Laporan Praktikum Kalorimeter

LAPORAN PRAKTIKUM

PRAKTIKUM KIMIA FISIKA (KI405)

PENENTUAN KALOR PEMBAKARAN (∆Hc) NAFTALEN MENGGUNAKAN KALORIMETER BOM

Tanggal Awal Praktikum: 08 Desember 2022 Tanggal Akhir Praktikum: 08 Desember 2022

Dosen Pengampu:

Dr. Ijang Rohman, M.Si.

Triannisa Rahmawati, S.Pd., M.Si.

Nama: Alviana Indriyani Surachman NIM: 2103864

Pendidikan Kimia 2021 A

DEPARTEMEN PENDIDIKAN KIMIA

FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA BANDUNG

2022

PERCOBAAN 9

PENETAPAN DERAJAT IONISASI DAN TETAPAN IONISASI BASA LEMAH (NH

4

OH)

A. TUJUAN PRAKTIKUM

a. Menentukan tetapan kalorimeter dari hasil standarisasi kalorimeter bom dengan asam benzoat.

b. Menentukan perubahan energi dalam (ΔU) reaksi pembakaran naftalern menggunakan kalorimeter bom.

c. Menentukan perubahan entalpi (ΔH) reaksi pembakaran naftalen menggunakan kalorimeter bom.

B. DASAR TEORI

Termokimia adalah ilmu yang mempelajari perubahan kalor yang menyertai perubahan reaksi kimia. Dalam laboratorium, perturakaran kalor dalam proses fisika dan kimia diukut dengan kalorimeter, yaitu suatu wadah tertutup yang dirancang secara khusu untuk tujuan ini (Chang, 2010).

Setiap reaksi kimia selalu dikenal dengan perubahan energi karena reaksi kimia umumnya dilangsungkan pada tekanan tetap. Maka perubahan energi (kalor) yang menyertai disebut entalpi. Berdasarkan pada jenis-jenisnya, maka ada berbagai jenis entalpi yaitu entalpi reaksi, seperti entalpi pembentukan, entalpi pembakaran, etalpi netralisasi, dan sebagainya.

Suatu proses dapat berlangsung pada volume tetap atau tekanan tetap.

Pada volume tetap kalor yang menyertai proses tersebut merupakan perubahan energi dalam, sedangkan pada tekanan tetap adalah perubahan entalpi.

Eksperimen di laboratorium banyak dilakukan pada tekanan tetap, sehingga kalor yang dihasilkan merupakan perubahan entalpi (Rohman & Mulyani, 2004).

Kajian tentang kalor yang dihasilkan atau dibutuhkan oleh reaksi kimia disebut termokimia. Termokimia adalah cabang dari termodinamika karena

tabung reaksi dan isinya membentuk suatu sistem, dan reaksi kimia menghasilkan pertukaran energi antara sistem dan lingkungan. Oleh karena itu, kalorimeter dapat digunakan untuk mengukur energi yang energi yang didapatkan atau dihasilkan oleh kalor dari sebuah reaksi, dan dapat diintefikasi sebgai q dengan perubahan pada energi (ΔU) dalam jika reaksi terjadi pada volume konstan,

qv = ΔU

perubahan entalpi (ΔH) jika reaksi terjadi pada tekanan konstan, qp= ΔH

dengan kata lain, jika diketahui ΔU atau ΔH untuk reaksi, kalor reaksi yang dihasilkan dapat diprediksi.

Eksotermik adalah proses dimana energi dilepaskan sebagai kalor kepada lingkungan dan endotermik adalah proses dimana energi diserap sebagai kalor dari lingkungan. Karena melepaskan kalor akan menurunkan entalpi pada sistem, maka proses eksotermik ΔH<0 dan endotermik ΔH>0.

Kalorimetri adalah ilmu yang mempelajari perpindahan kalor saat baik proses fisika maupun kimia. Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur energi yang ditransfer sebagai panas. Kalorimeter yang paling umum digunakan untuk mengukur ΔU atau dikenal sebagai kalorimeter bomb adiabatik.

Reaksi kimia yang berlangsung pada kalorimeter bomb dilakukan pada keadaan volume konstan (Atkins, 2010).

