BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Didalam kehidupan sehari-hari selalu ditemukan hal-hal yang berhubungan

dengan panas.Contohnya saja memasak air. Pada contoh tersebut dapat kegiatan

tersebut terjadi suatu proses kimia-fisika berlangsung., yaitu perpindahan panas

atau transfer panas atau dapat juga dikatakan terjadi perpindahan energi. Dengan

demikian dapat dikatakan bahwa prinsipnya adalah prinsip kekekalan

energi.Kuantitas panas yang ditambahkan pada suatu benda sebagai positif dan

pada kuantitas yang meninggalkan benda sebagai negatif. Ketika sejumlah benda

berinteraksi, jumlah kuantitas panas yang dipindahkan pada semua benda harus

sama dengan nol. Panas yang dihasilkan sendiri atau yang diserap oleh benda

dapat dihitung dengan kalorimeter.

Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk menemukan kapasitas kalor

suatu benda kapasitas kalor spesifik suatu bahan. Didalam kalorimeter terdapat

pengaduk yang terbuat dari bahan yang sama dengan bejana kalorimeter (P).

Tutup kalorimeter (T) terbuat dari bahan isolator yang berlubang ditengah untuk

memasang thermometer.

Kalorimeter berarti mengukur panas.Ketika aliran panas terjadi antara dua

benda yang terisolasi dari lingkungannya, jumlah panas yang hilang dari satu

benda harus setara dengan jumlah benda lainnya. Kalor selalu berkaitan dengan

dua hal, yaitu proses pemanasan atau proses pendinginan yang melibatkan

perubahan suhu dan proses perubahan wujud zat yang terjadi pada suhu tetap.

Percobaan kali ini dilakukan agar praktikan dapat mengetahui sifat-sifat

kalorimetr dan dapat menetukan ketetapan kalorimeter dari hasil suatu reaksi

sebagai dasar untuk percobaan lainnya.

1.2 Tujuan

Mengetahui sifat-sifat kalorimeter

Mengetahui jenis-jenis kalorimeter

Mengetahui nilai kapasitas panas kalorimeter

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

Energi mekanik akibat gerakan partikel materi dan dapat dipindah dari satu

tempat ke tempat lain disebut kalor. Besarnya kalor yang terlibat dalam reaksi

kimia dapat diukur dengan alat yang disebut dengan kalorimeter. Besarnya kalor

yang diserap kalorimeter untuk menaikkan suhu satu derajat digunakan tetapan

kalorimeter atau harga air kalorimeter dengan satuan JK−1 .

Pengukuran jumlah kalor reaksi yang diserap atau dilepaskan pada suatu

reaksi kimia dengan eksperiman disebut kslorimetr.Dengan menggunakan hukum

Hess, kalor suatu reaksi kimia dapat ditentukan berdasarkan data perubahan

entalpi pembentuk standar, energi ikatan dan secara eksperimen. Proses dalam

kalorimeter berlangsung secara adiabatik, yaitu tidak ada energi yang lepas atau

masuk dari luar ke dalam kalorimeter.

Kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu kalorimeter sebesar 1 ℃ pada

air dengan massa 1 gram disebut tetapan kalorimeter. Dalam proses ini berlaku

azas Black, yaitu :

Q lepas = Q terima

Q air panas = Q air dingin + Q kalorimeter

m1.c (T p−T c) = m2 . c (T c−T d) + C (T c−T d)

Keterangan: m1 = massa air panas

m2 = massa air dingin

c = kalor jenis air

C = kapasitas kalorimeter

T p = suhu air panas

T c = suhu air campuran

T d = suhu air dingin

Sedangkan hubungan kuantitatif antara kalor dengan bentuk lain energi

disebut termodinamika. Hukum pertama termodinamika menghubungkan

perubahan energi dalam suatu proses tertmodinamika dengan jumlah kerja yang

dilakukan pada sistem dan jumlah kalor yang dipindahkan ke sistem Hukum

termodinamika yang kedua yaitu membahas tentang reaksi spontan dan tidak

spontan. Dan Hukum ketiga termodinamika menyatakan bahwa entropi dari

kristal sempurna murni pada suhu nol mutlak adalah nol. Kristal sempurna murni

pada suhu nol mutlak menunjukan keteraturan tertinggi yang dimungkinkan

dalam sistem termodinamika. Jika suhu ditingkatkan sedikit diatas 0 K , entropi

meningkat. Entropi mutlak selalu mempunyai nilai positif.

