Laporan Praktikum Termokimia

A. Judul Percobaan : Termokimia

B. Tujuan Penulisan

1. Membuktikan bahwa setiap reaksi kimia disertai penyerapan atau pelepasan kalor.

2. Menghitung perubahan kalor yang terjadi dalamberbagai reaksi kimia.

C. Kajian Teori

Termokimia adalah ilmu yangmembahas hubungan antara kalor dengan reaksi kimia atau proses-proses yang berhubungan dengan reaksi kimia. Dalam praktiknya termokimia lebih banyak berhubungan dengan pengukuran kalor yang menyertai reaksi kimia atau proses-proses yang berhubungan dengan perubahan struktur zat, misalnya perubahan wujud atau perubahan struktur kristal. Untuk mempelajari perubahan kalor dari suatu proses perlu kiranya dikaji beberapa hal yang berhubungan dengan energi apa saja yang dimiliki oleh suatu zat, bagaimana energi tersebut berubah, bagaimana mengukur perubahan energi tersebut, serta bagaimana pula hubungannya dengan struktur zat.

Dalam termokimia ada dua hal yang perlu diperhatikan yang menyangkut perpindahan energi, yaitu sistem dan lingkungan. System adalah Segala sesuatu yang menjadi pusat perhatian dalam mempelajari perubahan energi disebut, sedangkan lingkungan  adalah hal-hal di luar sistem yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem disebut.

Hukum Termodinamika I menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan, tetapi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lain. Oleh karena itu, jumlah energi yang diperoleh oleh sistem akan sama dengan jumlah energi yang dilepaskan oleh lingkungan. Sebaliknya, jumlah energi yang dilepaskan oleh sistem akan sama dengan jumlah energi yang diperoleh oleh lingkungan.

Oleh karena energi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan, maka dalam suatu reaksi kimia, energi yang dilepaskan oleh sistem dalam bentuk kalor akan diserap oleh lingkungan. Reaksinya disebut reaksi eksoterm. Sebaliknya, dalam reaksi dimana energi diserap oleh sistem dalam bentuk kalor akan sama dengan energi yang dilepaskan oleh lingkungan. Reaksinya disebut reaksi endoterm.

Reaksi eksoterm adalah reaksi yang disertai dengan perpindahan kalor dari sistem ke lingkungan. Dalam hal ini sistem melepaskan kalor ke lingkungan. Pada reaksi eksoterm umumnya suhu system naik. Adanya kenaikan suhu inilah yang mengakibatkan sistem melepaskan kalor ke lingkungan.

Reaksi endoterm adalah reaksi yang disertai dengan perpindahan kalor dari lingkungan ke sistem. Dalam reaksi ini, kalor diserap oleh sistem dari lingkungannya. Pada reaksi endoterm umumnya ditunjukkan oleh adanya penurunan suhu. Adanya penurunan suhu sistem inilah yang mengakibatkan terjadinya penyerapan kalor oleh sistem.

Kalor merupakan perpindahan energi yang terjadi akibat adanya perbedaan suhu. Jadi, perubahan kalor pada suatu reaksi dapat diukur melalui pengukuran perubahan suhu yang terjadi. Pengkuran perubahan kalor dapat dilakukan dengan menggunakan alat yang disebut kalorimeter. Kalorimeter adalah pengukur jumlah kalor yang dilepas atau diserap pada reaksi kimia.

Besarnya kalor yang menyebabkan perubahan suhu (kenaikan atau penurunan suhu) air yang terdapat di dalam kalorimeter dirumuskan sebagai:

                           q = m × c × ΔT

dengan,            m   = massa air dalam kalorimeter (gram)

                        c    = kalor jenis air dalam kalorimeter (J g Katau J g C)

                        ΔT = perubahan suhu (C atau K)

            Kalorimeter yang baik memiliki kapasitas kalor kecil. Artinya kalorimeter tersebut benar-benar sebagai sistem yang terisolasi, sehingga perubahan kalor yang terjadi dari reaksi dalam bom hanya berpengaruh terhadap perubahan suhu air atau larutan yang ada di dalam kalorimeter.

            Reaksi yang berlangsung dalam kalorimeter bom merupakan reaksi yang berlangsung pada volum konstan (∆V = 0), maka perubahan kalor yang terjadi dalam sistem akan sama dengan perubahan energi dalamnya.

∆U = q + w , dimana w = - P∆V

Jika ∆V = 0, maka w = 0

Perubahan energi dalam pada kalorimeter bom menjadi

                       ∆U = q

Pengukuran kalor reaksi selain kalor reaksi pembakaran, dapat dilakukan manggunakan kalorimeter pada tekanan konstan. Misalnya pada kalorimeter stirofoam yang dibuat dari gelas stirofoam. Kalorimeter jenis ini umunya dilakukan untuk mengukur kalor reaksi di mana reaksinya berlangsung dalam bentuk larutan, misalnya untuk mengukur perubahan kalor yang terjadi pada reaksi netralisasi asam-basa.

Pada kalorimeter yang reaksi kimianya berlangsung pada tekanan konstan (∆P = 0), maka perubahan kalor yang terjadi dalam sistem akan sama dengan perubahan entalpinya.

