Termokimia

I. Hari/Tanggal Percobaan : 28 November 2014

II. Selesai Percobaan : 28 November 2014

III. Tujuan Percobaan :

1. Membuktikan bahwa setiap reaksi kimia disertai penyerapan atau pelepasan

kalor.

2. Menghitung perubahan kalor yang terjadi dalam berbagai reaksi kimia.

IV. Tinjauan Pustaka

Termokimia merupakan salah satu cabang ilmu kimia yang mempelajari tentang

kalor pada suatu reaksi kimia. Setiap reaksi kimia selalu disertai dengan

perubahan energi dalam bentuk kalor, yaitu dengan cara melepas sejumlah kalor

(reaksi eksoterm, ∆H = -) atau menyerap kalor (endoterm, ∆H = +). Selain itu ada

reaksi yang disertai dengan timbulnya gas ataupun timbulnya suatu endapan

tertentu. Jika suatu sistem kimia diberikan sejumlah energi dalam bentuk kalor

(Q) maka sistem akan melakukan kerja maksimum (w = P . ∆v ). Setelah kerja,

sistem menyimpan sejumlah energi yang disebut energi dalam (U). Secara

matematis perubahan energi dapat dirumuskan sebagai berikut :

∆U = ∆q ±∆v

Dimana : ∆U = Perubahan energi dalam

∆Q = perubahan kalor

∆v = perubahan volume

Jumlah kalor dari hasil reaksi dapat diukur dengan suatu alat yang

disebut kalorimeter. Jumlah kalor yang diserap kalorimeter untuk menaikkan

suhu 1 derajat disebut tetapan calorimeter, satuannya J/K. Pada reaksi eksoterm

sistem membabaskan energi sehingga sistem akan berkurang, artinya entalpi

produk lebih kecil dari entalpi pereaksi. Oleh karena itu perubahan bertanda

negatif. Sehingga (p) dapat dinyatakan sebai berikut :

∆H = Hp – Hr < 0

Sedangkan reaksi kimia yang menerima atau menyerap kalor disebut reaksi

endoterm. Pada reaksi endoterm sistem menyerap energy, oleh karena itu entalpi

sistem akan bertambah. Artinya entalpi produk (Hp) lebih besar dari entalpi

pereaksi (Hr). Akibatnya perubahan entalpi merupakan selisih antara entalpi

produk dengan entalpi pereaksi (Hp-Hr) bertanda positif sehingga reaksi endoterm

dapatdirumuskan :

∆H = Hp –Hr > 0

Dengan persamaan termokimia menggambarkan suatu reaksi yang disertai

informasi tentang perubahan entalpi kalor. Oleh karena itu entalpi merupakan sifat

eksensif (nilainya tergantung pada besar dan ukuran sistem). Maka pada

persamaan termokimia juga tercantum jumlah mol zat yang dinyatakan dengan

koefisien reaksi dan keadaan fase zat yang terlibat. Jumlah kalor yang diserap atau

dilepas sebanding dengan massa. Kalor jenis zat dan perubahan suhu.

Hubungannya :

Q = m.c. ∆T

dimana :

Q = perubahan kalor (J)

m = massa zat (gram)

c = kalor jenis zat

∆T = perubahan suhu (k)

Macam – macam jenis kalor :

1. Kalor Pembentukan

2. Kalor pembakaran

3. Kalor penguraian

4. Kalor pelarutan

5. Kalor penetralan

6. Kalor peleburan

V. Alat dan Bahan

Alat :

1. Kalorimeter

2. Pipet ukur

3. Gelas kimia 100 ml

4. Spatula

5. Termometer

- Dimasukkan dalam kalorimeter- Dicatat temperaturnya T 3

- Dicatat temperatur maksimum yang konstan

- menghitung kalor reaksi yang terukur

- Dipanaskan dalam gelas kimia sampai kenaikan suhu 100C dari suhu kamar

- Dicatat temperaturnya

- Dicampurkan air panas ke dalam calorimeter yang berisi air dingin

- Dikocok- Dicatat temperatur maksimum yang konstan

- menghitung tetapan kalorimeter

Bahan :

