kalor penguapan klp.4 (A5)

KALOR PENGUAPAN SEBAGAI ENERGI PENGAKTIFAN PENGUAPAN

Diajukan untuk Memenuhi Tugas Laporan Praktikum Kimia Fisika

Disusun Oleh : Kelompok IV (A5)

Fadhil Nashrullah NIM. 230140112

Rizkika Dwi Putri NIM. 230140113

Nazla Aulia Farhani S. NIM. 230140116

Nurul Hidayah NIM. 230140118

Muhammad Isma Ritonga NIM. 230140123

LABORATORIUM DASAR EKSAKTA FAKUTAS TEKNIK UNIVERSITAS MALIKUSSALEH

LHOKSEUMAWE

2024

Prosedur kerja yang dilakukan adalah cawan porselin diletakkan diatas kaki tiga, dan dipanaskan. Diamati suhu hingga suhu cawan 35^oC, kemudian diteteskan 3 tetes metanol didalamnya. Dicatat waktu yang diperlukan agar cairan tersebut menguap sampai habis. Diulangi Langkah (2) dan (3) dengan temperatur cawan 40

oC, 45^oC, 50^oC, 55^oC, dan 60^oC. Diulangi dengan menggantikan metanol dengan aquades. Pada setiap percobaan dilakukan pengulangan sebanyak 3 kali. Hasil yang didapat adalah metanol yang paling cepat menguap adalah pada suhu 60℃ dengan rata-rata waktu 3,87 detik dan pada air yang paling cepat menguap adalah pada suhu 60℃ dengan rata-rata waktu adalah 21.51 detik. Kesimpulan pada praktikum ini adalah semakin tinggi suhu atau kalor yang ditambahkan maka semakin cepat suatu zat menguap. Metanol lebih cepat mengalami penguapan dari pada air karena memiliki titik didih lebih rendah dari pada air.

Kata Kunci: Cairan volatil, Energi aktivasi, Penguapan, Titik didih, dan Suhu.

Penguapan

1.2 Tanggal Praktikum : 23 September 2024 1.3 Pelaksana Praktikum : Kelompok II (A5)

1. Fadhil Nashrullah NIM. 230140112 2. Rizkika Dwi Putri NIM. 230140113 3. Nazla Aulia Farhani S. NIM. 230140116 4. Nurul Hidayah NIM. 230140118 5. Muhammad Isma Ritonga NIM. 230140123 1.4 Tujuan Pratikum : Untuk menentukan energi pengaktifan dari suatu

zat volatil

54

penguapan standar (∆VHº) merupakan energi yang dibutuhkan untuk mengubah suatu kuantitas zat menjadi gas. Energi ini diukur pada titik didih suatu zat dan walaupun nilainya biasanya dikoreksi ke 298 K, namun koreksi ini kecil dan sering lebih kecil dari pada deviasi nilai standar yang terukur.

Liquid yang volatil pada temperatur kamar menguap persatuan waktu sebanding dengan banyaknya molekul liquid di permukaan. Sehingga suat reaksi kimia biasanya membutuhkan energi ynag cukup besar, untuk memenuhi persayratan itu maka dibutuhkan suatu katalis agar suatu reaksi kimia dapat berlangsung dengan pasokan energi yang lebih rendah.

2.1 Pengertian Energi Pengaktifan (Ea)

Energi aktivasi didefinisikan sebagai jumlah energi minimum yang dibutuhkan untuk memenuhi suatu reaksi kimia. Energi ini sangat diperlukan supaya pretikel-pertikel reaktan dapat mencapat keadaan transisi yang cukup untuk membentuk suatu produk. Dalam konteks reaksi, energi aktivasi ini dapat dianggap sebagai suatu hambatan yang harus dilalui agar reaksi tersebut dapat terjadi. Jadi, bila semakain tinggi energi aktivasi, semakin sulit reaksi tersebut dapat berlangsung pada suhu tertentu. Energi aktivasi ini dapat dipengaruhi oleh berbaagi faktor, termasuk suhu, konsentrasi dan kehadiran katalis. Enegi pengaktifan ini biasanya dilambangkan dengan Ea. Menurut Arrhenius, suatu hubungan antara fraksi tumbukan yang efektif dan energi pengaktifan yang bersifat eksponensial sesuai persamaan berikut:

F = e −Ea

RT ………..

(2.1)

Keterangan:

F = frekuensi molekul yang bertumbukan secara efektif

55

56

Ea = energi pengaktifan T = suhu reaksi (K)

Persamaan tersebut menunjukkan bahwa reaksi dengan energi pengaktifan kecil memiliki harga f yang cukup besar. Akibatnya, nilai tetapan laju (k) besar dan reaksi berlangsung lebih cepat. Jika suhu dinaikkan, harga f menjadi besar dan tetapan laju (k) juga besar sehingga reaksi berlangsung lebih cepat.

