LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA DASAR
2.1 Mempelajari energi yang menyertai reaksi kimia
2.2 Mempelajari perubahan kalor dengan percobaan sederhana
3. DASAR TEORI :
Energetika kimia atau termodinamika kimia adalah ilmu yang mempelajari perubahan energi yang terjadi dalam proses atau reaksi. Studi ini mencakup dua aspek penting yaitu penentuan atau perhitungan kalor reaksi dan studi tentang arah proses dan sifat-sifat sistem dalam kesetimbangan. Bagian alam semesta yang dipilih untuk penelititan termodinamika disebut sistem, dan bagian alam semesta yang berinteraksi dengan sistem tersebut disebut dengan keadaan sekeliling lingkungan dari sistem. Perpindahan energi dapat berupa kalor (q) atau dalam beberapa bentuk lainnya secara keseluruhan disebut kerja. Perpindahan energi berupa kalor atau kerja yang mempengaruhi jumlah keseluruhan energi dalam sistem, yang disebut energi dalam (U) (Petrucci, 1996).
Energi dalam (U) adalah keseluruhan energi potensial dan energi kinetik zat-zat yang terdapat dalam sistem. Energi dalam merupakan fungsi keadaan, besarnya hanya tergantung pada keadaan sistem. Setiap sistem mempunyai energi karena partikel-partikel materi (padat, cair atau gas) selalu bergerak acak dan beragam disamping itu dapat terjadi perpindahan tingkat energi elektron dalam atom atau molekul. Bila sistem mengalami peristiwa mungkin akan mengubah energi dalam. Jika suhu naik menandakan partikel lebih cepat dan energi dalam bertambah (Syukri, 1999).
Kalor (q) adalah bentuk energi yang dipindahkan melalui batas-batas sistem, sebagai akibat adanya perbedaan suhu antara sistem dengan lingkungan. Bila sistem menyerap kalor, q bertanda positif dan q bertanda negatif bila sistem melepaskan kalor. Kalor (q) bukan merupakan fungsi keadaan karena besarnya tergantung pada proses. Kapasitas kalor adalah banyaknya energi kalor yang dibutuhkan untuk mengikatkan suhu zat 1oC.
kapasitas kalor tentu saja tergantung pada jumlah zat. Kapasitas kalor spesifik dapat disederhanakan, kalor jenis adalah banyaknya energi kalor yang dibutuhkan untuk meningkatkan suhu 1 gram zat sebesar 1oC. Kalor jenis molar adalah banyaknya energi kalor
yang dibutuhkan untuk meningkatkan suhu 0,5 Mol zat sebesar 1oC (Petrucci, 1996).
Termodinamika didasarkan atas tiga postulat yang dikenal sebagai Hukum Pertama Termodinamika, Hukum Kedua Termodinamika dan Hukum Ketiga Termodinamika. Hukum pertama termodinamika menyatakan hubungan antara kalor (q), kerja (w) dan perubahan energi dalam (∆U), yang menerangkan bahwa energi sistem tersekat adalah tetap. Hukum pertama termodinamika dapat dinyatakan dengan persamaan berikut:
q, ∆U, dan W dalam satuan joule atau kalori. Hukum pertama termodinamika menunjukkan bahwa energi dalam tidak dapat diukur tapi dapat diukur dari nilai kalor dan kerja. Kalor dapat diukur dengan percobaan dan kerja. Kerja dihitung melalui volume dan tekanan yang melawan perubahan itu (Syukri,1999).
Hukum kedua termodinamika mengemukakan bahwa semua proses atau reaksi yang terjadi di alam semesta, selalu disertai dengan peningkatan entropi. Perubahan entropi (dS) adalah suatu fungsi keadaan yang merupakan perbandingan perubahan kalor yang dipertukaran antara sistem dan lingkungan secara reversibel (δqrev) terhadap suhu tertentu
T(°C). Persamaan besarnya entropi dinyatakan sebagai berikut: dS = δqrev/T
Hukum ketiga menyatakan bahwa suatu unsur atau senyawa yang murni dalam bentuk kristal sempurna mempunyai entropi nol pada suhu 0°C, secara matematika dinyatakan sebagai berikut:
Soo = 0
Berdasarkan hukum ketiga dapat dilakukan pengukuran dan perhitungan kalor yang diserap suatu zat murni dari 0°K sampai suhu tertentu. Kerja yang dapat diperoleh dari jumlah kalor sama dengan banyaknya kalor dikurangi sebagian dari jumlah tersebut (Petrucci, 1996).
