Amali-1-haba-peneutralan.docx

Amali 1 Tajuk

:

Menentukan haba peneutralan di antara asid kuat dan bes kuat.

Tujuan

:

Menentukan haba peneutralan di antara :

Teori

i.

Asid hidroklorik dengan natrium hidroksida

ii.

Asid sulfurik dengan natrium hidroksida

iii.

Asid nitrik dengan kalium hidroksida

: Termokima merupakan satu bidang yang mengkaji perubahan tenaga haba

dalam sesuatu tindak balas. Haba tindak balas ialah perubahan tenaga yang berlaku apabila bilangan mol bahan tindak balas seperti yang ditunjukkan dalam persamaan kimia bertindak balas untuk membentuk hasil tindak balas, terbentuk pada keadaan piawai. Haba tindak balas diwakili oleh simbol ∆𝑯 . ∆𝑯 yang bertanda negatif menunjukkan tindak balas eksotermik. ∆𝑯 yang bertanda positif menunjukkan tindak balas endotermik. Haba tindak balas biasanya dinamakan semula mengikut jenis tindak balas yang terlibat.

Tindakbalas peneutralan merupakan tindak balas antara suatu asid dengan suatu bes untuk mengasilkan garam dan air sahaja. Haba peneutralan pula ditakrifkan sebagai perubahan haba apabila satu mol air dibentuk daripada tindak balas antara satu asid dan satu alkali pada keadaan piawai. Haba peneutralan untuk tindak balas yang melibatkan asid kuat dan bes kat adalah sama. Haba peneutralan di antara asid kuat dan bes kuat lazimnya adalah -57.3 kJ mol-1. H+ (ak) + OH-(ak) Hipotesis

H2O (ce)

H = negatif , unit kJ mol-1

:

Haba peneutralan bagi campuran asid sulfurik dan natrium hidroksida adalah lebih tinggi berbanding dengan campuran asid hidroklorik dengan natrium hidroksida dan campuran asid nitrik dengan kalium hidroksida. Pembolehubah

:

Pembolehubah Manipulasi

: Jenis asid yang digunakan

Pembolehubah Bergerak balas

: Haba peneutralan

Pembolehubah Dimalarkan

: Isipadu asid, kemolaran asid dan bes

Bahan: 

EC 1 ialah larutan asid hidroklorik 1.0 mol dm-3



EC 2 ialah larutan asid sulfurik 1.0 mol dm-3



EC 3 ialah larutan natrium hidroksida 1.0 mol dm-3



EC 4 ialah larutan asid nitrik 1.0 mol dm-3



EC 5 ialah larutan kalium hidroksida 1.0 mol dm-3

Radas : 

Pipet 25 cm3



Termometer



Silinder penyukat 100 cm3



Cawan polistirena



Air suling.

alkali

Rajah 2 : Suhu awal larutan asid dan alkali disukat.

Larutan asid + Larutan alkali

Rajah 3 : Suhu maksimum campuran larutan asid dan alkali disukat.

Prosedur : 1. Larutan EC1 disukat sebanyak 25.0 cm3 dan dimasukkan ke dalam cawan polistirena dengan menggunakan pipet. Suhu larutan EC1 dicatatkan sebagai suhu awal campuran. 2. Dengan menggunakan silinder penyukat 60cm3 larutan EC3 ditambahkan ke dalam cawan polistirena yang mengandungi larutan EC1 dengan cepat. 3. Campuran R dikacau dengan menggunakan termometer dan suhu tertinggi yang dicapai telah direkodkan. 4. Langkah di atas diulang dengan menggunakan i.

25.0 cm3 EC2 sebagai campuran S.

ii.

25.0 cm3 EC4 dan 60.0 cm3 EC5 sebagai campuran T.

