Laporan Praktikum Kimia

(1)

Laporan Praktikum Kimia

TERMOKIMIA

Oleh :

Brigita Gabriela, XI IPA 2, 03

Elizabeth Buana, XI IPA 2, 9

Heinrich Bernard, XI IPA 2, 15

Michale Bunsen, XI IPA 2, 21

Stella Wanda, XI IPA 2, 27

SMA Kristen IPEKA Puri Indah

Tahun Ajaran 2010/2011

(2)

Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Bab 1. Tujuan

Percobaan ini dilakukan untuk mengetahui dan dapat membedakan reaksi eksoterm dan reaksi endoterm yang terjadi saat dilakukan percobaan.

Bab 2. Dasar Teori

Reaksi eksoterm adalah reaksi kimia yang menghasilkan kalor. Pada reaksi eksoterm, suhu sistem naik sehingga kalor mengalir dari sistem ke lingkungan. Sistem membebaskan energi ke lingkungan, sehingga entalpi sistem akan berkurang. Artinya, entalpi hasil reaksi lebih kecil daripada entalpi pereaksi. Maka akan berharga negatif . Contoh reaksi eksoterm adalah pembakaran kayu, ledakan petasan, dan reaksi antara logam Na dengan air.

Grafik perubahan entalpi pada reaksi eksoterm

Reaksi endoterm adalah reaksi kimia yang menerima kalor. Pada reaksi endoterm, suhu sistem turun sehingga kalor mengalir dari lingkungan ke sistem. Sistem menerima kalor dari lingkungan, sehingga entalpi sistem akan bertambah. Artinya,

Pereak

Hasil H (entalpi)

= entalpi awal reaksi atau entalpi pereaksi.

(3)

entalpi hasil reaksi lebih besar daripada entalpi pereaksi. Maka akan berharga positif . Contoh reaksi endoterm adalah reaksi antara barium hidroksida dekahidrat dengan amonium klorida.

Grafik perubahan entalpi pada reaksi endoterm

Bab 3. Metodologi Percobaan

Alat dan Bahan

Alat :

 Tabung reaksi (4 buah)

 Rak tabung reaksi

 Gelas beker 100 mL  Termometer  Spatula  Tutup gabus  Pembakar spiritus  Penjepit tabung Bahan :  Larutan HCl 1 M

 Potongan pita Magnesium 4 cm  Kristal Ba(OH)2.8H2O  Kristal NH4Cl  Serbuk belerang  Serbuk besi  Bubuk CuCO3 Pereak Hasil

(4)

Cara Kerja

Percobaan 1 : Pencampuran HCl dan pita magnesium

1. Kurang lebih 3 mL larutan HCl 1 M dimasukkan ke dalam sebuah tabung reaksi. 2. Potongan pita Magnesium sepanjang 4 cm dimasukkan ke dalam tabung reaksi

tersebut.

3. Perubahan yang terjadi diamati dan perubahan suhu tabung reaksi dirasakan.

Percobaan 2 : Pencampuran Ba(OH)2.8H 2O dan NH 4Cl

1. Kristal barium hidroksida (Ba(OH)2.8H2O) sebanyak 1 spatula dimasukkan ke dalam tabung reaksi.

2. Kristal amonium klorida (NH4Cl) sebanyak 1 spatula ditambahkan ke dalam tabung reaksi tersebut.

3. Campuran itu diaduk kemudian ditutup dengan gabus. 4. Tabung reaksi itu dipegang dan dirasakan suhunya.

5. Tabung reaksi dibiarkan sebentar, kemudian tabung dibuka, dan dicium bau gas yang timbul

6. Hasil pengamatan dicatat.

Percobaan 3 : Pemanasan serbuk belerang (S) dan serbuk besi (Fe)

1. Serbuk belerang sebanyak 3 spatula dicampurkan dengan serbuk besi sebanyak 1 spatula.

2. Campuran itu dimasukkan ke dalam tabung reaksi. 3. Tabung itu dipanaskan samapi campuran berpijar.

4. Pemanasan dihentikan, diamati apa yang terjadi dan hasil pengamatan dicatat.

Percobaan 4 : Pemanasan CuCO3

1. Bubuk tembaga(II) karbonat (CuCO3) sebanyak 3 spatula dimasukkan ke dalam tabung reaksi.

2. Tabung reaksi dipanaskan sampai mulai terjadi perubahan pada bubuk tembaga (II) karbonat tersebut.

(5)

