PENENTUAN PERUBAHAN ENTALPI

PENENTUAN PERUBAHAN ENTALPI

A.    Tujuan Percobaan:

“ Menentukan perubahan entalpi reaksi “

B.    Teori Dasar

 Reaksi kimia selalu disertai oleh perubahan kalor antara sistem dengan lingkungannya. Dalam reaksi kimia terdapat pula perubahan entalpi / energi yang dapat diukur.

Harga perubahan entalpi (∆H) suatu reaksi dapat ditentukan dengan berbagai cara, antara lain ialah dengan cara kalorimetri, hukum Hess, dan dengan menggunakan perubahan entalpi pembentukan.

Kalorimetri adalah pengukuran secara kuantitatif terhadap panas yang masuk selama proses kimia. Pengukuran ini menggunakan kalorimeter sebagai alat pengukurannya.

Kalorimeter adalah alat yang dipakai untuk mengukur panas / kalor yang dikeluarkan atau diserap oleh sistem dalam suatu reaksi kimia. Jadi, kalor reaksi sama dengan jumlah kalor yang diserap atau yang dilepaskan larutan di dalam gelas. Jumlah kalor yang diserap atau dilepaskan larutan dapat ditentukan dengan mengukur perubahan suhunya Kalorimeter sederhana dapat dibuat dari wadah yang bersifat isolator (tidak menyerap kalor).

Karena kalorimeter dianggap tidak menyerap kalor pada saat reaksi berlangsung, maka kalor yang diserap dan dikeluarkan oleh wadah dianggap tidak ada dan tak diperhitungkan.

Karena energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan (Hk. TermodinamikaI) maka:

         q reaksi      = –q larutan

         q larutan     = m · c · ΔT

Perbedaan entalpi reaksi secara eksperimen dapat ditentukan. Perhitungan yang digunakan menggunakan prinsip Azaz Black yaitu kalor yang diserap sama dengan kalor yang dibebaskan.

C.Alat dan Bahan 

a.   Alat

v Tabung reaksi 1 buah

v Gelas ukur 25 ml 1 buah

v Kalorimeter 1 buah

v Labu volumetrik 250 ml 1 buah

v Termometer

b.   Bahan

v 25 ml NaOH 1M

v 33,3 ml HCL 3M

v 100 ml Aquades

D.Prosedur  Percobaan

1.   HCL 3M diencerkan menjadi HCL 1M dengan mencampurkan 33,3 ml HCL 3M dengan 100 ml Aquades di dalam labu volumetrik

2.   Setelah mendapatkan HCL 1M, masukkan 25 ml HCL 1M kedalam gelas kimia.

3.   Siapkan 25 ml NaOH 1M dalam bejana kalorimeter.

4.   Ukur suhu kedua larutan menggunakan termometer (ambil nilai suhu rata-rata = T₁). Termometer dibersihkan dan dikeringkan sebelum digunakan untuk mengukur suhu larutan lain.

5.   Tuangkan larutan HCL 1M ke dalam bejana kalorimeter yang berisi NaOH, aduk larutan ,kemudian ukur kembali suhu campuran.

6.   Suhu larutan akan naik kemudian tetap dan akhirnya menurun. Catat suhu yang paling tinggi (suhu akhir=T₂)

E.  Hasil Percobaan

Suhu Awal ( T1)	Suhu Akhir (T2)	Perbedaan suhu (Dt)
NaOH 1M       =    27 °C	31°C	4°C
HCL 1M          =    25 °C		6°C
Rata-rata (T1) =     26°C		5°C

F.   Analisis Data

1.   Tentukan kalor reaksi (q) yang dihasilkan dari percobaan diatas ! ( kalor jenis air (c) = 4,2 JK^-1.g^-1 , massa jenis air = 1 g/cm³ , 2 x 50 ml larutan dianggap sama dengan 100 ml air.

2.   Tentukan pula nilai perubahan entalpi (DH) untuk reaksi tersebut! Bagaimana tanda untuk harga DH tersebut ?

3.   Termasuk reaksi endoterm atau ektoderm antara larutan NaOH dan HCL jelaskan!

G.  Kesimpulan

          Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan:

1.    Percampuran antara larutan NaOH dengan larutan HCl akan menyebabkan terjadinya kenaikan suhu. Sehingga reaksi ini dikatakan sebagai reaksi eksoterm.

2.    Reaksi pada percobaan diatas termasuk jenis reaksi ΔH pelarutan standar

3.      Perubahan entalpi reaksi yang di lepaskan atau diserap hanya bergantung kepada keadaan awal dan keadaan akhir. Semakin tinggi temperature reaksi makin cepat laju reaksinya.

