap.
3. Sistem terisolasi merupakan sistem yang tidak ada pertukaran energi maupun materi ke lingkungan.
Kalor adalah perpindahan energi termal. Kalor mengalir dari satu bagian ke bagian lain atau dari satu sistem ke sistem lain, karena adanya perbedaan temperatur. Besarnya kalor reaksi bergantung pada[2]
1. Jumlah zat yang bereaksi 2. Keadaan fisika
3. Temperatur 4. Tekanan
5. Jenis reaksi (Ptetap atau Vtetap)
Kalor reaksi kalor adalah kalor yang menyertai suatu reaksi dengan koefisien yang paling sederhana. Contoh[3]
Kuantitas kalor yang diperlukan untuk mengubah suhu suatu sistem sebesar satu derajat disebut kapsitas kalor. Hubungan antara kuantitas kalor, massa zat, kalor spesifik dan perubahan suhu adalah
Q = m x C x
Jika suatu sistem reaksi diberikan sejumlah energi dalam bentuk kalor (q), maka sistem akan melakukan kerja yang maksimum[4]
W = P x
Setelah kerja sistem menyimpan sejumlah energi yang disebut energi dalam (u). Secara sistematis perubahan energi dalam dirumuskan sebagai berikut[ 5]
II. METODOLOGI
II.1. Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan pada percobaan ini adalah 1 set kalorimeter, 2 buah
erlenmeyer 250 mL, 1 buah termometer skala 0.1 oC, 1 buah termometer 100 OC, 1 buah gelas
ukur 250 mL, 2 buah gelas kimia 250 mL, 1 buah gelas kimia 500 mL, 1 buah hot plate, 1 buah buret 50 mL, 10 buah tabung reaksi, 3 buah batang pengaduk, 2 buah penjepit tabung. Bahan-bahan yang di gunakan antara lain larutan NaOH 0.5 M, larutan HCl 0.5 M, larutan CuSO4 0.05 M, larutan NH4OH 0.05 M, Kristal CuSO4.5H2O, larutan Pb(NO3)2 0.075 M, dan
larutan KCl 1.0 M
II.2. Prosedur kerja
200 mL air dipanaskan hingga 55 OC. Kemudian dituangkan kedalam kalorimeter yang dilengkapi batang pengaduk dan termometer 0.1 OC. Ditutup. Temperatur diamati pada menit ke 1, 3, 5, 7, dan 9. 200 mL air pada temperatur ruang dimasukkan kedalam gelas kimia dan dicelupkan termometer 100 OC .Temperatur diamati pada menut ke 2, 4, 6, 8, dan 10. Air dingin dicampurkan kedalam air kalorimeter pada menit 11. Diaduk. Temperatur diamati setiap menit selama 10 menit. Harga air kalorimeter ditentukan sesuai Azas Black.
2.2.2 Penentuan Kalor Penetralan
200 mL NaOH 0.5 M dimasukkan kedalam kalorimeter yang telah dilengkapi batang pengaduk dan temometer 0.1 OC. Ditutup. Temperatur diamati pada menit ke 1, 3, 5, 7, dan 9. HCl 0.5 mL dimasukkan ke dalam gelas kimia dan dicelupkan termometer 100 OC.
Temperatur diamati pada menit ke 2, 4, 6, 8, dan 10. HCl 0.5 M dimasukkan ke dalam kalorimeter pada ke 11. Diaduk. Temperatur diamati setiap menit selama 10 menit. Kalor penetralan mol dapat ditentukan
2.2.3 Penentuan Kalor Pembentukan
200 mL NH4OH 0.05 M dimasukkan kedalam kalorimeteryang telah dilengkapi batang
pengaduk dan temometer 0.1 OC. Ditutup. Temperatur diamati pada menit ke 1, 3, 5, 7, dan 9.
CuSO4 0.05 M dimasukkan kedalam gelas kimia dan dicelupkan termometer 100 OC.
Temperatur diamati pada menit ke 2, 4, 6, 8, dan 10. CuSO4 0.05 M dimasukkan kedalam
kalorimeter pada menit ke-11. Diaduk. Temperatur diamati setiap menit selama 10 menit. Kalor pembentukan per mol dapat ditentukan.
2.2.4 Penentuan Kalor Pelarutan
Timbang 10g suatu kristal yang telah digerus halus. Masukan 400ml air yang telah dipanaskan 40oC, kemudian masukan kristal ke dalam kalorimeter aduk. Lakukan pengamatan
dan cara kerja seperti pada penentuan harga aair kalorimeter.Hitung kalor pelarutan per mol.
2.2.4 Penentuan Kalor Pelarutan dan Ksp
Pb(NO3)2 0.075 M dimasukkan kedalam buret 1. KCl 1.0 M dimasukkan ke dalam dua buah buret yang berbeda. Larutan disiapkan sesuai komposisi pada tabel 1.1,dengan cara pertama-tama menambahkan 10mL larutan Pb(NO3)2 0,075 M ke dalam setiap tabung reaksi
dan tambahkan KCL 1,0 M. Pada saat pencampuran tabung reaksi haru di kocok. Biarkan selama 5 menit dan amati apakah sudah terbentuk endapan atau belum. Hasil pengamatan diisikan pada tabel 1.1.
