PERCOBAAN 5 PEMBAKARAN DERET NORMAL ALKOHOL
Oleh:
ALDHI KURNIA (4162331001) SADILLA MUHRENI KASTRO SIMANJUNTAK (4163331025) (4163331025)
PENDIDIKAN KIMIA EKSTENSI A 2016 FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN MEDAN 2017
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT., yang telah memberikan nikmat berupa nikmat iman, nikmat kesehatan, dan nikmat kesempatan sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas Makalah Akhir Praktikum Kimia Fisika 1 ini. Makalah ini diajukan untuk memenuhi salah satu tugas pada mata kuliah Praktikum Kimia Fisika 1. Tidak lupa penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dan memberikan dorongan serta motivasi sehingga critical jurnal ini dapat diselesaikan. Penulis menyadari makalah ini masih jauh dari sempurna, baik dari segi tatanan bahasa maupun penyusunannya. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi perbaikan penyusunan critical jurnal di kemudian hari. Penulis juga memohon maaf apabila dalam penulisan tugas ini terdapat kesalahan pengetikan dan kekeliruan sehinngga membingungkan pembaca dalam memahami maksud penulis. Akhir kata, penulis ucapkan terima kasih, semoga tugas ini dapat bermanfaat dan bisa menambah pengetahuan bagi pembaca.
Medan, 4 November 2017
Penulis
BAB I PENDAHULUAN 1.1
LATAR BELAKANG
Kalor pembakaran suatu zat adalah kalor yang dibebaskan apabila suatu zat dibakar sempurna dengan menggunakan oksigen. Dalam hal pembakaran alkohol dengan oksigen maka akan terjadi pemecahan alkohol membentuk CO 2 dan air yang disertai dengan pembebasan kalor. Sebagai contoh reaksi di bawah ini: 2CH3OH (l) + 3O2 (g)
2 CO2 (g) + 4 H2O (l) + energi
Unsur-unsur karbon dan hidrogen, bila teroksidasi akan menghasilkan CO2 dan air, dan kalor pembentukannya adalah: H2 (g) (g) + ½ O2 (g) C (s) + O2 (g)
H2O (l)
ΔH = -57,8 kkal/mol
CO2 (g) ΔH = -94,4 kkal/mol
Kalor pembakaran negatif berarti bahwa untuk membentuk zat tersebut disertai dengan pembebasan energi atau kalor. Dengan demikian maka pada pembakaran alkohol akan banyak banyak dihasilkan energi atau kalor. Deret normal alkohol adalah deret alkohol yang tidak mempunyai rantai cabang, jadi dengan kata lain semua alkohol jenis ini adalah alkohol primer yang tidak memiliki rantai cabang. Sebagai contoh, metanol, etanol, n-propanol dan n butanol. Makin panjang rantai karbon makin besar kalor pembakarannya, dengan kenaikan energi yang sebanding dengan kenaikan panjang rantainya. 1.2
TUJUAN
1.
Menentukan kalor pembakaran deret normal alkohol
2.
Menentukan hangat air bejana didih kalor pembakaran
3.
Menentukan kalor pembakaran bahan bakar alkohol
BAB II TINJAUAN TEORITIS
