LAPORAN
PRAKTIKUM
KIMIA DASAR
“ENERGITIKA”
KIMIA DASAR
“ENERGITIKA”
1.
PERCOBAAN :
1.1 Judul
Percobaan :
Energitika
1.2 Tanggal
Percobaan : 27 Nopember 2012
1.3 Nama
Asisten : Hadi Wijaya
2.
TUJUAN PERCOBAAN
:
2.1 Mempelajari
energi yang menyertai reaksi kimia
2.2 Mempelajari
perubahan kalor dengan percobaan sederhana
3.
DASAR TEORI :
Energetika
kimia atau termodinamika kimia adalah ilmu yang mempelajari perubahan energi
yang terjadi dalam proses atau reaksi. Studi ini mencakup dua aspek penting
yaitu penentuan atau perhitungan kalor reaksi dan studi tentang arah proses dan
sifat-sifat sistem dalam kesetimbangan. Bagian alam semesta yang dipilih untuk
penelititan termodinamika disebut sistem, dan bagian alam semesta yang
berinteraksi dengan sistem tersebut disebut dengan keadaan sekeliling
lingkungan dari sistem. Perpindahan energi dapat berupa kalor (q) atau dalam
beberapa bentuk lainnya secara keseluruhan disebut kerja. Perpindahan energi
berupa kalor atau kerja yang mempengaruhi jumlah keseluruhan energi dalam
sistem, yang disebut energi dalam (U) (Petrucci, 1996).
Energi dalam
(U) adalah keseluruhan energi potensial dan energi kinetik zat-zat yang
terdapat dalam sistem. Energi dalam merupakan fungsi keadaan, besarnya hanya
tergantung pada keadaan sistem. Setiap sistem mempunyai energi karena
partikel-partikel materi (padat, cair atau gas) selalu bergerak acak dan
beragam disamping itu dapat terjadi perpindahan tingkat energi elektron dalam
atom atau molekul. Bila sistem mengalami peristiwa mungkin akan mengubah energi
dalam. Jika suhu naik menandakan partikel lebih cepat dan energi dalam
bertambah (Syukri, 1999).
Kalor (q)
adalah bentuk energi yang dipindahkan melalui batas-batas sistem, sebagai
akibat adanya perbedaan suhu antara sistem dengan lingkungan. Bila sistem
menyerap kalor, q bertanda positif dan q bertanda negatif bila sistem
melepaskan kalor. Kalor (q) bukan merupakan fungsi keadaan karena besarnya
tergantung pada proses. Kapasitas kalor adalah banyaknya energi kalor yang
dibutuhkan untuk mengikatkan suhu zat 1oC. kapasitas kalor tentu
saja tergantung pada jumlah zat. Kapasitas kalor spesifik dapat disederhanakan,
kalor jenis adalah banyaknya energi kalor yang dibutuhkan untuk meningkatkan
suhu 1 gram zat sebesar 1oC. Kalor jenis molar adalah banyaknya
energi kalor yang dibutuhkan untuk meningkatkan suhu 0,5 Mol zat sebesar 1oC
(Petrucci, 1996).
Termodinamika
didasarkan atas tiga postulat yang dikenal sebagai Hukum Pertama
Termodinamika, Hukum Kedua Termodinamika dan Hukum Ketiga Termodinamika. Hukum
pertama termodinamika menyatakan hubungan antara kalor (q), kerja (w) dan
perubahan energi dalam (∆U), yang menerangkan bahwa energi sistem tersekat
adalah tetap. Hukum pertama termodinamika dapat dinyatakan dengan persamaan
berikut:
q = ∆U – W
q, ∆U, dan W
dalam satuan joule atau kalori. Hukum pertama termodinamika menunjukkan bahwa
energi dalam tidak dapat diukur tapi dapat diukur dari nilai kalor dan kerja.
Kalor dapat diukur dengan percobaan dan kerja. Kerja dihitung melalui volume
dan tekanan yang melawan perubahan itu (Syukri,1999).
Hukum kedua
termodinamika mengemukakan bahwa semua proses atau reaksi yang terjadi di alam
semesta, selalu disertai dengan peningkatan entropi. Perubahan entropi (dS)
adalah suatu fungsi keadaan yang merupakan perbandingan perubahan kalor yang
dipertukaran antara sistem dan lingkungan secara reversibel (δqrev)
terhadap suhu tertentu T(°C). Persamaan besarnya entropi dinyatakan sebagai
berikut:
dS = δqrev/T
Hukum ketiga
menyatakan bahwa suatu unsur atau senyawa yang murni dalam bentuk kristal
sempurna mempunyai entropi nol pada suhu 0°C, secara matematika dinyatakan
sebagai berikut:
Soo
= 0
Berdasarkan
hukum ketiga dapat dilakukan pengukuran dan perhitungan kalor yang diserap
suatu zat murni dari 0°K sampai suhu tertentu. Kerja yang dapat diperoleh dari
jumlah kalor sama dengan banyaknya kalor dikurangi sebagian dari jumlah
tersebut (Petrucci, 1996).
4. ALAT
DAN BAHAN :
4.1 Alat
:
Ø Kalorimeter
Ø Beaker glass
Ø Termometer
Ø Pipet volum
|
Ø Pipet ukur
Ø Gelas ukur
Ø Stopwatch
Ø Alat pemanas (kaki tiga, kawat kassa, spirtus, korek
api)
|
4.2 Bahan
:
Ø Air
Ø Larutan NaOH 0,5 M
Ø Larutan HCl 0,5 M
|
Ø Etanol
Ø CuSO4 0,5 M
Ø Kepingan Zn
|
5. PELAKSANAAN
PERCOBAAN :
.............................................................
