Penentuan Kalor Pembakaran Zat A. Tujuan juan Perc Percoba obaan an
Tuju Tujuan an perc percob obaan aan ini ini adal adalah ah dapa dapatt mene menentu ntuka kan n kalo kalorr pemb pembaka akara ran n zat zat deng dengan an menggunakan Parr menggunakan Parr Adiabatic Bomb Bomb Calorimeter . B. Dasa Dasarr Teori ori
Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah dari panas yang yang ditran ditransfer sfer selama selama reaksi reaksi terjadi terjadi.. Terdap erdapat at dua metode metode eksper eksperime imen n secara secara term termok okim imia ia yang ang umum umum digu diguna naka kan n untu untuk k mene menent ntuk ukan an pana panass yaitu aitu kalo kalori ri pembakaran dan kalori kalibrasi. Dalam metode kalori pembakaran, suatu unsur atau senyawa dibakar dengan oksigen, kalor atau energi yang di bebaskan dalam reaksi diukur. alah satu contoh metode kalori pembakaran adalah kalorimeter bom . Kalorimeter bom adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran sempurna !"ksigen berlebih# suatu senyawa. ejumlah sampel ditempatkan pada tabung beroksigen yang tercelup dalam medium penyerap kalor !kalorimeter#, dan sampel akan terbakar oleh api listrik dari kawat logam terpasang dalam tabung. Kalor yang dilepaskan dalam proses pembakaran digunakan untuk menaikan suhu kalorimeter. $erdasarkan kenaikan suhu kalorimeter bom ini dapat ditentukan kalor pembakarannya. *&
Pereaksi pada suhu T+
asil reaksi pada suhu T-
T+ T-# *T Keterangan % &
' kapa apasit sitas kalor !ka !kal( # kalo alorimet imeteer !ember ) air ) bom#
*T
' perubahan energi dalam sistem
*&
' perubahan energi dalam kalorimeter
T+
asil reaksi pada suhu T+
' suhu awal pereaksi
T-
' suhu akhir hasil reaksi /ang ditentukan dalam percobaan ini adalah
*T , yaitu perubahan energi
dalam yang dialami sistem atau bahan yang dibakar. Dan asumsi proses yang terjadi pada bomb calorimeter adalah adiabatis sempurna maka *& ' 0. $erdasarkan hukum ess dapat dirumuskan% *&
' *T ) *
0
' *T ) & T+ T-#
*T
' & T+ T-#............................ !+# 1angkah pertama dalam percobaan ini adalah menentukan kapasitas kalor
kalorimeter bom, dengan cara membakar sejumlah zat standar yang telah diketahui kalor pembakarannya, biasanya digunakan asam benzoat. 2ilai kapasitas kalor ini selanjutnya digunakan untuk menentukan kalor pembakaran zat sampel. ampel yang akan ditentukan kalor pembakarannya dibakar dengan kondisi yang sama dengan pembakaran zat standar. Dengan cara mengukur kenaikan suhu T+ T-# yang dihasilkan pada proses pembakaran, dan dengan menggunakan harga & yang telah ditentukan pada pembakaran zat standar,
*T
setiap sampel dapat
ditentukan. Pada penentuan kalor pembakaran dengan cara ini perlu dilakukan koreksi, karena terdapat kalor yang dilepaskan akibat terjadi pembentukan asam nitrat dan pebakaran kawat pemanasnya, jika zat yang dibakar mengandung belerang harus ada koreksi pula terhadap kalor pembentukan asam nitrat dan
*- adalah koreksi terhadap
kalor pembakaran kawat pemanas, persamaan !+# harus diubah menjadi% *T )
*+ ) *-
' & T+ T-#...........................!-#
ecara praktis% *+
' 3olume !m1# larutan 2a -&"4 0,05-6 2 yang diperlukan untuk menetralkan
asam nitrat 7 !+kal(m1# *-
' panjang kawat yang terbakar !cm# 7 8 !-,4 kal(cm#
9ika dalam percobaan m gram zat terbakar dan menimbulkan kenaikan suhu sebesar T, maka kalor pembakaran zat ini dihitung dengan rumus% *T '
T *+ *-#(m
!dalam kal(gram# ...........................!4#
9ika dalam percobaan n mol zat terbakar dan menimbulkan kenaikan suhu sebesar T, maka kalor pembakaran zat ini dihitung dengan rumus% *T '
T *+ *-#(n !dalam kal(mol# ...........................!:#
asil pengukuran dapat juga dinyatakan dalam perubahan entalpi
, dengan
menggunakan hasil perhitungan persamaan !:#, dimasukkan pada persamaan% T ' *T ) !n- 8 n+#;T ' *T ) n.;T !dalam kal(mol# ...........................!6#
C. Alat dan Bahan
$ahan%
topwatch
$riket
$otol semprot
=as oksigen
Termometer
1arutran tandar 2a-&"4 0,05-6 2
>rlenmeyer
?ndikator metal merah
$uret
<@uades
D. Langkah Kerja dan Hasil Pengamatan
2"
+.
