I.
Tujuan
Adapun tujuan dari percobaan ini yaitu:
1. Untuk
menentukan tetapan kalorimeter.
2. Untuk
menentukan entalpi netralisasi antara: KOH +
HCl dan KOH + CH3COOH
II.
Dasar Teori
Panas
netralisasi adalah jumlah panas yang dilepaskan ketika 1 mol air terbentuk
akibat reaksi netralisasi asam oleh basa atau sebaliknya. Kalorimeter
merupakan alat yang di gunakan untuk mengukur perubahan panas. Hal ini karena kalorimeter mengisap panas, sehingga tidak semua panas
terukur. Kalorimeter yang di gunakan dalam keadaan sederhana adalah kalorimeter
adiabatik. Di laboratorium alat ini merupakan alat ukur yang teliti dan secara
sederhana kita mengatakan bahwa bejana panas mengalir ke dalam atau keluar dari
sistem (Atkins, 1999).
Kalorimetri
didasarkan kenaikan suhu yang teramat dalam beberapa medium. Kalor spesifik
dari zat adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu dari 1
gram zat pada 1°C.
Besaran lain yang berhubungan adalah kapasitas kalor yang merupakan banyaknya
kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu suatu zat bermassa pada 1°C.
Banyaknya kalor yang keluar maupun masuk dari zat adalah :
q =
C . Dt
Dt
adalah perubahan suhu yang diperoleh dari
tf – ti dimana tf merupakan
temperatur final dan ti adalah temperatur initial.
q =
C (tf – ti)
Sehingga
persamaan kalor spesifik :
q =
m . d
. Dt
Kalor adalah bentuk energi yang
menyebabkan suatu zat memiliki suhu. Jika zat menerima kalor, maka zat itu akan
mengalami suhu hingga tingkat tertentu sehingga zat tersebut akan mengalami
perubahan wujud, seperti perubahan wujud dari padat menjadi cair. Sebaliknya
jika suatu zat mengalami perubahan wujud dari cair menjadi padat maka zat
tersebut akan melepaskan sejumlah kalor. Dalam Sistem Internasional (SI) satuan
untuk kalor dinyatakan dalam satuan kalori (kal), kilokalori (kkal), atau joule
(J) dan kilojoule (kj) (Sastrohamidjojo, 2005).
Prinsip pada
kalor netralisasi adalah Azas Black, yang menyatakan bahwa kalor yang dilepas
sama dengan kalor yang diterima. Sedangkan metode yang digunakan adalah
kalorimetri yang berdasarkan pada hal penyeimbangan suhu dua larutan dalam
suatu sistem adiabatik. Kalor netralisasi adalah panas yang timbul pada
penetralan asam atau basa kuat, tetap untuk tiap-tiap mol H2O yang
terbentuk. Bila asam lemah, kalor netralisasi tidak tetap, karena ada kalor
untuk ionisasi (Sukardjo, 2002).
Pada penentuan kalor
netralisasi ini digunakan asam lemah dan basa kuat, karena adanya hukum Nilai
kalor netralisasi dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti massa asam dan
basa, perubahan kalorimeter dan zat-zat yang berfungsi sebagai penyerap kalor
dalam sistem kalorimeter (Sukardjo, 2002).
1 kalori adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk memanaskan 1 gram air
sehingga suhunya naik sebesar 1oC atau 1K. jumlah kalor yang
diperlukan untuk menaikkan suhu 1oC atau 1K dari 1 gram zat disebut
kalor jenis
, satuan untuk kalor jenis adalah joule pergram
perderajat Celcius (Jg-1oC-1) atau joule pergram per
Kelvin (Jg-1oK-1). Pengukuran kalor suatu reaksi
dilakukan dengan menggunakan alat yang disebut kalorimeter. Ada beberapa jenis
kalorimeter seperti: kalorimeter termos, kalorimeter bom, kalorimeter thienman,
dan lain-lain. Kalorimeter yang lebih sederhana dapat dibuat dari sebuah bejana
plastik yang ditutup rapat sehingga bejana ini merupakan sistim yang
terisolasi. Cara kerja kalorimeter adalah sebagai berikut: Sebelum zat-zat
pereaksi direaksikan di dalam kalorimeter, terlebih dahulu suhunya diukur, dan
usahakan agar masing-masing pereaksi ini memiliki suhu yang sama. Setelah
suhunya diukur kedua larutan tersebut dimasukkan ke dalam kalorimeter sambil
diaduk agar zat-zat bereaksi dengan baik, kemudian suhu akhir diukur (Petrucci,
2007).
