laporan bom kalorimeter
Post on 26-Dec-2015
321 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
LAPORAN TETAP
INSTRUMEN DAN TEKNIK PENGUKURAN
PENENTUAN KAPASITAS PANAS SUATU ZAT
MENGGUNAKAN BOM KALORIMETER 4000
ADIABATIS
DISUSUN OLEH:
KELOMPOK II
KELAS: 2.KA
JURUSAN : TEKNIK KIMIA
NAMA ANGGOTA:1. DORIE KARTIKA (061330400295)
2. ELVANIA NOVIANTI (061330400299)
3. ASTRI HANDAYANI (061330400290)
4. NURUL AGUSTINI (061330400306)
5. RADEN AYU WILDA. A (061330400309)
6. IRDA AGUSTINA (061330400301)
7. BERYL KHOLIF. A (061330400292)
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYAJalan Srijaya Negara Bukit Besar Palembang 30139 Telpon : +620711353414
Fax: +62711355918 Web : http :// www.polsri.ac.id atau http://www.polisriwijaya.ac.id Email : info@polsri.ac.id
PENENTUAN KAPASITAS PANAS SUATU ZAT MENGGUNAKAN
BOM KALORIMETER 4000 ADIABATIS
I. Tujuan Percobaan
Setelah melakukan percobaan ini, maka diharapkan.
- Mahasiswa dapat mengoperasikan peralatan Bom Kalorimeter 4000 Adiabatis
- Mahasiswa dapat menentukan kapasitas panas suatu zat (c)
- Mahasiswa dapat menentukan nilai kalor suatu zat
II. Alat dan bahan yang digunakan
Alat :
- Seperangkat alat bom kalorimeter dan aksesorisnya
- Spatula
- Kaca arloji
- Crussibel
- Stopwatch
- Gelas kimia 250 ml
Bahan:
- Sampel padat dan cair
- Aquadest
- Gas Oksigen
- Asam Benzoat
- Kawat Ni-Cr
- Na2CO3
- Indicator metil red 0,5 %
III. Dasar Teori
Alat yang digunakan untuk mengukur perubahan panas disebut
kalorimeter. Hal ini didasarkan pada standar energy panas yang telah digunakan
secara bertahun-tahun yaitu kalorimeter. Dua metode eksperimen secara
termokimia yang umum digunakan untuk menentukan panas yaitu :
a. Kalori pembakaran
b. Kalori kalibrasi
Dalam metode pertama, suatu unsur atau senyawa yang dibakar dengan
oksigen , kalor atau energy yang dibebaskan dalam reaksi diukur , sedangkan
metode kedua digunakan senyawa anorganik dan larutan-larutannya.
Kalorimeter bom adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah
kalor (nilai kalori) yang dibebaskan pada pembakaran sempurna (dalam O2
berlebih) suatu senyawa, bahan makanan, bahan bakar. Sejumlah sampel
ditempatkan pada tabung beroksigen yang tercelup dalam medium penyerap kalor
(kalorimeter), dan sampel akan terbakar oleh api listrik dari kawat logam
terpasang dalam tabung. Kalorimeter bom terdiri dari tabung baja tebal dengan
tutup kedap udara. Sejumlah tertentu zat yang akan diuji ditempatkan dalam
cawan platina dan sebuah "kumparan besi” yang diketahui beratnya (yang juga
akan dibakar) ditempatkan pula pada cawan platina sedemikian sehingga
menempel pada zat yang akan diuji. Kalorimeter bom kemudian ditutup dan
tutupnya lalu dikencangkan. Setelah itu "bom" diisi dengan O2 hingga tekanannya
mencapai 25 atm. Kemudian "bom" dimasukkan ke dalam kalorimeter yang diisi
air. Setelah semuanya tersusun, sejumlah tertentu aliran listrik dialirkan ke kawat
besi dan setelah terjadi pambakaran, kenaikan suhu diukur. Kapasitas panas (atau
harga air) “bom”, kalorimeter, pengaduk, dan termometer ditentukan dengan
percobaan terpisah dengan menggunakan zat yang diketahui panas
pembakarannnya dengan tepat.
