Laporan Praktikum Kimia Fisik A1 Termokimia

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIK KI-2142 PRAKTIKUM A-1 TERMOKIMIA

Nama

: Catia Julie Aulia

NIM

: 13714035

Kelompok

: II

Shift

: Rabu Siang Minggu ke-2

Tanggal Percobaan

: 18 November 2015

Tanggal Laporan : 25 November 2015 Asisten

: Nurul Fajriah (20515042)

LABORATORIUM KIMIA FISIK PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2015 I.

JUDUL PERCOBAAN

A-1 TERMOKIMIA

II.

TUJUAN PERCOBAAN 1. Menentukan kalor pembakaran naftalena dan asam benzoat dengan Parr Adiabatik Kalorimeter Bom. 2. Menentukan kapasitas kalor kalorimeter.

III.

PRINSIP PERCOBAAN Termokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energi panas dan energi kimia, sedangkan energi kimia didefinisikan sebagai energi yang dikandung oleh setiap unsur atau senyawa dalam percobaan ini. perubahan kalor yang diamati dilakukan pada tekanan konstan, dan sistem yang diamati menyangkut cair-padat. Kalorimeter bom adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran sempurna (dalam O2 berlebih) suatu senyawa, bahkan makanan dan bahan bakar. Kalorimeter bom bekerja secara adiabatik. Kalor yang dilepaskan pada proses pembakaran di dalam kalorimeter bom akan menaikkan suhu kalorimeter dan dapat dijadikan sebagai dasar penentuan kalor pembakaran menggunakan diagram berikut :

Pereaksi pada suhu T

Hasil reaksi pada suhu T’

Hasil reaksi pada suhu T Berdasarkan diagram diatas, yang harus ditentukan ialah Ur, yaitu perubahan energi dalam bagi proses dengan pereaksi dan hasil reaksi berada pada suhu yang sama. Berdasarkan Hukum Hess : Uk = UT + U’ = UT + C (T’ – T) Dengan C adalah kapasitas kalor kalorimeter (ember + air + bom). Karena proses berlangsung secara adiabatik, Uk = 0, maka UT = (T’ - T). Perubahan energi dalam dapat dihitung dengan mengukur kenaikan suhu dan kapasitas kalor C. Kapasitas kalor ditentukan dari pembakaran sejumlah zat yang telah diketahui kalor pembakarannya, misalnya asam benzoat. Namun, pada penentuan

ini perlu dilakukan koreksi karena terbentuk asam nitrat dan ada kalor yang dilepaskan oleh pembakar kawat pemanas. Jika zat yang dibakar juga mengandung belerang, sehingga diperlukan koreksi tambahan terhadap kalor pembentukan asam sulfat. Jika U1 = koreksi terhadap kalor pembentukan asam nitrat, dan U 2 = koreksi terhadap kalor pembakaran kawat pemanas, maka persamaannya menjadi : UT + U1 + U2 = - C (T’ – T) Jika dalam percobaan m gram zat terbakar dan menimbulkan kenaikan suhu sebesar T, maka kalor pembakaran zat ini dapat dihitung dengan ungkapan :

UT=

−C T −U 1 −U 2 m

Hasil pengukuran dapat juga dinyatakan sebagai perubahan entalpi HT, melalui ungkapan : HT = UT + (nRT)

IV.

DATA PENGAMATAN Truang : 25,59o C Massa C7H6O2 : 0,95 gram Massa C10H8 : 1,00 gram Tabel 1. Suhu Asam Benzoat tiap menit

Waktu (menit) 0 1 2 3 4 5 6 7

Suhu (oC) 25,59 27,15 27,89 28,08 28,13 28,15 28,15 28,15

Tabel 2. Suhu Naftalena tiap menit

Waktu (menit) 0 1 2 3 4 5 6

Suhu (oC) 25,22 28,35 29,13 29,29 29,32 29,33 29,33

Tabel 3. Volume Titrasi dan Panjang Kawat masing-masing zat

Volume Titrasi (mL) Io (cm) It (cm)

Asam Benzoat

Naftalena

6,3

8,4

12 5,25

12 7,1

V.

PENGOLAHAN DATA 1. Penentuan Kapasitas Kalor Kalorimeter Bom a. Penentuan Perubahan Suhu T = Tt – T0 T = 28,15 – 25,59 T = 2,56 oC

b. Faktor Koreksi Asam Nitrat (U1) U1 = Volume Titrasi Asam Benzoat × (-1) U1 = 6,3 × -1 U1 = -6,3 kal

c. Faktor Koreksi Pembakaran Kawat (U2) kal U2 = ∆l × (-2,3) cm U2 = (12 – 5,25) × (-2,3) U2 = -15,52 kal

d. Kapasitas Kalor Kalorimeter Bom −U (¿ ¿ t x masambenzoat )−(U 1 +U 2 ) T C=¿ −6318 x 0,95 −(¿)−( (−6,3 )+ (−15,52 ) ) ¿ ¿ C=¿ C=2336,04 kal /oC

2. Penentuan UT Naftalena

a. Penentuan Perubahan Suhu ∆T = Tt – To

kal mL

∆T = 29,33 – 25,22 T = 4,11o C

b. Faktor Koreksi Asam Nitrat (U1)