Tabel 1.1: Komposisi campuran
pengamatan dicatat pada tabel 1.2. Kemudian dicatat pula volume KCL 1,0 M yang
Campuran 1 ditempatkan pada penangas beaker yang telah dilengkapi termometer, batang pengaduk gelas digunakan untuk mengaduk larutan secara perlahan.
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
temperature air panas sebesar 51,1 oC atau 324,1K. Pada saat praktikumdilakukan, temperature dari air panas mengalami penurunan disebabkan karena air panas mengalami penguapan sehingga kalor dari sistem berpindah ke lingkungan. Temperature air dingin sebesar 27,7 oC 300,7
K. temperature Campuran dua air tersebut menghasilkan air hangat dengan temperature campuran yaitu 40 oC. Didapatkan nilai kalor air
0 2 4 6 8 10 12 14 16 20
25 30 35
f(x) = - 0.03x + 28.68 R² = 0.6
f(x) = 0x + 26 R² = 0
f(x) = 0x + 26 R² = 0
Penetralan
t(menit)
T
(o
C
)
Penentuan kalor penetralan dilakukan dengan mencampurkan NaOH yang bertindak sebagai system yang dimasukkan dalam calorimeter dengan HCl yang bertindak sebagai lingkungan. Kedua larutan diukur temperaturrnya. Temperature dari NaOH adalah sebesar 26 oC atau 299K dan temperature HCl adalah 24 oC atau 297 K. Sehingga
didapatkan temperature campuran adalah 26,9 oC atau 299.9 K. Menurut
teori, pada saat reaksi tersebut temperature larutan meningkat dri temperature awal, hal ini terjadi karena saat reaksi terjadi pelepasan kalor. Kalor yang dilepaskan oleh system reaksi (NaOH dan HCl) diserap oleh lingkungan pelarut dan material lain(calorimeter), sehingga menyebabkan kenaikan temperature larutan. Namun, saat dilakukan praktikum, temperature larutan cenderung konstan. Hal ini bisa disebabkan karena kurang tepatnya praktikan dalam melakukan percobaan. Berdasarkan percobaan, didapatkan kalor campuran larutan sebesar -2303,738 kJ dan nilai ∆ H sebesar 2308,34 kJ/mol. Karena
0 2 4 6 8 10 12 14 16 25
30 35
f(x) = - 0.03x + 28.68 R² = 0.6
f(x) = 0x + 26 R² = 0
f(x) = 0x + 26 R² = 0
Pembentukan
t(menit)
T
(o
C
)
Penentuan kalor pembentukan dilakukan dengan cara mencampurkan CuSO4 dengan NH4OH. Didapatkan temperature CuSO4
sebesar 27 oC atau 300K. Temperatur NH
4OH sebesar 26,5oC atau 299,5
K. Sehingga didapatkan temperature campuran sebesar 29,2 oC atau
0.00275 0.00280 0.00285 0.00290 0.00295 0.00300
-7.400 -7.300 -7.200 -7.100 -7.000 -6.900 -6.800 -6.700 -6.600 -6.500
f(x) = 2261.29x - 13.45 R² = 0.81
Kurva Hubungan Ln Ksp dengan 1/T
1/T
ln
K
sp
Penentuan kalor kelarutan dilakukan dengan cara mencampurkan Pb(NO3)2 dengan KCl dan menghasilkan endapan Kristal berwarna putih.
Endapan Kristal tersebut berupa PbCl2. Berdasarkan percobaan
IV. KESIMPULAN
Dari percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan jika kalor reaksi atau kalor pelarut dapat diukur menggunakan kalorimeter dengan cara mengukur temperatur pereaksi secara bergantian. Pengukuran kalor reaksi dengan kalorimeter yang diterapkan dalam penentuan harga air kalorimeter Pada sistem tersekat temperature relatif konstan sehingga kalor yang dilepas sama dengan kalor yang diterima, sedangkan pada sistem terbuka temperatur relatif tidak konstan dan kalor yang dilepas berbeda dari kalor yang diterimanya
V. DAFTAR PUSTAKA
[1]Alberty, R.A dan Daniel, F . 1992 . “ Kimia Fisika “ . Jilid I . Edisi 5 . Penerjemah : Sudja . Erlangga . Jakarta
[2]Atkins, P.W . 1990 . “ Kimia Fisika “ . Jilid I . Edisi 6 . Penerjemah : Kartohadiprojo . Erlangga . Jakarta
[3]Basri, S . 2002 . “ Kamus Lengkap Kimia “ . Rineka Cipta . Jakarta
[4]Brady, J.C . 1999 . “Kimia Universitas : Asas dan Struktur“ . Jilid I . Edisi 5 . Penerjemah : Sukmanah, Ramiarti, Anas dan Sally . Binarupa Aksara . Jakarta