Kalor pembakaran suatu zat yaitu jumlah kalor yang dihasilkan apabila suatu molekul zat tersebut direaksikan dengan oksigen dalam suhu yang tinggi secara sempurna. Kalor pembakaran zat organic dinyatakan sebagai banyaknya kalor yang dihasilkan untuk mengoksidasi zat organic menjadi gas CO 2 dan H2O untuk senyawa yang mengandung C, H dan O sedangkan untuk zat organic yang mengandung N maka akan menghasilkan gas N 2 (Chang,1998). Kalor pembakaran suatu zat adalah kalor yang dibebaskan apabila suatu zat dibakar sempurna dengan menggunakan oksigen. Dalam hal pembakaran alkohol dengan oksigen maka akan terjadi pemecahan alkohol membentuk CO 2 dan air yang disertai dengan pembebasan kalor. Sebagai contoh reaksi di bawah ini: 2CH3OH (l) + 3O2 (g) 2 CO2 (g) (g) + 4 H2O (l) + energi Unsur-unsur karbon dan hidrogen, bila teroksidasi akan menghasilkan CO 2 dan air, dan kalor pembentukannya adalah: H2 (g) (g) + ½ O2 (g) H2O (l)
ΔH = -57,8 kkal/mol
C (s) + O2 (g ) CO2 (g)
ΔH = -94,4 kkal/mol
Salah
satu
contoh
senyawa
organik
yang
dapat
dioksidasi
dan
menghasilkan kalor adalah senyawa golongan alkohol. Normal alkohol dengan rantai alkil pendek sangat efektif sebagai bahan bakar alternative. Reaksi oksidasi alkohol dengan oksigen menjadi air dan gas CO 2 akan menghasilkan tenaga. Besarnya kalor yang dihasilkan menjadi air dan gas CO 2 akan menghasilkan tenaga. Besarnya kalor yang dihasilkan pada pembakaran alkohol menjadi unsureunsurnya dan kemudian dari unsure-unsur tersebut dengan oksigen terbentuk H 2O dan CO2 dapat ditentukan (Doga,1990). Deret normal alkohol adalah deret dari bentuk alkohol yang tidak mempunyai rantai samping sama sekali, jadi semua alkohol ini merupakan alkohol primer yang tidak berantai sampaing, misalnya methanol, etanol, propanol, butanol, pentanol, dan seterusnya (Keenan.1996) (Keenan.1996) Kalor reaksi pembakaran dapat ditentukan. Jika kalor pembakaran negative (delta H negative) berarti untuk membentuk zat tersebut akan dikeluarkan tenaga
atau panas sehingga pada pembakaran alkohol akan menghasilkan banyak tenaga. Makin panjang rantai CH 2 semakin besar kalor pembakarannya, dengan satu kenaikan tenaga yang seimbang (Chang,1998) Besarnya entalphi pembakaran deret normal alkohol dapat ditentukan dengan menggunakan azas black yang menyatakan bahwa jumlah kalor yang dihasilkan sama dengan jumlah kalor yang diserap (Keenan,1996) Etanol merupakan zat cair, tidak berwarna, berbau spesifik, mudah terbakar dan menguap, dapat bercampur dalam air dengan segala perbandingan. Secara garis besar penggunaan etanol adalah : Sebagai pelarut untuk zat organik maupun an organik, bahan dasar industri asam cuka, ester, spirtus, asetaldehid, antiseptik topical dan sebagai bahan baku pembuatan eter dan etil ester (D.R.Endah,2007). Metanol merupakan bentuk Alkohol paling sederhana yang memiliki titik didih pada suhu 64,7 ◦C. Fungsi Metanol yang telah banyak digunakan pada berbagai industri adalah untuk anti beku, pelarut, bahan bakar, dan sebagai bahan baku untuk etanol. Fungsi lainnya juga dapat ditemukan pada proses produksi biodiesel dengan reaksi Transesterification. Metanol dan Gliserol sebagai sacrificial agent dalam produksi Hidrogen telah diteliti oleh beberapa penulis. Metanol adalah salah satu yang terbaik dalam membantu produktivitas produksi Hidrogen Sementara Gliserol merupakan sacrificial agent yang potensial untuk digunakan karena diprediksi kuantitasnya yang akan semakin banyak dalam beberapa waktu ke depan secara lebih spesifik, penggunaan Metanol dalam produksi Hidrogen ditemukan hampir dua kali lebih besar dibandingkan dengan Gliserol (Kustiningsih,2015).
