Laporan Termokimia

ABSTRAK

Termokimia mempelajari perubahan panas yang mengikuti reaksi kimia dan perubahan-perubahan fisika (pelarutan, peleburan, dan sebagainya). Satuan tenaga panas biasanya dinyatakan dengan kalori, jaoule atau kilo kalori. Reaksi kimia yang menyangkut pemecahan dan atau pembentukan ikatan kimia selalu berhubungan dengan penyerapan atau pelepasan panas. Reaksi eksotermik adalah suatu reaksi yang melepaskan panas. Jika reaksi berlangsung pada suhu tetap, berdasarkan perjanjian, akan bernilai negative, karena kandungan panas dari system akan menurun. Sebaliknya, pada reaksi endotermik yaitu reaksi yang membutuhkan panas, berdasarkan perjanjian,  akan mempunyai nilai positif. Panas pengenceran adalah banyaknya panas yang dilepaskan atau diserap ketika suatu zat atau larutan diencerkan dalam batas konsentrasi tertentu. Satuan S1 untuk E atau H adalah joule, yaitu satuan energi, tetapi satuan umum yang lain adalah kalori. Umumnya harga E atau H untuk tiap reakton atau produk dinyatakan sebagai joule mo^-1 (j mol^-1) atau kj mol^-1 pada temperatur konstan tertentu, biasanya 298 ^o. Jika  atau positif, reaksi dikatakan “edotermis” dan jika  atau negatif, reaksi disebut “eksostermis”.

Kata Kunci : Perubahan panas, pelepasan panas, eksotermik dan endotermik

BAB I

PENDAHULUAN

1.1       Judul Pratikum         : Termokimia

1.2       Tanggal Pratikum     : 19 Oktober 2015

1.3       Pelaksana Pratikum  : 1.       Aulia Fahri                  (140140002)

                                                  2.       Fitria Fauli                   (140140003)

                                                  3.       Afna Nurhusna           (140140017)

                                                  4.       Nurrahmi Keliat          (140140011)

1.4       Tujuan Pratikum      : Mengamati Perubahan suhu pada reaksi eksoterm dan reaksi endoterm.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1       Pengertian Termokimia

Termokimia adalah bagian dari termodinamika yang mempelajari perubahan perubahan panas yang mengikuti reaksi-reaksi kimia. Banyak panas yang ditimbul atau diperlukan pada reaksi kimia disebut panas reaksi. Pada volume tetap sama dengan perubahan energy dalamnya. Besarnya pada reaksi tergantung pada jenis reaksi. Keadaan fasa-fasa zat dalam reaksi, jumlah zat yang bereaksi dan suhu reaksi.

Termokimia juga bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan kalor atau panas suatu zat yang menyertai suatu reaksi atau proses kimia dan fisika disebut termokimia. Secara operasional termokimia berkaitan dengan pengukuran dan penafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia, perubahan keadaan, dan pembentukan larutan. Fokus bahasa dalam termokimia adalah tentang jumlah kalor yang dapat dihasilkan oleh sejumlah tertentu pereaksi serta cara pengukuran kalor reaksi. Termokimia merupakan penerapan hukum pertama thermodinamika terhadap peristiwa kimia yang membahas tentang kalor yang menyertai reaksi kimia.

Dalam pratikumnya 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 kalor dari suatu proses kiranya dikaji beberapa hal yang berhubungan dengan energy yang dimiliki zat (Underwood, 1999).

2.2              Kalor Reaksi

Perubahan energy dalam reaksi kimia selalu dapat dibuat sebagai panas, sebab itu lebih tepat bila istilahnya disebut panas reaksi. Ada berapa macam je is perubahan pada suatu system. Salah satunya system terbuka, yaitu ketika massa, panas, dan kerja dapat berubah-ubah. Ada juga system tertutup, dimana tidak ada perubahan massa, tetapi hanya panas dan kerja saja. Sementara perubahan diabatis merupakan suatu keadaan dimana system diinstalasi dari lingkungan sehingga tidak ada panas yang dapat mengalir. Kemudian, ada pula perubahan yang terjadi pada temperature tetap, yang dimanakah perubahan isotermik.

Pada perubahan suhu,ditamdai dengan t (t menunjukkan temperature), dihitung dengan cara mengurangi temperature akhir dengan temperature mula-mula.