Bom kalorimeter berkaitan dengan pengukuran besaran energi suatu
materi. Jenis alat kalorimeter yang non aliran dan telah lazim digunakan berupa
bom kalorimeter untuk penentuan nilai kalor bahan bakar padat dan bahan bakar
cair. Masalah bom kalorimeter berkaitan dengan ukuran besaran energi suatu
materi. Besaran-besaran energi mencakup sifaf termodinamika sistem, nilai kalor
biasanya dinyatakan dalam kalori/gram. Bom kalorimeter ksusus digunakan untuk
menentukan kalor dari reaksi-reaksi pembakaran. Reaksi pembakaran yang terjadi
dalam bom akan menghasilkan kalor dan diserap oleh air dan bom, oleh karena itu
tidak ada kalor yang akan terbuang ke lingkungan (Diannovitasari, 2012).
Batu bara adalah salah satu bahan bakar fosil. Pengertian lainnya adalah
batuan sedimen yang dapat terbakar, terbentuk dari suatu endapan organik,
utamanya dadalah sisa-sisa tumbuhan dan terbentuk melalui proses
pembatubaraan. Unsur-unsur utamanya terdiri dari karbon, hidrogen dan oksigen.
Berdasarkan tingkat pembentukannya yang dikontrol oleh tekanan, panas dan
waktu. Batu bara umumnya terdiri dari antrasit, bituminius, subbituminus, lignit
dan gambut. Disamping itu batu bara juga adalah batuan organik yang memiliki
sifaf-sifaf fisika dan kimia yang kompleks dan dapat ditemui dalam berbagai
bentuk. Pembentukan batu bara tersebut memerlukan kondisi-kondisi tertentu dan
hanya terjadi pada masa tertentu sepanjang sejarah geologi (Anonim, 2012).
Berdasarkan penjabaran di atas, maka untuk mengetahui lebih mendalam
tentanng penentuan panas pembakaran maka dilakukanlah suatu percobaan
tentang penentuan panas pembakaran dengan bom kalorimeter.
Kalorimeter bom adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor
(nilai kalori) yang dibebaskan pada pembakaran sempurna (dalam O2 berlebih)
suatu senyawa, bahan makanan, bahan bakar. Sejumlah sampel ditempatkan pada
tabung beroksigen yang tercelup dalam medium penyerap kalor (kalorimeter), dan
sampel akan terbakar oleh api listrik dari kawat logam terpasang dalam tabung.
Kalorimeter bom terdiri dari tabung baja tebal dengan tutup kedap udara.
Sejumlah tertentu zat yang akan diuji ditempatkan dalam cawan platina dan
sebuah "kumparan besi” yang diketahui beratnya (yang juga akan dibakar)
ditempatkan pula pada cawan platina sedemikian sehingga menempel pada zat
yang akan diuji.
Tipe kalorimeter
Kalorimeter bom
Kalorimeter bom adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor
(nilai kalori) yang dibebaskan pada pembakaran sempurna (dalam O2 berlebih)
suatu senyawa, bahan makanan, bahan bakar. Sejumlah sampel ditempatkan pada
tabung beroksigen yang tercelup dalam medium penyerap kalor (kalorimeter), dan
sampel akan terbakar oleh api listrik dari kawat logam terpasang dalam tabung.
Contoh kalorimeter bom adalah kalorimeter makanan.
Kalorimeter makanan.
Kalorimeter makanan adalah alat untuk menentukan nilai kalor zat makanan
karbohidrat, protein, atau lemak.
Alat ini terdiri dari sebuah tabung kaca yang tingginya kurang lebih 19 cm dan
garis menengahnya kurang lebih 7,5 cm. Bagian dasarnya melengkung ke atas
membentuk sebuah penyungkup. Penyungkup ini disumbat dengan sebuah sumbat
karet yang berlubang di bagian tengah. Bagian atas tabung kaca ini ditutup dengan
lempeng ebonit yang bundar. Di dalam tabung kaca itu terdapat sebuah pengaduk,
yang tangkainya menembus tutup ebonit, juga terdapat sebuah pipa spiral dari
tembaga. Ujung bawah pipa spiral itu menembus lubang sumbat karet pada
penyungkup dan ujung atasnya menembus tutup ebonit bagian tengah. Pada tutup
ebonit itu masih terdapat lagi sebuah lubang, tempat untuk memasukkan sebuah
termometer ke dalam tabung kaca. Tabung kaca itu diletakkan di atas sebuah
keping asbes dan ditahan oleh 3 buah keping. Keping itu berbentuk bujur sangkar
yang sisinya kurang lebih 9,5 cm. Di bawah keping asbes itu terdapat kabel listrik
yang akan dihubungkan dengan sumber listrik bila digunakan. Di atas keping
asbes itu terdapat sebuah cawan aluminium. Di atas cawan itu tergantung sebuah
kawat nikelin yang berhubungan dengan kabel listrik di bawah keping asbes.
