LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA KI-2241

PERCOBAAN B-1

TERMOKIMIA

Disusun oleh:

Widya Wigati

10511035

Kelompok 8

Asisten Praktikum:

Kak Agam

Tanggal percobaan : Kamis, 11 April 2013

Tanggal pengumpulan : Kamis, 18 April 2013

LABORATORIUM KIMIA FISIKAPROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMINSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2013

TERMOKIMIA

I. Tujuan Percobaan

Menentukan kapasitas kalorimeter

Menentukan kalor netralisasi dengan kalorimeter.

Menentukan kalor pelarutan dengan kalorimeter.

Menentukan kalor pembentukan kompleks dengan kalorimeter

Menentukan kalor pembentukan endapan dengan kalorimeter.

II. Data Pengamatan

T ruang = 24,5 0C

Data Piknometer

Yang diukur Massa (gram)

Pikno kosong 19,28

Pikno + Air 44,97

Pikno + HCl 45,20

Pikno + NaOH 45,52

Pikno + Al2(SO4)3 45,72

Pikno + NH4OH 44,97

Pikno + CuSO4 45,17

Penentuan kapasitas kalorimeter

Air Dingin Air Panas

t (menit) T (0C) t (menit) T (0C)

1 25 2 44,6

3 25 4 43,9

5 25 6 43,4

Suhu campuran panas – dingin

t (menit) T (0C)

7 34,8

8 35,2

9 35,1

10 35,0

11 34,5

12 34,4

13 34,4

14 34,3

15 34,3

16 34,3

Penentuan kalor penetralan

[HCl] = 0,512 M

[NaOH] = 0,5038 M

NaOH HCl

t (menit) T (0C) t (menit) T (0C)

1 26 2 25,8

3 26 4 25,8

5 26 6 25,8

Suhu campuran NaOH – HCl

t (menit) T (0C)

7 29

8 29

9 29

Penentuan kalor pembentukan kompleks

[NH4OH] = 0,0495 M

[CuSO4] = 0,05 M

NH4OH CuSO4

t (menit) T (0C) t (menit) T (0C)

1 25 2 26

3 25 4 26,1

5 25 6 26,1

Suhu campuran NH4OH – CuSO4

t (menit) T (0C)

7 26,1

8 26,1

9 26,1

Penentuan pembentukan endapan

[NaOH] = 0,5038 M

[Al2(SO4)3] = 0,083 M

NH4OH CuSO4

t (menit) T (0C) t (menit) T (0C)

1 26 2 26,2

3 26 4 26,2

5 26 6 26,2

Suhu campuran NH4OH – CuSO4

t (menit) T (0C)

7 27,5

8 27,5

9 27,5

Penentuan kalor

pelarutan

Massa = 15 gram

Suhu campuran

t (menit) suhu (oC)

0 40,0

1 39,7

2 39,5

3 39,1

4 38,9

5 38,9

6 38,7

7 38,6

8 38,5

9 38,4

10 38,2

11 38,0

12 38,0

13 38,0

III. Pengolahan Data

1) Penentuan volume piknometer

Volume pikno = (W pikno+air )−W pikno kosong

ρ air pada T ruang

= 44,97−19,28

0,9971749

= 25,762 ml

2) Penentuan massa jenis (ρ)

Massa jenis NaOH :

ρ NaOH = (W pikno+NaOH )−W pikno kosong

Volume pikno

= 45,42−19,28

25,762

= 1,018 g/mL

Dengan cara yag sama, diperoleh hasil sebagai berikut :

Zat W piknometer + zat Ρ zat (g/mL)