Pada umumnya reaksi kimia disertai dengan efek panas, pada reaksi eksoterm kalor dilepaskan. Sedangkan pada rekasi endoterm kalor diserap. Jumlah kalor yang dilepas berkaitan dengan suatu reaksi bergantung pada jenis reaksi, jumlah zat yang bereaksi, keadaan fisik zat-zat pereaksi dan hasil reaksi serta bergantung pada suhu. Secara eksperimental kalor reaksi ditentukan oleh alat kalorimeter.
sedemikian rupa dengan menggunakan isolator (gabus) yang ditempatkan disekeliling gelas yang menjadi lapisan dalam kalorimeter agar dapat memperlambat terjadinya pertukaran kalor antara sistem dengan lingkungan.
Pada percobaan pertama, penentuan tetapan kalorimeter menunujukkan peningkatan suhu yang terjadi pada saat ditambahkannya air panas. Sebelum ditambahkan suhunya 32˚ C, dan setelah ditambahkan air panas suhu rata-rata pada campuran tersebut ialah 39,75 ˚C. Percobaan ini terjadi peristiwa eksotermik. Dari data pengamatan yang diperoleh didapatka nilai K (tetapan kalorimeter) sebesar29,8 J/kg dengan ∆H bertanda negative (-) terjadi karena merupakan rekasi eksotermik. Rekasi eksotermik adalah perpindahan panas/ kalor dari sistem kelingkungan.
Percobaan kedua yaitu penetralan asam (HCl) – basa (NaOH). 10 ml HCl 0,5 M dimasukkan kedalam kalorimeter, lalu temperaturnya dicatat yaitu sbesar 30˚C. demikian pula untuk NaOH 0,5 M temperaturnya sebesar 30˚C. kemudian kedua larutan tersebut dicampur dan diukur temperaturnya setiap 30 s dalam kurun waktu 5 menit. Dari data tersebut menunjukkan kalor (suhu rata-rata) sebesar 32,47˚C. sehingga dapat diperoleh kalor penetralan yang dihasilkan dalam suatu mol larutan (∆Hn) sebesar 8059,7 J/mol.
Pada percobaan ketiga, yaitu menentukan kalor pelarutan etanol dalam air. Etanol memiliki suhu yang lebih rendah dari pada air. Dalam percobaan kali ini etanol dicampurkan dengan air, percobaan ini dilakukan dengan perbandingan volume yang berbeda-beda sebanyak 6 kali percobaan. Berdasarkan data pengamatan didapatkan bahwa kalor air lebih besar dibandingkan dengan kalor etanol. Hal ini menunjukkan bahwa nantinya air akan melepas kalor dan etanol yang akan menyerap kalor agar terjadi keseimbangan kalor berdasar “asaz black”. Jumlah kalor yang dilepaskan sama dengan jumlah kalor yang diterima. Selain itu, air melepaskan kalor karena jumlah mol air lebih besar dibandingkan jumlah mol etanol, sehingga didalam reaksi kimianya etanol selalu meyerap kalor air.
Dalam percobaan ini dapat pula dilihat hubungan antara perbandingan mol air dan etanol terhadap suhu dan kalor pelarutnya. Berdasarkan percobaan mol air dan mol etanol terhadap suhu adalah berbanding lurus.
Percobaan keempat menentukan kalor reaksi Zn+ CuSO4 . memasukkannya
kedalam kalorimeter dan mencatat suhunya selama 5 menit setiap 30 s.
Berdasarkan data pengamatan diperoleh bahwa temperatur campurannya semakin meningkat saat reaksi didalam kalorimeter semakin lama. Ini menunjukkan bahwa terjadi peristiwa endoterm, karena kalor reksi menyerap kalor lingkungan.
7. KESIMPULAN
a. Pencampuran dua bahan yang suhunya berbeda akan terjadi persamaan kalor yang dilepas
b. Reaksi eksoterm adalah reaksi kimia yang terjadi perpindahan kalor dari sistem ke
lingkungan. Sedangkan endoterm adalah reaksi kimia yang terjadi perpindahan kalor dari lingkungan ke dalam sistem.
DAFTAR PUSTAKA
