Penentuan kalor reaksi Author : Etna Rufiati Publish : 31-07-2011 23:29:05
A.
PENENTUAN DH REAKSI MELALUI EKSPERIMEN
Satu-satunya cara untuk mengukur besarnya kalor yang dilepaskan atau diserap dalam suatu reaksi kimia adalah melalui eksperimen. Alat yang digunakan untuk mengukur kalor reaksi dinamakan kalorimeter. 1.
Kalorimeter Bom
Kalorimeter bom (gambar 2.4), suatu jenis kalorimeter reaksi eksoterm yang berlangsung bila didahului oleh pemanasan, misalnya pembakaran kuat CH4(g) dengan gas oksigen. Alat ini terdiri atas wadah baja yang kuat (bom) untuk menempatkan pereaksi. Bom dibenamkan dalam suatu penangas air yang terisolasi dan dilengkapi dengan pengaduk serta termometer. Sebelum reaksi dalam bom berlangsung, suhu awal penangas air diukur. Kalor yang dibebaskan dalam reaksi diserap oleh bom dan penangas air, sehingga suhu alat keseluruhan merupakan kapasitas kalor alat ukur. Sebelumnya kapasitas kalor alat diukur dahulu dalam eksperimen tersendiri. 2.
Kalorimeter Sederhana
Kalorimeter bom dapat digunakan untuk pengukuran yang cermat. Alat lebih sederhana yang mungkin Anda jumpai di laboratorium sekolah ditunjukkan dalam gambar 2.5. Alat ini kadang-kadang disebut sebagai kalorimeter termos atau kalorimeter gelas kopi. Wadah seperti gelas kopi tersebut terbuat dari stirobusa untuk tempat pereaksi. Prinsip penggunaannya sama dengan kalorimeter bom. Perubahan suhu reaksi dan perkiraan kapasitas kalor dapat digunakan untuk memperkirakan kalor reaksi dengan cukup baik. Umumnya kapasitas kalor wadah reaksi diabaikan karena relatif sangat kecil. Gambar 2.4 Kalorimeter bom dan kalorimeter sederhana 3. Rumus-rumus Penting Harga kalor reaksi Telah dibahas bahwa pengukuran kalor reaksi dilakukan pada tekanan tetap. Oleh karena itu, berlaku rumus : DH r = q (tekanan tetap) Kapasitas kalor kalorimeter Jika reaksi dilakukan dalam kalorimeter bom atau kalorimeter lain yang kapasitas kalor alat ukurnya harus diperhitungkan, maka besarnya kalor yang diserap kalorimeter dapat dihitung dengan rumus berikut : q kalorimeter = C. DT (C = kapasitas kalor kalorimeter) Rumus kalor reaksi Penggunaan kalorimeter menunjukkan bahwa pengukuran besarnya kalor reaksi tidak dapat diukur secara langsung. Karena pengukuran kalor reaksi melalui air, maka alat ini sering disebut sebagai kalorimeter air. Kalor yang dilepaskan pada reaksi eksoterm, diserap oleh air hingga suhu air meningkat sebesar DT. Kalor yang diserap air (qw) digunakan untuk menghitung kalor reaksi (qr). qw = mw. cw. DT mw = massa air, cw = kalor janis air. Rumus di atas sering disederhanakan menjadi : q = m. c. DT
Page 1
Penentuan kalor reaksi Karena pengukuran dilakukan pada tekanan tetap, maka : DH = q = m. c. DT Ingat bahwa kalor yang diserap air berasal dari kalor yang dilepaskan oleh pereaksi. Oleh Krena itu, rumus kalor reaksi menjadi : DHr = - m. c. DT (rumus ini berlaku bila kapasitas kalor kalorimeter dapat diabaikan). Bila kapasitas kalor kalorimeter tidak boleh diabaikan, maka : DHr = - (DHkalorimeter + DHair) atau DHr = - (C. DT + m. c. DT) Kapasitas kalor pereaksi Bila zat berwujud padat, maka DH = - C. DT (C = kapasitas zat) Kapasitas zat dapat dihitung dari: C = m. c (c = kalor jenis zat) Contoh soal Dalam suatu eksperimen 0,10 gram gas hidrogen dan 0,80 gram gas oksigen dimampatkan ke dalam bom berukuran 1,0 liter. Bom diletakkan dalam sebuah kalorimeter dengan kapasitas 9,08.104 J/°C. Suhu awal kalorimeter 25,0°C dan suhu akhirnya 25,155°C. Hitunglah besarnya kalor yang dibebaskan dalam air, dengan satuan kJ dan kJ/mol air yang terbentuk. Penyelesaian: DHr = - (C. DT) = - (9,08.104) J/°C. (25,155 - 25,0) °C = - 1,41 x 104 J = - 14,1 kJ Persamaan reaksi : mol pereaksi
H2(g) +
1/2 O2(g) à H2O(l)
:
0,10 g 0,80 g 2 g/mol 32 g/mol 0,050 mol 0,025 mol Jumlah mol H2O yang terbentuk = 0,050 mol DHr = - 14,1 kJ untuk 0,050 mol H2O DHr molar = - 14,1 / 0,050 kJ/mol = - 282 kJ/mol LATIHAN 2.4 Terangkan perbedaan kalorimeter bom dengan kalorimeter sederhana. Suatu pemanas listrik dimasukkan ke dalam sebuah kalorimeter. Sejumlah arus listrik digunakan untuk menghasilkan kalor sebesar 1347 J. Suhu kalorimeter naik dari 25,0°C menjadi 26,135°C. Hitunglah kapasitas kalorimeter dalam J/°C. Suatu reaksi eksoterm dalam kalorimeter bom membebaskan kalor sebesar 14,3 kJ. Bila suhu awal kalorimeter 25,0°C dan kapasitas kalorimeter 1,78.104 J/°C, berapakah suhu akhir kalorimeter? Gas propana komponen utama LPG, sebanyak 1,0 mol diletakkan dalam kalorimeter dengan gas oksigen berlebih. Suhu awal kalorimeter 25,0°C dan kapasitas kalor total 97,1 kJ/°C. Reaksi pembakaran tersebut menaikkan suhu kalorimeter menjadi 27,282°C. Sekelompok siswa menggunakan kalorimeter sederhana untuk menentukan kalor reaksi suatu reaksi eksoterm. Bila 200 mL NaOH 1,0M pada 25,0°C dicampur dengan 150 mL HCl 1,0M juga pada 25,0°C dalam sebuah kalorimeter sederhana, suhu campuran naik menjadi 30,0°C. Hitunglah kalor reaksi dalam kJ untuk menetralkan 1 mol HCl oleh 1 mol NaOH untuk membentuk 1 mol air. Kalor jenis tiap larutan 4,18 J/g.°C. Tuliskan persamaan reaksi pembakaran
sempurna gas propana.
Page 2
Penentuan kalor reaksi Berapa joule kalor dibebaskan dalam reaksi ini? Hitunglah kalor reaksi molar pembakaran gas propana.
Page 3
