Laporan Panas Reaksi Acc

Dani

LAPORAN PRAKTIKUMKIMIA FISIKA

PANAS REAKSI23 November 2013

Disusun Oleh :M. Alfan Nafiudin (08.2012.1.01537)

Tri Wahyudi

(08.2012.1.01544)

Andre Wahyu. F

(08.2012.1.01557)

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI ADHITAMA SURABAYA

2013

TUJUAN PERCOBAAN

Untuk menghitung panas kalorimeter, panas pelarutan NaOH serta panas reaksi antara HCl dan NaOH dengan suhu dan konsentrasi yang berbeda-beda.

DASAR TEORI

Reaksi kimia dibedakan menjadi reaksi eksoterm dan endoterm. Reaksi eksoterm adalah reaksi yang melepaskan panas selama reaksi berlangsung. Pada reaksi eksoterm harga H = negatif ( ). Sebaliknya reaksi endoterm adalah reaksi yang membutuhkan panas selama reaksi berlangsung. Pada reaksi endoterm harga H = positif ( + ). Untuk menghitung panas reksi yang terjadi dapat dilakukan dengan menggunakan kalorimeter, yaitu dengan cara mengukur suhu awal sebelum reaksi dan suhu akhir sesudah reaksi. Proses dalam kalorimeter berlangsung secara adiabatik, yaitu tidak ada energi yang lepas atau masuk dari luar ke dalam kalorimeter. Kalor yang dibutuhkan untuk menaikan suhu kalorimeter sebesar 1 0C pada air dengan massa 1 gram disebut tetapan kalorimetri. Dalam proses ini berlaku azas Black yaitu:q lepas = q terimaq air panas = q air dingin + q kalorimeterm1 c (Tp Tc) = m2 c (Tc Td) + C(Tc Td)........................(1)keterangan:m1 = massa air panas ; m2 = massa air dinginc = kalor jenis air ; C = kapasitas kalorimeterTp = suhu air panas ; Tc = suhu air campuran

Td = suhu air dingin

Sedang hubungan kuantitatif antara kalor dan bentuk lain energi disebut Termodinamika. Termodinamika dapat didefinisikan sebagai cabang kimia yang menangani hubungan kalor, kerja, dan bentuk lain energi dengan kesetimbangan dalam reaksi kimia dan dalam perubahan keadaan. Hukum pertama Termodinamika menghubungkan perubahan energi dalam suatu proses termodinamika dengan jumlah kerja yang dilakukan pada sistem dan jumlah kalor yang dipindahkan kesistem.Hukum kedua termodinamika yaitu membahas tentang reaksi spontan dan tidak spontan. Proses spontan yaitu reaksi yang berlangsung tanpa pengaruh luar. Sedangakan reaksi tidak spontan tidak terjadi tanpa bantuan luar. Hukum ketiga termodinamika menyatakan bahwa entropi dari kristal sempurna murni pada suhu nol mutlak ialah nol. Kristal sempurna murni pada suhu nol mutlak menunjukkan keteraturan tertinggi yang dimungkinkan dalam sistem termodinamika. Jika suhu ditingkatkan sedikit diatas 0 K, entropi meningkat. Entropi mutlak selalu mempunyai nilai positif.Kalor reaksi dapat diperoleh dari hubungan massa zat (m), kalor jenis zat (c) dan perubahan suhu (T), yang dinyatakan dengan persamaan berikut :

q = m . c . T........................(2)Keterangan :q = jumlah kalor (Joule)m = massa zat (gram)t = perubahan suhu( takhir - tawal)

c = kalor jenis

Selain panas reaksi terdapat juga panas pelarutan, pelarutan suatu zat didalam zat lain disertai penyerapan atau pembebasan panas, dan efek termal ini disebut Panas Pelaturan Integral dari zat (H) per mol zat terlarut (solute), panas pelarutan integral pada suhu dan tekanan tertentu tergantung pada jumlah solven dalam mana zatnya terlarut.

Panas pelarutan integral, H dapat dinyatakan sebagai berikut:

H = H ( n1H10 + n2H20 ) .(3)H = entalpi larutan

H10 dan H20 adalah entalpi molar komponen murni larutan.

Perubahan entalpi pelarutan adalah kalor yang menyertai proses penambahan sejumlah tertentu zat terlarut terhadap zat pelarut pada suhu dan tekanan tetap.

