Laporan Praktikum Termokimia

I. Judul Percobaan : Termokimia

II. Hari/Tanggal Percobaan : Rabu/23 Oktober 2013

III. Selesai Percobaan : Rabu/23 Oktober 2013

IV. Tujuan Peercobaan

1. Membuktikan bahwa setiap reaksi kimia disertai penyerapan atau pelepasan kalor.

2. Menghitung perubahan kalor yang terjadi dalamberbagai reaksi kimia.

V. Tinjauan Pustaka

Termokimia adalah ilmu yangmembahas hubungan antara kalor dengan reaksi kimia

atau proses-proses yang berhubungan dengan reaksi kimia.Dalam praktiknya termokimia

lebih banyak berhubungan dengan pengukuran kalor yang menyertai reaksi kimia atau

proses-proses yang berhubungan dengan perubahan struktur zat, misalnya perubahan wujud

atau perubahan struktur kristal. Untuk mempelajari perubahan kalor dari suatu proses perlu

kiranya dikaji beberapa hal yang berhubungan dengan energi apa saja yang dimiliki oleh

suatu zat, bagaimana energi tersebut berubah, bagaimana mengukur perubahan energi

tersebut, serta bagaimana pula hubungannya dengan struktur zat.

Dalam termokimia ada dua hal yang perlu diperhatikan yang menyangkut

perpindahan energi, yaitu sistem dan lingkungan.System adalahSegala sesuatu yang menjadi

pusat perhatian dalam mempelajari perubahan energi disebut, sedangkan lingkungan

adalahhal-hal di luar sistem yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem disebut.

Hukum Termodinamika I menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan maupun

dimusnahkan, tetapi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lain. Oleh karena itu, jumlah

energi yang diperoleh oleh sistem akan sama dengan jumlah energi yang dilepaskan oleh

lingkungan. Sebaliknya, jumlah energi yang dilepaskan oleh sistem akan sama dengan jumlah

energi yang diperoleh oleh lingkungan.

Oleh karena energi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan, maka dalam suatu

reaksi kimia, energi yang dilepaskan oleh sistem dalam bentuk kalor akan diserap oleh

lingkungan. Reaksinya disebut reaksi eksoterm. Sebaliknya, dalam reaksi dimana energi

diserap oleh sistem dalam bentuk kalor akan sama dengan energi yang dilepaskan oleh

lingkungan. Reaksinya disebut reaksi endoterm.

Reaksi eksoterm adalah reaksi yang disertai dengan perpindahan kalor dari sistem ke

lingkungan.Dalam hal ini sistem melepaskan kalor ke lingkungan.Pada reaksi eksoterm

umumnya suhu system naik.Adanya kenaikan suhu inilah yang mengakibatkan sistem

melepaskan kalor ke lingkungan.

Reaksi endoterm adalah reaksi yang disertai dengan perpindahan kalor dari

lingkungan ke sistem.Dalam reaksi ini, kalor diserap oleh sistem dari lingkungannya.Pada

reaksi endoterm umumnya ditunjukkan oleh adanya penurunan suhu.Adanya penurunan suhu

sistem inilah yang mengakibatkan terjadinya penyerapan kalor oleh sistem.

Kalor merupakan perpindahan energi yang terjadi akibat adanya perbedaan suhu.Jadi,

perubahan kalor pada suatu reaksi dapat diukur melalui pengukuran perubahan suhu yang

terjadi.Pengkuran perubahan kalor dapat dilakukan dengan menggunakan alat yang disebut

kalorimeter.Kalorimeter adalah pengukur jumlah kalor yang dilepas atau diserap pada reaksi

kimia.

Besarnya kalor yang menyebabkan perubahan suhu (kenaikan atau penurunan suhu)

air yang terdapat di dalam kalorimeter dirumuskan sebagai:

qair = m × c × ΔT

dengan, m = massa air dalam kalorimeter (gram)

c = kalor jenis air dalam kalorimeter (J g−1

K−1

atau J g−1

C−1

)

ΔT = perubahan suhu (o

C atau K)

Kalorimeter yang baik memiliki kapasitas kalor kecil.Artinya kalorimeter tersebut

benar-benar sebagai sistem yang terisolasi, sehingga perubahan kalor yang terjadi dari reaksi

dalam bom hanya berpengaruh terhadap perubahan suhu air atau larutan yang ada di dalam

kalorimeter.

