3 Soal-soal Dan Jawab Tugas 3 Termokimia.docx

TUGAS 3 SOAL-SOAL DAN JAWAB TERMOKIMIA 1. Jelaskan pengertian dari : A. Termokimia B. Sistem dan Lingkungan C. Reaksi Eksoterm dan Endoterm D. Entalpi E. Kalor Jenis F. Kapasitas kalor G. Kalorimetri dan Kalorimeter → A. Termokimia merupakan bagian dari ilmu kimia yang mempelajari tentang kalor reaksi. B. Sistem merupakan suatu zat atau proses yang sedang dipelajari perubahan energinya. Sedangkan lingkungan merupakan segala sesuatu yang berada di luar sistem. C. Reaksi eksoterm merupakan reaksi yang melepaskan energi sedangkan reaksi endoterm merupakan reaksi yang menyerap energi. D. Entalpi merupakan jumlah energi dari semua bentuk energi yang dimiliki oleh suatu zat atau sistem yang terdiri atas energi dalam dan kerja. E. Kalor jenis merupakan jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 gr zat sebesar 1 C atau 1 K. F. Kapasitas kalor merupakan jumlah kalor yang diperlukan oleh suatu zat atau sistem untuk menaikkan suhu 1 C atau 1 K. G. Kalorimetri merupakan proses pengukuran kalor reaksi sedangkan kalorimeter merupakan alat untuk mengukur kalor reaksi.

2. Jelaskan pengertian dari simbol dHf , dHd, dHc ! → dHf merupakan lambang untuk menyatakan entalpi reaksi pembentukan dHd merupakan lambang untuk menyatakan entalpi reaksi penguraian dHc merupakan lambang untuk menyatakan entalpi reaksi pembakaran

3. Jika gas nitrogen direaksikan dengan gas oksigen akan dihasilkan gas nitrogen dioksida. Bila reaksi tersebut melepaskan kalor sebanyak 200 kj. Maka tuliskanlah persamaan reaksi termokimianya serta buat juga diagram energinya ! → Pertama, mari kita buat persamaan reaksi termokimianya ! N2 + O2 → NO2 dH = -200 kj Ingat ! Bila suatu reaksi melepaskan kalor maka tanda dH nya bertanda negatif ! Untuk membuat diagram energi, yang perlu kita perhatikan adalah tanda panahnya, Bila menghadap keatas itu artinya reaksi tersebut membutuhkan energi dan bila menghadap 1

kebawah itu artinya reaksi tersebut melepaskan energi. Maka diagram energinya kita buat seperti ini :

4. Diketahui : H2 + F2 → 2HF dH = -537 kj C + 2F2 → CF4 dH = -680 kj 2C + 2H2 → C2H4 dH = 52,3 kj Maka tentukanlah dH reaksi berikut ! C2H4 + 6F2 → 2CF4 + 4HF → Untuk menjawab soal diatas, kita harus menggunakan prinsip hukum hess. Berikut ini penjelasanya :

5. Diketahui : Zn + S → ZnS dH = -206 kj ZnS + 2O2 → ZnSO4 dH = -777 kj Tentukan entalpi pembentukan ZnSO4 ! → Gunakan prinsip hukum hess !

6. Diketahui data sebagai berikut : S + 3/2 O2 → SO3 dH = -395,2 kj 2SO2 + O2 → 2SO3 dH = +198,2 kj Tentukanlah dH reaksi S + O2 → SO2 2

→ Berikut ini penjelasan dan jawabanya :

7. Diket : S + O2 → SO2 dH = -296,8 kj 2SO2 + O2 → 2SO3 dH = -197,8 kj Tentukanlah entalpi reaksi S + 3/2 O2 → SO3 ! → Perubahan entalpi reaksi ini dapat diperoleh dengan menyusun dan menjumlahkan 2 reaksi yang dekat sebagai berikut. Reaksi 1 ditulis tetap sedangkan reaksi 2 dibagi 2 :

8. Sebanyak 6 gr Urea dialarutkan ke dalam kalorimeter yang berisi 200 ml air . Setelah urea dilarutkan ternyata suhu larutan turun dari 25 C menjadi 18 C. Bila kalor jenis air sebesar 4,18 j/gr. maka dH pelarutan ialah... → Untuk menjawab soal diatas , langkah pertama yang harus kita lakukan adalah mencari jumlah kalornya dengan menggunakan rumus : q = m . c . dT q = jumlah kalor c = kalor jenis dT = Perubahan Suhu Maka jumlah kalornya : q = m . c . dT = 206 . 4,18 . 7 = +6027,5 j atau 6,02 kj Setelah itu kita cari mol dari urea : n = gr/Mr = 6/60 = 0,1 mol Maka dH : 1/0,1 x 6027,5 = +60275 j atau +60,275 kj

