PERBANDINGAN KALOR HASIL REAKSI ANTARA AIR PANAS DENGAN AIR DINGIN, ASAM KUAT DENGAN BASA KUAT DAN
ASAM LEMAH DENGAN BASA KUAT
Muhammad Basir Nasution1, Murni Arifah2, Rayhana Nur Tsabitah3
Program Pendidikan Kimia, Fakultas Ilmu Tarbiyah dan Keguruan
UIN Syarif Hidayatullah Jakarta
ABSTRAK
Termokimia merupakan cabang ilmu kimia yang merupakan bagian dari termodinamika yang mempelajari perubahan-perubahan panas yang mengikuti reaksi-reaksi kimia.Reaksi dalam termokimia ter bagi menjadi reaksi eksoterm dan reaksi endoterm.Reaksi eksoterm adalah reaksi yang melepaskan kalor dari sistem ke lingkungan sedangkan reaksi endoterm adalah reaksi yang menyerap kalor dari lingkungan ke sistem.
Jika kita melakukan reaksi kimia, ada dua kemungkinan, menghasilkan panas atau sebaliknya, membutuhkan panas. Hal ini bergantung pada system dan lingkungannya. Ada system tertutup dan ada system terbuka. Sistem dan lingkungan ini saling berinteraksi satu sama lainnya.
Kata Kunci : Eksoterm, endoterm, system, lingkungan, panas, dan kalor. ABSTRACT
Thermochemical is a branch of chemistry that is part of the thermodynamic study of heat changes that follow kimia.Reaksi reactions in thermochemical ter to be an exothermic reaction and the reaction is exothermic reaction endoterm.Reaksi that releases heat from the
environment to the system while the reaction is endothermic reaction that absorbs heat from the environment to the system.
If we perform a chemical reaction, there are two possibilities, generate heat or vice versa, requires heat. It depends on the system and its environment. There is a closed system and there is an open system. System and the environment interact with each other.
Keyword: exothermic, endothermic, system, environment, heat, and heat.
I. INTRODUCTION
Termodinamika, termasuk
termokimia, merupakan salah satu segi penting, yang menghubungkan energi kalor dengan bentuk energi lain yang dikenal sebagai kerja. Bagaiman alam semesta yang dipilih untuk penelitian termodinamika disebut sistem dan bagian dari alam semesta yang berinteraksi dengan sistem disebut keadaan sekeliling atau lingkungan. Perpindahan energi dapat berupa kalor (q) atau dalam beberapa bentuk lainnya yang secara keseluruhan disebut dengan kerja (w). Perpindahan energi yang berupa kalor atau kerja akan memengaruhi jumlah keseluruhan energi di dalam sistem, yang disebut energi dalam (E). ( Petrucci, 1985: 172)
Panas reaksi diukur dengan
bantuan kalorimeter. Harga ∆E diperoleh apabila reaksi dilakukan dalam kalori
meter bom, yaitu pada volume konstan dan ∆h adalah panas reaksi yang diukur pada tekanan konstan, dalam gelas piala atau labu yang disolasi, botol termos, labu dewar dan lainnya. Karena proses panas diperinci dengan baik, maka panas yang akan dilepaskan atau diabsorsi hanyalah fungsi-fungsi keadaan, yaitu Qp=∆H atau Qv=∆E adalah fungsi keadaan. (Dogra, 2009: 328)
Kalorimeter (calorimetry)
pengukuran perubahan kalor akan
bergantung pada pemahaman tentang kalor jenis dan kapasitas kalor. Jadi, kalor jenis (specific heat) (s) suatu zat adalah jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu satu gram zat sebesar satu derajat celcius. Kapasitas kalor (heat capacity) (c) suatu zat adalah jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu sejumlah zat sebesar satu derajat celcius. Kalor jenis merupakan sifat intensif,
sedangkan kapasitas kalor merupakan sifat ekstensif. (chang, 2006: 172)
II.MATERIAL AND METODE
Penelitian dilaksanakan pada
tanggal 10 April 2014. Penelitian
dilakukan di laboratorium kimia UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
Material and Apparatus Apparatus : 1. Gelas beaker 2. Gelas ukur 3. Kaca arloji 4. Kaki tiga 5. Kalorimeter 6. Kawat kasa 7. Korek api 8. Neraca o’hauss 9. Pembakar spirtus 10.Pengaduk 11.Pipet tetes 12.Spatula 13.Stopwatch 14.Termometer Materials : 1. Air 30 ml
2. Larutan asam klorida ( HCl ) 30 ml
3. Larutan natrium hidroksida (NaOH) 30 ml
4. Larutan asam asetat
(CH3COOH) 30 mL
5. Natrium hidroksida padat (NaOH) 30 ml
Experimental Procedures Pencampuran Air dingin dan Air panas
Menimbang massa kalorimeter
kosong dengan massa kalorimeter yang telah di isi air, pencampuran air dingin dan air panas di tempatkan dalam kalorimeter. Sebanyak 15 ml air dingin yang telah diukur suhunya terlebih dahulu (28 C) di campurkan dengan air yang telah dipanaskan hingga mencapai suhu 45 C. Didalam kalorimeter, setiap 15 detik dilakukan pengamatan perubahan suhu yang terjadi pada saat air dingin + air dingin di aduk didalam kalorimeter.