Jika reaksi dalam kalorimeter berlangsung secara eksoterm maka kalor yang
timbul akan dibebaskan ke dalam larutan itu sehingga suhu larutan akan naik,
dan jika reaksi dalam kalorimeter berlangsung secara endoterm maka reaksi itu
akan menyerap kalor dari larutan itu sendiri, sehingga suhu larutan akan turun.
Besarnya kalor yang diserap atau dibebaskan reaksi itu adalah sebanding dengan
perubahan suhu, kalor jenis dan massa larutan. Secara matematis dapat
dirumuskan sebagai berikut (Petrucci, 2007).
Kalorimeter sederhana pengukuran kalor reaksi, serta kalor reaksi
pembakaran dapat dilakukan dengan menggunakan kalorimeter pada tekanan tetap
yaitu dengan kalorimeter sederhana yang dibuat dan gelas stirofoam. Kalorimeter
ini biasanya dipakai untuk mengukur kalor reaksi yang reaksinya berlangsung
dalam fase larutan (misalnya reaksi netralisasi asam-basa/netralisasi,
pelarutan dan pengendapan). Kalor jenis (c) adalah banyaknya kalor (Q) yang
dibutuhkan untuk menaikkan suhu (T) satu satuan massa (m) benda sebesar satu derajat (Sukardjo,
2002).
III. Alat dan Bahan
Adapun alat
dan bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah:
Ø ALAT
1. Termometer
2. Gelas kimia 100 mL dan 150 mL
3. Gelas ukur 10 mL dan 25 mL
4. Kalorimeter
5. Pipet tetes
6. Botol semprot
|
Ø BAHAN
1. Larutan HCl 2 M
2. Larutan NaOH 2 M
3. Larutan KOH 2 M
4. Larutan CH3COOH 2 M
5. Aquades
6. Tissue
|
IV. Prosedur Kerja
Adapun prosedur kerja dari percobaan
ini adalah:
1.
Merangkai kalorimeter
2.
Mengukur larutan HCl 10 mL
menggunakan gelas ukur kemudian memasukkan kedalam gelas kimia.
3.
Mengukur suhu larutan HCl dalam
gelas kimia menggunakan termometer sebagai T1.
4.
Mengukur larutan NaOH 10 mL
menggunakan gelas ukur, kemudian memasukkan kedalam gelas kimia.
5.
Mengukur suhu larutan NaOH dalam
gelas kimia menggunakan termometer sebagai T2.
6.
Memasukkan secara bersamaan larutan
HCl dan larutan NaOH kedalam kalorimeter, kemudian mengocok larutan dalam
kalorimeter dan mengukur suhunya sebagai suhu akhir.
7.
Mengulangi langkah 2 sampai 6
menggunakan larutan HCl dan larutan KOH.
8.
Mengulangi langkah 2 sampai 6
menggunakan larutan CH3COOH dan larutan KOH.
9.
Memasukkan data yang diperoleh dalam
tabel hasil pengamatan.
V. Hasil Pengamatan
Adapun
hasil pengamatanyang diperoleh dari percobaan ini yaitu sebagai berikut.
