Laporan Praktikum Penentuan Panas Reaksi
-
Upload
rika-mustika -
Category
Documents
-
view
551 -
download
64
description
Transcript of Laporan Praktikum Penentuan Panas Reaksi
Modul Praktikum: Penentuan Panas Reaksi Dosen Pembimbing: Rispiandi, ST., MT. Nama Mahasiswa: Rika Mustika NIM: 131411024 Tanggal Praktikum: 30 Oktober 2013 Tanggal Penyerahan: 06 November 2013
I. TujuanSetelah melakukan percobaan ini, mahasiswa diharapkan mampu :1. Mempelajari bahwa setiap reaksi kimia disertai dengan perubahan energi.2. Menghitung perubahan kalor beberapa reaksi.
II. Dasar TeoriTermokimia atau energetika kimia adalah ilmu yang mempelajari perubahan kalor pada reaksi kimia. Dalam percobaan ini perubahan kalor yang diamati dilakukan pada tekanan konstan dan sistem yang diamati menyangkut cair-padat sehingga perubahan volume dapat diabaikan. Akibatnya kerja yag bersangkutan dengan sistem dapat pula diabaikan (PV = 0). Oleh karena itu perubahan entalpi (H) sama dengan perubahan energi dalam (U).Jumlah kalor yang terlibat dalam reaksi dapat ditentukan dengan menggunakan kalorimeter. Besaran fisika yang diamati adalah suhu. Kalorimeter dibuat sedemikian rupa sehingga menyerupai termos ideal dimana tidak terjadi perpindahan kalor dari dan ke sistem. Tapi, perlu diperhatikan bahwa tetap terjadi perpindahan kalor dari kalorimeter ke isinya (campuran reaksi yang akan ditentukan kalor reaksinya) atau sebaliknya.Oleh karena itu kalorimeter harus ditera (yakni dengan menentukan kalor yang diserap oleh kalorimeter). Jumlah kalor yang diserap oleh kalorimeter untuk menaikkan suhu sebesar 1 derajat disebut tetapan kalorimeter.Untuk mengukur panas reaksi, digunakan rumus :Q = m c t = C T
III. Keselamatan Kerja Gunakan jas laboratorium saat praktikum. Hindari kontak langsung dengan larutan NaOH, HCl, etanol, dan CuSO4. Simpanlah campuran sisa reaksi ke dalam tempat limbah yang disediakan.
IV. Alat dan BahanBahanAlat
1 gram Zn bubukKalorimeter
40 ml CuSO4Termometer 1500C
25 ml HCL 2 MGelas kimia
25 ml NaOH 2 MGelas Ukur
85 ml EthanolPipet Volume
Hotplate
V. Skema Kerja
Menentukan Tetapan Kalorimeter
Menentukan Kalor Reaksi Zn CuSO4
Timbang 1 gram bubuk ZnBuat kurva untuk menentukan TaHitung mol ZnSO4 yang terbentukMasukkanZn bubukKocokkalorimeterMasukkan 40 ml CuSO4 0,5 MCatat suhu (T1) setiap 30 selama 2
Catat T setiap 1 selama 10
Menentukan Kalor Pelarutan Ethanol Air
Menentukan Kalor Penetralan NaOH HCl
Siapkan 25 ml NaOH 2M tepatBuat kurva untuk menentukan TaCatat T setiap 1 selama 5Campurkan NaOH dengan HClCatat suhu larutanCatat suhu larutanMasukkan 25 ml HCl 2M tepat
VI. Data Pengamatan1. Menentukan Tetapan KalorimeterT1 = 25oCT2 = 35oCBerat Kalorimeter Kosong= 221,47 gramBerat Kalorimeter + Air Dingin= 261,78 gramBerat Kalorimeter + Air Dingin + Air Panas= 300,22 gram
Data Pengamatan Suhu AirWaktu (sekon)Suhu ( oC)
1531
3031
4531
6031
7531
9030,5
10530
12030
2. Menentukan Kalor Reaksi CuSO4 - ZnData Pengamatan Suhu CuSO4Waktu (sekon)Suhu ( oC)
3025
6025
9025
12025,5
