Laporan Praktikum Termokimia

A. Judul Percobaan : Termokimia

B. Tujuan Penulisan

1. Membuktikan bahwa setiap reaksi kimia disertai penyerapan atau pelepasan kalor.

2. Menghitung perubahan kalor yang terjadi dalamberbagai reaksi kimia.

C. Kajian Teori

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 adalah Segala sesuatu yang menjadi

pusat perhatian dalam mempelajari perubahan energi disebut, sedangkan lingkungan adalah

hal-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:

q = m × c × ΔT

dengan, m = massa air dalam kalorimeter (gram)

c = kalor jenis air dalam kalorimeter (J g K atau J g C )

ΔT = perubahan suhu ( 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 = 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 yang diserap maupun dilepaskan oleh sistem ke

lingkungan selama reaksi berlangsung, maka

q + q + q = q

D. Rancangan Percobaan

1. Rancangan Percobaan

Dilampirkan

2. Alat dan Bahan

Alat-alat :

Kalorimeter

Pipet ukur

Gelas kimia

Spatula

Termometer

Bahan :

CuSO4 0,5 M

NaOH 0,5 M

HCl 0,5 M

Serbuk Zn

3. Langkah-langkah Percobaan

A. Penentuan Tetapan Kalorimeter

1. Masukkan 25 mL air ke dalam kalorimeter dengan pipet ukur. Catat

temperaturnya (T1).

2. Panaskan 25 mL air dalam gelas kimia sampai kenaikan suhu kira-kira 10º C

dari suhu kamar. Catat temperaturnya (T2).

3. Campurkan air panas itu ke dalam kalorimeter yang berisi air dingin. Kocok

dan catat temperatur maksimum yang konstan.

4. Hitung tetapan kalorimeternya.

B. Penentuan Kalor Reaksi Zn – CuSO4

1. Masukkan 25 mL CuSO4 ke dalam kalorimeter. Catat temperaturnya (T2).

2. Timbang 0,5 gram serbuk Zn. (Ar Zn = 65,4).

3. Masukkan serbuk Zn ke dalam kalorimeter yang berisi larutan CuSO4. Catat

temperatur maksimum yang konstan (T4).

4. Hitung kalor penetralan yang terukur.

C. Penentuan kalor penetralan HCl – NaOH

1. Masukkan 25 mL HCl I M ke dalam kalorimeter. Catat temperaturnya (T5).

2. Ukur 25 mL NaOH 1 M dan atur temperaturnya sedemikian sehingga sama

dengan temperatur larutan HCl.

3. Campurkan larutan NaOH ini dengan larutan HCl dalam kalorimeter. Catat

temperatur campuran yang maksimum dan konstan (T6).

4. Hitung kalor penetralan yang terukur.

4. Alur Kerja

1) Penentuan Tetapan Kalorimeter

2) Penentuan Kalor Reaksi Zn – CuSO4

H2O 25mLH2O 25mL

T campuran (T2)

K = Q1 atau 2

ΔT – T1atau 2

-mencatat suhu (T1)-memasukkan dlm kalorimeter

-memanaskan di gelas kimia-menunggu suhu naik ±10oc-mencatat suhu

25ml CuSO4 0,5M Serbuk Zn 0,5M

T4 campuran

ΔHn = QtotalMol ZnSO4

-2 larutan dicampur dan dikocok dlm kalorimeter, mencatat suhu ΔT maksimum

Mencari tetapan kalorimeter

-memasukkan dlm calorimeter-mencatat suhu (T3)

-dicampur pd calorimeter-mencatat suhu Tmaks

Menghitung kalor penetralan

E. 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

32º

42º

34º

305o

315o

307o

-Tidak berwarna

-tidak ada endapan

-Tidak berwarna

-tidak ada endapan

-tidak berwarna

-ada endapan

-

-

-tidak berwarna

-ada endapan

3) Penentuan Kalor Penetralan HCl - NaOH

25ml HCl 0,5M 25ml NaOH 0,5M

ΔHn = Q total Mol NaCl

-memasukkan dlm kalorimeter-mencatat suhu (T5)

-mengukur dan menyamakan suhu THCl = TNaOH

-mencampur dlm calorimeter-mencatat suhu maks dan konstan (T6)

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

33 º

36 º

306o

309o

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.

2.

3.

HCl 0,5 M 25 mL

NaOH 0,5M 25mL

Campuran HCl 0,5 M

25 mL dan NaOH 0,5

M 25 mL

34º

34o

35º

307o

307o

308o

Tidak berwarna

Tidak berwarna

-

-

-

Berwarna hijau

keruh,terdapat endapan

F. Analisis Data

Penentuan Tetapan Kalorimeter

Pada percobaan pertama kami memasukkan 25 mL air dengan suhu normal kedalam

kalorimeter. Kami mengukur temperaturnya (T1)yakni sebesar 32º C atau sebesar 305o K.

