Laporan bom kalorimeter PENENTUAN KAPASITAS PANAS SUATU ZAT MENGGUNAKAN BOM KALORIMETER 4000 ADIABATIS 1. Tujuan Percobaan -
Mahasiswa dapat mengoperasikan peralatan Bom Kalorimeter 4000 Adiabatis
-
Mahasiswa dapat menentukan kapasitas panas suatu zat (c)
-
Mahasiswa dapat menentukan nilai kalor suatu zat
2. Alat dan bahan yang digunakan Alat : -
Seperangkat alat bom kalorimeter dan aksesorisnya
-
Spatula
-
Kaca arloji
-
Crussibel
-
Stopwatch
-
Gelas kimia 250 ml Bahan:
-
Sampel padat dan cair
-
Aquadest
-
Gas Oksigen
-
Asam Benzoat
-
Kawat Ni-Cr
-
Na2CO3
-
Indicator metil red 0,5 %
3. Dasar Teori Alat yang digunakan untuk mengukur perubahan panas disebut kalorimeter. Hal ini didasarkan pada standar energy panas yang telah digunakan secara bertahun-tahun yaitu kalorimeter. Dua metode eksperimen secara termokimia yang umum digunakan untuk menentukan panas yaitu : a.
Kalori pembakaran
b. Kalori kalibrasi
Dalam metode pertama, suatu unsur atau senyawa yang dibakar dengan oksigen , kalor atau energy yang dibebaskan dalam reaksi diukur , sedangkan metode kedua digunakan senyawa anorganik dan larutan-larutannya. Kalorimeter bom adalah alat alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor (nilai kalori) yang dibebaskan pada pembakaran sempurna (dalam O2 berlebih) suatu senyawa, bahan makanan, bahan bakar. Sejumlah sampel ditempatkan pada tabung beroksigen yang tercelup dalam medium penyerap kalor (kalorimeter), dan sampel akan terbakar oleh api listrik dari listrik dari kawat logam terpasang dalam tabung. Kalorimeter
bom terdiri
dari
tabung
baja
tebal
dengan
tutup
kedap
udara.
Sejumlah tertentu zat yang akan diuji ditempatkan dalam cawan platina dan sebuah "kumparan
besi” yang diketahui beratnya (ya (yan ng juga akan akan dibakar) ditempatkan pula pada
cawan platina sedemikian sehingga menempel pada zat yang akan diuji. Kalorimeter bom kemudian ditutup dan tutu pnya pnya lalu dikencangkan. Setelah itu "bom" diisi dengan O2 hingga tekanannya mencapai 25 atm. Kemudian "bom" dimasukkan ke dalam kalorimeter yang diisi air. Setelah semuanya tersusun, sejumlah tertentu aliran listrik dialirkan ke kawat besi dan setelah terjadi pambakaran, kenaikan k enaikan suhu diukur. diu kur. Kapasitas Kapasitas panas panas (atau harga air) “bom”, kalorimeter, pengaduk, dan termometer ditentukan dengan percobaan terpisah dengan menggunakan mengg unakan zat zat yang diketahui panas pembakarannnya dengan tepat. Jenis-jenis kalorimeter:
1) Kalorimeter Bom Merupakan kalorimeter yang khusus digunakan untuk menentukan kalor dari reaksi-reaksi
pembakaran. Kalorimeter ini terdiri dari sebuah bom ( tempat berlangsungnya reaksi pembakaran, terbuat
dari bahan stainless bahan stainless steel dan dan diisi dengan gas oksigen pada tekanan tinggi ) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah yang kedap panas. Reaksi pembakaran yang terjadi di dalam bom, akan menghasilkan kalor dan diserap oleh air
dan bom. Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan, maka :
(qair + qbom ) qreaksi = – ( Jumlah kalor yang diserap oleh air dapat dihitung dengan rumus :
qair = m x c x DT
dengan : m = massa air dalam kalorimeter ( g ) c = kalor jenis air dalam kalorimeter (J / g. oC ) atau ( J / g. K ) DT = perubahan suhu ( oC atau K ) Jumlah kalor yang diserap oleh bom dapat dihitung dengan rumus :
qbom = C bom x DT dengan : C bom = kapasitas kalor bom ( J / oC ) atau ( J / K ) DT = perubahan suhu ( oC atau K ) Reaksi yang berlangsung pada kalorimeter bom berlangsung pada volume tetap ( DV = nol ).