5. Haba peneutralan bagi setiap campuran dikira dan dicatatkan. Keputusan :

1 Suhu

Campuran R

Campuran S

Campuran T

EC1 + EC3

EC2 + EC3

EC4 + EC5

2

3

31.0 31.0 31.0

Purata 31.0

1

2

3

36.5 37.0 36.5

Purata 36.7

1

2

3

30.5 31.0 31.0

Purata 30.8

Akhir, 𝑻𝒇 / °C

1 Suhu

2

3

27.0 27.5 27.5

Purata 27.3

1

2

3

27.5 27.5 27.5

Purata 27.5

1

2

3

27.5 27.0 27.5

Awal, 𝑻 / °C

Perubahan

3.7

9.2

Suhu, ∆𝑻 / o

C 𝑻𝒇 − 𝑻𝒊

Jadual 1

3.5

Purata 27.3

Pengiraan

: 𝑀𝑉

Bilangan mol =1000 M = Kemolaran

V = Isipadu yang digunakan dalam tindak balas.

1. Campuran R

Persamaan kimia: HCl (ak) + NaOH (ak) Jumlah haba yang terbebas, 𝑄

NaCl (ak) +H2O (ce)

= 𝑚𝑐∆𝑇 = Jisim x Muatan haba tentu x Perubahan suhu =（25+60）x 4.2 x 3.7 = 1320.9 J

Bilangan mol asid hidroklorik, HCl

=

=

𝑚𝑉 1000 25×1 1000

= 0.025 mol Bilangan mol alkali Natrium Hidroksida, NaOH

=

=

𝑚𝑉 1000 60×1 1000

= 0.06 mol Oleh itu, 0.025 mol H+ dari HCl bertindak balas dengan 0.025 mol OH‾ dari NaOH untuk menghasilkan 0.025 mol H2O. Apabila 0.025 mol H2O terbentuk, tindak balas ini akan membebaskan 1320.9 J haba. Jadi, 1 mol H2O terbentuk akan membebaskan Haba Peneutralan

=

1320.9 J 0.025 mol

= 52836 J mol-1

= 52.84 kJ mol-1

2. Campuran S

Persamaan kimia: H2SO4 (ak) + 2NaOH (ak) → Na2SO4 (ak) +2H2O (ce) Jumlah haba yang terbebas, 𝑄

= 𝑚𝑐∆𝑇 =（25+60）x 4.2 x 9.2 = 3284.4 J

Bilangan mol asid sulfuric, H2SO4

=

𝑚𝑉 1000

= 0.025 mol Bilangan mol Natrium Hidroksida, NaOH

=

=

𝑚𝑉 1000 60×1 1000

= 0.06 mol 0.025 mol H+ dari H2SO4 bertindak balas dengan 0.05 mol OH‾ dari NaOH untuk menghasilkan 0.05 mol H2O. Apabila 0.05 mol H2O terbentuk, tindak balas ini akan membebaskan 3284.4 J haba. Haba Peneutralan

= (3284.4 J/ 0.05 mol) = 65688J mol-1 = 65.69 kJ mol-1

3. Campuran T Persamaan kimia: HNO3 (ak) + KOH (ak) → KNO3 (ak) + H2O(ce) Jumlah haba yang terbebas, 𝑄

= 𝑚𝑐∆𝑇 = （25+60）x 4.2 x 3.5

= 1249.5 J Bilangan mol asid HNO3 digunakan =

=

𝑚𝑉 1000 25×1 1000

= 0.025 mol Bilangan mol Kalium Hidroksida, KOH digunakan

=

=

𝑚𝑉 1000 60×1 1000

= 0.06 mol 0.025 mol H+dari HNO3 bertindak balas dengan 0.025 mol OH‾ dari KOH untuk menghasilkan 0.025 mol H2O. Apabila 0.025 mol H2O terbentuk, tindak balas ini akan membebaskan 1249.5 J haba. Haba Peneutralan

