PENUNTUN PRAKTIKUM BERBASIS KOMPETENSI

Program Studi : Pendidikan KimiaMata Kuliah : Kimia Fisika IKode Mata Kuliah : KIM-202Bobot SKS/Semester : 3-1/IIDosen Pengampu : Sura Menda Ginting, M.ScMateri Percobaan : Tetapan Kalorimeter dan Hukum HessPercobaan Ke : IV

A. KOMPETENSI DASAR Mahasiswa dapat menjelaskan konsep dasar termokimia dan jenis-jenis panas reaksi

dan hubungannya dengan hukum I termodinamika Mahasiswa dapat menjelaskan tentang penggunaan hukum Hess

B. INDIKATOR PENCAPAIAN Mahasiswa dapat menjelaskan tentang konsep termokimia Mahasiswa dapat menjelaskan tentang pengunaan kalorimeter untuk mengukur panas

reaksi Mahasiswa dapat menjelaskan tentang hukum Hess dan aplikasinya Mahasiswa dapat menggunakan kalorimeter sebagai alat pengukur panas reaksi untuk

niempelajari hukum Hess Mahasiswa dapat menyelesaikan soal-soal yang berhubungan dengan penggunaan

hukum Hess

C. MATERI PERCOBAANAlat yang digunakan untuk mengukur peruhahan panas disebut kalorimeter. Setiap

kalorimeter mempunyai sifat khas dalam mengukur panas. ini dapat terjadi karena kalorimeter sendiri (baik gelas. atau polietena, atau logam) menyerap panas, sehingga tidak semua panas terukur. Untuk itu kita perlu menentukan berapa banyak panas yang diserap oleh kalorimeter beserta termometer dan pungaduknya.

Dalam percobaan ini kita menguji kalorimeter untuk mendapatkan tetapan kalorimeter untuk suatu kalorimeter yang mengandung 100 mL air

Suatu reaksi kadang-kadang tidak hanya berlangsung melalui tetapi bisa juga melalui jalur lain dengan hasil akhir yang sama. Ini dapat dijelaskan dengan gambar berikut:

Penuntun Praktikum Kimia Fisika I

Tetapi mungkin terdapat juga arah yang ditempuh tidak hanya arah 1 dan 2, melainkan terdapat juga arah 3 dan 4, dan seterusnya. Pada percobaan ini akan dilihat apakah energi pada reaksi dengan arah 1 sama dengan energi pada reaksi pada arah 2.

Jika NaOH padat direaksikan dengan HCI (4 M). maka reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

Arah 1NaOH(s) + aq → NaOH(aq,4M)NaOH(aq,4M) + HCl(aq,4M) → NaCl(aq,2M) + H2OArah 2HCl(aq,4M) + aq → HCl(aq,2M)HCl(aq,2M) + NaOH(s) → NaCl(aq,2M) + H2OKeterangan

s = padatl = cairanaq = air ditambahkan sampai mencapai konsentrasi yang dimaksudatau dapat digambarkan seperti gambar di bawah ini :

Tujuan Percobaan

1. Untuk rnengetahui sifat-sifat kalorimeter2. Menentukan tetapan kaloimeter sebagai dasar percobaan-percobaan yang lain3. Menentukan panas reaksi antara NaOH dan HCl melalui dua arah4. Pernbuktian hukum Hess

C.1. Pertanyaan Prelab1. Jelaskanlah prinsip kerja alat kalorimeter?2. Apa tujuan kita menentukan tetapan kalorimeter?3. Bagairnana bunyi Hukum Hess4. Jelaskan perbedaan reaksi eksoterm dengan reaksi endoterm !