Oleh karena itu, perubahan kalor yang terjadi di dalam sistem = perubahan energi dalamnya. 2) Kalorimeter Sederhana Pengukuran kalor reaksi; selain kalor reaksi pembakaran dapat dilakukan dengan menggunakan
kalorimeter pada tekanan tetap yaitu dengan kalorimeter sederhana yang dibuat dari 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 ). Pada kalorimeter ini, kalor reaksi = jumlah kalor yang diserap / dilepaskan larutan sedangkan
kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan; diabaikan.
qreaksi = – (qlarutan + qkalorimeter ) qkalorimeter = C kalorimeter x DT dengan : C kalorimeter = kapasitas kalor kalorimeter ( J / oC ) atau ( J / K ) DT = perubahan suhu ( oC atau K ) Jika harga kapasitas kalor kalorimeter sangat kecil; maka dapat diabaikan sehingga perubahan
kalor dapat dianggap hanya berakibat pada kenaikan suhu larutan dalam kalorimeter.
qreaksi = – qlarutan qlarutan = m x c x DT dengan : m = massa larutan dalam kalorimeter ( g ) c = kalor jenis larutan dalam kalorimeter (J / g. oC ) atau ( J / g. K ) DT = perubahan suhu ( oC atau K )
Pada kalorimeter ini, reaksi berlangsung pada tekanan tetap (DP = nol ) sehingga perubahan kalor
yang terjadi dalam sistem = perubahan entalpinya.
DH = q p 4. Prosedur kerja Kawat Ni-Cr diukur panjangnya sebelum percobaan dengan panjang 12 cm Berat sampel ditimbang tidak lebih dari 1 gram Kawat dimasukkan kedalam wadah sampel dengan kawatnya menyentuh sampel Sebelum skalar utama dinyalakan, air aquadest diisikan pada bagian jacket melalui lubang di
bawah tutup Water cooler sirkulator dihubungkan lalu dipasangkan selangnya k ealat bom kalorimeter Sampel dimasukkan ke bucket, lalu ditambahkan oksigen dengan tekanan yang disesuaikan ,
kemudian dimasukkan kedalam bom head yang telah berisi air Volume air dipastikan pada bucket selalu tetap dan suhunya diatur 25°C setiap kali
melakukan pengukuran Bom head dimasukkan ke dalam bucket dan ditutup C 4000 , indicator led hijau akan menyala
, lalu timer T1 dinyalakan selama 10 menit dan dicatat pada display Saklar pembakaran ditekan maka indikator led kuning akan menyala dan timer T 2dinyalakan
selama 10 menit , setelah 10 menit dicatat T 2 pada display Panjang kawat Ni-Cr diukur setelah pengeboman
Catatan : Sisa aquadest yang terdapat didalam bom head dapat digunakan untuk analisis sulfur dan nitrogen di dalam sampel dengan cara mentitrasinya dengan Na 2CO3 0,0725 N dan indicator metil red 0,5 % sebanyak 3 tetes Perhitungan Untuk menentukan nilai kalor digunakan rumus : Nilai kalor (H) = (C.Δt – Qf) / m sampel Dimana : C = (Hob x m sampel + Qf) Δt Hob = gross kalortimetrik dari asam benzoate Qf = cal kawat + cal sulfur hasil analisis 1 cal = 4,1868 Joule 1 Btu = 1055,05585 Joule 1 cal/gr = 1,8 Btu/lb 1 cm kawat Ni-Cr terkandung panas sebesar 2,3 cal 1 ml volume titran setara dengan 1 cal
5. Data pengamatan Berat sampel
= 0,981 gram
Panjang kawat mula-mula
= 12 cm
Panjang kawat akhir
= 2 cm
Suhu awal (T1)
= 4,262°C
Suhu akhir(T2)
= 6,959°C
Nilai kalor asam benzoat
= 6317,995 Cal/gr
1. Perhitungan ΔT
= T2 – T1 = 6,959°C - 4,262°C = 2,697°C
Cal kawat = 2 cm x 2,3 cal = 4,6 cal
C
=
=
= 2300, 65 Cal/ °C
H(nilai hasil kalor)
=
=
= 6317,995 Cal/°C
1. Analisa Dari percobaan yang telah diamati bahwa percobaan “ Bom Kalorimeter” ialah digunakan untuk menentukan kapasitas panas suatu zat dan menentukan kalor suatu zat dengan cara kawat Ni-Cr diukur panjangnya sebelum percobaan dengan panjang 12 cm, lalu berat sampel ditimbang tidak lebih dari 1 gram yaitu 0,981 gram. Selanjutnya kawat dimasukkan kedalam wadah sampel dengan kawatnya menyentuh sampel,air aquadest diisikan pada bagian jacket melalui lubang di bawah tutup, kemudian water cooler sirkulator dihubungkan lalu dipasangkan selangnya kealat bom kalorimeter. Sampel dimasukkan ke bucket, lalu ditambahkan oksigen dengan tekanan yang disesuaikan , kemudian dimasukkan kedalam bom head yang telah berisi air ,volume air dipastikan pada bucket selalu tetap dan suhunya diatur 25°C setiap kali melakukan pengukuran. Bom head dimasukkan ke dalam bucket dan ditutup C 4000 , indicator led hijau akan menyala , lalu timer T 1 dinyalakan selama 10 menit
dan dicatat pada display yaitu 4,262°C . Saklar pembakaran ditekan maka indikator led kuning akan menyala dan timer T 2 dinyalakan selama 10 menit , setelah 10 menit dicatat T26,959°C lalu diukur panjang kawat Ni-Cr setelah pengeboman yaitu 2 cm. 2. Kesimpulan Dari percobaan yang telah diamati dapat disimpulkan bahwa kalorimeter bom adalah alatyang digunakan untuk mengukur jumlah kalor (nilai kalori) yang dibebaskan pada pembakaran sempurna (dalam O2 berlebih) suatu senyawa, bahan makanan, bahan bakar. Dengan mengetahui berat sampel , sisa panjang kawat(setelah pengeboman) , perubahan suhu awal dan suhu akhir dapat dicari nilai kalor nya dan hasil dari nilai kalor dari asam benzoat adalah 6317,995 Cal/°C. Daftar Pustaka Jobsheet,2013. Penuntun Praktikum Instrumen dan Teknik Pengukuran. Politeknik Negeri Sriwijaya. Palembang. http://rofiqsr.blogspot.com/2012/03/gambar-dan-cara-kerja-kalorimeter bom.html#ixzz2O5HB2x7H
Laporan Praktikum Fisika Kalorimeter
12/07/2013 11:55:00 PM | I.