= (1249.5 J/ 0.025 mol) = 49980 J mol-1 = 49.98 kJ mol-1

Perbincangan : 1. Haba peneutralan bagi semua asid kuat yang dineutralkan oleh bes kuat adalah hampir tetap iaitu pada ∆ H = - 57.3 kJ mol-1. 2. Berdasarkan eksperimen, didapati bahawa nilai haba peneutralan antara asid sulfurik dengan larutan natrium hidroksida mempunyai nilai yang tertinggi berbanding dengan nilai haba peneutralan antara asid hirdoklorik dengan larutan natrium hidroksida dan nilai haba peneutralan bagi larutan asid nitrik dengan larutan kalium hidroksida. 3. Haba peneutralan akan dipengaruhi oleh bes asid. Asid monobes yang kuat seperti asid hidroklorik, HCl dan asid nitrik, HNO3 akan menghasilkan satu mol ion hidrogen, H+ dan alkali kuat juga akan menghasilkan satu mol ino hidroksida, OH-. Oleh yang demikian, satu mol air akan dihasilkan daripada asid kuat dan alkali kuat.

H+ + OH- → H2O 4. Namun demikian, bagi asid sulfurik haba yang dibebaskan adalah lebih tinggi berbanding tindak balas asid hidroklorik dan asid nitric kerana asid sulfurik merupakan asid dwibes yang akan menghasilkan 2 mol H+ dan duo mol air akan dihasilkan. 2H+ + 2OH-→ 2H2O 5. Secara teori, nilai haba peneutralan bagi asid hidroklorik dan asid nitrik adalah sekitar 57.3 kJ mol-1. Namun demikian, nilai haba yang diperolehi adalah lebih rendah daripada anggaran tersebut. Hal ini disebabkan kerana terdapat haba yang telah hilang ke persekitaran semasa proses eksperimen dijalankan. Hal ini telah mempengaruhi keputusan ujian eksperimen yang dijalankan.

6. Untuk memperbaiki kelemahan dalam eksperimen ini, saya mencadangkan bahawa cawan polistirena ditutupkan dengan penutup semasa tindak balas untuk mengurangkan kehilangan haba ke persekitaran. Tambahan lagi, saya mencadangkan cawan polistirena dibalutkan dengan kain yang tebal untuk mengelakkan haba yang diserapkan oleh cawan polistirena dibebaskan ke persekitaran dengan kadar yang cepat.

Langkah berjaga-jaga : 1. Kipas perlu ditutup semasa menjalankan ekperimen supaya dapat mengurangkan pengeluaran haba ke persekitaran 2. Suhu awal larutan natrium hidroksida, asid hirdoklorik, asid 7itric7c, kalium hidroksida dan asid 7itric diambil selepas 7itric7c7er telah dibiarkan dalam larutan itu selama beberapa minit untuk memastikan larutan ini mencapai suhu sekata. 3. Asid hidroklorik, asid 7itric7c dan asid 7itric perlu dicampurkan kepada larutan natrium dioksida dengan secepat yang mungkin untuk memastikan tindakbalas dapat berlaku dengan cepat dan mengelakkan pengeluaran haba ke persekitaran. 4. Campuran hendaklah dikacau dengan perlahan-lahan dan berterusan untuk memperolehi suhu larutan sekata. Kesimpulan : Kesimpulannya, haba peneutralan bagi asid kuat dan bes kuat adalah pada kadar yang sama iaitu pada -57.3 Kj mol-1.

RUJUKAN Douglas C. Giancoli (2000). Chemistry for scientists & engineers (3rd ed.). USA. Prentice Hall International, Inc. Peter Yip. (2014). Pre-u stpm text chemistry. Bangi: Pelangi Sdn.Bhd. Poh Liong Yong, Lee Beng Hin, Jonathan Wong (2007) Chemistry volume 2 ace ahead, Oxford Fajar Sdn. Bhd. Tan Yin Toon, Loh Wai Leng, Tan On Tin. 2010. Success chemistry spm. Shah Alam: Oxford fajar Sdn.Bhd. Voet. D dan Voet. J. G (1990). Biochemistry. Los Angeles. John Wiley & Sons, Inc.

LAMPIRAN