Pencampuran Larutan NaOH dan Larutan HCl
Larutan NaOH 1 M sebanyak 15 ml dicampurkan dengan Larutan HCl 1 M sebanyak 15 ml kedalam kalorimeter. Sebelum dicampurkan, pastikan suhu kedua larutan sama. Aduk secara
perlahan, kemudian lakukan
terjadi didalam kalorimeter setiap 15 detik,
Pencampuran Larutan CH3COOH dan
Larutan HCl
Larutan CH3COOH 1 M sebanyak
15 ml dicampurkan dengan Larutan HCl
1 M sebanyak 15 ml kedalam
kalorimeter. Pastikan suhu kedua larutan sama. Aduk secara perlahan, dan
lakukan pengamatan terhadap perubahan suhu yang terjadi didalam kalorimeter.
Pencampuran Larutan HCl dengan NaOH padat
NaOH padat sebanyak 1 gram dicampurkan kedalam larutan HCl 1 M sebanyak 15 ml kedalam kalorimeter. Aduk secara perlahan, dan lakukan pengamatan terhadap perubahan suhu
yang terjadi pada kalorimeter.
III. RESULT AND DISCUSSION Tabel
No. Detik ke- Suhu air
panas+air dingin Suhu NaOH+H CL Suhu CH3COOH+Na OH Suhu HCl+NaOH padat 1. 15 38 29 29 33 2. 30 37 29 29 34 3. 45 37 30 29 35 4. 60 36 30 29 35 5. 75 36 30 29 36 6. 90 36 30 29 37 7. 105 36 31 29 39 8. 120 36 31 29 42 9. 135 36 31 30 43 10. 150 35 31 30 44 11. 165 35 31 30 45
12. 180 35 31 30 47
Air dingin + air panas, terjadi penurunan suhu setiap 15 detiknya.
Larutan basa kuat + larutan asam kuat, terjadi kenaikan suhu setiap 15 detiknya (kadang tetap).
Larutan asam lemah + larutan basa kuat, terjadi kenaikan suhu setiap 15 detiknya (kadang tetap).
Larutan asam kuat + padatan basa kuat, terjadi kenaikan suhu secara drastis.
Equation reaction Percobaan 1
H2O(l) + H2O(l) → 2H2O(l)
Air dingin ( suhu 28) ditambahkan dengan air yang dipanaskan sampai suhu 45, menghasilkan 2 molekul air.
Percobaan 2
NaOH(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq)+ H2O(l)
Larutan basa kuat ( natrium hidroksida ) ditambahkan dengan larutan asam kuat ( asam klorida ), menghasilkan garam natrium klorida dan molekul air.
Percobaan 3
NaOH(aq)+ CH3COOH(aq)→
CH3COONa(aq)+ H2O(l)
Larutan basa kuat ( natrium klorida ) ditambahkan dengan larutan asam
lemah ( asam asetat ), menghasilkan garam natrium asetat dan molekul air .
Percobaan 4
NaOH(s)+ HCl(aq)→ NaCl(aq)+ H2O(l)
Padatan basa kuat ( natrium klorida ) ditambahkan dengan larutan asam kuat ( asam klorida ), menghasilkan garam natrium klorida dan molekul air.