Data Pengamatan Suhu Campuran ReaksiWaktu (sekon)Suhu ( oC)
6030
12032
18033
24034
30034
36034
42034
48034
54034
60034
3. Menentukan Kalor Pelarutan Air EthanolData Pengamatan Untuk Perbandingan Air Ethanol = 18 : 29No.Waktu (sekon)Suhu Air Mula-mula ( oC)Suhu Ethanol Mula-mula ( oC)Suhu Campuran ( oC)
11524,52431
23024
34524,52431
46024
57524,52431
69024
710524,52430,5
812024
913530,5
10150
1116530,5
12180
1319530,5
14210
1522530,5
16240
Data Pengamatan Untuk Perbandingan Air Ethanol = 27 : 20No.Waktu (sekon)Suhu Air Mula-mula ( oC)Suhu Ethanol Mula-mula ( oC)Suhu Campuran ( oC)
11524,52431,5
23024
34524,52431,5
46024
575252431,5
69024
7105252431,5
812024
913531,2
10150
1116531,2
12180
1319531,2
14210
1522531,2
16240
Data Pengamatan Untuk Perbandingan Air Ethanol = 31 : 16No.Waktu (sekon)Suhu Air Mula-mula ( oC)Suhu Ethanol Mula-mula ( oC)Suhu Campuran ( oC)
115252431
23024
345252431
46024
575252431
69024
7105252431
812024
913530,9
10150
1116530,9
12180
1319530,8
14210
1522530,8
16240
Data Pengamatan Untuk Perbandingan Air Ethanol = 36 : 11No.Waktu (sekon)Suhu Air Mula-mula ( oC)Suhu Ethanol Mula-mula ( oC)Suhu Campuran ( oC)
115252528
23025
345252528
46025
575252528
69025
7105262528
812025
913528
10150
1116529
12180
1319529
14210
1522529
16240
Data Pengamatan Untuk Perbandingan Air Ethanol = 40 : 7No.Waktu (sekon)Suhu Air Mula-mula ( oC)Suhu Ethanol Mula-mula ( oC)Suhu Campuran ( oC)
115252528
23025
345252528
46025
575262528
69025
7105252528,5
812025
913529
10150
1116529
12180
1319529
14210
1522529
16240
Data Pengamatan Untuk Perbandingan Air Ethanol = 45 : 2No.Waktu (sekon)Suhu Air Mula-mula ( oC)Suhu Ethanol Mula-mula ( oC)Suhu Campuran ( oC)
115252526
23025
34525,52527
46025
575262527
69025
7105262527
812025
913527
10150
1116528
12180
1319528
14210
1522528
16240
4. Menentukan Kalor Penetralan NaOH HClSuhu NaOH = 240CSuhu HCl = 240C Data Pengamatan Suhu Campuran ReaksiNoWaktu (detik)Suhu (OC)
11535
23035
34535
46035
57534,9
69034,9
710534,9
812034,9
913534,8
1015034,8
1116534,8
1218034,5
1319534,5
1421034,5
1522534,5
1624034,5
1725534,5
1827034,4
1928534,4
2030034,4
VII. Pengolahan Dataa. Menentukan Tetapan KalorimeterT1 = 25 oC = 298 KT2 = 35 oC = 308 KTa = 31 oC = 304 K 1 g/cm3C air = 4,2 J/g K = T2 - Ta = 308 K 304 K = 4 K = Ta T1 = 304 K 298 K = 6 Kair = m = air . V = 1 g/cm3 . 40 mL = 1 g/cm3 . 40 cm3 = 40 g
Q air dingin = m air dingin . c air . = 40 g . 4,2 J/g K . 6 K = 1008 J
Q air panas = m air panas . c air . t = 40 g . 4,2 J/g K . 4 K = 672 J
Q kalorimeter = Q air panas Q air dingin = 672 J 1008 J = | -336 J | = 336 J
Tetapan Kalorimeter :k = = = 56 J/K
b. Menentukan Kalor Reaksi Zn CuSO4T awal= 25,5 oC = 298,5 KT akhir= 34 oC = 307 KC ZnSO4 = 3,52 J/g KZnSO4 = 1,14 g/cm3mol CuSO4 = M . V= 0,5 mol/L . 0,04 L= 0,02 mol
mol Zn= = = 0,015 mol
massa ZnSO4 = ZnSO4 . V = 1,14 g/cm3 . 40 ml = 1,14 g/cm3 . 40 cm3 = 45,6 g
= T akhir T awal = 307 K 298,5 K = 8,5 K
Qyang diserap kalorimeter= k. = 56 J/K . 8,5 K = 476 JQyang diserap larutan= mlarutan . Clarutan . = 45,6 g . 3,52 J/g K . 8,5 K= 1364,352 J