Dimana persamaan rumusnya :

t = takhir – tmula-mula………………………………………………………….(2.1)

Demikian juga, perubahan energy potensial, dimana persamaan rumusnya adalah :(E.P) akhir – (E.P)mula-mula…………………………………………………..(2.2)

            Kalor reaksi (H) adalah kalor yang diserap (dipermukaan) atau dilepaskan (dihasilkan) dalam reaksi, disebut juga perubahan enthalpy. Pada beberapa reaksi kimia jumlah kalor reaksi tersebut dapat diukur melalui suatu percobaan didalam laboratorium. Pengukuran kalor reaksi tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan alat yang disebut kalorimeter. Kalorimeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang diberikan atau yang diambil dalam suatu proses tetentu. Sebuah thermometer sederhana terdiri dari bejana terisolasi, alat pengaduk, dan thermometer (Oktoby, 2003).

            Kemudian perubahan kalor pada tekanan konstan dapat dirumuskan dalam persamaan rumus sebagai berikut :

H = E + PV……………………………….…………………………………..(2.3)

W = PV…………………………………….…………………………………….(2.4)

E = energi dalam…………………………………………………………………(2.5)

2.3              Sistem Dan Lingkungan

Dalam termokimia ada dua hal yang perlu diketahui yang menyangkut perpindahan energi, yaitu system dan lingkungan. Segala sesuatu yang menjadi pusat perhatian dalam mempelajari perubahan energi disebut system, sedangkan hal-hal yang membatasi system dan dapat mempengaruhi systenm disebut lingkugan. Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan, system dibedakan menjadi tiga macam, yaitu:

1.      Sistem Terbuka

Sistem terbuka adalah suatu sistem yang menyakinkan terjadi perpindahan energy zat (materi) antara lingkungan dengan system. Pertukaran materi artinya ada haisl reaksi yang dapat meninggalkan system (wadah reaksi), misalnya gas, atau ada sesuatu dari lingkunagn yang padat yang dapat memasuki system.

2.      Sistem Tertutup

Suatu system yang antar system dan lingkungan dapat terjadi perpindahan energy, tetapi tidak dapat pertukaran materi disebut system tertutup.

3.      Sistem Terisolasi

Sistem terisolasi merupakan system yang tidak memungkinkan terjadinya perpindahan energy dan materi antara system dengan lingkungan.

           

Energi adalah kapasitas untuk melakukan kerja (w) atau menghasilkan panas (kalor =q). Pertukaran energy antara system dan lingkungan dapat berupa kalor (q) atau bentuk energy lainnya yang secara kolektif kita sebut kerja (w). Energi yang dipindahkan dalam bentuk kerja atau dalam bentuk kalor yang mempengaruhi jumlah total energy yang terdapat dalam system tersebut energy dalam (internal energy). Kerja adalah suatu bentuk pertukaran energy antara system dan lingkungan di luar kalor. Salah satu bentuk kerja tekanan, volume, yaitu kerja yang berkaitan dengan pertambahan atau pengukuran volume system tersebut (Kalskarboni, 2010).

2.4              Enthalpi (H)

Enthalpi (H) adalah jumlah total dari semua bentuk energy. Enthalpi (H) suatu zat ditentukan oleh jumlah energy dan semua bentuk energy yang dimilikin zat yang jumlahnya tidak dapat diukur dan akan tetap konstan selama tidak ada energy yang masuk akan keluar dari zat. Misalnya enthalpy untuk menyatakan kalor reaksi pada tekanan (qp) digunakan besaran yang dapat disebut Enthalpi(H).

Untuk reaksi Kimia :

H = P – Hr……………………………………………………………………...(2.6)

Dimana :

            P = entalpi produk

            Reaksi pada tekanan tetap      : qp = H ( perubahan enralpi)

            Reaksi pada volume tetap       : qw = E ( perubahan energy dalam)

Perubahan kalor atau entalpi yang terjadi selama proses penerimaan atau pelepasan kalor dinyatakan dengan “Perubahan Enthalpi (H)”. Harga entalpi zat sebenarnya tidak dapat ditentukan atau diukur. Tetapi H dapat ditentukan dengan cara ,mengukur jumlah kalor yang diserap system. Misalnya pada perubahan es menjadi air, yaitu 89 kalori / gram. Pada perubahan es menjadi air, H pada keadaan positif, karena entalpi hasil perubahan, entalpi air lebih besar dari pada entalpi es. Pada perubahan kimia selalu terjadi perubahan entalpi, besarnya perubahan entalpi adalah sama besar dengan selisih antar entalpi hasil reaksi dan jumlah entalpi pereaksi.