Bab 4. Hasil dan Pembahasan

Data pengamatan

• Terjadi reaksi kimia yang menghasilkan uap • Mengeluarkan banyak gelembung

• Pita magnesium melebur dan mulai habis • Suhu larutan menjadi panas

Percobaan 2 : Pencampuran Ba(OH)2.8H 2O dan NH 4Cl

• Suhu campuran menjadi dingin • Menghasilkan bau gas menyengat

• Menghasilkan campuran berwarna putih

• Warna berubah menjadi hitam

• Serbuk meleleh menjadi larutan kemudian mengeras

• Warna CuCO3berubah menjadi hitam

Pembahasan

Percobaan ini termasuk dalam reaksi eksoterm. Sistem adalah HCl dan Mg yang bercampur, sedangkan lingkungan adalah daerah di luar reaktan. Reaksi eksoterm

menyebabkan suhu lingkungan naik. Pencampuran HCl dan pita magnesium menghasilkan panas. HCl dan Mg melepaskan energi ke lingkungan sehingga perubahan entalpi bernilai negatif. Persamaan termokimia : Mg(s) + 2 HCl(aq) 

MgCl2(aq)+ H2(g) .

(6)

Percobaan ini termasuk dalam reaksi endoterm. Sistem adalah Ba(OH)2 dan NH4Cl yang bercampur, sedangkan lingkungan adalah daerah di luar reaktan. Reaksi

endoterm menyebabkan suhu lingkungan turun. Pencampuran Ba(OH)2.8H2O dan NH4Cl menghasilkan suhu dingin dan bau gas. Ba(OH)2.8H2O dan NH4Cl menyerap energi dari lingkungan sehingga perubahaan entalpi bernilai positif. Persamaan termokimia : Ba(OH)2.8H2O(s) + NH4Cl(s) BaCl2(aq)+ NH3(g)+ H2O(l) .

Percobaan ini termasuk dalam reaksi eksoterm pada suhu tinggi. Sistem adalah Fe dan S yang bercampur, sedangkan lingkungan adalah daerah di luar reaktan. Reaksi eksoterm menyebabkan suhu lingkungan naik. Pemanasan serbuk belerang (S) dan serbuk besi (Fe) menghasilkan pijaran api. Fe dan S melepaskan energi ke lingkungan sehingga perubahan entalpi bernilai negatif. Persamaan termokimia : Fe(s) + S(s) 

FeS(s) .

Percobaan ini termasuk dalam reaksi endoterm pada suhu tinggi. Sistem adalah CuCO3,

sedangkan lingkungan adalah daerah di luar reaktan. Reaksi endoterm menyebabkan suhu lingkungan turun. Reaksi ini memerlukan kalor dari lingkungan sehingga perubahan entalpi bernilai positif. Persamaan termokimia : CuCO3(s) CuO(s) + CO2(g)

.

Bab 5. Kesimpulan

1. Reaksi eksoterm adalah reaksi yang disertai pelepasan kalor ke lingkungan dan mempunyai harga perubahan entalpi negatif.

2. Reaksi endoterm adalah reaksi yang disertai perpindahan kalor dari lingkungan ke sistem dan mempunyai harga perubahan entalpi positif.

3. Reaksi (1) dan (3) termasuk reaksi eksoterm, sedangkan reaksi (2) dan (4) termasuk reaksi endoterm.

(7)

Daftar Pustaka

• Pasanda, Leksi. 2007. Kimia untuk SMA Kelas XI. Edisi 1. Jakarta: PT. Pelangi

Indonesia.

Lampiran

Analisis data/pertanyaan :

1. Gejala apakah yang menunjukkan telah terjadi reaksi kimia pada percobaan 1, 2, 3, dan 4?

a. Percobaan 1 : Pencampuran HCl dan pita magnesium i. Pita magnesium melebur

ii. Terjadi kenaikkan suhu iii. Menimbulkan gas

b. Percobaan 2 : Pencampuran Ba(OH)2.8H2O dan NH4Cl i. Suhu campuran rendah (dingin)

ii. Menghasilkan bau gas menyengat

c. Percobaan 3 : Pemanasan serbuk belerang (S) dan serbuk besi (Fe) i. Terdapat pijaran api

ii. Serbuk berubah warna menjadi hitam iii. Terjadi kenaikkan suhu

d. Percobaan 4 : Pemanasan CuCO3

i. Warna CuCO3berubah menjadi hitam.

2. Jika hasil reaksi dibiarkan beberapa jam, apa yang Anda harapkan terjadi dengan suhu campuran pada (1) dan (2)?

Jika hasil reaksi dibiarkan beberapa jam dan reaksi telah selesai, maka diharapkan suhu akan kembali ke keadaan normal.

Suhu campuran pada :

(1): Reaksi disertai pelepasan kalor, ketika reaksi selesai maka diharapkan suhu menurun menjadi normal.

(8)

(2): Reaksi disertai pengikatan kalor, ketika reaksi selesai maka diharapkan suhu naik menjadi normal.