Teknik pada kalorimeter didasarkan pada pengamatan suhu berubah ketika sistem menyerap atau melepaskan energi dalam bentuk panas. Suhu perubahan jumlah zat yang diketahui (sering kali air) dari panas jenis diketahui diukur.

Perubaham suhu disebabkan oleh penyerapan atau pelepasan panas oleh bahan kimia atau proses fisika yang diteliti.

Jumlah kalor yang diserap kalorimeter terkadang dinyatakan sebagai kapasitas kalor dari kalorimeter. Kapasitas kalorimeter ditentukan dengan menambahkan jumlah panas yang diketahui dan mengukur kenaikan suhu

kalorimeter dan larutan dikandungnya. Kapasitas kalorimeter terkadang disebut sebagai konstanta kalorimeter (Whittean, 2013).

Kalor pembakaran biasanya diukur dengan menempatkan senyawa yang massanya diketahui dalam wadah baja yang disebut kalorimeter bom volume- konstan, yang diisi dengan oksigen pada tekanan 30 atm. Bom tertutup itu dicelupkan ke dalam air. Sampel itu dihubungkan ke listrik, dan kalor yang dihasilkan oleh reaksi pembakaran dapat dihitung dengan mencatat kenaikan suhu air. Kalor yang dilepas oleh sampel diserap oleh air dan bom. Kalorimeter dirancang secara khusus itu memungkinkan untuk mengasumsikan bahwa tidak ada kalor (atau massa) yang hilang ke lingkungan selama waktu pengukuran.

Karena tidak ada kalor yang masuk atau meninggalkan sistem selama proses berlangsung, perubakan kalor sistem (qsistem) harus nol dan dapat ditulis,

qsistem = qkal + qreaksi = 0 qkal = qreaksi

Untuk menghitung qkal, perlu diketahui kapasitas kalor kalorimeter (Ckal) dan kenaikan suhu, yaitu

qkal = Ckal.Δt

Kuantitas Ckal dikalibrasi dengan membakar suatu zat yang sudah diketahui kalor pembakarannya secara cepat. Begitu Ckal telah ditentukan, kalorimeter tersebut dapat digunakan untuk mengukur kalor pembakaran zat-zat lain (Chang, 2010).

Banyak data termokimia yang diperoleh dari hasil pengukuran perubahan entalpi pembakaran. Hasil pengukuran ini dapat digunakan untuk menentukan entalpi reaksi yang lain, yang sulit dilakukan secara ekperimen menggunakan Hukum Hess. Sebagai contoh, etalpi reaksi pembentukan metana (CH4), dapat ditentukan dengan menggunakan entalpi pembakaran karbon, hidrogen, dan metana yang dilakukan secara terpisah.

Perubahan entalpi (ΔH) menyatakan besarnya kalor yang menyertai suatu reaksi pada tekanan tetap. Secara ekperimen, pengukuran entalpi suatu reaksi tidak hanya dapat dilakukan pada tekanan tetap tetapi dapat juga dilakukan pada volume tetap. Energi dalam (ΔU) menyatakan besarnya kalor yang menyertai suatu reaksi yang ditukut pada volume tetap.

Untuk menentukan perubahan entalpi dari perubahan energi dalam dapat dilakukan dengan cara menggunakan persamaan berikut:

∆𝐇 = ∆𝐔 + ∆(𝐏𝐕) (1)

Karena reaksi berlangsung pada volume tetap, maka persamaan berubah menjadi,

∆𝐇 = ∆𝐔 + 𝐕 ∆𝐏 (2)

Persamaan (2) berlaku untuk reaksi yang menghasilkan perubahan jumlah mol gas yang sebelum dan sesudah reaksinya. Misalnya, untuk reaksi pembakaran asam benzoat,

C6H5COOH (s) + 7 ½ O2 → 7CO2 (g) + 3H2O (l)

Jika gas-gas yang terlibat di dalam reaksi dianggap gas ideal, maka persamaan (2) berubah menjadi,