1. CuSO4 1M

2. NaOH 1M

3. HCl 1M

4. Serbuk Zn

VI. Cara Kerja:

1. Penentuan ketetapan kalorimeter

2. Penentuan kalor reaksi Zn-CuSO4

25 mL air 25 mL air

25 mL CuSO4 1M

- Ditimbang - Dimasukkan serbuk Zn kedalam

calorimeter yang berisi larutan CuSO4

0,2 gram Serbuk Zn

T4

ΔHr

-Dimasukkan ke dalam kalorimeter menggunakan pipet ukur

-Dicatat temperaturnya

T2T1

K

ΔT

- Dimasukkan dalam kalorimeter

- Dicatat temperaturnya

- Diatur temperaturnya agar sama dengan temperature larutan HCl

- Dicampurkan larutan NaOH dengan larutan HCl dalam kalorimeter

- Dicatat temperatur maksimum yang konstan

3. Penentuan kalor penetralan HCl – NaOH

VI. Hasil Pengamatan

No. Alur Praktikum Hasil Pengamatan Dugaan/Reaksi Kesimpulan1. Penentuan tetapan kalorimeter

Pelor Reak

Sebelum-Air 25 ml jernih, tidak berwarna-T1= 31ºC=304 K, Jernih tidak berwarna-T2 = 41ºC=314K,Jernih tidak berwarna SesudahΔT = 34ºC=307K,Warna tetap

q1=315 Jouleq2=−735 Joule

q3=420 JouleK = 105 Joule / K

Kalor yang terlepas dari air panas diserap oleh air dingin dan kalorimeter,sehingga terjadi kesetimbangan termal

Melalui perhitungan,diperoleh nilai tetapan kalorimeter/K=105Joule ̸ K

2. Sebelum:-CuSO4 1 M, 25 mL berwarna orange-T3= 33C= 306 K-Serbuk Zn 0,2 gram berwarna abu - abu

- Zn(s)+CuSO4(aq)ZnSO4(aq)+ Cu(s)

-T 4>T 3

- Reaksi yang terjadi yaitu reaksi eksoterm- Terdpat endapan Cu berwarna

Melalui perhitungan diperoleh kalor reaksi yang dihasilkan dalam 1 mol larutan (ΔHr) sebesar-35566,66

10 mL HCl 1M 10 mL NaOH 1M

T5

T6

- menghitung kalor penetralan yang terukur

ΔHp

25 mL Air 25 mL Air

T1 T2

T

K

20 mL Cu-SO4 1M 0,5 g serbuk Zn

T3

T4

ΔHr

Sesudah:-T4= 34C= 307 K-Larutan ZnSO4 tidak berwarna dan terdapat endapan Cuq4 = 105 Jq5 = 1,7 Jq6 = - 106,7 JHn = -35566,667 J/mol

kehitaman joule/Mol, sehingga terjadi reaksi eksoterm.

3. Kalor Penetralan HCl-NaOH Sebelum-T5 = 32ºC= 305 K-HCl : tidak berwarna-NaOH : tidak berwarna SesudahT6 = 34ºC=307 K, berwarna keruhq776,014 Jouleq8=210 Joule

q9=−286,014 Joule∆ Hn=¿ 105Joule / K

-HCl(aq)+NaOH(aq)NaCl(aq)+H2O(l)

-T 6>T5

- Reaksi yang terjadi yaitu reaksi eksoterm

Percobaan tersebut didapatkan nilai kalor penetralan (ΔHn) sebesar -28601,4 joule/mol, sehingga terjadi reaksi eksoterm

