Prodi. S1 Ilmu Gizi STIK Sint Carolus TA 2012/2013 Kamis, 11-10-2012

PRAKTIKUM IIITermokimia dan Reaksi Redoks

TUJUAN

1. Mengidentifikasi perubahan entalpi reaksi.2. Mengidentifikasi dan menentukan reaksi redoks.3. Mengamati perubahan bilangan oksidasi.

DASAR TEORI

Termokimia

Perubahan materi secara kimia atau fisika pasti disertai perubahan energi. Bentuk perubahan energi ditandai dengan adanya pertukaran kalor dari sistem ke lingkungan atau sebaliknya. Sistem adalah sesuatu yang diamati (diukur), sedangkan lingkungan adalah sesuatu yang berada di luar sistem. Termokimia merupakan bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan entalpi yang menyertai suatu reaksi. Entalpi merupakan kalor reaksi pada tekanan tetap (H), sedangkan perubahan energi yang menyertai reaksi kimia pada tekanan tetap disebut perubahan entalpi (∆H). Besarnya perubahan entalpi adalah sama besar dengan selisih antara entalpi hasil reaksi dan jumlah entalpi pereaksi.

Berdasarkan perubahan entalpinya, reaksi kimia dibagi menjadi dua jenis, yaitu reaksi eksoterm dan reaksi endoterm. Dalam reaksi eksoterm, sistem melepas kalor ke lingkungan, sehingga ∆H bernilai negatif. Sedangkan pada reaksi endoterm, system menyerap kalor dari lingkungan, sehingga ∆H bernilai positif. Energi yang dilepaskan atau diserap bila jumlah mol masing-masing zat sama dengan koefisien reaksinya disebut kalor reaksi. Kalor reaksi untuk reaksi-reaksi yang khas disebut dengan nama yang khas pula, misalnya kalor pembentukan, yaitu energy yang dilepaskan atau diserap pada pembentukan 1 mol zat dari unsure-unsurnya. Selain itu, ada juga kalor penguraian, kalor pembakaran, kalor pelarutan, dan sebagainya.

aA + bB cC + dD ± H (entalpi)

a mol A + b mol B c mol C + d mol D ± q (kalor reaksi)

Berdasarkan hasil penelitian, untuk menaikkan suhu 1 kg air sebesar 1°C, diperlukan kalor sebesar 4,2 kJ atau 1 kkal. Untuk 1 gram air diperlukan kalor sebesar 4,2 J atau 1 kal. Jumlah kalor ini disebut kalor jenis air (c).

C = 4,2 J g-1 °C-1

Pada perhitungan entalpi dalam reaksi pada percobaan ini, dianggap bahwa kalor jenis larutan adalah sama dengan kalor jenis air (volume larutan NaOH dan HCl = volume 1000 mL). Jumlah kalor yang terserap ke dalam air dihitung dengan mengalikan 3 faktor, yaitu massa air dala calorimeter (gram), perubahan suhu air (°C), dan kalor jenis air.

29 | “Kita harus menjadi perubahan yang ingin kita lihat dari dunia.” (Mahatma Gandhi)

Prodi. S1 Ilmu Gizi STIK Sint Carolus TA 2012/2013 Kamis, 11-10-2012

m = massa (gram)

c = kalor jenis air (1 kal/g °C)

∆T = perubahan suhu (°C)

Perubahan entalpi suatu reaksi bisa diukur dengan alat kalorimeter sederhana, misalnya bejana plastik. Energi yang diserap oleh bejana plastic sangat kecil (isolator), jika dibandingkan dengan bahan lain, sehingga energi bejana itu diabaikan.

Perubahan entalpi suatu reaksi merupakan fungsi keadaan, artinya: “Perubahan entalpi suatu reaksi hanya tergantung pada keadaan awal (zat-zat pereaksi) dan keadaan akhir (zat-zat hasil reaksi) dari suatu reaksi dan tidak tergantung pada jalannya reaksi.” Pernyataan ini disebut Hukum Hess.

Reaksi Redoks

Reaksi redoks adalah reaksi kimia yang meliputi peristiwa oksidasi dan reduksi yang terjadi secara bersamaan. Pada reaksi redoks terdapat perubahan bilangan oksidasi satu atau lebih unsur yang bereaksi. Reaksi autoredoks adalah reaksi redoks yang hanya satu jenis unsur yang mengalami reduksi dan oksidasi.

Oksidasi adalah peristiwa pengikatan oksigen, pelepasan hidrogen dan pelepasan elektron suatu zat. Reduksi adalah peristiwa pelepasan oksigen, pengikatan hidrogen dan pengikatan elektron. Zat yang mengalami oksidasi (reduktor), bilangan oksidasinya bertambah. Sedangkan zat yang mengalami reduksi (oksidator), bilangan oksidasinya berkurang.

Untuk menentukan reaksi redoks (reduksi-oksidasi) tidak selalu menghitung nilai biloksnya karena kadang2 dapat ditentukan dengan cepat, sebagai contoh :

 

penentuan reaksi redoks di atas berdasarkan penerimaan/pelepasan oksigen. Fe2O3

menjadi Fe merupakan reaksi reduksi karena melepas oksigen. Sedangkan CO menjadi CO2 merupakan reaksi oksidasi karena jumlah oksigennya bertambah.

