Laporan Praktikum KI2241 Energetika Kimia Percobaan A-1 Termokimia
Nama
: Airlangga Diandra Putra
NIM
: 10512038
Kelompok, Shift
: 4, Rabu siang
Tanggal Percobaan
: 26 Maret 2014
Tanggal Pengumpulan
: 02 April 2014
Asisten, NIM
: Nurhadini, Achmad Naufal,
20512038 10510058
LABORATORIUM KIMIA FISIKA PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2014
I.
Judul Percobaan Percobaan
Termokimia
II.
Tujuan Percobaan
1. Menentukan kapasitas kalor dari kalorimeter bom. 2. Menentukan kalor pembakaran naftalena dengan instrumen kalorimeter bom.
III.
Teori Dasar
Kalorimeter bom bekerja secara adiabatik dan isokhorik. Kalor yang dilepaskan pada proses pembakaran di dalam kalorimeter bom akan menaikkan suhu kalorimeter dan dapat dijadikan sebagai dasar penentuan kalor pembakaran. Perubahan energi dalam dapat dihitung dengan mengukur kenaikan suhu dan kapasitas kalor yang ditentukan dari pembakaran sejumlah zat yang telah diketahui kalor pembakarannya. Perubahan energi dalam dapat da pat dihitung dengan hukum Hess:
∆Uk
= ∆UT + C (T'-T)
Hasil pengukuran dapat juga dinyatakan sebagai perubahan entalpi, ∆H T. ∆HT IV.
= ∆UT + ∆(nRT)
Alat dan Bahan
a. Bahan
b. Alat
1. Asam Benzoat
1. Alat timbang
2. Na2CO3
2. Set kalorimeter bom
3. Indikator Metil Merah
3. Kawat pemanas
4. Naftalena
4. Labu Erlenmeyer
5. Oksigen
5. Buret
6. Air
6. Pipet tetes
V.
Cara Kerja
Dibuat tablet dari serbuk Asam benzoat, ditimbang beratnya. Dimasukkan asam benzoat ke dalam bom dan dipasang kawat pemanas pada kedua elektroda dengan kawat harus menyentuh asam benzoat. Diisi bom dengan oksigen hingga tekanan pada manometer mencapai 30 atm. Diisi ember kalorimeter dengan air sebanyak 2 Liter. Dimasukkan bom di dalam ember, dan dimasukkan ember ke dalam kalorimeter. Didiamkan hingga suhu lingkungan (air) setimbang lalu dijalankan arus listrik untuk membakar cuplikan dan diamati perubahan suhunya setiap menit hingga mencapai suhu konstan dalam 3 kali pencatatan suhu. Dikeluarkan bom dan dibuang gas hasil reaksinya dan dicuci bagian dalam bom dan ditampung hasil cuciannya dalam labu erlenmeyer. erl enmeyer. Dititrasi hasil cuciannya dengan larutan Na 2CO3 menggunakan indikator metil merah. Dilepaskan kawat pemanas yang tidak terbakar dari elektroda dan diukur panjangnya untuk menentukan panjang kawat yang terbakar. Terakhir dihitung kapasitas kalor kalorimeter. kalorimeter . Diulangi percobaan dengan menggunakan naftalen dan dihitung entalpi pembakaran dari naftalen.
VI.
Data Pengamatan
Asam Benzoat Massa tablet
= 0.65 g
Panjang kawat awal
= 12 cm
Panjang kawat akhir = 6 cm V titrasi
= 1.9 mL
T awal
= 25.06°C
T konstan
= 26.80°C
Waktu (Menit)
T (°C)
1
26.20
2
26.45
3
26.60
4
26.68
5
26.72
6
26.75
7
26.76
8
26.77
9
26.77
10
26.78
11
26.79
12
26.79
13
26.80
14
26.80
15
26.80
Naftalena Massa tablet
= 1.18 g
Panjang kawat awal
= 12 cm
Panjang kawat akhir = 0.8 cm V titrasi
= 14.2 mL
T awal
= 24.94°C
T konstan
= 29.28°C
Waktu (Menit)
T (°C)
1
27.80
2
28.59
3
28.98
4
29.20
5
29.22
6
29.25
7
29.25
8
29.26
9
29.28
10
29.29
11
29.28
12
29.28
13
29.28
VII.