4.      Bila terjadi penyerapan energi dalam bentuk kalor, maka yang terjadi pada percobaan / reaksi tersebut ialah penurunan suhu.

5.      Bila terjadi pelepasan energi dalam bentuk kalor, maka yang terjadi pada percobaan / reaksi tersebut ialah kenaikan suhu.

6.      Besar perubahan harga entalpi sama dengan besar perubahan kalor, hanya berbeda tanda (+/-).

REAKSI EKSOTERM DAN ENDOTERM

A.  Tujuan percobaan :

   “ membandingkan reaksi yang melepaskan kalor (eksoterm) dan reaksi yang menyerap kalor (endoterm).”

B.  Dasar teori

          Reaksi eksoterm adalah suatu reaksi yang melepaskan kalor, sedangkan reaksi endoterm adalah reaksi yang menyerap kalor.

Contoh reaksi eksoterm adalah gamping atau kapur tohor, CaO_(s) dimasukan ke dalam air.

CaO_(s) + H₂O_(l) => Ca(OH)_2(aq)

Reaksi di atas eksoterm, berarti sejumlah kalor yang berasal dari sistem lepas ke lingkungan. Kandungan kalor sistem menjadi berkurang.

Contoh reaksi endoterm adalah pelarutan amonium khlorida, NH₄Cl.

NH₄Cl_(s) + H₂O => NH₄Cl_(aq)

Sistem menyerap sejumlah kalor dari lingkungan sekitar, sehingga jika wadah reaksi kita raba, terasa dingin. Hal ini menunjukkan bahwa kalor setelah reaksi lebih besar dibanding sebelum reaksi.

Contoh yang lebih sederhana dari perubahan fisis. Mungkin contoh ini dapat memberikan penjelasan lebih baik tentang terjadinya perpindahan kalor dari lingkungan ke sistem atau sebaliknya. Air mendidih mengandung kalor lebih banyak dibandingkan dengan es. Bila jari disentuhkan ke dalam air mendidih, akan terasa panas. Rasa panas itu disebabkan oleh adanya perpindahan kalor dari air mendidih ke jari (eksoterm). Sebaliknya, jika jari menyentuh es, akan terasa dingin. Rasa dingin itu disebabkan oleh perpindahan kalor dari jari ke es (endoterm).

Apa yang sebenarnya terjadi dapat dinyatakan sebagai berikut: kalor berpindah dari benda yang bersuhu lebih rendah. Perpindahan kalor yang terjadi karena adanya perbedaan suhu. Bila dua benda yang berlainan suhu disentuhkan dan dibiarkan dalam keadaan demikian, lama-kelamaan kedua benda memiliki suhu yang sama. Keadaan itu dinamakan kesetimbangan termal. Jadi pada kesetimbangan termal tidak terjadi lagi perpindahan kalor dari benda satu ke benda lainnya.

Harga ∆H Reaksi Eksoterm dan Endoterm

Pada suatu reaksi yang tergolong eksoterm, terdapat sejumlah kalor yang berpindah dari sistem ke lingkungan. Hal ini menunjukkan bahwa Hp lebih kecil dari Hr. Oleh karena itu ∆H bertanda negatif (-). Sebaliknya pada reaksi endoterm, Hp lebih besar dari Hr, karena ada sejumlah kalor yang diserap oleh sistem dengan demikian, maka pada reaksi endoterm ∆H bertanda positif (+).

C.  Alat dan Bahan

v Alat

a.   Gelas ukur 25 ml 1 buah

b.   Amplas

c.   Sumbat karet

d.   Termometer

e.   Spatula

f.     Tabung reaksi 2 buah

v Bahan

a.   0,5 g Ba(OH)₂

b.   0,5 g NH₄CL

c.   5 ml HCL 3M

d.   1 cm pita Mg

D.  Prosedur Percobaan

1.   Siapkan tabung reaksi , lalu masukkan 1 gram Ba(OH)₂ dan 1 gram NH₄CL.

2.   Aduk campuran kemudian tutup mulut tabung dengan sumbat karet.

3.   Pegang bagian bawah tabung reaksi dan rasakan suhunya.

4.   Diamkan sesaat lalu buka sumbat , cium bau gas yang dihasilkan.

5.   Siapkan tabung reaksi kedua , isi dengan 10 ml HCL 3M kemudian ukur suhunya dengan menggunakan termometer.

6.   Amplas pita Mg hingga lapisan hitam pada pita mengghilang kemudian masukkan pita Mg kedalam tabung reaksi kedua.

7.   Rasakan perubahan suhu yang terjadi dengan memegang tabung reaksi, ukur kembali suhu larutan , dan amati yang terjadi dengan pita magnesium.

