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