JUDUL DAN TANGGAL PRAKTIKUM
Judul
: Percobaan Kalorimeter
Tanggal
: 04 Februari 2013
II.
TUJUAN
1.
Menentukan kalor jenis suatu zat (besi, aluminium, dan tembaga).
2.
Menghitung dan menggunakan azas Black.
III.
DASAR TEORI
Hukum kekalan energi menyatakan bahwa energi tidak dapat dimusnahkan dan diciptakan melainkan hanya dapat diubah dari suatu bentuk energi kebentuk energi yang lain. Misalnya pada peristiwa
gesekan energi mekanik berubah menjadi panas. Pada mesin uap panas diubah menjadi energi mekanik. Demikian pula energi listrik dapat diubah menjadi panas atau sebaliknya. Sehingga dikenal adanya kesetaraan antara panas dengan energi mekanik/listrik, secara kuantitatif hal ini dinyatakan dengan angka kesetaraan panas-energi listrik/mekanik. Kesetaraan panas-energi mekanik pertama kali diukur oleh Joule dengan mengambil energi me kanik benda jatuh untuk mengaduk air dalam calorimeter sehingga air me njadi panas. Energi listrik dapat diubah menjadi panas dengan cara mengalirkan arus listrik pada suatu kawat tahanan yang terce lup dalam air yang berada dalam kalorimeter. Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kalor. Kalorimeter umumnya digunakan untuk menentukan kalor jenis suatu zat. Beberapa jenis kalorimeter, yaitu
:
§ Kalorimeter Alumunium § Kalorimeter Elektrik (digunakan untuk mengukur kalor jenis zat cair) § Kalorimeter gas § Kalorimeter bom Energi listrik yang hilang dalam kawat tahanan besarnya adalah: W = v .i .t
Keterangan: W = energi listrik (joule) v = tegangan listrik (volt) i = arus listrik (ampere) t = lama aliran listrik (sekon)
Kalor adalah suatu bentuk energi yang berpindah dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah ketika benda itu saling berhubungan. Benda yang menerima kalor, suhunya akan naik sedangkan benda yang melepas kalor,suhunya akan turun. Besarnya kalor yang diserap atau dilepas oleh suatu benda berbanding lurus dengan: 1. Massa benda 2. Kalor jenis benda 3. Perubahan suhu
Jadi besarnya kalor dapat dirumuskan: Q = m.c D.t
Dalam satuan SI, kalor adalah joule. Satuan kalor y ang lain adalah kalori. Kesetaraan joule dan kalori adalah sebagai berikut: 1 joule = 0,24 kalori 1 kalori = 4,184 joule Satu kalori adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu 1oC air murni yang massanya 1 gram. Kalor jenis (c) adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikan 1 k g zat sebesar 1K atau 1oC. Hukum kekalan energi kalor (azas black) menyatakan bahwa “Pada pencampuran dua zat, banyaknya
kalor yang dilepas zat bersuhu tinggi sama dengan banyaknya kalor yang diterima zat bersuhu rendah.” Atau dapat dirumuskan: Qlepas =Qterima
Maka energi listrik yang dilepaskan akan diterima oleh air dalam kalorimeter dan kalorimeter itu sendiri, sehingga akan terjadi perubahan panas pada air dan kalorimeter.
IV.
ALAT DAN BAHAN
·
Gelas beker
·
Pembakar/lampu spiritus
·
Kalorimeter plastik
·
Kubus/silinder logam
·
Neraca
·
Kaki tiga dan kasa
·
Thermometer 2 buah
·
Korek api
V.
CARA KERJA
1.
Panaskan air dalam gelas beker sampai mendidih.
