BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Secara
umum untuk mendeteksi adanya kalor yang dimiliki oleh suatu benda yaitu dengan mengukur
suhu benda tersebut. Jika suhunya tinggi, maka kalor yang dikandung oleh benda
sangat besar, begitu juga sebaliknya jika suhunya rendah maka kalor yang
dikandung sedikit. Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kalor
atau energi panas. Pertukaran energi kalor merupakan dasar teknik yang dikenal
dengan nama kalorimetri, yang merupakan pengukuran kuantitatif dari pertukaran
kalor (Pudjaatmaka, 2001).
Kalorimetri
adalah pengukuran kalor yang menggunakan alat kalorimeter. Kalorimeter ada dua
jenis yaitu kalorimeter bom dan kalorimeter sederhana. Bom
kalorimeter khusus digunakan untuk menentukan kalor dari reaksi-reaksi
pembakaran. Reaksi pembakaran yang terjadi dalam bom akan menghasilkan kalor
dan diserap oleh air dan bom, oleh karena itu tidak ada kalor yang akan
terbuang ke lingkungan.
Oleh karena itu dilakukan percobaan tentang tetapan kalorimetri agar dapat
mempelajari tentang kalor atau pengukuran energi panas serta mengetahui
sifat-sifat dari kalorimeter (Achmadi, 1987).
1.2 Tujuan
Percobaan
Tujuan dari percobaan ini adalah untuk menentukan
entalpi pembakaran suatu sampel dengan menggunakan bom kalorimeter.
BAB II
TINJAUAN
KEPUSTAKAAN
Panas yang timbul atau diserap pada suatu reaksi
panas itu tidak bergantung pada hasil akan tetapi bagaimana reaksi tersebut
berlangsung dari awal sampai akhir. Berdasarkan hukum Hess tersebut maka dapat
dicari panas reaksi bagi suatu reaksi-reaksi yang sukar dilakukan. Panas
pembentukan adalah panas reaksi pada pembentukan satu mol suatu zat dari
unsur-unsurnya, jika aktivitas pereaksinya satu, hal ini disebut dengan panas
pembentukan standar. Untuk zat cair, gas dan padat keadaan standarnya adalah
keadaan pada satu atmosfer. Panas pembakaran adalah panas yang timbul pada
pembakaran satu mol suatu zat, biasanya panas pembakaran ditentukan secara eksperimen
pada V tetap dalam bom kalorimeter. Dari panas pembakaran, dapat diperoleh
panas pembentukan senyawa-senyawa organik. Panas pembakaran mempunyai arti
penting pada bahan-bahan bakar sebab nilai suatu bahan bakar ditentukan oleh
besarnya panas pembakaran zat yang bersangkutan (Sugiyarto, 1997).
Kalor
adalah energi yang menyebabkan suatu zat memiliki suhu. Jika zat menerima
kalor, maka zat itu akan mengalami suhu hingga tingkat tertentu sehingga zat
tersebut akan mengalami perubahan wujud, seperti perubahan wujud dari padat
menjadi cair. Sebaliknya jika suatu zat mengalami perubahan wujud dari cair
menjadi padat maka zat tersebut akan melepaskan sejumlah kalor. Dalam Sistem
Internasional (SI) satuan untuk kalor dinyatakan dalam satuan kalori (kal),
kilokalori (kkal), atau joule (J) dan kilojoule (kj).
1
kilokalori= 1000 kalori
1
kilojoule= 1000 joule
1
kalori = 4,18 joule
1
kalori adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk memanaskan 1 gram air
sehingga suhunya naik sebesar 1oC atau 1K. jumlah kalor yang
diperlukan untuk menaikkan suhu 1oC atau 1K dari 1 gram zat disebut
kalor jenis Q= m.c.ΔT, satuan untuk kalor jenis adalah joule pergram perderajat
Celcius (Jg-1oC-1) atau joule pergram per Kelvin (Jg-1oK-1)
(Pudjaatmaka, 2001).
Kalorimeter
adalah jenis zat dalam pengukuran panas dari reaksi kimia atau perubahan fisik.
