MODUL I
A. Judul :
Termokimia
B. Tujuan :
Setiap reaksi kimia selalu disertai dengan perubahan
energi.
Perubahan kalor dapat diukur atau dipelajari dengan
percobaan yang sederhana.
C. Dasar teori.
Termokimia mempelajari panas yang menyertai suatu
reaksi kimia. Jumlah perubahan kalor sebagai hasil reaksi
kimia dapat diukur dalam suatu kalorimeter. Kalorimeter
terdiri dari suatu tabung yang dibuat sedemikian rupa
sehingga tidak ada pertukaran atau perpindahan kalor
dengan sekelilingnya, walaupun ada pertukaran kalor
sekecil mungkin sehingga dapat diabaikan. Kalorimeter
digunakan untuk mengukur perubahan panas yang terjadi
pada reaksi kimia umumnya reaksi dilakukan pada suatu
tempat yang diisoler . Kapasitas panas air dapat
diperoleh dengan menimbang airnya . Sedangkan kapasitas
dari pemanasan dengan spritus sehingga panas yang
digunakan dapat dihitung. Penerapan hukum pertama
termodinamika terhadap peristiwa kimia desebut
termikimia.yang membahas tentang kalor yang menyertai
reaksi kimia. Reaksi kimia termasuk proses, isotermal,
dan bila dilakukan diudara terbuka, maka kalor reaksi
Qp = ∆H
Akibatnya,kalor dapat dihitung dari perubahan entalpi
reaksi
Q = ∆H reaksi = Hhasil reaksi- Hpereaksi.
Supaya dapat keseragaman harus ditetapkan
keadaan standar, yaitu suhu 25 oC dan tekanan 1 atm.
Dengan demikian, perhitungan termikima didasarkan pada
keadaan standar, contoh :
AB + CD AC + BD ∆H O = X KJ
mol -1
∆H O adalah lambang ( notasi ) perubahan entalpi
reaksi pada keadaan itu.
Pengukuran Energi Dalam Reaksi Kimia
Satuan internasional standar untuk energi yaitu Joule (J)
diturunkan dari energi kinetik. Satu joule = 1 kgm2/s2.
Setara dengan jumlah energi yang dipunyai suatu benda
dengan massa 2 kg dan kecepatan 1 m/detik (bila dalam
satuan Inggris, benda dengan massa 4,4 lb dan kecepatan
197 ft/menit atau 2,2 mile/jam).
1 J = 1 kg m2/s2
Satuan energi yang lebih kecil yang dipakai dalam fisika
disebut erg yang harganya = 1×10-7 J. Dalam mengacu pada
energi yang terlibat dalam reaksi antara pereaksi dengan
ukuran molekul biasanya digantikan satuan yang lebih
besar yaitu kilojoule (kJ). Satu kilojoule = 1000 joule
(1 kJ = 1000J). Hukum kekekalan energi menyatakan bahwa
energi tidak dapat dimusnahkan dan diciptakan melainkan
hanya dapat diubah dari satu bentuk energi kebentuk
energi yang lain.
a) Hukum Kekekalan Energi
Termokimia ialah sinonim dari termodinamika kimia. Dalam
arti lain Termokimia adalah Hubungan antar kalor dengan reaksi
kimia atau proses-proses yang berhubungan dengan reaksi kimia.
b) Entalpi dan Perubahan Entalpi
Entalpi adalah jumlah energi yang dimiliki suatu zat dalam
segala bentuk. Dilambangkan dengan “H” (berasal dari
kata Heat yang berarti Panas).Entalpi suatu zat tidak
bisa diukur besaranya, tetapi perubahan entalpinya (δh)
dapat diukur. Perubahan Entalpi diperoleh dari Selisih
entalpi produk dengan entalpi reaktan (Goldberg (2004 : 57)..
c) Jenis-Jenis Rekasi Termokimia
1. Reaksi Eksoterm
Reaksi eksoterm adalah reaksi yang disertai perpindahan
kalor dari Sistem ke Lingkungan. Dalam kata lain reaksi
eksoterm melepaskan energi saat terjadi reaksi ini suhu
sistem naik.