2.
Timbanglah masing-masing kalorimeter dan kubus/silinder logam. Massa kalorimeter kosong (ml) = 2
49,5 gram dan massa logam (m ) = 2,05 gram. 3.
Isilah kalorimeter itu dengan air dingin (kira-kira sepertiga bagian) dan timbanglah!
4.
Setelah air dalam gelas beker mendidih, masukkan kubus atau silinder logam yang telah diikat 0
dengan benang itu kedalamnya beberapa menit! Catat suhu logam dalam air itu (t logam) = 96 C 5.
Pindahkan logam itu cepat-cepat dari air mendidih ke dalam kalorimeter itu. Kemudian catat suhu 0
tertinggi dari kalorimeter itu! Suhu campuran (tc) = 32 C 6.
VI.
No
Lakukan percobaan di atas dengan logam yang berbeda!
HASIL PERCOBAAN
Nama Benda
M Kalorimeter
M kalori +
Kosong
air
m air
t air
m beban
t beban
0
2, 05 g
96 C
0
8, 05 g
94 C
0
6, 56 g
87 C
0
6, 10 g
90 C
1
Aluminium
49,5 g
92, 42 g
42, 92 g
28 C
2
Baja
49,5 g
92, 42 g
42, 92 g
28 C
3
Kuningan
49,5 g
92, 42 g
42, 92 g
28 C
4
Besi
49,5 g
92, 42 g
42, 92 g
28 C
Pertanyaan
t campuran
0
32 C
0
0
30 C
0
31 C
0
32 C
0
0
0
:
Hasil percobaan mungkin berbeda dengan teori. Tuliskan factor- factor yang menyebabkan perbedaan itu ! Jawaban
:
Faktor- factor yang menyebabkan percobaan berbeda dengan teori adalah : -
Kurang teliti dalam menimbang air dan kalorimeter.
-
Kurang teliti dalam mengukur suhu air.
-
Kemungkinan ada energi yang diserap oleh benda lain atau suhu logam waktu dipanaskan banyak
yang hilang ke lingkungan. -
Kesalahan dalam perhitungan
c beb
-
Dalam pengukuran suhu akhir campuran air belum tercampur seluruhnya.
VII.
PEMBAHASAN
Dalam percobaan yang kami lakukan di atas menggunakan alat calorimeter, yaitu alat yang digunakan untuk mengukur kalor jenis suatu zat. Pada kalori meter terdapat termometer yang digunakan untuk mengukur suhu campuran. Untuk menentukan kapasitas kalor mula-mula mengukur suhu air dingin kemudian menimbangnya. Setelah itu memanaskan air hingga panas. Setelah panas dan telah diukur suhunya dicampur dengan air dingin yang berada dalam calorimeter .Kemudian kita ukur suhu campuran air tersebut. Dalam memasukkan air yang panas tadi harus cepat supaya suhu air panas tidak turun dan jangan sampai tumpah karena dapat mengurangi massa dari air panas tadi. Untuk mengetahui kalor jenis kalori meter menggunakan rumus :
Qlepas
= Qterima
Qap
= Qad + Qkalori
map x cair x ΔT1 = mad x cair x ΔT2 + mk x ck x ΔT2
Dan hasil yang saya peroleh seperti yang terc antum diatas.
VIII. KESIMPULAN
Setelah melakukan percobaan tersebut dapat disimpulkan bahwa : -
Kalorimeter adalah alat untuk mengukur kalor jenis suatu zat.
-
Energi tidak dapat dimusnahkan dan tidak dapat diciptakan.
-
Kalor berpindah dari suhu tinggi ke suhu yang lebih rendah hingga suhu menjadi termal.
-
Kalor sebanding dengan massa benda, kalor jenis benda dan perubahan suhu.
-
Kalor jenis adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikan 1 kg zat sebesar 1K atau 1oC.
-
Perbandingan antara banyaknya kalor yang diberikan terhadap kenaikan suhu benda dinamakan
kapasitas kalor. -
Dalam suatu sistem, jumlah kalor yang diberikan oleh suatu zat yang mempunyai suhu lebih tinggi
sama dengan jumlah kalor yang diterima zat lain yang bersuhu lebih rendah.
-
IX.
Hukum azas Black dapat dibuktikan dengan percobaan ini.
DAFTAR PUSTAKA
Anonym.laporanfisikakalor(online)(http://mayaafi.blogspot.com/2012/11/laporanfisika-kalor_13/, diakses pada hari Minggu, 10 Februari 2013, pukul 20.45) A.
