Laporan Praktikum Termokimia

I. Judul Percobaan : Termokimia

II. Hari/Tanggal Percobaan : Jum’at/15 November 2013

III. Selesai Percobaan : Jum’at/15 November 2013

IV. Tujuan Peercobaan

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

2. Menghitung perubahan kalor yang terjadi dalam berbagai 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 energy, sedangkan lingkungan adalahhal-hal di

luar sistem yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem.

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

menggunakan 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. Alat dan Bahan

Alat-alat:

1. Kalorimeter

2. Gelas kimia 100 mL

3. Termometer

4. Kasa

5. Kaki tiga

6. Spirtus

Bahan:

1. CuSO4 1M

2. NaOH 1M

3. HCl 1M

4. Serbuk Zn

5. H2O

VII. Cara Kerja

2) Penentuan Kalor Reaksi Zn – CuSO4

1) Penentuan Tetapan Kalorimeter

2) Penentuan Kalor Reaksi Zn-CuSO4

H2O 25mLH2O 25mL

- dimasukkan dlmCalorimeter menggunakan pipet ukur

-dimasukkan dalam gelas kimia-dipanaskan sampai kenaikan suhu kira-kira 10°C dari T1

25ml CuSO4 0,2M

Kalor reaksi

-dikocok

-dimasukkan ke kalorimeter

-+ Serbuk Zn 0,5 gram

Tetapan kalorimeter

T2T1

ΔT

T4

T3

3)Penentuan Kalor Penetralan HCl-NaOH

VIII. Hasil Pengamatan

Tabel Penentuan Tetapan Kalorimeter

No. Nama Zat Suhu

(ºC)

Sebelum Sesudah Dugaan/Reaksi Kesimpulan

1.

2.

3.

Air dingin 25

mL

Air panas 25

mL

Campuran air

dingin dan air

panas

30º

40º

34º

-Warna

bening,tidak ada

endapan,tidak

berbau dan tidak

mengeluarkan uap.

-Vcamp = 50 ml

-Warna

bening,tidak ada

endapan,tidak

berbau,dan tidak

mengeluarkan uap.

Air panas melepaskan kalor dan diterima oleh air dingin sehingga tercapai suhu kesetimbangan.

Jadi tetapan

calorimeter

adalah 2,1

joule/K

Tabel Penentuan Kalor Reaksi Zn-CuSO4

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

Kalor penetralan

-dimasukkan dalam kalorimeter -diatur suhunya sehingga sama dengan HCl

-dimasukkan ke kalorimeter

T6

T5

No. Nama Zat Suhu

(ºC)

Sebelum Sesudah Dugaan/Reaksi Kesimpulan

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

31 º

-

38 º

-Warna biru

tua,tidak ada

endapan,warna

Zn abu-abu

dengan masa 0,5

gram.

-Warna biru

tua,terdapat

endapan seng

(Zn),warna

endapan abu-abu.

Zn (s) + CuSO4 (aq)

+ Cu

ZnSO4 (aq) + Cu(s)

Jadi delta Hr

adalah -28,036

joule/K

Tabel Penentuan Kalor Penetralan HCl-NaOH

No. Nama Zat Suhu

(ºC)

Sebelum Sesudah Dugaan/Reaksi Kesimpulan

1.

2.

3.

HCl 0,5 M 25

mL

NaOH 0,5M

25mL

Campuran

HCl 0,5 M 25

mL dan

NaOH 0,5 M

25 mL

30 º

-

35 º

-TNaOH=T5

-Warna

bening,tidak ada

endapan

-HCl dalam

kalorimeter

menguap.

-Vcamp=50ml

-Warna

bening,tidak ada

endapan tapi

keruh,tidak

menguap.