∆𝐇 = ∆𝐔 + ∆𝐧𝐑𝐓 (3)

dengan Δn adalah selisih jumlah mol gas sebelum dan sesudah reaksi (jumlah mol setelah reaksi). Sehingga, untuk reaksi pembakaran asam benzoat tersebut Δn = -0,5. Jika reaksi berlansung pada suhu 298K maka persamaan (3) menjadi, ΔH = ΔU – 0,5 × 8,314 J K^-1 mol^-1 × 298 K

ΔH = ΔU – 1,24 kJ mol^-1 atau

ΔU = ΔH + 1,24 kJ mol^-1 (4)

Persamaan (4) menyatakan hubungan antara ΔH dan ΔU untuk reaksi pembakaran asam benzoat. Dengan persamaan ini kita dapat menentukan perubahan entalpi jika perubahan energi dalamnya diketahui, begitu pula sebaliknya. Nilai perubahan energi dalam ini biasanya dipakai dalam standarisasi kalorimeter bom untuk mendapatkan kapasitas kalorimeter (tetapan kalorimeter, k).

Cara terbaik penentuan entalpi pembakaran suatu cuplikan adalah dengan menggunakan cara autoklaf (bom Berthelot), yang terdiri atas pembakaran cuplikan dalam oksigen bertekanan tinggi.

Proses pembakaran yang berlangsung dalam kalorimeter bom terjadi pada volume tetap. Sehingga, kalor reaksi yang terukut merupakan perubahan energi

dalam (ΔU). Dalam eksperimen ini akan dilakukan penentuan entalpi pembakaran suhu cuplikan secara kalorimeter bom.

Kalor yang dihasilkan dari pembakaran cuplikan selain digunakan untuk menaikan suhu air juga diserap oleh kalorimeter. Oleh karena itu, kalor hasil pengukuran harus dikoreksi dengan persamaan berikut:

dengan k adalah nilai tetapan kalorimeter, ΔU adalah kalor pembakaran cuplikan, w adalah massa cuplikan, Mr adalah massa molekul relatif cuplikan, Δt adalah perubahan suhu air, yang didapat dari hasil pengukuran, dan C adalah koreksi dari zat-zat lain yang ikut terbakar dan kawat penyulut.

Karena dalam kalibrasi ini hanya digunakan cuplikan zat murni (asam benzoat), amka nilai C hanya diperoleh dari kalor pembakaran kawat penyulut dan besarnya tertentu (Tim Kimia Fisika, 2022).

C. ALAT DAN BAHAN a. Alat

No. Nama Alat Jumlah

1 Lumpang dan alu porselen 1 set

2 Neraca analitik 1 set

3 Pembuatan tablet/pelet 1 set

4 Mata bor I nm 1 set

5 Kalorimeter bom 1 set

6 Termometer 1 buah

7 Tabung gas oksigen murni 1 set

b. Bahan

No. Bahan

Rumus

Kimia Wujud Warna Jumlah

1.

Asam benzoat

murni C7H6O2 Padat Putih

1 buah pelet

2. Naftalen C10H8 Padat Putih

1 buah pelet

3. Oksigen O2 Gas Tidak

berwarna ± 70 atm

4. Kawat penyulut - Padat Silver 20 cm

D. RANCANGAN SET ALAT

Gambar 1. Set Alat Kalorimeter Bom

(Sumber: https://www.thoughtco.com/definition-of-calorimeter-in-chemistry-604397)

Gambar 2. Set Alat Kalorimeter Bom (Penggantungan Pelet)

E. LANGKAH KERJA DAN PENGAMATAN

Langkah Kerja Pengamatan

1. Kalibrasi Kalorimeter dengan asam benzoat

Padatan Asam Benzoat

- Dihaluskan hingga menjadi serbuk dengan menggunakan lumpang dan alunya.

- Ditimbang asam benzoat tersebut ± 1 gram.

Serbuk Asam Benzoat

- Dimasukan zat tersebut ke dalam cetakan pembuat pelet.

- Ditempatkan dalam alat penekan, menekan dengan sekuat mungkin untuk mendapatkan pelet.

Pelet

 Padatan asam benzoat merupakan padatan pelet berwarna putih, dilubangi pada bagian tengahnya.

 Massa asam benzoat yang telah dilubangi adalah 0,284 gram.

 Kawat penyulut berwarana silver.

 Massa kawat penyulut sepanjang 10 cm adalah 0,16 gram.