Calculation
Percobaan 1
Penentuan tetapan kalorimeter (kapasitas kalor kalorimeter)
Diketahui :
T0 Air dingin : 28 V Air dingin :
15 ml T0 Air panas : 45
V Air panas : 15 ml ρ air ∶ 1 gr/mL
Tt Campuran rata-rata : 36,08
Ditanya : Tetapan kalorimeter :....?
T1 = (28 + 273) = 301 K ∆T1 = 309,08 -
301 = 8,08 K
T2 = (45 + 273) = 318 K ∆T2 = 318 –
309,08 = 8,92 K
Tt Campuran = 36,08 + 273 = 309,08 K
Kalor yang diserap air dingin
Q1 = m.c.∆T
Q1 = 15 x 4,2 x 8,08
Q1 = 509,42 Joule
Kalor yang dilepas air panas Q2 = m.c.∆T
Q2 = 15 x 4,2 x 8,92
Q2 = 561,96 Joule
Kalor yang diterima kalorimeter Q3 = Q 2- Q1 Q3 = 561,96 – 509,04 Q3 = 52,92 joule Tetapan kalorimeter Q3 = C.∆T2 C = = C = C = 6,55 J/K
Dengan terlebih dahulu mengukur suhu awal dari pada air dingin, air yang
dipanaskan dan suhu pada air dingin + air panas, diproleh suhu masing-masing berturut 28 , 45 dan 309,08 K dengan demikian maka diproleh perhitungan kalor yang diserap air dingin =509,42 Joule, kalor yang dilepas air panas = 561,96 Joule, kalor yang diterima kalorimeter = 52,92 Joule dan tetapan kalorimeternya = 6,55 J/K.
Percobaan 2
Penentuan kalor penetralan HCl dan NaOH
Diketahui : THCl : 28 + 273 = 301 K : 1,03 g/mL TNaOH : 28 + 273 = 301 K : 3,96 J/gr.K Tt Campuran : 30,3 + 273 = 303,3 K VHCl : 15 mL, VNaOH : 15 mL
Massa larutan : Vlarutan x massa jenislarutan
: (15 + 15) x 1,03
: 30 mL x 1,03 gr/mL
: 30,9 gram
Kalor yang diserap larutan Ql = mlarutan x clarutan x ∆T
Ql = 30,9 gram x 3,96 J/gram.K x
Q1 = 281,44 Joule
Kalor yang diserap kalorimeter Qk = K.∆T
Qk = 6,55 x 2,3
Qk = 15,065 Joule
Kalor yang dihasilkan reaksi Qreaksi = -(Qlarutan + Qkalorimeter)
Qreaksi = -(281,44 + 15,065) Qreaksi = -296,5 Joule Entalpi penetralan ∆H = Mol larutan = Mol larutan = = 0,4 mol ∆H = = -741,26 J/mol
Dengan terlebih dahulu mengukur suhu larutan HCl, suhu larutan NaOH dan massa larutan, diproleh suhu masing-masing berturut 301 K, 301 K dan 30,9 gram dengan demikian maka diproleh perhitungan kalor yang diserap larutan = 281,44 Joule, kalor yang diserap kalorimeter = 15,065 Joule, kalor yang dihasilkan reaksi = -296,5 Joule dan entalpi penetralannya = -741,26 J/mol.
Percobaan 3
Penentuan kalor penetralan CH3COOH dan NaOH
Diketahui : T C3HCOOH = 28 + 273 = 301 K = 1,03 g/ml TNaOH = 28 + 273 = 301 K = 3,96 g/ml TCampuran = 29,3 + 273 = 302,3 K VCH3COOH = 15 mL, VNaOH = 15 mL
Massa larutan = Vlarutan x larutan
Massa larutan = 30 mL x 1,03 g/mL
Massa larutan = 30,9 gram
Kalor yang diserap larutan Ql = Vlarutan x larutan x ∆T
= 30,9 gram x 3,96 J/gram.K x 1,3 K
= 159,07 Joule
Kalor yang diserap kalorimeter Qk = K. T
= 6,55 x 1,3 = 8,515 Joule
Kalor yang dihasilkan reaksi Qreaksi = -(Qlarutan – Qkalorimeter)
= (159,07 – 8,515) = 167,58 Joule
Mollarutan = = = 0,309 mol ∆H = = = -542,33 J/mol
Dengan terlebih dahulu mengukur suhu larutan CH3COOH, suhu larutan NaOH
dan massa larutan diproleh masing-masing berturut 301 K, 301 K dan 30,9 gram dengan demikian maka diproleh perhitungan kalor yang diserap arutan = 159,07 Joule,kalor yang diserap kalorimeter = 8,515 Joule kalor yang dihasilkan reaksi = 167,58 Joule dan entalpi penetralannya = -542,33 J/mol.