Terdapat juga panas netralisasi dari asam atau basa, bila larutan encer dari asam kuat dinetralkan dengan larutan encer dari basa kuat pada suhu kamar, panas netralisasi per mol air yang terbentuk pada dasarnya adalah tetap dan tidak tergantung pada bentuk dari asam atau basanya. Tetapnya panas netralisasi dapat difahami bila diingat bahwa asam kuat, basa kuat dan garam terdisosiasi sempurna dalam larutan encer dan dengan sendirinya proses netralisasi hanya melibatkan bergabungnya ion hydrogen dan ion hidroksil untuk membentuk air yang tak terionkan. Karena proses ini sama untuk dalam semua proses netralisasi, H netralisasi haruslah tetap per mol air yang terbentuk. Nilai dari kuantiti termal ini pada 250C yang dikoreksi terhadap keadaan standar, adalah:H+ (a=1) + OH- (a=1) = H2O (l)

H025C = - 13360 cal (4)

SKEMA PERCOBAANA. penentuan kapasitas panas kalorimeter

SHAPE \* MERGEFORMAT

B.Penentuan panas pelarutan



C. Penentuan panas reaksi netralisasi :

DATA HASIL PERCOBAAN:A. penentuan kapasitas panas calorimeter (aquades)

Percobaan 1:

T 100 mL aquades = 30oC

T 100 mL aquades (panas) = 64oC

Tabel 1. Tabel perhitungan suhu campuran aquadest (30 C) dengan aquadest (64 C) No.Waktu (detik)Suhu (0C)

110 3042

240 7044

380 11045

4120 15045

5160 19045

Percobaan 2:

T 100 mL aquades = 31oC

T 100 mL aquades (panas) = 67oCTabel 2. Tabel perhitungan suhu campuran aquadest (31 C) dengan aquadest (67 C) No.Waktu (detik)Suhu (0C)

110 3045

240 7046

380 11046

4120 15046

5160 19046

B. penentuan panas pelarutan :

Suhu aquades awal (To) = 30 0C

Untuk massa NaOH = 1,038 gr

Tabel 3. Tabel perhitungan suhu campuran aquadest (30 C) dengan NaOH (1,038 gr)No.Waktu (detik)Suhu (0C)

110 3030

240 7031

380 11032

4120 15032

5160 19032




110 3030

240 7031

380 11032

4120 15033

5160 19033




110 3031

240 7032

380 11033

4120 15034

5160 19035


Untuk massa NaOH = 5,1 grTabel 6. Tabel perhitungan suhu campuran aquadest (30 C) dengan NaOH (5,1 gr)

No.Waktu (detik)Suhu (0C)

110 3031

240 7033

380 11036

4120 15038

5160 19038



Tabel 7. Tabel perhitungan suhu campuran aquadest (29 C) dengan NaOH (10,2 gr) No.Waktu (detik)Suhu (0C)

110 3032

240 7036

380 11040

4120 15044

5160 19047

C. Penentuan panas reaksi netralisasi

Untuk konsentrasi 2N

Tabel 8. Tabel perhitungan suhu campuran HCl 2N dengan NaOH 2N

suhu awalHCl 2N 50ml310C

NaOH 2N 50ml380C


110 3039

240 7040

380 11040

4120 - 15040

5160 - 19040

Untuk konsentrasi 1N Tabel 9. Tabel perhitungan suhu campuran HCl 1N dengan NaOH 1N

suhu awalHCl 1N 50ml320C

NaOH 1N 50ml330C


110 3032

240 7032.5

380 11032.5

4120 - 15032.5

5160 - 19032.5

Untuk konsentrasi 0.5N Tabel 10. Tabel perhitungan suhu campuran HCl 0,5N dengan NaOH 0,5N

suhu awalHCl 0.5N 50ml300C

NaOH 0.5N 50ml300C


110 3031.5

240 7031.5

380 11031.5

4120 - 15031.5

5160 - 19031.5



NaOH 0.3N 50ml300C


110 3030

240 7030

380 11030

4120 - 15030

5160 - 19030



NaOH 0.1N 50ml300C


110 3028.5

240 7029.5

380 11029.5

4120 - 15029.5

5160 - 19029.5

HASIL PERHITUNGAN, PEMBAHASAN DAN DISKUSI

1. Tabel Panas Pelarutan NaOH

Tabel 13. Tabel panas pelarutan NaOHMassa NaOH (gr)Panas Pelarutan kalorimeter(kalC/mol)

