LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA HUKUM HESS
Oleh:
NI PUTU WIDIASTI (1113031049)/D NI PUTU MERRY YUNITHASARI (1113031059)/D I DEWA GEDE ABI DARMA (1113031064)/D
JURUSAN PENDIDIKAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA
SINGARAJA
2014
HUKUM HESS I. Tujuan
1. Menentukan besarnya kalor reaksi pada reaksi antara NaOH dan HCl yang berlangsung dengan proses yang berbeda-beda.
2. Membuktikan Hukum Hess.
II. Dasar Teori
Termokimia terutama berhubungan dengan pengaruh kalor yang menyertai reaksi- reaksi kimia. Dalam termokimia diketahui beberapa gagasan tentang sifat kalor dan pengukurannya, serta perbedaan antara kalor dan kerja, yaitu dua bentuk perpindahan energi dalam reaksi-reaksi kimiawi.
Reaksi-reaksi pembakaran dapat berlangsung pada kalorimeter bom, yaitu alat yang menggunakan kalor reaksi untuk mengubah suhu air dan benda-benda lain di dalam lingkungannya. Bagaimanapun, reaksi-reaksi kimia umumnya tidak berlangsung seperti pada keadaan kalorimeter bom. Reaksi sering dilakukan pada wadah yang terbuka terhadap atmosfir dan pada tekanan atmosfir konstan. Untuk tujuan ini perlu didefinisikan fungsi keadaan dari termodinamika, yaitu entalpi (H), yang perubahannya ( H) berhubungan dengan pengaruh kalor tekanan konstan tetap.
Untuk proses-proses tertentu, nilai H dapat ditentukan dalam kalorimeter yang sederhana. Untuk reaksi lainnya H ditentukan secara tidak langsung. Hukum Hess mengizinkan suatu proses dipecah-pecah menjadi beberpa tahap dan H proses diperoleh dengan menjumlahkan nilai H tiap tahap. Penentuan H juga dapat diselesaikan dengan menetapkan entalpi sebesar nol untuk unsur-unsur yang keadaannya paling stabil pada 1 atm. Dengan dasar inilah kemudian didapatkan entalpi (kalor) pembentukan molar baku dari suatu senyawa ( Hfo). Data ini dikumpulkan dalam tabel yang lebih lengkap dan digunakan dalam perhitungan yang melibatkan hukum Hess.
Hukum yang sering dinyatakan sebagai penjumlahan kalor (panas) disebut hukum Hess. Hukum Hess menyatakan bahwa entalpi reaksi adalah jumlah total perubahan entalpi untuk tiap tahapnya. Hukum Hess juga dinyatakan sebagai berikut: “bila reaktan diubah menjadi produk, perubahan entalpinya sama, terlepas apakah reaksi berlangsung dalam satu tahap atau dalam beberapa tahap”.
Beberapa aturan dalam perhitungan hukum Hess yang melibatkan persamaan reaksi kimia yaitu:
1. Perubahan entalpi untuk produk akhir H3 dapat dinyatakan dengan menjumlahkan dua persamaan reaksi kimia dengan perubahan entalpi H1 dan H2, yaitu:
H3 = H1 + H2
2. Untuk reaksi yang arahnya dibalik, nilai perubahan entalpi untuk reaksi akhirnya, H1 sebaliknya dapat dinyatakan dengan:
H (reaksi balik) = - H (reaksi ke depan)
Hukum Hess dapat dijelaskan dengan diagram sebagai berikut:
Reaktan Produk
Gambar 1. Berlangsungnya reaksi dalam 2 proses yang berbeda
Gambar di atas menunjukkan reaksi antara A dan B membentuk produk C dan D melalui 2 jalur, yaitu jalur arah 1 dan jalur arah 2. Menurut hukum Hess kalor reaksi tidak bergantung pada jalannya proses tetapi hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir.
Pada percoban ini, akan dilihat energi reaksi antara NaOH dengan HCl pada arah 1 dan arah 2. Reaksi yang terjadi jika NaOH padat direaksikan dengan HCl adalah sebagai berikut:
Arah 1: Padatan NaOH dilarutkan dalam air menghasilkan larutan NaOH, kemudian larutan NaOH tersebut direaksikan dengan larutan HCl 4 M menghasilkan larutan NaCl dengan konsentrasi 4 M.
