laporan fisik Penentuan kalor reaksi

JUDUL PERCOBAAN
Penentuan Kalor Reaksi
TUJUAN PERCOBAAN
Untuk menentukan kalor pelarutan integral CuSO4 dan CuSO4.5H2O dengan menggunakan calorimeter sederhana.
LANDASAN TEORI
Salah satu aplikasi hukum pertama Termodinamika di dalam bidang kimia adalah termokimia , yaitu ilmu yang mempelajari kalor yang menyertai perubahan fisik atau reaksi kimia. Untuk menyatakan biasanya dengan kata-kata kalor ditambah dengan proses yang menyertainya. Misalnya kalor pelarutan , yaitu kalor yang menyertai proses perubahan fisik zat terlarut ke dalam pelarutnya (biasanya yang dibahas berupa pelarut cair), kalor pembakaran suatu zat , dan sebagainya. (Rohman. 2004:69).
Penyerapan atau pelepasan kalor yang menyertai suatu reaksi dapat diukur secara eksperimen.Dikenal beberapa macam kalor reaksi bergantung pada tipe reaksinya. Diantaranya adalah kalor netralisasi, kalor pembentukan, kalor penguraian, dan kalor pembakaran(Tim.dosen Kimia Fisik I.2010)
Pada volume tetap, kalor yang menyertai proses tersebut merupakan perubahan energy dalam, sedangkan pada tekanan tetap adalah perubahan entalpi.eksperimen dilaboratorium lebih banyak dilakukan pada tekanan tetap, sehingga kalor yang dihasilkannya merupakan perubahan entalpi (Rahman,Ijang.2004).
Telah dibahas pula bahwa perubahan variable-variabel keadaan system T dan P disertai dengan perubahan entalpi. Untuk menghindarkan pengaruh perubahan keadaan system terhadap perubahan entalpi hasil (reaksi yang terjadi di dalam suatu system, keadaan awal dan keadaan akhir reaksi harus memiliki suhu dan tekanan yang sama((Rahman,Ijang.2004).
Jika kerja dilakukan system hanya dipandang sebagai kerja tekanan volume, kalor reaksi yang diukur pada tekanan tetap dinyatakan dengan perubahan entalpi ΔH sementara itu kalor reaksi yang diukur pada volume tetap dinyatakan dengan perubahan energy dalam ΔU ( Tim dosen Kimia Fisik. 2010).
Hubungan kedua besaran tersebut pada tekanan tetap dinyatakan dengan ΔH=ΔU+PΔV. Dan untuk reaksi yang berkaitan dengan perubahan jumlah mol gas dengan asumsi gas ideal, persamaan menjadi ΔU=ΔU+ΔnRT( Tim dosen Kimia Fisik. 2010).
Selain kalor reaksi, penyerapan atau pelepasan kalor dapat juga terjadi pada proses-proses fisik. Diantaranya adalah pada proses pelarutan suatu zat didalam pelarutnya atau penambahan zat terlarut ke dalam zat terlarut. Ada dua jenis kalor pelarutan yaitu kalor pelarutan integral dan kalor pelarutan deperensial.Kalor pelarutan integral adalah kalor yang dilepaskan atau diserap ketika satu mol zat terlarut dilarutkan dalam n mol pelarut. Sedangkan kalor pelarutan diferensial adalah kalor yang dilepaskan atau diserap ketika satu mol zat dilarutkan dalam satu mol pelarut( Tim dosen Kimia Fisik. 2010).
Panas pelarutan integral didefinisikan sebagai perubahan entalpi jika 1 mol zat yang dilarutkan dalam jumlah larutan yang tak terhingga , sehingga konsentrasinya tidak berubah dengan penambahan 1 mol zat terlarut. Jadi panasan pelarutan didefinisikan bergantung pada konsentrasi larutan. Secara metematik didefinisikan sebagai yaitu perubahan panas dplot sebagai jumlah mol zat terlarut , dan panas pelarutan diferensial dapat diperoleh dengan mendapatkan kemiringan kurva pada setiap konsentrasi. Jadi panas pelarutan diferensial tergantung pada konsentrasi larutan (Dogra &dogra . 1990).
Alat paling penting untuk mengukur ΔU adalah calorimeter bom adiabatic.Perubahan keadaan yang dapat berupa reaksi kimia berawal didalam wadah bervolume tetap yang disebut bom.Bom tersebut direndam dibak air berpengaduk dan keseluruhan alat itulah disebut calorimeter.Kalorimeteritu yang direndam dalam bak air luar. Temperature air di dalam bak luar dipantau dan diatur sampai nilainya sama. Hal ini dilakukan untuk memastikan tidak adanya kalor yang hilang sedikitpun dari calorimeter kelingkungannya (bak-air) sehingga calorimeter itu adiabatic (Atkins. 1990:43).