3. Bagaimanakah jumlah entalpi zat-zat hasil reaksi (produk) dibandingkan dengan jumlah energi zat pereaksi (reaktan) pada reaksi (1), (2), (3), dan (4), jika diukur pada suhu dan tekanan sama?

a. Percobaan 1 : Pencampuran HCl dan pita magnesium

Merupakan reaksi eksoterm : H p< Hr maka ΔH = - (negatif)

b. Percobaan 2 : Pencampuran Ba(OH)2.8H2O dan NH4Cl

Merupakan reaksi endoterm : H p > Hr maka ΔH = + (positif)

c. Percobaan 3 : Pemanasan serbuk belerang (S) dan serbuk besi (Fe) Merupakan reaksi eksoterm : H p< Hr maka ΔH = - (negatif)

Merupakan reaksi endoterm : H p > Hr maka ΔH = + (positif)

4. Gambarlah diagram tingkat energi untuk keempat reaksi di atas.

a. Percobaan 1 : Pencampuran HCl dan pita magnesium

MgCl2(aq)+ H2(g)

Mg(s)+ 2 HCl(aq)

(9)

b. Percobaan 2 : Pencampuran Ba(OH)2.8H2O dan NH4Cl

c. Percobaan 3 : Pemanasan serbuk belerang (S) dan serbuk besi (Fe) Ba(OH)2.8H2O(s) + NH4Cl(s)

BaCl2(aq)+ NH3(g)+ H2O(l)

H (entalpi)

Fe(s)+ S(s)

FeS(s)

(10)

5. Simpulkanlah

pengertian reaksi eksoterm dan endoterm

a. Reaksi eksoterm adalah reaksi kimia yang menghasilkan kalor dan perubahan entalpi bernilai negatif (-).

b. Reaksi endoterm adalah reaksi kimia yang memerlukan kalor dan perubahan entalpi bernilai positif (+).

CuO(s) + CO2(g)

CuCO3(s)

(11)

Penentuan Perubahan Entalpi

Reaksi

Bab 1. Tujuan

Percobaan ini dilakukan untuk menentukan perubahan entalpi pada reaksi antara larutan natrium hidroksida dengan larutan asam klorida.

Bab 2. Dasar Teori

Entalpi adalah jumlah dari semua bentuk energi yang tersimpan dalam suatu zat. Reaksi kimia umumnya berlangsung pada wadah terbuka dan tekanan tetap. Oleh karena itu setelah terjadi perubahan kimia akan terjadi perubahan entalpi pula. Perubahan entalpi sistem suatu reaksi ditentukan oleh keadaan awal (pereaksi) dan keadaan akhir (hasil akhir).

Persamaan termokimia adalah persamaan reaksi yang melibatkan perubahan entalpi dan penulisannya dikaitkan dengan koefisien reaksi dan wujud zat. Pada persamaan termokimia koefisien reaksi menunjukkan perbandingan jumlah mol dan

mempengaruhi nilai perubahan entalpi.

Perubahan entalpi reaksi yang diukur pada keadaan standar yaitu pada 25°C (298 K) dan tekanan 1 atmosfer (1 atm) disebut perubahan entalpi dasar dan diberi lambang ΔH°. Satuan energi yang digunakan untuk ΔH° menurut satuan internasional (SI) adalah joule (J). Namun dalam menyatakan energi dalam suatu makanan masih menggunakan satuan kalori (kal) dimana 1 kalori setara dengan 4,184 J atau 1 kkal (kilokalori) setara dengan 4,184 kJ (kilojoule).

Macam-macam perubahan entalpi :

1. Perubahan entalpi pembentukan standar (ΔHf °) adalah jumlah kalor yang

dilepaskan atau dibutuhkan pada reaksi pembentukan 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya dalam keadaan stabil pada keadaan standar (25°C atau 298 K dan 1 atm).

2. Perubahan entalpi penguraian standar (ΔHd°) adalah jumlah kalor yang

dilepaskan atau dibutuhkan pada reaksi penguraian 1 mol senyawa menjadi unsur-unsurnya dalam keadaan stabil pada keadaan standar (25°C atau 298 K

(12)

dan 1 atm). Entalpi penguraian merupakan kebalikan dari entalpi pembentukan. ΔHd° = - ΔHf °

3. Perubahan entalpi pembakaran standar (ΔHc°) adalah jumlah kalor yang

dilepaskan pada reaksi pembakaran sempurna 1 mol zat (unsur atau senyawa) dalam keadaan stabil pada keadaan standar (25°C atau 298 K dan 1 atm). Reaksi pembakaran tergantung pada jumlah oksigen yang bereaksi.