Katalis adalah zat yang digunakan untuk mempercepat laju reaksi kimia tanpa mengalami perubahan permanen dalam komposisinya. Katalis bekerja dengan menurunkan energi pengaktifan yang diperlukan untuk memulai suatu reaksi, sehingga reaksi dapat terjadi lebih cepat. Meskipun katalis terlibat dalam proses reaksi, katalis ini tidak habis atau terubah secara permanen, sehingga dapat digunakan berulang kali. Cara kerja katalis dalam mempercepat reaksi adalah dengan menyediakan jalur alternatif untuk reaksi yang memiliki energi pengaktifan yang lebih rendah, sehingga memungkinkan reaksi berlangsung lebih cepat. Katalis bekerja dengan mengikat reaktan, memfasilitasi pembentukan produk, dan kemudian dilepaskan kembali, tetap utuh setelah reaksi selesai.

(Norma. Dkk, 2020) Dalam hal teori transisi keadaan, energi aktivasi adalah perubahan kandungan energi antara atom atau molekul dalam konfigurasi aktif atau transisi keadaan dan atom yang sesuai dan mempengaruhi laju reaksi sebab suhu dapat mempengaruhi tetapan laju.

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi suatu energi aktivasi adalah sebagai berikut:

1. Suhu

Fraksi molekul-molekul mampu untuk bereaksi dua kali lipat dengan peningkatan suhu sebesar 10ºC. Hal tersebut menyebabkan laju reaksi berlipat ganda.

2. Faktor frekuensi

Dalam persamaan ini kurang lebih konstan untuk suatu perubahan suhu yang kecil, perlu dilihat bagaimana perubahan energi dari fraksi molekul sama atau lebih dari energi aktivasi.

3. Katalis

Katalis akan menyediakan rute agar reaksi berlangsung dengan energi aktivasi yang lebih rendah.

2.2 Penguapan

Penguapan atau evaporasi adalah suatu proses perubahan molekul di dalam keadaan cair dengan spontan menjadi gas. Proses ini adalah kebalikan dari kondensasi. Umumnya penguapan dapat dilihat dan lenyapnya cairan seketika berangsur-angsur ketika terpapar pada gas dengan volume yang signifikan.

Rata-rata molekul tidak memiliki energi yang cukup untuk lepas dari cairan.

Bila tidak cairan akan berubah menjadi uap dengan cepat. Ketika molekul-molekul saling bertumbukan mereka saling bertukar energi dalam berbagai derajat dan bergantung bagaimana mereka bertumbukan. Terkadang pada transfer energi ini begitu berat sebelah, sehingga salah satu molekul mendapatkan energi yang cukup kuat menembus titik didih cairan. Apabila ini terjadi di dekat permukaan molekul dalam konfigurasi awal mereka. Dalam kinetika kimia, energi aktivasi adalah tinggi dari potensial penghalang yang memisahkan produk dan reaktan. Ini dapat menentukan kebergantungan suhu laju reaksi. Katalis dapat menurunkan energi aktivasi untuk bereaksi dengan menyediakan jalur lain untuk reaksi. Energi aktivasi ditentukan dari konstanta laju eksperimental atau koefisien difusi yang dapat diukur pada temperatur yang berbeda.

Salah satu syarat agar reaksi dapat berlangsung adalah zat-zat pereaksi harus bercampur atau bersentuhan. Pada interaksi antar zat-zat pereaksi membutuhkan energi. Energi tumbukan minimum yang yang dibutuhkan dalam suatu sistem agar suatu reaksi dapat berlangsung disebut sebagai energi aktivasi. Jadi, energi aktivasi merupakan energi minimum yang diperlukan agar zat-zat pereaksi dapat berinteraksi dan bercampur. Ketika energi kinetik partikel tidak melampaui energi aktivasinya, maka reaksi tidak akan berlangsung. Sebaliknya, reaksi akan berlangsung jika energi kinetik partikel melebihi energi aktivasinya.

Adapun rumus yang berkaitan dengan persamaan Arrhenius dapat dijabarkan seperti berikut:

F = RTln(k

A \)………....

(2.2) Dengan:

K = tetapan laju reaksi

A = faktor frekuensi untuk reaksi Ea = energi aktivasi (kJ/mol) R = konstanta gas ideal T = suhu (K)

ln = logaritma natural

Dari rumus diatas dapat diketahui bahwa energi aktivasi juga dipengaruhi oleh suhu. Itu artinya perubahan suhu juga dapat membuat cairan molekul tersebut dapat terbang ke dalam gas, lalu menguap. Ada cairan yang kelihatannya tidak menguap pada suhu tertentu di dalam gas tertentu (contohnya minyak makan pada suhu kamar). Cairan seperti ini memiliki molekul-molekul yang cenderung tidak menghantar energi satu sama lain pada pola yang cukup untuk memberi satu molekul kecepatan lepas energi panas yang diperlukan untuk berubah menjadi uap.

Namun cairan seperti ini sebenarnya menguap, hanya saja untuk prosesnya jauh lebih lambat dan karena itu tidak terlihat.

Penguapan adalah bagian esensial dari siklus air. Pada energi surya yang menggerakkan penguapan air dari samudera, danau, embun dan sumber air lainnya, karena penguapan dapat dipandang sebagai proses yang hanya terdiri atas satu tahap, maka kalor penguapan dapat dipandang sebagai energi pengaktifan reaksi penguapan. Berdasarkan perumpamaan ini, kalor penguapan dapat diukur dengan cara yang lazim digunakan untuk energi pengaktifan. Pengukuran energi pengaktifan dilakukan dengan mengukur laju reaksi pada berbagai suhu dan dengan menggunakan persamaan Arrhenius.

log K = log A (E

2,303 RT) ……….

