DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM LABORATORIUM ILMU KIMIA
LAPORAN PRAKTIKUM Nama
: Windi Andriyani
NIM
: 4301409002
Jurusan/Prodi
: Kimia/ Pendidikan Kimia
Regu
: I (Satu)
Kelompok
: 1. Nur Amalia Afiyanti 2. Ratna Zahrotus S.
Tanggal
: 28 Oktober 2011
Percobaan
: Panas Kelarutan dan Hukum Hess
PANAS KELARUTAN DAN HUKUM HESS
Panas Pelarutan dan Hukum Hess
Page 1
A.
TUJUAN a.
Menentukan panas pelarutan.
b.
Menggunakan hukum Hess untuk menentukan panas reaksi secara tidak
langsung. B.
DASAR TEORI Perubahan entalpi pelarutan adalah kalor yang menyertai proses penambahan sejumlah tertentu zat terlarut terhadap zat pelarut pada suhu dan tekanan tetap. Terdapat dua macam entalpi pelarutan yaitu entalpi pelarutan integral dan entalpi pelarutan diferensial. Entalpi pelarutan integral adalah perubahan entalpi jika satu mol zat terlarut dilarutkan ke dalam n mol pelarut. Jika pelarut yang digunakan adalah air, maka persamaan reaksi pelarutnya dituliskan sebagai berikut: X + n H2O
X. nH2O
ΔHr = ........kJ
Persamaan tersebut menyatakan bahwa satu mol zat x dilarutkan ke dalam n mol air. Sebagai contoh entalpi pelarutan integral dalam percobaan kita kali ini adalah CuSO4: CuSO4 + 5 H2O
CuSO4. 5 H2O
ΔHr = ........kJ
Pelarut yang kita gunakan dalam hal ini adalah air. Karena air mempunyai sifat khusus. Salah satu sifatnya adalah mempunyai kemampuan melarutkan berbagai jenis zat. Walaupun air bukan pelarut yang universal (pelarut yang dapat melarutkan semua zat), tetai dapat melarutkan banyak macam senyawa ionik, senyawa organik dan anorganik yang polar dan bahkan dapat melarutkan senyawa-senyawa yang polaritasnya rendah tetapi berinteraksi khusus dengan air. Salah satu sebab mengapa air itu dapat melarutkan zat-zat ionik ialah karena kemampuannya menstabilkan ion dalam larutan hingga ion-ion itu dapat terpisah antara satu dengan lainnya. Kemampuan ini disebabkan oleh besarnya tetapan dielektrika yang dimiliki air. Tetapan dielektrik adalah suatu tetapan yang menunjukkan kemampuan molekul mempolarisasikan dirinya atau kemampuan mengatur muatan listrik yang tedapat dalam molekulnya sendiri sedemikian rupa Panas Pelarutan dan Hukum Hess
Page 2
sehingga dapat mengarah pada menetralkan muatan-muatan listrik yang terdapat di sekitarnya. Dalam hal ini, kekuatan tarik menarik muatan yang belawanan akan sangat diperkecil bila medianya mempunyai tetapan dielektrik besar. Dalam percobaan ini akan dicari panas pelarutan dua senyawa yaitu CuSO4.5H2O dan CuSO4 anhidrat. Biasanya panas reaksi senyawa sangat sulit untuk ditentukan, tetapi dengan menggunakan hukum Hess panas reaksi ini dapat dihitung secara tidak langsung. Hukum Hess menyatakan bahwa entalpi reaksi adalah jumlah total perubahan entalpi untuk setiap tahapnya atau bisa disimpulkan kalor reaksi tidak bergantung pada lintasan, tetapi hanya ditentukan keadaan awal dan akhir. Jadi jika suatu reaksi dapat berlangsung menurut dua tahap atau lebih maka kalor reaksi totalnya sama dengan jumlah aljabar kalor tahapan reaksinya. Oleh karena itu hukum Hess disebut juga hukum penjumlahan kalor. C.