2. Reaksi Endoterm
Reaksi endoterm adalah reaksi yang disertai perpindahan
kalor dari Lingkungan ke Sistem. Dalam kata lain reaksi
eksoterm menyerap energi saat terjadi reaksi ini suhu
sistem turun (http://skp.unair.ac.id./respository/guru-
indonesia/termokimia-EtnaRufiati 10886.pdf).
D. Alat dan bahan
1. Alat
No Nama
alat
Katego
ri
Gambar Fungsi
1 Kalorime
ter
I berfungsi
untuk
mengukur
jumlah
kalor
(nilai
kalori)
yang
dibebaskan
pada
pembakaran
sempurna2 Gelas
ukur
I berfungsi
untuk
mengukur
volume
larutan
3 Pipet
tetes
I Berfungsi
untuk
meneteskan
air
berukuran
paling
kecil ke
dalam gelas4 Termomet
er
I berfungsi
untuk
mengukur
suhu/temper
ature
larutan
5 Gelas
kimia
I berfungsi
sebagai
tempat
melarutkan
zat
6 Buret
dan
statif
I berfungsi
untuk
memasukkan
larutan ke
dalam
calorimeter
2. Bahan
Nama bahan Sifat fisik Sifat kimia1. Aquades Cairan tak Massa molar
berwarna
Titik didih 100oC
Titik leleh 0 oC
18,0153 g/mol
Pelarut banyak
jenis zat kimia
Tidak mudah
terbakar2. Etanol Cairan tak
berwarna
Titik didih 78,4oC
Titik nyala
13oC
Mudah menguap
Titik leleh
199,3 oC
Massa molar
46,07 g/mol
Larut dalam air
Mudah terbakar
3. HCL Pekat berkabut
asap
Elektrolit kuat
Asam kuat
Berwarna putih
Massa molar
46,07 g/mol
Larut dalam air
Korosif
4. NaOH Zat padat
berwarna putih
Titik didih 1390oC
Titik leleh 318
Massa molar 40
g/mol
Larut dalam air
Tidak mudah
terbakar
oC5. CH3COOH Cairan
higroskopis tak
berwarna
Titik didih
118,1 oC
Titik leleh 16,5oC
Massa molar
60,05 g/mol
Larut dalam air
Korosif
E. Prosedur kerja
1. Menentukan tetapan kalorimeter
20 ml H2O 20 ml
Memasukan kedalam kalorimeter
Mencatat temperatur
Memasukan ke dalam gelas kimia
Memanaskan sampai± 420C diatas suhu kamar
Mencampurkan kedalam kalorimeter dan
Mengukur suhu (T) selama 10 menit, selang waktu 1 menit
2. Menentukan kalor pelarutan etanol dalam air
Untuk air 27 ml dengan etanol 19,3 ml
Hasil pengamatanTerjadi perubahan suhut t1=30°C, t2=28 °C, t3=28°C, t4=28°C, t5=28°C, t6=28°C, t7=28°C, t8=28°C, t9=28°C,
27 ml H2O 19,3 ml
Memasukan kedalam kalorimeter
Mengukur temperatur selama 2 menit dengan
Memasukan kedalam kalorimeter
Mengukur temperatur
Untuk air 36 ml dengan etanol 14,5 ml
Untuk air 36 ml dengan etanol 11,5 ml
Hasil pengamatan
36 ml H2O 14,5 ml C2H5OH
36 ml 11,5 ml
Mencampurkan kedalam kalorimeter dan mengaduknya
Mengukur Temperatur selama 4 menit selangwaktu ½ menit setelah
Hasil
Memasukan kedalam kalorimeter
Mengukur temperatur selama 2 menit dengan
Memasukan kedalam kalorimeter
Mengukur temperatur
Mencampurkan kedalam calorimeter dan mengaduknya
Mengukur Temperatur selama 4 menit selangwaktu ½ menit setelah
Hasil pengamatan
Memasukan kedalam kalorimeter
Mengukur tempratur selama 2 menit dengan
Memasukan kedalam kalorimeter
Mengukur temperatur
Mencampurkan kedalam calorimeter dan mengaduknya
Mengukur Temperatur selama 4 menit selangwaktu ½ menit setelah
3. Penentuan kalor penetralan HCl dan NaOH
Hasilpengamatan
20 ml HCl 20 mlNaOH