Percobaan 4
Penentuan kalor penetralan HCl dan NaOH padat Diketahui : THCl = 28 +273 = 301 K = 1,03 g/mL TNaOH padat = 28 +273 = 301 = 3,96 g/mL TCampuran = 39,16 + 273 = 312,16 K
massaCampuran = Vlarutan x larutan
= 16 mL x 1,03 g/mL
= 16,48 gram
Kalor yang diserap larutan Ql = m.c.∆T
= 16,48 x 3,96 x 11,16 = 728,31 Joule
Kalor yang diserap kalorimeter Qk = K.∆T
= 6,55 x 11,16 = 73,098 Joule
Kalor yang dihasilkan reaksi Qreaksi = -(Qlarutan – Qkalorimeter)
= -(728,31 – 73,098) = -801,4 Joule Entalpi penetralan Mollarutan = = = 0,22 mol ∆H = = = -3695,77 J/mol
Dengan terlebih dahulu mengukur suhu suhu larutan HCl, suhu NaOH padat dan massa campurannya, diproleh masing-masing berturut 301 K, 301 K dan 16,48 gram dengan
demikian maka diproleh perhitungan kalor yang diserap larutan = 728,31 Joule, kalor yang diserap kalorimeter = 73,098 Joule, kalor yang dihasilkan reaksi = -801,4 Joule dan entalpi penetralannya = -3695,77 J/mol.
Grafik
Grafik 1.
Pada grafik 1. Dapat diamati bahwa terjadi perubahan suhu (penurunan suhu) yaitu dari waktu pertama digabungkan air biasa dengan air panas, suhunya 38 setelah lama kelamaan terjadi penurunan suhu, hingga suhu akhirnya mencapai 35
Grafik 2.
Pada grafik 2. Dapat diamati bahwa terjadi perubahan suhu (kenaikkan suhu) yaitu dari pertama NaOH digabungkan dengan HCl, suhunya 29 setelah lama kelamaan terjadi keanaikan suhu, hingga suhu akhir mencapai 31
Grafik 3.
Pada grafik 3. Dapat diamati bahwa terjadi prubahan suhu (kenaikan suhu) yaitu
dari pertama CH3COOH digabungkan dengan
NaOH, suhunya 29 setelah menuggu lama
kelamaan terjadi kenaikkan suhu, hingga suhu akhir mencapai 31
Grafik 4.
Pada grafik 4. Dapat diamati bahwa tejadi perubahan suhu (kenaikan suhu) yaitu dari pertama HCl digabungkan dengan NaOH padat, suhunya 33 setelah lama kelamaan
30 35 40
1 3 5 7 9 11
Air dingin+Air Panas
Air dingin+Air Panas 25 30 35 1 3 5 7 9 11
NaOH+HCl
NaOH+HCl 28 29 30 31 1 3 5 7 9 11CH3COOH+NaOH
CH3COOH+ NaOH 0 50 1 3 5 7 9 11HCl+ NaOH Padat
HCl+ NaOH…terjadi kenaikan suhu, hingga suhu akhir mencapai 47 .
IV. CONCLUSSION
Dari percobaan yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa:
Perpindahan kalor terjadi karena adanya perbedaan suhu.
Kalor yang berpindah dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah.
Kalorimeter untuk mengatur besarnya kalor yang dilepaskan atau diserap dalam suatu reaksi kimia.
Kapasitas kalorimeter dapat
ditentukan melalui.
Kalor yang dibebaskan pada reaksi penetralan HCl + NaOH padat lebih besar dari kalor yang dibebaskan pada reaksi penetralan HCl + NaOH larutan.
V. REFERENCES LIST
Chang, Raymond. Kimia Dasar Jilid 1 Edisi ketiga. Jakarta: Erlangga. 2005
Dogra, S. K. Kimia Fisik dan Soal-soal cetakan 1. Jakarta: UI-Press. 2009
Petrucci, Ralph. Kimia Dasar Prinsip-prinsip dan Terapan Modern Jilid 1 Edisi keempat. Jakarta: Erlangga. 1985