30 | “Kita harus menjadi perubahan yang ingin kita lihat dari dunia.” (Mahatma Gandhi)

q = m x c x ∆T∆H = - q / mol

Prodi. S1 Ilmu Gizi STIK Sint Carolus TA 2012/2013 Kamis, 11-10-2012

METODOLOGI

Alat dan Bahan:

1. Mengidentifikasi perubahan entalpi reaksi.

Alat Bahan- Bejana plastik 200 mL- Gelas beker 100 mL- Gelas ukur 50 mL- Termometer 50°C

dengan skala 0,2°C- Pengaduk

- Larutan NaOH 1 M- Larutan HCl 1 M- Aquades

2. Mengidentifikasi dan menentukan reaksi redoks.

Alat Bahan- Tabung reaksi- Rak tabung reaksi- Gelas ukur 10 mL- Pipet tetes- Bunsen spiritus- Penjepit- Kertas ampelas

- Kawat tembaga (spiral)- Pita Mg- Lempeng Zn- Larutan AgNO3 0,1 M- Larutan HCl 1 M- Larutan KI 0,5 M- Larutan H2O2 10%- Aquades

3. Mengamati perubahan bilangan oksidasi.

Alat Bahan- Gelas ukur 10 mL- Pipet tetes- Tabung reaksi+rak- Kertas ampelas

- Larutan asam oksalat- Larutan asam sulfat 2 M- Larutan kalium permanganate

0,05 M- Larutan besi (II) sulfat 0,1 M- Indikator PP- Ammonium hidroksida

Prosedur

1. Mengidentifikasi perubahan entalpi reaksi

a. Siapkan 2 gelas beker.b. Masukkan 50 mL larutan NaOH 1 M ke dalam gelas beker 1 dan 50 mL

larutan HCl ke dalam gelas beker 2.c. Ukur suhu masing-masing larutan dengan termometer. Termometer harus

dibersihkan sebelum dipindahkan ke larutan yang lain. Ambil suhu rata-rata dari kedua larutan sebagai suhu awal.

31 | “Kita harus menjadi perubahan yang ingin kita lihat dari dunia.” (Mahatma Gandhi)

Prodi. S1 Ilmu Gizi STIK Sint Carolus TA 2012/2013 Kamis, 11-10-2012

d. Masukkan kedua larutan ke dalam bejana plastik, kemudian aduk. Amati suhunya yang akan naik, kemudian tetap, selanjutnya turun lagi. Catat suhu yang tetap sebagai suhu akhir reaksi.

e. Lakukan percobaan serupa, tetapi dengan volume NaOH dan HCl yang berbeda-beda dari percobaan semula.Reaksi: NaOH(aq) + HCl(aq) NaCl(aq) + H2O(l)

NB: Pada perhitungan entalpi dalam reaksi ini dianggap bahwa:1. Kalor jenis larutan = kalor jenis air (volume larutan (NaOH & HCl) = volume air

= 100 mL)2. Energi yang diserap oleh bejana plastik sangat kecil (isolator), jika dibandingkan

dengan bahan lain, sehingga energi kalorimeter ini diabaikan.

2. Mengidentifikasi dan menentukan reaksi redoks

a. Ambil pita Mg sepanjang 5 cm dan bersihkan dengan ampelas.b. Jepit salah satu ujung pita Mg dengan penjepit, lalu bakar ujung yang lain

dengan lampu spiritus. Amati perubahan yang terjadi.c. Isi tabung reaksi 1 dengan 5 mL larutan AgNO3 0,1 M dan masukkan

sepotong kawat tembaga (Cu) berbentuk spiral yang bersih ke dalamnya. Amati perubahan yang terjadi.

d. Isi tabung reaksi 2 dengan 5 mL larutan HCl 1 M, lalu masukkan sepotong logam Zn. Amati perubahan yang terjadi.

e. Isi tabung reaksi 3 dengan 6 mL larutan KI 0,5 M dan tambahkan ke dalamnya 10 tetes larutan H2O2 10%. Amati perubahan yang terjadi.

3. Mengamati perubahan bilangan oksidasi

a. Siapkan 2 tabung reaksi, A dan B.b. Masukkan 1 mL H2C2O4 0,1 M ke dalam tabung reaksi A dan 1 mL larutan

FeSO4 0,1 M dalam tabung reaksi B.c. Masing-masing tabung ditetesi H2SO4 2 M sebanyak 3 tetes.d. Selanjutnya, ke dalam tiap tabung ditambahkan larutan KMnO4 0,05 M

tetes demi tetes sambil digoyang. Lakukan hal itu terus-menerus hingga perubahan warnanya tidak hilang (tetap).

e. Hitung jumlah tetesan KMnO4 dan waktu yang diperlukan untuk mencapai perubahan warna yang konstan, lalu catat hasilnya.