(2.3) V = -dl

dt = K (L)………

(2.4) Keterangan:

V = Kecepatan reaksi penguapan dL = Penguraian liquid

Dt = Perubahan waktu (detik) K = Tetapan kesetimbangan

Harga K bervariasi oleh temperatur dari persamaan ini diperoleh:

K = Ae -Ae

RT ………...

(2.5) X = 1

T ………..

(2.6)

Y = log K………(2.7) Slope = - E

R ……….(2.8)

E = Slope X R ………....(2.9) Dimana:

A = Tetapan Arrhenius E = Energi aktivasi

R = Tetapan gas (8,314 j/mol k)

K = Tetapan laju reaksi pada suhu konstan T = Suhu mutlak (k)

Dari persamaan plot K vs 1/T menghasilkan garis lurus dengan slope – E/2,303R dan intersept log K, dan harga energi pengaktifan penguapan serta tetapan Arhenius dapat ditentukan.

Panas atau kalor penguapan merupakan suatu energi yang dibutuhkan untuk mengubah suatu kuantitas cair menjadi gas. Temperatur adalah ukuran panas dinginnya dari suatu benda. Panas dinginnya suatu benda berkaitan dengan energi termis yang terkandung dalam benda tersebut. Makin besar energi termisnya, makin besar temperaturnya. Perubahan entalpi standar atomisasi harus digunakan untuk

menemukan nilai energi ikatan yang sebenarnya.

2.3 Senyawa Volatil

Senyawa volatil merupakan senyawa yang mudah menguap, salah satu contoh senyawa volatil adalah kloroform. Kloroform merupakan senyawa yang memiliki titik didih yaitu 60ºC oleh karenanya pemanasan harus dijaga dan konstan.

Volatile organic compound atau yang lebih dikena dengan singkatan VOC adalah senyawa yang mengandung karbon yang menguap pada tekanan dan temperature tertentu atau memiliki tekanan uap yang tinggi pada temperatur ruang.

VOC yang paling umum digunakan adalah pelarut (solvents), VOC jenis lainnya seperti monomer dan pewangi (fragrance). Kenapa VOC sanagt berbahaya dan menjadi perhatian banyak kalangan, sehingga banyak negara yang membuat peraturan khusus mengurangi dampak dari VOC tersebut. Salah satu sebabnya adalah karena VOC bereaksi dengan nitrogen oksida (NO2) jika terkena matahari membentuk ground level ozon dan asap atau kabut.

(J.Daintih, 2019) 2.4 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Penguapan

Adapun faktor-faktok ysng mempengaruhi terjadinya penguapan dapat dijabarkan sebagai berikut:

2.4.1 Memperluas Permukaan Zat Cair

Peristiwa lepasnya molekul zat cair tidak dapat berlangsung secara serentak akan tetapi bergiliran dimulai dari permukaan zat cair yang punya kesempatan terbesar untuk melakukan penguapan. Dengan demikian untuk mempercepat penguapan kita juga bisa melakukannya dengan memperluas permukaan zat cair tersebut. Contohnya air teh panas dalam gelas akan lebih cepat dingin jika dituangkan ke dalam cawan atau piring.

2.4.2 Meniupkan Udara diatas Permukaan Zat Cair

Pada saat pakaian basah dijemur, proses pengeringan tidak sepenuhnya dilakukan oleh panas sinar matahari, akan tetapi juga dibantu oleh adanya angin yang meniup pakaian sehingga angin tersebut membawa molekul-molekul air

keluar dari pakaian dan pakaian menjadi cepat kering. Contoh lain dari cara mempeercepat penguapan dengan meniupkan udara diatas permukaan agar cepat dingin adalah air coklat panas ditiup.

2.4.3 Mengurangi Tekanan Pengurangan Tekanan Udara

Pada permukaan zat cair berarti jarak antar partikel udara diatas zat cair tersebut menjadi lebih renggang. Dengan memperkecil tekanan udara pada suatu permukaan zat, berakibat jarak antar molekul udara menjadi besar. Hal ini mengakibatkan molekul-molekul pada permukaan zat cair akan berpindah ke udara diatasnya sehingga mempercepat proses penguapan. Akibatnya molekul air lebih m udah terlepas dari kelompoknya dan mengisi ruang kosong antara partikel- partikel udara tersebut. Hal yang sering terjadi disekitar kita adalah jika kita memasak air di dataran tinggi akan lebih cepat mendidih daripada ketika kita memasak di dataran rendah.

2.5 Pengaruh Kalor Terhadap kenaikian Suhu Zat

Jika sebuah benda dipanaskan, maka suhu/temperatur benda akan naik, sebaliknya jika benda didinginkan, maka suhu/temperaturnya akan turun. Pengaruh kalor terhadap suatu zat diantaranya adalah kalor dapat mengubah suhu antara dua sistem, maka terjadi perpindahan kalor. Kalor mengalir dari sistem bersuhu tinggi ke bersuhu rendah. Sebagai contoh adalah sendok logam yang digunakan untuk mengaduk gula pasir, sendok tersebut akan menjadi panas dari sebelumnya.