BAB III PROSEDUR KERJA 3.1
ALAT & BAHAN 3.1.1
ALAT
No
Nama Alat
Ukuran
Jumlah
1
Bejana Didih
250ml
1 buah
2
Termometer
300 ◦C
1 buah
3
Lampu Spiritus
-
1 buah
4
Neraca
-
1 buah
5
Tungku
-
1 buah
3.1.2
No
BAHAN
Nama Bahan
Rumus
Wujud
Warna
Konsentrasi
Jumlah
Kimia 1
Metanol
CH3OH
Cair
Bening
-
16.03 g
2
Etanol
C2H5OH
Cair
Bening
-
11.6 g
3
n-propanol
C3H7OH
Cair
Bening
-
18.46 g
4
n-butanol
C4H9OH
Cair
Bening
-
17.56 g
5
aquades
H 2O
Cair
Bening
-
150 ml
3.2 PROSEDUR KERJA
Bejana Didih
Ditimbang Diisi aquades 500ml pada suhu kamar Ditimbang kembali Dicatat suhu kamar (T 1) dan massa aquades
Massa gelas Beaker 125ml kosong = 126.7 g, Suhu Kamar = 27 ◦C Massa gelas Beaker + Aquades = 278.9 g, jadi ma ssa aquades = 152.2 g
Lampu Kosong
Ditimbang lampu kosong Diisi n-propanol Ditimbang kembali Dinyalakan lampu pembakaran dibawah bejana didih Diaduk bejana yang berisi aquades Dicatat suhu Dipadamkan lampu Ditimbang kembali Diulangi percobaan dengan metanol, etanol, dan n -butanol
Metanol, botol = 131.6 g, + metanol met anol = 148.23 g, akhir = 132.79 g Etanol, botol = 127.28 g, + etanol = 138.88 g, akhir = 125.98 g Propanol, botol = 121.64 g, + propanol = 140.10 g, akhir = 130.35 g Butanol, botol = 117.66 g, + butanol = 135.22 g, akhir = 126.91 g
BAB IV HASIL & PEMBAHASAN 4.1
TABEL PENGAMATAN
Zat
Massa Lampu
Massa Lampu +
Massa Lampu +
Kosong
Zat Awal
Zat Akhir G1
Metanol
131.60 g
148.23 g
132.79 g
15,44 g
Etanol
127.23 g
138.88 g
125.98 g
13,88 g
Propanol
121.64 g
140.10 g
130.35 g
9,75 g
Butanol
117.66 g
135.22 g
126.91 g
8,31 g
4.2
4.3
REAKSI-REAKSI
Metanol
: 2CH3OH(l) + 3O2(g) 2CO2(g) + 4H2O(l)
Etanol
: C2H5OH(l) + 3O2(g) 2CO2(g) + 3H2O(l)
Propanol
: 2C3H7OH(l) + 9O2(g) 6CO2(g) + 8H2O(l)
Butanol
: C4H9OH(l) + 6O2(g) 4CO2(g) + 5H2O(l)
PERHITUNGAN
ΔHcᵒ= ΔHcᵒ= -536,0 kkal/mol Cp= 1kal/gᵒ 1kal/gᵒc= 3,6x10 -3 kkal/kg K Mencari w: ( G1/Mr ) ΔHcᵒ= ΔHcᵒ= w (T2-T1) + G 2 .Cp (T2-T1) 9,75 60 /
x (-536,0 kkal/mol) = w . (296 K) + 0,1522 kg . 3,6x10 -3 kkal/kg K
(296K) 0,1625 x (-536,0 kkal) = w . (296 K) + 0,1621 kkal -87,1 kkal = w (296 K) + 0,1621 kkal (-87,1 – (-87,1 – 0,162) 0,162) kkal = w (296 K) -87,262 kkal= w (296K) W = -0,2948 kkal/K
1.
Metanol (Mr =32)
( G1/Mr ) ΔHcᵒ = ΔHcᵒ = w (T2-T1) + G 2 .Cp (T2-T1) (15,44/32) ΔHcᵒ = ΔHcᵒ = -0,2948 (296) + 0,5122 . 3,6x10 -3 (296) 0,4825 x ΔHcᵒ = ΔHcᵒ = -87,2608 + 0,5458 0,4825 x ΔHcᵒ = ΔHcᵒ = -86,715 ΔHcᵒ = ΔHcᵒ = -129,72kkal/mol 2.
Propanol (Mr=60)
( G1/Mr ) ΔHcᵒ = ΔHcᵒ = w (T2-T1) + G 2 .Cp (T2-T1) (9,75/32) ΔHcᵒ = ΔHcᵒ = -0,2948 (296) + 0,5122 . 3,6x10 -3 (296) 0,1625 x ΔHcᵒ = ΔHcᵒ = -87,2608 + 0,5458 0,1625 x ΔHcᵒ = ΔHcᵒ = -86,715 ΔHcᵒ = ΔHcᵒ = -533,63kkal/mol 3.
Etanol (Mr=46)
( G1/Mr ) ΔHcᵒ = ΔHcᵒ = w (T2-T1) + G 2 .Cp (T2-T1) (13,88/46) ΔHcᵒ = ΔHcᵒ = -0,2948 (296) + 0,5122 . 3,6x10 -3 (296) 0,2521 x ΔHcᵒ = ΔHcᵒ = -87,2608 + 0,5458 0,2521 x ΔHcᵒ = ΔHcᵒ = -86,715 ΔHcᵒ = ΔHcᵒ = -343,97kkal/mol 4.