4. Perubahan entalpi pelarutan standar (ΔHs°) adalah jumlah kalor yang

dilepaskan atau dibutuhkan pada saat 1 mol zat dilarutkan dalam pelarut berlebih menjadi larutan encer pada keadaan standar (25°C atau 298 K dan 1 atm).

Alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang diserap atau dilepaskan sistem pada suatu reaksi adalah kalorimeter. Secara sederhana kalorimeter dapat dibuat dari gelas gabus atau styrofoam cup. Gabus bersifat isolator sehingga dianggap dapat menahan kalor untuk pindah ke lingkungan. Pada reaksi eksotermis, kalor yang dilepaskan tetap berada dalam larutan untuk menaikkan suhu. Sedangkan pada reaksi endotermis, kalor diserap dari larutan dan suhu pun turun. Jadi, tidak ada kalor yang berpindah dari sitem ke lingkungan.

Kalorimeter bom merupakan kalorimeter yang dirancang khusus untuk reaksi pembakaran yang melibatkan gas. Pada kalorimeter bom terdapat ruang khusus berisi pereaksi dan hasil reaksi (tempat terjadinya reaksi kimia atau sistem). Ruang khusus ini dikelilingi oleh air, termometer, pengaduk, dan wadah pembatas kalorimeter sebagai lingkungan.

Qrx= - [(max cax ΔT) + (Ck x ΔT)]

Qrx = perubahan kalor reaksi atau perubahan kalor pada sistem (J)

ma= massa larutan dalam kalorimeter (gram = g)

ca = kalor jenis larutan dalam kalorimeter (J g-1 K -1)

Ck = kapasitas kalor dari kalorimeter (J K -1)

(13)

Bab 3. Metodologi Percobaan

Alat dan Bahan

Alat :

 Gelas styrofoam & penutupnya

 Gelas ukur  Termometer Bahan :  Larutan NaOH 1 M (50 mL)  Larutan HCL 1 M (50 mL)

Cara Kerja

1. Larutan NaOH 1 M sebanyak 50 mL dimasukkan ke dalam bejana plastik dan larutan HCl 1 M sebanyak 50 mL dimasukkan ke dalam gelas ukur.

2. Kedua suhu larutan diukur dengna termometer yang sudah dibersihkan dan dikeringkan. Jika suhu kedua larutan berbeda, tentukan suhu rata-rata (suhu awal).

3. Larutan HCl dituangkan ke dalam bejana plastik yang berisi larutan NaOH, diaduk dengan termometer dan suhu yang ditunjukkan oleh termometer itu dicatat. Suhu akan naik kemudian menjadi tetap dan selanjutnya turun, maka suhu yang tetap itu (suhu akhir) dicatat.

Bab 4. Hasil dan Pembahasan

Data pengamatan

Percobaan ke-1 Percobaan ke-2 Rata-rata

Suhu NaOH 26°C 25°C 25,5°C Suhu HCl 26°C 26,5°C 26,25°C Suhu awal 26°C 25,75°C 25,875°C Suhu Campuran NaOH(aq)+ HCl(aq) (suhu akhir) 32°C 31,5°C 31,75°C Perubahan suhu ΔT 6°C 5,75°C 5,875°C Pembahasan

(14)

Bab 5. Kesimpulan

Reaksi yang terjadi antara larutan NaOH dengan HCl adalah reaksi eksoterm karena tidak ada kalor (perpindahan materi maupun energi) yang terbuang ke lingkungan. Gabus bersifat isolator sehingga dianggap dapat menahan kalor untuk pindah ke lingkungan, maka kalor yang dilepaskan tetap berada dalam larutan untuk

menaikkan suhu.

Perubahan entalpi (ΔH) reaksi dipengaruhi oleh kondisi (suhu dan tekanan) pengukuran. Perubahan kalor pada suatu reaksi diukur dengan mengukur perubahan

suhu yang terjadi.

Daftar Pustaka

• Pasanda, Leksi. 2007. Kimia untuk SMA Kelas XI. Edisi 1. Jakarta: PT. Pelangi

Indonesia.

Lampiran

Pertanyaan :

1. Hitung jumlah mol NaOH dan jumlah mol HCl

NaOH(aq)+ HCl(aq)  NaCl(aq)+ H2O(l)

mol NaOH = = 50 mL 1 M = 50 mmol = 0,05 mol mol HCl = = 50 mL 1 M = 50 mmol = 0,05 mol

2. Hitung perubahan perubahan entalpi per mol H2O untuk reaksi ini

Q = m . c . ΔT = 100 . 4,2 . 5,875 = 2467,5 J = 2,4675 kJ Q reaksi = - Q larutan = - 2,5 kJ

kJ

3. Tulislah persamaan termokimia untuk reaksi ini