Analisa Kalori dengan Bom Kalorimeter

Oleh:Ilzamha Hadijah R, S.TP., M.Sc

Apa Kalori itu?Kalori adalah satuan untuk energi.

Maka tepatnya, tubuh membutuhkan

energi dalam satuan kalori. Energi

dibutuhkan tubuh untuk menjalankan

fungsinya serta beraktivitas.

- Samuel Oetero-

Dalam satuan gram:

Lemak 9 kalori

Karbohidrat 4 kalori

Protein 4 kalori

Serat 2 kalori

Apps Penghitung Kalori

Kalorimeter yaitu suatu sistem terisolasi (tidak adaperpindahan materi ataupun energi dengan lingkungandiluar Kalorimeter)

Definisi Bomb Calorimeter

Bomb kalorimeter adalah

alat yang digunakan untuk

mengukur jumlah kalor (nilai

kalori) yang dibebaskan pada

pembakaran sempurna

(dalam O2 berlebih) suatu

senyawa, bahan makanan,

atau bahan bakar.

Sejumlah 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.

Jumlah panas yang diukur

dalam kalorimeter, adalah

total energi dari bahan atau

sampel.

Prinsip Bomb Calorimeter

Dalam penetapan energi total

ini terjadi pengubahan energi

kimia dalam suatu bahan

atau sampel menjadi energi

panas dan diukur jumlah

panas yang dihasilkan.61 kal69 kal

Jenis Bomb CalorimeterDibedakan menurut prinsipnya:

1. Isothermal Oxygen BombCalorimeter

Kenaikkan suhu dari vesel bagiandalam (calorimeter bucket) dapatdiperiksa, sedang suhu veselbagian luar (jacket) konstan.

Suhu jacket dapat diatur terus-menerus selama penetapan untuktetap sama dipertahankanterhadap calorimeter bucket.

2. Adiatbatic Oxygen Bomb Calorimeter

Dalam kalorimeter ini tidak diperlukan lagi koreksi radiasi

panas dan hanya memerlukan pemeriksaan suhu awal dan

akhir kalorimeter dan suhu jacket perpaku sama terhadap

suhu bagian dalam vessel selama penetapan.

Perbedaan dengan macam

yang pertama, bahwa

isothermal memerlukan

pemeriksaan suhu awal,

suhu antara dan suhu

akhir.

3. Ballistic Oxygen Bomb Calorimeter

Dalam alat ini sampel yang diketahui beratnya ditetapkan

kalorinya dengan dibakar di dalam suatu bomb yang berisi

oxygen yang berlebihan kemudian kenaikkan suhu

maksimum dari bomb diukur dengan thermocouple dan

galvanometer.

Bagian- bagian Bomb Calorimeter :1. Cawan

2. Kumparan kawat

3. Pemanas

4. Bomb baja

5. Termometer

6. Suplai Oksigen

7. Pengaduk

8. Ember baja

9. Jaket isolator

Bahan Kimia standar yang dipergunakan dalam kalorimeter

adalah :

I. Asam benzoat : mempunyai nilai kalori 6,32 kcal/g tidak higroskopis,

mudah terbakar dengan sempurna ada yang tersedia dalam bentuk pellet

untuk mempermudah penanganan

II. Naphtalene : mempunyai nilai kalori 9,614 kcal/g

III. Sucrose : mempunyai nilai kalori 3,950 kcal/g kedua yang terakhir ini

kurang memuaskan hasilnya

IV. Larutan alkali standar: dipakai untuk menitrasi air cucian dalam bomb

untuk menempatkan koreksi asam biasanya dipergunakan larutan natrium

carbonat 0,072 N larutan ini ekuivalen dengan 1 kcal/ml

V. Indikator methyl orange atau methyl red

1. Timbang sampel pakan yang telah dipelet ± 1 gram, kemudian taruh di dalam

cawan nikel dan selanjutnya letakan di terminal knot.

2. Potong kawat chrom sepanjang 10 cm, lalu [pasangkan kawat tersebut diterminal

knot. Usahakan agar kawat tersebut bersinggungan (bersentuhan) dengan sampel

yang akan dibakar.

3. Siapkan silinder bom dan masukan aquades kedalamnya sebanyak 2 ml.

4. Masukan sampel pakan beserta cawan nikelnya kedalam silinder bom.

5. Tutup silinder bom dengan cara diputar (screw up).

6. Alirkan gas O2 kedalam bom sebanyak 30 atm.

7. Isikan aquades kedalam bucket, kondisikan temperatur air tersebut lebih rendah

1,5 0C dari suhu kamar. Setelah itu masukan silinder bom kedalamnya.