9. Sebanyak 4 gr NaOH dilarutkan ke dalam kalorimeter yang berisi 100 ml air . Setelah NaOH dilarutkan ternyata suhu larutan naik dari 25 menjadi 33 C. Bila kalor jenis air sebesar 4,18 J/gr maka dH pelarutan adalah.... 3

→ Sama seperti soal sebelumnya, langkah pertama mari kita cari jumlah kalornya ! q = m . c . dT = 104 . 4,18 .( 33 - 25 ) = 104 . 4,18 . 8 = 3477, 7 j Setelah itu, kita cari mol dari NaOH n = gr/Mr = 4/40 = 0,1 maka dH = 1/0,1 x 3477,7 = 34777,7 j atau 34,77 kj

10. Diketahui : dHf C2H8 = -150 kj dHf CO2 = -393,5 kj dHf H2O = -242 kj Reaksi pembakaran etana adalah : 2C2H6 + 7O2 → 4CO2 + 6H2O Berapakah harga dH reaksi pembakaran 2 mol gas etana diatas ? → Untuk menjawab soal diatas, kita harus melakukan langkah-langkah berikut :

11. Pembakaran bensin adalah suatu proses eksoterem. Apabila bensin dianggap terdiri atas isooktan, C8H8. Tentukanlah jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran 1 L bensin. Diketahui entalpi pembakaran isooktana = -5460 kj/mol dan massa jenis isooktana = 0,7 kg. → Dalam hal ini telah diketahui entalpi pembakaran isooktana, jadi yang diperlukan adalah menentukan jumlah mol isooktana dalam 1 L bensin tersebut. 1 L bensin = 1 L x 0,7 x 1000/kg = 700 gr 700 gr isooktana = 7000 x 1mol/114gr = 6,14 mol Jadi kalor yang dibebaskan pada pembakaran 1 L bensin adalah : 6,14 x 5460 = 33524,4 kj

4

12. Ke dalam 100 ml larutan HNO3 2 M dengan suhu 2 C ditambahkan 100 ml larutan KOH 2 M dengan suhu 25 C. ternyata, suhu campuran naik sampai 40 C. Jika kalor jenis air = 4,2 j/g. maka perubahan entalpi reaksi adalah... j/mol → Pertama, kita cari jumlah kalor yang dihasilkan ! q = m . c . ⧍T = 200 . 4,2 . 15 = 12600 j atau 12,6 kj Reaksi Penetralan : HNO3 + KOH → KNO3 + H2O Jumlah mol = V . M = 0,1 x 2 = 0,2 mol Maka ⧍H = 12,6 / 0,2 = 63 Kj 13. Sebanyak 7,5 gr kristal LiOH ditambahkan ke dalam kalorimeter yang berisi 120 gr air. Setelah kristal LiOH itu larut, ternyata suhu kalorimeter beserta isinya naik dari 23,25 C menjadi 34,9 C. maka tentukanlah entalpi pelarutan LiOH dalam air ! Dik kalor jenis = 4,2 dan kapasitas kalorimeter = 11,7 → Qreaksi = - ( Qlarutan + Qkalorimeter ) Qlarutan = m . c . ⧍T = ( 120 + 7,5 ) . 4,2 . ( 34,9 - 23,25 ) = 6238,6 j Qkalorimeter = c . ⧍T = 11,7 . ( 34,9 - 23,25 ) = 136,3 j Kalor tersebut dibebaskan pada pelarutan 7,5 gr LiOH , pada pelarutan 1 mol LiOH akan dibebaskan kalor sebanyak :

14. Dalam suatu reaksi kimia dibebaskan 8,4 Kj energi. Jika kalor ini digunakan untuk memanaskan 100 ml air, maka kenaikan suhunya ialah..... ( kalor jenis air = 4,2 ) → q = m . c . ⧍T maka ⧍T = q/ m.c = 8400 / 100 x 4,2 = 20 C 15. Diketahui entalpi pembakaran methanol = 238,6 Kj, CO2 = -393,5 Kj dan H2O = -286 Kj, maka : A. Tentukanlah entalpi pembakaran methanol membentuk gas CO2 dan air B. Tentukanlah jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran 8 gr Methanol → A. Reaksi pembakaran metanol ialah sebagai berikut ; 5