Kawat nikelin itulah yang akan menyalakan makanan dalam cawan bila berpijar
oleh arus listrik. Dekat cawan terdapat pipa logam untuk mengalirkan oksigen.
Kalorimeter larutan
Kalorimeter larutan adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor
yang terlibat pada reaksi kimia dalam sistem larutan. Pada dasarnya, kalor yang
dibebaskan/diserap menyebabkan perubahan suhu pada kalorimeter. Berdasarkan
perubahan suhu per kuantitas pereaksi kemudian dihitung kalor reaksi dari reaksi
sistem larutan tersebut. Kini kalorimeter larutan dengan ketelitian cukup tinggi
dapat diperoleh dipasaran.
Bentuk kalorimeter
Beker aluminium dan gelas plastik jenis polistirin (busa) dapat digunakan
sebagai kalorimeter sederhana dengan termometer sebagai pengaduk. Keuntungan
menggunakan gelas plastik sebagai kalorimeter adalah murah harganya dan
setelah dipakai dapat dibuang.
Kalorimeter yang biasa digunakan di laboratorium fisika sekolah berbentuk
bejana biasanya silinder dan terbuat dari logam misalnya tembaga atau aluminium
dengan ukuran 75 mm x 50 mm (garis tengah). Bejana ini dilengkapi dengan alat
pengaduk dan diletakkan di dalam bejana yang lebih besar yang disebut
mantel/jaket. Mantel/jaket tersebut berguna untuk mengurangi hilangnya kalor
karena konveksi dan konduksi.
Panas yang timbul atau diserap pada suatu reaksi panas itu tidak bergantung
pada hasil akan tetapi bagaimana reaksi tersebut berlangsung awal dan akhir.
Berdasarkan hukum Hess tersebut maka dapat dicari panas reaksi bagi suatu
reaksi-reaksi yang sukar dilakukan. Panas pembentukan adalah panas reaksi pada
pembentukan satu mol suatu zat dari unsur-unsurnya, jika aktivitas pereaksinya
satu, hal ini disebut dengan panas pembentukan standar. Untuk zat cair, gas dan
padat keadaan standarnya adalah keadaan pada satu atmosfer. Panas pembakaran
adalah panas yang timbul pada pembakaran satu mol suatu zat, biasanya panas
pembakaran ditentukan secara eksprimen pada V tetap dalam bom kalorimeter.
Dari ini dapat dicari H.
Dari panas pembakaran, dapat diperoleh panas pembentukan senyawa-senyawa
organik. Panas pembakaran mempunyai arti penting pada bahan-bahan bakar
sebab nilai suatu bahan bakar ditentukan oleh besarnya panas pembakaran zat
yang bersangkutan (Sugiyarto, 1997, hal: 74-76).
Jenis-jenis kalorimeter:
1) 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, maka :
qreaksi = – (qair + qbom )
Jumlah kalor yang diserap oleh air dapat dihitung dengan rumus :
qair = m x c x DT
dengan :
m = massa air dalam kalorimeter ( g )
c = kalor jenis air dalam kalorimeter (J / g.oC ) atau ( J / g. K )
DT = perubahan suhu ( oC atau K )
ü Jumlah kalor yang diserap oleh bom dapat dihitung dengan rumus :
qbom = Cbom x DT
dengan :
Cbom = kapasitas kalor bom ( J / oC ) atau ( J / K )
DT = perubahan suhu ( oC atau K )
Reaksi yang berlangsung pada kalorimeter bom berlangsung pada volume tetap
( DV = nol ). Oleh karena itu, perubahan kalor yang terjadi di dalam sistem =
perubahan energi dalamnya.