Reaksi yang berlangsung dalam kalorimeter bom merupakan reaksi yang berlangsung

pada volum konstan (∆V = 0), maka perubahan kalor yang terjadi dalam sistem akan sama

dengan perubahan energi dalamnya.

∆U = q + w , dimana w = - P∆V

Jika ∆V = 0, maka w = 0

Perubahan energi dalam pada kalorimeter bom menjadi

∆U = qv

Pengukuran kalor reaksi selain kalor reaksi pembakaran, dapat dilakukan

manggunakan kalorimeter pada tekanan konstan. Misalnya pada kalorimeter stirofoam yang

dibuat dari gelas stirofoam. Kalorimeter jenis ini umunya dilakukan untuk mengukur kalor

reaksi di mana reaksinya berlangsung dalam bentuk larutan, misalnya untuk mengukur

perubahan kalor yang terjadi pada reaksi netralisasi asam-basa.

Pada kalorimeter yang reaksi kimianya berlangsung pada tekanan konstan (∆P = 0),

maka perubahan kalor yang terjadi dalam sistem akan sama dengan perubahan entalpinya.

∆H = qp

Oleh karena dianggap tidak ada kalor yang diserap maupun dilepaskan oleh sistem ke

lingkungan selama reaksi berlangsung, maka

qreaksi + qkalorimeter + qlaru tan = qsistem

VI. Cara Kerja

1) Penentuan Tetapan Kalorimeter

H2O 25mLH2O 25mL

- dimasukkan dlmkalorimeter-dicatat suhu (T1)

-dipanaskan sampai kenaikan suhu kira-kira 10o dari suhu kamar.-dicatat temperatur(T2)-dimasukkan ke kalorimeter

-dikocok-dicatat temperature maksimum yang konstan(∆T)

H2O 50 mL

2) Penentuan Kalor Reaksi Zn – CuSO4

1) Penentuan Tetapan Kalorimeter

25ml CuSO4 0,2M

0,1 gram serbuk Zn

ZnSO4+Cu

Tetapan kalorimeter

3) Penentuan Kalor Penetralan HCl - NaOH

-dimasukkan ke kalorimeter-dicatat temperature (T3)-ditambahkan dengan

Kalor reaksi

-dicatat temperature maksimum yg konstan(T4)

25ml HCl 0,5M 25ml NaOH 0,5M

-dimasukkan dlm kalorimeter-dicatat suhu (T5)

-diatur suhunya sehingga sama dengan HCl-dimasukkan ke kalorimeter

-dicampur-dicatat temperature maksimum yang konstan (T6)

K = Q3

ΔT – T1

VII. Hasil Pengamatan

Tabel Penentuan Tetapan Kalorimeter

No. Nama Zat Suhu

(ºC)

Suhu

( oK )

Keadaan awal Keadaan setelah reaksi

1.

2.

3.

Air dingin 25 mL

Air panas 25 mL

Campuran air dingin

dan air panas

31º

41º

36º

304o

314o

309o

-Tidak berwarna

-tidak ada endapan

-Tidak berwarna

-tidak ada endapan

-tidak berwarna

-ada endapan

-

-

-tidak berwarna

-ada endapan

Tabel Penentuan Kalor Reaksi Zn-CuSO4

No. Nama Zat Suhu

( ºC)

Suhu

(o K )

Keadaan awal Keadaan setelah reaksi

1.

2.

3.

CuSO4 25 mL 0,5 M

Sebuk Zn 0,5gr

Campuran 25 mL

CuSO4 0,5 M dan 0,5

gram Zn

32 º

33 º

305o

306o

Warna biru bening

Bentuk serbuk warna

abu-abu

-

-

-

Warna hijau tua terdapat

endapan hitam

Tabel Penentuan Kalor Penetralan HCl-NaOH

No. Nama Zat Suhu

( ºC)

Suhu

( oK )

Keadaan awal Keadaan setelah reaksi

1. HCl 0,5 M 25 mL 31º 304o Tidak berwarna -

NaCl+H2O Kalor penetralan

2.

3.

NaOH 0,5M 25mL

Campuran HCl 0,5 M

25 mL dan NaOH 0,5

M 25 mL

31o

33º

304o

306o

Tidak berwarna

-

-

Berwarna hijau

keruh,terdapat endapan

VIII. Analisis Data

1. Penentuan Tetapan Kalorimeter

Pada percobaan pertama,kami memasukkan 25mL air dengan suhu normalkedalam

kalorimeter. Kamimengukur temperaturnya (T1)yakni sebesar 31º C atau sebesar 304o K.