8. Hubungkan kabel listrik ke saluran terminal knot.

9. Tutup bom kalori.

10. Hidupkan tombol dinamo(stirrer) ± 2 menit, lalu lihat di termometer dan catat

temperatur (temperatur awal atau To).

11. Selanjutnya tekan tombol bom hingga lampu indikator menyala.

12. Biarkan proses pembakaran berlangsung sampai temperaturnya konstan yang di

tandai dengan bunyi alaram. Proses ini butuh waktu selama 5 menit.

13. Matikan tombol dinamo(stirrer).

Cara Kerja Bomb Calorimeter

14. Buka tutup bom, lepaskan kabel dari terminal knot.

15. Angkat silinder bom dari bucket, dan buang sisi gas pembakaran.

16. Buka tutup silinder bom, kemudian semprot dengan aquades bagian sebelah dalam

silinder bom.

17. Tampung dalam gelas piala cairan aquades yang disemprotkan beserta sisa abu

pembakran tadi, lalu tambahkan 2 tetes methyl orange(sebagai indikator) kemudian

titrasi dengan larutan standar Na2CO3 0,0725 N.

18. Hentikan titrasi jika terjadi perubahan warna (kuning). Catat warna volume (ml)

larutan standar yang digunakan.

19. Lakukan perhitungan Gross Energi bahan pakan dengan menggunakan rumus:

GE = Dt x 2470 - volume titrasi(ml) + panas kawat (kal)

Berat sampel (g)

Kode Berat sampel (gram)

Suhu (oc) Kawat (cm) Titrasi(ml)sampel kelompok awal akhir Dt Awal Sisa

terbakarterbakar Panas

(oC)

Bungkil Kelapa

1,012 23,4 25,5 2,1 10 2,5 7,5 17,25 6,7

Dedak Padi1,020 24,4 25,7 1,3 10 5,5 4,5 10,35 0

Contoh Hasil Analisa Bom Kalorimeter

GE = Dt x 2470 - volume titrasi(ml) + panas kawat (kal)

Berat sampel (g)

(Dedak padi) GE = Dt x 2470 – Vol Titrasi(ml) + Panas Kawat (kal)

Berat sampel (gram)

GE = 1,3 x 2470 – 0 + 10,35

1,020

= 3211 + 10,35

= 3221 = 3158, 18 kal/g

1.020

= 3,158 kkal/g

Rumus kerja :

(Bungkil kelapa) GE = Dt x 2470 – Vol Titrasi(ml) + Panas Kawat (kal)

Berat sampel (gram)

GE = 2,1 x 2470 - 6,7 + 17,25

1,012

= 5111 + 17,25

= 5128 = 5067 , 44 kal/g

1,012

= 5,067 kkal/g

Energi bruto ditentukan melalui pembakaran makanan dalam bom kalori meter. Nilai yang

diperoleh tergantung pada komposisi kimia yakni proporsi lemak, karbohidrat dan protein.

Tugas !1. Absen Ganjil : Lihatlah https://www.youtube.com/watch?v=VxkzTCb1suE&t=28s

Absen Genap : Lihatlah https://www.youtube.com/watch?v=WuINBjWomFI

2. Jenis Bomb Calorimeter apa yang digunakan?

3. Buatlah Diagram alir proses penggunaan bomb calorimeter pada video tersebut ! (include

suhu, lama waktu dan nama proses)

Dikumpulkan Senin 5 Juni 2017, di Ruang bu Ilza paling lambat jam 12.00 WIB

Terimakasih

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 = Cbom x DT

dengan :

Cbom = kapasitas kalor bom ( J / oC ) atau ( J / K )

DT = perubahan suhu ( oC atau K )

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 :

qreaksi = –

(qair+ qbom )

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.

DE = q + w dimana w = – P. DV ( jika DV =

nol maka w = nol )

Maka:

DE = qv

H = konstante kalorimeter asam benzoat = 6,318 kcal/g

M = berat asam benzoat (g BK)

T = korektor temperatur pembakaran

= tc - ta r1(tb - ta)

tc = temperatur konstan tb = temperatur dimana pembakaran mencapai 60 %

ta = temperatur

pembakaran atau

temperatur pijar

PERHITUNGAN

W= energi equivalen asam benzoat

W=