2) 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.
qreaksi = – (qlarutan + qkalorimeter )
qkalorimeter = Ckalorimeter x DT
dengan :
Ckalorimeter = kapasitas kalor kalorimeter ( J / oC ) atau ( J / K )
DT = perubahan suhu ( oC atau K )
Jika harga kapasitas kalor kalorimeter sangat kecil; maka dapat diabaikan
sehingga perubahan kalor dapat dianggap hanya berakibat pada kenaikan suhu
larutan dalam kalorimeter.
qreaksi = – qlarutan
qlarutan = m x c x DT
dengan :
m = massa larutan dalam kalorimeter ( g )
c = kalor jenis larutan dalam kalorimeter (J / g.oC ) atau ( J / g. K )
DT = perubahan suhu ( oC atau K )
Pada kalorimeter ini, reaksi berlangsung pada tekanan tetap (DP = nol )
sehingga perubahan kalor yang terjadi dalam sistem = perubahan entalpinya.
DH = qp
IV. Prosedur kerja
1. Kawat Ni-Cr diukur panjangnya sebelum percobaan dengan panjang 12 cm
2. Berat sampel ditimbang tidak lebih dari 1 gram
3. Kawat dimasukkan kedalam wadah sampel dengan kawatnya menyentuh
sampel
4. Sebelum skalar utama dinyalakan, air aquadest diisikan pada bagian jacket
melalui lubang di bawah tutup
5. Water cooler sirkulator dihubungkan lalu dipasangkan selangnya kealat bom
kalorimeter
6. Sampel dimasukkan ke bucket, lalu ditambahkan oksigen dengan tekanan
yang disesuaikan , kemudian dimasukkan kedalam bom head yang telah
berisi air
7. Volume air dipastikan pada bucket selalu tetap dan suhunya diatur 25°C
setiap kali melakukan pengukuran
8. Bom head dimasukkan ke dalam bucket dan ditutup C 4000 , indicator led
hijau akan menyala , lalu timer T1 dinyalakan selama 10 menit dan dicatat
pada display
9. Saklar pembakaran ditekan maka indikator led kuning akan menyala dan
timer T2 dinyalakan selama 10 menit , setelah 10 menit dicatat T2 pada
display
10. Panjang kawat Ni-Cr diukur setelah pengeboman
Catatan :
Sisa aquadest yang terdapat didalam bom head dapat digunakan untuk
analisis sulfur dan nitrogen di dalam sampel dengan cara mentitrasinya dengan
Na2CO3 0,0725 N dan indicator metil red 0,5 % sebanyak 3 tetes
Perhitungan
Untuk menentukan nilai kalor digunakan rumus :
Nilai kalor (H) = (C.Δt – Qf) / m sampel
Dimana :
C = (Hob x m sampel + Qf) Δt
Hob = gross kalortimetrik dari asam benzoate
Qf = cal kawat + cal sulfur hasil analisis
1 cal = 4,1868 Joule
1 Btu = 1055,05585 Joule
1 cal/gr = 1,8 Btu/lb
1 cm kawat Ni-Cr terkandung panas sebesar 2,3 cal
1 ml volume titran setara dengan 1 cal
V. Data pengamatan
No Data Angka Pengukuran
1 Massa sampel 0,9 gram
2 Panjang kawat mula-mula 12 cm
3 Panjang kawat akhir 8 cm
4 Suhu awal (T1) 1,51 °C
5 Suhu akhir(T2) 3,958 °C
6 Hob asam benzoate 6318 Cal/gr
7 Analisa sulfur 2,3 cal
VI. Perhitungan
Massa sampel = 0,9 gram
Suhu awal (T1) = 1,51 °C
Suhu akhir(T2) = 3,958 °C
ΔT = T2 – T1
= 3,958 °C - 1,51 °C
= 2,448 °C
Sisa kawat 8 cm = 8 cm x 2,3 cal = 18,4 cal
Analisa sulfur = 2,3 cal
Hob asam benzoat = 6318 Cal/gr
Qf = cal kawat+cal sulfur hasil analisis = 18,4 cal+2,3 cal = 20,7 cal
Ditanya: kapasitas kalor dan nilai kalor?
