ACARA V

ENTALPI PENGUAPAN ETER

A. PELAKSANAAN PRAKTIKUM

1. Tujuan Praktikum

Menentukan perubahan entalpi penguapan eter / senyawa organik melalui

pengukuran tekanan uap pada berbagai suhu.

2. Waktu Praktikum

Rabu, 5 November 2014

3. Tempat Praktikum

Lantai III, Laboratorium Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,

Universitas Mataram.

B. LANDASAN TEORI

Entalpi, H, didefinisikan sebagai H = U + PV, dimana P adalah tekanan sistem

dan V adalah volumenya. Karena U, P, dan V adalah fungsi keadaan, maka entalpi juga

merupakan fungsi keadaan. Sebagaimana setiap fungsi keadaan, perubahan entalpi, ∆H,

antara pasangan keadaan awal dan akhir bebas diantara keduanya (Atkins, 2006 : 40).

Entalpi diperkenalkan tanpa adanya motivasi fisik. Entalpi merupakan sifat

yang berguna dalam analisis termodinamika Perubahan entalpi spesifik yang diperlukan

dapat diperoleh menggunakan persamaan Clapeyron. Persamaan Clapeyron akan

mengambil bentuk :

( )sat =

dimana tanda “ dan “ menandakan perubahan masing-masing dan sat merupakan

kemirirangan kurva tekanan- temperatur jenuh ( Moran, 2004 : 269 ).

Lepasnya molekul-molekul yang telah berenergi pada waktu menguap,

mengurangi energi kinetik rata-rata molekul yang tidak menguap. Suhu cairan menurut

47

inilah sebabnya ada efek pendinginan yang teramat jika cairan yang mudah menguap

seperti eter atau asetan dibiarkan menguap dari kulit seseorang.

∆H penguapan = H uap – H cair

Sebagaimana halnya dengan entalpi mutlak lainnya. H cair dan H uap tak dapat diukur

tetapi karena entalpi adalha suatu fungsi keadaan, entalpi ini mempunyai nilai yang

khas. Perbedaannya atau ∆H penguapan atau ∆H uap dapat diukur. Sebagai tambahan

∆H uap selalu positif sehingga kita dapat menyatakan bahwa ∆H uap lebih besar

dibandingkan ∆H cair. Satuan SI yang cocok untuk entalpi (kalor) penguapan adalah

J/mol atau kJ/mol. Sekalipun satuan kal/mol juga sering digunakan (Petrucci, 1992 :

48).

Entalpi mutlak dari suatu zat, seperti energi mutlak, tidak dapat diukur atau

dihitung. Hanya perubahan entalpi sajalah yang dapat dihitung/diukur seperti ketinggian

diukur relatif terhadap suatu ketinggian standar, maka kita perlu mengambil kondisi

acuan untuk entalpi zat ( Oxtoby, 2001 : 210 ).

Dietil Eter diproduksi dari etanol dengan proses dehidrasi. Penelitian ini

bertujuan untuk mempelajari kinetika reaksi proses dehidrasi etanol dengan katalis H-

zeolit. Katalis H-zeolit disintesis dengan proses dealuminasi dan kalsinasi dan

impregnasi dengan logam Al dan proses reduksi dan kalsinasi. Proses produksi DiEtil

Eter dilaksanakan dengan proses adsorpsi dan reaksi katalitik sedangkan proses studi

kinetika reaksi menggunakan pendekatan Langmuir-Hinshelwood. Proses analisis

kinetika reaksi menggunakan perangkat lunak MATLAB. Model kinetika reaksi proses

dehidrasi etanol menjadi DiEtil Eter dan etilen dengan katalis H-zeolit (Widayat, 2012).

Karakteristik resevoir panas bumi ditentukan oleh beberapa sifat fisisnya,

antara lain distribusi temperatur, tekanan dan entalpi. Dalam hal ini reservoir

diasumsikan terisi oleh air dalam kondisi satu fasa. Fluks energi disuplai secara terus-

menerus dari ruang magma melalui rekahan pada dasar formasi resevoir. Meningkatnya

nilai entalpi dan temperatur, memiliki kecenderungan yang sama, akan tetapi

peningkatan tersebut tidak liniear terhadap kedalaman. Apabila entalpi melebihi nilai

entalpi saturasi air, maka fasa fluida dalam reservoir berubah dari fasa cair menjadi

sistim dua fasa (Bujung, 2011).

Prinsip dasar analisis termal adalah penngaruh panas terhadap perubahan fisik

dari zat yang diukur sebagai fungsi tempratur dan waktu. Hasil analisis DTA berupa

termogram puncak endotermik ataueksotermik berupa aliran panas dievaluasi dengan

48

tempratur mulai terbentuknya puncak tersebut disebut onset tempratur dan titikakhir

terbentuknya puncak tersebut disebut top tempratur yang menunjukkan besarnya

tempratur reaksi, sedangkan luas puncak yang terbentuk menunjukkan entalpi yang

dibutuhkan atau dilepaskan oleh bahan ( Yanlinastuti, 2009).