P;">D*; P>;&"$<<2
<?1 P>2=
Penenetuan Kapasitas Kalor $omb &alorimeter
2aftalena • •
Aassa 2aftalena ' 0,B66 gram Ditimbang dengan teliti. Dimasukkan ke dalam
mangkuk sampel dalam bom, dipasang kawat pemanas pada kedua elektroda dan harus tepat menyentuh •
permukaan
naftalena. Ditutup bom dengan rapat, di isi bom dengan gas oksigen secara
perlahan
manometer •
sampai
menunjukkan
-0
atm. Diisi ember calorimeter dengan air - 1, diatur suhu dalam ember C +,6o& dibawah suhu
•
kamar. Dimasukkan
ember
calorimeter,
diletakkan
kedalam bom
kedalam ember dan dipasang •
thermometer. Dibiarkan selama :6 menit,
uhu air !T+# menit ke + ' -,:-o& - ' -,:-o& 4 ' -,:-o&
dibaca suhu suhu air dalam •
ember. Dijalankan arus listrik untuk membakar
•
•
•
cuplikan,
tombol
tidak boleh ditekan lebih dari 6
uhu air !T-#
detik.
menit ke + ' -5,E:o&
Dicatat suhu air tiap menit
- ' -B,::o&
hingga tercapai harga maksimal
4 ' 40,00o&
konstan selama - menit, dicatat
: ' 40,-0o&
suhu air. Dibuka
6 ' 40,-5o& calorimeter,
' 40,-5o&
dikeluarkan bom dari dalam
5 ' 40,-Bo&
ember dengan membuka drei
E ' 40,-Bo&
terlebih dahulu. Dicuci bagian
B ' 40,-Bo&
menggunakan
dalam botol
bom
semprot
dan ditampung hasil cucian •
dalam tabung >rlenmeyer. asil cucian di titrasi dengan 2a-&"4
0,05-6
2
menggunakan indikator metil
Folume 2a-&"4 ' 5,5m1
merah, 3olume 2a-&"4 yang diperlukan
digunakan
untuk
menghitung factor koreksi •
.
Dilepas kawat pemanas yang Panjang kawat awal ' +0 cm tidak terbakar dari elektroda Panjang kawat yang tidak terbakar ' +,5
•
dan diukur panjangnya kawat
cm
yang terbakar. Dihitung kapasitas
Panjang kawat yang terbakar
calorimeter
kalor ' !+0 8 +,5# cm dengan ' E,4 cm
menggunkan persamaan 4. asil
-.
Penentuan Kalor Pembakaran Zat $riket •
9ika zat berupa padatan, di pres Aassa briket ' 0,BE6 gram
•
menjadi tablet dan ditimbang. Dimasukkan kedalam mangkuk sampel dalam bom, dipasang kawat pemanas
pada kedua
elektroda
harus
menyentuh •
dan
tepat
menyentuh
permukaan briket. Ditutup bom dengan rapat, di
isi bom dengan gas oksigen perlahan •
sampai
manometer
menunjukkan -0 atm. Diisi ember calorimeter dengan air - 1, diatur suhu didalam ember C +,6o& dibawah suhu
•
kamar. Dimasukkan ember ke dalam calorimeter, dimasukkan bom ke dalam ember dan dipasang
•
thermometer. Dibiarkan : 8 6 menit, dibaca
•
uhu air !T+# suhu air dalam ember. Dijalankan arus listrik untuk menit ke + ' -,::o&
•
membakar cuplikan. Dicatat suhu air tiap menit
- ' -,::o& 4 ' -,::o&
hingga tercapai harga maksimal konstan selama - menit, dicatat suhu air. •
Dibuka
calorimeter,
dikeluarkan bom dari dalam •
ember secara perlahan. Dicuci bagian dalam
bom
menit ke + ' -5,:0o&
semprot
- ' -E,4-o&
dan menampung hasil cucian
4 ' -E,6-o&
dalam labu >rlenmeyer. Dititrasi dengan 2a-&"4 0,05-6
: ' -E,-o&
2
metil
' -E,Eo&
merah, dicatat 3olume 2a-&"4
5 ' -E,Eo&
yang dibutuhkan. Dilepas kawat pemanas yang
E ' -E,Eo&
menggunakan
•
•
uhu air !T-#
dengan
botol
indikator
tidak terbakar di elektroda dan diukur panjangnya kawat yang terbakar.
