Penentuan Entalpi Pembakaran Dengan Menggunakan Bom Kalorimeter

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

Penentuan Entalpi Pembakaran Dengan Menggunakan Bom Kalorimeter

BAB I PENDAHULUAN 1.1         Latar Belakang Secara umum untuk mendeteksi adanya kalor yang dimiliki oleh suatu benda yaitu dengan m...