C. ALAT DAN BAHAN

1. Alat-alat Praktikum

a. Gelas kimia 250 ml

b. Gelas kimia 600 ml

c. Set alat manometer raksa

d. Penggaris 30 cm

e. Kain lap

f. Pipet volume 10 ml

g. Tabung reaksi besar

h. Termometer 110 ºC

i. Rubber bulb

2. Bahan-bahan Praktikum

a. Aquades (H2O(l))

b. Dietil eter

c. Es batu

D. SKEMA KERJA

Disusun alat sebagai berikut

49

10 mL dietil eter

Diisi pada ujung bagian yang dihubungkan

dengan manometer.

Diukur suhu dietil eter dari suhu terendah 0ºC.

Alat

Diukur tinggi h1 dan h2.

Diulangi untuk suhu 5ºC, 10 ºC, 15 ºC, dan 20ºC

E. HASIL PENGAMATAN

No T(ºC) T(K) 1/T (K-1)

Manometer mmHg

h(1)

(mm)

h(2)

(mm)

Tekanan (P)

(mm)

1 0 273 3,6630 x 10-3 91 909 761

2 5 278 3,5971 x 10-3 82 94 772

3 10 283 3,5336 x 10-3 87 95 768

4 15 288 3,4722 x 10-3 86 96 770

50

5 20 293 3,4130 x 10-3 87 94 767

F. ANALISIS DATA

1. Penentuan Nilai P

P = 760 + X ; X = h2 – h1

Pada T = 0 ºC

= 273 K

h1 = 91 mm

h2 = 90 mm

P1 = 760 + X

= 760 mmHg + | 90 − 91|

= 761 mmHg

Pada T = 5 ºC

= 278 K

h1 = 82 mm

h2 = 94 mm

P1 = 760 + X

= 760 mmHg + | 94 − 82|

= 772 mmHg

Pada T = 10 ºC

= 283 K

h1 = 87 mm

h2 = 95 mm

P1 = 760 + X

51

= 760 mmHg + | 87 − 95|

= 768 mmHg

Pada T = 15 ºC

= 288 K

h1 = 86 mm

h2 = 96 mm

P1 = 760 + X

= 760 mmHg + | 86 − 96|

= 770 mmHg

Pada T = 20 ºC

= 293 K

h1 = 87 mm

h2 = 94 mm

P1 = 760 + X

= 760 mmHg + | 87 − 94|

= 767 mmHg

2. Penentuan Nilai ln P

Pada T = 0ºC

= 273 K

ln P1 = ln (761)

= 6,6346

Pada T = 5ºC

= 278 K

ln P2 = ln (772)

= 6,6490

Pada T = 10ºC

= 283 K

ln P1 = ln (78)

52

= 6,6438

Pada T = 15ºC

= 288 K

ln P1 = ln (770)

= 6,6464

Pada T = 20ºC

= 293 K

ln P1 = ln (767)

= 6,6425

3. Penentuan Nilai 1/T (K-1)

T = 0 ºC

= 273 K

= 3,6630 x 10-3 K-1

T = 5 ºC

= 278 K

= 3,5971 x 10-3 K-1

T = 10 ºC

= 283 K

= 3,5336 x 10-3 K-1

T = 15 ºC

= 288 K

53

= 3,4772 x 10-3 K-1

T = 20 ºC

= 293 K

= 3,4130 x 10-3 K-1

4. Kurva Perbandingan 1/T dengan ln P

= 0,021

ΔH = - Slope x R ; R = 8,314 J/mol

= - (0,021) x 8,314 J/mol

= - 0,174594 J/mol

54

G. PEMBAHASAN

Entalpi adalah istilah dalam termodinamikayang menyatakan jumlah energi dari

suatu sistem termodinamika. Entalpi terdiri dari energi dalam sistem, termasuk satu dari

lima potensial termodinamika dan fungsi keadaan, juga volume dan tekanannya

(merupakan besaran ekstensif). Satuan SI dari entalpi adalah joule, namun digunakan

juga satuan British thermal unit yaitu kalor. Entalpi merupakan potensial

termodinamika, maka untuk mengukur entalpi suatu sitem, kita harus menentukan titik

reference terlebih dahulu, baru kita dapat mengukur perubahan entalpi ∆H. Perubahan

∆H bernilai positif untuk reaksi endoterm dan negatif untuk reaksi eksoterm. Untuk

proses dengan tekanan konstan, ∆H sama dengan perubahan energi dalam sistem

ditambah kerja yang dilakukan sistem pada lingkungannya. Maka, perubahan entalpi

pada kondisi ini adalah panas yang diserap atau dilepas melalui reaksi kimia atau

perpindahan panas eksternal.

