Laporan Praktikum Kimia Tentang Termokimia

BAB I
PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Reaksi kimia berlangsung dengan menyerap atau membebaskan energi. Reaksi yang membebaskan energi disebut reaksi eksoterm, sedangkan reaksi yang menyerap energi disebut endoterm. Satu contoh reaksi eksoterm adalah pembakaran gas alam, sedangkan contoh reaksi endoterm adalah fotosintesis. Reaksi eksoterm umumnya berlangsung lebih dramatis daripada reaksi endoterm. Pada saat pereaksi mengalami pembebasan atau penyerapan, reaksi disertai sejumlah energi yang disebut dengan kalor reaksi.

Kebanyakan reaksi berlangsung dalam sistem terbuka dengan tekanan tetap (tekanan atmosfir). Jadi, kalor reaksi yang berlangsung pada tekanan tetap (dimana volume dapat berubah) dapat berbeda dari perubahan energi dalam (∆E). untuk menyatakan kalor reaksi yang berlangsung pada tekanan tetap para ahli mendefinisikan suatu besaran termodinamika, yaitu entalpi (H). Entalpi menyatakkan kandungan kalor zat atau sistem. Perubahan entalpi (∆H) dari suatu reaksi sama dengan jumlah kalor yang diserap atau dibebaskan oleh reaksi itu. Untuk mengetahui perubahan entalpi pada reaksi, maka kami melakukan percobaan dengan cara menetralkan NaOH dengan HCl, dengan menggunakan alat yang disebut kalorimeter.

B.     Rumusan Masalah

1.      Berapa mol NaOH dan HCl ?

2.      Berapa perubahan entalpi reaksi NaOH dan HCl ?

3.      Berapa perubahan entalpi reaksi penetralan 1 mol NaOH dan HCl ?

4.      Bagaimana persamaan termokimia reaksi penetralan NaOH dan HCl ?

5.      Reaksi kimia apa yang terjadi pada proses penetralan NaOH dan HCl ?

C.    Tujuan Penelitian

1.      Untuk mengetahui mol NaOH dan HCl.

2.      Untuk menentukan perubahan entalpi reaksi NaOH dan HCl.

3.      Untuk menentukan perubahan entalpi penetralan 1 mol NaOH dan HCl.

4.      Untuk mengetahui persamaan termokimia reaksi penetralan NaOH dan HCl.

5.      Untuk mengetahui reaksi kimia yang terjadi pada proses penetralan NaOH dan HCl.

D.    Manfaat Penelitian

1.      Dapat mengetahui mol NaOH dan HCl.

2.      Dapat mengetahui perubahan entalpi reaksi NaOH dan HCl.

3.      Dapat mengetahui perubahan entalpi penetralan 1 mol NaOH dan HCl.

4.      Dapat mengetrahui mengetahui persamaan termokimia reaksi penetralan NaOH dan HCl.

5.      Dapat mengetahui reaksi kimia yang terjadi pada proses penetralan NaOH dan HCl.

BAB II
DASAR TEORI

A.    Kalorimetri

Kalorimetri adalah ilmu dalam pengukuran panas dari reaksi kimia atau perubahan fisik. Kalorimeter adalah alat untuk mengukur panas dari reaksi yang dikeluarkan.Kalorimetri termasuk penggunaan kalorimeter. 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 kalorimeter untuk dilakukan pengukuran.

Jika benda atau system diisolasi dari alam, maka temperatur harus tetap konstan. Jika energi masuk atau keluar, temperatur akan berubah. Energi akan berpindah dari satu tempat ke tempat lainnya yang disebut dengan panas dan kalorimetri mengukur perubahan suhu tersebut, bersamaan dengan kapasitas panasnya, untuk menghitung perpindahan panas.

Sebagai contoh, jika energi dari reaksi kimia eksotermal diserap air, perubahan suhu dalam air akan mengukur jumlah panas yang ditambahkan. Kalorimeter digunakan untuk menghitung energi dari makanan dengan membakar makanan dalam atmosfer dan mengukur jumlah energi yang meningkat dalam suhu kalorimeter.

Bahan yang masuk kedalam kalorimetri digambarkan sebagai volume air, sumber panas yang dicirikan sebagai massa air dan wadah atau kalorimeter dengan massanya dan panas spesifik. Keseimbangan panas diasumsikan setelah percobaan perubahan suhu digunakan untuk menghitung energi tercapai.