CH3OH + 3/2 O2 → CO2 + 2H2O

B. jumlah mol CH3OH = 8/32 = 0,25 mol Maka jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran 8 gr CH3OH ialah : = 0,25 x 726,9 = -181,725 kj 16. Pada pelarutan 15,3 gr NaNO3 dalam sebuah kalorimeter terjadi penurunan suhu dari 25 C menjadi 21 C. Jika kapasitas kalor larutan dari kalorimeter adalah 1071 J, maka tentukan perubahan entalpi pelarutan 1 mol NaNO3 ! NaNO3 → Na+ + NO3→ Qreaksi = - ( Qlarutan + Qkalorimeter ) Qlarutan = m . c . ⧍T = 15,3 . 1071 . 4 = +65545,2 J Qkalorimeter = c . ⧍T = 1071 . 4 = +4284 j Jadi Qreaksi = 65545,2 + 4284 = +69829,2 J kalor tersebut diserap pada pelarutan 15,3 gr NaNO3, pada pelarutan 1 mol NaNO3 akan diserap kalor sebanyak :

17. Pada pembakaran 0,786 belerang dalam suatu kalorimeter terjadi kenaikan suhu dari 25 menjadi 26 C. 1/8 S8 + O2 → SO2 Jika kapasitas kalor kalorimeter dan isinya adalah 10 kj. Maka tentukanlah perubahan entalpi pada pembakaran 32 gr belerang ! → Qreaksi = -( Qlarutan + Qkalorimeter ) Qlarutan = m . c . ⧍T = 0,786 . 10 . 1 = -7,86 J Qkalorimeter = c. ⧍T = 10.1 6

= 10 Maka Qreaksi = -7,86 + - 10 = -17,86 J Jadi kalor pada pelarutan 32 gr S ialah :

18. Diketahui entalpi pembentukan CO2 = -393,5 Kj, H2O = -242 Kj, C3H8 = -104 Kj. Maka tentukanlah jumlah kalor yang dapat dibebaskan jika 1 gr C3H8 dibakar sempurna membentuk gas CO2 dan air. → Pertama, Kita buat proses reaksinya terlebih dahulu ! C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O Maka ⧍H :

19. Pembakaran sempurna 12 gr etana menghasilkan kalor sebanyak 12000 kj. Tentukanlah entalpi pembakaran molar standar etana ! → Pertama kita cari jumlah mol atana terlebih dahulu ! n = gr/Mr = 12/24 = 0,5 mol Maka untuk 1 molnya akan dibebaskan energi sebanyak : ⧍H = 12000/0,5 = 24000 J = 24 Kj 20. Diketahui ⧍Hf CO2 = -393,5 Kj/mol ⧍HF H2O = -284 Kj/mol ⧍Hf C2H2 = -242 Kj/mol Hitunglah kalor yang dilepaskan pada pembakaran 44,8 L gas C2H2 pada keadaan standar ! → Pertama, kita buat proses reaksinya terlebih dahulu dan kita tentukan jumlah kalor yang dilepaskan permolnya ! 7

C2H2 + 5/2 O2 → 2CO2 + H2O Maka ⧍H : Setelah itu kita cari mol dari gas C2H2 = 44,8/22.4 = 2 mol Maka jumlah kalor yang dilepaskan pada pembakaran 44,8 L gas C2H2 ialah = 2 x -1658 = -3316 Kj 21. 5 L air dipanaskan hingga suhu air tersebut naik dari 27 C menjadi 40 C. Jika diketahui massa jenis air = 1gr/ml dan kalor jenis air = 4,2 J. Maka tentukanlah ⧍H reaksi pemanasan tersebut ! → Dik : V = 5000 ml T1 = 27 C T2 = 40 C C = 4,2 Maka Q = m.c.⧍T = 5000 . 4,2 . ( 40 -27 ) = 273.000 = 273 Kj 22. Diketahui : ⧍Hf CO2 = -393,5 Kj ⧍Hf H2O = -242 Kj CH4 + 2O2 → 2H2O + CO2 ⧍H = -677 Kj Maka besarnya ⧍Hf CH4 adalah..... → Kita cari dengan cara berikut !