No
|
Larutan
asam
|
Larutan
basa
|
Percobaan
|
Suhu
rataan (
|
Suhu
Akhir (
|
||
T1
(
|
T2
(
|
||||||
1
2
3
|
HCl
2 M
HCl
2 M
CH3COOH
2 M
|
NaOH
2 M
KOH
2
M
KOH
2
M
|
33,5
33,5
33
|
32
34
34
|
32,75
33,75
33,5
|
42
39
38
|
9,25
5,25
4,5
|
VII.Pembahasan
Panas netralisasi adalah jumlah
panas yang dilepaskan ketika 1 mol air terbentuk akibat reaksi netralisasi asam
oleh basa atau sebaliknya. Kalorimeter merupakan alat yang di gunakan
untuk mengukur perubahan panas. Hal ini karena kalorimeter
mengisap panas, sehingga tidak semua panas terukur. Kalorimeter yang di gunakan
dalam keadaan sederhana adalah kalorimeter adiabatik. Di laboratorium alat ini
merupakan alat ukur yang teliti dan secara sederhana kita mengatakan bahwa
bejana panas mengalir ke dalam atau keluar dari sistem (Atkins,
1999).
Prinsip
kerja dari kalorimeter yaitu dimana
sebelum zat-zat pereaksi direaksikan didalam kalorimeter, terlebih dahulu
suhunya diukur dan diusahakan agar masing-masing pereaksi ini memiliki suhu
yang sama. Setelah suhunya diukur kedua larutan tersebut dimasukkan ke dalam
kalorimeter sambil diaduk agar zat-zat dapat bereaksi dengan baik, kemudian
suhu akhirnya diukur. Jika reaksi dalam kalorimeter berlangsung secara eksoterm
maka kalor yang timbul akan dibebaskan ke dalam larutan itu sehingga suhu
larutan akan naik, dan jika reaksi dalam kalorimeter berlangsung secara
endoterm maka reaksi itu akan menyerap kalor dari larutan itu sendiri, sehingga
suhu larutan akan turun. Besarnya kalor yang diserap atau dibebaskan reaksi itu
adalah sebanding dengan perubahan suhu dan massa larutan (Bird,
1993).
Cara kerja kalorimeter adalah sebagai berikut: Sebelum zat-zat pereaksi
direaksikan di dalam kalorimeter, terlebih dahulu suhunya diukur, dan usahakan
agar masing-masing pereaksi ini memiliki suhu yang sama. Setelah suhunya diukur
kedua larutan tersebut dimasukkan ke dalam kalorimeter sambil diaduk agar
zat-zat bereaksi dengan baik, kemudian suhu akhir diukur (Petrucci, 2007).
Percobaan bertujuan untuk menentukan
tetapan kalorimeter dan menghitung entalpi netralisasi antara larutan KOH dengan HCl dan larutan KOH dengan CH3COOH.
Pada percobaan ini bahan yang digunakan adalah larutan HCl, NaOH, KOH, dan CH3COOH
yang mempunyai konsentrasi masing-masing 2 M (Staf Pengajar
Kimia Fisik, 2013).
Adapun fungsi
penggunaan termometer dalam percobaan ini adalah untuk menentukan suhu dan
perubahan suhu sebelum dan sesudah dimasukkan kedalam kalorimeter. Fungsi gelas
ukur adalah untuk mengukur volume larutan yang akan digunakan baik larutan asam
maupun basa, gelas ukur yang digunakan pada
percobaan ini berbeda karena sifat kedua larutan yang digunakan berbeda yaitu
larutan asam dan basa, sehingga digunakan gelas ukur yang berbeda agar dapat ditentukan
suhu pertama dan suhu kedua. Fungsi gelas
kimia dalam percobaan ini adalah untuk menyimpan larutan yang diukur dalam
gelas ukur. Kalorimeter tujuannya adalah untuk mengukur kalor
reaksi yang reaksinya berlangsung dalam fase larutan (misalnya reaksi
netralisasi asam-basa/netralisasi, pelarutan dan pengendapan). Fungsi dari larutan HCl dengan NaOH adalah untuk mengetahui
besarnya nilai dari kalor reaksi, perubahan suhu, kapasitas kalor total,
kapasitas kalor larutan, dan tetapan
kalorimeter yang digunakan, karena
larutan HCl merupan asam kuat dan larutan NaOH basa kuat sehingga pada saat
kedua larutan dicampurkan akan bereaksi seluruhnya akibat larutannya terurai
sempurna membentuk ion-ionnya. Fungsi dari larutan KOH dengan HCl adalah untuk menentukan besarnya nilai massa larutan
yang terbentuk, perubahan suhu, kalor yang diserap, kalor yang dihasilkan,
jumlah kalor yang dihasilkan, jumlah mol garam yang dihasilkan dan
penetralisasian karena larutan asam yang digunakan HCl merupakan asam
kuat dan KOH merupakan basa lemah maka pada reaksi tersebut akan diperoleh
entalpi penetralisasiannya. Larutan CH3COOH dengan KOH juga mempunyai fungsi yang sama dengan penggunaan larutan KOH dan HCl (Staf Pengajar Kimia Fisik 1, 2013).