2.5.1 Kalor Jenis Zat

Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang diperlukan oleh suatu zat untuk menaikkan suhu 1 kg zat tersebut sebesar 1^oC. Alat yang digunakan untuk mengukur kalor jenis zat adalah kalorimeter. Perubahan suhu yang diakibatkan oleh jumlah kalor yang sama pada zat yang berbeda adalah tidak sama. Kalor jenis juga diartikan sebagai kemampuan suatu benda untuk melepas atau menerima kalor. Kalor juga dapat menaikkam atau menurunkan suhu, semakin besar suhu, kalor yang diterima semakin banyak. Semakin kecil kenaikan suhu, kalor yang diterima semakin sedikit. Artinya hubungan kalor (Q) berbanding lurus atau sebanding dengan kenaikan suhu (∆T), jika massa (m) dan kalor jenis zat (c) tetap.

Satuan kalor jenis adalah J/kg ^oc.

(Susilo, 2021) 2.6 Metanol

Metanol (CH3OH) merupakan salah satu senyawa kimia yang dapat diproduksi melalui proses gasifikasi. Metanol (CH3OH) bertindak sebagai bahan

baku dalam memproduksi senyawa hidrokarbon yang berguna sebagai bahan bakar atau senyawa organik yang biasa digunakan untuk menaikkan nilai oktan suatu bahan bakar. Bahan ini memiliki gugus hidroksil (-OH) yang terletak pada atom C primer dan semua ikatannya berjenis kovalen polar.

Metanol berwarna bening seperti air, mudah menguap, mudah terbakar dan mudah bercampur dengan air. methanol organik tersebut merupakan bahan bakar terbarui yang dapat menggantikan hidrokarbon. Penggunaan metanol terbanyak adalah sebagai bahan pembuat bahan kimia lainnya. Metanol digunakan secara terbatas dalam mesin pembakaran, karena metanol tidak mudah terbakar dibandingkan dengan bensin. Salah satu kelemahan metanol sebagai bahan bakar adalah sifat korosi terhadap beberapa logam, termasuk aluminium

.

2.7 Air

Air secara ilmiah yakni sebuah senyawa kimia hasil ikatan antara unsur oksigen dan hidrogen yang kemudian membentuk senyawa air. Air sering disebut s ebagai pelarut universal karena air melarutkan banyak zat kimia. Air berada dalam kesetimbangan dinamis antara fase cair dan padat dibawah tekanan dan temperatur standar. Keadaan air yang berbentuk cair merupakan suatu keadaan yang tidak umum dalam kondisi normal.

Semua elemen ini apabila berikatan dengan hidrogen akan menghasilkan gas pada temperatur. Hal tersebut karena oksigen lebih bersifat elekronegatif elemen-elemen lain tersebut (kecuali flor). Dalam bentuk ion, air sebagai sebuah ion hidrogen (H⁺) berasosiasi (berikatan) dengan sebuah ion hidroksida (OH^-).

Air, sebagai zat volatil, mengalami perubahan fisik ketika terpapar panas

atau suhu yang cukup tinggi. Ketika suhu mencapai titik didihnya, yang pada tekanan atmosfer normal adalah 100 derajat Celsius, molekul air mulai memperoleh energi yang cukup untuk melompat dari bentuk cair ke bentuk gas.

Proses ini dikenal sebagai penguapan atau evaporasi. Selama penguapan, air kehilangan energi panas dan sebagian molekulnya berubah menjadi uap. Ini merupakan konsep dasar dalam siklus air alamiah, di mana air dari permukaan tanah, sungai, dan lautan menguap ke atmosfer, membentuk awan, dan kemudian kembali ke permukaan dalam bentuk hujan atau salju. Volatilitas air juga penting dalam bidang industri, misalnya dalam proses pemanasan, penguapan, dan pendinginan, di mana sifat volatil air dimanfaatkan untuk keperluan tertentu.

2.8 Kalor Penguapan Fisik

Kita bisa melihat perubahan fisis air pada beberapa temperatur. Pada satu mol es pada -25°C yang dipanaskan secara perlahan pada laju yang konstan sambil suhu sistem diukur secara seksama. Secara bertahap suhu es meningkat sampai mencapai 0°C yang untuk selanjutnya suhu tetap walaupun kalor ditambahkan terus sampai semua es mencair menjadi air. Semua energi termal yang ditambahkan diserap oleh lelehan es membentuk gaya antarmolekul Setelah semua es meleleh dan hanya air yan ada, suhu sistem meningkat lagi sampai titik air dicapai (100°C, 1 atm). Lagi-lagi suhu tetap konstan walaupun kalor ditambahkan terus. Semua energi termal yang ditambahkan dipakai untuk memutuskan gaya antar molekul air.

Setelah penguapan sempurna kemudian uap yang terbentuk masih dapat meningkatkan lagi suhunya selama kalor ditambahkan ke dalam uap tersebut.