23. Jika diketahui ⧍H pembentukan gas karbon dioksida ( CO2 ) , uap air ( H2O ) dan gas propana berturut-turut yaitu -393,5 Kj, -242 Kj, dan 104 Kj. Tentukan banyak panas yang dibebaskan pada pembakaran 100 gr propana ! → Pertama, Kita buat proses reaksinya terlebih dahulu ! C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O Kedua, kita cari ⧍H dari pembakaran 1 mol propana tersebut !

8

24. Dalam suatu reaksi kimia dibebaskan 100 Kj energi. Jika kalor ini digunakan untuk memanaskan 100 ml air, maka kenaikan suhunya ialah ? ( kalor jenis air = 4,2 ) ⧍T = 100.000 / 4,2 x 100 = 100.000 / 420 = 238 C Jadi kenaikan suhunya ialah sebesar 238 C

25. Ke dalam kalorimeter dituangkan 100 gr air panas ( 100 C ), kemudian ditambahkan 75 gr air dingin ( 10 C ) sehingga suhu campuran menjadi 40 C. Jika suhu kalorimeter naik sebesar 10 C , tentukan kapasitas kalor kalorimeter ? Diketahui kalor jenis air = 4,2 → Jumlah kalor dilepaskan air panas sama dengan jumlah kalor yang diserap oleh air dingin dan kalorimeter Qair panas = Qair dingin + Qkalorimeter Qkalorimeter = c. ⧍T Qair panas = 100 x 4,2 x ( 40 -100 ) = -25200 J Qair dingin = 75 x 4,2 x ( 30 ) = +9450 = Qair panas + Qair dingin + Qkalorimeter = -25200 + 9450 + Ckalorimeter x 10 = 0 Ckalorimeter = 34650 / 10 = 346,5 J Jadi kapasitas kalor dari kalorimeter ialah sebesar 346,5 J → Jumlah kalor yang terlibat pada reaksi tersebut ialah sebanyak : Qreaksi + Qlarutan + Qkalorimeter = 0 Qreaksi = -( Qlarutan + Qkalorimeter ) Qlarutan = m. C . ⧍T = 55 . 3 . 23 = 3795 J Qkalorimetri = c . ⧍T = 150 . 5 = 750 J Maka Q reaksi : 9

Qreaksi = - ( 3795 + 750 ) = -4545 J Jadi ⧍H reaksi yang dihasilkan ialah sebesar -4545 J 27. Perhatikan reaksi kimia dibawah ini : C + O2 → CO2 ⧍H = -393,5 Kj H2 + 1/2 O2 → H2O ⧍H = -283,5 Kj 2C + H2 → C2H2 ⧍H = -226,5 Kj Atas dasar diatas, maka kalor reaksi dari reaksi dibawah ini ialah : C2H2 + 5/2 O2 → H2O + 2CO2 → Mari kita gunakan prinsip hukum hess untuk menjawab soal diatas !

Jadi besarnya kalor dari reaksi diatas ialah sebesar -843,8 Kj

28. Perhatikan reaksi berikut ! C + O2 → CO2 ⧍H = -394 Kj 2CO + O2 → 2CO2 ⧍H = -569 Kj Reaksi pembentukan 40 gr gas CO ( mr = 28 ) disertai dengan ⧍H sebesar ? → Kita gunakan lagi prinsip hukum hess :

Maka kalor yang dilepaskan pada pembentukan 140 gr gas CO ialah sebanyak : 140/28 x 109,5 = -547,5 Kj

29. Jika kalor netralisasi ialah 120 kkal/mol , maka kalor netralisasi 100 ml HCl 0,1 M dan 150 ml 0,075 M NaOH ialah... → Pertama kita buat reaksi netralisasi nya dan kita cari juga jumlah mol masing-masing senyawa !

10

HCl + NaOH → NaCl + H2O mol HCl = 100 x 0,1 = 10 mmol mol NaOH = 150 x 0,075 = 11,25 mmol Jumlah mol yang terbatas ialah HCl karena memiliki mol paling kecil yaitu 0,01 maka ⧍H nya ialah sebesar : ⧍H = 0,01 x 120 = 1,2 kkal

30. Perhatikan reaksi dibawah ini : a. O3 + Cl → O2 + ClO ⧍H = -120 Kj b. ClO + O → O2 + Cl ⧍H = -270 Kj c. O3 + O → 2O2 nilai ⧍H dari reaksi yang terakhir ialah sebesar ... → Reaksi C merupakan penjumlahan dari reaksi A dan B, maka jumlah kalor dari reaksi C ialah sebesar :