Pengolahan Data
1. Penentuan Kapasitas Kalorimeter Bom (C) a. Faktor Koreksi Asam Nitrat (U 1) U1 = V titrasi x (-1) kal.mL-1 U1 = 1.9 mL x (-1) kal.mL-1 U1 = -1.9 kal
b. Faktor Koreksi Pembakaran Kawat (U2) U2
= ∆l x (-2.3) kal.cm-1
U2 = (12 cm - 6 cm) x (-2.3) kal.cm-1 U2 = -13.8 kal
c. Kapasitas Kalor (C) C = C =
( )) ( ) ( ) ) ( )
C = 2369.2 kal/K
2. Penentuan ∆Ut Naftalena a. Faktor Koreksi Asam Nitrat (U 1) U1 = V titrasi x (-1) kal.mL-1 U1 = 14.2 mL x (-1) kal.mL-1 U1 = -14.2 kal
b. Faktor Koreksi Pembakaran Kawat (U2) U2
= ∆l x (-2.3) kal.cm-1
U2 = (12 cm - 0.8 cm) x (-2.3) kal.cm-1 U2 = -25.76 kal c. Penentuan ∆Ut
∆Ut = ∆Ut =
( ) ) ( ) ( ) ) ( )
∆Ut = -8680 kal/g x 128.19 g/mol ∆Ut = -1112.7 kkal/mol d. Penentuan Entalpi Naftalena Reaksi pembakaran naftalena C10H8(s) + 12O 2(g)
→ 10CO2(g) + 4H2O
∆HT
x R x x T' = ∆UT + ∆n x R
∆HT
= -1112.7 -1112.7 kkal/mol + (-2) x 1.987 kal/mol.K x 302.43 K
∆HT
= -1113.9 kkal/mol
∆HT
= -4660.6 kJ/mol
e. Persen kesalahan %Galat = %Galat =
x x 100%
%Galat = 9.61%
x x 100%
IX.
Kesimpulan
Kapasitas kalorimeter bom yang diperoleh sebesar 2369.2 kal/K, dan entalpi pembakaran naftalena sebesar -4660.6 kJ/mol dengan persen galat sebesar 9.61%.
X.
Daftar Pustaka
"Heat of Combustion", in CRC Handbook Handbook of Chemistry and Physics, 89th Edition (Internet Version 2009), 2009), David R. Lide, ed., CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL. www.sciencelab.com/msdsList.php,, diakses 23 Maret 2014 16:24 WIB www.sciencelab.com/msdsList.php www.chem-is-try.org/materi_kimia,, diakses 23 Maret 2014 16:24 WIB www.chem-is-try.org/materi_kimia www.chem.ufl.edu/~itl/2045/lectures/lec_9.html , diakses 26 Maret 2014 06:18 WIB www.chem.hope.edu/~polik/Chem345-1997/Calorymetry/bombcalorymetry1.html , diakses 26 Maret 2014 06:47 WIB www.cem.msu.edu/~cem472/bomb.pdf , diakses 26 Maret 2014 06:47 WIB digital.library.unt.edu/alk:/67531/metadc/3253/m2/1/high_res_d/NBS%20Monograph
%207.pdf , diakses 26 Maret 2014 06:47 WIB
wwww.scimed.co.uk/wp-content/uploads/2013/03/Introduction-to-bomb
XI.
calorymetry.pdf , diakses 26 Maret 2014 06:58 WIB
Lampiran
Jawaban Pertanyaan Gambar kalorimeter bom Lembar data pengamatan
LAMPIRAN
Pertanyaan 1.
Apakah perbedaan ∆U dan ∆H? Jawab:
∆U adalah perubahan energi dalam , energi dalam sendiri adalah total energi kinetik dan energi potensial, sedangkan energi kinetik dan energi potensial dalam sebuah sistem tidak dapat diukur . ∆U ditentukan dengan mengukur kalor (q) dan
kerja
(w) yang akan timbul bila suatu sistem bereaksi.
∆U = q + w Jika sistem menyerap kalor maka q bernilai positif, dan negatif bila melepas kalor. Jika sistem dikenai kerja oleh lingkungan maka w bernilai positif, dan negatif bila sistem melakukan kerja.
∆H adalah per ubahan ubahan entalpi, dengan entalpi sendiri adalah jumlah energi yang dimiliki sistem pada tekanan tetap. Nilai perubahan entalpi dapat diukur dengan
∆H = H produk - H reaktan Bila ∆H bertanda positif, maka terjadi penyerapan kalor dari lingkungan ke sistem , dan bila ∆H bertanda negatif maka terjadi t erjadi pelepasan kalor dari sistem ke lingkungan. 2.
Mengapa ∆U pada persamaan (1) sama dengan nol? Jawab: Karena kalorimeter bom memiliki prinsip adiabatik, yaitu tidak ada pertukaran kalor antara sistem dengan lingkungan.
3.
Turunkan persamaan (5)! Jawab: dH
= dU + d(PV)
dH
= dU + d(nRT)
Adiabatik → T Konstan ∫ dH
= ∫ dU + ∫ dnRT
∆H
= ∆U + ∆n RT
∆HT
= ∆UT + ∆n RT
4.
Perkirakan kalor pembakaran naftalena dari energi ikatan dan data lain yang diperoleh dari literatur! Jawab: C10H8(s) + 12O2(g)
→ 10CO2(g) + 4H2O
6 ikatan C-C, 5 ikatan C=C, 8 ikatan C-H, 12 ikatan O=O, 20 ikatan C=O, dan 8 ikatan O-H Ikatan
Energi Ikatan (kJ/mol)
C-C
348
C=C
614
C-H
413
O=O
498
C=O
803
O-H
366
∆H b Reaktan = (6 x (6 x 348) + (5 x (5 x 614) 614) + (8 x (8 x 413) 413) + (12 x (12 x 498) 498) = 14438 kJ/mol
∆H b Produk
= (20 x (20 x 803) 803) + (8 x (8 x 366) 366) = 18988 kJ/mol
∆H b
= ∆H b Reaktan - ∆H b Produk = -4550 kJ/mol
Kalorimeter Bom