6 ' -E,o&
Folume 2a-&"4 ' 5,5 m1
Panjang kawat awal ' +0 cm Panjang kawat yang tidak terbakar ' 4,
cm asil
Panjang kawat yang terbakar ' !+0 8 4,# cm ' ,: cm
E. Analisis Data dan Pembahasan Pada percobaan kali ini dilakukan penentuan kalor pembakaran zat
menggunakan Parr Adiabatic Bomb Calorimeter . Dalam penentuan kalor pembakaran zat menggunakan bom kalorimeter ada beberapa hal yang harus diperhatikan yaitu a. aat memasukkan sampel dalam mangkok harus rapat dan tidak goyah, agar tidak terjatuh b. Kawat pemanas yang dipasang harus menyentuh sampel, dan tidak menyetuh dasar mangkok c. Diberi gas oksigen pada bom yang dialirkan pada tangki sampai tekanan pada manometer sampai -0 atm, hal tersebut bertujuan untuk memberikan oksigen yang cukup untuk melakukan pembakaran . d. >mber pada kalorimeter diberi air telebih dahulu, yang bertujuan untuk meratakan panas pada kalorimeter e. Karet dipasang pada kalorimeter untuk menggerakan pengaduk, dan juga memasang termometer untuk mengukur suhu f. aat menekan tombol untuk membakar cuplikan, cukup dilakukan selama 6 hitumgan, agar cuplikan tidak terbakar semua g. etelah melakukan pembakaran, masih ada gas yang tersisa pada bomb harus dikeluarkan terlebih dahulu, gasgas hasil reaksi dikeluarkan melalui lubang diatas bomb dengan cara memutar drei Pada percobaan ini penentuan kalor pembakaran zat dilakukan pada - zat yaitu +. 2aftalena Pertama naftalena ditimbang terlebih dahulu, didapatkan massa naftalena 0,B66 gram, dan dimasukkan dalam mangkok, dimasukkan pada bomb, diisi oksigen,
dan dimasukkan kedalam kalorimeter yang telah diisi air, dan dipasang termometer, dan karet, dinyalakan bomb kalorimeter dan dibiarkan : 6 menit dengan tetap memperhatikan suhu pada termometer, didapatkan suhu air !T+# sebagai berikut Aenit ke
uhu !o& #
+ -,:-,:4 -,:elanjutnya adalah proses pembakaran. Dijalankan arus listrik untuk membakar cuplikan. Tombol ditekan tidak lebih dari 6 detik. Perubahan suhunya dicatat tiap menit hingga tercapai harga maksimal konstan. Didapatkan data sebagai berikut % Aenit ke
uhu !o& #
+ -5,E: -B,:: 4 40,00 : 40,-0 6 40,-5 40,-5 5 40,-B E 40,-B B 40,-B Aaka suhu air T- yang diperoleh adalah 40,-B o&. elanjutnya kalorimeter dibuka, kemudian bomb dikeluarkan dari dalam ember, $agian dalam bomb dicuci dengan botol semprot, dan hasil cucian ditampung dalam tabung >rlenmeyer kemudian dititrasi dengan larutan standar 2a-&"4 0,05-6 2. edangkan kawat pemanas yang tersisa dikeluarkan dan diukur panjangnya yaitu didapatkan panjang kawat setelah pemanasan adalah +,5 cm, maka kawat yang terbakar adalah ' +0 cm 8 +,5 cm ' E,4 cm Dan 3olume titrasi dengan 2a -&"4 0,05-6 2 adalah 5,5 m1 -. $riket $riket ditimbang terlebih dahulu, didapatkan massa briket 0,BE6 gram, dan dimasukkan dalam mangkok, dimasukkan pada bomb, diisi oksigen, dan dimasukkan kedalam
kalorimeter yang telah diisi air, dan dipasang termometer, dan karet,