Tetapan Kalorimeter

Kalor didefinisikan sebagi kuantitas panas yang diperlukan untuk menaikkan

suhu satu gram air satu skala derajat celcius atau kelvin. Untuk mengukur kalor

maka dipergunakan sebuah alat yang disebut kalorimeter., yang terdiri atas bejana

yang dilengkapi dengan batang pengadukdan termometer. Pada bejana di selimuti

penyekat panas untuk mengurangi radiasi panas, seperti pada termos. Penggunaan

kalorimeter yaitu mengetahui kapasitas panas suatu zat, kalor yang dilepas

maupun diterima , maka untuk mengetahui suatu panas baiknya menggunakan

kalorimeter ini. Kalorimeter banyak berbagai jenisnya bergantungdengan keadaan

bahan dan kebutuhan penggunaan kalorimeternya.

Setiap manusia merasakan panas atau kalor yang dipancarkankan oleh bahan-

bahan yang menghasilkan panas.Contoh yang paling umum adalah kalor yang

dipancarkan matahari ke tubuh kita. Energi tidak dapat diciptakan atau

dimusnahkan tetapi dapat diperoleh dengan cara mengolah energi. Contohnya

usaha atau kerja dapat menghasilkan energi.

Kalor

Kalor adalah jumlah energi yang dipindahkan dari satu benda atau tubuh

kepada benda lain akibat perbedaan suhu di antara mereka. Kalor (Q) dinyatakan

dalam satuan energi dalam Joule (J) menurut satuan SI.Kalor umumnya

dinyatakan dalam satuan kalori (kal) yaitu satu kalori adalah jumlah kalor yang

diperlukan untuk meningkatkan suhu 1 gram air sebanyak 1 K atau 1 ℃ pada

suhu kamar (293 K).perhatikan bahwa 1 kal = 4,2 J . Apabila istilah kalori ditulis

dengan huruf besar, yang dimaksud adalah kilokalori .Jadi, perusahaan makanan

dan ahli gizi rumah sakit memakai 5 kalori yang arti sebenarnaya adalah 5

kilokalori (5 kkal) atau 5000 kalori.

Kapasitas kalor adalah jumlah energi kalor yang diperlukan untuk menaikkan

suhu sejumlah zat tertentu sebesar 1 K atau 1 ℃ . Jumlah kalor (Q) yang

diperlukan untuk menaikkan suhu satu zat yang diketahui dari sembarang suhu T i

sampai selesai sembarang suhu akhir T t dapat ditentukan melalui pemahaman

persamaan kalor :

Q = m .c .∆T

Dimana m adalah massa benda, c adalah kapasitas kalor spesifik dari zat tertentu,

dan ∆T adalah perubahan suhu pada zat tersebut.

Kapasitas kalor spesifik dari suatu zat adalah kapasitas kalor per satuan massa

yakni, jumlah kalor yang harus ditambahkan pada 1 gram zat itu untuk menaikkan

temperatur sebesar 1 K atau 1 ℃. Kalor spesifik adalah jumlah kalor dalam kalori

yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 gram zat sebesar 1 ℃. Penting untuk

mengetahui nilai kalor spesifik dari air dan es (berturut-turut 1,0 dan 0,5 kal/gram

℃).

Panas juga merupakan salah satu bentuk energi, dan perubahan bentuk akibat

panas akan sama dengan yang diakibatkan oleh kerja. Sebagaimana, tarikan

gravitasi, potensial listrik, panas juga mengalir dari temperatur yang lebih tinggi

ke yang lebih rendah, kecuali jika kerja dilakukan terhadap sistem.

Tanda yang digunakan disini yaitu Q (panas) adalah positif jika panas

diabsorpsi oleh sistem dari sekelilingnya, dan negatif jika panas dilepaskan dari

sistem ke sekelilingnya.Kesamaan lainnya dengan kerja, panas yang diserap atau

dilepaskan juga tergantung pada jalannya sistem.

Kapasitas panas molar adalah kapasitas panas dari 1 mol zat, dan panas

spesifik adalah kapasitas panas per gram zat.