31. Reaksi pembentukan H2O dari unsur-usnsurnya berlangsung sebagai berikut : O2 + 2H2 → 2H2O Bila diketahui energi pembentukan O, H masing-masing adalah 248 Kj/mol dan 227 Kj/mol, sedangkan energi ikat dari OH ialah 464 Kj/mol, maka tentukanlah ! A. Perubahan entalpi reaksi ! B. Perubahan entalpi pembentukan standar H2O ! A. → Jika diketahui harga energi ikatan rata-rata untuk setiap ikatan yang ada dalam suatu reaksi , maka perubahan entalpi reaksinya ( ⧍H ) : ⧍H = Energi ikatan reaktan - Energi ikatan produk O2 + 2H2 → 2H2O 1/2 O2 → O ⧍H = 248 Kj/mol 1/2 H2 → H ⧍H = 227 Kj/mol Maka nilai nilai ⧍H ( perubahan enetalpi reaksi ) diatas ialah sebesar :

11

Jadi besar perubahan enetalpinya ialah sebesar -452 Kj. B. Sedangkan perubahan entalpi pembentukan standar dari H2O ialah : ⧍Hf H2O = -452/2 = -226 Kj 32. Campuran CaO dan H2O ( kalor jenis = 4 J ) berlebih memberikan reaksi CaO + H2O → Ca(OH)2 ⧍H = -644 Kj Bila panas yang dihasilkan dari reaksi ini mampu menaikkan suhu 100 gr air sebesar 0,1 K, maka jumlah CaO yang bereaksi adalah..... → Q = m . c . ⧍T Kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 100 gr air sebesar 0,1 K : Q = m . c . ⧍T = 100 . 4 . 0,1 = 0,04 Kj Q = 0,04 Kj → ⧍H = -Q = -0,04 Kj jumlah mol CaO yang bereaksi ialah : 0,04 / 64 = 6,25 x 10-4 mol, maka massa CaO yang bereaksi ialah sebanyak : gr = n x Mr = 6,25 x 10-4 x 56 = 0,035 gr

33. Perhatikan persamaan termokimia berikut. 2C2H2 + 5O2 → 4CO2 + 2H2O ⧍H = -2600 Kj CO + 2H2 → 2CH3OH ⧍H = -130 Kj Jika kalor pembakaran etuna digunakan untuk menghasilkan gas H2 dari metanol, maka massa etuna yang diperoleh untuk menghasilkan 32 gr gas H2 adalah.... → gr H2 = 32 gr maka molnya = nH2 = 32/2 = 16 mol, energi yang diperlukan untuk mengubah methanol menjadi H2 = 16 x 130 = 2080 Kj. Maka, massa C2H2 yang dibutuhkan ialah sebanyak = 2080 / 2600 x Mr C2H2 = 127 / 200 x 26 = 20,8 gr.

34. Persamaan termokimia hidrogenasi gas etena adalah sebagai berikut. C2H4 + H2 → C2H6 ⧍H = -139 Kj/mol 12

Bila energi ikatan C=C, C-C, dan H-H berturut-turut adalah 607 dan 432 maka energi yang diperlukan untuk mengatomkan 16 gr CH4 adalah.... → Jika diketahui harga energi ikatan rata-rata untuk setiap ikatan yang ada dalam suatu reaksi maka perubahan entalpi reaksinya = Energi ikatan reaktan - Energi ikatan produk

mol CH4 = gr/Mr = 16/16 = 1 mol Maka energi yang digunakan untuk mengatomkan CH4 ialah sebesar :

Maka ⧍H pengatoman CH4 ialah sebesar = 1 x 1660 = 1660 Kj/mol

35. Bila 2,3 gr dimetileter ( Mr = 46 ) dibakar pada tekanan tetap , kalor yang dilepaskan adalah 82,5 Kj. berdasarkan data ini kalor pembakaran dimetil eter ialah sebesar.... → Diketahui gr dimetileter ialah 2,3 gr, Mr = 46, ⧍H pembakaranya = -82,5 Kj dan jumlah mol dari dimetileter ialah sebesar gr/mr = 2,3/46 = 0,05 mol. Maka besar kalor pembakaran dari 1 mol dimetileter ialah sebesar : = 1/0,05 x -82,5 = -1650 Kj/mol

36. Diketahui persamaan termokimia berikut : C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O ⧍H = -1400 Kj 2C2H6 + 7O2 → 4CO2 + 6H2O ⧍H = -3100 Kj 2H2 + O2 → 2H2O ⧍H = -570 Kj Perubahan entalpi untuk reaksi C2H4 + H2 → C2H6 ialah sebesar... → Gunakan prinsip hukum hess 13

Jadi jumlah kalor yang dilepas dari reaksi diatas ialah sebesar -135 Kj.