Memasukan kedalam kalorimeter
Mengukur Suhu (T)
Memasukan ke dalam gelas kimia
Mengukur temperatur
Mencampurkan kedalam kalorimeter dan
Mengukur temperatur selama 5 menit, selang waktu ½
F. Hasil Pengamatan dan perhitungan
1. Penentuan tetapan kalorimeter
Vair dingin= 20 mL Tair dingin
= 28 °C
Vair panas= 20 mL Tair panas
= 29 °C
T (Menit) T (°C)1 menit
2 menit
3 menit
4 menit
5 menit
6 menit
7 menit
8 menit
9 menit
10 menit
30 °C
28 °C
28 °C
28 °C
28 °C
28 °C
28 °C
28 °C
28 °C
28°C
2. Penentuan kalor pelarutan etanol dalam air
a. Vair = 18 mL Vetanol = 29
mL
Tair = 29°C T
etanol = 28°C
t (Menit) T (°C)121
112
2
28 °C
28 °C
28 °C
28 °C
Tcampuran H2O dengan etanol selama 4 menit
t (Menit) T (°C)121
30°C
112
2
212
3
312
4
30°C
30 °C
31 °C
31 °C
30 °C
30 °C
30 °C
b. Vair = 27 mL Vetanol = 19 mL
Tair = 29°C Tetanol = 28°C
t (Menit) T (°C)121
112
2
2 8°C
28 °C
28°C
28°C
Tcampuran H2O dengan etanol selama 4 menit
t (Menit) T (°C)121
112
2
212
3
312
4
32 °C
32 °C
32 °C
32 °C
32 °C
31 °C
31 °C
31 °C
c. Air 36 mL dan etanol 14,5 mL
Tair = 29 °C Tetanol=28°C
t (Menit) T (°C)121
28 °C
112
2
28 °C
28 °C
28 °C Tcampuran H2O dengan etanol selama 4 menit
t (Menit) T (°C)121
112
2
212
3
312
4
31°C
30 °C
30 °C
30 °C
30 °C
32 °C
32 °C
32 °C
Penentuan kalor penetralan HCl dan NaOH
T HCl = 30 °C
T NaOH = 31 °C
Tcampuran
T (Menit) T (°C)1 menit
2 menit
3 menit
4 menit
5 menit
6 menit
7 menit
8 menit
9 menit
10 menit
37 °C
36 °C
36 °C
36 °C
35 °C
35 °C
35 °C
35 °C
35 °C
33 C
Perhitungan
1. Penentuan tetapan Kilometer
Dik : Va1 = 20 ml
Va2 = 20 ml
ρ air = 1 grml
δ air = 4,2 Jgr.K
T1 = Tair dingin = 28+ 273 = 301° K
T2 = Tair panas = 29 + 273 = 302° K
Data perubahan suhu setiap menit selama 10 menit
t
(menit
)
T (°C) T (K)
1
2
3
4
30°C
28°C
28°C
28°C
303° K
301° K
301°K
301K
5
6
7
8
9
10
28°C
28°C
28°C
28°C
28°C
28°C
301°K
301°K
301°K
301°K
301°K
301°K
Dit : tetapan kalorimeter (k) = ...?
Peny :
Menghitung massa air dingin
Mol = Va1 + ρ air
= 20 ml x 1 grml= 20 gr
Menghitung massa air panas
Mo2 = Va2 + ρ air
= 20 ml x 1 grml= 20 gr
Menghitung suhu campuran
T camp. =∑Tn =
(303+301+301+301+301+301+301+301+301+301 )°K10
= 301210=301,2°K
Menghitung perubahan air dingin
ΔT1 = Tcamp – Tair dingin
= 301,2°K – 301° K
= 0,2° K
Menghitung perubahan air panas
ΔT2 = Ta2 - Tcamp
= 307 °K – 301,2° K
= 5,8° K
Menghitung kalor yang diserap air dingin
q1 = Ma1 x δ air x ΔT1
= 20 gr x 4,2 Jgr.K x 0,2° K
= 16,8 Joule
Menghitung kalor yang diserap air panas
q2 = Ma2 x δ air x ΔT2
= 20 gr x 4,2 Jgr.K x 5,8 K
= 487,2 Joule
Menghitung kalor yang diterima kalolimeter
q3 = q2 - q1
= 487,2 J – 16,8 J = 470,4 Joule
Menghitung tetapan kalorimeter
K = q3ΔT1 =
470,4J5,6K = 84 JK
2. Penentuan kalor pelarutan etanol dalam air
a. Untuk campuran air 18 ml dengan etanol 29 ml
Dik : ρ air = 1 grml
Larutan etanol = 0,79 grml
δ etanol = 1,92 Jg.k
δ air = 4,2 Jg.k
V air = 18 ml
V etanol = 29 ml
T air = 29°C=302°KT etanol = 28°C + 273 = 301° K
Dit : Entalpi perubahan (ΔH) ?