1,0382.29377

2,42.262778

3,12.246669

5,12.202308

10,22.091345

Grafik Panas Pelarutan NaOH

Gambar 1 :Grafik panas pelarutan (Kj/gmol) vs massa NaOH (gr)

Pembahasan :

Dari grafik diatas dapat dijelaskan bahwa terjadi penurunan panas pelarutan.Pada table massa NaOH dan panas pelarutan,panas pelarutan yang terjadi merupakan reaksi eksotermik yaitu terjadi perpindahan kalor dari sistem ke lingkungan atau pada reaksi tersebut dikeluarkan panas sehingga panas reaksi bernilai (-).Panas reaksi yang bernilai (-) merupakan ciri dari reaksi eksotermik.Tetapi pada grafik tidak ditampilkan panas reaksi itu bernilai (-) karena nilai (-) hanya menunjukkan bahwa panas keluar dari system,sehingga pada grafik ditunjukkan bahwa panas reaksi bernilai positif.Dari grafik di atas menunjukkan hubungan antara massa NaOH dan panas reaksi didapatkan persamaan y = -0.046x + 2.359. Dari grafik dapat dilihat bahwa semakin besar massa NaOH maka semakin kecil panas pelarutannya.Dalam menghitung panas reaksi (H) dapat menggunakan Azas Black,rumusnya yaitu :

n NaOH x H pelarutan + n NaOH x Cp NaOH x T1 + n H2O x Cp H2O x T H2O = n larutan x Cp larutan x T akhirDisini Cp(Heat Capacity) dihitung terlebih dahulupada tiap senyawa yaitu Cp NaOH(s),Cp larutan NaOH dan Cp H2O.disini memakai rumus dari (Cp)Hyaitu Cp rata-rata.2.Tabel Panas Penetralan NaOH dan HClTabel 14. Tabel panas penetralan NaOH dan HClKonsentrasi NaOH (N)Konsentrasi HCl (N)Panas Penetralan (J/mol)

1143665.29

0,10,187372.42

0,30,3145644.2

0,50,5436982.5

Grafik Panas Penetralan NaOH dan HCl

Gambar 2 :Grafik yang menunjukkan panas reaksi penetralan vs konsentrasi larutan NaOH dan larutan HCl

Pembahasan :

Dari grafik diatas dapat dijelaskan bahwa terjadi kenaikan panas pelarutan.Pada table konsentrasi larutan NaOH dan larutan HCl vs panas reaksi penetralan,panas reaksi penetralan yang terjadi merupakan reaksi eksotermik yaitu terjadi perpindahan kalor dari sistem ke lingkungan atau pada reaksi tersebut dikeluarkan panas sehingga panas reaksi bernilai (-).Panas reaksi yang bernilai (-) merupakan ciri dari reaksi eksotermik.Tetapi pada grafik tidak ditampilkan panas reaksi itu bernilai (-) karena nilai (-) hanya menunjukkan bahwa panas keluar dari system dan lingkungan,sehingga pada grafik ditunjukkan bahwa panas reaksi bernilai positif.Dari grafik di atas menunjukkan hubungan antara konsentrasi larutan NaOH dan larutan HCl vs panas reaksi penetralan didapatkan persamaan y = -36703x + 35275. Dari grafik dapat dilihat bahwa semakin kecil konsentrasi larutan NaOH dan larutan HCl maka semakin kecil pula panas reaksi penetralannya.Dalam menghitung panas reaksi (H) dapat menggunakan Azas Black,rumusnya yaitu :

nHCl x Cp lar. HCl x T HCl + nNaOH x Cp lar. NaOH x T NaOH H pelarutan x n campuran = n campuran x Cp larutan x T akhir

Disini Cp(Heat Capacity) dihitung terlebih dahulupada tiap senyawa yaitu Cp HCl,Cp larutan NaOH dan NaCl.disini memakai rumus dari (Cp)Hyaitu Cp rata-rata.