HCl(aq) + NaOH(aq)

+ Cu

NaCl(aq) + H2O(l)

Jadi delta Hr

adalah -1.180

joule/K

IX. Analisis Data

1. Penentuan Tetapan Kalorimeter

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

kalorimeter. Kamimengukur temperaturnya (T1)yakni sebesar 30º C. Setelah itukami

memanaskan air sebanyak 25 mL sampai temperaturnya naik 10º C dari suhu T1atau hingga

suhu air (T2) itu mencapai 40º. 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 34º C. 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 16,8 J. Kami juga menghitung kalor yang dilepas oleh air panas (q 2) dengan

menggunakan rumus:Q2= mair panas x cair x (ΔT-T2). Dan kita akan mempooleh nilai Q2sebesar

25,2 J dan Q3 = selisih dari Q1 dan Q2 sebesar 8,4 J. Dengan demikian kami dapat menghitung

tetapan kalorimeter dengan mengunakan rumus :

k = q3

ΔT-T1

Maka kita akan memperoleh tetapan kalorimeter sebesar 2,1 J / oK

2. Penentuan Kalor Reaksi Zn – CuSO4

Dalam percobaan yang kedua kami memasukkan CuSO4dengan konsentrasi 1 M

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

menggunakan termometer sehingga diperoleh suhu CuSO4(T3) sebesar 31º C atau 304 K.

Lalu kami menimbang serbuk Zn sebanyak 0,5 gram. Kemudian kami campurkan serbuk Zn

yang telah ditimbang dengan CuSO4 dalam kalorimeter. Kami aduk hingga tercampur dan

kita ukur suhu campuran itu dan kita peroleh suhu campuran (T4) sebesar 38º C atau 311oK.

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

dengan T3mendapatkan hasil 2,1J. Selanjutnya dengan Reaksi :

Zn(s) + CuSO4(aq) ZnSO4(aq) + Cu(s)

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 ZnSO4 dengan massa molekul relatifnya, maka kami akan memperoleh massa ZnSO4

yang terbentuk. Dengan massa ZnSO4yang terbentuk itu kami dapat menghitung 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 686,2J.

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

q4dan q5, maka kami akan mendapatkan q6sebesar -700,9J. 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 -87612,5 J /mol.

3. Kalor Penetralan HCl – NaOH

 Inti dari percobaan ini adalah menentukan kalor pada reaksi HCl dan NaOH. Mula-

mulalarutan HCl dengan konsentrasi 1 M sebanyak 25 mL dimasukkan kedalam kalorimeter

dan kami peroleh suhu (T5) sebesar 30ºC atau 303K.Selanjutnya kami mengambil NaOH

dengan konsentrasi 1 M sebanyak 25 mL dan mengatur suhunya agar sama dengan suhu HCl.

NaOH yang temperaturnya sama dengan temperatur HCl tadi dicampurkan dengan HCl.Kami

mengaduk agar kedua larutan itu tercampur dan Kami mengukur suhu campurannya (T6)

sebesar 35º C atau 308oK. Setelah diamati terjadi perubahan suhu HCl sebelum dan sesudah

dicampurkan dengan NaOH.Pada percobaan terjadi reaksi antara asam klorida (HCl) dan basa

natrium hidroksida(NaOH) yang menghasilkan garam dengan air. Reaksi tersebut dapat

dinyatakan dengan persamaan berikut :

HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H2O(l)

Yang bertindak sebagai sistem dalam reaksi ini adalah HCl dan NaOH dan yang

bertindak sebagai lingkungan adalah air sebagai medium pelarut kedua zat tersebut. Pada

reaksi tersebut suhu larutan meningkat, hal ini terjadi karena pada saat reaksi terjadi

pelepasan kalor(ditandai dengan keluarnya uap). Kalor yang dilepaskan oleh sistem reaksi

(NaOH dan HCl) diserap oleh lingkungan pelarut dan material lain (Kalorimeter).Akibatnya

suhu lingkungan naik yang ditunjukkanoleh kenaikan suhu larutan.Jadi dalam percobaan

tersebut yang diukur bukanlah suhusistem, melainkan suhu lingkungan tempat terjadinya

reaksi.Sedangkan sistem pada reaksitersebut suhunya turun dan mencapai keadaan stabil

membentuk NaCl dan 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. 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 19J. 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 10,5 J. Dengan diketahuinya q7dan q8maka kami dapat menghitung

kalor yang dihasilkan sistem reaksi (q9) dengan cara manambahkan kalor yang diserap larutan

(q7) dan kalor yang diserap kalorimeter (q8). Maka kami memperoleh kalor yang dihasilkan

sistem reaksi (q9) sebesar -29,5 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 -1180 J/mol.