dinyalakan bomb kalorimeter dan dibiarkan : 6 menit dengan tetap memperhatikan suhu pada termometer, didapatkan suhu air !T +# sebagai berikut Aenit ke
uhu !o& #
+
-,::
-,:: 4 -,:: elanjutnya adalah proses pembakaran. Dijalankan arus listrik untuk membakar cuplikan. Tombol ditekan tidak lebih dari 6 detik. Perubahan suhunya dicatat tiap menit hingga tercapai harga maksimal konstan. Didapatkan data sebagai berikut % uhu !o& #
Aenit ke
+ -5,:0 -E,44 -E,6: -E,6 -E, -E,E 5 -E,E E -E,E Aaka suhu air T- yang diperoleh adalah -E,E o&. elanjutnya kalorimeter dibuka, kemudian bomb dikeluarkan dari dalam ember, $agian dalam bomb dicuci dengan botol semprot, dan hasil cucian ditampung dalam tabung >rlenmeyer kemudian dititrasi dengan larutan standar 2a-&"4 0,05-6 2. edangkan kawat pemanas yang tersisa dikeluarkan dan diukur panjangnya yaitu didapatkan panjang kawat setelah pemanasan adalah 4, cm, maka kawat yang terbakar adalah ' +0 cm 8 4, cm ' ,: cm Dan 3olume titrasi dengan 2a -&"4 0,05-6 2 adalah 5,5 m1 etelah didapatkan data diatas, maka dapat ditentukan kalor pembakaran zat, sebagai berikut a. Penentuan Kapasitas kalor bomb kalorimeter oleh 2aftalena
-
mnaftalena ' 0,B66 g
-
T+ ' -,:- &
-
T- ' 40,-B &
-
GT ' T- T+ ' 40,-B & -,:- & ' 4,E5 &
-
Panjang kawat terbakar ' E,40 cm
-
Folume 2a-&"4 0,05-6 2 yang digunakan untuk titrasi' 5,50 m1
ᵒ
ᵒ
ᵒ
ᵒ
ᵒ
a# G*+ naftalena ' 5,50 ml 7 !+ kal(ml# ' 5,50 kal
b# G*- naftalena ' E,40 cm 7 !-,4 kal(cm# ' +B,0B kal c# Gc naftalena !dari data lain# ' 9628,0099 kal/g G*T naftalena' Gc naftalena 7 mnaftalena ' 9628,0099 kal/g 7 0,B66g ' B+B:,56 kal G*T ) G*+ ) G*-
' &kalorimeter !T- T+#
B+B:,56kal ) !5,50# kal ) !+B,0B# kal ' & kalorimeter !40,-B-,:-# & ᵒ
&kalorimeter '
' -4E-,E4 kal( & ᵒ
b. Penentuan kalor pembakaran zat dengan briket $erat briket ' 0,BE6 g T+' -,:: & ᵒ
T-' -E,E & ᵒ
GT ' T- T+ ' -E,E & -,:: & ' -,-: & ᵒ
ᵒ
ᵒ
Panjang kawat terbakar ' ,:0 cm Folume 2a-&"4 0,05-6 2 yang digunakan untuk titrasi' 5,50 m1 +# G*+ briket ' 5,50 ml 7 !+ kal(ml# ' 5,50 kal -# G*- briket ' ,:0 cm 7 !-,4 kal(cm# ' +:,-5 kal &kalorimeter ' -4E-,E4 kal( & ᵒ
4# G*T ) G*+ ) G*- ' &kalorimeter !T- T+#
G*T
briket
'
G*T
briket
'
G*T
briket
'
'
' 6::+,+4 kal(g
F. Kesimulan +. Percobaan Kapasitas kalor kalorimeter !&# terhitung sebesar -4E-,E4 kal(o& -. Perubahan energi dalam yang dialami naftalena terhitung sebesar 6::+,+4 kal(g !. Da"tar Pustaka umari, /ahmin, ?da $agus. -0+. Petunjuk Praktikum KIMIA FISIKA. Aalang% *ni3ersitas 2egeri Aalang
&hang,;aymond.-0+0.Chemistry 10th d .2ew /ork% Ac =raw ill H. #A$ABA% PE&TA%'AA% +.
yang dihasilkan dari reaksi pada 3olume tetap. Pada 3olume tetap, dF ' 0 sehingga I ' 0 maka G* T ' J3. b. GT adalah entalpi reaksi pada suhu tetap yang besarnya sama dengan kalor yang dihasilkan dari reaksi pada tekanan tetap. Pada tekanan tetap, dP ' 0 sehingga Dh ' Du ) d!PF# ' PdF ) " ) PdF ) FdP ' " p. -. Aengapa G* & pada persamaan !+# sama dengan nolH G*& ' 0 karena sistem dalam kalorimeter dibuat adiabatik sehingga tidak ada kalor yang keluar dari sistem