Kalorimetri termasuk penggunaan kalorimeter. Kata kalormetri berasal dari
bahasa latin yaitu calor, yang
berarti panas. Kalorimetri tidak langsung menghitung panas pada makhluk hidup
yang memproduksi karbon dioksida dan buangan nitrogen (ammonia, untuk organisme
perairan, urea, untuk organisme darat) atau konsumsi oksigen. Lavoisier (1780)
menyatakan bahwa produksi panas dapat diperkirakan dari konsumsi oksigen dengan
menggunakan regresi acak. Hal ini membenarkan teori energi dinamik. Pengeluaran
panas oleh makhluk hidup ditempatkan di dalam kalorimeter untuk dilakukan
langsung, di mana makhluk hidup ditempatkan didalam kalorimeter untuk dilakukan
pengukuran. Jika benda atau sistem diisolasi dari alam, maka temperatur harus
tetap konstan. Jika energi masuk atau keluar, temperatur akan berubah.
Bersamaan dengan kapasitas dengan kapasitas panasnya, untuk menghitung
perpindahan panas (Achmadi, 1987).
Perpindahan kalor pada volume tetap bom kalorimeter
yang bereaksi dalam sebuah bejana kecil yang tertutup dan bejana di tempatkan
dalam sebuah kalorimeter. Pada waktu molekul-molekul bereaksi secara kimia,
kalor akan dilepas atau diambil dengan perubahan suhu pada fluida kalorimeter diukur.
Karena bejana ditutup rapat, volumenya tetap dan tak ada kerja pada tekanan
volume yang dilakukan. Oleh karena itu, perubahan energi internal sama dengan
besarnya kalor yang diserap oleh reaksi kimia pada volume tetap. Percobaan pada
volume konstan ini sering kurang menguntungkan atau sulit untuk dilakukan.
Percobaaan tersebut memerlukan penggunaaan bejana reaksi yang dirancang dengan
baik sehingga dapat tahan terhadap perubahan pada tekanan yang besar dan
terjadi pada beberapa atau banyak reaksi kimia (Pudjaatmaka, 2001).
Pengukuran kalorimetri suatu reaksi dilakukan dengan
menggunakan alat yang disebut kalorimeter. Ada beberapa jenis kalorimeter
seperti: kalorimeter termos, kalorimeter bom, kalorimeter thienman, dan
lain-lain. Kalorimeter yang lebih sederhana dapat dibuat dari sebuah bejana
plastik yang ditutup rapat sehingga bejana ini merupakan sistem yang terisolasi.
Pengukuran kalor reaksi, setara
kalor reaksi pembakaran dapat dilakukan dengan menggunakan kalorimeter pada
tekanan tetap yaitu dengan kalorimeter sederhana yang dibuat dan gelas
stirofoam. Kalorimeter ini biasanya dipakai untuk mengukur kalor reaksi yang
reaksinya berlangsung dalam fase larutan (misalnya reaksi netralisasi
asam-basa, pelarutan dan pengendapan). Cara kerjanya ialah sebelum zat-zat
pereaksi direaksikan didalam kalorimeter, terlebih dahulu suhunya diukur, dan
usahakan agar masing-masing pereaksi ini memiliki suhu yang sama. Setelah
suhunya diukur kedua larutan tersebut dimasukkan ke dalam kalorimeter sambil
diaduk agar zat-zat bereaksi dengan baik, kemudian suhu akhir diukur. Jika
reaksi dalam kalorimeter berlangsung secara eksoterm maka kalor yang timbul
akan dibebaskan kedalam larutan itu sehingga suhu larutan akan naik, dan jika
reaksi dalam kalorimeter berlangsung secara endoterm maka reaksi itu akan
menyerap kalor dari larutan itu sendiri, sehingga suhu larutan akan turun.
Besarnya kalor yang diserap atau dibebaskan reaksi itu adalah sebanding dengan
perubahan suhu dan massa larutan jadi,
Qreaksi=
mlarutan. Clarutan. ΔT (Achmadi, 1987).