Setelah itu kami memanaskan air sebanyak 25 mL sampai temperaturnya naik 10º C dari

suhu T1 atau hingga suhu air itu mencapai 42º C atau 315 K. Selanjtnya kami mencampurkan

air yang telah dipanaskan tadi dengan air dingin yang ada dalam kalorimeter. Lalu kami aduk

hingga keduanya bercampur. Kita mengukur suhu campuran (Tc) tersebut yakni sebesar 34º

C atau 307 K. Tahap berikutnya kami menghitung nilai dari kalor yang diserap oleh air

dingin (q1) dengan menggunakan rumus: Q1= mair dingin x cair x ΔT 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 dari Q1 sebasar 210 J. Kami juga menghitung kalor yang dilepas oleh air

panas (q2) dengan menggunakan rumus:Q2 = mair panas x cair x ΔT. Dan kita akan mempooleh

nilai Q2 sebesar -840 J dan Q3 = jumlah dari Q1 dan Q2 sebesar -1050J. Dengan demikian

kami dapat menghitung tetapan kalorimeter dengan mengunakan rumus :

k = q1 atau k = q2

Tc – T1 Tc – T2

Maka kita akan memperoleh tetapan kalorimeter sebesar 105 J / oK

Penentuan Kalor Reaksi Zn – CuSO4

Dalam percobaan yang kedua kami memasukkan CuSO4 dengan konsentrasi 0,5 M

sebanyak 25 mL ke dalam kalorimeter yang berwarna biru bening. Lalu kami mengukur suhu

CuSO4 dengan menggunakan termometer dan akan kita peroleh suhu CuSO4 (T3) sebesar 33º

C atau 306oK. Lalu kami menimbang serbuk Zn sebanyak 0,5 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 36º C atau 309oK. Dan menghitung q4 dengan mengalikan tetapan kalorimeter dengan

selisih suhu antara T4 dengan T3 mendapatkan hasil 315J. Selanjutnya dengan Reaksi :

Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu

kami menghitung kalor reaksi Zn - CuSO4. Dengan cara pertama kami hitung mol zat ZnSO4

yang terbentuk setelah terjadi mereaksikan CuSO4 dengan Zn. Setelah itu kami kalikan mol

ZnSO4 dengan massa molekul relatifnya, maka kami akan memperoleh massa ZnSO4 yang

terbentuk. Dengan massa ZnSO4 yang terbentuk itu kami dapat menhitung kalor yang diserap

larutan ( q5 ), yakni dengan menggunakan rumus: q5 = mlarutan x clarutan x ΔT dengan

memperhatikan clarutan dianggap 3,69 J / gr K. Maka kami akan memperoleh q5 sebesar 14,28J.

Lalu kita menghitung kalor yang dihasilkan sistem reaksi (q6) dengan cara menambahkan q4

dan q5, maka kami akan mendapatkan q6 sebesar 329,28J. setelah itu kami akan menghittung

kalor reaksi (ΔHr) antara Zn dan CuSO4 dengan cara membagi q6 dengan moll ZnSO4 yang

terbentuk setelah reaksi. Maka akan kami peroleh kalor reaksi sebesar 41.160 J /mol.

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. Kami mengukur suhu HCl

itu dan kami peroleh suhu sebesar 34ºC atau 307oK. Suhu HCl itu kami beri nama T5.

Selanjutnya kami mengambil NaOH dengan konsentrasi 0,5 M sebanyak 25 mL. Lalu

masukkan NaOH tersebut ke dalam kalorimeter yang di dalam telah terdapat HCl. Kami

mengaduk agar kedua larutan itu tercampur. Kami mengukur suhu campurannya (T6) dan

kami akan memperoleh suhu campuran sebesar 35º C atau 308oK. 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 0,73125 gram.

Kemudian kami menghitung 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 kami akan memperoleh q7 sebesar 2,69J. kemudian kami menghitung kalor yang

diserap kalorimeter (q8 ) dengan cara mengalikan tetapan kalorimeter dengan perubahan suhu.

q8 = k x (T6 – T5). Maka kami akan mendapatkan kalor yang diserap kalorimeter (q8) sebesar

105 J. Dengan diketahuinya q7 dan q8 maka 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 akan memperoleh kalor yang dihasilkan sistem reaksi

(q9) sebesar 107,69 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. Maka akan kami

memperoleh kalor penetralan (ΔHn) sebesar 8.615,2 J/mol.

G. Diskusi

Pada percobaan yang telah kami lakukan yaitu termokimia. Kami tidak begitu

mengalami hambatan dalam melakukan serangkaian tahapan. Terutama dalam penggunaan

kalorimeter, tapi kami menemui hambatan dalam pembacaan skala termometer tetapi secara

keseluruhan kami bisa dengan lancar melakukan percobaan termokimi. Dan kami

mendapatkan hasil pengamatan yang sesuai dengan hasil seharusnya.

H. Kesimpulan

Pada ketiga percobaan yang telah kami lakukan yakni menentukan tetapan kalorimeter, penentuan kalor penetralan HCl-NaOH, dan penentuan kalor reaksi Zn-CuSO4

telah 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 – CuSO4 adalah 41.160 J /mol. Sedangkan kalor yang dihasilkan pada reaksi penetralan HCl – NaOH adalah sebesar 18.615,2 J/mol. Kita telah mengetahui bahwa nilai tetapan kalorimeter adalah 105 J / oK.