Butanol (Mr=74)
( G1/Mr ) ΔHcᵒ = ΔHcᵒ = w (T2-T1) + G 2 .Cp (T2-T1) (8,31/74) ΔHcᵒ = ΔHcᵒ = -0,2948 (296) + 0,5122 . 3,6x10 -3 (296) 0,1122 x ΔHcᵒ = ΔHcᵒ = -87,2608 + 0,5458 0,1122 x ΔHcᵒ = ΔHcᵒ = -86,715 ΔHcᵒ = ΔHcᵒ = -772,86kkal/mol Gafik ΔHcᵒ dan ΔHcᵒ dan Mr kalor pembakaran Mr
ΔHcᵒ
32
129.72
46
343.97
60
533.63
74
772.86
ΔHcᵒ dan Mr y = 15.136x 15.136x - 357.18 357.18 R² = 0.9981
1000 800 ᵒ c H Δ
600 400 200 0 0
20
40
Mr
60
80
4.4
PEMBAHASAN
Secara Teori: Kalor pembakaran adalah kalor yang dilepaskan atau diserap oleh pembakaran 1 mol unsur atau senyawa dan diberi symbol ΔHc. Pada proses pembakaran ini melibatkan alkohol dan O2 dari udara dan akan dihasilkan karbon diokisda (CO2) dan uap air (H2O). Dalam prosesnya akan terjadi reaksi eksoterm (pelepasan kalor dari system ke lingkungan) dengan nilai ΔHc (perubahan entalpi) selalu negatif Secara Praktek: Kalor pembakaran pada percobaan ini yaitu methanol, etanol, propanol, dan butanol dari proses pratikum unutuk menentukan kalor pembakaran pada bunseb/spiritus yang berisi methanol, etanol, propanol dan butanol diawali dengam pemanasan air. Sebelum memanaskan air yang akan digunakan untuk memanaskan ir ditimbang terlebih dahulu menggunakan neraca, sehingga didapatkan massa methanol awal sebesar , -129,72kkal/mol Propanol 533,63kkal/mol, etanol-343,97kkal/mol, dan butanol-772,86kkal/mol Sehingga dapat diambil kesimpulan dari hasil perhitungan kami sesuai dengan teori yang dijelaskan.
BAB V JAWABAN DAN PERTANYAAN
1.
Metanol (Mr =32)
( G1/Mr ) ΔHcᵒ = ΔHcᵒ = w (T2-T1) + G 2 .Cp (T2-T1) (15,44/32) ΔHcᵒ = ΔHcᵒ = -0,2948 (296) + 0,5122 . 3,6x10 -3 (296) 0,4825 x ΔHcᵒ = ΔHcᵒ = -87,2608 + 0,5458 0,4825 x ΔHcᵒ = ΔHcᵒ = -86,715 ΔHcᵒ = ΔHcᵒ = -129,72kkal/mol
BAB VI KESIMPULAN & SARAN 6.1
1.
KESIMPULAN
Kalor pembakaran pada percobaan ini yaitu methanol, etanol, propanol, dan butanol
2.
Hangat air bejana didih kalor pembakaran yaitu126,7g --> Ester Beaker 125ml kosong Suhu Kamar 27ᵒC, Massa Aquades + gelas kimia -->278.9, Massa Aquades --> 152,2
3.
- Metanol ΔHcᵒ = ΔHcᵒ = 22739.3649 - Propanol ΔHcᵒ = ΔHcᵒ = 42600.0656 - Etanol ΔHcᵒ = ΔHcᵒ = 22739.3649 - Butanol ΔHcᵒ = ΔHcᵒ = 5269.668
6.2
SARAN
Semoga dengan adanya laporan dan pratikum ini kami bisa lebih mengerti tentang deret normal alkohol dan pada pratikum tidak adanya kesalahan dalam percobaan seperti menimbang kembali aquades setiap percobaan pembakaran setiap alkohol.
DAFTAR PUSTAKA
Chang,Raymond.,(1998), Kimia Kimia dasar II Jilid 3, 3, Erlangga , Jakarta D.R.Endah.,
Sperisa.D.,
Adrian.N.,
Paryanto.,(2007),Pengaruh
Kondisi
Fermentasi Terhadap YIELD etanol pada pembuatan bioethanol dari pati garut, Jurnal Jurnal Teknik Kimia,Vol Kimia,Vol 10(II) Doga.S.,(1990), Kimia Kimia Fisik dan soal-soal , UI-Pres, Jakarta Keenan ., (1996) , Kimia , Kimia untuk universitas, Erlangga, universitas, Erlangga, Jakarta Kustiningsih, Indar., Haryadi.W., Slamet., (2015) , studi produksi hidogen mengunakan fotokatali Pt (1%) Titawa nanotube dengan sactifical agentmetanol dan gliseron , gliseron , jurnal konversi, konversi, Vol 4(1)