E.  Data Pengamatan

No.	Kegiatan	Pengamatan
1.	a. Ba(OH)2 .8H2O + NH4CL	Terasa dingin dan berbau pesing
	b.Gas yang dihasilkan	NH3
2.	a. suhu larutan HCL 3M	26 °C
	b.suhu campuran Mg + HCL	41°C
	c.Kondisi Mg selama reaksi	Larut dan ada gelembung ,lama kelamaan Mg akan habis

F.   Analisis Data

1.   Hal apa yang menunjukan telah terjadi reaksi kimia pada percobaan diatas

Percobaan Pencampuran Ba(OH)₂ . 8H₂O dan NH₄Cl

·        Suhu campuran rendah (dingin)

·        Menghasilkan bau gas sangat menyengat

Percobaan Pencampuran HCl dan Pita Magnesium

·        Terlihat mendidih

·        Pita magnesium melebur

·        Menghasilkan kalor

2.   Manakah yang termasuk reaksi eksoderm dan endoterm ? jelaskan !

·        Pada percobaan pencampuran HCL dan Pita Magnesium, suhu awal HCL adalah 26^oC. Kemudian ke dalam larutan HCL tersebut ditambahkan potongan pita Mg dan suhunya naik menjadi 41^oC.

∆T = 41– 26 = 15^oC

          Karena suhunya naik, artinya campuran tersebut mengalami reaksi eksoterm.

·        Pada percobaan pencampuran Ba(OH)₂.8H₂O dan NH₄CL, terjadi penurunan suhu larutan (sistem) itu terbukti ketika bagian bawah tabung reaksi dipegang dengan tangan (lingkungan) akan terasa dingin dikarenakan larutan (sistem) menyerap panas dari lingkungan( tangan). Reaksi kimia yang seperti ini tergolong reaksi Endoterm

3.   Jika hasil reaksi dibiarkan beberapa jam, bagaimana dengan suhu campuran hasil reaksi ?

          Jika hasil reaksi dibiarkan beberapa jam dan reaksi telah berakhir maka suhu akan kembali ke keadaan normal. Reaksi yang disertai pelepasan atau pembebasan kalor, ketika reaksi selesai maka suhu menurun menjadi normal.  Reaksi disertai pengikatan kalor, ketika reaksi selesai suhu naik menjadi normal.

4.   Bagaimana nilai entalpi sistem jika mengalami reaksi eksoterm dan reaksi endoterm ?

 Pada pencampuran HCl dan Pita Magnesium terjadi reaksi eksoterm, di mana system membebaskan energi. Sebab entalpi produk ( H_P ) lebih kecil daripada entalpi pereaksi      ( H_R ). Oleh karena itu, perubahan entalpinya bertanda negative (-)

Pada reaksi Ba(OH)₂ (s)+ 2NH₄Cl terjadi reaksi endoterm, dimana sistem menyerap energi. Sebab entalpi produk ( Hp) lebih beasr dari pada entalpi pereaksi( Hr). Oleh karena itu perubahan entalpinya bertanda posistive

Reaksi :

Mg + HCl → MgCl₂ + H₂

ΔH = Hp - Hr < 0( bertanda negative )

Ba(OH)₂ (s)+ 2NH₄Cl → BaCl₂ (aq)+ 2NH₄Cl.OH (aq)

ΔH = Hp - Hr > 0 (bertanda positive)

G.  Kesimpulan

Pengertian reaksi eksoterm dan endoterm :

v Reaksi endoterm adalah reaksi yang disertai dengan perpindahan kalor dari lingkungan ke sistem ( kalor diserap oleh sistem dari lingkungannya ); ditandai dengan adanya penurunan suhu lingkungan di sekitar sistem.

v Reaksi eksoterm adalah reaksi yang disertai dengan perpindahan kalor dari sistem ke lingkungan ( kalor dibebaskan oleh sistem ke lingkungannya ); ditandai dengan adanya kenaikan suhu lingkungan di sekitar sistem.

v Reaksi eksoterm pada umumnya berlangsung spontan, sedangkan reaksi endoterm  tidak.

v Pada reaksi endoterm : DH    = Hp – Hr > 0 ( bertanda positif )

v Pada reaksi eksoterm : DH     = Hp – Hr < 0 ( bertanda negatif )

DAFTAR PUSTAKA

Purwadi, Aris. Suyatno, dkk. 2007. Kimia SMA Kelas XI. Jakarta : grasindo

K. Poppy. Devi. Dkk. 2005. Kimia SMA Kelas XI. Surakarta. Phibata

Niko Fani. 2013. Data hasil praktikum eksoterm dan endoterm. Kebumen.

Niko Fani. 2013. Kimia kelas XI. Kebumen.

Michael Purba. 2006. Kimia untuk kelas XI Semester 1. Jakarta. Penerbit Erlangga