Perlakuan I, larutan HCl
dan NaOH yang mempunyai konsentrasi sama yaitu 2 M yang diukur menggunakan 2
jenis gelas ukur yang berbeda yaitu 10 mL dan 25 mL selanjutnya HCl yang sudah
diukur 10 mL dimasukkan dalam gelas kimia 100 mL dan mengukur
suhu larutan tersebut didapatkan T1 sebesar 33,5°C.
Kemudian NaOH 10 mL dimasukkan dalam gelas kimia 150 mL dan mengukur suhu larutan tersebut didapatkan T2 sebesar 32°C. Setelah
mengukur suhu masing-masing larutan, larutan dimasukkan secara bersamaan
kedalam kalorimeter dan selanjutnya mengukur suhu larutan dalam kalorimeter
menggunakan termometer raksa yang secara bersamaan larutan tersebut dikocok sampai suhunya konstan yang ditunjukkan pada
termometer dan suhunya diperoleh sebesar 42
. Tujuan larutan dimasukkan secara bersamaan kedalam
kalorimeter adalah supaya larutan tidak dipengaruhi oleh suhu ruang yang
menyebabkan terjadinya pertukaran kalor antara larutan yang satu dengan larutan
yang lainnya sehingga sangat berpengaruh dengan hasil pengukuran suhu dalam
percobaan. Suhu sebelum larutan dan sesudah pencampuran berbeda karena proses endoterm dalam sebuah wadah
adiabatik menghasilkan penurunan temperatur sistem, proses eksoterm menghasilkan
kenaikan temperature (Atkins, 1999).
Perlakuan II, larutan HCl dan KOH yang mempunyai
konsentrasi sama yaitu 2 M, pada perlakuan ini larutan HCl diukur menggunakan
gelas ukur sebanyak 10 mL, kemudian masukkan kedalam gelas kimia dan mengukur
suhunya menggunakan termometer diperoleh suhu T1 sebesar 33,5
dan larutan KOH
diukur dengan gelas ukur sebanyak 10 mL dan memasukkan dalam gelas kimia dan
mengukur suhunya menggunakan termometer diperoleh suhu T2 sebesar 34
. Setelah mengukur masing-masing suhu larutan, larutan
tersebut dimasukkan secara bersamaan kedalam kalorimeter dan mengukur suhu
larutannya sambil dikocok sampai suhu yang ditunjukkan pada termometer konstan
yaitu 39
.
Perlakuan III, larutan CH3COOH
dan larutan KOH yang mempunyai konsentrasi masing-masing 2 M. Pada perlakuin
ini larutan CH3COOH diukur sebanyak 10 mL menggunakan gelas ukur dan
selanjutnya dimasukkan kedalam gelas kimia dan mengukur suhunya menggunakan
termometer yang diperoleh T1 sebesar 33
. Selanjutnya
mengukur larutan KOH sebanyak 10 mL menggunakan gelas ukur dan selanjutnya
dimasukkan dalam gelas kimia dan mengukur besarnya suhu menggunakan
termometer diperoleh suhu T2
sebesar 34
. Selanjutnya larutan yang diukur tersebut dimasukkan
secara bersamaan kedalam kalorimeter dan mengukur suhunya menggunakan
termometer disertai dengan pengocokan sampai suhunya konstan dan diperoleh suhu
campuranya sebesar 38
.