Setelah itukami memanaskan air sebanyak 25 mL sampai temperaturnya naik 10º C dari suhu

T1atau hingga suhu air (T2) itu mencapai 41º C atau 314 K. Selanjutnya kamimencampurkan

air yang telah dipanaskan tadi dengan air dingin yang ada dalam kalorimeter. Lalu kami aduk

hingga keduanya bercampur. Kita mengukur suhu campuran (ΔT) tersebut yakni sebesar 36º

C atau 309 K. Tahap berikutnya kami menghitung nilai dari kalor yang diserap oleh air

dingin (q1) dengan menggunakan rumus: Q1= mair dingin x cair x (ΔT-T1) dengan catatan massa

jenis (ρ) air diangap konstan yakni 1 gr / mL dan kalor jenis (c) air sebesar 4,2 J / K. Kami

akan memperoleh nilai dariQ1sebasar 525 J. Kami juga menghitung kalor yang dilepas oleh

air panas (q2) dengan menggunakan rumus:Q2= mair panas x cair x (ΔT-T2). Dan kita akan

mempooleh nilai Q2sebesar -525 J dan Q3 = jumlah dari Q1 dan Q2 sebesar -1050J. Dengan

demikian kami dapat menghitung tetapan kalorimeter dengan mengunakan rumus :

k = q3

ΔT-T1

Maka kita akan memperoleh tetapan kalorimeter sebesar -210 J / oK

Perhitungan

Diketahui: mair dingin= 25mL= 25gram

mairpanas= 25mL=25gram

T1=31oC= 304 K

T2= 41oC= 309 K

Ditanya: K

Jawab: a. q1= mair dingin x kalor jenis air x kenaikan suhu

= 25 gram x 4,2 J/gram K x (309-304) K

= 525 J

b. q2= mair panas x kalor jenis air x penurunan suhu

= 25 gram x 4,2 J/gram K x (309-314) K

= -525 J

c. q3= q2-q1

= -525-525

= -1050 J

d. K=q3

(∆ T−T 1)

= −1050

309−304

= -210 J/k

2. Penentuan Kalor Reaksi Zn – CuSO4

Dalam percobaan yang kedua kami memasukkan CuSO4dengan konsentrasi 0,2 M

sebanyak 25 mL ke dalam kalorimeter. Lalu kami mengukur suhu CuSO4dengan

menggunakan termometer sehingga diperoleh suhu CuSO4(T3) sebesar 32º C atau 305K. Lalu

kami menimbang serbuk Zn sebanyak 0,1 gram. Kemudian kami campurkan serbuk Zn yang

telah ditimbang dengan CuSO4 dalam kcalorimeter. Kami aduk hingga tercampur dan kita

ukur suhu campuran itu dan kita peroleh suhu campuran (T4) sebesar 33º C atau 306oK. Dan

menghitung q4 dengan mengalikan tetapan kalorimeter dengan selisih suhu antara T4 dengan

T3mendapatkan hasil -210 J. Selanjutnya dengan Reaksi :

Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu

kami menghitung kalor reaksi Zn - CuSO4. Dengan cara pertama kami hitung mol zat

ZnSO4yang terbentuk setelah terjadi mereaksikan CuSO4dengan Zn. Setelah itu kami kalikan

mol ZnSO4dengan massa molekul relatifnya, maka kami akan memperoleh massa ZnSO4yang

terbentuk. Dengan massa ZnSO4yang terbentuk itu kami dapat menhitung kalor yang diserap

larutan ( q5 ), yakni dengan menggunakan rumus: q5 = mlarutan x clarutan x ΔT dengan

memperhatikan clarutandianggap 3,52 J / gr K. Maka kami akan memperoleh q5 sebesar 0,85 J.

Lalu kita menghitung kalor yang dihasilkan sistem reaksi (q6) dengan cara menambahkan

q4dan q5, maka kami akan mendapatkan q6sebesar -209,15 J. setelah itu kami akan

menghitung kalor reaksi (ΔHr) antara Zn dan CuSO4 dengan cara membagi q6 dengan mol

ZnSO4yang terbentuk setelah reaksi. Maka akan kami peroleh kalor reaksi sebesar -139433,3

J /mol.