Peny :
Menghitung massa air
Ma = Va x ρ air
= 18 ml x 1 grml = 18 gr
Menghitung massa etanol
Ma = Va x ρ etanol
= 29 ml x 0,79 grml = 22,881 gr
Menghitung suhu campuran
T camp. = ∑Tn
=303+303+303+304+304+303+303+303
8=24268
= 303,25° K
Kalor yang diserap air (qa)
ΔT1 = T camp – T (air)
= 303,25° K – 302 °K = 1,25° K
qa = Ma x δ air x ΔT1
= 18 gr x 4,2 x 1,25°K
= 94,5 J
Kalor yang diserap etanol (qe)
ΔT2 = T camp – T (etanol)
= 303,25° K – 301° K
= 2,25° K
qe = Metanol x δ etanol x ΔT1
= 22,881 gr x 1,92 x 2,25°K
= 98,84 J
Kalor yang diserap kalorimeter (qk)
qk = K x ΔT2
= 84 JK x 2,25K
= 189 J
Kalor yang diserap pada larutan (ql)
ql = q (air) + q (etanol) + qk
= 94,5 + 98,84 + 189
=382,84 J
Entalpi pelarutan (ΔH1)
ΔH1 = ql2958
=382,342958
= 764,68 J
b. Untuk campuran air 27 ml dengan etanol 19 ml
Dik : ρ air = 1 grml
Larutan etanol = 0,79 grml
δ etanol = 1,92 Jg.k
δ air = 4,2 Jg.k
V air = 27 ml
V etanol = 19,3 ml
T air = 29°C= 302°K
T etanol = 32 0C + 273 = 305 K
Dit : Entalpi perubahan (ΔH) ?
Peny :
Menghitung massa air
Ma = Va x ρ air
= 27 ml x 1 grml = 27 gr
Menghitung massa etanol
Ma = Va x ρ etanol
= 19 ml x 0,789 grml = 14,1991 gr
Menghitung suhu campuran
T camp. = ∑Tn
=305+305+305+305+305+304+348+304
8=24378 =
304,62 K
Kalor yang diserap air (qa)
ΔT1 = T camp – T (air)
= 304,62° K – 302° K
= 2,62°K
qa = Ma x δ air x ΔT1
= 27 gr x 4,2 x 2,62 K
= 297,108 K
Kalor yang diserap etanol (qe)
ΔT2 = Tcamp – T (etanol)
=304,62° K – 301° K
= 3,62° K
qe = Metanol x δ etanol x ΔT1
= 14,991 gr x 1,92 x 3,62 °K = 104,19° K
Kalor yang diserap kalorimeter (qk)
qk = K x ΔT2
= 84 JK x 3,62 K
= 304,08 J
Kalor yang diserap pada larutan (ql)
ql = qair + qetanol + qk
= 297,108+ 104,19 + 304,08 = 705,378 J
Entalpi pelarutan (ΔH1)
ΔH1 = ql2958
=705,3782958
= 1410,756
c. Untuk campuran air 36 ml dan etanol 14,5 ml
Dik : ρ air = 1 grml
Larutan etanol = 0,789 grml
δ etanol = 1,92 Jg.k
δ air = 4,2 Jg.k
V air = 36 ml
V etanol = 14 ml
T air = 29°C=302°K
T etanol = 28°C + 273 = 301° K
Dit : Entalpi perubahan (ΔH) ........?
