panas jenis dan kalori meter
DESCRIPTION
dTRANSCRIPT
PANAS JENIS DAN KALORIMETER
A. Pengertian Kalorimeter
Gambar kalorimeter sederhana
Kalorimeter adalah alat untuk mengukur jumlah kalor yang terlibat pada suatu
perubahan atau reaksi kimia. Proses dalam kalorimeter berlangsung secara adiabatik,
yaitu tidak ada kalor yang keluar atau masuk dari kalorimeter. Kalorimetri adalah
proses pengukuran jumlah kalor reaksi yang diserap atau dilepaskan pada suatu reaksi
kimia dalam suatu eksperimen. Data-data perubahan entalpi reaksi yang terdapat pada
tabel merupakan hasil perhitungan kalorimetri. Dengan menggunakan kalorimetri kita
dapat menentukan apa jenis reaksi yang terjadi, apakah reaksi tersebut endoterm
ataupun eksoterm. Kalorimetri yang sederhana ialah proses mengukur perubahan suhu
air atau larutan sebagai akibat dari suatu reaksi kimia dalam suatu wadah terisolasi.
Secara umum, kalorimeter dibagi menjadi 2 yaitu:
1. Kalorimeter larutan
2. Kalorimeter bom
B. Prinsip Kerja Kalorimeter
Prinsip kerja kalorimeter berdasarkan azas black yang berbunyi “kalor yang
dilepas oleh benda panas sama dengan kalor yang diterima oleh benda dingin”. Jadi
ketika dua buah benda didekatkan satu sama lainnya maka akan terjadi perpindahan
kalor dari benda panas ke benda dingin hingga mencapai suatu kesetimbangan termal
atau mencapai suhu setimbang. Dalam kasus kalorimeter, bagian benda yang panas
adalah wadah penampung sampel yang akan memberikan panas, sedangkan bagian
benda dingin adalah benda yang akan menerima panas tersebut, biasanya berupa air.
Pada sistem tertutup kekekalan energi panas dapat dituliskan sebagai berikut:
Qlepas=Qterima
denganQ=m. c .∆ T
Besaran-besaran yang biasanya digunakan pada persamaan atas adalah:
Q = banyaknya kalor (J)
m = massa zat (kg)
c = kalor jenis zat (J/kgoC)
∆T = perubahan suhu (oC)
C = kapasitas kalor suatu zat (J/oC)
C. Kalorimeter Larutan
Gambar kalorimeter larutan sederhana
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 di pasaran.
Kalor yang timbul pada reaksi akan diterima ataupun diserap oleh sekeliling
(lingkungan). Jadi terjadi perpindahan kalor dari sistem ke lingkungan atau
sebaliknya. Apabila kita memandang larutan yang diuji sebagai sistem maka seluruh
aspek diluar sistem disebut lingkungan termasuk juga dewar pada gambar di atas. Jadi
tidak seluruhnya kalor yang terlibat dipindahkan dari larutan ke air atau penerima
panas, akan tetapi juga akan dipindahkan ke tempat kalorimeter tersebut. Sehingga
perhitungannya menjadi:
Qlepas=Qter ima
Qlepas=m .c . ∆ T+C .∆ T
Dengan m= massa zat
c = kalor jenis zat penerima panas
C = kapasitas kalor kalorimeter
ΔT = Perubahan suhu
D. 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. Satu hal yang perlu diperhatikan dalam
kalorimeter bom adalah kalorimeter bom adalah jenis kalorimeter volume tetap.
Sehingga dalam perhitungan tidak ada perubahan volume (usaha termodinamika = 0).
Gambar kalorimeter bom sederhana
Sejumlah sampel ditempatkan sebuah tabung di dalam kalorimeter, lalu pada
tabung tersebut dialirkan oksigen dengan tekanan tinggi (25 atm). Untuk melakukan
pembakaran (ignition), digunakan aliran listrik. Aliran listrik akan membakar sampel
dengan oksigen berlebih. Kalor yang dilepas akan diserap oleh air sekitar sekaligus
dengan wadahnya. Tentu saja dalam perhitungan akan dilakukan koreksi, sehingga
dilakukan kalibrasi kalorimeter. Koreksi tersebut meliputi input energi listrik,
penyusutan kawat, pembentukan asam akibat oksidasi. Jadi pembakaran sempurna
untuk senyawa yang mengandung S dan N biasanya akan terjadi perubahan pH.
Perhitungan pada kalorimeter bom hampir mirip dengan kalorimeter larutan
yaitu:
Qlepas=Qterima
Qlepas=m .c . ∆ T+C .∆ T
Namun, apabila dikaitkan dengan hukum-hukum termodinamika, maka
perhitungannya:
- Kalorimeter bersifat adiabatis, kalor tidak ada yang keluar masuk dari
kalorimeter. (Q = 0)
- Tidak ada usaha karena volume konstan (W=0)
ΔU (total)=Q+W =0
- Larutan dipandang sebagai sistem.
ΔU ( total )=ΔU (sistem )+ΔU ( lingkugan )=0
ΔU (sistem)=−ΔU (lingkungan)=−C v ΔT
Sebelum dilakukan pengukuran, biasanya kalorimeter bom dikalibrasi terlebih
dahulu dengan menggunakan asam benzoat. Kawat yang mengalirkan arus listrik
biasanya mengalami penyusutan. Maka perhitungannya;
ΔH c=ΔH c (asambenzoat )x m(a sambenzoat )+ΔH c(kawat )x Δm(kawat )
ΔH c=C v. ΔT →C v=ΔH c / ΔT
Setelah Cv kalorimeter telah diketahui maka dapat dilakukan pengukuran
entalpi pembakaran dari sampel.
DAFTAR PUSTAKA
Zaida, Drs., M.Si. Fisika. Bandung:Dosen Unpad
Keenan, 1980, Fisika untuk Universitas Jilid 1, Erlangga, Jakarta.
Petrucci, Ralph. H, 1987, Fisika Dasar Prinsip dan Terapan Modern Jilid 2 Edisi 4, Erlangga, Jakarta.
Syukri, S, 1999, Fisika Dasar 1, ITB, Bandung.