HCl 45,20 1,006

NaOH 45,52 1,018

Al2(SO4)3 45,72 1,026

NH4OH 44,97 0,997

CuSO4 45,17 1,004

3) Penentuan Cp larutan

Cp H = 20,786 J/mol K

Cp Cl = 21,838 J/mol K

Cp Na = 28,230 J/mol K

Cp Cu = 24,4 J/mol K

Cp Al = 24,2 J/mol K

Cp S = 23,673 J/mol K

Cp N = 29,124 J/mol K

Cp O = 21,911 J/mol K

Cp H2O (l) = 75,3 J/mol K

Cp HCl = Cp H + Cp Cl

= 20,786 + 21,838

= 42,624 J/mol K

Cp NaOH = Cp Na + Cp O + Cp H

= 28,23 + 21,911 + 20,786

= 70,927 J/mol K

Al2(SO4)3 = 2 Cp Al + 3 Cp S + 12 Cp O

= 2 (24,2) + 3 (23,673) + 12 (21,911)

= 382,351 J/mol K

NH4OH = Cp N + 5 Cp H + Cp O

= 29,124 + 5 (20,786) + 21,911

= 154,965 J/mol K

CuSO4 = Cp Cu + Cp S + 4 Cp O

= 24,44 + 23,673 + 4 (21,911)

= 135,757 J/mol K

4) Penentuan kapasitas kalorimeter

6 8 10 12 14 16 1833.633.8

3434.234.434.634.8

3535.235.4

f(x) = − 0.128484848484849 x + 36.1575757575758R² = 0.875282386850511

f(x) = NaN x + NaNR² = 0f(x) = NaN x + NaNR² = 0 Kurva Kapasitas Kalor Kalorimeter

Air DinginLinear (Air Dingin)Air panasLinear (Air panas)CampuranLinear (Campuran)

t (menit)

T (C

)

y = mx + c

x = T pencampuran

ypanas = -0,3 x + 45,16 Tpanas = ypanas (x=7) = 43,06 oC

ydingin = 25 Tdingin= 25 oC

ycamp. = -0,128 x + 36,15 Tcamp = ycamp (x=7) = 35,254 oC

Mencari jumlah mol air panas dan air dingin

nairpanas = ρair panas x VMr

=0.99104

gmL

x 200 mL

18 g /mol=11,011mol

nairdingin = ρair dingin xVMr

=0.9940015

gmL

x 200 mL

18 g/mol=11.044 mol

Mencari kapasitas calorimeter :

Q serap = Q lepas

npanas x Cppanas x (Tpanas – Tcampuran) = ndingin x Cpdingin x (Tcamp – Tdingin) + Cp K (Tcamp

– T dingin)

11,011 x 75,3 x (43,06 – 35,254)= 11,044 x 75,3 x (35,083 – 25) + Cp K

(35,083 – 25)

6472,175 = 8385,155 + Cp K (10,083)

-189,723 J/K = Cp K

5. Penentuan kalor netralisasi

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1024

25

26

27

28

29

30

kurva kalor penetralan

[NaOH][HCl]campuran

waktu (menit)

suhu

(oC)

Dapat dilihat dari kurva yang di dapat bahwa pada tiap-tiap zat atau campuran yang diamati, tidak ada kenaikan suhu per menit nya. Oleh karena itu di dapat data sebagai berikut :

T NaOH = 26 oC

T HCl = 25,8 oC

T campuran = 29 oC

Menentukan suhu efektif

T eff=(CpHCl .T HCl )+(CpNaOH . T NaOH )+(Cpk . T ruang)

CpHCl+CpNaOH +Cpk

¿(42,624 x 25,8 )+(70,927 x26 )+(−189,723 x 24,5)

42,624+70,927−189,723¿22,37℃

Mencari jumlah mol HCl dan NaOH

nHCl = ρHCl x VMr

=1,006

gmL

x200 mL

36.45 g/mol=5,519 mol

nNaOH = ρNaOH xVMr

=1,018

gmL

x 200 mL

40 g/mol=5.09mol

Menentukan kalor netralisasi

Q = ((nHCl.CpHCl)+(nNaOH.CpNaOH)+Cpk)(Tc-Teff)

= ((5,519 x 42,624¿+(5.09 x70,927 )+−189,723¿(29−22,37)