Perubahan temperature ΔT dari calorimeter yang dihasilkan dari rekasi sebanding dengan energy yang dibebaskan atau diserap sebagai kalor. Oleh karebna itu dengan mengukur ΔT kita dapat menentukan q sehingga kita dapat mengetahui ΔU . konvensi dari ΔT menjadi q tidak bias lepas dari kapasitas kalor C adalah koefisien pembanding antara energy yang diberikan sebagai kalor dan kenaikan temperature yang disebabkanya.
Q=CxΔT (Atkins. 1990:43).
Perubahan kalor yang terjadi pada reaksi kimia maupun proses fisik, seperti telah dijelaskan diatas dapat diukur dengan suatu alat yang disebut calorimeter. setiap kalorimeter memiliki sifat khas dalam mengukur kalor. ini terjadi karena komponen-komponen alat kalorimeter sendiri (wadah logam, pengaduk, termometr) menyerap kalor, sehingga tidak semua kalor yang terjadi terukur. Oleh karena itu jumlah kalor yang diserap oleh calorimeter (Kapasitas kalor dari calorimeter, biasa juga disebut tetapan calorimeter k,) perlu diketahui terlebih dahulu( Tim dosen Kimia Fisik. 2010).
Tetapan kalorimeter dapat ditentukan dengan mengukur suhu campuran (Tc), air dingin (dengan suhu kamar, T1) dan air panas (dengan suhu tertentu, T2) yang dicampurkan satu hubungan matematis yang berguna untuk mengetahui nilai tetapan kalorimeter, dengan rumus:
k= (m2.C (T2-Tc)- m1.C (Tc-T1))/(Tc-T1)
Dengan m2 dan m1 masing-masing adalah massa air panas dan air dingin. Tc, T2, dan T1 masing-masing adalah suhu campuran , suhu air dan suhu air dingin, dan C adalah kalor jenis air yang diasumsikan pada rentang suhu tersebut tidak berubah. ( Tim dosen Kimia Fisik. 2010)
Kalor jenis (C) adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan 1 gram atau 1 kilogram zat sebesar 1oC (satuan kalori /gram C)(Anonim.2010).
Menurut hokum hess, karena entalpi adalah fungsi keadaan, perubahan entalpi dari suatu reaksi kimia adalah sama. Walaupun ;angkah-langkah yang digunakan untuk memperoleh produk berbeda. Dengan kata lain, hanya keadaan awal dan keadaan akhir yang berpengaruh terhadap perubahan entalpi bukan langkah-langkah yang dilakukan untuk mencapainya(Anonim.2010).
ALAT DAN BAHAN
Alat Yang Digunakan
Kalorimeter 1 set
Mortar dan pastel
Gelas kimia 50 ml 1 buah
Stopwatch
Neraca analitik
Pembakar spiritus
Kasa asbes dan kaki segitiga
Statif dan klem
Gelas ukur 50 ml
Spatula
Pipet tetes
Thermometer 110oC
Bahan Yang Digunakan
CuSO4 Anhidrat
CuSO4. 5H2O
Aquadest
Korek api
Tissue
CARA KERJA
Penentuan Tetapan Kalorimeter
Memasukkan 50 ml air ke dalam kalorimeter dengan gelas ukur dan mencatat temperaturnya.
Menyiapkan air panas dalam gelas kimia yang suhunya ±40oC . tepat menit ke enam masukkan 50 ml air panas ke dalam kalorimeter yang berisi air dingin
Mencatat suhu dalam kalorimeter setiap 1 menit sambil terus diaduk .pencatatan dilakukan hingga diperolaeh suhu yang relative tetap.
Mencatat kurva hubungan antara waktu dengan suhu untuk memperoleh suhu campuran yang tepat.
Penentuan kalor pelarutan integral CuSO4 dan CuSO4.5H2O
Menimbang secara kasar ± 10 gram Kristal CuSO4.5H2O
Menempatkan Kristal ke dalam mortar dan pastel dan menghancurkannya hingga didapat serbuk halus.
Menimbang secara teliti 5 gram Kristal tersebut dalam neraca analitik.
Menyiapkan kalorimeter ( yang telah ditentukan tetapannya), kemudian masukkan 100 ml aquadest ke dalamnya. Mencatat suhunya setiap 1 menit sebanyak mungkin hingga diperoleh suhu yang konstan
Menambahkan serbuk halus CuSO4.5H2O yang telah diketahui massanya ke dalam kalorimeter tersebut dan terus mengaduknya.Mencatat suhu saat Kristal ditambahkan , dan melanjutkannya dengan pembacaan suhu setiap1 menit sampai diperoleh suhu yang relative tetap.
Menimbang ± 5 gram serbuk halus CuSO4 anhidrat
Mengulangi langkah d sampai langkah g