∆H untuk perubahan wujud es akan berubah menjadi cair dan fase cair menjadi uap, merupakan jalur kalor yang diserap atau dilepaskan dalam proses (pada tekanan tetap) perubahan dari satu keadaan ke keadaan lain tanpa disertai perubahan suhu. Dalam kehidupan sehari-hari, pengaruh suhu terhadap laju reaksi ini dimanfaatkan untuk mengawetkan makanan. Agar makanan lebih tahan lama, kita biasanya menyimpan makanan tersebut dalam lemari es. Semakin rendah suhu reaksi, laju reaksi akan semakin lambat. Oleh karena itu, dengan menyimpan makanan dalam lemari es, reaksi pembusukan akan diperlambat.

Cara menghitung perbedaan entalpi dari suatu zat pada temperatur yang berubah dengan mengingat termodinamika mengenai kapasitas panas dan perubahan entalpi sebagai fungsi temperatur. Jika temperatur dinaikkan dalam sistem reaksi kimia, maka semua perubahan entalpi pada temperatur baru akan ditentukan oleh kapasitas panas dari semua zat yang ada.

Ada tiga pendekatan untuk menghitung panas reaksi pada temperatur selain 298 K. Dua adalah penyederhanaan dari pertama dan semuanya butuh entalpi pembentukan standar pada 298 K dimana kita menganggap sebagai entalpi absolut.

Diasumsikan bahwa tidak terjadi perubahan fase dalam rentang temperatur tertentu.

Pada hukum ke-nol Termodinamika yaitu "dua sistem yang keduanya ada dalam kesetimbangan termal dengan sistem ketiga, kedua sistem itu berada dalam kesetimbangan termal satu sama lain". Bila dinding penyekat berupa dinding adiabatis, maka tekanan gas tidak akan berubah pada kedua tabung tersebut. Pada situasi dimana dinding penyekat antardua tabung bisa menghantarkan panas, maka sistem beradapada keadaan kontak termal.

Adapun alat-alat dan bahan-bahan yang digunakan pada praktikum ini sebagai berikut:

3.1.1 Alat-Alat

Adapun alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini sebagai berikut:

1. Beaker Glass 1 Unit

2. Cawan Porselin 1 Unit

3. Kaki Tiga dan perangkatnya 1 Unit

4. Pipet Tetes 1 Unit

5. Stopwatch 1 Unit

6. Termometer 1 Unit

3.1.2 Bahan-Bahan

Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam percoban ini sebagai berikut:

1. Air Secukupnya

2. Metanol Secukupnya

3.2 Prosedur Kerja

Adapun prosedur kerja yang dilakukan pada percobaan ini sebagai berikut:

1. Diletakkan cawan porselin diatas kaki tiga, dan dipanaskan.

2. Diamati temperaturnya, setelah mencapai 35 ^oC diteteskan 3 tetes cairan volatil metanol ke dalam cawan.

3. Diamati dan dicatat waktu yang diperlukan agar cairan tersebut menguap sampai habis.

4. Dilakukan juga untuk cairan volatil air dengan temperature cawan yang sama.

5. Diulangi Langkah (2) dan (3) dengan temperatur cawan 40 ^oC, 45 ^oC, 50 ^oC, 55 ^oC, dan 60 ^oC.

6. Diulangi untuk setiap percobaan yang dilakukan sebanyak 3 kali 65

4.1 Hasil

Adapun hasil yang diperoleh dalam percobaan ini dapat ditunjukkan pada Tabel 4.1 dan 4.2 seabgai berikut:

Tabel 4.1 Hasil Pengamatan pada Metanol

Suhu (^oC)

Waktu

Waktu rata-rata (s) t1 (s) t2 (s) t3 (s)

35 9,37 9,08 10,00 9.48

40 7,68 7,48 8,70 7,95

45 5,20 5,52 5,81 5,51

50 5,14 5,63 5,61 5,46

55 4,64 4,49 5,37 4,83

60 3,52 4,49 3,62 3,87

(Sumber: Praktikum Kimia Fisika, 2024) Tabel 4.2 Hasil Pengamatan pada Air

Suhu (^oC)

Waktu

Waktu rata-rata (s) t1 (s) t2 (s) t3 (s)

35 55,10 57,39 57,94 56,81

40 45,71 42,46 43,92 43,89

45 34,83 36,80 36,14 35,92

50 30,85 31,47 30,31 30,87

55 27,00 27,88 27,78 27,55

60 21,00 21,49 22,05 21,51

(Sumber: Praktikum Kimia Fisika, 2024) 4.2 Pembahasan

Tujuan dilakukannya percobaan ini untuk menentukan energi pengaktifan dari suatu zat volatil. Zat volatil yang digunakan adalah metanol dan air. Kedua zat

66

volatil ini diuapkan dengan berbagai suhu di cawan berbeda-beda, dengan tujuan untuk melihat seberapa cepat zat-zat tersebut menguap.