Perhitungan

Diketahui: VCuSO4= 25mL= 0,025 Liter

mZn= 0,1 gram

Ar Zn= 65,4

Mr ZnSO4= 161,4

T3= 32oC= 305 K

T4= 33oC= 306 K

Ditanya: ∆Hr

Jawab:

Mol Zn = massa / Mr

= 0,1 / 65,4

= 0,0015 mol

Mol CuSO4= M x V

= 0,2 . 0,025

= 0,005 mol

Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu

Awal 0,0015 0,005 - -

Reaksi 0,0015 0,0015 0,0015 0,0015

Sisa - 0,0035 0,00150,0015

Massa ZnSO4= mol x Mr ZnSO4

= 0,0015 x 161,4

= 0,2421 gram

a. q4= k(T4-T3)

= -210J/K (306-305)K

= -210 J

b. q5= mlarutan x kalor jenis larutan x kenaikan suhu

= 0,2421 gram x 3,52 J/gram K x (306-305) K

= 0,85 J

c. q6= q5+q4

= 0,85+(-210)

= -209,15 J

d. ∆ H r=q6

mol larutan ZnSO4

= −209,150,0015

= -139433,3 J/mol

3. Kalor Penetralan HCl – NaOH

Dalam percobaan yang ketiga ini pada awal percobaan kami memasukkan HCl

dengan konsentrasi 0,5 M sebanyak 25 mL kedalam kalorimeter. Kamimengukur suhu HCl

itu dan kami peroleh suhu (T5) sebesar 31ºC atau 304 K. Suhu HCl. Selanjutnya kami

mengambil NaOH dengan konsentrasi 0,5 M sebanyak 25 mL dan mengatur suhunya agar

sama dengan suhu HCl. Lalu masukkan NaOH tersebut ke dalam kalorimeter yang di dalam

telah terdapat HCl. Kami mengaduk agar kedua larutan itu tercampur dan Kamimengukur

suhu campurannya (T6) sebesar 33º C atau 306oK. Reaksi antara HCl dan NaOH adalah

sebagai berikut:

HCl + NaOH NaCl + H2O

Setelah itu kami menghitung kalor penetralan HCl – NaOH. Caranya adalah awalnya kami

hitung mol HCl dan NaOH yang beraksi dengan cara mengalikan Molaritas dengan volume

larutan,maka kami akan mengetahui mol NaCl yang terbentuk. Selanjutnya kami hitung

massa NaCl yang terbentuk dengan cara mengalikan mol NaCl yang terbentuk dengan massa

molekul relatif (Mr) NaCl. Kami akan mendapatkan massa NaCl sebesar 51,5 gram.

Kemudian kamimenghitung kalor yang diserap larutan (q7) dengan cara mengalikan massa

larutan NaCl dengan kalor jenis larutan dan kenaikan suhu larutan. q7 = mlarutan x clarutan x ΔT.

Maka kamimemperoleh q7 sebesar 380,07 J. kemudian kami menghitung kalor yang diserap

kalorimeter (q8 ) dengan cara mengalikan tetapan kalorimeter dengan perubahan suhu. q8= k x

(T6 – T5). Maka kami mendapatkan kalor yang diserap kalorimeter (q8) sebesar -420J. Dengan

diketahuinya q7dan q8maka kami dapat menghitung kalor yang dihasilkan sistem reaksi (q9)

dengan cara mnambahkan kalor yang diserap larutan (q7) dan kalor yang diserap kalorimeter

(q8). Maka kami memperoleh kalor yang dihasilkan sistem reaksi (q9) sebesar -39,93 J.

Dengan demikian kami dapat menghitung kalor penetralan yang dihasilkan dalam satu mol

larutan (ΔHn). Caranya yaitu dengan membagi kalor yang dihasilkan sistem reaksi (q9)

dengan jumlah mol NaCl yang terbentuk. Makakami memperoleh kalor penetralan (ΔHn)

sebesar -45,375 J/mol.

Perhitungan

Diketahui: mNaCl= 51,5 gram

Mol NaCl= 0,88 mol

Mr NaCl= 58,5

Massa jenis larutan 1,03 gram/ml

Kalor jenis larutan= 3,09 J/gram K.

