PENENTUAN PANAS PELARUTAN Ni Ketut Ketut M eidayanti idayanti Putri , 110810 110810501 5013 3 Jur usan usan Kimi a FM I PA Uni versita versitas s Udayana, Udayana, Buki t Jimbaran 2014
Abstrak
Telah dilakukan percobaan penentuan panas pelarutan dengan metode kalorimetri. Dilakukan tiga percobaan berbeda yaitu penentuan tetapan kalorimeter, penentuan kalor reaksi Zn dengan CuSO 4 , dan penentuan kalor penetraan HCl dan NaOH. Dalam percobaan pertama diperoleh hasil dimana tetapan kalorimeter sebesar 16,80 J/K. Selanjutnya pada percobaan kedua diperoleh hasil entalpi reaksi (Hr) sebesar 136,4976 kJ/mol. Pada percobaan ketiga diperoleh kalor penetralan sebesar 31,4916 kJ/mol. Keywords : Kalor, kalorimeter, tetapan kalorimeter, entalpi reaksi, kalor penetralan. PENDAHULUAN
K ajian ajian tentang kalor kalor yang dihas diha silkan atau dibutuhkan oleh r eak eak si kimia dis disebut ter ter mokimia. mokimia. Ter Ter mokimia mokimia mer mer upakan upakan cabang dar dar i ter ter modinamika modinamika kar kar ena ena tabung r eak eak si dan is isinya membentuk sistem. Jadi kita dapat mengukur mengukur (seca (secar r a langs langsung dengan car ca r a mengukur mengukur ker ker ja atau kenaikan temper temper atur) atur) ener ener gi gi yang dihas diha silkan oleh r eak eak si sebagai kalor kalor dan dikenal sebagai Joule. Ber Ber ganti ganti deng dengan kondis kondisinya, apakah dengan per pe r ubahan ubahan ener ener gi gi dalam atau per per ubahan ubahan entalpi. Sebaliknya jika tahu ΔC atau ΔH suatu r eak eak si kita dapat mer mer amalkan amalkan jumlah ener ener gi gi yang dihas diha silkannya sebagai kalor kalor . Sebagian bes besar r eak eak si kimia yang ter ter jadi,dis jadi,diser tai tai dengan penyer penyer apan apan atau per per ubahan ubahan ener ener gi. gi. Ener Ener gi gi mer mer upakan upakan kemampuan untuk melakukan ker ke r ja. K etika etika sistem beker beker ja / melepas melepaskan kan kalor kalor , kemampuan untuk melakukan ker ke r ja ber ber kur kur ang ang dengan kata lain ener ene r ginya ginya ber ber kur kur ang. ang.
Ter Ter mokimia mokimia ber ber kaitan kaitan dengan f ungs ungsi ener ener gi gi dalam (U), (U), entalpi (H), (H), entr entr opi opi (S) ser ta ta ener ener gi gi bebas bebas Gibbs ibbs (G). (G). Dasar ter ter mokimia mokimia adalah Hukum Ter Ter modinamika modinamika yaitu: 1. Hukum Per tama tama Ter Ter modinamika modinamika Hukum per pe r tama tama ter ter modinamika modinamika mer mer upakan upakan ur ur aian aian bar bar u dar dar i hukum kekekalan ener ener gi. gi. Dalam hukum ini dinyatakan bahw bahwa ”bila suatu sistem mengalami ser angkaian angkaian per per ubahan ubahan yang akhir akhir nya nya membaw membawa sistem kembali ke keadaan aw awalnya maka beda per pe r ubahan ubahan ener ener ginya ginya adalah nol”. 2. Hukum K edua edua Ter Ter modinamika modinamika Dalam hukum kedua ter te r modinamika modinamika ini ter ter lihat lihat adanya hubungan antar anta r a entr entr opi opi dan s pontanitas pontanitas suatu r eak eak si. Hukum ini menyatakan bahw bah wa ”Ent r opi opi alam semes emesta ber ber tambah tambah dalam suatu per per ubahan ubahan s pontan dan tetap dalam suatu pr pr oses kes kesetimbangan” 3. Hukum K etiga etiga Ter Ter modinamika modinamika Hukum ini menyatakan bah wa bahw opi suatu k r ri stal sempur empur na na adalah ”Entr opi