NaOH(s) + H2O (l) NaOH (aq) H1
Arah 2
C + D E
A + B
F Arah 1
NaOH (aq) + HCl (aq, 4 M) NaCl(aq, 4 M) + H2O (l) H2
Arah 2: HCl pekat (12,063 M) dilarutkan dalam air menghasilkan larutan HCl 4 M, selanjutnya ditambahkan NaOH menghasilkan larutan NaCl dengan konsentrasi 4 M.
HCl (aq, 12,063 M) + H2O (l) HCl (aq, 4 M) H3
HCl (aq, 4 M) + NaOH (s) NaCl (aq, 4 M) + H2O (l) H4
Reaksi di atas dapat digambarkan seperti diagram berikut ini.
Arah 1
Arah 2
Gambar 2. Diagram reaksi antara NaOH dan HCl dalam 2 proses yang berbeda
H arah 1 = H1 + H2
H arah 2 = H3 + H4
Menurut hukum Hess bahwa H arah 1 = H arah 2 III. ALAT DAN BAHAN
- Alat
No. Nama Alat Ukuran/skala Jumlah
1 Kalorimeter - 1 set
2 Kaca arloji - 1 buah
3 Termometer 1000C 1 buah
4 Batang pengaduk - 1 buah
NaOH(s) + HCl (aq, 4M)
NaOH(aq, 4 M)+ HCl (aq, 4 M)
NaCl (aq, 4 M) + H2O (l)
NaOH(s) + HCl (aq, 4 M)
6 Gelas kimia 100 mL 2 buah
7 Pipet tetes - 1 buah
8 Gelas ukur 25 mL 2 buah
9 Neraca analitik - 1 buah
10 Spatula - 1 buah
- Bahan
No. Bahan Konsentrasi Banyaknya
1 NaOH - 8 gram
2 HCl 4 M 50 mL
3 Aquades - 50 mL
IV. Prosedur Kerja dan Hasil Pengamatan
No. Prosedur kerja Hasil Pengamatan
Arah 1
1. Sebanyak 4,00 gram NaOH ditimbang lalu ditempatkan pada botol tertutup dan ditutup rapat.
NaOH yang digunakan sebanyak 4,01 gram.
Gambar 3. Massa NaOH pada reaksi arah 1 2. Sebanyak 25 mL aquades dimasukkan
ke dalam kalorimeter. Diaduk dan dicatat suhu air dengan teliti mulai dan
½ menit pertama sampai menit ke 3,5.
Suhu aquades awal = 28oC
Waktu (menit) Suhu (oC)
0 28
0,5 29
1 29
1,5 29
2 29
2,5 29
3 29
3,5 29
3. Pada menit keempat, ke dalam kalorimeter dimasukkan NaOH sebanyak 4,01 gram sedikit demi sedikit sambil diaduk sampai larut dan suhunya dicatat mulai pada menit ke 4,5 sampai suhu tetap/konstan.
Waktu (menit) Suhu (oC)
4 Penambahan
NaOH
4,5 36
5 42
5,5 46
6 46,5
6,5 46,5
7 45
7,5 45
8 44
8,5 43,5
9 43
9,5 42,5
10 42
10,5 42
11 41
11,5 41
12 41
12,5 40,5
13 40
13,5 40
14 40
14,5 39
15 39
15,5 38,5
16 38,5
16,5 38
17 38
17,5 38
18 38
4. Setelah suhu pada penambahan NaOH tetap/konstan, sebanyak 25 mL HCl 4M dimasukkan ke dalam kalorimeter, lalu diaduk dan suhunya dicatat sampai suhu tetap/konstan.