PEMBAHASAN

Panas reaksi, panas pelarutan, dan panas penetralan dipengaruhi oleh massa atau konsentrasi yang mempengaruhi suhu larutan tersebut. Untuk menghitungnya digunakan azas black yaitu panas yang masuk sama dengan panas yang keluar atau panas yang diterima sama dengan panas yang dilepas. Pada panas pelarutan dan panas penetralan didapatkan H bernilai negatif ( - ) yang berarti larutan tersebut prosesnya eksoterm atau melepas panas. Sebaliknya, apabila pada panas pelarutan dan panas penetralan didapat H bernilai positif ( + ) yang berarti larutan tersebut prosesnya endoterm atau membutuhkan panas selama reaksi berlangsung. KESIMPULAN

Dalam percobaan ini, untuk menghitung panas reaksi, panas pelarutan, dan panas netralisasi dipengaruhi oleh massa atau konsentrasi larutan tersebut. Massa atau konsentrasi tersebut mempengaruhi suhu sehingga mempengaruhi panas reaksi, panas pelarutan dan panas penetralan. Untuk menghitungnya digunakan hukum azas black yaitu panas keluar sama dengan panas yang masuk.

Untuk panas pelarutan dan panas penetralan semakin besar massa atau konsentrasi larutan semakin besar pula panas pelarutan dan panas penetralannya.

DAFTAR PUSTAKA

Geankoplis, Christie ( 1997). Transport Processes and Unit Operations. New Delhi: Prentice Hall of India Private Limited.

Smith, J.M., H.C., Van Ness, M.M., Abbott. (2001). Systems Analysis and Design Methods. Indianapolis: McGraw-Hill Education.

Judjono Suwarno, Dkk.2004.Lecture Note Kimia Fisika I .Jurusan Teknik Kimia.Fakultas Teknologi Industri.Institut Teknologi Sepuluh November : Surabaya Chang,R,2005,Kimia Dasar Konsep-Konsep Inti Edisi Ketiga Jilid I, Erlangga,Jakarta. Atkins,P.W,1994,Kimia Fisika,Erlangga,Jakarta.APPENDIKS

Percobaan C

HCl 1N

250ml HCl 1N = 1M

HCl yang tersedia sebanyak 35%

M = n

V

1 = n

0.25ltn = 0.25 mol

n= massa Mr

Massa= n x Mr

= 0.25mol x 36.5gr/mol

= 9.125 gr

Massa yang harus di timbang = 9.125 gr x 100%

35%

= 26.07143 gr

NaOH 1N

250ml NaOH 1N = 1M

M = n

V

1 = n

0.25ltn = 0.25 mol

n= massa Mr

Massa= n x Mr

= 0.25mol x 40gr/mol

= 10 gr

Pengenceran menjadi 0,5N HCl dan 0,5 NaOH dari 1N HCl dan 1N NaOH

N1 x V1= N2 x V2

1 x V1

= 0,5 x 50

V1

= 25 ml Pengenceran menjadi 0,3N HCl dan 0,3 NaOH

V1= 15mlghgg Pengenceran menjadi 0,1N HCl dan 0,1 NaOH

V1= 5ml

1. Kapasitas panas kalorimeter dengan teori neraca panas

Percobaan A

Aquades biasa (100ml)(V1)

Aquades panas (100ml)(V2)

Massa aquades biasa

air= massa air

Volume air

M1= airx V1

= 0,99568gr/ml x 100ml

= 99,568gr

M2= air x V2

d=0,98324gr/ml x 100ml

=98,324gr

Qterima

= Qlepas(air dingin+calorimeter)

= (air panas)

(m1x Cp +H)(Tx + T1)

= M2 X Cp (T2-TX)

((99,568gr x 13,6568kal/gr oC)+H)(45-30)OC = (98,324gr x 13,6568kal/gr oC)(64-45)0C

(99,568 kal/gr 0C + H) 15

= 1893,51 kal

15 H

= 1146,075 kal

H

= 76,405 kal/oC

Dengan Tx

= suhu akhir campuran

2. Panas Pelarutan

Massa NaOH =1.047 gram

Mr NaOH = 40 gr/gmol

Mol NaOH = = = 0,026175 gmol

Volume H2O = 100 ml

Massa H2O = H2O VH2O

= 0,99658 gr/ml 100 ml

= 99,658 gram

Mr H2O = 18 gr/gmol

Mol H2O =

=

= 5,53656 molMassa larutan = massa NaOH + massa H2O

= 1.047+ 99,658

= 100,705 gram

Mol larutan = mol NaOH + mol H2O=0,026175 + 5,53656 = 5,562735 mol

Fraksi mol NaOH = = = 0,004705Fraksi mol H2O = = = 0,99529Cp NaOH pada suhu 30oC (303,15 K)