HASIL PENGAMATAN
Penentuan Tetapan Kalorimeter.
50 mL air ke dalam calorimeter (30C) + air panas 40OC dimasukkan dalam calorimeter yang berisi air dingin catat suhu sambil aduk.
Suhu air: 30oC
Menit 1 30oC
Menit 2 30oC
Menit 3 30oC
Menit 4 30oC
Menit 5 30oC
Campuran suhu awal=35oC
Menit 1 35oC
Menit 2 35oC
Menit 3 35oC
Menit 4 35oC
Menit 5 35oC
Menit 6 35oC
Penetapan Kalor Pelarutan Integral CuSO4
5 gram CuSO4 dimasukkan 100 mL air dalam calorimeter dengan suhu sebagai berikut:
Suhu air: 30oC
Menit 1 30oC
Menit 2 30oC
Menit 3 30oC
Menit 4 30oC
Menit 5 30oC
Suhu campuran air dan CuSO4 suhu awal 33,5oC
Menit 1 33,5oC
Menit 2 33,5oC
Menit 3 33,5oC
Menit 4 33,5oC
Menit 5 33,5oC
Penetapan Kalor Pelarutan Integral CuSO4.5H2O
5 gram CuSO4.5H2O dimasukksn dimasukkan dalam calorimeter dengan suhu sebagai berikut
Suhu awal 30o C
Menit 1 30o C
Menit 2 30o C
Menit 3 30o C
Menit 4 30o C
Menit 5 30o C
ANALISIS DATA
Penentuan tetapan kalorimeter
Dik m1( air dingin) = 50 ml x 1 gr/ml = 50 gram
m2( air panas) = 50 ml x 1 gr/ml = 50 gram
T1 (air dingin) = 28oC =301 oK
T2 (air panas) = 40oC = 313oK
Tc (campuran) = 35oC = 308oK
C = 4,2 J/g.K
Dit : K = ……..?
Q1= ……..?
Q2= ……..?
Penyelesaian :
K=(m2 (T2-Tc)-M1(Tc-T1))/(Tc-T1)
= (50 g X 4,2J/gK (313-308)K-50 g X 4,2j/gK (308-303)K )/(308-303)K
= 0 J/K
Kalor yang diserap air dingin
Q1 =m1 C (Tc-T1)
=50 g X 4,2 J/gK (308-303)K
=1050 J
Kalor yang diserap air panas
Q2 = m2 C (T2-Tc)
= 50 g x 4,2 J/g K (313-308)K
= 1050 kJ
Penetuan pelarutan integral CuSO4
Dik : K =0
Tair =306,5 K
m air = 100 g
m CuSO4 = 5 g
penye
molCuSO4 = m/Mm= (5 g)/(159,5 g/mol) = 0,03 mol
q1=k (Tc-Tair) q2= m air C ΔT
= 0 J/K (306,5-303) = 100 g . 4,2 J/gK .3,5 K
= 0 = 1470 J
ΔH= (q1+q2)/mol= (0 J+1470 J)/(0,03 mol) = 49000J/mol = 49 kJ/mol

Penentuan pelarutan integral CuSO4.5H2O
Dik k =0
T air =303 K
T c =303 K
m air =100g
m CuSO4.5H2O = 5 gram
dit ΔH
penye
q1=k (Tc-Tair) q2= m air C ΔT
= 0 J/K (303-303)K = 100 g . 4,2 J/gK .0 K
= 0 = 0J
ΔH= (q1+q2)/mol= (0 J+0J)/(0,03 mol) = 0J/mol
CuSO4+ 5H2O CuSO4.5H2O
ΔH1 ΔH2
CuSO4
ΔH reaksi = ΔH3- ΔH1
= 0- 49kJ/mol
= -49 kJ/mol.