37. Energi disosiasi Cl2 dan Br2 berturut-turut ialah 240 dan 190, serta energi ikatan ratarata H-Cl dan H-Br berturut turut ialah 428 dan 362 kj/mol. Bila pada reaksi berikut 2HBr + Cl2 → 2HCl + Br2 dihasilkan 1 mol gas HCl, maka perubahan entalpi reaksi tersebut adalah..... → Ingat ! rumus Energi ikatan reaktan - Energi ikatan produk Reaksi = 2HBr + Cl2 → 2HCl + Br2

maka ⧍H untuk 1 mol HCl ialah = -82/2 = -41 Kj

38. a)berapa kalorikah diperlukan untuk memanaskan 100 gr tembaga ( c = 0,093 kal ) dari 10 C menjadi 100 C ? b) Kalor yang jumlahnya sama dengan dalam a) diatas diberikan pada alumunium ( c = 0,217 kal ) pada 10 C. manakah yang lebih panas , tembaga atau alumunium ? a. ⧍H = C. ⧍T = ( 0,093 ) . ( 100 ) . ( 100 - 10 ) = 840 kkal b. Oleh karena kapasitas kalor spesifik tembaga lebih kecil dari alumunium , kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu suatu massa tembaga sebanyak 1 K lebih sedikit dari yang dibutuhkan oleh alumunium yang massanya sama. jadi tembaga yang lebih panas.

39. 1 Kg batu bara antrasit mengeluarkan 7300 kkal bila dibakar. Berapakah banyaknya batu bara yang diperlukan untuk memanaskan 4 kg air dari suhu kamar ( 20 C ) ke titik didih ( 1 atm ) , andaikan seluruh kalornya digunakan. → ⧍H ( pemanas air ) = c . ⧍T = ( 1,00 kkal ) . ( 4,0 ) . ( 100 -20 K ) = 320 kkal maka batu bara yang diperlukan = 320 kkal/ 7300 kkal = 0,044 kg = 44 gr

40. Sebuah ketel uap yang terbuat dari baja bobotnya 900 kg. ketel uap itu berisi 400 kg air. andaikan 70 % kalor diberikan kepada ketel uap dan air. Berapakah kalor yang diperlukan untuk menaikan suhu dari 10 C menjadi 100 C ? kapasitas kalor spesifik baja ialah = 0,1 kkal/kg 14

⧍H untuk pemanasan = Ctotal . ⧍T = ( Cketel + Cair ) . ⧍T = ( 0,11 ) . ( 900 ) + ( 1,00 ) . ( 400 ) . ( 90 K ) = 44900 kkal Jadi masukkan kalor yang diperlukan ialah sebesar = 44900/0,7 = 64000 kkal

41. 3 gr persis karbon dibakar menjadi CO2 di dalam kalorimeter tembaga, massa kalorimeter itu ialah 1500 gr, dan massa air di dalam kalorimeter 2000 gr. Suhu awal 20 C dan suhu akhir ialah 31,3 C. Hitunglah nilai kalor karbon dalam kalori per gram. Kapasitas kalor spesifik tembaga ialah 0,093 kal/gK. Qkalorimeter = Ctotal . ⧍T = ( C (C ) + C ( H2O ) ) . ⧍T = ( 0,093 ) . (1500 ) + ( 1,00 ) . ( 2000 gr ) . ( 31,3 - 20 ) K = 2,42 x 104 kal Maka nilai kalor karbon ialah = 2,42 x 10⋀4 kal / 39 = 8,1 x 10⋀3 kal/g