C.2. Pengetahuan Dasar ( yang harus dimiliki)• Kalorimetri

Penuntun Praktikum Kimia Fisika I

• Cara kerja kalorimeter

• Sistem terbuka, sistem tertutup dan terisolasi

• Kapasitas panas

• Reaksi eksoterm dan endoterm

• Bunyi hukurn Hess

• Penggunaan hukum Hess

C3. Keselamatan Kerja : -

C.4. Pelaksanaan PercobaanPercobaan 1: Tetapan Kalorimetera. Alat dan bahan :• Kalorimeter, pengaduk, bahan isolasi

• Termometer (0 — 50°C, kesalahan ± 0,1 °C)

• Gelas ukur (50 mL, kesalahan ± 0,1 mL)

• Gelas piala

• Pembakar gas (atau sumber panas lisirik)

b. Prosedur Percobaan1. Pasang alat seperti gambar di bawah ini :

2. Ukur 50 rnL air dengan gelas ukur. Masukkan air ke dalam kalorimeter, aduk dan catat suhu air dalam kalorimeter setiap 30 detik hingga menit keempat

3. Tepat pada menit keempat, masukkan air panas yang suhunya telah dikeahui (minimum 3 5°C, tetapi tak iebih dan 45°C) sebanyak 50 mL.

4. Catat suhu air dalam kalorimeter tiap 30 detik dengan tak lupa mengaduknya, sampai menit ke-8

5. Buat kurva hubungan antara waktu dengan suhu untuk memperoleh suhu maksimum yang tepat.

Percobaan 2: Hukum Hess

a. Alat dan bahan :• Kalorimeter

Penuntun Praktikum Kimia Fisika I

• Termometer 0- 100 (± 0,1°C)

• Pengaduk

• Dua buali gelas ukur 25 ml, ( ±0,1 mL)

• Botol timbang dan tutup

• NaOH padat

• HCI (4 M)

b. Prosedur PercobaanUntuk arah 1 lakukan hal sebagai berikut :1. Siapkan terlebih dahulu alat-alat dan bahan-bahan yang akan digunakan2. Timbang 4,00 gram NaOH padat dalam botol timbang yang dapat ditutup rapat.

ini perlu dilakukan karena NaOH bersifat higroskopis (gunakan timbangan kasar)3. Ukur 25 mL air suling dengan gelas ukur, masukkan ke dalam kalorimeter. Catat

suhu air sambil tidak lupa untuk mengaduknya4. Masukkan NaOH padat tadi ke dalam kalorimeter sedikit demi sedikit sambil

diaduk-aduk sampai larut; catat suhunya (maksirnum)5. Ukur 25 rnL HC1 (4 M), catat suhunya, baru kemudian dimasukkan ke dalam

kalorimeter. Catatan : HCl ini harus ditambahkan segera sesudah NaOH dilarutkan. Jangan lupa mengaduknya pada saat pembacaan suhu dilakukan.

Untuk arah 2 lakukan hal sebagai berikut:1. Ukur 25 mL air suling dengan gelas ukur, masukkan ke dalam kalorimeter, dan

catat suhunya2. Siapkan 25 mL HCI 4 M, ukur suhunya, lalu masukkan ke dalarn kalorimeter;

catat suhu maksimumnya3. Segera masukkan 4 gram NaOH padat ke dalam kalorimeter sedikit demi sedikit

dengan tak lupa mengaduknya sampai larut. Catat suhu maksirnum campuran

C.5. KesimpulanTetapan kalorimeter perlu ditentukan sebelum digunakan untuk pengukuran

panas reaksi zat yang lain, karena kalorimeter dan pengaduk juga menyerap panas.Kalorimeter dapat digunakan untuk menghitung perubahan entalpi dan aplikasi

hukum Hess.

C.6. Pertanvaan Postlab(1) Mengapa energi yang diterima air dingin tidak sama dengan yang dilepas oleh air

panas ?(2) Bagaimana Anda dapat menghitung kapasitas panas kalorimeter ?(3) Jelaskanlah kegunaan kalorimeter dalam percobaan ini?(4) Tuliskanlah hukum Hess untuk percobaan ini?

