Laporan Praktikum Kimia Fisik A1 Termokimia

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

Nama

: Surya Eko S

NIM

: 13713054

Kelompok

: III

Shift

: Rabu siang

Tanggal Percobaan

: 29 Oktober 2014

Tanggal Laporan

: 12 November 2014

Asisten

: Fauziah N. (20514004) Ajeng R. (20514005)

LABORATORIUM KIMIA FISIK PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2014

I.

JUDUL Termokimia

II.

TUJUAN PERCOBAAN 1. Menentukan kapasitas kalorimeter 2. Menentukan kalor pembakaran naftlena dan arang dengan parr adiabatic bomb calorimeter

III.

DASAR TEORI Bomb Calorimeter bekerja secara adiabatik. Seluruh kalor yang dilepaskan pada proses pembakaran dalam kalorimeter tersebut digunakan untuk menaikkan suhu sistem, sehingga besarnya kalor pembakaran dapat ditentukan dari kenaikan suhu tersebut. Persamaan yang menggambarkan keadaan tersebut adalah : Qlepas = Qkalorimeter = Ckalorimeter.∆T Berdasarkan hukum Hess, ∆Uk = ∆UT + ∆U’ . Pada proses adiabatic, ∆Uk = 0, sehingga ∆U = -C(T’-T). Jika dalam percobaan sejumlah massa zat (m) terbakar dan menimbulkan kenaikan suhu sebesar ∆T, maka kalor pembakaran zat dapat dirumuskan : . Hasil pengukuran juga dapat dinyatakan sebagai perubahan (

entalpi,

IV.

).

DATA PENGAMATAN o

Percobaan 1 dengan Asam Benzoat - massa asam benzoate = 0,98 gram - temperatur lingkungan = 25,09 C - temperatur system awal = 24,84 C - panjang kawat awal = 10 cm - panjang kawat akhir = 1 cm - volume Na2CO3 = 15,9 ml No 1 2 3 4 5 6

menit ke1 2 3 4 5 6

suhu sistem 26,12 27,03 27,30 27,38 27,41 27,41

o

Percobaan 2 dengan Naftalena - Massa naftalena = 0,84 gram - Temperatur lingkungan = 25,37 C - Temperatur system awal = 24,77 C - Panjang kawat awal = 10 cm - Panjang kawat akhir = 0 cm - volume Na2CO3 = 14,2 ml No 1 2 3 4 5 6

V.

menit ke1 2 3 4 5 6

suhu system 27,35 28,08 28,28 28,31 28,31 28,31

PENGOLAHAN DATA o

Penentuan Kapasitas Kalorimeter Bom a. Faktor koreksi Asam Nitrat (U1) U1 = V Na2CO3 x (-1) kal/ml U1 = 15,9 ml x (-1)kal/ml = -15,9 kal b. Faktor koreksi Pembakaran kawat (U2) U2 = Δl x (-2,3) kal/cm U2 = (10-1) cm x (-2,3) kal/cm = -20,7 kal c. Kapasitas kalor (

)

(

) (

C = 2423,44 kal/C o

Penentuan ΔUT Naftalena a. Penghitungan U1 dan U2 U1 = V Na2CO3 x (-1) kal/ml U1 = 14,2 ml x (-1)kal/ml = -14,2 kal U2 = Δl x (-2,3) kal/cm U2 = (10-0) cm x (-2,3) kal/cm = -23 kal b. Penghitungan ΔUT

(

) )

(

)

(

)

(

(

) )

(

)

(

)

8572,80 kal/gr c. Penentuan Entalpi Naftalena ΔH = ΔUt + ΔnRT’ Menurut reaksi : C10H8(s) + 12O2(g) ---- 10CO2(g) + 4H2O(l) ΔH = (-8572,80) + [(10-12) x (8,314) x (28,31-24,77)] ΔH = -8631,66 kal/gr d. Persentase Kesalahan %= %=

100 –(

)

% = 10,34 %

VI.

PEMBAHASAN Percobaan ini menggunakan calorimeter bom untuk mengukur nilai kalor pembakaran sempurna pada sampel. Kalorimeter bom bekerja secara adiabatic sehingga tidak ada kalor yang diserap oleh system dari lingkungan. Pada percobaan ini juga diukur temperatur dengan menggunakan thermometer yang menunjukan suhu system dan lingkungan harus disamakan terlebih dahulu sebelum analisis dimulai karena perubahan suhu yang diamati seluruhnya merupakan perubahan suhu yang terjadi di dalam system. Dalam percobaan kali ini digunakan asam benzoate untuk penentuan kapasitas kalor calorimeter, hal itu dikarenakan asam benzoate adalah salah satu zat yang diketahui kalor pembakarannya dengan tepat. Reaksi pembakaran asam benzoate yang terjadi adalah sebagai berikut : C6H5COOH + 7,5O2 – 7CO2 + 3H2O. Pada percobaan ini juga digunakan naftalena untuk menentukan ΔUt nya. Reaksi pembakaran naftalena yang terjadi adalah sebagai berikut : C10H8 + 12O2 – 10CO2 + 4H2O. Sebelum dilakukan pengukuran dengan calorimeter bom, calorimeter diisi dengan gas oksigen hingga 30 atm. Tujuannya adalah memberikan jumlah oksigen yang cukup untuk pembakaran dan menjaga agar saat reaksi berjalan volume