Qreaksi= Q kal + Q lar= 476 J + 1364,352 J= 1840,352 J
reaksi = = = 92017,6 J/mol = 92,0176 kJ/mol
c. Menentukan Kalor Pelarutan Air Ethanol ethanol= 0,793 g/cm3C ethanol= 0,61 J/g KVmolar ethanol= air= 1 g/cm3C air= 4,2 J/g KVmolar air= T = Ta
Perbandingan air : ethanol (mL) = 18 : 29 = 1 g/cm3 . 18 cm3 . 4,2 J/g K . (304 K 297,5 K)= 1 g/cm3 . 18 cm3 . 4,2 J/g K . 6,5 K= 491,4 J
= 0,793 g/cm3 . 29 cm3 . 1,92 J/g K . (304 K 297 K)= 0,793 g/cm3 . 29 cm3 . 1,92 J/g K . 7 K= 309,07968 J Q kalorimeter = k . = 56 J/K . 6,5 K = 364 J
Q pelarutan = Q air + Q ethanol + Q kalorimeter = 491,4 J + 309,07968 J + 364 J = 1164,47968 J
= 2328,95936 J/mol
Perbandingan air : ethanol (mL) = 27 : 20 = 1 g/cm3 . 27 cm3 . 4,2 J/g K . (304,5 K 298 K)= 1 g/cm3 . 27 cm3 . 4,2 J/g K . 6,5 K= 737,1 J
= 0,793 g/cm3 . 20 cm3 . 1,92 J/g K . (304,5 K 297 K)= 0,793 g/cm3 . 20 cm3 . 1,92 J/g K . 7,5 K= 228,384 J
Q kalorimeter = k . = 56 J/K . 6,5 K = 364 J
Q pelarutan = Q air + Q ethanol + Q kalorimeter = 737,1 J + 228,384 J + 364 J = 1329,484 J
= 3855,5036 J/mol
Perbandingan air : ethanol (mL) = 31 : 16 = 1 g/cm3 . 31 cm3 . 4,2 J/g K . (304 K 298 K)= 1 g/cm3 . 31 cm3 . 4,2 J/g K . 6 K= 781,2 J
= 0,793 g/cm3 . 16 cm3 . 1,92 J/g K . (304 K 297 K)= 0,793 g/cm3 . 16 cm3 . 1,92 J/g K . 7 K= 170,52672 J
Q kalorimeter = k . = 56 J/K . 6 K = 336 J
Q pelarutan = Q air + Q ethanol + Q kalorimeter = 781,2 J + 170,52672 J + 336 J = 1287,72672 J
= 4668,00936 J/mol
Perbandingan air : ethanol (mL) = 36 : 11 = 1 g/cm3 . 36 cm3 . 4,2 J/g K . (302 K 299 K)= 1 g/cm3 . 36 cm3 . 4,2 J/g K . 3 K= 453,6 J
= 0,793 g/cm3 . 11 cm3 . 1,92 J/g K . (302 K 298 K) = 0,793 g/cm3 . 11 cm3 . 1,92 J/g K . 4 K = 66,99264 J
Q kalorimeter = k . = 56 J/K . 3 K = 168 J
Q pelarutan = Q air + Q ethanol + Q kalorimeter = 453,6 J + 66,99264 J + 168 J = 688,59264 J
= 3630,761193 J/mol
Perbandingan air : ethanol (mL) = 40 : 7 = 1 g/cm3 . 40 cm3 . 4,2 J/g K . (302 K 299 K)= 1 g/cm3 . 40 cm3 . 4,2 J/g K . 3 K= 504 J
= 0,793 g/cm3 . 7 cm3 . 1,92 J/g K . (302 K 298 K)= 0,793 g/cm3 . 7 cm3 . 1,92 J/g K . 4 K= 42,63168 J
Q kalorimeter = k . = 56 J/K . K = 168 J
Q pelarutan = Q air + Q ethanol + Q kalorimeter = 504 J + 42,63168 J + 168 J = 714,63168 J
= 5921,23392 J/mol
Perbandingan air : ethanol (mL) = 45 : 2 = 1 g/cm3 . 45 cm3 . 4,2 J/g K . (301 K 299 K)= 1 g/cm3 . 45 cm3 . 4,2 J/g K . 2 K= 378 J
= 0,793 g/cm3 . 2 cm3 . 1,92 J/g K . (301 K 298 K) = 0,793 g/cm3 . 2 cm3 . 1,92 J/g K . 3 K = 9,13536 J
Q kalorimeter = k . = 56 J/K . 2 K = 112 JQ pelarutan = Q air + Q ethanol + Q kalorimeter = 283,5 J + 4,56769 J + 84 J= 499,13536 J
= 14474,92544 J/mol
Tabel Hasil PerhitunganNoVolume (mL)Massa (gram)[Mol[massa/Mr]TmTaH/mol(J/mol)Mol ethanol/mol airMol air /mol ethanol
AirEthanolAirEthanolAirEthanol
1.18291822,99710.50076,52328,959360,5002
2.27202715,861.50.3457,56,53855,5036 0,2304,35
3.31163112,6881,720.276764668,009360,1606,25
4.3611368,72320.190433630,7611930,09510,53
5.407405,5512,220.121445921,233920,05518,18
6.452451,5862.50.0343214474,925440,01471,43