 Air yang dimasukan ke dalam kalorimeter adalah sebanyak 1300 mL, tidak sampai alat bom

- Dilubangi pelet yang dihasilkan pada bagian tengahnya dengan menggunakan mata bor, kemudian ditimbang pelet kembali secara teliti.

- Dipotong kawat penyulut sepanjang 10 cm dan ditimbang kawat secara teliti.

- Dibukabuka alat bom secara hati- hati, lalu diambil bagian elektrodanya dan ditempatkan pada penyangga.

- Digantungkan pelet pada elektroda dengan menggunakan kawat penyulut sedemikian hingga tampak seperti berikut (gambar 1) dan di bawahnya ditempatkan mangkok bakar.

- Dipasangkan kembali elektroda tersebut ke dalam alat bom dan ditutup kembali dengan rapat, agar tidak bocor. Kemudian, dimasukan gas oksigen ± 30 atm ke dalam alat bom, melalui lubang pentil.

- Diisi badan kalorimeter dengan air sebanyak 2000 mL (disesuikan).

Ditempatkan alat bom ke dalam badan kalorimeter tersebut dengan tepat.

Pada saat alat bom dimasukkan, digunakan tang penjepit khusus.

- Dipasangkan kabel penyulut pada bagian elektrodanya, termometer, dan karet penyambung motor pengaduk.

- Diyakinkan kabel penyulut hingga terpasang baik dengan

menggunakan multitester.

- Disiapkan stopwatch dan bersamaan

tenggelam.

 Padatan asam benzoat dikaitkan dengan kawat penyulut dan dipasangkan pada bom.

 Oksigen dialirkan ke dalam bom sebanyak ± 40 atm.

 Suhu awal didapatkan (T1) adalah 25,52 ºC.

 Diperhatikan suhu setiap 30 detik sekali.

 Suhu akhir (T2) adalah 26,55 ºC.

 Hasil pembakaran, tidak ada padatan asam benzoat yang tersisa.

 Massa sisa kawat adalah 0,004 gram.

dengan stopwatch dijalankan dengan ditekan tombol untuk dijalankan motor pengaduk. Lalu dibaca suhu tepat setiap 30 detik, hingga didapatkan harga suhu yang konstan.

- Setelah didapatkan suhu awal, ditekan tombol penyulut agar sampel terbakar.

Perhatikan kembali thermometer, dan dibaca suhunya tepat setiap 30 detik sekali. Pembacaan dilanjutkan setiap 30 menit dan diakhiri sampai didapatkan suhu yang cenderung turun kembali.

- Jika sesudah selesai, dikeluarkan kembali alat bom dan dibersihkan dengan kain lap. Dikeluarkan gas dalam alat bom secara hati-hati, dengan jalan dibuka klep sedikit demi sedikit.

- Dibuka tutup bom dan periksa apakah pembakaran zatnya sempurnam, jika tidak sempurna percobaan harus diulang.

- Diambil secara hati-hati potongan kawat yang tidak terbakar lalu ditimbang sebagai faktor koreksi.

- Dihitung tetapan calorimeter (Ck).

Hasil

2. Penentuan nilai energi dalam (∆U) pada naftalen

Naftalen

 Naftalen merupakan padatan berbentuk pelet berwarna putih dan telah dilubangi bagian

Ditentukan (∆U) melalui langkah yang serupa dengan melakukan standarisasi.

Hasil

tengahnya.

 Massa padatan naftalen yang telah dilubangi adalah 0,256 gram.

 Massa kawat penyulut sepanjang 10 cm adalah 0,017 gram

 Volume air yang digunakan adalah 1300 mL.

 Tekanan gas yang digunakan adalah ± 40 atm.

 Suhu awal (T1) adalah 26,53 ºC.

 Suhu akhir (T2) adalah 27,92 ºC.

Massa sisa kawat adalah 0,002 gram.

F. DAFTAR PUSTAKA

Atkins, P. & Paula, J. (2010). Physical Chemistry, Ninth Edition. Gret Britain:

Oxford University Press.

Chang, R. (2010). Chemistry tenth edition. New York: McGrawHill Publishing Company.