6. PEMBAHASAN
DAN DISKUSI
Pada
umumnya reaksi kimia disertai dengan efek panas, pada reaksi eksoterm kalor
dilepaskan. Sedangkan pada rekasi endoterm kalor diserap. Jumlah kalor yang
dilepas berkaitan dengan suatu reaksi bergantung pada jenis reaksi, jumlah zat
yang bereaksi, keadaan fisik zat-zat pereaksi dan hasil reaksi serta bergantung
pada suhu. Secara eksperimental kalor reaksi ditentukan oleh alat kalorimeter.
Tidak
semua reaksi dapat ditentukan kalor reksinya secara kalorimetrik. Penentuan ini
terbatas pada reaksi-reaksi berkesudahan yang berlangsung dengan cepat. Seperti
reaksi pembakaran, reaksi penetralan dan reaksi pelarutan. Kalorimeter
sederhana disusun sedemikian rupa dengan menggunakan isolator (gabus) yang ditempatkan
disekeliling gelas yang menjadi lapisan dalam kalorimeter agar dapat
memperlambat terjadinya pertukaran kalor antara sistem dengan lingkungan.
Pada
percobaan pertama, penentuan tetapan kalorimeter menunujukkan peningkatan suhu
yang terjadi pada saat ditambahkannya air panas. Sebelum ditambahkan suhunya
32˚ C, dan setelah ditambahkan air panas suhu rata-rata pada campuran tersebut
ialah 39,75 ˚C. Percobaan ini terjadi peristiwa eksotermik. Dari data
pengamatan yang diperoleh didapatka nilai K (tetapan kalorimeter) sebesar29,8
J/kg dengan ∆H bertanda negative (-) terjadi karena merupakan rekasi
eksotermik. Rekasi eksotermik adalah perpindahan panas/ kalor dari sistem
kelingkungan.
Percobaan
kedua yaitu penetralan asam (HCl) – basa (NaOH). 10 ml HCl 0,5 M dimasukkan
kedalam kalorimeter, lalu temperaturnya dicatat yaitu sbesar 30˚C. demikian
pula untuk NaOH 0,5 M temperaturnya sebesar 30˚C. kemudian kedua larutan
tersebut dicampur dan diukur temperaturnya setiap 30 s dalam kurun waktu 5
menit. Dari data tersebut menunjukkan kalor (suhu rata-rata) sebesar 32,47˚C.
sehingga dapat diperoleh kalor penetralan yang dihasilkan dalam suatu mol
larutan (∆Hn) sebesar 8059,7 J/mol.
Pada
percobaan ketiga, yaitu menentukan kalor pelarutan etanol dalam air. Etanol memiliki
suhu yang lebih rendah dari pada air. Dalam percobaan kali ini etanol
dicampurkan dengan air, percobaan ini dilakukan dengan perbandingan volume yang
berbeda-beda sebanyak 6 kali percobaan. Berdasarkan data pengamatan didapatkan
bahwa kalor air lebih besar dibandingkan dengan kalor etanol. Hal ini
menunjukkan bahwa nantinya air akan melepas kalor dan etanol yang akan menyerap
kalor agar terjadi keseimbangan kalor berdasar “asaz black”. Jumlah kalor yang
dilepaskan sama dengan jumlah kalor yang diterima. Selain itu, air melepaskan
kalor karena jumlah mol air lebih besar dibandingkan jumlah mol etanol,
sehingga didalam reaksi kimianya etanol selalu meyerap kalor air.
Dalam
percobaan ini dapat pula dilihat hubungan antara perbandingan mol air dan
etanol terhadap suhu dan kalor pelarutnya. Berdasarkan percobaan mol air dan
mol etanol terhadap suhu adalah berbanding lurus.
Percobaan
keempat menentukan kalor reaksi Zn+ CuSO4 . memasukkannya
kedalam kalorimeter dan mencatat suhunya selama 5 menit setiap 30 s.
Berdasarkan
data pengamatan diperoleh bahwa temperatur campurannya semakin meningkat saat
reaksi didalam kalorimeter semakin lama. Ini menunjukkan bahwa terjadi
peristiwa endoterm, karena kalor reksi menyerap kalor lingkungan.
7. KESIMPULAN
a. Pencampuran
dua bahan yang suhunya berbeda akan terjadi persamaan kalor yang dilepas sama
dengan kalor yang diserap dalam kalorimeter. Zat yang melepas kalor adalah zat
yang memiliki mol lebih besar. Penentuan ketetapan kalorimeter merupakan rekasi
eksoterm. Yang termasuk reaksi eksoterm adalah reaksi netralisai, reaksi
pelarutan dan reaksi pembakaran.
b. Reaksi
eksoterm adalah reaksi kimia yang terjadi perpindahan kalor dari sistem ke
lingkungan. Sedangkan endoterm adalah reaksi kimia yang terjadi perpindahan
kalor dari lingkungan ke dalam sistem.
DAFTAR
PUSTAKA
Petrucci, Ralph H.1987. Kimia Dasar
Prinsip dan Terapan Modern Edisi ke-4.Jakarta : Erlangga
Syukri, S.
1999. Kimia Dasar 1.Bandung : ITB Press.