42. 1250 gr asam benzoat ( C7H6O2 ) ditaruh di dalam bumbung pembakaran ( combustion bomb ), bom itu diisi dengan oksigen yang berlebih pada tekanan tinggi, ditutup mati dan dibenamkan di dalam seember air yang berfungsi sebagai kalorimeter. Kapasitas kalor keseluruhan alat itu, termasuk bumbung, ember, termometer dan air ialah 2422 Kal/K. oksidasi dicetuskan dengan memberikan bunga listrik pada campuran itu. Setelah campuran itu habis terbakar , termometer yang dicelupkan ke dalam air itu menunjukkan suhu yang 3256 K lebih tinggi dari sebelum pembakaran. Berapakah ⧍H per mol asam benzoat yang dibakar dalam kalorimeter bom itu ? andaikan bahwa tidak perlu dilakukan koreksi untuk proses pembakaran itu. → Q(asam) = -Qkalorimeter = - ( 2422 Kal/K ) . ( 3256 K ) = -7886 kkal maka ⧍H pembakaran per mol asam benzoat ialah sebesar : ⧍H = Q(asam) / Jumlah mol asam = -7886 / (1250 gr) / ( 122,1 g/mol ) = -770 kkal/mol Jadi pembakaran asam benzoat menghasilkan energi sebesar 770 kkal tiap mol nya.

43. 25 gr sampel alloy dipanaskan hingga 100 C dan dimasukkan ke dalam gelas kimia yang berisi 90 gr air pada 25,32 C. Suhu air naik hingga suhu akhir 27,18 C. Bila kehilangan kalor ke ruang diabaikan, demikian pula kapasitas kalor gelas kimia itu, berapakah kalor spesifik logam campur ( alloy ) itu ? → Kalor dilepas alloy = Kalor diserap air m . c . ⧍T ( alloy ) = m . c . ⧍T ( air ) 25 . c . ( 100 - 27,2 ) = 90 . 1 kal g/k . ( 27,18 - 25,32 ) 1820 . c = 167,4 Maka c ( alloy ) = 167,4 / 1820 = 0,092 kal/gK

44. Tentukan suhu akhir t, bila 150 gr es berusuhu 0 C dicampurkan dengan 300 gr air panas bersuhu 50 C. 15

1) Pertama, perhatikan kalor yang diserap es dan air yang terbentuk daripadanya. ⧍H peleburan = 80 kal/g . 150 = 1,2 x 104 kal 2) Sekarang perhatikan kalor yang dilepas air panas ⧍H( pemanasan 150 gr air dan 0 C hingga suhu akhir ) = c. ⧍T = ( 1,00 ) . ( 150 gr ) . ( t-0 ) = 150t dimana diperkirakan t < 50 3) Jumlah semua ⧍H harus nol karena kita andaikan kalor tidak bocor ke luar atau ke dalam sistem yang dilepas dalam persamaan 1 dan 2 diatas : Maka, 1,2 x 104 + 150t + 300 . ( t-50 ) = 0 dan didapat t nya = 6,7 C

45. Berapa banyak kalor yang dilepas bila 20 gr uap bersuhu 100 C dikondensasi dan didinginkan menjadi 20 C ? → ⧍H(kondensasi ) = massa . kalor penguapan = -(20 gr ) . ( 540 kal/g ) = -10,8 kkal ⧍H ( pendinginan ) = c . ⧍T = ( 1,00 kal/gK ) . ( 20 gr ) . ( 20 - 100 K ) = -1,6 kkal Maka ⧍H ( total ) = -10,8-1,6 = -12,4 kkal, Jadi banyaknya kalor yang dilepas ialah sebesar -12,4 kkal

46. Berapakah kalor yang diperlukan untuk mengubah 40 gr es ( c = 0,5 kal ) bersuhu -10 C menjadi uap ( c = 0,5 kal ) bersuhu 120 C ? → ⧍H ( pemanasan es dari -10 C menjadi es pada 0 C ) = ( 0,5 kal/k ) . ( 40 gr ) . ( 10 K ) = 0,2 kkal ⧍H ( peleburan es pada 0 C ) = ( massa ) . ( kalor peleburan ) = ( 40 gr ) . ( 80 kal ) = 3,2 kkal ⧍H ( pemanasan air dari 0 C menjadi 100 C ) = c . ⧍T = ( 1,00 kal/gK ) . ( 40 gr ) . ( 100 K ) = 4,0 kkal ⧍H ( penguapan menjadi uap pada 100 C ) = ( massa ) . ( kalor penguapan ) = 40 gr . 540 kal/g = 21,6 kkal ⧍H ( pemanasan uap dari 100 C menjadi 120 C ) = m. c . ⧍T = ( 0,5 kal ) . ( 40 gr ) . ( 20 K ) = 0,4 kkal Maka ⧍H total ialah = ( 0,2 + 3,2 + 4,0 + 21,6 + 0,4 ) = 29,4 kkal 47. Berapakah kalor penguapan air per gram pada 25 C dan 1 atm ? dik : ⧍Hf H2O ( g ) = 57,8 , ⧍Hf H2O ( l ) = -68,32 16