Pada percobaan pertama diberikan suhu untuk masing-masing zat adalah sama yaitu 35^oC sampai 60^oC, dengan banyaknya zat yang diberikan dalam percobaan sebanyak 3 tetes. Hasil dari percobaan pada metanol dapat dilihat dari grafik berikut:

305 310 315 320 325 330 335

0 2 4 6 8 10

f(x) = − 0.214057142857143 x + 74.7886476190476 R² = 0.90508342517276

Grafik Suhu dan Waktu Penguapan Metanol

Suhu (K)

Waktu (s)

Gambar 4.1 Grafik suhu waktu penguapan pada metanol

Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa metanol pada suhu 333 K (60^oC) lebih cepat menguap daripada suhu 318 K (45^oC). Hal itu menunjukkan bahwa semakin tinggi temperatur yang diberikan pada zat volatil maka semakin cepat zat tersebut menguap dan sebaliknya. Semakin rendah temperatur yang diberikan maka semakin lama zat tersebut menguap. Sehingga semakin tinggi titik didih suatu zat maka semakin cepat pula waktu yang dibutuhkan suatu zat untuk menguap.

Diketahui bahwa laju penguapan berbanding lurus dengan waktu dan berbanding lurus dengan suhu.

0.00295 0.003 0.00305 0.0031 0.00315 0.0032 0.00325 0.0033

-1.2 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0

f(x) = − 1526.79838709678 x + 3.98733830645162 R² = 0.942523931967034

Grafik Hubungan log K dan 1/T pada Metanol

1/T

log K

Gambar 4.2 Grafik hubungan antara log K dan 1/T pada metanol

Berdasarkan grafik diatas, dapat dilihat bahwa laju penguapan berbanding t erbalik dengan waktunya dan berbanding lurus dengan waktunya. Perubahan suhu mempengaruhi harga tetapan laju k. Jika suhu dinaikkan maka harga k akan meningkat dan sebaliknya.

Untuk air dilakukan percobaan pada suhu yang sama yaitu 35^oC sampai dengan suhu 60^oC masing-masing sebanyak 3 kali pengulangan. Hasil dari percobaan air dapat dilihat pada grafik berikut:

305 310 315 320 325 330 335

0 20 40 60

f(x) = − 1.31754285714286 x + 458.364152380952 R² = 0.945850446541577

Grafik Suhu dan Waktu Penguapan Air

Suhu (K)

Waktu (s)

Gambar 4.3 Grafik suhu waktu penguapan pada air

Dari gambar 4.3 terlihat pada cairan volatil air pada suhu 333 K (60^oC) lebih cepat menguap daripada suhu 308 K (35^oC). Hal itu menunjukkan bahwa semakin tinggi temperatur yang diberikan pada zat volatil maka semakin cepat zat tersebut menguap dan sebaliknya. Diketahui bahwa laju penguapan berbanding lurus dengan waktu dan berbanding lurus dengan suhu.

0.00295 0.003 0.00305 0.0031 0.00315 0.0032 0.00325 0.0033

-2 -1.8 -1.6 -1.4 -1.2 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0

f(x) = − 1636.6935483871 x + 3.56602822580645 R² = 0.983239269963567

Grafik Hubungan log K dan 1/T pada Air

1/T

log K

Gambar 4.4 Grafik hubungan antara log K dan 1/T pada air

Berdasarkan grafik diatas, dapat dilihat bahwa laju penguapan berbanding terbalik dengan waktunya dan berbanding lurus dengan suhunya. Semakin tinggi laju penguapan maka waktu yang digunakan semakin singkat dan suhu yang digunakan semakin tinggi. Perubahan suhu mempengaruhi harga tetapan laju k, jika suhu dinaikkan maka harga k akan meningkat dan sebaliknya.

Penguapan merupakan salah satu proses perubahan fisik. Peguapan juga dipandang sebagai suatu reaksi dimana yang berperan sebagai zat cair adalah pereaksi sedangkan hasil reaksi adalah uap yang bersangkutan. Panas atau kalor penguapan adalah energi yang dibutuhkan untuk mengubah suatu kuantitas zat menjadi gas. Energi ini diukur pada titik didih zat dan nilainya biasanya dikoreksi ke 298 K, koreksi ini kecil dan sering lebih kecil dari pada deviasi standar nilai terukur. Nilainya biasanya dinyatakan dalam kJ/mol. Panas penguapan dapat dipandang sebagai energi yang dibutuhkan untuk mengatasi interaksi antar molekul didalam cairan atau padatan pada sublimasi. Laju penguapan berbanding terbalik dengan waktu dan berbanding lurus dengan suhu. Semakin tinggi suhu atau kalor ya ng ditambahkan maka semakin cepat suatu zat menguap.

Melalui energi aktivasi ini dapat diketahui mengapa konsentrasi, suhu, luas permukaan bidang sentuh dan katalis mempengaruhi laju reaksi. Nilai konstanta laju reaksi (k) berbanding terbalikdengan perubahan waktu. Semakin cepat reaksi berlangsung, maka nilai k semakin besar. Dan nilai konstanta laju reaksi berbanding lurus dengan perubahan suhu. semakin tinggi temperatur maka energi aktivasinya akan semakin kecil dan semakin sedikit waktu yang diperlukan sehingga akan memperbesar harga laju reaksi. Energi aktivasi diartikan sebagai energi minimum yang dibutuhkan agar reaksi kimia tertentu dapat terjadi. Energi aktivasi sebuah reaksi biasanya dilambangkan sebagai Ea, dengan satuan kJ/mol.