VII. Analisis data/ Perhitungan/ Persamaan reaksi yang terlibat

Penentuan Tetapan Kalorimeter

Pada percobaan pertama kami memasukkan 25 mL air dengan suhu

normal kedalam kalorimeter. Kami mengukur temperaturnya (T1) yakni sebesar

31º C = 304 K dan air jernih tidak berwarna. Setelah itu kami memanaskan air

sebanyak 25 mL sampai temperaturnya naik 10º C dari suhu kamar. hingga suhu

air itu mencapai 41º C = 314 K dan air jernih tidak berwarna. Selanjtnya  kami

mencampurkan air yang telah dipanaskan tadi dengan air dingin yang ada dalam

kalorimeter. Lalu dikocok hingga keduanya bercampur. Kita mengukur suhu

maksimum yang konstan (∆ T ) sebesar 34º C = 307 K dan warna air pun tetap,

tidak berubah. Pada perhitungan diperoleh

25 mL HCl 1 M

25mL NaOH 1M

T5 T5

T6

ΔHn

q1=315 Joule , q2=−735 Joule , q3=420 Joule . Sehingga diperoleh tetapan

kalorimeter sebesar 105 Joule/K.

Penentuan kalor reaksi Zn-CuSO4

Pada percobaan kedua kami memasukkan 25mL CuSO4 1M kedalam

kalorimeter. Kami mengukur temperaturnya (T3) yakni sebesar 33ºC = 306 K.

Setelah itu kami menambahkan larutan tersebut dengan 0,2 gram serbuk Zn yang

berwarna abu-abu dan kemudaian kami mengukur temperatur campuran larutan

tersebut, sehingga diperoleh (T4) sebesar 34ºC = 307 K, setelah dicampur dan

diukur temperaturnya larutan ZnSO4tidak berwarna dan terdapat endapan Cu

berwarna kehitaman. Pada perhitungan diperoleh

q4=105 Joule ,q5=1,7 Joule ,q6=−106,7 Joule , sehingga diperoleh kalor reaksi

yang dihasilkan dalam 1 mol larutan (ΔHr) sebesar -35566,667 J/Mol, sehingga

terjadi reaksi eksoterm. Sehingga diperoleh persamaan : Zn(s) + CuSO4(aq)

ZnSO4(aq) + Cu(s)

Penentuan kalor penetralan HCl-NaOH

Pada percobaan ketiga kami memasukkan 25 mL HCl 1M, jernih tidak

berwarna kedalam kalorimeter dan kemudian mengukur temperaturnya (T5)

sebesar320 C=305 K . Setelah itu kami menambahkan 25mL NaOH 1M, jernih

tidak berwarna yang mana temperaturnya diukur sama dengan temperatur HCl,

kemudian setelah kedua larutan tersebut dicampur, kami menghitung temperatur

campuran T6 sebesar 340C=307 K . sehingga warna berubah menjadi keruh. Pada

perhitungan diperoleh q7=76,014 Joule ,q8= 210 Joule,q9= -286,014 Joule,

sehingga diperoleh kalor penetralan yang dihasilkan dalam 1Mol larutan (ΔHn)

sebesar -28601,4 J/Mol, sehingga terjadi reaksi eksoterm. Sehingga diperoleh

persamaan : HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H2O(l)

Perhitungan

Percobaan 1 ( Penentuan tetapan kalorimeter , K )

Diketahui : VAir = 25 ml

ρ Air = 1 gr/ml

T1 = 31 ℃ = 310C + 273 = 304 K

T2 = 41 ℃ = 410C + 273 = 314 K

ΔT = 34 0C = 340C + 273 = 307 K

* ρ=mv

* m= ρ.v

= 1 × 25 = 25 gram

1.) Kalor yang diserap air dingin, q1

q1 = massa air dingin x kalor jenis air x kenaikan suhu

= 25 × 4,2 × (307 – 304)

= 25 x 4,2 x 3

= 315 J

2.) Kalor yang diserap air panas (q2)

q2 = massa air panas x kalor jenis air x penurunan suhu

= 25 × 4,2 × (314 – 307)

= 25 x 4,2 x 7

= 735 J

3.) Kalor yang diserap kalorimeter (q3)

q3 = q2 - q1

= 735 – 315

= 420 J

4.) Tetapan Kalorimeter (K)