H. Pembahasan
1. penentuan tetapan calorimeter
Pada percobaan ini kalormeter diisi dengan air.Disini digunakan calorimeter Karena volarimeter termasuk adiabatic.Calorimeter adalah alat yang dapat mengukur perubahan kalor yang terjadi melalui reaksi kimia maupun reaksi fisik.Calorimeter ini perlu diketahui tetapan calorimeter, karena calorimeter meiliki sifat khas dalam mengukur kalor. Ini terjadi karena komponen-komponen alat calorimeter sendiri (wadah logam pebgaduk, thermometer) menyerap kalor, sehingga tidak semua kalor yang terjadi diukur. Oleh karena itu perlu diketahui tetapan kalorimeternya.
Dari hasil analisis dat T air dingan (T1)=30oC, T air panas (T2)=40oC. dan T campuran Tc= 35oC. dari hasil ini didapatkan tetapan calorimeter k=0J/K. ini membuktikan bahwa calorimeter disini tidak menyerap kalor. Yang menyerap kalor disini adalah air dingin itu sendiri. Jaidi dengan kata lain calorimeter tidak mempengaruhi penetapan kalor reaksi.
2. Penentuan kalor pelarutan integral CuSO4 dan CuSO4.5H2O
Pada percobaan ini calorimeter yang diisi dengan aquadest dan ditam bahkan CuSO4. Pada saat CuSO4dimasukkan ke dalam calorimeter harus dilakukan secepat mungkin. Hal ini bertujuan agar suhu diluar tidak mempengaruhi suhu dsalam calorimeter. Setelah dimasukksn harus diaduk agar CuSO4larut sempurnadan didapat hasil yang maksimal. Dari hasil analisis data kalor pelarutan CuSO4adalah 49kJ/K.
Pada perobaan selanjutnya calorimeter diisi dengan aquadest dan ditambahkan CuSO4.5H2O. Pada saat pemasukan CuSO4.5H2O harus dilakukan secepat mungkin ini bertujuan untuk mengurangi pengaruh suhu dari luar. Setelah dimasukkan harus diaduk agar CuSO4.5H2O ini larut dan didapatkan hasil yang baik. Dari hasil analisis data diperoleh kalor pelarutan CuSO4.5H2O adalah 0 J/K. ini menandakan bahwa CuSO4.5H2O tidak memiliki kalor pelarutan, Karena CuSO4.5H2O memiliki 5 molekul H2O. adapun kalor pelarutan CuSO4.menjadi CuSO4.5H2O adalah -49kJ/K.
Kesimpulan dan Saran
Kesimpulan
Dari hasil percobaan, dapat disimpulkan bahwa :
Tetapan kalorimeter yang digunakan adalah -0 kJ.
Kalor pelarutan integral CuSO4.5H2O adalah 0 kJ/mol
kalor pelarutan integral CuSO4 adalah 49 kJ/mol.
Kalor palarutan CuSO4 menjadi CuSO4.5H2O yaitu -49 kJ/mol
Saran
Diharapkan kepada seluruh praktikan selanjutnya untuk lebih memperhatikan suhu pada saat pembacaan skala serta menjaga tempat kalorimeter agar tidak berubah-ubah.




DAFTAR PUSTAKA

Anonim a . 2010. Beberapa pengertian kalor. http//kambing UI ac.id.. Diakses tanggal 22 april2010

Anonimb .2010. Hokum hess.http;//id.wikipedia.org/wiki/hukumhess. Diakses tanggal 18Mei 2010

Atkins, P.W 1990. Kimia Fisika Jilid 1 .Jakarta : Erlangga

Dogra,s.k& Dogra. 1990. Kimia Fisik dan Soal-Soal. Jakarta: UI-PRESS

Rahman,Ijang.2004.Kimia fisik 1.JICA.Malang.

Tim Dosen Kimia Fisik. 2010. Penuntun Praktikum Kimia Fisik 1. Makassar, Jurusan Kimia : FMIPA UNM


silahkan klik di sini untuk melihat dokumen aslinya