Berdasarkan hasil dan pembahasan dapat disimpulkan bahwa:

1. Dari hasil peercobaan diperoleh energi aktivasi untuk metanol adalah sebesar 12.691 kj/mol dan energi aktivasi untuk air adalah sebesar 13.607 kj/mol.

2. Rata – rata waktu penguapan metanol pada suhu 35^oC, 40^oC, 45^oC, 50^oC, 55^oC, dan 60^oC adalah 9,48 detik, 7,95 detik, 5,51 detik, 5,46 detik, 4,83 detik, dan 3,87 detik.

3. Rata – rata waktu penguapan air pada suhu 35^oC, 40^oC, 45^oC, 50^oC, 55^oC, dan 60^oC adalah adalah 56,81 detik, 43,89 detik, 35,92 detik, 30,87 detik, 27,55 detik, dan 21,51 detik.

4. Laju penguapan berbanding terbalik dengan waktu dan berbanding lurus dengan suhu.

5. Semakin tinggi suhu atau kalor yang ditambahkan maka semakin cepat suatu zat menguap.

5.2 Saran

Pada percobaan kalor penguapan sebagai energi pengaktifan penguapan sebaiknya menggunakan variasi cairan volatil yang lebih banyak agar dapat mengetahui perbedaan titik didih dari penguapan volatil yang terjadi.

70

Eralita Norma, Pramita Ayu, Fauziah Nur Dini. 2020. Pengaruh Suhu Reaksi Proses Pada Proses Hidrasi Alpha Pinene dengan Katslisator Amberlyst.

Cilacap : Universitas Ulama Al Ghazali.

James E, Brady. 2022. Kimia Universitas Jilid 1 Edisi 5. Jakarta : Binarupa Julian C, Smith. 2019. Operasi Teknik Kimia. Jakarta: Erlangga.

Susilo, 2021. Termodinamika. Malang : Universitas Brawijaya.

71

1. Waktu (t) rata-rata pada metanol a. Suhu 35ºC

9,37 + 9,08 + 10,00

3 = 9,48 s

b. Suhu 40ºC

7,68 + 7,48 + 8,70

3 = 7,95 s

c. Suhu 45ºC

5,20 + 5,52 + 5,81

3 = 5,51 s

d. Suhu 50ºC

5,14 + 5,63 + 5,61

3 = 5,46 s

e. Suhu 55ºC

4,64 + 4,49 + 5,37

3 = 4,83 s

f. Suhu 60ºC

3,52 + 4,49 + 3,62

3 = 3,87 s

2. Waktu (t) rata-rata pada air a. Suhu 35ºC

55,10 + 57,39 + 57,94

3 = 56,81 s

b. Suhu 40ºC

45,71 + 42,46 + 43,92

3 = 43,89 s

c. Suhu 45ºC

34,83 + 36,80 + 43,92

3 = 35,92 s

LB-14

d. Suhu 50ºC

30,85 + 31,47 + 30,31

3 = 30,87 s

e. Suhu 55ºC

27,00 + 27,88 + 27,78

3 = 27,55 s

f. Suhu 60ºC

21,00 + 21,49 + 22,05

3 = 21,51 s

3. Mencari 1/t untuk metanol a. 1/t

=

¹_9,48

=

0,1055 b. 1/t

=

¹_7,95

=

0,1255 c. 1/t

=

¹_5,51

=

0,1815 d. 1/t

=

¹_5,46

=

0,1831 e. 1/t

=

¹_4,83

=

0,2070 f. 1/t

=

¹_3,87

=

0,2584

4. Mencari 1/t untuk air a. 1/t

=

¹_56,81

=

0,0176 b. 1/t

=

¹_43,89

=

0,0228 c. 1/t

=

¹_35,92

=

0,0278 d. 1/t

=

¹_30,87

=

0,0324

e. 1/t

=

¹_27,55

=

0,0363 f. 1/t

=

¹_21,51

=

0,0465

5. Mencari nilai 1/T → K a. T = 35ºC + 273 = 308 K

1/T

=

¹₃₀₈

=

0,00324 K b. T = 40ºC + 273 = 313 K

1/T

=

¹₃₁₃

=

0,00319 K c. T = 45ºC + 273 = 318 K

1/T

=

¹₃₁₈

=

0,00314 K d. T = 50ºC + 273 = 323 K

1/T

=

¹₃₂₃

=

0,00309 K e. T = 55ºC + 273 = 328 K

1/T

=

¹₃₂₈

=

0,00304 K f. T = 60ºC + 273 = 333 K

1/T

=

¹₃₃₃

=

0,00300 K

6. Mencari log K = log 1/t untuk metanol a. Log K = log (0,1055)

= - 0,9767 b. Log K = log (0,1258)

= - 0,9003 c. Log K = log (0,1815)

= - 0,7411 d. Log K = log (0,1813)

= - 0,7373 e. Log K = log (0,2070)

= - 0,6840 f. Log K = log (0,2584)

= - 0,5877

7. Mencari log K = log 1/t untuk air a. Log K = log (0,0176)

= - 1,7545 b. Log K = log (0,0228)

= - 1,6421 c. Log K = log (0,0278)

= - 1,5559 d. Log K = log (0,0324)

= - 1,4894 e. Log K = log (0,0363)