K = q1

(∆T−T 1)joule /K

= 315

307−304

= 3153

= 105 Joule/K

Percobaan 2 (Penentuan Kalor reaksi Zn - CuSO4)

Diketahui : K = 105 J/K

m Zn = 0,2 gram

C ZnSO4 = 3,52 J/g K

VCuSO4 = 25 mL

M CuSO4 = 1 M

Ar Zn = 65,4

T3 = 33oC = 33oC + 273 = 306 K

T4 = 34oC = 34oC + 273 = 307 K

Mol CuSO4 = M x volume CuSO4

= 1 x 0,025

= 0,025 mol

Mol Zn = massa Zn

Ar Zn

= 0,2

65,4

= 0,003 mol

Persamaan reaksi :

CuSO4(aq) + Zn(s) ZnSO4(aq) + Cu(s)

M : 0,0025 0,003

R : 0,003 0,003 0,003 0,003

S : 0,022 - 0,003 0,003

1.) Kalor yang diserap kalorimeter (q4)

q4 = K x (T4 - T3)

= 105 × (307 - 306)

= 105 x 1

= 105 Joule

2.) Kalor yang diserap larutan (q5)

Massa ZnSO4 = mol ZnSO4 x Mr ZnSO4

= 0,003 x 161

= 0,483 gram

q5 = massa larutan x kalor jenis larutan x kenaikan suhu

= 0,483 x 3,52 x 1

= 1,70016

= 1,7 Jolue

3.) Kalor yang dihasilkan sistem reaksi (q6)

q6 = ˗ (q5 + q4)

= - (1,7 + 105)

= - 106,7 Joule

4.) Kalor reaksi yang dihasilkan dalam satu mol larutan

∆Hr = q6

mol pembatasjoule/mol

= −106,70,003

joule/mol

= - 35566,667 Joule/Mol

Percobaan 3 (Penentuan Kalor Penetralan HCl – NaOH)

Diket : clarutan = 3,69 J/g K

ρlarutan = 1,03 g/mL

V.air = 10 ml

T5 = 32 0C = 32 0C + 273 = 305 K

T6 = 34 0C = 34 0C + 273 = 307 K

1.) Kalor yang diserap larutan (q7)

q7 = mlarutan x kalor jenis larutan x kenaikan suhu

= (ρlarutan x Vair) x 3,69 x (T6 – T5)

= (1,03 x 10 ) x 3,69 x (307 – 305 )

= 1,03 x 3,69 x 2

= 76,014 Joule

2.) Kalor yang diserap kalorimeter (q8)

q8 = K x (T6 – T5)

= 105 x (307 – 305)

= 105 x 2

= 210 Joule

3.) Kalor yang dihasilkan sistem reaksi (q9)

q9 = - ( q7 + q8 )

= - (76,014 + 210)

= - 286,014 Joule

4.) Kalor penetralan tiap satu mol larutan

- Mol HCl = M x Vol.HCl

= 1 x 0,01

= 0,01 mol

- Mol NaOH = M x Vol. NaOH

= 1 x 0,01

= 0,01 mol

Persamaan reaksi :

NaOH + HCl ↔ NaCl + H2O

M : 0,01 0,01

R : 0,01 0,01 0,01 0,01

S : - - 0,01 0,01

Kalor reaksi yang dihasilkan dalam satu mol larutan

∆Hn = q9

mol pembatasjoule/mol

= −286,014

0,01joule /mol

= - 28601,4 Joule/mol

VIII. Pembahasan

1. Pada percobaan pertama

Pada percobaan ini air dingin yang dicampur dengan air panas

menghasilkan air hangat. Hal ini terjadi karena adanya peristiwa perpindahan

kalor yang menyebabkan terjadinya kesetimbangan suhu diantara kedua air

tersebut. Kejadian ini sesuai dengan hukum Asas Black bahwa Qlepas =

Qterima. Maksudnya adalah bahwa kalor yang di lepas ke lingkungan sama

dengan kalor yang diterima dari lingkungan. Perubahan suhu yang terjadi

yaitu 3°C

2. Pada percobaan kedua

Pada percobaan kedua dihasilkan endapan Cu berwarna kehitaman dari

pencampuran serbuk Zn dengan larutan CuSO4. dimana hal tersebut sesuai

dengan reaksi :