C = n = w . c’

Dimana n merupakan mol, w merupakan berat zat, C adalah kapasitas panas molar

dan c’ adalah kapasitas panas spesifik.Q dalah panas yang dibutuhkan untuk

menaikkan temperatur zat sebesar ∆T derajat.Panas dapat diserap pada volume

konstan ataupun pada tahanan konstan. Kedua kapasitas panas dapat didefinisikan

sebagai

C p=DQdT

=( γ Hγ T

)p

C v=DQ v

dT=( γ Hγ T

)p

Dimana C p dan C v adalah kapasitas panas pada tahanan konstan dan volume

konstan.

BAB 3

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Alat dan Bahan

3.1.1 Alat-alat

- Kalorimeter

- Termometer

- Gelas ukur

- Pipet tetes

- Gelas piala

- Stopwatch

- Hot plate

3.1.2 Bahan-bahan

- Bahan isolasi

- Tissu gulung

- Air panas (minimum 35℃, maksimum 45℃)

3.2 Prosedur Percobaan

- Diukur 50 ml air dengan gelas ukur.

- Dimasukkan air kedalam kalorimeter, aduk dan dicatat suhu air dalam

kalorimeter setiap 30 detik hungga menit ke-4.

- Dimasukkan air panas yang suhunya (minimum 35℃, maksimum 45℃)

sebanyak 50 ml tepat pada menit ke-4.

- Dicatat suhu air dalam kalorimeter tiap 30 detik dengan tak lupa

mengaduknya sampai menit ke-8.

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengamatan

Waktu (m) Suhu (℃) Waktu (m) Suhu (℃)

0 28 4,5 36

0,5 29 5 36

1 29 5,5 36

1,5 29 6 36

2 29 6,5 35

2,5 29 7 35

3 29 7,5 35

3,5 29 8 35

4 Tambah air panas

4.2 Perhitungan

T ad = 28+29+29+29+29+29+29+29

8 =

2318

= 28,9℃

T ap = 44 ℃

T t = 36+36+36+36+35+35+35+35

8 =

2848

= 35,5℃

mair = ρair vair

= 1 gr/ml . 50 ml

= 50 gr

Jumlah kalor yang diserap air dingin

Qad = m .c .∆T

= 50 gr . 4,18 gr/J℃ . (35,5 – 28,9)℃

= 1379,4 J

Jumlah kalor yang diserap air panas

Qap = m .c .∆T

¿ 50 gr . 4,18 gr/J℃ . (44 – 35,5)℃

= 1776,5 J

Jumlah kalor yang diserap kalorimeter

Qkalorimeter = Qap−Q ad

= 1776,5 J - 1379,4 J

= 397,1 J

Tetapan kalorimeter

C=QkalorimeterT t−T d

= 397,1J

(35,5 –28,9)℃ = 60,165 J/℃

4.3 Pembahasan

Kalorimeter adalah pengukuran jumlah kalor reaksi yang diserap atau

dilepaskan pada suatu reaksi kimia dengan eksperimen.Alat yang digunakan

dalam percobaan kali ini adalah kalorimeter.Kalorimeter yang digunakan adalah

kalorimeter larutan atau kalorimeter alumunium.Kalorimeter ini bersifat menyerap

panas sehingga dapat diketahui kapasitas kalorimeternya, kalorimeter juga dapat

menjagakestabilan suhu karena kalorimeter menggunakan sistem adiabatik

dimana tidak ada transfer energi dari lingkungan ke sistem maupun dari sistem ke

lingkungan. Tetapan kalorimeter adalah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan

suhu kalorimeter sebesar 1℃ pada air dengan massa 1 gram. Untuk dapat

menghitung kapasitas panas kalorimeter adalah dengan menghitung jumlah kalor

yang diserap oleh air dingin, lalu menghitung jumlah kalor yang dilepas oleh air

panas dengan memasukkan rumus Q = m .c .∆T . Lalu didapatkan jumlah kalor

yang diserap kalorimeter dengan menghitung selisih dari jumlah kalor yang

diserap air dingin dan yang dilepas air panas. Setelah itu untuk mencari kapasitas

panas kalorimeter dapat dihitung dengan membagi jumlah kalor yang diserap

kalorimeter dan selisih suhu air panas dengan air dingin. Energi yang dilepas air

panas dan energi yang diserap air dingin tidak sama, hal ini diakibatkan

kalorimeter menyerap energi yang dihasilkan dari air panas, sehingga tidak sama.