ALAT DAN BAHAN a.
Alat:
1.
Kalorimeter dan pengaduk
2.
Mortal dan pastel
3.
Termometer 0-100ºC
4.
Gelas ukur 100 ml
5.
Cawan porselin
6.
Stop watch
7.
Desikator
8.
Pembakar bunsen dan kaki tiga
b.
Bahan 1.
Kristal CuSO4. 5 H2O, air
Panas Pelarutan dan Hukum Hess
Page 3
D.
CARA KERJA
10 gram CuSO4.5H20 Haluskan
Catat suhu setiap 30detik Hingga suhu konsatn 3x Temperatur Kesetimbangan
Serbuk Timbang dineraca Analitik 2x @ 5 gram CuSO4.5H2O
Aduk hingga air Kristal Menguap sempurna (Biru menjadi putih) Serbuk Anhidrat (CuSO4)
50mL air dingin 50mL air panas
Simpan dalam desikator hingga dingin Catat suhu setiap 30detik Serbuk Anhidrat (CuSO4)
hingga suhu konstan 3x Temperatur kesetimbangan
Aduk kuat Hingga suhu konstan
Temperatur Kesetimbangan
Panas Pelarutan dan Hukum Hess
Page 4
E.
DATA PENGAMATAN a.
Menghitung tetapan kalorimeter
Waktu (menit) 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 b.
Suhu air panas (ºC) 67 47 46 46 45 45 45 44 44 43.5 43.5
Menghitung panas pelarutan CuSO4. 5 H2O
Waktu (menit) 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
c.
Suhu air dingin (ºC) 27 27 27 27 27 27 27 27 27 27 27
Suhu air (ºC) 27 27 27 27 27 27 27 27 27 27 27
CuSO4. 5 H2O (ºC) 27 26.5 26 26 26 26 26 25 25 25.5 24.5
Menghitung panas pelarutan CuSO4 anhidrat
Waktu (menit) 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0
Suhu air (ºC) 27 27 27 27 27
Panas Pelarutan dan Hukum Hess
CuSO4 Anhidrat (ºC) 27 31 31 31.5 31.5 Page 5
2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
F.
27 27 27 27 27 27 27 27 27 27
31.5 31.5 31.5 31.75 31.75 32 32.5 32.7 32.7 32.75
PEMBAHASAN Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, pada pengamatan pertama yakni saat CuSO4.5H2O dimasukkan ke dalam air yang ada di calorimeter, suhu air mengalami penurunan. Hal ini terjadi karena system melepaskan kalor ke lingkungan sehingga suhunya turun atau disebut reaksi eksoterm. Turunnya suhu air dalam calorimeter ini dikarenakan serbuk CuSO4.5H2O telah mengandung air sehingga pada saat dilarutkan ke dalam air terjadi interaksi antara keduanya yang menyebabkan suhu larutan menjadi turun. Selain itu juga didapatkan panas pelarutan CuSO4.5H2O sebesar -3,073kj/mol. Nilai negative pada entalpi pelarutan, menunjukkan bahwa reaksinya melepaskan kalor (eksoterm).