= = == 25.13046 J/gmolCp H2O pada suhu 29oC (302,15 K)

= = == 13,60432 J/gmol Cp larutan = (XNaOH CpNaOH) + (XH2O CpH2O)

= (0,00471 35.90825) + (0,99529 36.28388)

= 36,28212 J/gmol

Azas black :

(mol )NaOH + (mol )H2O + (Cp T1)kalorimeter + (Hpelarutan molNaOH) = (mol )larutan + (Cp T2)kalorimeter(0,026175x 35.90825) + (5,53656 x 36.28388) + (13,6568 x 29) + (Hpelarutan x 0,026175) = (5,562735 x36,28212) + (13,6568 x 43.5)

Hpelarutan = 2293.564 J

=2.293564 kJ

3. Panas reaksi :

NaOH + HCl ( NaCl + H2O

Konsentrasi NaOH = 2 N

Volume NaOH = 50 ml = 0,05 liter

Gram ekivalen = 2 N x 0,05 liter

= 0,1 ek

Massa NaOH = 8 gramMol NaOH = 8/40

= 0,2 mol

Konsentrasi HCl = 2 N

Volume HCl = 50 ml = 0,05 liter

Gram ekivalen = 2 N x 0,05 liter

= 0,1 ek

Massa HCl = 1,19 x 41,52 = 49,4 gram

Mol HCl = 50 ml x 2N

= 100 mmol

= 0,1 mol

Massa H2O = H2O VH2O

= 0,99658 gr/ml 50 ml

= 49,829 gramMol H2O = = = 2,7682 mol

Massa NaCl = NaCl V NaCl = 0,08988 x 50

= 4,494

Mol NaCl = = = 0,0768 Mol larutan = Mol H2O + Mol NaCl

= 2,7682 + 0,0768

= 2,8450

Fraksi mol NaCl = = QUOTE QUOTE

= 0,0269Fraksi mol H2O = = = 0,9730Cp NaCl pada suhu 29,9oC (303,05 K)

= = == 79,07646 J/gmol

Cp H2O pada suhu 29,9oC (301,65 K)

= = == 17,55485 J/gmol

Cp larutan = (XNaCl CpNaCl) + (XH2O CpH2O)

= (0,0269 79,07646) + (0,9730 17,55485)

= 19,2079 J/gmol

Azas black :

(mol )NaCl + (mol )H2O + (Cp T1)kalorimeter + (Hreaksi netralisasi molNaCl) = (mol )larutan + (Cp T2)kalorimeter(0,0768 x 79,07646) + (2,7682 x 17,55485) + (19,2079 x 29) + (Hreaksi netralisasi x 0,0768) = (0,0768 x 35,5049) + (19,2079 x 43,2)

Hreaksi netralisai = 43665,29J

= 43,66529 kJmasukkan 100ml aquades ke dalam calorimeter, biarkan 5 menit sampai suhu pada calorimeter merata

Panaskan 110 ml aquades dalam labu bundar dengan kompor sampai suhunya 70 0C

Mencampur didalam kalorimeter

amati dan catat suhu air didalam kalorimeter setiap 10 detik dengan thermometer selama 2 menit

Masukkan 100ml aquades dalam kalorimeter

timbang kristal NaOH sebanyak 1 gr

campur NaOH yang sudah ditimbang dengan aquades yang ada didalam kalorimeter dan aduk sampai larut

catat suhu campuran setiap 10 detik mulai dari kristal NaOH dimasukkan sampai sekitar 5 menit

ulangi percobaan dengan mengganti NaOH 1 gr menjadi 2, 3, 5 dan 10 gr.

masukkan 50 ml larutan HCl 2 N kedalam calorimeter dan catat suhunya

buat larutan NaOH 2N 50 ml dan catat suhunya.

masukkan 50 ml larutan NaOH 2 N kedalam calorimeter yang telah berisi 50 ml larutan HCl 2 N.

ukur suhu campuran dalam kalori meter setiap 10 detik sampai menit kelima.

Ulangi dengan mengganti konsentrasi larutan HCl dan NaOH menjadi 1N, 0.5N, 0.3N dan 0.1N

ahap

Laporan Panas Reaksi Acc

Documents

Transcript of Laporan Panas Reaksi Acc