I. Daftar Pustaka

Tim Kimia Dasar. 2009. Penuntun Praktikum Kimia Dasar I. Surabaya : Jurusan

Kimia FMIPA UNESA

Sutresna,Nana. 2003. Pintar Kimia 2. Jakarta :Ganeca

http://www.google.com(tgl akses : 04 November 2009; pukul: 16.23)

http://id.wikipedia.org/wiki/termo (tgl akses : 04 November 2009; pukul: 16.56)

J. Lampiran

Penentuan Tetapan Kalorimeter

Tabel Penentuan Tetapan Kalorimeter

No. Nama Zat Suhu

(ºC)

Suhu

( oK )

Keadaan awal Keadaan setelah

reaksi

1.

2.

Air dingin 25 mL

Air panas 25 mL

32º

42º

305o

315o

-Tidak berwarna

-tidak ada endapan

-Tidak berwarna

-

-

3. Campuran air dingin

dan air panas

34º

307o -tidak ada endapan

-tidak berwarna

-ada endapan

-tidak berwarna

-ada endapan

q1 = mairdingin x cair x ΔT

= (ρ x V ) x cair x (Tc – T1)

= (1,0 gr/mL x 25 mL) x 4,2 J/grK x (307 – 305)

= 25 x 4,2 x 2

= 210 J

q2 = mairpanas x cair x ΔT

= (ρ x V ) x cair x (Tc – T2)

= (1,0 gr/mL x 25 mL) x 4,2 J/grK x (307 – 315)

= 25 x 4,2 x (-8)

= –840 J

q3 = q2 – q1

= –840 J – 210J

= –1050 J

k1 = q1 / ΔT–T1 k2 = q2 / ΔT–T2

= 210 J / 2 K = -840 J / -8 K

= 105 J/K = 105 J/K

Penentuan Kalor Reaksi Zn-CuSO4

Tabel Penentuan Kalor Reaksi Zn-CuSO4

No. Nama Zat Suhu

( ºC)

Suhu

(o K )

Keadaan awal Keadaan setelah reaksi

1.

2.

CuSO4 25 mL 0,5 M

Sebuk Zn 0,5gr

33 º 306o

309o

Warna biru bening

Bentuk serbuk warna

abu-abu

-

-

3. Campuran 25 mL

CuSO4 0,5 M dan 0,5

gram Zn

36 º

-

Warna hijau tua terdapat

endapan hitam

Mol Zn = massa / Mr

= 0,5 / 65,4

= 0,008 mol

Mol CuSO4 = M x V

= 0,5 . 0,025

= 0,0125 mol

Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu

Awal 0,008 0,0125 - -

Reaksi 0,008 0,008 0,008 0,008

Sisa - 0,045 0,008 0,008

Massa ZnSO4 = mol x Mr ZnSO4

= 0,008 x (65,50 + 32,00 + (4 x 16))

= 0,008 x 161,5

= 1,29 gram

q4 = k x (T4 – T3) q5 = mlarutan x clarutan x ΔT

= 105 J/K x (309 K – 306 K) = 1,29 gram x 3,69 J/K x 3oK

= 105 x 3 J = 14,28 J

= 315 J

q6 = q4 + q5

= 315 J + 14,28 J

= 329,28 J

ΔHr = q6 / 0,008 mol

= 329,28 J / 0,008 mol

= 41.160 J/mol

Penentuan Kalor Penetralan HCl-NaOH

Tabel Penentuan Kalor Penetralan HCl-NaOH

No. Nama Zat Suhu

( ºC)

Suhu

( oK )

Keadaan awal Keadaan setelah reaksi

1.

2.

3.

HCl 0,5 M 25 mL

NaOH 0,5M 25mL

Campuran HCl 0,5 M

25 mL dan NaOH 0,5

M 25 mL

34º

34o

35º

307o

307o

308o

Tidak berwarna

Tidak berwarna

-

-

-

Berwarna hijau

keruh,terdapat endapan

Mol HCl = M x V mol NaOH = M x V

= 0,5 x 0,025 = 0,5 x 0,025

= 0,0125 mol = 0,0125 mol

HCl + NaOH NaCl + H2O

Awal 0,0125 0,0125 - -

Reaksi 0,0125 0,0125 0,0125 0,0125

Sisa - - 0,0125 0,0125

Massa NaCl = mol NaCl x Mr NaCl

= 0,0125 x 58,5

= 0,73125 gram

q7 = mlarutan x Clarutan x ΔT

= 0,73125 gr x 3,69 J/grK x (308 – 307)oK

= 2,69 J

q8 = k x (T6 –T5) q9 = q7 + q8

= 105 J/K x (308 – 307)oK = 2,69 J +105 J

= 105 J = 107,69 J

ΔHn = q9 / 0,0125 mol

= 107,69 J / 0,0125 mol

= 8615,2 J/mol

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 CuSO4 0,5 M sebanyak 25 mL

Gambar 5. mencampurkan CuSO4 tersebut 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