Panas Pelarutan dan Hukum Hess
Page 6
Setelah dilakukan analisa data diperoleh hasil: Tetapan kalorimeter
= + 61.764 Jmol-1
(menerima kalor)
Kalor pelarutan ΔH CuSO4. 5 H2O
= - 3073.65 Jmol-1
(melepaskan kalor)
Kalor pelarutan ΔH CuSO4. anhidrat = + 9055.92 Jmol-1 Panas pelarutan
= + 14 kJmol-1
(menerima kalor) (menerima kalor)
Tetapan kalorimeter dapat diperoleh dari pencampuran air dingin dengan air panas dalam kalorimeter dan mencatat suhunya (suhu awal dan akhir). Jika kalorimeter tidak menyerap kalor dari campuran air, maka kalor yang diberikan oleh air panas sama dengan kalor yang diserap oleh air dingin. Tetapi karena kalorimeter juga ikut menyerap kalor, maka kalor yang diserap oleh kalorimeter adalah selisih kalor yang diberikan 0leh air panas dikurangi dengan kalor yang diserap oleh air dingin (q3 = q2 – q1). Harga tetapan kalorimeter diperoleh dengan cara membagi jumlah kalor yang diserap oleh kalorimeter (q3) dengan penghangatan perubahan suhu pada kalorimeter. C=
q3 ∆t
C = tetapan kalorimeter (JºC-1) q = kalor yang diserap (J) Δt = perubahan suhu (ºC) Kalor atau panas pelarutan dari CuSO4. 5 H2O maupun CuSO4 anhidrat dapat dieroleh dengan cara mencampurkan serbuk zat tersebut ke dalam kalorimeter yang berisi air dingin, sehingga akan bereaksi dan akan timbul suatu reaksi yang disertai dengan perubahan suhu, dan pelepasan sejumlah kalor. Perubahan kalornya tergantung ada konsentrasi awal dan akhir larutan yang terbentuk. Dalam percobaan ini, dihasilkan panas pelarutan CuSO4 anhidrat lebih tinggi daripada CuSO4. 5 H2. hal ini disebabkan karena beberapa faktor, antara lain:
Massa CuSO4 murninya lebih banyak CuSO4 anhidrat daripada CuSO4. 5
H2O. CuSO4. 5 molekur air yang terikat pada CuSO4. 5 H2O akan memperkecil massa CuSO4 murni. Karena kalor berbanding lurus dengan massa, maka zat yang massanya lebih besar (CuSO4 anhidrat) menghasilkan kalor yang lebih besar. Panas Pelarutan dan Hukum Hess
Page 7
Perbedaan suhu. Molekul air yang terikat pada CuSO4. 5 H2O adalah air
dingin. Ini jelas berpengaruh pada kalor yang dihasilkan. Tambahan 5 molekul air (yang tidak ada pada CuSO4 anhidrat mengakibatkan panas pelarutan menjadi lebih kecil. Hasil percobaan kurang sempurna, mungkin disebabkan oleh beberapa faktor, di antaranya: 1.
Kekurangtelitian
praktikan
saat
percobaan, misalnya pada saat menimbang bahan.
G.
2.
Validitas alat yang digunakan.
3.
Kesalahan analisa data
JAWABAN PERTANYAAN Untuk menghitung panas reaksi secara langsung dapat dilakukan sebagai berikut adalah 1. Dilakukan dengan mereaksikan reaktan dalam kalorimeter, dimana wadah dicelupkan pada bak yang terisolasi dengan air yang diketahui massanya. Dengan mengukur suhu, sebelum, dan sesudah reaksi maka dapat ditentukan besarnya ∆H yakni dengan : ●membuat grafik T (suhu) Vs t ( waktu) -m. ∆His/ N = W.∆T + A. Cp. ∆T Keterangan : M = massa (gram) N = berat molekul ∆T= suhu A = Massa larutan ∆His= panas pelarutan integral W= kapasitas kalor Cp= Kalor jenis iar ● Membuat grafik antara ∆His -d (m.∆His)/ dm = slope, dan intersep = ∆H ds, sehingga ∆H diketahui. 2.
Dengan menggunakan hukum Hess (kalor reaksi hanya
ditentukan oleh keadaan awal dan akhir reaksi). ΔH = q CuSO4. 5 H2O – q CuSO4.
Panas Pelarutan dan Hukum Hess
Page 8
H.
KESIMPULAN DAN SARAN a.
Kesimpulan •
Tetapan kalorimeter hasil
percobaan adalah 61,764 KJmol-1. •
Panas pelarutan CuSO4. 5
H2O hasil percobaan adalah - 3073,65 kJmol-1. •
Kalor
pelarutan
CuSO4.
anhidrat hasil percobaan adalah +9055,92 kJmol-1. •
Panas pelarutan air per mol
hasil percobaan adalah +14 kJmol-1. •
Panas
pelarutan
CuSO4
anhidrat lebih tinggi daripada CuSO4. 5 H2O karena CuSO4anhidrat mengikat 5 molekul air. b.