Peny :
Menghitung massa air
Ma = Va x ρ air
= 36 ml x 1 grml = 36 gr
Menghitung massa etanol
Ma = Va x ρ etanol
= 14 ml x 0,789 grml
= 11,046 gr
Menghitung suhu campuran
T camp. =∑Tn
=304+303+303+303+303+305+305+3058
=24318 = 303,875 °K
Kalor yang diserap air (qa)
ΔT1 = T camp – T (air)
= 303,875° K – 302° K
= 1,875° K
qa = Ma x δ air x ΔT1
= 36 gr x 4,2 x 1,875 °K
= 283,5 K
Kalor yang diserap etanol (qe)
ΔT2 = T camp – T (etanol)
= 303,875 °K – 302° K
= 2,875° K
qe = M etanol x δ etanol x ΔT1
= 11,046 gr x 1,92 x 2,875 K = 60,97K
Kalor yang diserap kalorimeter (qk)
qk = K x ΔT2
= 84 JKx2,875K
= 241,5 Joule
Kalor yang dihasilkan pada larutan (ql)
ql = qair + qetanol + qk
= 283,5 + 60,97 + 241,5
= 581,97 Joule
Entalpi pelarutan (ΔH3)
ΔH3 = ql2958
=585,97
2958
= 1171,94 Joule
Mencari perbandingan mol air dengan mol etanol dalam
setiap campuran
a. Untuk campuran air 18 ml dengan etanol 29 ml
Perubahan suhu mula-mula (ΔTm1)
ΔTm1 = Tair+Tetanol
2=302+301
2=301,5°K
Perubahan suhu akhir
Δta1 = Tcamp – ΔTm1
= 305,25°K – 301,5° K = 1,75° K
Mol air = grairmrair=ρairxVair
mrair =1x1818=1818
=1 mol
Mol etanol = grairmrair=ρetanolxVetanol
mretanol = 0,79x2946=0,491 mol
Perbandingan
Mol air : Mol etanol
2 : 0,49
2 : 1
Grafik hubungan antara T (suhu) terhadap t (waktu)
b. Untuk campuran air 27 ml dan etanol 19 ml
Perubahan suhu mula-mula (ΔTm1)
ΔTm1 = Tair+Tetanol
2=302+301
2 = 301,5K
Perubahan suhu akhir
Δta1 = Tcamp – ΔTm1 = 304,62° K – 301,5 °K = 3,12° K
Mol air = grairmrair=ρairxVair
mrair =1x2718=2718
=1,5 mol
Mol etanol = grairmrair=ρetanolxVetanol
mretanol = 0,79x1946=0,33mol
Perbandingan
Mol air : Mol etanol
1,5 : 0,33
5 : 4
Grafik hubungan antara T (suhu) terhadap t (waktu)
c. Untuk campuran air 36,0 ml dan 14,5 ml etanol
Perubahan suhu mula-mula (ΔTm1)
ΔTm1 = Tair+Tetanol
2=302+301
2=301,5°K
Perubahan suhu akhir
Δta1 = Tcamp – ΔTm1 = 308,875° K – 301,5 °K = 2,375° K
Mol air = grairmrair=ρairxVair
mrair =1x3618=3618
=2 mol
Mol etanol = grairmrair=ρetanolxVetanol
mretanol = 0,79x14,546=0,25mol
Perbandingan
Mol air : Mol etanol
2 : 0,25
8 : 1
Jadi perbandingan mol air dengan mol etanol adalah 8 : 1
Grafik hubungan antara T (suhu) terhadap t (waktu)
No Volume
(mL)
Massa (gr) ∆Tm
°K∆Ta ∆T ∆H Mol
air/mol
etanolAir Etano
l
Air Etan
ol1 18 29 18 22,8
81
301,5°K
1,75°K
764,68
J
1 : 0,49
2 27 19 27 14,9
91
301,5°K
3,12°K
1099,5
4 J
1,5 ;
0,333 36 45 36 11,0
46
301,5°K
2,37
5°K
1171,9
4 J
2 : 0,25
3. Penentuan kalor penetralan HCl dan NaOH
Dik : V HCl = 20 ml
V NaOH = 20 ml
T HCl = 29 °C + 273 = 302°K T NaOH = 29 °C + 273 = 302°K
ρ l = 1,03 grml
δ l = 3,93 Jgr.K
¿
Dit : Kalor penetralan = ... ?