Latar Belakang
Bom kalorimeter berkaitan dengan pengukuran besaran energi suatu mater i. Jenis alat kalorimeter yang non aliran dan telah lazim digunakan berupa bom kalorimeter untuk penentuan nilai kalor bahan bakar padat dan bahan bakar cair. Masalah bom kalorimeter berkaitan dengan ukuran besaran energi suatu materi. Besaran-besaran energi mencakup sifaf termodinamika sistem, nilai kalor biasanya dinyatakan dalam kalori/gram. Bom kalorimeter ksusus digunakan untuk menentukan kalor dari reaksi-reaksi pembakaran. Reaksi pembakaran yang terjadi dalam bom akan menghasilkan kalor dan diserap oleh air dan bom, oleh karena itu tidak ada kalor yang akan terbuang ke lingkungan (Diannovitasari, 2012). 1
Batu bara adalah salah satu bahan bakar fosil. Pengertian lainnya adalah batuan sedimen yang dapat terbakar, terbentuk dari suatu endapan organik, utamanya dadalah sisa-sisa tumbuhan dan terbentuk melalui proses pembatubaraan. Unsur-unsur utamanya terdiri dari karbon, hidrogen dan oksigen. Berdasarkan tingkat pembentukannya yang dikontrol oleh tekanan, panas dan waktu. Batu bara umumnya terdiri dari antrasit, bituminius, subbituminus, lignit dan gambut. Disamping itu batu bara juga adalah batuan organik yang memiliki sifaf-sifaf fisika dan kimia yang kompleks dan dapat ditemui dalam berbagai bentuk. Pembentukan batu bara tersebut memerlukan kondisi-kondisi tertentu dan hanya terjadi pada masa tertentu sepanjang sejar ah geologi (Anonim, 2012). 2
Berdasarkan penjabaran di atas, maka untuk mengetahui lebih mendalam tentanng penentuan panas pembakaran maka dilakukanlah suatu percobaan tentang penentuan panas pembakaran dengan bom kalorimeter. B.
Tujuan Percobaan
Tujuan dari percobaan ini adalah menentukan nilai panas pembakaran suatu sampel dengan menggunakan bom kalorimeter. C.
Tujuan Percobaan
Prinsip dari percobaan ini adalah penentuan suatu kalori dengan menggunakan sampel batu bara dan alat bom kalorimeter lalu dilanjutkan dengan penitrasian sisa hasil pembakaran dengan natrium karbonat sebagai titran dan metil orange sebagai indikator.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Panas yang timbul atau diserap pada suatu reaksi panas itu tidak bergantung pada hasil akan te tapi bagaimana reaksi tersebut berlangsung awal dan akhir. Berdasarkan hukum Hess tersebut maka dapat dicari panas reaksi bagi suatu reaksi-reaksi yang sukar dilakukan. Panas pembentukan adalah panas reaksi pada pembentukan satu mol suatu zat dari unsur-unsurnya, jika aktivitas pereaksinya satu, hal ini disebut dengan panas pembentukan standar. Untuk zat cair, gas dan padat keadaan standarnya adalah keadaan pada satu atmosfer. Panas pembakaran adalah panas yang timbul pada pembakaran satu mol suatu zat, biasanya panas pembakaran ditentukan secara eksprimen pada V tetap dalam bom kalorimeter. Dari ini dapat dicari
H:
Dari panas pembakaran, dapat diperoleh panas pembentukan senyawa-senyawa organik. Panas pembakaran mempunyai arti penting pada bahan-bahan bakar sebab nilai suatu bahan bakar ditentukan oleh besarnya panas pembakaran zat yang bersangkutan (Sugiyarto, 1997, hal: 74-76). 3
Sifat-sifat air yang memberikan definisi asal dari kalori adalah banyaknya perubahan temperatur yang dialami air waktu mengambil atau melepaskan sejumlah panas. Istilah umum untuk sifat ini disebut kapasitas panas yang didefinisikan sebagai jumlah panas yang diperlukan untuk mengubah temperatur 0
suatu benda sebesar 1 C. Besarnya panas spesifik untuk air disebabkan karena adanya sedikit pengaruh dari laut terhadap cuaca. Reaksi kimia yang umum digunakan untuk menghasilkan energi adalah pembakaran, yaitu suatu reaksi cepat antara bahan bakar dengan oksige n yang disertai terjadinya api. Bahan bakar utama dewasa ini adalah bahan bakar fosil, yaitu gas alam, minyak bumi dan batu bara. Bahan bakar fosil itu berasal dari pelapukan sisa organisme, baik tumbuhan atau hewan (Anonim, 2012). 4
Kalorimeter bom adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran sempurna (dalam O2 berlebih) suatu senyawa, bahan makanan dan bahan bakar. Sejumlah sampel ditempatkan pada tabung beroksigen yang tercelup dalam medium penyerap kalor dan sampel akan terbakar oleh api listrik dari kawat logam terpasang dalam tabung (Anonim, 2012). Nilai kalor bahan bakar adalah suatu besaran menunjukkan nilai energi kalor yang dihasilkan dari suatu proses pembakaran setiap satuan massa bahan bakar. Bahan bakar yang banyak digunakan adalah umumnya berbentuk senyawa hidrokarbon. Entalpi pembakaran adalah selisih antara entalpi dari produk dengan entalpi dari reaktan itu ketika pembakaran sempurna berlangsung pada temperature