Kapasitas kalor (C ) = (Hob asam benzoat x Massa sampel)+Qf
ΔT
= (6318Calgr
x 0,9 gram)+20,7 cal
2,448° C
= 2331,25 cal/°C
Nilai kalor (ΔH) = C . ΔT−Qfm sampel
= (2331,25cal°C
x 2,448° C)−20,7 cal
0,9 gram
= 6318 cal/gram
VII. Analisa
Percobaan ini adalah penentuan kapasitas panas suatu zat denngan
menggunakan bom calorimeter 4000 adiabatis. Adapun tujuan dari praktikum ini
adalah dapat menentukan kapasitas panas suatu zat (c ) dan nilai kalor suatu zat.
Alat yang digunakan adalah bom calorimeter. Dalam prinsipnya, bom calorimeter
ini adalah contoh bahan bakar yang akan diukur dimasukkan ke dalam bejana
logam kemudian diisi dengan oksigen bertekanan tinggi. Boom ditempatkan di
dalam bejana air dan bahan kalor itu dinyalakan dengan sambungan listrik dari
luar. Suhu air diukur sebagai fungsi waktu setelah penyalaan. Setelah semua data
terkumpul, maka dapat ditentukan nilai kalor bahan bakar zat tersebut melalui
neraca energi. Begitulah prinsip dari bom calorimeter ini.
Langkah awal yang dillakukan pada percobaan ini adalah menimbang
sampel asam benzoat sebanyak 0,9 gram. Kemudian melakukan pressing terhadap
sampel tersebut hingga terbentuk palette bertekstur padatan. Kawat diukur
sepanjang 12 cm dan dihubungkan ke bagian dalam calorimeter. Alat tersebut
dikencangkan tutupnya agar oksigen yang akan dimasukkan ke dalam bom head
tidak keluar. Oksigen dimasukkan ke dalam bom head dan kemudian bom head
tersebut dimasukkan ke dalam calorimeter untuk selanjutnya dilkaukan analisa.
Bom calorimeter berisi air dimana air ini berfungsi untuk menyerap kalor yang
dikeluarkan oleh bucket berisi bom head tersebut. Suhu dapat dilihat dari display
alat tersebut. Selain itu, air tadi terdapat agitator yang berfungsi untuk menyerap
suhu yang ada di dalam sistem tersebut.
Alasan mengapa gas oksigen yang digunakan dalam bom calorimeter
bukan gas lain adalah Karena di dalam bom tersebut terjadi reaksi pembakaran,
sehingga gas yang akan dipakai adalah gas oksigen karena oksigen ini berfungsi
dalam proses pembakaran.
Dengan melakukan pengeboman pada sistem bom calorimeter iini, suatu
bahan bakar dapat diketahui berapa nilai kapasitas panas dan kalor suatu zat.
Kapasitas panas merupakan suatu ukuran yang ditetapkan untuk suatu benda
dalam kadar panas tertentu. Nilai kalor bahan bakar adalah suatu besaran
menunjukkan energi kalor dihasilkan dari suatu proses pembakaran setiap satuan
massa bahan bakar.
VIII. Kesimpulan
Dari percobaan yang telah diamati dapat disimpulkan bahwa kalorimeter
bom adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor (nilai kalori) yang
dibebaskan pada pembakaran sempurna (dalam O2 berlebih) suatu senyawa, bahan
makanan, bahan bakar. Dengan mengetahui berat sampel , sisa panjang
kawat(setelah pengeboman) , perubahan suhu awal dan suhu akhir dapat dicari
nilai kalor nya dan hasil dari nilai kalor dari asam benzoat adalah 6318Cal/°C.
Adapun kapasitas kalor asam benzoate=2331,25 cal/°C dan dalam pengisian
oksigen harus dengan tekanan yang disesuaikan.
IX. Daftar Pustaka
Arie, Arhy. 2013. Bom Kalorimeter. http://arikimia.blogspot.com. Diakses pada
15 Maret 2014.
Dhini, Aulia.2014. Kalorimeter Bom. http//dhiniauliaphasa.blogspot.com. Diakses
pada 15 Maret 2014.
Rizkatiti. 2012. Kalorimeter. http://anotherwordfrizti.blogspot.com. Diakses pada
15 Maret 2014.
Tim Laboratorium ITP. 2013. Penuntun Praktikum Instrumen dan Teknik
Pengukuran. Palembang:Politeknik Negeri Sriwijaya..
X. Gambar Alat
top related