= 2695,3 J

Menentukan perubahan entalpi netralisasi

HCl + NaOH NaCl + H2O

nNaCl = nNaOH = 5.09 mol

∆ H= −QnNaCl

=−2695,3 J5.09 mol

=−529,53 J /mol

6. Penentuan kalor pembentukan kompleks

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1024.424.624.8

2525.225.425.625.8

2626.2

f(x) = 0.0250000000000004 x + 25.9666666666667

kurva kalor pembentukan kompleks

NH4OHCuSO4Linear (CuSO4)campuran

waktu (menit)

suhu

(oC)

Dapat dilihat pada kurva diatas bahwa yang menunjukan adanya perubahan terhadap waktu adalah larutan CuSO4, sedangkan untuk larutan NH4OH dan campuran larutan tidak menunjukan adanya peningkatan suhu permenitnya, sehingga di dapat data sebagai berikut :Untuk CuSO4 :y = mx + cx = T pencampuran yCuSO4 = 0,025x + 25,967 T CuSO4 = y CuSO4 (x=7) = 26,142 oCyNH4OH = 25 oCycamp. = 26,1 oC

Menentukan suhu efektif dalam kalorimeter

T eff=(CpNH 4 OH .T NH 4 OH )+(CpCuSO4 . TCuSO 4 )+(Cpk . Truang)

CpNH 4 OH+CpCuSO 4+Cpk

¿(154,965x 25 )+(135,757 x26,142 )+(−189,723 x24,5)

154,965+135,757+−189,723¿ 27,47 oC

Menentukan jumlah mol NH4OH dan CuSO4

nNH4OH = ρNH 4 OH x V

Mr=0,997 x 200

35=5.697 mol

nCuSO4 = ρCuSO4 xV

Mr=1.004 x 200

159.611=1.258 mol

Kalor reaksi pembentukan kompleks ( Q) :

Q = ((nNH4OH x CpNH4OH) + (n CuSO4 x Cp CuSO4) + Cpk) x (Tc – Teff)

= ((5.697 x154,965¿+ (1.258 x 135,757 )+−189,723¿ x (26,1−27,47)

= -1183,5 J

Menentukan ∆H pembentukan kompleks :

NH4OH + CuSO4 [Cu(NH3)]2+

∆H = −Q

n kompleks=

−(−1183,5 )1.258

=940,80 J /mol

7. Penentuan Kalor Pembentukan Endapan

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1025

25.5

26

26.5

27

27.5

28

Kurva Kalor Pembentukan Endapan

NaOHAl2(SO4)3Campuran NaOH - Al2(SO4)3

t (menit)

Suhu

(⁰C

)

y= 26

y= 26,2

y= 27,5

y = mx + cx = T pencampuran

yAl2(SO4)3 = 26,2 TAl2(SO4)3 = 26,2 oCy NaOH = 26 T NaOH = 26 oCycamp. = 27,5 Tcamp = 27,5 oC

Menentukan suhu efektif dalam kalorimeter

T eff=(CpAl 2(SO 4)3 .T Al 2(SO 4 )3 )+ (CpNaOH . T NaOH )+(Cpk . T ruang)

CpAl 2 (SO 4)3+CpNaOH+Cpk

¿(382,351 x 26,2 )+ (70,927 x26 )+(−189,723 x24,5)

382,351+70,927±189,723¿27,37℃

Menentukan jumlah mol Al2(SO4)3 dan NaOH

n Al2(SO4)3 = ρAl 2(SO 4 )3 xV

Mr=1,0328 x200

342=0.604 mol

nNaOH = ρNaOH xV

Mr=1,0250 x200

40=5.125 mol

Kalor reaksi pembentukan endapan ( Q) :

Q = ((nAl2(SO4)3 x Cp Al2(SO4)3) + (n NaOH x Cp NaOH) + Cpk) x (Tc – Teff)

= ((0.604 x 382,351¿+(5.125 x70,927 )+(−189,723)¿ x (24.5−27,37)

= -2250,55 J

Menentukan ∆H pembentukan endapan :