Rohman, I & Mulyani, S. (2004). Kimia Fisika 1. Bandung: Jurusan Pendidikan Kimia FPMIPA UPI.

SAFC. (2022). LEMBARAN DATA KESELAMATAN (Asam benzoate serbuk).

[Online].

Diakses dari: www.sigmaldrich.com

Sigma-Aldrich. LEMBARAN DATA KESELAMATAN (Napthalene untuk sintesis).

[Online]. Diakses dari: www.sigmaldrich.com

Tim Kimia Fisika. (2022). Panduan Praktikum Kimia Fisika. Bandung:

Universitas Pendidikan Indonesia.

Whittean, dkk. (2014). General Chemistry 10th Edition. California: Cengage Learning.

G. TABEL PENGAMATAN

1. Kalibrasi dengan Asam Benzoat

- Massa asam benzoat yang telah dilubangi C₇H₆O₂ = 0,284 g - Massa kawat penyulut 10 cm (awal) = 0,016 g

- Massa kawat penyulut sisa (akhir) = 0,004 g - C kawat = 1400 cal = 58,576 kJ/g

- 𝑃𝑂2 = 40 𝑎𝑡𝑚 - V air = 1300 mL Penentuan suhu awal :

Tabel 1. Perubahan Suhu Pembakaran Asam Benzoat

T1(n) T(℃) T1(n) T(℃)

T1(1) 25,80 T1(5) 25,55

T1(2) 25,65 T1(6) 25,50

T1(3) 25,46 T1(7) 25,52

T1(4) 25,46 T1(8) 25,52

Tabel 2. Hasil Pengamatan Pembakaran Asam Benzoat Tabel Hasil Pengamatan Pembakaran Asam Benzoat

Waktu (s) Suhu (℃) Waktu (s) Suhu (℃) Waktu (s) Suhu (℃)

30 25,60 330 26,52 630 26,55

60 25,86 360 26,52 660 26,55

90 25,14 390 26,515 690 26,53

120 25,24 420 26,515 720 26,54

150 25,32 450 26,54 750 26,54

180 25,34 480 26,55 780 26,55

210 25,42 510 26,55 810 26,54

240 25,44 540 26,55 840 26,54

270 25,46 570 26,55 870 26,54

300 25,50 600 26,54 900 26,54

T2 = 26,55℃

Diperoleh kurva perubahan suhu pembakaran asam benzoat:

Kurva 1. Pembakaran Asam Benzoat 2. Penentuan Kalor Pembakaran Naftalena

- Massa naftalena yang telah dilubangi = 0,256 g - Massa kawat penyulut 10 cm (awal) = 0,017 g - Massa kawat penyulut sisa (akhir) = 0,002 g - C kawat = 1400 cal = 58,576 kJ/g

- 𝑃𝑂₂ = 40 𝑎𝑡𝑚 - V air = 1300 mL Penentuan suhu awal :

Tabel 3. Perubahan Suhu Pembakaran Naftalen

T1(n) T(℃) T1(n) T(℃)

T1(1) 26,53 T1(3) 26,53

T1(2) 26,53 T1(4) 6,53

Tabel 4. Hasil Pengamatan Pembakaran Naftalen Tabel Hasil Pengamatan Pembakaran Naftalena

Waktu (s) Suhu (℃) Waktu (s) Suhu (℃) Waktu (s) Suhu (℃) Waktu (s) Suhu (℃)

30 26,72 330 27,91 630 27,96 930 27,95

60 27,20 360 27,92 660 27,95 960 27,94

90 27,44 390 27,93 690 27,95 990 27,94

120 27,61 420 27,93 720 27,95 1020 27,94 150 27,72 450 27,94 750 27,93 1050 27,94 180 27,76 480 27,95 780 27,93 1080 27,94 210 27,81 510 27,96 810 27,92 1110 27,92 240 27,86 540 27,95 840 27,92 1140 27,92 270 27,87 570 27,95 870 27,92 1170 27,94 300 27,90 600 27,96 900 27,94 1200 27,92

T2 = 27,96℃

Diperoleh kurva perubahan suhu pembakaran Naftalena:

Kurva 2. Pembakaran Naftalena

H. PERSAMAAN REAKSI

 Pembakaran Asam Benzoat

𝑂𝑂 ( ) 𝑂 ( ) 𝑂 ( ) 𝑂 ( )

 Pembakaran Naftalena

C₁₀H₈ (s) + 12O2 (g) → 10 CO2 (g) + 4H2O (l) I. PERHITUNGAN

1. Menghitung Tetapan Kalorimeter Diketahui:

Massa asam benzoat (C₇H₆O₂) yang telah dilubangi = 0,284 g Massa kawat penyulut 10 cm (awal) = 0,016 g

Massa kawat penyulut sisa (akhir) = 0,004 g C kawat = 1400 cal = 5,8576 kJ/g

T₁ = 25,51^oC

T₂ = 26,55^oC Ditanyakan:

Ck = ?

Penyelesaian:

( ( )

( ( ) ( ( ))

( (

) ( ( )) ℃ ℃

℃

2. Menghitung U Nafltalen Diketahui:

Massa naftalena (C₁₀H₈) yang telah dilubangi = 0,256 g Massa kawat penyulut 10 cm (awal) = 0,017 g

Massa kawat penyulut sisa (akhir) = 0,002 g C kawat = 1400 cal = 5,8576 kJ/g

Ck = 7,307 kJ/^oC T1 = 26,53^oC T2 = 27,96^oC Ditanyakan:

Naftalena = ? Penyelesaian:

( ( ))

℃ ( ℃ ℃) ( ( ))

3. Menghitung 𝐇 Naftalena

C₁₀H₈ (s) + 12O₂ (g) → 10 CO₂ (g) + 4H₂O (l)

( )

( )

4. Menghitung Persen Kesalahan

|

| |

|

J. PEMBAHASAN

Percobaan kali ini bertujuan untuk menentukan perubahan entalpi reaksi pembakaran (∆Hc) naftalen dan menentukan perubahan energi dalam reaksi pembakaran (∆U) naftalen dengan menggunakan kalorimeter bom. Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur energi yang ditransfer sebagai panas.

Prinsip kerja dari kalorimeter adalah berdasarkan Azas Black, kalor yang dilepaskan oleh benda panas sama dengan kalor yang diterima oleh benda dingin.

Proses pembakaran yang berlangsung dalam kalorimeter bom terjadi pada volume tetap. Sehingga, kalor reaksi (q) yang terukur merupakan perubahan energi dalam (∆U). Dalam eksperimen ini dilakukan dalam pembakaran sempurna dengan oksigen berlebih (O₂).

Teknik pada kalorimeter ini didasarkan pada pengamatan suhu yang berubah ketika sistem menyerap atau melepaskan energi dalam bentuk panas.

Benda panas dalam percobaan adalah sistem yang berupa naftalen dan kawat besi yang mengalami pembakaran sehingga dilepaskan kalor ke lingkungan yaitu air.

Sebelum melakukan percobaan untuk mengetahui ∆U dari naftalen, kalorimeter perlu terlebih dahulu dikalibrasi. Tujuan dari kalibrasi dari kalorimeter bom adalah menentukan koreksi, memastikan hasil akurat serta mengetahui tetapan (Ck) dari kalorimeter bom tersebut. Langkah untuk melakukan kalibrasi dan penentuan ∆U dari naftalen. Kalibrasi dilakukan dengan suatu zat yang telah diketahui kalor pembakarannya. Dalam percobaan ini kalibrasi menggunakan cuplikan dari asam benzoate yang memiliki perubahan energi dalam (∆U) sebesar 3.237,80 kJ/mol. Asama benzoate yang digunakan dalam pengkalibrasian merupakan padatan berwarna putih dan berbentuk pelet.

Kalibrasi dimulai dengan terlebih dahulu melubangi sampel berbentuk pelet yang merupakan asam benzoat lalu menimbangnya sehingga didapatkan massa dari asam benzoate yang telah dilubangi tersebut adalah 0,284 gram.

Kemudian, memotong kawat yang sepanjang 10 cm untuk mengaitkan sampel dengan katoda dan anoda pada bom kalorimeter, setelah dipotong, kawat ditimbang dan didapatkan massa dari kawat 10 cm adalah 0,16 gram.