dan tekanan tertentu. Pembakaran sempurna terjadi jika semua komponen bahan bakar, terbakar semuanya dan membentuk ikatan dengan komponen-komponen udara yang membentuk suatu senyawa baru. Tujuan dari mengetahui nilai bahan bakar adalah untuk memilih bahan bakar yang sesuai dengan keperluan dalam kehidupan (Sandra, 2012). Perpindahan kalor pada volum tetap bom kalorimeter yang bereaksi dalam sebuah bejana kecil yang tertutup dan bejana di tempatkan dalam sebuah kalorimeter. Pada w aktu molekul-molekul bereaksi secara kimia, kalor akan dilepas atau diambil dengan perubahan suhu pada fluida kalorimeter diukur. Karena bejana ditutup rapat, volumenya tetap dan tak ada ke rja pada tekanan volume yang dilakukan. Oleh karena itu, perubahan energi internal sama dengan be sarnya kalor yang diserap oleh reaksi kimia pada volume tetap: 5
Percobaan pada volume konstan ini sering kurang menguntungkan atau sulit untuk dilakukan. Percobaaan tersebut memerlukan penggunaaan bejana reaksi yang dirancang dengan baik sehingga dapat tahan terhadap perubahan pada tekanan yang besar dan terjadi pada beberapa atau banyak reaksi kimia (Gillis, 2001, hal: 200). Batubara adalah salah satu bahan bakar fosil. Pengertian umumnya adalah batuan sedimen yang dapat terbakar, terbentuk dari endapan organik, utamanya adalah sisa-sisa tumbuhan dan terbentuk melalui proses pembatubaraan. Unsur-unsur utamanya terdiri dari karbon, hidrogen danoksigen. Berdasarkan tingkat proses pembentukannya yang dikontrol oleh tekanan, panas dan waktu, batu bara umumnya dibagi dalam lima kelas: antrasit, bituminus, subbituminus, lignit dan gambut. Batu bara juga adalah batuan organik yang memiliki sifaf-sifaf fisika dan kimia yang kompleks dan dapat ditemui dalam berbagai bentuk. Pembentukan batu bara tersebut memerlukan kondisi-kondisi tertentu dan hanya terjadi pada masa tertentu sepanjang sejarah geologi. Zaman karbon, kira-kira 340 juta tahun yang lalu adalah masa pembentukan batu bara yang paling produktif, dimana hampir seluruh deposit batu bara yang ekonomis di belahan bumi bagian utara terbentuk (Anonim, 2012). Menuurut anonim (2012) jenis-jenis tumbuhan pembentuuk batu bara adalah: a.
Alga, dari zaman pre kambrium hingga ordovisium dan bersel tunggal, sangat sedikit endapan batu
bara pada periode ini. b. c.
Silofita, dari zaman silur yang merupakan turunan dari alga, sedikit endapan pada periode ini.
6
Pteridofita, umur devon atas hingga karbon atas. Materi pembentuk batu bara berumur karbon, pertumbuhan tanpa bunga dan biji yang berkembang biak dengan spora. d.
Gymnospermae, merupakan tumbuhan heterokseksual, biji terbungkus dalam buah, mengandung
kadar getah atau resin yang tinggi. e.
Angiospermae, jenis tumbuhan modern, buah yang menutupi bijinya, jantan dan betina berada
dalam satu bunga, kurang bergetah dibanding gymnospermae sehingga secara umum batu bara yang terbentuk kuranng dapat diawetkan.
BAB III METODE PERCOBAAN A.
Waktu dan Tempat
Hari/tanggal
: Selasa/15 Mei 2012
Pukul
: 08.00 – 11.00 WITA
Tempat
: Laboratorium Kimia Fisika
Lantai I, Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri (UIN) Alauddin Makassar
B.
Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan adalah : 1.
Alat Bom kalorimeter, neraca analitik, buret asam 50 mL , alat-alat gelas, stopwatch, botol semproot
dan spatula. 2.
Bahan Aquadest (H2O), batu bara, kawat, metil orange dan natr ium karbonat (Na2CO3).
C.
Prosedur Kerja
Prosedur kerja dari percobaan ini adalah: 1. 7
Mengisi bom kalorimeter dengan sampel batu bara dan kawat yang sudah dirangkai dengan gas o ksigen pada tekanan 30 atm. 2. 8
Mengisi jaket bom kalorimeter dengan 2 liter aquadest lalu memasukkan tabung bom kalorimeter dengan posisi yang sesuai kemudian me nyalakan bom kalorimeter. 3.
Mengamati waktu pembakaran selama 5 menit dan mencatat suhunya pada menit ke-6 sampai ke-
10 untuk bagian pertama dan pada menit ke-18 sampai ke-23 untuk bagian kedua pada bom kalorimeter tersebut. 4.
