TERMOKIMIA

Herawan Arofana133020378

Jurusan Teknologi Pangan, Fakultas Teknik, Universitas Pasundan

ABSTAK Termokimia adalah cabang dari kimia fisika yang mempelajari tentang kalor dan energi berkaitan dengan reaksi kimia dan/atau perubahan fisik. Sebuah reaksi kimia dapat melepaskan atau menerima kalor. Begitu juga dengan perubahan fase, misalkan dalam proses mencair dan mendidih. Termokimia fokus pada perubahan energi, secara khusus pada perpindahan energi antara sistem dengan lingkungan. Jika dikombinasikan dengan entropi, termokimia juga digunakan untuk memprediksi apakah reaksi kimia akan berlangsung spontan atau tak spontan. Termokimia berawal dari hasil kerja Antoine Laurent Lavoisier pada abad ke 18 yang menyatakan “Setiap reaksi kimia, massa zat yang bereaksi sama dengan massa produk reaksi”, dilanjutkan dengan adanya hukum Hess tang mengungkapkan “Kalor yang dibebaskan atau diserap tidak bergantung pada jalannya reaksi, tetapi hanya bergantung pada keadaan awal dan akhir”. Dalam termokimia bisa terjadi proses yang bernama endoterm dan eksoterm.

Keyword : termokimia,kalor, endoterm, eksoterm

PENDAHULUAN

Termokimia adalah cabang dari kimia fisika yang mempelajari tentang kalor dan energi berkaitan dengan reaksi kimia dan/atau perubahan fisik. Sebuah reaksi kimia dapat melepaskan atau menerima kalor. Begitu juga dengan perubahan fase, misalkan dalam proses mencair dan mendidih. Termokimia fokus pada perubahan energi, secara khusus pada perpindahan energi antara sistem dengan lingkungan. Tujuan percobaan termokimia adalah mempelajari bahwa setiap reaksi kimia selalu disertai dengan perubahan energi, perubahan kalor dapat diukur atau dipelajari dengan percobaan yang sederhana, dan reaksi kimia dapat berlangsung secara eksoterm atau endoterm. Prinsip percobaan termokimia yaitu berdasarkan,Hukum Hess “Kalor yang dibebaskan atau diserap tidak bergantung pada jalannya reaksi, tetapi hanya bergantung pada keadaan awal dan akhir.” Hukum Black “Kalor yang diserap akan sama dengan kalor yang dilepas.” Hukum Lavoisier “Setiap reaksi kimia, massa zat yang bereaksi sama dengan massa produk reaksi.

METODOLOGI

Alat dan Bahan Alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah neraca digital, termometer, termos, gelas kimia, bunsen, dan kaki tiga. Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah aquadest, 20 ml CuSO4, Zn 2 gram, etanol 29 ml, HCl 20 ml 2 M, dan NaOH 20 ml 2 M.

Metode Percobaan

A . Penentuan Ketetapan Kalorimeter

Gambar 1.Metode Percobaan Penentuan Ketetapan Kalorimeter

B. Penentuan Kalor Reaksi Zn(s) + CuSO4(l)

Gambar 2.Metode Percobaan Penentuan Kalor Reaksi Zn(s) + CuSO4(l)

Gambar 2. Metode Percobaan Penentuan Kalor Reaksi Zn(s) + CuSO4 (l)

C. Penentuan Kalor Etanol dalam Air

Pertama : 20ml aquadest Ukur suhu awal

Kedua :20ml aquadest panaskan hingga mendidih, ukur suhu Ketiga :Campurkan yang pertama dan kedua lalu ukur suhu selama 10 menit selang waktu 1 menit

Serbuk Zn

20 CuSO4 hitung suhu awal Td selama 2 menit selang setengah menit Serbuk Zn

Pertama : 18ml aquadest Ukur suhu awal

Kedua :29ml etanol di ukur suhu awal nya Ketiga :Campurkan yang pertama dan kedua lalu ukur suhu selama 4 menit selang waktu setengah menit menit

Gambar 3. Metode Percobaan Penentuan Kalor Etanol dalam Air D . Penentuan Kalor Penetralan HCl dan NaCl

Pertama :20ml HCI 2 M ukur suhu

Kedua :

20ml NaOH 2M ukur suhu

Ketiga :Campurkan yang pertama dan yang kedua lalu ukur suhu selama 5 menit selang waktu setengah menit

Gambar 4.Metode Percobaan Penentuan Kalor Penetralan HCl dan NaOH

HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

Tabel 1.Hasil Pengamatan Penentuan Ketetapan Kalorimeter

n x(t) y(T) x2 xy

1 1 310 1 3102 2 309 4 6183 3 308,5 9 925,54 4 308 16 12325 5 307,5 25 1537,56 6 307,5 36 18457 7 307 49 21498 8 306,5 64 24529 9 306 81 275410 10 306 100 3060