nol pada temper atur absolut”. Jadi, entr opi ber hubungan dengan ketidakter atur an molekul dalam sistem. Entalpi (H) mer upak an kalor r eak si pada sistem isobar (tekanan tetap), yang menyatakan banyaknya ener gi yang tersimpan dalam suatu zat atau sistem. BAHAN DAN METODE Bahan Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah akuades, serbuk Zn, NaOH 2M, dan HCl 2M. Alat Peralatan yang digunakan dalam percobaan ini adalah kalorimeter, pengaduk, dan bahan isolasi, termometer, gelas ukur, gelas beker, pemanas, stopwatch. Cara Kerja Penentuan Tetapan K alorimeter: 3 1. 20 cm air dimasukkan ke dalam kalor imeter dengan bur et, lalu temper atur nya dicatat. 3 2. 20 cm air dipanaskan dalam gelas 0 kimia sampai ± 10 diatas temper atur kamar kemudian temper atur nya dicatat. 3. Air panas tersebut dicampur kan kedalam kalor imeter , diaduk atau dikocok kemudian temper atur nya diamati selama 10 menit dengan selang 1 menit setelah pencampur an. 4. K ur va pengamatan temper atur vs selang waktu dibuat untuk menentukan har ga penur unan air panas dan penaikan temper atur air dingin. Penentuan K alor Penetralan HCl dan NaOH: 3 1. 20 cm HCl 2 M dimasukkan kedalam kalor imeter . 2. Temper atur lar utan HCl diukur dengan ter mometer 3 3. Sebanyak 20 cm NaOH 2 M
diukur dan temper atur nya dicatat (diatur sedemikian r upa sehingga temper atur nya sama dengan temper atur HCl). 4. Basa ini dicampur kan k edalam kalor imeter dan temper atur campur an dicatat selama 5 menit dengan selang waktu ½ menit. 5. Gr af ik dibuat untuk memper oleh per ubahan temper atur akibat r eak si ini. 6. K alor penetr alan dihitung, jika -3 ker apatan kelar utan 1,03 g cm dan kalor jenisnya sebesar 3,96 J/g K . HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada percobaan penentuan panas pelarutan ini bertujuan untuk menentukan tetapan kalorimeter dan menentukan kalor penetralan HCl dengan NaOH. Dalam percobaan ini digunakan kalorimeter untuk mengukur perubahan temperatur selama reaksi berlangsung. Dalam menentukan tetapan kalorimeter dilakukan dengan melakukakan pencampuran air panas dengan air dingin ke dalam kalorimeter. Sebelum pencampuran, dilakukan pengukuran suhu pada air dingin kemudian air dengan volume sama dipanaskan hingga 10oC dari suhu air yang dingin. Pada percobaan ini diukur suhu air dingin yaitu pada suhu kamar yaitu 32 oC sehingga air panas dipanaskan hingga suhu sekitar 42oC. Namun pada percobaan ini, didapatkan air panas dengan suhu 43 oC. Kemudian dilakukan pencampuran kedua air kedalam kalorimeter. Setelah proses pencampuran air dingin dan air panas dilakukan maka temperatur campuran diukur selama 10 menit dengan selang waktu 1 menit. Pada awal pencampuran
suhu yang tertera di thermometer yaitu 43oC kemudian menurun menjadi 37 oC kemudian pada menit kedua hingga keempat suhu naik menjadi 38 oC, namun setelah menit ke-lima hingga menit kesepuluh suhu pada larutan konstan pada suhu 37oC. Pada proses ini terjadi kenaikan suhu pada air dingin sebanyak 5 derajat, sedangkan pada air panas terjadi penurunan suhu sebanyak 6 derajat. Dalam percobaan ini menunjukkan bahwa terjadi suatu peristiwa pelepasan dan penyerapan kalor yaitu air panas melepaskan kalor dan air dingin menyerap kalor yang dilepaskan oleh air panas. Untuk lebih jelas dilihat pada kurva pencampuran air panas-dingin dibawah ini :
Dalam proses pelepasan dan penyerapan kalor yang terjadi didalam kalorimeter dapat dihitung. Berdasarkan perhitungan diperoleh besarnya kalor yang diserap oleh air dingin yait 420 J sedangkan kalor yang dilepaskan oleh air panas yaitu 504 J. Dari kedua nilai yang diperoleh dapat dilihat bahwa kalor yang diterima oleh kalorimeter sebesar 84 J. Nilai tetapan kalorimeter (k) dihitung dengan cara membagi besarnya kalorimeter yang diserap oleh kalorimeter (84 J) dengan perubahan temperaturnya (5 K) sehingga diperoleh nilai k sebesar 16,80 J/K.