T6= 33oC= 306 K

T5= 31oC= 304 K

Ditanya: ∆Hn

Jawab: b. q7= mlarutan x kalor jenis larutan x kenaikan suhu

= 51,5 gram x 3,69 J/gram K x (306-304) K

= 380,07 J

c. q8= K x (T6-T5)

= -210J/K x (306-304)

= -420 J

d. q9= q7+q8

= 380,07 J + (-420 J)

= -39,93 J

e. ∆ H n=q9

mol larutanNaCl

= −39,93

0,88

= -45,375 J/mol

IX. Pembahasan

Pada percobaan pertama tidak terjadi reaksi karena apabila air direaksikan dengan air

maka akan tetap menghasilkan molekul air (molekul yang direaksikan sama). Reaksi ini

termasuk reaksi Endoterm karena sistem (air dingin) menerima kalor dari lingkungan (air

panas). Dalam percobaan tidak hanya air dingin dan air panas yang terlibat, akan tetapi

Mengetahui,Dosen/Asisten Pembimbing

(……………………………….……)

Praktikan,

(……………………………….……)

kalorimeter juga terlibat menyerap kalor. Kita juga mengetahui tetapan kalorimeter k= -210

J/K.

Pada percobaan kedua terjadi reaksi Zn+CuSO4 ZnSO4+Cu. Reaksi ini termasuk

reaksi eksoterm dimana sistem (Zn menerima kalor dari lingkungan) CuSO4. Kita juga

mengetahui kalor reaksi ∆Hr=-139433,3 J/mol.

Pada percobaan ketiga terjadi reaksi HCl+NaOH NaCl+H2O karena apabila asam

klorida dan natrium hidroksida direaksikan maka menghasilkan natrium klorida dan

air.Reaksi ini termasuk reaksi eksoterm dimana sistem (NaCl) menerima kalor dari

lingkungan (HCl). Kita juga mengetahui kalor penetralan ∆Hn= - 45,375 J/mol.

X. Kesimpulan

Pada ketiga percobaan yang telah kami lakukan yakni menentukan tetapan

kalorimeter, penentuan kalor penetralan HCl-NaOH, dan penentuan kalor reaksi Zn-

CuSO4telah terbukti bahwa dalam setiap reaksi kimia selalu disertai dengan pelepasan atau

penyerapan kalor. Ini dapat dilihat dari terjadinya kenaikan atau penurunan suhu setelah

berlangsungnya reaksi. Kalor yang dihasilkan dalam reaksi Zn – CuSO4adalah -139433,3

J /mol. Sedangkan kalor yang dihasilkan pada reaksi penetralan HCl – NaOH adalah sebesar -

45,375 J/mol. Kita telah mengetahui bahwa nilai tetapan kalorimeter adalah -210 J / oK.

XI. Daftar Pustaka

Tim Kimia Dasar. 2011. Penuntun Praktikum Kimia Dasar I. Jurusan Kimia

FMIPA UNESA. Surabaya. Halaman 17.

Chang, Raymond. 2005. Kimia Dasar. Jilid I. Edisi Ketiga. Erlangga. Jakarta.

Halaman 169.

http://id.wikipedia.org/wiki/termo(tgl akses : 23 Oktober 2011; pukul: 16.23)

Surabaya,……..……………….

Lampiran

Gambar Hasil Percobaan :

Penentuan Tetapan Kalorimeter

Gambar 1. Mendidihkan air sebanyak 25 mL

sampai temperaturnya naik 10º C

Gambar 2. Mencampur air yang telah dipanaskan tadi

dengan air dingin yang ada dalam kalorimeter dan mengukur suhu maksimal

Gambar 3. Hasil perobaan pertama yaitu setelah suhu diukur dalam kalorimeter

Penentuan Kalor Reaksi Zn-CuSO4

Gambar 4. Mengambil larutan CuSO40,2 M sebanyak 25 mL

Gambar 5.mencampurkanCuSO4tersebut ke dalam kalorimeter dengan serbuk Zn

Gambar 6. Hasil percobaan antara serbuk Zn dan larutan CuSO4

Penentuan Kalor Penetralan HCl-NaOH

Gambar 7. Mengukur larutan NaOH 0,5M sebanyak 25 ml dan mengukur HCl 0,5M juga sebanyak 25ml.

Gambar 8. mencampur NaOH tersebut ke dalam kalorimeter yang di dalam telah terdapat HCl

Gambar 9. Hasil percobaan antara laruran HCl dan larutan NaOH