d. Penentuan Kalor Penetralan NaOH-HClMol NaOH = M.V= 2 mol/L . 0,025 L= 0,05 molMol HCl = M.V= 2 mol/L . 0,025 L= 0,05 mol
NaOH + HCl NaCl + H2Om0,05 0,05 - -b0,05 0,050,05 0,05s - -0,05 0,05
= Takhir - Tawal = 350C - 240C = 110C = 11 K
Volume larutan = Volume NaOH + Volume HCl = 25 ml + 25 ml = 50 mlMassa larutan = = 1,03 g/cm3 . 50 ml = 1,03 g/cm3 . 50 cm3 = 51,5 gram
= 51,5 gram . 3,96 J/gK . 11 K = 2243,34 J
Q kalorimeter = k . = 56 J/K . 11 K = 616 J
Qreaksi = Q diserap larutan + Q kalorimeter= 2243,34 + 616= 2859,34 J
= 57186,8 J/mol
VIII.Pembahasan1. Menentukan Tetapan KalorimeterUntuk menentukan tetapan kalorimeter, dilakukan percobaan dengan mencampurkan air yang memiliki suhu berbeda, yaitu air dingin dengan air panas (memiliki suhu 10oC lebih tinggi dibanding air dingin) yang dicampurkan dalam kalorimeter. Dari percobaan ini didapatkan suhu campuran/suhu akhir (Ta) yang diamati dalam waktu tertentu. Pada saat suhu akhir campuran yang didapat dari percobaan ini, terjadi serah terima kalor antara air panas, air dingin dan kalorimeter. Dimana air panas melepaskan kalor dan diterima oleh air dingin dan kalorimeter. Hal ini sesuai dengan prinsip azas Black yang menyatakan bahwa kalor yang dilepaskan sama dengan kalor yang diterima.Dari hasil percobaan, data yang diperoleh tidak sesuai dengan teori. Berdasarkan hasil percobaan, kalor yang diterima air dingin lebih besar dibanding kalor yang dilepas air panas, sehingga kalor yang diterima kalorimeter bernilai negatif (kalorimeter melepas kalor). Dari hasil percobaan didapatkan kalor yang diterima kalorimeter adalah -336 J (diperoleh dari selisih kalor yang diberikan air panas dengan kalor yang diserap oleh air dingin, yaitu 672 J - 1008 J). Ketidaksesuaian hasil percobaan dengan dasar teori adalah adanya kesalahan percobaan terutama saat pembacaan termometer pada pengukuran suhu serta terdapat lubang atau rongga dalam kalorimeter yang digunakan saat percobaan, sehingga terdapat pengaruh udara luar.Harga kalor yang diterima kalorimeter kemudian dimutlakkan sehingga menjadi 336 J. Kemudian, hasil ini dibagi oleh perubahan suhu yang pada percobaan didapat sebesar 6K. Sehingga dari hasil percobaan kami mendapatkan tetapan kalorimeter sebesar K= 56 J/K.Setelah mendapatkan tetapan kalorimeter, maka kita dapat menentukan dan menghitung perubahan kalor pada percobaan selanjutnya.2. Menentukan kalor reaksi Zn(s) CuSO4Dalam menentukan kalor reaksi dari digunakan 40 mL CuSO4 0,5 M dengan 1 gram bubuk Zn(s). Dalam percobaan ini, saat awal pencampuran larutan CuSO4 dengan bubuk Zn, suhu perlahan lahan naik dari suhu awal (suhu larutan CuSO4). Namun setelah beberapa lama pengadukan, suhu perlahan lahan turun. Kalor reaksi didapatkan dari penjumlahan kalor yang diserap larutan dengan kalor yang diserap kalorimeter yaitu 1840,352 J. Kemudian untuk mendapatkan nilai H reaksi, nilai kalor reaksi dibagi dengan mol pereaksi ( mol CuSO4 = 0,02 mol ). Maka H reaksinya adalah 92017,6 J/mol.3. Menentukan kalor pelarutan Ethanol AirNo.Volume (mL)H/mol(J/mol)