Selanjutnya dalam penentuan kalor reaksi antara Zinc dengan Tembaga (II) sulfat. Dimana temperatur CuSO4 terlebih dahulu ditentukan selama 2 menit dengan selang waktu 0,5 menit (30 detik). Suhu CuSO4 sebesar 32oC. Kemudian CuSO 4 dimasukkan kedalam kalorimeter selanjutnya ditambah dengan serbuk seng sebanyak 3 gram kemudian diamati perubahan temperatur yang terjadi selama 10 menit dengan selang waktu 1 menit. Dari data hasil pengamatan menunjukkan bahwa, terjadi kenaikan suhu sehingga suhu menjadi 40oC, kemudian naik 1 derajat menjadi 41oC dan konstan hingga menit kesepuluh. Pada percobaan ini kalor yang diserap oleh kalorimeter yaitu sebesar 4737,60 J, sedangkan kalor yang diserap oleh larutan sebesar 722,304 J, dan kalor yang dihasilkan dari proses reaksi sebesar 5459,904 J. Selanjutnya ditentukan entalpi reaksi antara Zn dengan CuSO 4. Berdasarkan perhitungan, diperoleh nilai Hr (entalpi reaksi) sebesar 136,4976 kJ/mol. Percobaan terakhir yaitu menentukan kalor penetralan HCl dengan NaOH. Pada percobaan ini yaitu dengan mencampurkan larutan HCl dengan NaOH. Sebelum dicampur kedua larutan diukur temperaturnya, kemudian kedua larutan dibuat memiliki suhu yang sama. Dalam percobaan kali ini, HCl dan NaOH sudah pada suhu yang sama yaitu 31 oC. Selanjutnya dilakukan pencampuran pada kedua larutan kedalam kalorimeter. Persamaan reaksi penetralan ini sebagai berikut : HCl(aq)+ NaOH(aq) NaCl (aq) + H2O (l) Setelah pencampuran, dilakukan pengukuran temperatur selama 5 menit dengan selang waktu selama 30 detik ( 1/2
menit). Dari hasil pengamatan pada thermometer, terjadi penurunan temperatur setelah menit ke-enam dan temperatur konstan pada suhu 38 oC. Nilai perubahan suhu ini dapat digunakan untuk menghitung nilai kalor netralisasi untuk HCl dan NaOH. Dari hasil perhitungan, diperoleh kalor yang diserap oleh larutan sebesar 1142,064 J, sedangkan kalor yang diserap oleh kalorimeter sebesar 117,60 J, dan kalor yang dihasilkan dari reaksi sebesar 1259,664 J. Dari perhitungan dalam penentuan kalor penetralan untuk HCl dan NaOH adalah 31,4916 kJ/mol. Perubahan temperatur yang terjadi saat reaksi netralisasi berlangsung adalah sebagai berikut :
SIMPULAN
Adapun beberapa hal yang dapat disimpulkan dalam percobaan ini adalah k enaikan temper atur pada air dingin 0 sebesar 5 C sedangkan penur unan 0 temper atur pada air panas sebesar 6 C. Kalor yang diser ap oleh air dingin sebesar 420 J sedangkan kalor yang dilepaskan oleh air panas sebesar 504 J. Nilai tetapan kalor imeter sebesar 16,80 J/ K . Besarnya entalpi reaksi yang dihasilkan dalam penentuan kalor reaksi seng dengan CuSO4 adalah 136,4976 kJ/mol. Besar nya kalor netr alisasi asam kuat (HCl) dengan basa kuat (NaOH) pada
per cobaan ini adalah 31, 4916 k J/ mol. Per bedaan hasil per cobaan dengan liter atur e disebabkan kar ena adanya pengencer an pada saat penger jaan dengan alat yang ter kontaminasi oleh zat lain. DAFTAR PUSTAKA
Bir d, Tony, 1993 , Kimia Fi sika untuk U niversita s, Gr amedia, Jakar ta. Dogr a, S dan S.K Dogr a, 1990, Kimia Fi sik dan Soal -Soal , Universitas Indonesia Pr ess, Jakar ta. Sastr ohamidjojo, H, 2001, Kimia Da sar , Edi si ke-2, Gadjah Mada University Pr ess, Yogyakar ta. Sukar djo, 1989, Kimia Fi sika, Bina Ak sar a, Yogyakar ta. Tim Labor ator ium K imia Fisika, 2012, Penuntun P r aktikum Kimia Fi sika , Jur usan K imia F.MIPA III Universitas Udayana, Bukit Jimbar an.