Selanjutnya adalah menyiapkan bom kalorimeter, setelah mengaitkan kawat pada lubang sampel asam benzoat, sampel ditempatkan pada wadah di

dalam bom tersebut, lalu kaitkan juga kawat yang akan dialirkan listrik sebagai pemicu pembakaran. Setelah dipastikan sampel terpasang dengan baik, tutup bagian bom lalu isi bom dengan gas oksigen secara perlahan-lahan, yang kemudian bom diisi sebesar 40 atm. Gas oksigen yang dimasukan haruslah cukup untuk dapat terjadinya proses pembakaran. Kemudian, memasukan alat bom pada kalorimeter yang wadahnya telah terisi air, namun diperhatikan jangan sampai bagian atas dari alat bom tersebut terkena air, maka air volume air yang digunakan adalah sebanyak 1300 mL. Lalu pasangkan arus listrik dan tutup kalorimeter yang telah dipasangkan dengan thermometer dengan ketelitian 0,02 ºC. Setelah alat kalorimeter terpasang dengan baik, dinyalakan stirrer dan perhatikan suhu pada thermometer untuk mendapatkan suhu awal (T1), ketika angka suhu menunjukkan harga yang konstan minimal sebanyak tiga kali, maka harga suhu tersebut dicatat sebagai suhu awal yaitu sebesar 25,52 ºC. Dikarenakan tidak kelengkapan alat, arus listrik yang digunakan dihitung sekitar 10 detik lalu dilepaskan arus listrik, dan diperhatikan perubahan suhu dari termometer, suhu akhir didapatkan ketika suhu didapatkan konstan untuk lebih dari tiga kali lalu diambil suhu terbesar dari suhu konstan tersebut.

Pengamatan untuk suhu serta pembakaran dihentikan ketika suhu sudah konstan menurun. Suhu akhir dari pembakaran asam benzoate adalah sebesar 26,55 ºC. Kemudian diperiksa apakah terdapat kawat yang tersisa dan ditimbang massa sisanya untuk pengoreksian, didapatkan massa sisa kawat pembakaran adalah sebesar 0,004 gram.

Setelah didapatkan suhu awal dan akhir, maka dapat dihitung tetapan dari kalorimeter dengan tidak lupa dengan pengoreksian. Karena kalibrasi hanya digunakan zat murni (asam benzoat), maka nilai C (koreksi) hanya diperoleh dari pembakaran kawat penyulut yang memiliki besar tertentu. Kawat penyulut yang digunakan memiliki entalpi pembakaran (∆Hc) sebesar 1400 cal atau jika dikonversi menjadi 5,8576 kJ/gram. Karena telah diketahui perubahan massa kawat, energi pembakaran asam benzoate serta perubahan suhu. Maka, didapatkan tetapan dari kalorimeter atau tetapan panas kalorimeter (Ck) adalah sebesar 7,307 kJ/ºC, artinya 7,307 kJ jumlah kalor diperlukan untuk menaikkan suhu kalorimeter sebesar 1 ºC.

Selanjutnya adalah menentukan perubahan energi dalam terhadap sampel naftalen dengan langkah yang sama dengan kalibrasi dengan menggunakan zat asam benzoat. Naftalen yang adalah padatan berbentuk pelet berwarna. Massa dari naftalen yang telah dilubangi adalah 0,256 gram. Kemudian, massa dari kawat 10 cm adalah 0,017 gram, lalu tekanan gas oksigen adalah ±40 atm. Volume air dalam kalorimeter adalah sebesar 1300 mL. Suhu awal didapatkan adalah 26,53 ºC. Setelah dialiri listrik, suhu naik dan didapatkan suhu akhir yaitu sebesar 27,96 ºC. Setelah selesai proses pembakaran massa dari sisa kawat adalah 0,002 gram.