I.
Saran 1.
Praktikan hendaknya melakukan persiapan secara matang.
2.
Praktikan lebih teliti dalam melakukan pengamatam
3.
Alat yang digunakan sesuai dengan standar.
DAFTAR PUSTAKA 1.
Tim Dosen Kimia Fisika. 2004. Petunjuk Praktikum Kimia
Fisika I. Semarang. Jurusan Kimia FMIPA UNNES. 2.
Wiryoatmojo, Suyono. 1998. KIMIA FISIKA I. Jakarta.
Depdikbud Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi. Panas Pelarutan dan Hukum Hess
Page 9
3.
Purba, Michael. 1995. KIMIA 2 untuk kelas 2 SMU. Jakarta.
Erlangga. 4.
Agus Yulianto, dkk. 2001. PETUNJUK Praktikum Fisika Dasar
I. Semarang FMIPA UNNES. Mengetahui,
Semarang, 28 September
2011 Dosen Pengampu
Praktikan
Ir. Sri Wahyuni, M.Si
Windi Andriyani
NIP
NIM 4301409002
LAMPIRAN 1.
Dari percobaaan yang telah dilakukan diperoleh grafik suhu vs waktu sebagai berikut:
Panas Pelarutan dan Hukum Hess
Page 10
1.
ANALISA DATA Data hasil Praktikum Massa air dingin = v x p Panas Pelarutan dan Hukum Hess
Page 11
= 50mL x 1gr/mL = 50gr Ta1 air dingin
= 280C = 301 K
Ta2 air panas
= 670C = 340 K
T campuran
= 450C = 318 K
A. Menentukan C Kalorimeter Q lepas
=
Qterima
Qair panas
= Qkalorimeter + Qair dingin
Qkalorimeter
= Qair panas – Qair dingin
Ckal (Tc - Ta1)
= m x Cair (Ta2 – Tc) – m x Cair (Tc - Ta1)
Ckal (318 – 301)
= 50 x 10-3 x 4200 (340-318) - 50 x 10-3 x 4200 (318-301)
Ckal (17)
= 4620 – 3570
Ckal
=
Ckal
= 61,764 J/K
B. Panas Pelarutan (ΔH) CuSO4.5H2O T1
= 27oC = 300 K
T2
= 26oC = 299 K
ΔT
= 299 K – 300 K = -1
Massa air C Q
= 100 x 10-3 Kg = 61,764 J/K
= Qair + Qkalorimeter = m x c x ΔT + C x ΔT = 100 . 10-3 x 4200 x (-1) + 61,764 (-1) = - 62,18 J/K
Massa CuSO4.5H2O = 5,0476 gr Mol = = 2,023 x 10-2 ΔH
=
Panas Pelarutan dan Hukum Hess
Page 12
= = - 3073,65 J/K C. Panas Pelarutan CuSO4 Anhidrat T1
= 27oC = 300 K
T2
= 31,5oC = 304,5 K
ΔT
= 304,5 K – 300 K = 4,5 K
Massa air C Q
= 100 x 10-3 Kg = 61,764 J/K
= Qair + Qkalorimeter = m x c x ΔT + C x ΔT = 100 . 10-3 x 4200 x (4,5) + 61,764 (4,5) = 279,828 J/K
Massa CuSO4.5H2O = 4,9300 gr Mol = = 0,0309 ΔH
= = = 9055,92 J/K
Dengan menggunakan Hukum Hess maka panas pelarutan adalah CuSO4 + 5H2O
CuSO4.5H2O
∆H = ∆H CuSO4 + 5H2O - ∆H CuSO4 = -3,073Kj/mol – 9,055 Kj/mol = -6,00 Kj/mol ∆H q permol = -6,00/ 5 = -1,2 Kj/mol
Panas Pelarutan dan Hukum Hess
Page 13