AirEthanol
1.18292328,95936
2.27203855,5036
3.31164668,00936
4.36113630,761193
5.4075921,23392
6.45214474,92544
Dari tabel tersebut dapat disimpulkan bahwa besarnya entalpi pelarutan semakin besar dengan bertambahnya volume air (larutan semakin encer). Itu menunjukkan bahwa entalpi pelarutan etanol-air sangat dipengaruhi oleh kepekatan larutan itu sendiri. Semakin banyak volume air (semakin encer larutan), maka semakin besar pula entalpi pelarutannya.4. Menentukan kalor penetralan NaOH HClPada percobaan ini, suhu kedua zat / T awal kedua zat harus dibuat sama dan kami mendapatkan suhu kedua zat tersebut sebesar 240C.Didapatkan kalor reaksinya adalah 1935,36 J. Untuk menentukan H penetralan, nilai kalor reaksi dibagi dengan mol hasil reaksi. Sehinnga didapat H penetralannya adalah 57186,8 J/mol.Perbandingan data hasil percobaan dengan data standarLarutanH percobaanH standarSumber referensi
Cu + ZnSO470.879 J/mol218.000 J/molwww.haddnewcoll.ac.uk
HCl + NaOH48.394 J/mol57.360 J/molwww.dartmouth.edu/chemlab
Dari data diatas terjadi perbedaan yang cukup signifikan antara data percobaan dengan data standar. Ini terjadi karena berbagai faktornyang menyebabkan banyak kalor yang hilang, diantaranya : Kurangnya ketelitian saat percobaan. Misalanya pembacaan termometer yang kurang teliti yang dapat mengurangi akurasi data yang diperoleh. Kalorimeter yang digunakan sudah tidak ideal. Hal ini terbukti dari nilai H percobaan tidak sesuai dengan H standar. Ini menunjukan cukup banyaknya kalor yang keluar dari kalorimeter. Ini bisa terjadi karena adanya rongga udara untuk alat pengaduk yang memungkinkan terjadinya perpindahan kalor dari dan ke sistem. Massa zat yang direaksikan tidak ideal/ tidak sesuai dengan teori bahwa massa zat = densitas x volume. Hal terjadi karena adanya massa zat yang tertinggal pada dinding wadah takar sementara karena adanya gaya tarik adhesi antara zat dengan wadah takar.
IX. Kesimpulan Tetapan kalorimeter dari kalorimeter yang digunakan adalah 56 J/K. Kalor reaksi yang dihasilkan dari reaksi antara Zn dengan CuSO4 adalah 92017,6 J/mol. Kalor yang dihasilkan pada pelarutan etanol air adalah sebagai berikut :NoVolume (mL)H/mol(J/mol)
AirEthanol
1.18292328,95936
2.27203855,5036
3.31164668,00936
4.36113630,761193
5.4075921,23392
6.45214474,92544
Dari tabel tersebut dapat disimpulkan bahwa besarnya entalpi pelarutan semakin besar dengan bertambahnya volume air (larutan semakin encer). Maka besarnya entalpi pelarutan etanol air berbanding lurus dengan penambahan air dalam larutan tersebut. Kalor reaksi yang dihasilkan dari reaksi penetralan NaOH dengan HCl adalah sebesar 57186,8 J/mol. Dari hasil percobaan, diperoleh ketidaksesuain hasil percobaan dengan landasan teori. Hal ini terjadi karena kurangnya ketelitian dari pengamat saat melakukan percobaan, misalnya saat pembacaan termometer pada pengukuran suhu.
X. Daftar PustakaNgatin, Agustinus. 2011. Petunjuk Umum Praktikum Kimia Fisika. Bandung : Politeknik Negeri Bandung.