Entalpi (H) suatu zat ditentukan oleh jumlah energy dan semua bentuk energy yang dimiliki zat yang jumlahnya tidak dapat diukur. Perubahan kalor atau entalpi yang terjadi selama proses penerimaan atau pelepasan kalor yang dinyatakan dengan “Perubahan entalpi (H)”. Berarti termokimia meruaka bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan entalpi yang menyertai suatu proses reaksi. Pada perubahan kimia selalu terjadi perubahan entalpi.

Entalpi dapat dibagi 8 macam pembagiannya, yaitu :

1.      Entalpi pembentukan standar (H⁰f)

2.      Entalpi penguraian standar (H⁰d)

3.      Entalpi pembakaran standar (H⁰c)

4.      Entalpi Pelarutan standar (H⁰s)

5.      Entalpi netralisasi standar

6.      Entalpi penguapan standar

7.      Entalpi peleburan standar

8.      Entalpi sublimasi standar (Michael, 2006).

2.5              Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm

Dalam suatu reaksi kimia, energy yang dilepaskan oleh system dalam bentuk kalor akan diserap oleh lingkungan disebut reaksi eksoterm. Sebaliknya dalam reaksi dimana energy yang diserap oleh system dalam bentuk kalor akan sama dengan energy yang dilepaskan oleh lingkungan disebut reaksi endoterm.

Reaksi eksoterm adalah suatu reaksi yang disertai dengan perpindahan kalor dari system ke lingkungan. Pada reaksi eksoterm pada umumnya suhu naik. Adanya kenaikan suhu ini yang mengakibatkan sistem melepaskan kalor ke lingkungan.

Reaksi endoterm adalah suatu reaksi yang disertai dengan perpindahan kalor dari lingkungan ke system. Dalam hal ini, kalor diserap oleh system ke lingkungannya. Pada reaksi endoterm umumnya ditunjukkan oleh adanya penurunan suhu. Adanya penuruan suhu. Adanya penurunan suhu ke system pada reaksi endoterm (David, 2000).

BAB III

METODOLOGI PRATIKUM

3.1              Alat  dan Bahan

3.1.1    Peralatan yang digunakan

1.      Tabung reaksi              4 buah

2.      Rak tabung                  1 buah

3.      Termometer                 1  buah

4.      Aluminium foil            secukupnya

5.      Bola hisap                   1 buah

3.1.2        Bahan yang digunakan

1.      HCl 1M                       4 ml

2.      H₂SO₄ pekat                1 ml

3.      Logam Zn                   secukupnya

4.      NH₄Cl                         2 gram

5.      Air suling                    4 ml

3.2              Prosedur Kerja

Adapun prosedur kerja yang dilakukan sebagai berikut :

1.      Reaksi Penguraian

Di dua tabung reaksi, masing-masing diisi 2 ml air suling. Diukur suhunya dengan menggunakan termometer dan catat. Dibiarkan thermometer terus tercelup. Thermometer diangkat pada tabung pertama masukkan 2 gram NH₄Cl    dan catat suhunya. Pada tabung kedua teteskan larutan H₂SO₄ pekat melaui dinding tabung sebanyak 1 ml, catat suhunya.

2.      Reaksi pada Ruangan Tertutup dan Terbuka

Disediakan 2 buah tabung reaksi, tabung pertama dilengkapi dengan tutup karet yang berlubang untuk memasukkan thermometer. Dan di tabung kedua dibiarkan terbuak. Isi kedua tabung dengan HCl 1 M masing-masing 2 ml dan masukkan secuil logam Zn kedalam tabung tersebut\. Biarkan semala 5 menit dan catat suhu dari masing-masing larutan diatas dan tabung mana yang suhunya lebih tinggi.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1              Hasil

Tabel 4.1 Hasil Percoban Termokimia

a.       Reaksi Penguraian

No	Tabung	Perubahan suhu (0C)	Perubahan suhu (0C)	Reaksi
		Suhu Awal	Suhu akhir
1	2 ml air suling + 2 gram NH4Cl	180C	240C	Eksoterm
2	2 ml air suling + 1 ml H2SO4	400C	350C	Eksoterm

b.      Reaksi pada Ruangan Tertutup dan Terbuka

No	Tabung	Perubahan suhu (0C)	Perubahan suhu (0C)	Reaksi
		Suhu Awal	Suhu akhir
1	2 ml HCl + lempengan Zn (tabung tertutup)	280C	270C	Endoterm
2	2 ml HCl + lempengan Zn (tabung terbuka)	280C	290C	Endoterm