= - 1,4401 f. Log K = log (0,0465)

= - 1,3325

1. Tentukan harga kecepatan reaksi K dari percobaan ! Jawab :

Perhitungan harga k pada metanol K untuk T 35ºC = 308,15 K K = Ae^(-Ea/RT)

K = 53.90913801(-12,691/(8,314)(308,15))

K = 0,980442

K untuk T 40ºC = 313,15 K K = Ae^(-Ea/RT)

K = 53.90913801(-12,691/(8,314)(313,15))

K = 0,980751

K untuk T 45ºC = 318,15 K K = Ae^(-Ea/RT)

K = 53.90913801(-12,691/(8,314)(318,15))

K = 0,981051

K untuk T 50ºC = 323,15 K K = Ae^(-Ea/RT)

K = 53.90913801(-12,691/(8,314)(323,15))

K = 0,981341

K untuk T 55ºC = 328,15 K K = Ae^(-Ea/RT)

K = 53.90913801(-12,691/(8,314)(328,15))

K = 0,981623

K untuk T 60ºC = 333,15 K

LC-8

K = Ae^(-Ea/RT)

K = 53.90913801(-12,691/(8,314)(333,15))

K = 0,981896

Perhitungan harga k pada air K untuk T 35ºC = 308,15 K K = Ae^(-Ea/RT)

K = 35.37481053(-13,607/(8,314)(308,15))

K = 0,981239

K untuk T 40ºC = 313,15 K K = Ae^(-Ea/RT)

K = 35.37481053(-13,607/(8,314)(313,15))

K = 0,981535

K untuk T 45ºC = 318,15 K K = Ae^(-Ea/RT)

K = 35.37481053(-13,607/(8,314)(318,15))

K = 0,981823

K untuk T 50ºC = 323,15 K K = Ae^(-Ea/RT)

K = 35.37481053(-13,607/(8,314)(323,15))

K = 0,982102

K untuk T 55ºC = 328,15 K K = Ae^(-Ea/RT)

K = 35.37481053(-13,607/(8,314)(328,15))

K = 0,982372

K untuk T 60ºC = 333,15 K K = Ae^(-Ea/RT)

K = 35.37481053(-13,607/(8,314)(333,15))

K = 0,982634

2. Buat grafik log K vs 1/T dari data percobaan ? Jawab:

Grafik antara log K dengan 1/T pada metanol

0.00295 0.003 0.00305 0.0031 0.00315 0.0032 0.00325 0.0033

-1.2 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0

f(x) = − 1526.79838709678 x + 3.98733830645162 R² = 0.942523931967034

Grafik Hubungan log K dan 1/T pada Metanol

1/T

log K

Grafik antara log K dengan 1/T pada air

0.00295 0.003 0.00305 0.0031 0.00315 0.0032 0.00325 0.0033

-2 -1.8 -1.6 -1.4 -1.2 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0

f(x) = − 1636.6935483871 x + 3.56602822580645 R² = 0.983239269963567

Grafik Hubungan log K dan 1/T pada Air

1/T

log K

3. Hitung harga E dan A untuk sistem metanol dan air ! Jawab:

Menghitung harga E dan A pada metanol metanol = y = -1526,8 x + 3,9873

R² = 0,9425 y = ax+b

y = -1536,8 x + 3,9873

a = -1526,8 a = - Ea

R Ea = -(a.R)

= -(-1526,8 × 8,314) = 12691,3 J/mol = 12691,3

1000

= 12,691 KJ/mol Mencari nilai A

b = Intercept = ln A = 3,9873 ln A = 3,9873

A = EXP(3,9873) = 53.90913801

Menghitung harga E dan A pada metanol metanol = y = -1636,7 x + 3,566

R² = 0,9832 y = ax+b

y = -1636,7 x + 3,566 a = -1636,7

a = - Ea R Ea = -(a.R)

= -(-1636,7× 8,314) = 13607,5 J/mol = 13607,5

1000

= 13,607 KJ/mol Mencari nilai A

b = Intercept = ln A = 3,566 ln A = 3,566

A = EXP(3,566) = 35.37481053

4. Apa yang dimaksud dengan energi aktivasi penguapan ? Jawab :

Energi aktivasi diartikan sebagai energi minimum yang dibutuhkan agar reaksi kimia tertentu dapat terjadi. Energi aktivasi sebuah reaksi biasanya di lambangkan sebagai Ea, dengan satuan kJ/mol.

1. Beaker Glass Berfungsi sebagai wadah untuk menampung atau menyimpan zat-zat kimia sementara.

2. Cawan porselin Untuk mereaksikan zat dalam suhu tinggi, mengabukan kertas saring, menguraikan endapan dalam

gravimetric sehingga menjadi bentuk stabil.

3. Kaki tiga dan perangkatnya Sebagai penahan kawat kasa dan penyangga ketika proses pemanasan.

4. Pipet Tetes Berfungsi untuk mengambil atau memindahkan cairan dalam jumlah kecil tetes demi tetes di setiap tetesan.

LD-7

5. Stopwatch Untuk mengukur lamanya waktu yang diperlukan dalam kegiatan.

6. Termometer Sebagai alat mengukur suhu.