Σ 55 3076 385 16883

(Herawan Arofana, 133020378,11,O)

Grafik 1. Hasil Pengamatan Penentuan Ketetapan Kalorimeter

Tabel 2.Hasil Pengamatan Penentuan Kalor Reaksi Zn(s) + CuSO4(l)

n x(t) y(T) x2 xy

1 0,5 321 0,25 160,52 1 328 1 3283 1,5 332 2,25 4984 2 335 4 670

Σ 5 1316 7,5 1656,5

Grafik 2.Hasil Pengamatan Penentuan Kalor Reaksi Zn(s) + CuSO4(l)

Tabel 3.Hasil Pengamatan Penentuan Kalor Etanol dalam Air

n x(t) y(T) x2 xy

1 0,5 305 0,25 152,52 1 305 1 3053 1,5 305 2,25 458,54 2 305,5 4 6115 2,5 305,5 6,25 763,756 3 305,5 9 916,57 3,5 306 12,25 10718 4 306 16 1224

Σ 18 2443,5 51 5501,25

Grafik 3.Hasil Pengamatan Penentuan Kalor Etanol dalam Air

Tabel 4.Hasil Pengamatan Penentuan Kalor Penetralan HCl dan NaOH

n x(t) y(T) x2 xy

1 0,5 307 0,25 153,52 1 307 1 3073 1,5 307 2,25 460,54 2 307 4 6145 2,5 307 6,25 767,56 3 307 9 9217 3,5 307 12,25 1074,58 4 307 16 12289 4,5 307 20,25 1381,510 5 307 25 1535

Σ 27,5 3070 96,25 8442,5

Grafik 4.Hasil Pengamatan Penentuan Kalor Penetralan HCl dan NaOH

(Sumber : Herawan Arofana, 133020378,11,O)

PembahasanPada percobaan termokimia kali ini, praktikan

melakukan 4 buah metode percobaan. Hasil pengamatan dari metode yang pertama yaitu penentuan ketetapan kalorimeter dengan suhu awal aquadest pada ketetapan kalorimeter sebesar 298 K, suhu aquadest ketika dipanaskan sebesar 358 K, suhu campuran menjadi 310 K, sehingga didapat nilai ketetapan kalorimeter sebesar 25,85. Pada penentuan kalor reaksi Zn(s) + CuSO4(l), suhu awal CuSO4 300 K ketika dicampurkan dengan Zn, suhu campuran menjadi 300 K, kalor campuran sebesar 1589,07 j, dan perubahan entalpi dari jumlah kalor dibagi mol Zn sebesar 68479 j/mol. Pada penentuan kalor etanol dalam air, suhu awal etanol 298 K, kalor etanol 13,53 j suhu awal aquadest 298 K, kalor aquadest 523,9 j, suhu campuran 303 K, dan perubahan entalpi yang didapat dari jumlah kalor dibagi dengan mol etanol sebesar 35828,5 j/mol. Pada penentuan kalor penentralan HCl dan NaOH, suhu awal HCl dan NaOH sama-sama 299 K, suhu campurannya 304 K, kalor campuran 148,26 j, dan perubahan entalpi yang didapat dari jumlah kalor dibagi dengan mol NaCl sebesar 4438,25 j/mol.

Faktor yang dapat menjadi faktor kesalahan pada percobaan ini diantaranya kurang telitinya pratikan dalam melakukan percobaan sehingga tidak bisa mendapatkan hasil pengamatan yang sangat akurat, salah menggunakan alat dan salah mengartikan metode yang telah dibuat dalam jurnal.

Kalorimetri adalah ilmu dalam pengukuran panas dari reaksi kimia atau perubahan fisik. Kalorimetri termasuk penggunaan calorimeter. Kata kalorimetri berasal dari bahasa Latin yaitu calor, yang berarti panas. Kalorimetri tidak langsung (indirect calorimetry) menghitung panas pada makhluk hidup yang memproduksi karbondioksida dan buangan nitrogen (ammonia, untuk organisme perairan, urea, untuk organisme darat) atau konsumsi oksigen. Lavosier (1780) mengatakan bahwa produksi panas dapat diperkirakan dari konsumsi oksigen dengan menggunakan regresi acak. Hal itu membenarkan teori energi dinamik. Pengeluaran panas oleh makhluk hidup juga dapat dihitung oleh perhitungan kalorimetri langsung (direct calorymetry), dimana makhluk hidup ditempatkan didalam kalorimetri untuk dilakukan pengukuran.