U1 = Volume Titrasi Naftalena × (-1)

kal mL

U1 = 8,4 × -1 U1 = -8,4 kal

c. Faktor Koreksi Pembakaran Kawat (U2) kal U2 = ∆l × (-2,3) cm U2 = (12 – 7,1) × (-2,3) U2 = -11,27 kal

d. Penentuan UT Naftalena UT=

(−( C x ∆T )−( U 1+U 2 ) ) Massa Naftalena

−11,27 −8,4+(¿) ¿ −( 2336,04 x 4,11 )−¿ ¿ U T =¿ U T =−9620,79 kal/gram U T =−1231461 kal/ mol

e. Penentuan Entalpi Naftalena H = UT + nRT

C10H8 (s) + 12 O2 (g) → 4 H2O(l) + 10 CO2(g)

∆n = 10 - 12= -2 ∆H = ∆H = ∆H = ∆H =

∆UT + ∆nRT' -1231461 + ( (-2) x 8,314 x (29,33 + 273)) - 1236488 kal/mol - 1236,488 kkal/mol

f. Persentase Kesalahan

|

H Literatur −∆ H Perhitungan x 100 ∆ H Literatur

|

|

Kesalahan=

Kesalahan=

|

(−1237.68)−(−1236,488) x 100 −1237.68

Kesalahan=0,096

VI.

PEMBAHASAN

VII.

SIMPULAN Kalor jenis Kalorimeter Bom yang digunakan pada percobaan ini adalah 2336,04 kal/OC. Entalpi reaksi pembakaran Naftalena pada percobaan ini adalah -1236,488 kkal/mol pada proses Adiabatik. Nilai entalpi reaksi pembakaran Naftalena yang didapatkan memiliki galat sebesar 0,096%.

VIII. DAFTAR PUSTAKA Darmaji. 2005. Kimia Fisika I. Jambi : Universitas Jambi. Atkins, P.W . 1999. Kimia Fisika Jilid 1 Edisi Empat. Jakarta : Erlangga. Alberty, Robert. 1992. Kimfis. Jakarta : Erlangga. Achmad. Drs Hiskia. 1992. Wujud Zat dan Kesetimbangan Kimia. Bandung : PT Citra Aditya Bakti. Diakses 17 November 2015 : http://www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9927671 http://www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9926401 http://www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9927263 http://www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9927096 Diakses 23 November 2015 : http://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C91203&Type=HCOMBS

IX.

LAMPIRAN

A. Jawaban Pertayaan 1. Apakah perbedaan antara ΔUT dan ΔHT? Jawab : ΔUT merupakan perubahan energi dalam pereaksi sedangkan ΔHT merupakan perubahan entalpi pereaksi. ΔUT besarnya sama dengan kalor yang dilepaskan dari reaksi pada kondisi volume tetap sedangkan ΔHT setara dengan kalor yang dilepaskan dari reaksi pada kondisi tekanan tetap.

2. Mengapa ΔUK pada persamaan (1) sama dengan nol? Jawab : Persamaan (1) ΔUK = ΔUT + C ΔT Pada persamaan ini ΔUK adalah perubahan energi dalam kalorimeter. Perubahan energi dalam kalorimeter merupakan penanda adanya perpindahan kalor dari atau ke dalam kalorimeter. Kalorimeter Bomb merupakan sebuah sistem adiabatik yang berarti pada sistem kalorimeter Bomb, kalor tidak dapat masuk ke dalam sistem ataupun keluar dari sistem. Ini menyebabkan energi dalam kalorimeter Bomb konstan.

3. Turunkan persamaan (5)! Jawab : Persamaan (5) ΔHT = ΔUT + (Δn)RT Didapat dari :

PV =nRT

V=

nRT P

∆ V =(∆ n)

RT P

Lalu dengan definisi ΔHT = ΔUT + PΔV

Δ H T =ΔU T + P(∆ n)

RT P

Didapatlah

Δ H T =ΔU T + ( ∆ n ) RT

4. Perkiraan kalor pembakaran naftalena dari energi ikatan dan data lain yang didapat dari literature. Jawab : Menurut reaksi C10H8(s)+ 12 O2(g)  10CO2

(g)

+ 4H2O(l)

Kita ketahui bahwa dalam reaksi tersebut terdapat 6 ikatan C-C , 5 ikatan C=C, 8 ikatan C-H, 12 ikatan O=O, 20 ikatan C=O dan 8 ikatan O-H

Ikatan C-C C=C C-H O=O C=O O-H

Energi Ikatan (kJ/mol) 348 614 413 498 803 366

ΔH◦c = (6x348 + 5x614 + 8 x 413 + 12x498) – (20x803 + 8x366) ΔH◦c = 14438-18988 ΔH◦c = -4550 kJ/mol

Berdasarkan sumber dari http://www.nist.gov/data/PDFfiles/jpcrd6.pdf (Diakses 23 November 2015) diperkirakan kalor pembakaran naftalena adalah sebagai berikut :

B. Data Pengamatan C. MSDS Paraffin D. MSDS Sodium Carbonate E. MSDS Naphthalene

F. MSDS Benzoic Acid