Kalorimeter terbagi dari beberapa jenis, diantaranya:

- Kalorimeter Bom

Merupakan alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalori (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 yang terpasang

didalam tabung, contohnya kalorimeter makanan.

- Kalorimeter Larutan

Merupakan alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang terlibat

pada reaksi dalam sistem larutan.Pada dasarnya, kalor yang dibebaskan/diserap

menyebabkan perubahan suhu pada kalorimeter.Berdasarkan perubahan suhu

per kuantitas pereaksi kemudian di hitung kalor reaksi dari reaksi sistem

larutan tersebut.

- Kalorimeter Alumunium

Kalorimeter ini paling banyak digunakan.Alat ini dirancang sehingga

pertukaran ion tidak terjadi di luar bejana.Untuk mengurangi radiasi kalor dan

kehilangan kalor karena penyerapan dinding bejana, maka kedua dinding

bejana bagian dalam dan luar dibuat mengilap.

Kalor adalah energi yang berpindah akibat adanya perubahan suhu. Oleh

karena itu pada kalor berlaku hukum, Jika dua buah benda yang suhunya berlainan

disentuhkan atau dicampurkan, benda yang bersuhu tinggi akan melepaskan kalor

dan benda yang bersuhu rendah akan menyerap kalor. Banyaknya kalor yang

dilepas sama dengan banyaknya kalor yang diserap. Pernyataan tersebut

merupakan pernyataan Azas Black. Tetapi pada percobaan kali ini energi yang

diterima tidak sama dengan energi yang dilepas. Hal ini dikarenakan ada beberapa

faktor seprti kalorimeter yang sudah tidak dapat berfungsi dengan baik sehingga

mengakibatkanQlepas≠Qterima

Pada percobaan kali ini digunakan dua sampel yang berbeda, yaitu air dingin

(28℃−29℃) dengan air panas (35℃−45℃¿. Sampel air dingin berfungsi

sebagai zat yang akan menyerap energi yang akan dilepaskan oleh air panas. Dan

air sebagai zat yang akan melepaskan energi unutk menguji teori azas black. Dari

hasil pengukuran yang telah dilakukan, air panas melepaskan energi sebesar

1776,5 J dan air dingin menyerap energi sebesar 1379,4 J. Qlepas tidak sama

dengan Qterima diakibatkan ada energi yang diserap kalorimeter, yaitu sebesar

397,1 J. dari perhitungan yang telah dilakukan, didapatkan nilai tetapan kalori

meter sebesar 60,165 J/℃.

4.4 Grafik

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 80

5

10

15

20

25

30

35

40

Waktu (menit)

Suhu

(°C)

Pada grafik sumbu x terhadap y, dimana sumbu x sebagai waktu dan sumbu y

sebagai suhu.Dari serangkaian waktu terlihat bahwa tidak terdapat perubahan

suhu yang signifikan. Hal ini dikarenakan kalorimeter bersifat adiabatik dimana

tidak terjadi transfer kalor atau massa dari sistem ke lingkungan atau dari

lingkungan ke sistem.

BAB 5

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

- Kalorimeter memiliki beberapa sifat, diantaranya dapat menyerap panas,

dapat menjaga kestabilan suhu/menjaga suhu di dalam kalorimeter dan

bersifat adiabatik yaitu tidak terjadi perubahan/transfer energi/massa

didalam sistem.

- Kalorimeter terbagi menjadi beberapa jenis, diantaranya kalorimeter bom,

kalorimeter alumunium dan kalorimeter makanan.

- Setelah dilakukan perhitungan energi kalor lepas, energi kalor serap dan

energi kalorimeter didapatkan nilai kapasitas panas kalorimeter sebesar

60,165 J/℃.

5.2 Saran

Sebaiknya pada percobaan selanjutnya tidak hanya 1 jenis kalorimeter saja,

tetapi gunakan juga kalorimeter alumunium dan kalorimeter makananagar dapat

memahami tentang kalorimeter.