Perubahan entalpi (∆H) menunjukan bahwa dalam perubahan terdapat penyerapan kalor atau pelepasan kalor. Reaksi kimia yang melepaskan atau mengelurkan kalor disebut reaksi eksoterm, sedangkan reaksi kimia yang menyerap kalor disebut reaksi endoterm. Aliran kalor pada kedua jenis reaksi diatas dapat dilihat pada gambar dibawah :

Pada reaksi endoterm, sistem menyerap energi. Oleh karena itu, entalpi sistem akan bertambah. Artinya entalpi produk (Hp) lebih besar daripada entalpi pereaksi (Hr). Akibatnya, perubahan entalpi, merupakan selisih antara entalpi produk dengan entalpi pereaksi (Hp -Hr) bertanda positif. Sehingga perubahan entalpi untuk reaksi endoterm dapat dinyatakan:ΔH = Hp- Hr > 0 (13 )

Sebaliknya, pada reaksi eksoterm , sistem membebaskan energi, sehingga entalpi sistem akan berkurang, artinya entalpi produk lebih kecil daripada entalpi pereaksi. Oleh karena itu , perubahan entalpinya bertanda negatif. Sehingga p dapat dinyatakan sebagai berikut

Kalorimeter Bom Merupakan kalorimeter yang khusus digunakan untuk menentukan kalor dari reaksi-reaksi pembakaran. Kalorimeter ini terdiri dari sebuah bom ( tempat berlangsungnya reaksi pembakaran, terbuat dari bahan stainless steel dan diisi dengan gas oksigen pada tekanan tinggi ) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah yang kedap panas. Reaksi pembakaran yang terjadi di dalam bom, akan menghasilkan kalor dan diserap oleh air dan bom. Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan

Kalorimeter Sederhana Pengukuran kalor reaksi; selain kalor reaksi pembakaran dapat dilakukan dengan menggunakan kalorimeter pada tekanan tetap yaitu dengan kalorimeter sederhana yang dibuat dari gelas stirofoam. Kalorimeter ini biasanya dipakai untuk mengukur kalor reaksi yang reaksinya berlangsung dalam fase larutan ( misalnya reaksi netralisasi asam – basa / netralisasi, pelarutan dan pengendapan ). Pada kalorimeter ini, kalor reaksi = jumlah kalor yang diserap / dilepaskan larutan sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan; diabaikan

Kalor didefinisikan sebagai energi panas yang dimiliki oleh suatu zat. Secara umum untuk mendeteksi adanya kalor yang dimiliki oleh suatu benda yaitu dengan mengukur suhu benda tersebut. Jika suhunya tinggi maka kalor yang dikandung oleh benda sangat besar, begitu juga sebaliknya jika suhunya rendah maka kalor yang dikandung sedikit. Dari hasil percobaan yang sering dilakukan besar kecilnya kalor yang dibutuhkan suatu benda(zat) bergantung pada 3 faktor yaitu, massa zat, jenis zat (kalor jenis) dan perubahan suhu

Aplikasi dalam bidang pangan pada percobaan termokimia diantaranya proses fermentasi pada susu yang dibuat keju, proses fermentasi pada kedelai yang

dibuat tauco, proses fermentasi pada ketan yang dibuat tape, selain itu untuk mengetahui kalori yang terdapat dalam lemak, karbohidrat, dan protein.

KESIMPULAN

Kesimpulan dari percobaan ini bahwa suhu awal aquadest pada ketetapan kalorimeter sebesar 298 K, suhu aquadest ketika dipanaskan sebesar 358 K, suhu campuran menjadi 310 K. Pada penentuan kalor reaksi Zn(s) + CuSO4(l), suhu awal CuSO4 300 K ketika dicampurkan dengan Zn, suhu campuran menjadi 300 K. Pada penentuan kalor etanol dalam air, suhu awal etanol 298 K, suhu awal aquadest 298 K, dan suhu campuran 303 K. Pada penentuan kalor penentralan HCl dan NaOH, suhu awal HCl dan NaOH sama-sama 299 K, suhu campurannya 304 K. Metode yang te rmasuk reaksi eksoterm pada percobaan ada lah percobaan penentuan ka lo r etanol dalam air, yang termasuk reaksi endoterm adalah percobaan penentuan kalorimeter dan percobaan reaksi Zn dengan CuSO4. Sedangkan penentuan kalor penetralan HCl dan NaOH termasuk pada reaksi penetralan.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, http://www.ilmukimia.org/termokimia.html. Akses: 30 Desember 2013.

Anonim, 2012. http://www.chem-is-try.org/materi_kimia.Akses: 30 Desember 2013.

Brady, E. James. (1999), Kimia Universitas Asas dan Struktur, Binapura Aksara : Jakarta.

Sutrisno, Ela Turmala, Drs.M.S., 2013. “Penuntun Praktikum Kimia Dasar”,Univrsitas Pasundan : Bandung.