CuSO4 (aq) + Zn (s) ZnSO4 (aq) + Cu (s)

Selain itu warna larutan setelah pencampuran adalah orange. Hal

tersebut tidak sesuai dengan teori karena pada percobaan ini kenaikan suhu

tidak mencapai ±30C, hal ini dikarenakan kesalahan penggunaan CuSO4,

CuSO4 yang digunakan sudah rusak, jadi CuSO4 kurang stabil jadi tidak

teroksidasi, CuSO4 rentan bersifat dehidrasi.

3. Pada percobaan ketiga

Pada percobaan ketiga dihasilkan larutan tidak berwarna dari

percampuran asam klorida dan Natrium Hidroksida,dimana hal tersebut sesuai

dengan teori. Garam yang dihasilkan dari percampuran tersebut yaitu NaCl

atau yang biasa disebut dengan garam dapur dalam bentuk larutannya tidak

berwarna.

IX. Kesimpulan

Dari percobaan termokimia dapat diperoleh simpulan sebagai berikut :

Pada percobaan pertama diperoleh harga tetapan kalorimeter (K) sebesar 105

Joule/K.

Pada percobaan kedua diperoleh harga kalor reaksi yang dihasilkan dalam satu

mol larutan (ΔHr) antara Zn–CuSO4 sebesar – 35566,667 Joule/mol.

Pada percobaan ketiga diperoleh harga kalor penetralan yang dihasilkan dalam

suatu mol larutan (ΔHn) antara HCl–NaOH sebesar – 28601,4 Joule/mol.

Pada ketiga percobaan yang telah kami lakukan yakni menentukan tetapan

kalorimeter, penentuan kalor reaksi Zn-CuSO4, dan penentuan kalor

penetralan HCl-NaOH telah terbukti bahwa dalam setiap reaksi kimia selalu

disertai dengan pelepasan atau penyerapan kalor. Ini dapat dilihat dari

terjadinya kenaikan atau penurunan suhu setelah berlangsungnya reaksi.

X. Daftar Pustaka

Brady, J.E. 1999. Kimia Universitas Asas dan Struktur Jilid Satu. Binarupa

Aksara : Jakarta

Keenan, dkk. 1986. Ilmu Kimia Untuk Universitas. Erlangga.

Sugiarto , Bambang dkk.2007. Kimia Dasar I. Surabaya : Unesa University Press

Tim Kimia Dasar. 2014. Petunjuk Praktikum Kimia Umum. Surabaya: Jurusan

Kimia FMIPA UNESA

Surabaya, 02 Desember 2014

Mengetahui Praktikan,

Dosen/Asisten Pembimbing

( ) ( )

LAMPIRAN

Mempersiapkan Alat dan Bahan

Alat dan Bahan

1. Percobaan I Penentuan Tetapan Kalorimeter

Air 25 mL Air dimasukkan kedalam Kalorimeter

Mengukur suhu air dalam calorimeter 25 mL air yang lain dipanaskan

Air dicampur dan dikocok Diukur suhu campuran air

2. Penentuan Kalor reaksi Zn – CuSO4

Menimbang serbuk Zn 0,2 gram Mengamati suhu setelah dicampur serbuk Zn

Larutan CuSO4 yang telah dicampur dengan serbuk Zn

3. Penentuan Kalor penetralan HCl - NaOH

Gambar 1. Menyiapkan HCl dan NaOH

Mengukur suhu NaOH agar sama dengan suhu HCl

HCl dan NaOH dicampur dalam Mengukur suhu campuran HCl dan NaOH

Kalorimeter