Panas atau kalor penguapan atau lengkapnya perubahan entalpi penguapan

standar ∆vHº, adalah energi yang dibutuhkan untuk mengubah suatu kuantitas zat

menjadi gas. Energi ini diukur pada titik didih zat dan walaupun nilainya biasanya

dikoreksi ke 298 K, koreksi ini kecil dan sering lebih kecil daripada deviasi standar nilai

terukur. Nilainya biasanya dinyatakan dalam kJ/mol, walaupun bisa juga dalam kJ/kg,

kkal/mol, kal/g dan Btu/lb. Panas penguapan dipandang sebagai energi yang dibutuhkan

untuk mengatasi interaksi antar molekul di dalam cairan (atau padatan pada sublimasi).

Pada praktikum ini bertujuan untuk menentukan perubahan entalpi penguapan

eter/senyawa organik melalui pengukuran tekanan uap pada berbagai suhu. Suhu yang

digunakan ada lima macam, yaitu 0 ºC, 5 ºC, 10 ºC, 15 ºC dan 20 ºC. Dalam praktikum

ini digunakan alat manometer. Manometer adalah suatu alat ukur tekanan zat cair di dua

titik atau suatu alat pengukur tekanan udara dalam ruang tertutup. Manometer biasanya

merupakan pipa kaca U yang berisi raksa. Alat ini memudahkan dalam mengukur

selisih tekanan yang kecil, serta mempunyai satu kaki yang terbuka ke udara dan

mengukur selisih tekanan dalam sebuah wadah tertutup pada sisi yang lain. Prinsip kerja

manometer adalah bila tekanan positif diterapkan pada salah satu sisi kaki tabung,

cairan yang ditekan ke bawah pada kaki tabung tersebut dan naik pada sisi tabung yang

lainnya. Perbedaan pada ketinggian “h” merupakan penjumlahan hasil pembacaan diatas

dan dibawah angka nol yang menunjukkan adanya tekanan. Bila keadaan vakum

55

diterapkan pada sisi kaki tabung, cairan akan turun pada sisi lainnya. Perbedaan

ketinggian “h” merupakan hasil penjumlahan pembacaan diatas dan dibawah nol yang

menunjukkan jumlah tekanan vakum.

Pertama, tabung reaksi yang telah diisi dietil eter diinkubasi dengan

menggunakan es batu. Hal ini bertujuan untuk menurunkan suhu dietil eter agar

diperoleh suhu yang diinginkan. Kemudian tabung dihubungkan dengan manometer.

Pada suhu 0 ºC, 10 ºC, 15 ºC dan 20 ºC didapatkan nilai tekanan berturut-turut sebesar

761 mmHg, 772 mmHg, 768 mmHg, 770 mmHg dan 767 mmHg. Pada dasarnya

apabila semakin besar suhu, maka tekanan yang didapat akan semakin besar. Namun,

dari data yang diperoleh nilai tekanan paling besar pada suhu 5 ºC, turun kembali pada

suhu 10 ºC dan meningkat pada suhu 15 ºC. Hal ini dapat disebabkan karena pada saat

pengukuran, vakum pipa U kurang rapat, sehingga masuknya udara luar mempengaruhi

nilai tekanan dan kurangnya ketelitian praktikan dalam pengukuran h1 dan h2. Dalam hal

ini h2 semakin besar suhu semakin tinggi nilainya.

Kemudian dibuat kurva hubungan antara ln P dan 1/T, yang telah kita cari nilai

lnP dan 1/T sebelumnya. Didapat tekanan uap meningkat dengan meningkatnya suhu.

Diperoleh nilai kemiringan (slope) sebesar 0,021, berdasarkan nilai slope dapat kita

tentukan nilai entalpi penguapan yaitu -0,174594 J/mol. Hasil positif ini menandakan

jika proses berlangsung secara eksoterm (melepas kalor).

H. KESIMPULAN

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa semakin

besar suhu, semakin tinggi tekanannya. Perubahan entalpi penguapan eter terjadi secara

eksoterm, dengan nilai ∆H = -0,174594 J/mol.

56

DAFTAR PUSTAKA

Atkins, Peter. 2006. Physical Chemistry Edisi ke-8. New York : W.H. Freeman and

Company.

Bujung, Cyrke A, dkk. 2011. Estimasi Distribusi Temperatur, Entalpi dan Tekanan

dalam Reservoir Panas Bumi. Manado : Universitas Negri Manado.

Moran, Michael J. 2004. Termodinamika Teknik Jilid 1 dan 2. Jakarta : Erlangga.

Oxtoby, David W. 2001. Prinsip-prinsip Kimia Modern Edisi Keempat Jilid 1. Jakarta :

Erlangga.

Petrucci, Ralph. 1987. Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern. Jakarta : Erlangga.

Widayat, dkk. 2012. Kinetika Reaksi pada Proses Produksi Dietil Eter dari Etanol

dengan Katalis H-Zeolit. Semarang : Universitas Diponegoro.

Yanlinastuti, dkk. 2009. Analisis Sifat Termal Logam Uranium, Paduan Umo dan

UmoSi menggunakan Differential Thermal Analyzer. Serpong : BATAN.

57

58