Kalorimetri yang lebih teliti adalah yang lebih terisolasi serta
memperhitungkan kalor yang diserap oleh perangkat kalorimeter (wadah, pengaduk,
termometer). Jumlah kalor yang diserap atau dibebaskan kalorimeter dapat
ditentukan jika kapasiatas kalor dari kalorimeter diketahui. Dalam hal ini
jumlah kalor yang dibebaskan atau diserap
oleh reaksi sama dengan jumlah kalor yang diserap atau dibebaskan oleh
kalorimeter ditambah dengan jumlah kalor yang diserap atau dibebaskan oleh
larutan di dalam kalorimeter. Oleh karena energi tidak dapat dimusnahkan atau
diciptakan, maka
Qreaksi= (-Qkalorimeter- Qlarutan)
(Syukri, 1999).
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Alat dan Bahan
Alat yang digunakan pada percobaan ini adalah bom kalorimeter,
peralatan gelas, alat pembuatan tablet dan kawat pembakar (platina).
Bahan yang
digunakan adalah asam benzoat, sampel yang dianalisa, larutan Na2CO3
0,0725 N, larutan indikator metil merah, akuades dan gas oksigen.
3.4 Cara Kerja
Satu tablet asam benzoat diambil dan ditimbang dengan
teliti. Tablet tersebut diletakkan dalam cawan dan pasang kawat pembakar
diantara kedua elektroda, kawat ini harus tepat menyentuh permukaan asam
benzoat dan tidak boleh menyentuh kawat dengan panjang kawat 10 cm. Air sebanyak
10 mL dimasukkan terlebih dahulu kedalam bom sebelum ditutup. Gas oksigen
perlahan-lahan dimasukkan kedalam bom sampai manometer menunjukkan 30 atm. Air dimasukkan
kedalam ember bom kalorimeter. Kalorimeter dibiarkan berjalan 5 menit,
sementara pengatur otomatik mengatur suhu air dalam ember. Arus listrik dijalankan
untuk membakar cuplikan. Suhu air dicatat dalam ember 6 menit setelah
pembakaran dimulai, suhu dicatat tiap menit hingga tercapai harga maksimum yang
konstan paling sedikit 2 menit. Kalorimeter dibuka, dikeluarkan bom dari dalam
ember dan sebelum membuka bom, dikeluarkan terlebih dahulu gas-gas hasil
reaksi. Hasil dari bom dicuci dengan menggunakan botol semprot dan ditampung
hasil cucian ini dalam erlenmeyer. Hasil cucian tersebut dititrasi dengan
larutan Na2CO3 0,0725 N (indikator metil merah). Kawat
pembakar yang tidak terbakar dilepaskan dari elektroda dan diukur panjangnya.
Ditentukan panjang kawat yang habis terbakar. Dihitung kapasitas kalor
kalorimeter.
BAB IV
DATA
HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Hasil
Pengamatan
Tabel 4.1 Data Hasil Pengamatan
|
Reaksi
|
Pengamatan
|
|||
|
Asam benzoat didalam bom kalorimeter
Dialiri
listrik
|
Suhu awal = 31 OC
Suhu akhir = 31,2 OC
Asam
benzoat menjadi kecoklatan
|
4.2 Pembahasan
Kalorimeter adalah pengukuran
kuantitas perubahan panas dengan menggunakan alat kalorimeter. Prinsip dari
kalorimeter adalah memanfaatkan perubahan fase dari sifat fisik suatu zat untuk
membandingkan kapasitas penentuan kalor dari zat-zat yang berbeda pengukuran
kalor jenis dengan calorimeter didasarkan atasazas black yang dikemukaan oleh
Joseph Black, dimana banyaknya kalor yang dilepas benda yang lebih panas sama
dengan banyaknya kalor yang diterima benda yang lebih dingin. Suatu benda akan
melepaskan kalor untuk menaikkan suhunya sebesar ∆T juga.
Kalorimeter memiliki dua jenis alat
yaitu bom calorimeter dan calorimeter sederhana. Bom kalorimeter merupakan alat
yang digunakan khusus untuk menentukan kalor dan reaksi-reaksi pembakaran,
sedangkan kalorimeter sederhana mengukur kalor reaksi yang reaksinya berlangsung
dalam fase larutan. Percobaan yang dilakukan disini menggunakan kalorimeter
bom.