PERTANYAAN

1. Jelaskan mengapa dalam kegiatan 1 digunakan bejana plastik!

2. Jelaskan mengapa pada kegiatan 1, setelah suhu tetap, suhu akan turun lagi!

3. a. Hitunglah jumlah mol NaOH dalam 50 mL larutan NaOH 1 M dan jumlah mol HCl dalam 50 mL larutan HCl 1 M!

b. Hitunglah jumlah kalor yang dibebaskan per mol H2O yang terbentuk dalam reaksi pada kegiatan 1.

c. Tuliskan persamaan termokimia untuk reaksi tersebut!

32 | “Kita harus menjadi perubahan yang ingin kita lihat dari dunia.” (Mahatma Gandhi)

Prodi. S1 Ilmu Gizi STIK Sint Carolus TA 2012/2013 Kamis, 11-10-2012

4. Pada reaksi berikut ini tentukan oksidator, reduktor, reaksi oksidasi, reaksi reduksi: a. 5H2C2O4 + 3H2SO4 + 2KMnO4 K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2 + 8H2O b. 10FeSO4 + 8H2SO4 + 2KMnO4 K2SO4 + 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + 8H2O

5. Tentukan bilangan oksidasi atom unsur berikut dalam senyawa percobaan kegiatan 3: a. Atom H, C, O dalam H2C2O4 b. Atom H, S. O dalam H2SO4 c. Atom K, Mn, O dalam KMnO4 d. Atom Fe, S, O dalam FeSO4

e. Atom Mn, S, O dalam MnSO4 f. Atom Fe, S, O dalam Fe2(SO4)2 g. Atom C, O dalam CO2

JAWABAN

33 | “Kita harus menjadi perubahan yang ingin kita lihat dari dunia.” (Mahatma Gandhi)

Prodi. S1 Ilmu Gizi STIK Sint Carolus TA 2012/2013 Kamis, 11-10-2012

34 | “Kita harus menjadi perubahan yang ingin kita lihat dari dunia.” (Mahatma Gandhi)

Prodi. S1 Ilmu Gizi STIK Sint Carolus TA 2012/2013 Kamis, 11-10-2012

DAFTAR PUSTAKA

Deming, Horace G. (1955). Practical Laboratory Chemistry, New York: John Willey & Sons Inc.

Rahayu, Nurhayati dan Jodhi Pramuji Giriarso. (2009). Rangkuman Kimia SMA, Cet. VI, Jakarta: GagasMedia.

HAM, Mulyono. (2008). Membuat Reagen Kimia di Laboratorium, Jakarta: Bumi Aksara.

Oxtoby, David. W., H. P. Gillis, Norman H. Nachtrieb⁺, (1998). Prinsip-prinsip Kimia Dasar, Ed. IV, Jilid 1-2, Alih Bahasa: Suminar Setiati Achmadi, Jakarta: Erlangga.

Widyatmoko, H. (2009). Kimia Dasar, Cet. I, Jakarta: Penerbit Universitas Trisakti.

35 | “Kita harus menjadi perubahan yang ingin kita lihat dari dunia.” (Mahatma Gandhi)

Prodi. S1 Ilmu Gizi STIK Sint Carolus TA 2012/2013 Kamis, 11-10-2012

LAPORAN PENGAMATANPraktikum Termokimia dan Reaksi Redoks

Tujuan :1. Mengidentifikasi perubahan entalpi reaksi.2. Mengidentifikasi dan menentukan reaksi redoks.3. Mengamati perubahan bilangan oksidasi.

Waktu : 07.30 – 13.20

Tempat : Lab. Kimia Universitas Sahid Jakarta

Praktikan :

Hasil :

1. Mengidentifikasi perubahan entalpi reaksi

Percobaan ke-

Volume (mL) Suhu (°C)HCl 1 M NaOH 1 M Total Awal Akhir Kenaikan

1

2

3

4

5

Kesimpulan :

36 | “Kita harus menjadi perubahan yang ingin kita lihat dari dunia.” (Mahatma Gandhi)

Prodi. S1 Ilmu Gizi STIK Sint Carolus TA 2012/2013 Kamis, 11-10-2012

2. Mengidentifikasi reaksi redoks

Reaksi PeristiwaHasil Suhu (°C)

Oksidasi Reduksi Awal Akhir

1. Mg Mg2+ + …O2 + … 2O 2- +

…………………..

2. Cu Cu2+ + …Ag + + … Ag +

…………………..

3. Zn Zn2+ + …H + + … H 2 +

…………………

4. H2O2 + … OH- I - I 2 + … +

………………….. Kesimpulan :

3. Mengamati perubahan bilangan oksidasi

Perlakuan Hasil Pengamatan

Perubahan Warna

Jumlah Tetesan Larutan KMnO4

Waktu Warna Konstan (KMnO4)

H2C2O4 + H2SO4 + KMnO4

FeSO4 + H2SO4 + KMnO4

Kesimpulan :

37 | “Kita harus menjadi perubahan yang ingin kita lihat dari dunia.” (Mahatma Gandhi)