4.2  Pembahasan

Pada percobaan ini tabung pertama dan tabung kedua sama-sama diisi air suling. Kemudian diukur suhu dengan menggunakan thermometer. Dan suhu awal pada air suling tersebut adalah 18⁰C, kemudian setelah air suling diukur dengan thermometer, lalu dimasukkan 2 gram NH₄Cl pada tabung pertama dan ditunggu atau dibiarkan selama 5 menit. Setelah dibiarkan thermometer tercelup dalam tabung selama 5 menit, didapatlah suhu akhirnya yaitu 24⁰C. Jadi percobaan pertama ini terjadinya reaksi eksoterm, reaksi diamana adanya perpindahan kalor dari system ke lingkungan.

Reaksi yang terjadi pada percobaan tabung pertama adalah :

NH₄Cl + H₂O  NH₄OH + HCl

            Pada tabung kedua yang berisiair suling dan ditambahkan 1 ml H₂SO₄ pekat dan diukur suhu menggunakan thermometer. Dan suhu awal yang didapat adalah  40⁰C, kemudian dibiarkan selama 5 menit. Selanjutnya thermometer diangkat dari tabung dan didapatkan suhu jadinya 35⁰C. jadi, percobaan pada tabung kedua ini terjadinya reaksi endoterm, reaksi dimana adanya perpindahan kalor dari lingkungan ke sisem.

            Reaksi yang terjadi pada percobaan tabung kedua adalah :

H₂SO₄ + H₂O  HSO₄ + H₃O

Pada percobaan tabung terbuka dan tertutup, pada tabung pertama (tertutup) diamasukkan 2 ml HCl + lempengan Zn kedalam tabung dan diukur suhunya menggunakan thermometer, dan suhu awal yang didapat adalah 28⁰C. Kemudian termometer dibiarkan tercelup selama 5 menit, dan selanjutnya thermometer diangkat dari tabung dan didapatlah suhu akhirnya adalah 27⁰C. Jadi, pada percobaan tabun tertutup ini terjadinya reaksi endoterm, reaksi dimana adanya perpindahan kalor dari lingkungan ke system.

Pada tabung kedua (terbuka) dimasukkan 2 ml HCl + lempengan Zn ke dalam tabung dan diukur suhunya menggunakn thermometer, dan suhu awal yang didapat adalah 28⁰C. Kemudian thermometer dibiarkan tercelup selama 5 menit, dan selanjutnya thermometer diangkat dari tabung dan didapatlah suhu akhirnya adalah 29⁰C. Jadi, pada percobaan tabung terbuka ini terjadinya reaksi eksoterm, reaksi dimana adanya perpindahan kalor dari system ke lingkungan.

Reaksi yang terjadi dari percobaan ini adalah :

2HCl + Zn ZnCl₂ + H₂

BAB V

Kesimpulan dan Saran

5.1       Kesimpulan

Berdasarkan hasil dan pembahasan dapat disimpulkan sebagai berikut :

1.      Pada reaksi penguraian, pada tabung pertama 2 ml air suling + 2 gra NH₄Cl didapat suhu awalnya 18⁰C dan suhu akhir yang didapat 24⁰C. Sedangkan pada tabung kedua 2 ml air suling + 1 ml H₂SO₄ pekat didapat suhu awalnya 40⁰C dan suhu akhir yang didapat 35⁰C.

2.      Pada reaksi ruang tertutup dan terbuka, pada tabung tertutup dimasukkan 2 ml HCl + lempengan Zn didapat suhu awalnya 28⁰C dan suhu akhir yang didapat 27⁰C. Sedangkan pada tabung terbuka dimasukkan 2 ml HCl + lempengan Zn didapat suhu awalnya 28⁰C dan suhu akhirnya yang didapat 29⁰C.

3.      Air ditambahkan dengan NH₄Cl akan mengalami reaksi eksoterm. Reaksi terjadi karena adanya perpindahan kalor dari system ke lingkungan.

4.      Air ditambahkan dengan H₂SO₄ pekat akan mengalami reaksi endoterm. Reaksi terjadi karena adanya perpindahan kalor dari lingkungan ke system.