X. 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

kalorimeter juga terlibat menyerap kalor. Kita juga mengetahui tetapan kalorimeter k= 2.1

J/K.

Pada percobaan kedua terjadi reaksi Zn(s)+CuSO4(aq) ZnSO4(aq)+Cu(s). Reaksi ini

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

juga mengetahui kalor reaksi ∆Hr=-87612,5 J/mol.

Pada percobaan ketiga terjadi reaksi HCl(aq)+NaOH(aq) NaCl(aq)+H2O(l).karena apabila

asam klorida dan natrium hidroksida direaksikan maka menghasilkan natrium klorida dan

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

(NaCl). Kita juga mengetahui kalor penetralan ∆Hn= - 1180 J/mol.

XI. Kesimpulan

1) Setiap reaksi kimia disertai penyerapan dan pelepasan kalor yang ditandai dengan

terjadinya kenaikan suhu pada saat air dipanaskan(eksoterm) dan penurunan suhu

(endoterm) setelah dicampur dalam kalorimeter.

2) Perubahan kalor yang terjadi dalam berbagai reaksi kimia yaitu tetapan calorimeter

adalah 2,1 J / oK,kalor yang dihasilkan dalam reaksi Zn-CuSO4 adalah -87612,5 J/mol

dan kalor yang dihasilkan pada reaksi penetralan HCl-NaOH adalah sebesar -1180

J/mol.

XII.Daftar Pustaka

Tim Kimia Dasar. 2013. Petunjuk Praktikum KimiaUmum. Surabaya:Unipress

Chang, Raymond. 2005. Kimia Dasar . Jakarta:Erlangga.

Justiana,Sandi.2008.Kimia.bandung:Yudhistira

Prawirosudirjo,Ganardi.2003.Kamus Ilmu Pengetahuan Alam.Surabaya:Balai Pustaka

Atkins,Pw.1994.Kimia Fisik II.Jakarta:Erlangga

Lampiran

1) Perhitungan Penentuan Tetapan Kalorimeter

Diketahui:

T1=30oC= 303 K

T2= 40oC= 313 K

ΔT=34oC=307 K

Ditanya: K?

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

= 1 gram x 4,2 J/gram K x (307-303) K

= 16,8 J

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

= 1 gram x 4,2 J/gram K x (313-307) K

= 25,2 J

c. q3= q2-q1

= 25,2-16,8

= 8,4 J

d. K=q3

(∆ T−T 1)

= 8,4

307−303

= 2,1 J/k

2) Perhitungan Kalor Reaksi Zn-CuSO4

Diketahui: VCuSO4= 25mL= 0,025 Liter

mZn= 0,5 gram

Ar Zn= 65,4

Mr ZnSO4= 161,4

T3= 31oC= 304 K

T4= 38oC= 311 K

Ditanya: ∆Hr?

Jawab: Mol Zn = massa / Mr

= 0,5 / 65,4

= 0,008 mol

Mol CuSO4= M x V

= 1 . 0,025

= 0,025 mol

Zn(s) + CuSO4(aq) ZnSO4(aq) + Cu(s)

Awal 0,0080,025 - -

Reaksi 0,0080,008 0,0080,008

Sisa - 0,0017 0,008 0,008

a. q4= k(T4-T3)

= 2,1J/K (311-304)K

= 14,7 J

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

= 27,85 gram x 3,52 J/gram K x (311-304) K

= 686,2 J

c. q6= -(q5+q4)

= -(686,2+14,7)

= -700,9 J

d. ∆ H r=q6

mol larutan ZnSO4

= −700,90,008

= -87612,5 J/mol

3) Perhitungan Kalor Penetralan HCl-NaOH

Diketahui:Massa jenis larutan 1,03 gram/ml

Kalor jenis larutan= 3,69 J/gram K.

T6= 35oC= 308 K

T5= 30oC= 303 K

Ditanya: ∆Hn?

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

= 1,03 gram x 3,69 J/gram K x (308-303) K

= 19 J

b. q8= K x (T6-T5)

= 2,1 J/K x (308-303)

= 10,5 J

c. q9= -(q7+q8)

= -(19 J + 10,5 J)

= -29,5 J

d. ∆ H n=q9

mol larutanNaCl

= −29,50,025

= -1180 J/mol

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