Mematikan alat bom kalorimeter dan mengosongkan gas oksigen yang ada pada tabung bom
kalorimeter. 5.
Mengukur panjng sisa kawat dikali 2,3 kalori.
6.
Membilas dengan aquadest sisa dari sampel batu bara lalu sampel tersebut menitrasinya dengan
natrium karbonat dan indikator metal orange.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A.
1.
2.
Hasil Pengamatan
Tabel Pengamatan No
waktu (menit)
suhu (0C)
1
5
30,816
2
6
30,814
3
7
30,811
4
8
30,808
5
9
30,806
6
10
308,033
7
18
32,331
8
19
32,328
9
20
32,324
10
21
32,319
11
22
32,314
12
23
32,309
Analisa Data
Dik: tc ta
= 32, 331 menit = 30,8033 menit
b-a
= 1,6
c-d
= 6,4
C2
= 0 mL
C1
= 3,2 mL
C3
= 17,02 kalori
9
Mbatu bara
= 1,09 gram
10
Dit: t…………. ? Hgross……..? Peny: r1 = (30,814-30,816) + (30,811-30,814) +(30,808-30,811)+(30,806-30,808)+(30,8033-3,808) 5
r1 = (-0,002)+(-0,003)+(-0,003)+(-0,002)+(-0,0027) 5 r1 =
-0,0127
5 r1 =
0 -0,00254
C
r2 = (32,328-32,331) + (32,324-32,328) +(32,319-32,324)+(32,314-32,319)+(32,309-32,314) 5
r2 = (-0,003)+(-0,004)+(-0,005)+(-0,005)+(-0,005) 5 r2 =
-0,022
5 r2 =
0
C
-0,0044
t = tc – ta – r1 (b-a) – r2 (c-d) = 32,331 - 30,8033 - (-0,00254 x 1,6) – (-0,0044 x 6,4) = 1,5277- (-0,004064) – (-0,02816) 0
= 1,559924 C
Sisa kawat = 10 cm – 2,6 cm = 7,4 cm = 7,4 cm x 2,3 kal/cm = 17,02 kal
11
W = Hm + C1 + C3 0
C 0
W = 6318 kal/ C + 3,2 mL + 17,02 kal 0
1C 0
W = 6338,22 kal/ C 0
1C
0
W = 6338,22 kal/ C
Hgross = W x t – C1 – C2 – C3 Mbatubara 0
0
Hgross = (6338,22 kal/ C x 1,559924 C) – 3,2 mL – 0 mL – 17,02 kal 1,09 gram Hgross = 9866,9214953 kal 1,09 gram Hgross = 9052,22 kal/gram
B.
Pembahasan
Percobaan ini bertujuan untuk menentukan panas pembakaran dengan menggunakan bom kalorimeter, dimana prinsip daripada bom kalorimeter adalah bekerja pada sistem terisolasi yang tidak ada perpindahan, baik energi maupun massa. Hal yang pertama dilakukan pada percobaan ini adalah mengisi tabung bom kalorimeter dengan sampel batu bara sebanyak 1,09 g ram dan kawat spanjang 10 kal/cm. dimana kawat ini membentuk huruf V dan hanya menyentuh sampel batu bara tanpa menyentuh wadah dari sampel maupun dari dinding tabung bom kalorimeter. Kemudian mengisi jaket bom kalorimeter dengan 2 liter aquadest, tujuan penggunaan aquadest yang diletakkan di dalam jaket bom kalorimeter adalah untuk menstabilkan suhu dalam sistem sehingga panas dalam sistem tertutup ini merata pada semua sisi dari bom kalorimete r, disamping itu pula aqudest merupakan cairan penghantar listrik yang baik. Setelah itu tabung bom kalorimeter yang berisi sampel tersebut ditutup rapat lalu diberi gas oksigen pada tekanan 26 -30 atm. Setelah itu dimasukkan ke dalam jaket bom kalorimeter dengan posisi yang sesuai lalu menyalakan bom kalorimeter tersebut. 12
Mengamati waktu pembakaran selama 5 menit dan mencatat perubahan suhunya pada menit ke-6 sampai menit ke -10 untuk bagian pertama, setelah itu mencatat kembali suhunya pada menit ke18 sampai ke-23 untuk bagian kedua. Setelah selsesai maka bom kalorimeter tersebut dimatikan dan melepaskan gas oksigen yang ada pada tabung bom kalorimeter se rta mengeluarkan sisa pembakaran sampel batu bara dan kawat. Sisa sampel batu bara tersebut kemudian dmasukkan ke dalam erlenmeyer lalu dititrasi dengan natrium karboanat dan ditambahkan dengan indikator metil orange, fungsi dari titrasi ini adalah untuk mengoreksi kandungan nitrogen dan sulfur yang ada pada sampel tersebut sedangkan sisa pembakaran dari kawat tersebut dihitung untuk mengetahui selisih dari kawat yang habis terbakar. Dari analisa data maka didapatkan sisa panjang kawat sebesar 17,02 kalori dan energi panas pembakaran dari sampel batu bara sebesar 9052,22 kalori/gr am. Hal ini berarti dalam ± 1 gram sampel batu bara terdapat 9052,22 kalori setiap gramnya yang ada dalam sampel tersebut sedangkan menurut teori batas antara batu bara muda dan batu bara tua terletak pada nilai kalori sebesar 5700 Kc al/Kg, hal ini berarti nilai kaori yang didapatkan pada percobaan sangat jauh berbeda nilai kalori secara t eori. Hal ini dapat disebabkan batu bara yang digunakan pada percobaan sudah tersimpan lama di laboratorium sehingga mengakibatkan perbedaan nilai kalori yang sangat signifikan.