Cara penemuan kalor reaksi dengan menggunakan calorimeter disebut kalorimeter. Data ∆H reaksi yang terdapat pada tabel-tabel umumnya ditentukan secara kalorimetris.

Kelorimeter adalah suatu sistem terisolasi (tidak ada pertukaran materi maupun energi dengan lingkungan diluar kalorimeter). Dengan demikian, semua kalor yang dibebaskan oleh reaksi yang terjadi didalam kalorimeter tidak ada yang terbuang keluar kalorimeter. Dengan mengukur kenaikan suhu di dalam kelorimeter, kita dapat menentukan jumlah kalor yang diserap oleh air serta perangkat kalorimeter berdasarkan rumus :

q air    = m x c x ∆T

q bom             = C x ∆H

dengan, q        = jumlah kalor

                        m         = massa air (larutan) di dalam kelorimeter (gram)

                        c          = kalor jenis air (larutan) di dalam kelorimeter (J )

                        C         = kapasitas kalor dari bom kalorimeter

                        ∆H       = kenaikan suhu larutan (kalorimeter)

            ΔT       = perubahan suhu (C atau K)

Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan, maka kelor rekasi sama dengan kalor yang diserap oleh air (larutan) dan bom, tetapi tandanya berbeda..

q reaksi = -(q air + q bom)

Bagan kalorimeter bom yang digunakanuntuk reaksi-reaksi pembakaran

Bagan kalorimeter sederhana

Kalorimetri bom terdiri dari sebuah bom (wadah tempat berlangsungnya reaksi pembakaran, biasa terbuat dari bahan stainless steel) dan sejumlah air atau suatu larutan yang dibatasi dengan wadah kedap panas.

Kalorimeter sederhana dapat disusun dari 2 buah gelas styrofoam seperti gambar diatas. Styrofoam merupakan bahan nonkonduktor, sehingga jumlah kalor yang diserap atau yang berpindah ke lingkungn dapat di abaikan. Jika suatu reaksi berlangsung secara eksoterm, maka kalor sepenuhnya akan diserap oleh larutan di dalam gelas. Sebaliknya, jika reaksi yang berlangsung tergolong endoterm, maka kalor itu diserap dari larutan di dalam gelas. Jadi, kalor reaksi sama dengan jumlah kalor yang diserap atau yang dilepaskan larutan, sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan.

q reaksi = - q larutan

Kalorimeter yang baik memiliki kapasitas kalor kecil. Artinya kalorimeter tersebut benar-benar sebagai sistem yang terisolasi, sehingga perubahan kalor yang terjadi dari reaksi hanya berpengaruh terhadap perubahan suhu air atau larutan yang ada di dalam kalorimeter.

Reaksi yang berlangsung dalam calorimeter merupakan reaksi yang berlangsung pada volum konstan (∆V = 0), maka perubahan kalor yang terjadi dalam sistem akan sama dengan perubahan energi dalamnya.

∆U = q

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 = q         

Oleh karena dianggap tidak ada kalor Termokimia adalah ilmu yang membahas 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.

Yang diserap maupun dilepaskan oleh sistem ke lingkungan selama reaksi berlangsung, maka :

q + q + q = q

B.     HCl (Asam Klorida)

Asam klorida adalah larutan akuatik dari gas hidrogen klorida (HCl). Ia adalah asam kuat, dan merupakan komponen utama dalam asam lambung. Senyawa ini juga digunakan secara luas dalam industri. Asam klorida harus ditangani dengan wewanti keselamatan yang tepat karena merupakan cairan yang sangat korosif.

C.    NaOH (Natrium Hidroksida)

Natrium hidroksida (NaOH), juga dikenal sebagai soda kaustik atau sodium hidroksida, adalah sejenis basa logam kaustik. Natrium Hidroksida terbentuk dari oksida basa Natrium Oksida dilarutkan dalam air. Natrium hidroksida membentuk larutan alkalin yang kuat ketika dilarutkan ke dalam air. Ia digunakan di berbagai macam bidang industri, kebanyakan digunakan sebagai basa dalam proses produksi bubur kayu dan kertas, tekstil, air minum, sabun dan deterjen.Natrium hidroksida adalah basa yang paling umum digunakan dalam laboratorium kimia.