calorimeter tidak berubah. Setelah pengukuran, gas harus dikeluarkan dahulu lewat lubang sebelum calorimeter dibuka agar tutupnya tidak terpental akibat tekanan dari gas oksigen. Pada percobaan kali ini juga dipasang kawat yang menyentuh sampel (asam benzoate dan naftalena). Pemasangan kawat bertujuan untuk mengalirkan listrik sehiingga sampel akan terbakar. Air didalam ember tempat calorimeter berfungsi untuk menyerap panas hasil reaksi pembakaran yang terjadi. Air tersebut akan mengalami kenaikan suhu akibat panas yang diterima. Kenaikan suhu ini dijadikan dasar penghitungan kalor pembakaran zat. Dalam pembakaran di calorimeter, terjadi oksidasi nitrogen dari udara yang mengakibatkan terbentuknya NO2 dan bereaksi dengan air hasil pembakaran dan membentuk asam nitrat. Pembentukan asam nitrat ini juga membutuhkan energy, sehingga diperlukan koreksi untuk energy tersebut. Kawat yang digunakan dalam pembakaran juga menyerap energy. Energi tersebut digunakan untuk membakar kawat. Panjang kawat yang terbakar merepresentasikan jumlah energy yang dipakai untuk membakar kawat tersebut. Asam nitrat yang terbentuk dititrasi oleh larutan Na2CO3 dengan menggunakan metal merah sebagai indicator. Metil merah akan berwarna merah dalam asam dan kuning dalam basa. Pada percobaan, warna arutan merah. Artinya dalam larutan sisa pembakaran suasananya asam sehingga dapat disimpulkan ditemukan adanya asam nitrat. Titrasi menggunakan Na2CO3 berfungsi menetralkan asam nitrat yang terbentuk dari reaksi pembakaran sampel dalam calorimeter bom. Pada percobaan penentuak kalor pembakaran naftalena, hasil penghitungan mendapatkan nilai -8631,66 kal/gr. Hasil ini berbeda dengan data literature yang menyebutkan -9628,0099 kal/gr. Perbedaan ini disebabkan oleh beberapa hal salah satunya adalah kapasitas kalor calorimeter yang besar, yaitu 2423,44 kal/C. Artinya perubahan suhu yang kecil membutuhkan kalor yang cukup besar. Keunggulan dari kapasitas kalor yang besar adalah waktu percobaan yang dibutuhkan untuk mencapai nilai stabil akan cenderung lebih singkat. Namun kerugiannya adalah akurasi yang kecil akibat factor pengali perubahan suhu yang besar. Faktor ini juga ditambah dengan adanya kesalahan pembacaan suhu baik akibat kalibrasi atau kesalahan paralaks. Kesalahan lainnya dikontribusikan oleh kesalahan dalam pembentukan asam nitrat.

Kesalahan yang lain juga dikontribusikan oleh pengukuran panjang kawat yang terbakar. Kawat yang digunakan agak bengkok sehingga panjang yang terukur bisa memiliki kesalahan. Error yang lain adalah dalam penimbangan massa sampel. Perpindahan sampel dari tempat percobaan ke neraca kemudian ke dalam calorimeter juga dpat mengurangi massa tablet karena bisa menempel ke tangan atau tisa atau terbang ke udara.

VII.

KESIMPULAN 1. Pada percobaan ini diperoleh kapasitas calorimeter bom yaitu 2423,44 kal/C. 2. Pada percobaan ini diperoleh kalor pembakaran naftalena yaitu -8631,66 kal/gr.

VIII. DAFTAR PUSTAKA -

F.Daniel “Experimental Physical Chemistry”, 7th Ed.,Mc.Graw – Hill,New York.

-

Atkins, Peter. 2000. Physical Chemistry 8thed. Oxford Press. Hal 38;47-50.

-

PARR Bulletin on Bomb Calorimeter.

-

http://www.chem.hope.edu/~polik/Chem345-2000/bombcalorimetry.htm tanggal 08 November 2014 pukul 18.47).

IX.

LAMPIRAN 1. Data Fisik Senyawa

(diakses