BAB V PENUTUP A.
Kesimpulan
Kesimpulan dari percobaan ini adalah panas pembakaran dari sampel batu bara sebesar 9052,22 kalori/gram.
B.
Saran
Saran dari percobaan ini sebaiknya untuk percobaan selanjutnya digunakan sampel sampel batu bara diganti dengan pakan ternak agar dapat diketahui perbandingan kalori dari sampel tersebut dari sampel tersebut.
Kalorimeter bom adalah
alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor (nilai kalori)
yang dibebaskan pada pembakaran sempurna (dalam O2 berlebih) suatu senyawa,
bahan makanan, bahan bakar. Sejumlah sampel ditempatkan pada tabung ber oksigen yang tercelup dalam medium penyerap kalor (kalorimeter), dan sampel akan terbakar oleh apilistrik dari kawat logam terpasang dalam tabung. Contoh kalorimeter bom adalah kalorimeter makanan.
Kalorimeter makanan. Kalorimeter makanan adalah
alat untuk menentukan
nilai kalor zat makanankarbohidrat, protein, atau lemak. Alat ini terdiri dari sebuah tabung kaca yang tingginya kurang lebih 19 cm dan garis menengahnya kurang lebih 7,5 cm. Bagian dasarnya melengkung ke atas membentuk sebuah penyungkup. Penyungkup ini disumbat dengan sebuah sumbatkaret yang berlubang di bagian tengah. Bagian atas tabung kaca ini ditutup dengan lempeng ebonit yang bundar. Di dalam tabung kaca itu terdapat sebuah pengaduk, yang tangkainya menembus tutup ebonit, juga terdapat sebuah pipa spiral dar itembaga. Ujung bawah pipa spiral itu menembus lubang sumbat karet pada penyungkup dan ujung atasnya menembus tutup ebonit bagian tengah. Pada tutup ebonit itu masih terdapat lagi sebuah lubang, tempat untuk memasukkan sebuah termometer ke dalam tabung kaca. Tabung kaca itu diletakkan di atas sebuah keping asbes dan ditahan oleh 3 buah keping. Keping itu berbentuk bujur sangkar yang sisinya kurang lebih 9,5 cm. Di bawah keping asbes itu terdapat kabel listrikyang akan dihubungkan dengan sumber listrik bila digunakan. Di atas keping asbes itu terdapat sebuah cawan aluminium. Di atas cawan itu tergantung sebuah kawat nikelin yang berhubungan dengan kabel listrik di bawah keping asbes. Kawat nikelin
itulah yang akan menyalakan makanan dalam cawan bila berpijar oleh arus listrik. Dekat cawan terdapat pipa logamuntuk mengalirkan oksigen. Kalorimeter larutan [sunting | sunting sumber ] Kalorimeter larutan adalah
alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang terlibat
pada reaksi kimia dalam sistemlarutan. Pada dasarnya, kalor yang dibebaskan/diserap menyebabkan perubahan suhu pada kalorimeter. Berdasarkan perubahan suhu per kuantitas pereaksi kemudian dihitung kalor reaksi dari r eaksi sistem larutan tersebut. Kini kalorimeter larutan dengan ketelitian cukup tinggi dapat diperoleh dipasaran. Bentuk kalorimeter[sunting | sunting sumber ]
Beker aluminium dan gelas plastik jenis polistirin (busa) dapat digunakan sebagai kalorimeter sederhana dengantermometer sebagai pengaduk. Keuntungan menggunakan gelas plastik sebagai kalorimeter adalah murah harganya dan setelah dipakai dapat dibuang.
Kalorimeter yang biasa digunakan di laboratorium fisika sekolah berbentuk bejana biasanya silinder dan terbuat dar ilogam misalnya tembaga atau aluminium dengan ukuran 75 mm x 50 mm (garis tengah). Bejana ini dilengkapi dengan alat pengaduk dan diletakkan di dalam bejana yang lebih besar yang disebut mantel/jaket. Mantel/jaket tersebut berguna untuk mengurangi hilangnya kalor karena konveksi dan konduksi.