→ Persamaan termokimia proses ini dapat kita tulis sebagai : H2O ( l ) → H2O ( g ) ⧍H dihitung dengan mengurangi ⧍Hf produk dengan ⧍Hf pereaksi dengan cara berikut ini : ⧍H = ⧍Hf produk - ⧍Hf reaktan = -57,80 - ( - 68,32 ) = 10,52 kkal Maka entalpi penguapan air per gram ialah sebesar : 10,52 x 103 kal/mol / 18 ( Mr air ) = 584 kkal/gr Jadi entalpi penguapan air per gram ialah sebesar 584 kkal/gr

48. Suatu unsur logam membentuk oksida yang mengandung 87,80 % M. Kapasitas kalor spesifik M ialah 0,035 kal/gK. Berapakah bobot atom eksak logam itu ? → Informasi tentang kapasitas kalor memungkinkan kita menghitung bobot atom kira-kira. Di lain pihak, analisa kimia memungkinkan kita mnghitung dengan tepat ( eksak ) bobot gabungan, tetapi tidak bobot atom, karena rumus oksida itu tidak diketahui. Kedua buah informasi ini perlu kita gabungkan. Dari hukum dulon dan detit = Ar ( kira-kira ) = 6,2 kal/molK / 0,0305 kal = 203 g/mol Dalam mengolah analisa kimia oksida itu, baiknya kita hitung bobot M yang bergabung dengan 1 mol atom oksigen : M ( M ) / mol O = 89,7 gr M / 10,30 gr O / 16,00 ( Mr Oksigen ) = 139,34 gr/m Selanjutnya kita susun tabel kemungkinan rumus-rumus oksida itu berdasarkan analogi dengan oksida-oksida logam sederhana yang sudah diketahui.

Baris ketiga menunjukan jumlah gram M per mol , yaitu bobot atom eksak M. ternyata data untuk M2O3 mendekati nilai kira-kira yang dihitung dari hukum dulong dan detit. Jadi bobot atom M ialah 209,01.

49. Persamaan termokimia pembakaran gas etilena ( C2H4 ) ialah : C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O ⧍H = -337 kkal Dengan mengandalkan efesiensi 70 % , berapa kilogramkah air bersuhu 20 C dapat dikonversikan menjadi uap bersuhu 100 C dengan membakar 1 m3 gas C2H4 ( diukur pada STP ) ? Pertama, kita cari mol dari gas C2H4 terlebih dahulu : n ( C2H4 ) = ( 1m3 ) . ( 1000 L/m3 ) / 22,4 L = 44,6 mol 17

⧍H ( 1 m3 ) = n ( C2H4 ) x ⧍H ( 1 mol ) = 44,6 mol . -337 kkal/mol = -1,5 x 104 kkal Jadi kalor yang berguna ialah sebanyak 70 % atau 0,7 . 1,5 x 104 kkal = 1,05 x 104 kkal Keseluruhan proses kita anggap terdiri dari 2 tahap : H2O ( l, 20 C ) → H2O ( l,100 C ) = ⧍H = ( 1,00 ) . 80 Kj = 80 kkal H2O ( l,100 C ) → H20 ( g,100 C ) = ⧍H = 540 kkal Maka totalnya = 540 + 80 = 620 kkal/kg Massa air yang dikonversikan mesti satu dengan kalor yang ada dibagi dengan kebutuhan kalor m ( H2O ) = 1,05 x 104 kkal / 620 kkal = 16,9 kg Jadi yang dapat dikonversi menjadi uap ialah sebanyak 16,9 kg 50. Hitunglah ⧍H redukai ferri oksida dengan alumunium ( reaksi termit ) pada 25 C. bila diketahui data berikut. ⧍Hf Fe2O3 = -197,3 Kj ⧍Hf Al2O3 = -400,5 Kj 2 Al + Fe2O3 → 2Fe + Al2O3 Ingat rumusnya ! Energi produk - Energi reaktan = ( 2 x ⧍H Fe + 1 x ⧍Hf Al2O3 ) - ( 2 x ⧍Hf Al + 1 x ⧍Hf Fe2O3 ) = ( 2 x 0 + 1 x -400,5 ) - ( 2 x 0 + 1 x - 197,3 ) = ( -400,5) - ( -197,3 ) = -203,2 kkal Jadi ⧍H reduksi 1 mol Fe2O3 ialah sebesar -203,2 kJ

18