Peny :
Suhu mula-mula (Tm)
Tm = THCl+TNaOH
2=302+302
2 = 6042=302K
Suhu akhir (Ta)
Ta = ∑Tn =
(309+308+307+307+307+307+307+307+306+306 )K10 =
337810
=337,8°K
Perubahan suhu akhir (ΔTa)
ΔTa = Ta - Tm = 337,8 – 302 = 35,8 K
M larutan
V HCl + V NaOH = 20 + 20 = 40 ml
= Vl + ρl = 40 ml + 1,03 grml = 41,3 gr
Kalor yang diserap (q1)
q1 = M larutan x δl x Δta
= 41,2 x 3,93 x 35,8 = 5855,01Joule
Kalor yang diserap kalorimeter (q2)
q2 = K x q1 = 84 JKx5855,01J= 491820,84Joule
Kalor yang dihasilkan reaksi (q3)
q3 = q1 + q2 = 5855,01 +491820,84 = 497675,85 Joule
Kalor penetralan
mol larutan = massalarutanmrNaOH+mrHCl=
41,340+36,5
=0,53joule
q= q3mollarutan =
497675,8510,53 =939011,037/ mol
G. Pembahasan
Pada percobaan ini kita telah mengamati bagaimana
setiap reaksi kimia yang selalu disertai dengan
perubahan energi dan perubahan kalor yang diukur atau
dipelajari dengan percobaan yang sederhana. Termokimia
yang telah kita amati yaitu untuk penentuan tetapan
kalorimeter, untuk penentuan pelarutan etanol dalam air
serta penentuan kalor penetralan HCl dan NaOH.
a) Penentuan tetapan kalorimeter.
Dalam perhitungan kalor yang di serap oleh air
dingin akan lebih besar di bandingkan dengan kalor yang
diserap oleh air panas. Oleh karena itu tetapan
kalorimeter yang dihasilkan akan mendapatkan plus (+).
Dan dari analisis grafik menunjukan bahwa pertambahan
waktu akan membuat suhu berubah dengan konstan.
b) Penentuan kalor pelarutan etanol dalam air
Dalam percobaan yang dilakukan saat etanol
dilarutkan dalam air maka akan dilepaskan sejumlah
kalor. Besarnya perubahan kalor tergantung pada
konsentrasi awal dan konsentrasi akhir larutan yang
terbentuk. Secara teoritis perubahan kalor terbesar
maksimum terjadi jika etanol dilarutkan dalam volume air
yang tertinggi kalor ini disebut kalor pelarutan etanol
atau entalpi pelarutan.
c) Penentuan kalor penetralan HCL dan NaOH
Setelah pencampuran maka akan dapat diamati bahwa
temperatur dari campuran itu adalah tidak konstan. Hal
ini terjadi karena dalam kalorimeter terjadi pencampuran
atau pertukaran kalor maupun materi baik dari sistem
lingkungan ataupun dari lingkungan masuk ke dalam sistem.
H. Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan, setiap reaksi yang terjadi
disertai dengan perubahan energi. Perubahan energi yang
dimaksud adalah proses pelepasan dan penyerapan kalor.
Dari percobaan yang sederhana ini kita dapat mengetahui
dan mempelajari bagaimana suatu larutan akan
dicampurkan, bisa melakukan pengubahan kalor. Setiap
reaksi kimia selalu dipengaruhi oleh energi dan dalam
reaksi kimia akan terjadi penyerapan energi dan
pelepasan energi.
I. Kemungkinan Kesalahan
1. Kurang mampunya mata praktikan melihat skala paling
kecil pada thermometer.
2. Pembuatan grafik dalam perhitungan.
3. Praktikan kurang teliti dalam mengukur volume air
dan etanol
Daftar Pustaka
Anonim 2014 (http://skp.unair.ac.id./respository/guru-indonesia/termokimia-EtnaRufiati 10886.pdf)
Goldberg, David E . 2004. Fundamentals of Chemistry.
Fourth Edition. New
York The McGraw – Hill Companies, Inc.
Syukri, S. 1999, Kimia Dasar, Bandung ; ITB
Team Teaching. 2014. Penuntun Praktikum Kimia Dasar. Gorontalo
: Universitas Negeri Gorontalo
Top Related