Suhu larutan HCl = 33OC
Waktu (menit) Suhu (oC) 18,5 Penambahan
HCl
19 52
19,5 51,5
20 50,5
20,5 50
21 49
21,5 48
22 47,5
22,5 47
23 46,5
23,5 46
24 45,5
24,5 45
25 45
25,5 44,5
26 44
26,5 44
27 43,5
27,5 43
28 43
28,5 43
29 42,5
29,5 42,5
30 42,5
30,5 42,5
Arah 2
5. Sebanyak 25 mL aquades dimasukkan ke dalam kalorimeter. Diaduk dan dicatat suhu air dengan teliti mulai dan
Suhu aquades awal = 28oC
Waktu (menit) Suhu (oC)
0 28
½ menit pertama sampai menit ke 3,5. 0,5 29
1 29
1,5 29
2 29
2,5 29
3 29
3,5 29
6. Sebanyak 25 mL larutan HCl 4 M dicatat suhunya terlebih dahulu, lalu dimasukkan ke dalam kalorimeter tepat pada menit keempat. Suhu larutan dicatat mulai dari ½ menit keempat sampai suhu menjadi konstan/tetap.
Suhu awal HCl = 39 oC
Waktu (menit) Suhu (oC)
4 Penambahan
HCl
4,5 30
5 30
5,5 30
6 30
6,5 30
7. Setelah suhu pada penambahan larutan HCl 4 M menjadi tetap/konstan, dimasukkan NaOH sebanyak 4,04 gram sedikit demi sedikit, lalu dicatat suhunya sampai suhu menjadi tetap/konstan.
NaOH yang digunakan sebanyak 4,04 gram.
Gambar 4. Massa NaOH pada reaksi arah 2 Waktu (menit) Suhu (oC)
7 Penambahan
NaOH
7,5 51
8 59
8,5 60
9 59
9,5 57
10 56
10,5 54,5
11 53,5
11,5 52
12 52
12,5 51
13 50,5
13,5 50
14 49
14,5 49
15 48
15,5 48
16 47
16,5 47
17 47
17,5 46
18 46
18,5 45,5
19 45
19,5 45
20 45
20,5 44,5
21 44
21,5 44
22 43,5
22,5 43
23 43
23,5 43
24 43
24,5 43
V. Pembahasan
Dalam percobaan ini dilakukan pengukuran perubahan entalpi dengan menggunakan kalorimeter yang bertujuan untuk membuktikan Hukum Hess. Menurut Hukum Hess besarnya entalpi dari suatu reaksi tidak ditentukan oleh jalan atau tahap reaksi, tetapi hanya ditentukan oleh keadaan awal dan keadaan akhir suatu reaksi. Pada percobaan ini dilakukan penentuan kalor netralisasi asam kuat-basa kuat, yaitu dengan mereaksikan HCl (asam kuat) dan NaOH (basa kuat) dengan dua arah reaksi yang menghasilkan garam NaCl. Dua arah reaksi tersebut, yaitu arah satu dan arah dua. Untuk kedua arah reaksi pada percobaan ini merupakan reaksi yang sama, tetapi proses yang dilaluinya berbeda.
Reaksi Arah 1:
Pada reaksi arah 1 ini, ke dalam kalorimeter dimasukkan aquades terlebih dahulu sebanyak 25 mL. Suhu awal air yang digunakan adalah 28oC, setelah dikocok di dalam kalorimeter selama 3,5 menit suhu air konstan pada suhu 29oC . Pereaksi pertama yang dimasukkan ke dalam kalorimeter adalah NaOH padat sebanyak 4,01 gram sedikit demi sedikit sampai semua padatan NaOH larut. Penambahan NaOH menyebabkan suhu larutan pada awalnya meningkat, namun setelah NaOH habis ditambahkan, suhu larutan turun dan kemudian konstan pada suhu 38oC. Meningkatnya suhu pada penambahan NaOH disebabkan karena reaksi antara air dan NaOH yang bersifat eksoterm. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:
NaOH(s) + H2O(l) → NaOH(aq)
Larutan HCl dengan konsentrasi 4 M sebanyak 25 mL selanjutnya dimasukkan ke dalam kalorimeter setelah sebelumnya ditambahkan NaOH. Penambahan HCl menyebabkan suhu larutan meningkat dengan sangat cepat yaitu menjadi 52oC, kemudian suhu larutan turun dan konstan pada suhu 42,5oC. Hal ini menandakan adanya pelepasan sejumlah energi pada saat reaksi penggaraman terjadi. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:
NaOH(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)
Reaksi total yang terjadi pada percobaan arah 1 ini adalah sebagai berikut:
NaOH(s) + H2O(l)→ NaOH(aq) ∆H1