Natrium hidroksida murni berbentuk putih padat dan tersedia dalam bentuk pelet, serpihan, butiran ataupun larutan jenuh 50%. Ia bersifat lembab cair dan secara spontan menyerap karbon dioksida dari udara bebas. Ia sangat larut dalam air dan akan melepaskan panas ketika dilarutkan. Ia juga larut dalam etanol dan metanol, walaupun kelarutan NaOH dalam kedua cairan ini lebih kecil daripada kelarutan KOH. Ia tidak larut dalam dietil eter dan pelarut non-polar lainnya. Larutan natrium hidroksida akan meninggalkan noda kuning pada kain dan kertas.

NaOH
Nama sistematis	Natrium hidroksida
Nama lain	Soda kaustik
Rumus Molekul	NaOH
Densitas	2,1 g/ cm3, padat
Titik leleh	318oC (591 K)
: Titik didih	1390oC (1663 K)
Kelarutan dalam air	111 g/ 100 mL (20oC)
Massa molar	39,9971 g/mol
Penampilan	zat padt putih
Titik nyala	tidak mudah terbakar

BAB III
METODE PENELITIAN

A.         Alat dan Bahan :

             Alat :

1.            Calorimeter

2.            Gelas Kimia 100 mL

3.            Gelas Ukur 25 mL

4.            Termokimia

5.            Pipet tetes

Bahan :

1.            Larutan NaOH 3 M

2.            Larutan HCl 3 M

B.      Cara Kerja

1.            Ambil 10 mL Larutan NaOH 3 M, kemudian masukkan ke dalam gelas kimia. Ukur suhu NaOH sebagai suhu awal.

2.            Ambil 10 mL larutan HCl 3 M, kemudian masukkan ke dalm gels kimia. Ukur suhu HCl sebagai suhu awal reaksi.

3.            Masukkan kedua larutan ke dalam kelorimeter kemudian diaduk.

4.            Catat suhu maksimal (suhu paling tinggi) sebagai suhu akhir reaksi.

5.            Ulangi langkah 1 sampai 4 diatas sebanyak 3 kali.

C.     Waktu dan Tempat Penelitian

Waktu pelaksanaan     : Selasa, 8 Oktober 2012

            Tempat                       : Laboratorium Kimia SMA N 1 Jetis  

BAB IV
DATA DAN PEMBAHASAN

             A.    Tujuan Percobaan :

             Menentukan perubahan entalpi reaksi penetralan NaOh dan HCl.

            B.     Alat dan Bahan :

            Alat :

1.            Calorimeter

2.            Gelas Kimia 100 mL

3.            Gelas Ukur 25 mL

4.            Termokimia

5.            Pipet tetes

Bahan :

1.            Larutan NaOH 3 M

2.            Larutan HCl 3 M

            C.     Cara Kerja

1.            Ambil 10 mL Larutan NaOH 3 M, kemudian masukkan ke dalam gelas kimia. Ukur

suhu NaOH sebagai suhu awal.

2.            Ambil 10 mL larutan HCl 3 M, kemudian masukkan ke dalm gels kimia. Ukur suhu HCl sebagai suhu awal reaksi.

3.            Masukkan kedua larutan ke dalam kelorimeter kemudian diaduk.

4.            Catat suhu maksimal (suhu paling tinggi) sebagai suhu akhir reaksi.

5.            Ulangi langkah 1 sampai 4 diatas sebanyak 3 kali.

  

           D.    Data Pengamatan

   v  Pengamatan 1

No	Larutan	Suhu awal	Volume (mL)	Molaritas (M)	Suhu rata-rata	Suhu akhir
1	NaOH	30	10	3	8	38,5
2	HCL	31	10	3
Total		61	20	6	8	38,5

   v  Pengamatan 2

No	Larutan	Suhu awal	Volume (mL)	Molaritas (M)	Suhu rata-rata	Suhu akhir
1	NaOH	30	10	3	9,5	39
2	HCL	31	10	3
Total		61	20	6	9,5	39

   v  Pengamatan 3

No	Larutan	Suhu awal	Volume (mL)	Molaritas (M)	Suhu rata-rata	Suhu akhir
1	NaOH	31	10	3	8	39
2	HCL	31	10	3
Total		62	20	6	8	39