Maka, dihitung ∆U dari naftalen adalah sebesar 5188,14 kJ/mol yang kemudian didapatkan juga ∆H berdasarkan perhitungan ∆H = ∆U + ∆nRT dari naftalen adalah 5183,18 kJ/mol. Dengan persamaan reaksi dari pembakaran naftalen adalah

C₁₀H₈ (s) + 12O2 (g) → 10 CO2 (g) + 4H2O (l)

Berdasarkan analisis data sekunder diperoleh ∆H naftalen, artinya 5183,18 kJ dilepas untuk satu mol naftalena yang mengalami pembakaran. Perubahan entalpi pembakaran bernilai negative menunjukkan bahwa sistem melepas kalor ke lingkungan atau disebut sebagai eksotermik. Dibandingkan data hasil percobaan dengan data teoritis dari handbook yaitu 5150,09 kJ/mol sehingga persen kesalahan dalam percobaan perubahan entalpi ini menunjukkan nilai 0,64

%.

Dalam penentuan perubahan entalpi terdapat beberapa faktor kesalahan yang dapat terjadi, salah satunya jumlah oksigen yang dimasukan ke dalam bom untuk dapat terjadi pembakaran yang sempurna, pembacaan termometer, serta ketelitian dalam penimbangan zat.

K. KESIMPULAN

Berdasarkan percobaan hasil percobaan standarisasi kalorimeter bom, didapatkan tetapan kalorimeter yaitu sebesar 7,307 kJ/ºC. Perubahan energi dalam (ΔU) reaksi pembakaran naftalern menggunakan kalorimeter bom adalah sebesar 5183,18 kJ/mol. Perubahan entalpi (∆Hc) reaksi pembakaran naftalena

menggunakan kalorimeter bom adalah sebesar 5150,09 kJ/mol. Sehingga, persen kesalahannya sebesar 0,64%.

L. POST TEST

a. Jelaskan hubungan antara perubahan entalpi dan perubahan energi dalam untuk reaksi yang tidak menghasilkan perubahan mol gas sebelum dan sesudahnya reaksinya.

Jawab:

∆H = ∆U + ∆(PV)

Reaksi terjadi pada volume yang konstan (tidak ada perubahan volume) maka,

∆H = ∆U + ∆(P)V

Diasumsikan bahwa zat yang terlibat bersifat gas ideal dan tidak menghasilkan perubahan mol.

∆H = ∆U + ∆nRT

∆H = ∆U + 0

∆H = ∆U

Jika suatu reaksi pembakaran tidak menghasilkan perubahan mol sebelum dan sesudah reaksinya maka perubahan entalpi (∆H) dan perubahan energi dalam (∆U) bernilai sama

b. Carilah nilai kalor pembakaran kawat yang dipakai dalam percobaan anda.

Jawab:

C kawat = 1400 cal/gram atau 5,8576 kJ/gram Kalor pembakaran kawat = 𝑘𝑎𝑤𝑎𝑡 × 𝑚𝑘𝑎𝑤𝑎𝑡𝑡𝑒𝑟𝑏𝑎𝑘𝑎𝑟

1) Asam Benzoat

Kalor pembakaran kawat = 𝑘𝑎𝑤𝑎𝑡 × 𝑚𝑘𝑎𝑤𝑎𝑡𝑡𝑒𝑟𝑏𝑎𝑘𝑎𝑟

Kalor pembakaran kawat = 5,8576 kJ/gram × 0,12 gram Kalor pembakaran kawat = 0,702912 kJ

2) Naftalena

Kalor pembakaran kawat = 𝑘𝑎𝑤𝑎𝑡 × 𝑚𝑘𝑎𝑤𝑎𝑡𝑡𝑒𝑟𝑏𝑎𝑘𝑎𝑟

Kalor pembakaran kawat = 5,8576 kJ/gram × 0,15 gram Kalor pembakaran kawat = 0,87864 kJ

M. DOKUMENTASI

Gambar 3. Mempersiapkan kalorimeter bom untuk uji cuplikan naftalena

Gambar 4. Pemasangan pelet naftalena pada reaktor bom

Gambar 5. Proses pembongkaran reaktor bom setelah uji cuplikan naftalena selesai

Gambar 6. Tidak adanya sisa pelet naftalena setelah uji dilakukan

Gambar 7. Proses pengambilan dan penimbangan sisa kawat yang tidak terbakar pada uji cuplikan naftalena

Note: Praktikum penentuan tetapan kalorimeter bomb deegan asam benzoat hanya didemonstrasikan oleh laboran. Jadi dokumentasinya diperoleh dari dosen.