5.      Pada tabung terbuka mengalami reaksi eksoterm. Karena adanya perpindahan kalor dari system ke lingkungan.

6.      Pada tabung tertutup mengalami reaksi endoterm. Karena adanya perpindahan kalor dari lingkungan ke system.

7.      Reaksi yang terjadi pada NH₄Cl + H₂O adalah :

NH₄Cl + H₂O  NH₄OH + HCl

8.      Reaksi yang terjadi pada H₂SO₄ + H₂O adalah :

H₂SO₄ + H₂O  HSO₄ + H₃O

9.      Reaksi yang terjadi pada tabung terbuka dan tertutup adalah :

2HCl + Zn ZnCl₂ + H₂

5.2       Saran

            Pada prcobaan termokimia ini kita diharapkan hasus sangat teliti, karena pada percobaan ini kita harus melihat mana reaksi yang mengalami eksoterm dan endoterm. Kemudian pada saat melihat thermometer kita harus melihat dengan benar, berapa hasil yang kita dapatkan pada tabung reaksi yang telah kita masukkan larutan, agar nanti kita dapat mengetahui pada tabung yang mana yang mengalami reaksi eksoterm dan endoterm.

 DAFTAR PUSTAKA

Day, Underwood. 1999. Analisa Kuantitatif. Edisi VI. Jakarta: Erlangga

Gillis, Oktoby. 2003. Prinsip-Prinsip Kimia Modern. Jakarta: Erlangga

Gresikanti, Kalskarboni. 2010. 1 Jam Jago Kimia. Bogor: PT Niaga

Hervey, David. 2000. Modern Analition Chemistry. New York: MC Grow Hill

Purba, Michael. 2006. Kimia Untuk SMA Kelas XI. Jakarta: Erlangga

LAMPIRAN B

TUGAS DAN PERTANYAAN

1.                  Sebutkan Pembagian dari panas reaksi

2.                  Buatlah definisi dari masing - masing bagian pada no.1

Jawab :

1.        a.  Panas Atomisasi

b.  Panas Penguapan Standar

c.  Panas Peleburan Standar

d.  Panas Pelarutan Integral

e.  Panas Pengenceran Integral

f.   Panas Pelarutan Differensial

g.  Panas Pengenceran Differensil

h.  Panas Hidrasi

i.   Panas Netralisasi

2.        a.  Panas Atomisasi

Panas atomisasi adalah panas yang diperlukan untuk menghasilkan 1 mol zat dalam bentuk gas dari keadaan yang paling stbil pada keadaan standar

b.  Panas Penguapan Standar

Panas penguapan standar adalah panas yang diperlukan untuk menguapkan 1 mol zat cair menjadi uap pada keadaan standar

c.  Panas Peleburan Standar

Panas peleburan standar adalah panas yang diperlukan atau dilepaskan pada proses peleburan

d.  Panas Pelarutan Integral

Panas pelarutan integral adalah panas yang timbul atau diserap pada pelarutan suatu zat dalam suatu pelarut

e.  Panas Pengenceran Larutan

     Paans pengenceran integral adalah panas yang timbul atau diserap jika suatu larutan dengan konsentrasi tertentu diencerkan lebih lanjut dengan menambahkan pelarut

f.  Panas Pelarut Differensil

     Panas pelarut differensial ada;ah panas yang timbul atau diserap jika 1 mol zat terlarut ditambahkan ke dalam sejumlah larutan tanpa mengubah konsentrasi larutan

g.  Panas Pengenceran Differensil

     Panas Pengenceran Differensil adalah panas yang timbul atau diserap jika 1 mol pelarut ditambahkan kedalam sejumlah larutan tanpa mengubah konsentrasi larutan tersebut

h.  Panas Netralisasi

     Panas Netralisasi adalah panas yang diserap atau di lepaskan jika 1 mol ekivalen asam kuat tepat dinetralkan oleh 1 mol ekivalen basa kuat

i.      Panas Hidrasi

Panas Hidrasi adalah panas yang timbul atau diperlukan pada pembentukan hidrat

Lihat Juga Laporan :

• Praktikum Kimia Analisa - Analisa Oksidimetri dan Reduktometri
• Praktikum Kimia Analisa - Analisa Konsentrasi (Analisa Konsentrasi CO2 dalam Larutan)
• Praktikum Kimia Analisa -  Analisa Konsentrasi (Analisa NaCl dan HCl)
• Praktikum Kimia Analisa - Analisa dengan Menggunakan Alat-Alat Instrument
• Praktikum Kimia Analisa - Indikator Asam Basa
• Praktikum Kimia Analisa - Termokimia