            E.     Pertanyaan

1.            Hitung Mol NaOH dan HCl!

2.            Hitung Perubahan entalpi Reaksi!

3.            Hitung Perubahan entalpi reaksi penetralan 1 mol NaOH dan HCl!

4.            Tuliskan Persamaan termokimia reaksi penetralan NaOH dan HCl!

            F.      Pernyataan

Sebanyak 10 mL (=10 gram) larutan HCl 1 M bersuhu 30 dicampur dengan 10 mL (=10 gram) NaOH 1 M bersuhu 31 dalam suatu calorimeter gelas Styrofoam. Suhu campur 38,5. Kelor jenis larutan dianggap sama dengan klor jenis air yaitu 4,18 J  perubahan entalpi reaksi :

1.      Mol NaOH dan HCL:

10 mL = 0,01 L. Maka:

1 Mol NaOH = M X V = 3 X 0,01 L = 0,03 M

1 Mol HCL = M X V = 3 X 0,01 L = 0,03 M

2.      Perubahan Entalpi Reaksi

10 mL = 10 g

Massa NaOH +HCL   = 10g + 10g

                                                = 20g                                      

·         q larutan 1 = m (NaOH + HCL) x c x ∆T

                                    = 20g x 4,18 J X 8 K

                                    = 668,8 J

            q reaksi            = -q larutan

                                    = -668,8 J

·         q larutan 2 = m (NaOH + HCL) x c x ∆T

                                    = 20g x 4,18 Jg^(-1) K^(-1) X 9,5 K

                                    = 794,2 J

            q reaksi            = -q larutan

                                    = -794,2 kJ

·         q larutan 3 = m (NaOH + HCL) x c x ∆T

                                    = 20g x 4,18 Jg^(-1) K^(-1) X 16 K

                                    = 668,8 J

            q reaksi            = -q larutan

                                    = -668,8 J

Jadi, ∆H          = 668,8+794,2+668,8

                        = -2131,8 J

3.      Perubahan Entalpi Reaksi penetralan 1 mol NaOH dan HCL

·         q (1 mol NaOH dan 1 mol HCL)

=  x -2131,8 J

= -71060 J

=-71,06 kJ

4.      Persamaan termokimia reaksi penetralan NaOH dan HCL

        ∆H = -71,06 kJ

BAB V
PENUTUP

A.    Kesimpulan

Dari pembahasan di atas dapat disimpulkan bahwa :

1. Mol NaOH dan HCl yaitu 0.03 mol.
2. Perubahan entalpi reaksi NaOH 10 ml dan HCl 10 ml adalah -2131,8 J.
3. Perubahan entalpi dari penetralan 1 mol NaOH dan HCl adalah -71,06 kJ/mol.
4. Persamaan termokimia reaksi penetralan NaOH dan HCl yaitu,

 NaOH + HCl ->NaCl + H₂O                   ∆H = - 71,06 kJ/mol

5. Reaksi kimia yang terjadi pada proses penetralan NaOH dan HCl adalah reaksi eksoterm,

karena NaOH dan HCl membebaskan energi sehingga perubahan entalpinya bertanda negatif.

6. Perubahan entalpi reaksi yang di lepaskan atau diserap hanya bergantung kepada keadaan awal dan keadaan akhir. Semakin tinggi temperatur reaksi makin cepat laju reaksinya.
7. Perubahan kalor pada suatu zat atau sistem di tentukan oleh perubahan suhu, masa zat dan kalor jenis, kalor jenis adalah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 gram zat setinggi 1 k.
8. Menghitung banyaknya kalor yang dibebaskan atau diserap berdasarkan suhu pada larutan yang masa dan kapasitas panas bahan kalori ternyata ditentukan.

2. Saran

Jika melakukan pengamatan pada suatu larutan lakukanlah dengan teliti dalam mengamati, jangan tergesa-gesa agar tidak terjadi kesalahan pada waktu pengukuran suhu dan dalam mengukur  volum larutan harus sesuai takaran jangan kurang atau lebih karena dapat mempengaruhi hasil reaksi yang dilakukan.

DAFTAR PUSTAKA

                        Anonim. 2011. Asam Klorida. Diambil 25 Oktober 2011http://id.wikipedia.org/wiki/Asam_klorida

                        

                        Anonim. 2011. Kalorimetri. Diambil 25 Oktober 2011 http://id.wikipedia.org/wiki/kalorimetri

                        

                        Purba, Michael. 2004. KIMIA UNTUK SMA KELAS XI 2A. Jakarta: Erlangga. 

                        Purba, Michael. 2006. KIMIA UNTUK SMA KELAS XI. Jakarta: Erlangga.