D. TUGAS DAN EVALUASIPercobaan 1: Tetapan Kalorimeter

Penuntun Praktikum Kimia Fisika I

1. Hitung energi panas yang diserap air dingin (J) (∆T x kapasitas panas air x berat air dingin)

2. Hitung energi panas yang dilepaskan oleh air panas (J)3. Hitung berapa energi panas yang diserap oleh kalorimeter (J)4. Hitung berapa energi panas yang diserap kalorimeter untuk setiap kenaikan suhu 1°C

= x (J °c-1)5. Hitung berapa energi panas yang diserap air (100 gram) untuk setiap kenaikan suhu

1°C = y (J °c-1)

Percobaan 2: Hukum Hess

1. Untuk arah 1a. Hitunglah perubahan entalpi ∆H1 dan ∆H2. Ingat bahwa energi panas ∆H1 berasal

dari energi yang ditimbulkan pada saat pelarutan NaOH berlangsung.Tetapan Kalorimeter = ....... °CKapasitas Panas air = 4,18 J g-1°C-1

b. Hitung perubahan entalpi ∆H1 dan ∆H2 untuk satu mol pereaksi 2. Untuk arab 2,

a. Hitunglah perubahan entalpi ∆H3 dan ∆H4

b. Hitung perubahan entalpi ∆H3 dan ∆H4 untuk satu mol pereaksic. Hitung perubahan entalpi untuk reaksi berikut dan kedua arab tersebut

HCl(aq,2M) + NaOH(s) + aq → NaCl(aq,2M) + H2O ...... ∆HBandingkan ∆H arah 1 dan 2!

E. PUSTAKA1. Alberty,R.A., dan Daninls,F. 1992. Kimia Fisika Jilid 1. (Terjemahan N.M.Surdia).

Jakarta : Erlangga2. Atkins,PW. 1 999. Kimia Fisika Jilid 1. (Terjemahan Irma. I .K.). Jakarta : ErIangga

Penuntun Praktikum Kimia Fisika I

LEMBAR LAPORAN SEMENTARA PPERCOBAAN 1

Nama Mahasiswa :

NPM :

Kelompok :

Program Studi :

Materi Percobaan :

Pembimbing :

Tanggal Percobaan :

Hasil Percobaan

Waktu (Menit) Suhu(˚C) Waktu (menit) Suhu(˚C)

0 4,5

0,5 5

1 5,5

1,5 6

2 6,5

2,5 7

3 7,5

3,5 8

4,0 Penambahan air

panas

suhu air panas awal = ……. ˚C

perubahan suhu (∆T) = ……. ˚C

kapasitas panas air = 4,18 Jg-1˚C-1

Bengkulu,

Mengetahui,

Asisten Pembimbing Praktikum,

(……………………………..)

Praktikan

(……………………………)

Penuntun Praktikum Kimia Fisika I

LEMBAR LAPORAN SEMENTARA PERCOBAAN 2

Nama Mahasiswa :

NPM :

Kelompok :

Program Studi :

Materi Percobaan :

Pembimbing :

Tanggal Percobaan :

Hasil Percobaan

Keterangan Suhu awal Suhu akhir

Arah 1

Air

Ditambahkan 4 gram NaOH

Ditambahkan HCl (aq) 4 M

………. ˚C

………. ˚C

………. ˚C ………. ˚C

Arah 2

Air

Ditambahkan HCl (aq) 4 M

Ditambahkan 4 gram NaOH

………. ˚C

………. ˚C ………. ˚C

………. ˚C

Bengkulu,

Mengetahui,

Asisten Pembimbing Praktikum,

(……………………………..)

Praktikan

(……………………………)

Penuntun Praktikum Kimia Fisika I

PENUNTUN PRAKTIKUM BERBASIS KOMPETENSIProgram Studi : Pendidikan KimiaMata Kuliah : Kimia Fisika IKode Mata Kuliah : KIM-202Bobot SKS/Semester : 3-1/IIDosen Pengampu : Rina Elvia, M.SiMateri Percobaan : Entalpi dan Entropi PeleburanPercobaan Ke : V

A. KOMPETENSI DASARMahasiswa dapat menjelaskan tentang jenis-jenis entalpi dan entropi, serta

hubungannya secara termodinarnika

B. INDIKATOR PENCAPAIAN Mahasiswa dapat menjelaskan konsep entropi dan perubahan entropi Mahasiswa dapat menjelaskan tentang hubungan entalpi dan entropi pada persamaan

van’t Hoff Mahasiswa dapat menjelaskan tentang hukum termodinamika II Mahasiswa dapat menyelesaikan soal-soal yang berhubungan dengan entalpi. entropi

dan hukum termodinamika II

C. MATERI PERCOBAANPada titik beku, bentuk cair suatu larutan atau pelarut murni berada dalam keadaan

keseimbangan dengan bentuk padatnya. Untuk naftalena, kescimbangan mi dapat ditulis sebagai berikut:

C10H8 (padatan) C10H8 (larutan,konsentrasi) = X C10H8

X C10H8 adalah fraksimol naftalena, bila naftalena itu berada dalam bentuk larutan. Bila

naitalena berada dalam bentuk murni. maka X = 1.Bila cairan didinginkan, maka suhunya akan turun sampai titik beku dicapai. Setelah titik

beku dicapai, suhu tidak akan turun lagi sebelum semua cairan berubah menjadi padatan, baru suhu akan turun lagi. Pada sekitar titik beku cairan murni, kadang-kadang terjadi peristiwa “lewat beku”. Pada peristiwa ini, cairan tersebut tidak membeku, walaupun suhunya sudah dibawah titik beku. Kondisi ini secara termodinamika tidak stabil. Peristiwa lewat beku timbul karena beberapa pelarut atau larutan karena beberapa pelarut atau larutan sulit untuk membentuk kristal. Kedua jenis kurva pendinginan, yaitu kurva pendinginan normal dan kurva pendinginan “lewat dingin” dapat dilihat pada gambar berikut:

Penuntun Praktikum Kimia Fisika I

Pada larutan, selain titik bekunya lebih rendab daripada pelarut murni. juga pada saat larutan membeku, suhuya tidak tetap tapi menurun. Dengan dernikian. bagian horizontal pada kurva pendinginan cairan murni. pada kurva pendinginan larutan tidak lagi horizontal. Hal ini disebabkan pada saat pelarut mulai membeku, sisa larutan akan semakin pekat dan dengan semakin pekatnya larutan, titik bekunya juga semakin rendah. Pcngaruh zat terlarut pada kurva pendinginan dapat dilihat pada gambar

Jika larutan (dalam percobaan ini larutan tersebut terdiri dan difenilarnin sebagai zat terlarut dan naftalena sebagai pelarut) adalah ideal, maka konstanta kesetimbangan untuk perubahan fasa tersebut dapat ditulis sebagai berikut

K= X C10H8

Persamaan van’t Hoff yang rnenhubungkan kanstanta keseimbangan dengan perubahan entalpi dan entropi adalah :

Tujuan Percobaana. Memperkenalkan perbedaan kurva pendinginan cairan murni dan larutanb. Memperlihatkan peristiwa penururian titik beku yang disebabkan penambahan zat

terlarutc. Menghitung entropi dan entalpi peIeburan dengan mengaunakan persamaan van

Hoff

C.1. Pertanyaan Prelab1. Jelaskan perbedaan antara entalpi dan entropi2. Jelaskanlah pengertian dari entalpi peleburan3. Bagaimanakah hubungan antara entalpi dan entropi menurut van Hoff ?

C.2. Pengetahuan Dasar ( yang harus dimiliki)• Jenis-jenis entalpi dan entropi

• Pengertian entalpi dan entropi peleburan

• Konsep dasar kesetimbangan kirniaPenuntun Praktikum Kimia Fisika I

C3. Keselamatan Kerja : Naftalen merupakan zat yang mudah menguap pada suhu kamar, sehingga untuk

ketepatan dan ketelitian, penimbangan dilakukan sesaat menjelang dimasukkan ke dalamtabung reaksi untuk dieksperimenkan.

C.4. Pelaksanaan Percobaana. Alat dan bahan :• Tabung reaksi

• Naftalena

• DiFenilamin

• Termometer 0- 100 C (pembagian skala 0,2 C)

• Labu erlemeyer (250 mI)

• Gelas piala (400 mL)

• Kertas atau kain wol

• Stopwatch

• Lumpang

• Neraca Analitik (± 0,01gram)

b. Prosedur Percobaan1. Buat selongsong dari kertas dengan jalan melilitkan kertas sekeliling tabung

reaksi. Kemudian tabung reaksi yang masih diselimuti selongsong tadi ditempatkan di tengah-tengah gelas piala 400 ml , (bisa juga digunakan wadah lain) dan ruang kosong sakeliling tabung reaksi diisi dengan zat isolator seperti kain wol

2. Kemudian tabung reaksi diangkat, sehingga selongsong beserta zat isolator tetap berada pada gelas piala. Lalu ke dalam tabung reaksi tadi dimasukkan naftalena yang beratnya telah diketahui dengan tepat. Banyaknya naftalena yang dimasukkan sedemikian rupa sehingga apabila berada dalam bentuk cair, banyaknya cukup untuk menutupi wadah tempat air raksa pada termometer (sekitar 6 gram dan harus ditimbang dengan ketelitian sampai ± 0,01 gram).