∆H = −Q

n endapan Al (OH ) 3= −(−2250,55)

0.604=3726,077 J /mol

8. Penentuan K alor P elarutan

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1437

37.5

38

38.5

39

39.5

40

40.5

f(x) = − 0.15010989010989 x + 39.7257142857143R² = 0.950185866033874

Kurva Kalor Pelarutan

Suhu Campuran Na2CO3 - Air

Linear (Suhu Campuran Na2CO3 - Air)

t (menit)

Suhu

(⁰C

)

y = mx + cx = T pencampuran

Tair panas = 40 oCycamp. = -0,1501x + 39,726 Tcamp = ycamp (x=7) = 38,6753 oC

Menentukan suhu efektif

T eff=(Cpap .T ap )+(Cpk .T ruang )

Cpap+Cpk=

(75,3 x 40 )+(−189,723 x24,5 )75,3+−189,723

¿14,29969℃Mencari jumlah mol H2O

nH2O = ρH 2 O (t=40℃) xV

Mr=

0 .9922204g

mLx 200 mL

18 g /mol=11.025 mol

Menentukan kalor pelarutan

Q = ((nap.Cpap)+Cpk)(Tc-Teff)

= ((11.025 x 75,3¿+(−189,723)¿(38,6753−14,29969)

= 15611,59 J

Menentukan perubahan entalpi pelarutan

∆ H= −QnH 2 O

=−15611,59J11.025mol

=−1416,017 J /mol

IV. Pembahasan

V. Kesimpulan

- Kapasitas kalor kalorimeter adalah -189,723 J/K

- Nilai kalor netralisasi dengan kalorimeter adalah −529,53 J /mol

Nilai kalor pembentukan kompleks adalah940,80 J /mol

- Nilai kalor pembentukan endapan adalah 3726,077 J /mol

- Nilai kalor pelarutan adalah −1416,017 J /mol

VI. Daftar pustaka

o Atkins, P.W. ‘Physical Chemistry’, 8th ed., Mc Graw-Hill, New York, hal

47-63

o G,W, Castellan, Physical Chemistry, edisi kedua, Addison Wesley,

Massachussets, 1971, hal, 347-350,

LAMPIRAN IJawaban Pertanyaan

1. Mengapa koreksi suhu akhir dengan ekstrapolasi ke saat pencampuran hanya dapat di lakukan pada reaksi yang cukup cepat ?Koreksi suhu akhir dengan ekstrapolasi saat pencampuran hanya dapat dilakukan pada reaksi yang cukup cepat karena hasil yang diperoleh akan lebih akurat dalam keadaan ini. Pada keadaan ini, suhu yang diamati tidak akan jauh berbeda dengan suhu yang diukur. Jika dilakukan penambahan yang lambat, maka suhu yang terukur akan memiliki perbedaan yang besar dengan suhu yang diamati.

2. Nilai air kalorimeter bergantung terhadap volume yang dipakai. Hal ini dapat dijelaskan dengan prinsip Asas Black

Qlepas = Qterima

m1.c1.ΔT + Cpk.ΔT = m2.c2.ΔTρ1.V1. c1.(Ta-T1) + Cpk. (Ta-T1) = ρ2.V2.c2.(T2-Ta)

Dari persamaan tersebut, terbukti bahwa nilai air kalorimeter sangat bergantung terhadap volume.

3. Efek konsentrasi asam terhadap harga kalor penetralan asam lemah yaitu semakin lemah suatu asam, maka harga kalor penetralan juga akan semakin kecil. Entalpi penetralan adalah kalor yang dihasilkan pada penetralan 1 mol suatu asam atau basa. Jika asam semakin lemah, maka akan semakin sedikit H+ yang terbentuk dan produk hasil penetralan akan memiliki jumlah yang juga lebih sedikit sehingga nilai kalor penetralan juga semakin kecil.

LAMPIRAN IIData Massa Jenis Air pada Berbagai Suhu

Data Cp Air

Data Cp Unsur