Proses yang terjadi pada percobaan ini adalah proses endoterm yang berlangsung dalam wadah
diatermik, pada kondisi eksoterm dalam wadah diatermik menghasilkan aliran
energi ke dalam sistem sebagai kalor. Proses eksoterm dalam wadah diatermik
menghasilkan pembebasan energi sebagai kalor dalam lingkungan (Atkins, 1999).
Perhitungan reaksi antara HCl 2 M dan NaOH 2 M diperoleh kalor reaksi sebesar 260 joule,
selisih suhunya diperoleh sebesar 9,25 K, CP total
diperoleh sebesar 28,108 J/K, CP
larutan diperoleh sebesar 0,0836 J/K dan ketetapan kalorimeter (CP)
diperoleh sebesar 28024 J/K. Untuk perhitungan reaksi antara larutan HCl 2 M dan KOH
2 M diperoleh massa larutan sebesar 21 gram dan selisih suhunya sebesar 5,25 K, kalor yang diserap (Q1) sebesar 436,59 Joule,
kalor yang dihasilkan (Q2) sebesar 147,126 Joule,
kalor jenis yang dihasilkan (Q3) sebesar 583,716 Joule, mol garam KCl diperoleh sebesar 0,02 mol dan
penetralisasiannya (
net) diperoleh
sebesar 29,18 KJ/mol.
Sedangkan untuk perhitungan reaksi antara CH3COOH 2 M dan KOH 2
Mdiperoleh massa larutan sebesar 21 gram dan selisih suhunya sebesar 4,5 K,
kalor yang diserap (Q1) sebesar 374,22 Joule, kalor yang dihasilkan
(Q2) sebesar 126,108 Joule, nilai kalor jenis yang dihasilkan (Q3)
sebesar 500,328 Joule, mol garam CH3COOK sebesar 0,02 mol
dan penetralisasiannya (
net) sebesar 25,0164 KJ/mol.
Definisi dari panas netralisasi
yaitu jumlah panas yang dilepaskan ketika 1 mol air akibat reaksi netralisasi
asam oleh basa atau sebaliknya. Nilai
penetralisasian berdasarkan literatur yaitu -55,90 Kj/mol. Jika dibandingkan dengan hasil yang diperoleh maka hal ini tidak
sesuai dengan literatur yang menyatakan bahwa seharusnya nilai penetralisasian
yang diperoleh harus lebih kecil dari tetapan netralisasi dari asam lemah dan
basa basa. Kesalahan ini disebabkan karena kurangnya ketelitian dalam pembacaan
skala pada termometer dan keterlambatan dalam pengukuran suhu yang
mengakibatkan tidak terjadinya penetralan yang sempurna pada perlakuan ini (Bird,
1993).
VIII.
Kesimpulan
Adapun
kesimpulan pada percobaan ini yaitu:
1.
Tetapan kalorimeter yang diperoleh
pada percobaan ini 28,024 J/K.
2.
Nilai entalpi netralisasi dari HCl
dan KOH yaitu 29,18 Kj/mol. Nilai entalpi netralisasi dari CH3COOH dan
KOH yaitu 25,0164 Kj/mol.
DAFTAR PUSTAKA
Atkins,
(1999). Kimia Fisika Jilid 2.
Jakarta: Erlangga.
Bird,
(1993). Kimia Fisik. Jakarta: Erlangga.
Petrucci, dkk. (2007). Kimia Dasar Pinsip-Prinsip Dan Aplikasi
Modern Edisi Kesembilan Jilid 1. Jakarta: Erlangga
Sastrohamidjojo,
Hardjono. (2005). Kimia Dasar. Yogyakarta:
Gadjah Mada University Press.
Sukardjo.
(2002). Kimia Fisika. Jakarta: Rineka
Cipta
Sukri, S. (1999). Kimia Dasar I. ITB: Bandung.
0 komentar:
Posting Komentar