3. Sementara itu, panaskan air dalam labu eriemeyer hingga suhunya mencapai 90°C dan kemudian panaskan tabung reaksi yang berisi nafialena tadi dengan jalan merendam tabung reaksi pada air panas tadi. Suhu air panas iebih tinggi daripada titik beku naftalena sehingga naftalena akan mencair. Setelah semua naftalena mencair. periksa apakah jumlahnya cukup untuk menutupi wadah air raksa pada termometer yang dicelupkan ke dalamnya. Kemudian tempatkan tabung reaksi kembali ke dalam gelas piala dengan bahan isolasi tadi dan muiai menghitung waktu dengan menggunakan stopwatch serta mengukur suhu dengan termometer.

4. Aduk cairan naftalena secara hati-hati dengan menggunakan termometer, dan setiap 30 detik. suhu dicatat sampai 0,1°C terdekat.Akan sangat mcmbantu, bila disini secara bersamaan dibuat kurva pendinginan dan data yang diperoleh agar

Penuntun Praktikum Kimia Fisika I

titik beku dapat segera diketahul. Pembacaan dilanjutkan sampai beberapa menit setelah titik beku dicapai

5. Timbang secara tepat CuSO4 5H20 sekitar 1,5 gram difenilamin, tambahkan ke dalam tabung reaksi yang berisi naftalena tadi, panaskan kembali tabung reaksi pada air panas, sampai semua naftalena mencair, kemudian ulangi pencatatan suhu dan waktu seperti pada langkah (4).

6. Ulangi angkah (5) dengan menarnbahkan lagi difenilamin tetapi jaga agar banyaknya fraksimol nafialena tidak melebihi 0,55 (untuk menghindari pembentukan eutektik). Penambahan difenilamin diulang sebayak kira-kra 4 kali, masing-masing dengan berat sekitar 1.5 gram. Setiap Lab sesudah penambahan, dilakukan pencalatan suhu dun waktu sepenti pada langkah (4).

C.5. KesimpulanEntalpi dan entropi pelehuran suatu zat dapat ditentukan melalui pengukuran sifat

koligatif yaitu metode penurunan titik beku

C.6. Pertanvaan PostlabA. Bagairnana hubungan entalpi, entropi dan energi bebas dan larutan ?B. Bagaimana Anda dapat menghitung entalpi peleburan dan entropi peleburan dan

percobaan ini?D. TUGAS DAN EVALUASI

1. dari kurva suhu vs waktu yang dibuat, tentukan titik beku naftalen murni dan titik beku keempat larutan yang telah dibuat. Ubah titik beku tersebut ke dalam skala Kelvin

2. lsilah tabel di bawah ini:

No Keterangan Naftalen murni

Larutan 1 Larutan 2 Larutan 3 Larutan 4

1 Berat naftalen2 Mol naftalen3 Berat

difenilamina*4 Mol difenilamin5 Total mol6 Fraksimol

naftalena7 ln X naftalena 18 Titik beku Tb

(K)0

9 1/Tb (K-1)*merupakan berat difenilamin total yang telah ditambahkan

3. Buat kurva ln X C10H8 sebagai fungsi 1/T dan hitung ∆H°Peleburan dan ∆S° peleburan

E. PUSTAKAAtkins,PW. 1 999. Kimia Fisika Jilid 1. (Terjemahan Irma. I .K.). Jakarta : ErIangga

Penuntun Praktikum Kimia Fisika I

Dogra,SK dan Dogra,S. 1990. Kimia Fisik dun Soal-soal (Terjemahan Umar Mansyur). Jakarta: UI Press

Penuntun Praktikum Kimia Fisika I