                                                           ∆H = q

           

Oleh karena dianggap tidak ada kalor yang diserap maupun dilepaskan oleh sistem ke lingkungan selama reaksi berlangsung, maka

q + q + q = q

D. Rancangan Percobaan

1.      Rancangan Percobaan

Dilampirkan

2.      Alat dan Bahan

     Alat-alat :

Ø  Kalorimeter

Ø  Pipet ukur

Ø  Gelas kimia

Ø  Spatula

Ø  Termometer

     Bahan :

Ø  CuSO₄              0,5 M

Ø  NaOH              0,5 M

Ø  HCl                  0,5 M

Ø  Serbuk Zn

3.      Langkah-langkah Percobaan

A.     Penentuan Tetapan Kalorimeter

1.    Masukkan 25 mL air ke dalam kalorimeter dengan pipet ukur. Catat temperaturnya (T₁).

2.    Panaskan 25 mL air dalam gelas kimia sampai kenaikan suhu kira-kira 10º C dari suhu kamar. Catat temperaturnya (T₂).

3.    Campurkan air panas itu ke dalam kalorimeter yang berisi air dingin. Kocok dan catat temperatur maksimum yang konstan.

4.    Hitung tetapan kalorimeternya.

B.  Penentuan Kalor Reaksi Zn – CuSO₄

1.  Masukkan 25 mL CuSO₄ ke dalam kalorimeter. Catat temperaturnya (T₂).

2.  Timbang 0,5 gram serbuk Zn. (Ar Zn = 65,4).

3.  Masukkan serbuk Zn ke dalam kalorimeter yang berisi larutan CuSO₄. Catat temperatur maksimum yang konstan (T₄).

4.  Hitung kalor penetralan yang terukur.

C.  Penentuan kalor penetralan HCl – NaOH

1.  Masukkan 25 mL HCl I M ke dalam kalorimeter. Catat temperaturnya (T₅).

2.  Ukur 25 mL NaOH 1 M dan atur temperaturnya sedemikian sehingga sama dengan temperatur larutan HCl.

3.  Campurkan larutan NaOH ini dengan larutan HCl dalam kalorimeter. Catat temperatur campuran yang maksimum dan konstan (T₆).

4.  Hitung kalor penetralan yang terukur.

4.      Alur Kerja

 

T4 campuran

           

 

 

E. Hasil Pengamatan

Tabel Penentuan Tetapan Kalorimeter

No.	Nama Zat	Suhu  (ºC)	Suhu ( oK )	Keadaan awal	Keadaan setelah reaksi
1. 2. 3.	Air dingin 25 mL Air panas 25 mL Campuran air dingin dan air panas	32º 42º 34º	305o 315o 307o	-Tidak berwarna -tidak ada endapan -Tidak berwarna -tidak ada endapan -tidak berwarna -ada endapan	- - -tidak berwarna -ada endapan

Tabel Penentuan Kalor Reaksi Zn-CuSO₄

No.	Nama Zat	Suhu ( ºC)	Suhu (o K )	Keadaan awal	Keadaan setelah reaksi
1. 2. 3.	CuSO4 25 mL 0,5 M Sebuk Zn 0,5gr Campuran 25 mL CuSO4 0,5 M dan 0,5 gram Zn	33 º 36 º	306o 309o	Warna biru bening Bentuk serbuk warna abu-abu -	- - Warna hijau tua terdapat endapan hitam

Tabel Penentuan Kalor Penetralan HCl-NaOH

No.	Nama Zat	Suhu ( ºC)	Suhu ( oK )	Keadaan awal	Keadaan setelah reaksi
1. 2. 3.	HCl 0,5 M 25 mL NaOH 0,5M 25mL Campuran HCl 0,5 M 25 mL dan NaOH 0,5 M 25 mL	34º 34o 35º	307o 307o 308o	Tidak berwarna Tidak berwarna -	- - Berwarna hijau keruh,terdapat endapan

F. Analisis Data

Penentuan Tetapan Kalorimeter

Pada percobaan pertama kami memasukkan 25 mL air dengan suhu normal kedalam kalorimeter. Kami mengukur temperaturnya (T₁)yakni sebesar 32º C atau sebesar 305^o K. Setelah itu kami memanaskan air sebanyak 25 mL sampai temperaturnya naik 10º C dari suhu T₁ atau hingga suhu air itu mencapai 42º C atau 315 K. Selanjtnya  kami mencampurkan air yang telah dipanaskan tadi dengan air dingin yang ada dalam kalorimeter. Lalu kami aduk hingga keduanya bercampur. Kita mengukur suhu campuran (Tc) tersebut yakni sebesar 34º C atau 307 K. Tahap berikutnya kami menghitung nilai dari kalor yang diserap oleh air dingin (q₁) dengan menggunakan rumus: Q₁₌  m_{air dingin} x c_air x ΔT dengan catatan massa jenis (ρ) air diangap konstan yakni 1 gr / mL dan kalor jenis (c) air sebesar 4,2 J / K. Kami akan memperoleh nilai dari Q₁ sebasar 210 J. Kami juga menghitung kalor yang dilepas oleh air panas (q₂) dengan menggunakan rumus:Q_{2 =}  m_{air panas} x c_air x ΔT. Dan kita akan mempooleh nilai Q₂ sebesar -840 J dan Q₃ = jumlah dari Q₁ dan Q₂ sebesar -1050J. Dengan demikian kami dapat menghitung tetapan kalorimeter dengan mengunakan rumus :

 k =     q₁                       atau  k =         q₂                      

        Tc – T₁                                    Tc – T₂                       

Maka kita akan memperoleh tetapan kalorimeter sebesar 105 J / ^oK