Bom kalorimeter terdiri dari atas
sebuah bom yang merupakan tempat berlangsungnya reaksi pembakaran dan terbuat
dari stainless stell, serta sejumlah air yang dibatasi dengan wadah yang kedap
panas. Didalam bom diisi dengan gas oksigen pada tekanan tinggi. Rekasi
pembakaran yang terjadi didalam bom menghasilkan kalor yang akan diserap oleh
air dan bom. Bom calorimeter bekerja secara adiabatis, yaitu tidak adanya
energi yang dilepas atau pun yang diterima dari luar kedalam sistem atau sistem
tersekat.
Percobaan yang dilakukan, sampel
yang digunakan adalah asam benzoat yang diletakkan didalam bom kalorimeter dan
dihubungkan benang dengan menggunakan kawat platina. Kawat platinum berfungsi
untuk menjalankan arus listrik ke benang dan asam benzoat sehingga terjadi
pembakaran. Kemudina dimasukkan gas oksigen 30 atm ke dalam bom kalorimeter dan
diletakkan ke dalam ember yang sudah berisi air. Suhu awal air yang diperoleh
310C sebelum pambakaran dilakukan. Bom kalorimeter dijalankan dengan
menghubungkannya ke arus listrik agar terjadi pembakaran di dalamnya. Proses
ini dilakukan secara adiabatic. Jumlah kalor yang diserap oleh air dapat
dihitung dengan rumus : Qair = M x Cp x ∆T, sedangkan
kalor yang diserap oleh bom dihitung dengan rumus : Qbom = Cbom
x ∆T. Hasil yang diperoleh dari percobaan adalah suhu akhir setelah beberapa
menit hanya berubah menjadi 31,20C, hal ini membuktikan bahwa
calorimeter dapat menjaga suhu dan tidak ada pengaruh dari lingkungan.
Pembakaran
dalam kalorimeter dapat diamati dengan terjadinya perubahan sampel didalam alat
bom kalorimeter. Benang yang dihubungkan dengan kawat platinum terputus ketika
dialirkan arus listrik. Hal ini membuktikan bahwa adanya arus yang mengalir dan
asam benzoat mengalami pembakaran ditandai dengan perubahan warna berubah
menjadi kecoklatan. Jadi, berdasarkan hasil percobaan diketahui bahwa sifat
dari bom kalorimeter yaitu menjaga suhu suatu zat dan tidak terpengaruhi oleh
lingkungan dan prosesnya berlangsung secara adiabatis, serta didasari pada azas
black yaitu kalor yang diterima oleh kalorimeter sama dengan kalor yang
diberikan oleh zat yang akan ditentukan kalor jenisnya.
BAB V
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil pengamatan yang dilakukan maka dapat
disimpulkan bahwa:
1.
Kalorimeter
berfungsi dalam pengukuran kalor reaksi yang berlangsung
secara kuantitatif.
2.
Proses
bom kalorimeter berlangsung secara adiabatis (tersekat).
3.
Persekatan
ditandai denganterputusnya benang dan perubahan warna pada sampel.
4.
Kalorimeter
didasarkan atas azaz black, yaitu Qmasuk sama dengan Qkeluar.
5.
Jumlah kalor yang didapatkan
adalah 62,2 oC.
DAFTAR
PUSTAKA
Achmadi,
Suminar. 1987. Kimia Dasar Prinsip dan
Terapan Modern Jilid 2 Edisi 4. Terjemahan dari
Basic Chemistry Principles And Modern Application. oleh Petrucci. Erlangga, Jakarta.
Pudjaatmaka. 2001. Prinsip-Prinsip Kimia Modern Jilid I. Terjemahan dari
Principles Of Modern Chemistry, oleh Oxtoby. Erlangga,
Jakarta.
Sugiyanto. 1997. Kimia Fisika. PT Rhineka Cipta, Jakarta.
Syukri, S. 1999. Kimia Dasar 1. ITB, Bandung.
No comments:
Post a Comment