Termodinamika.docx

BAB I PENDAHULUAN

I.1. Tujuan Percobaan 1. Mempelajari bahwa setiap reaksi kimia selalu disertai dengan perubahan energi. 2. Mempelajari bahwa perubahan kalor dapat diukur atau di pelajari dengan percobaan yang sederhana. 3. Mengamati perubahan suhu, reaksi eksoterm, dan reaksi endoterm.

I.2 Manfaat percobaan Manfaat dari percobaan termodinamika ini adalah praktikan dapat mempelajari bahwa setiap reaksi kimia selalu disertai

dengan

perubahan

energi,

mempelajari

bahwa

perubahan kalor dapat diukur atau di pelajari dengan percobaan yang sederhana, mengamati perubahan suhu, reaksi eksoterm, dan reaksi endoterm.

1

BAB II LANDASAN TEORI

Termodinamika kimia dapat didefenisikan sebagai cabang kimia yang menangani hubungan kalor, kerja dan bentuk lain energi, dengan kesetimbangan dalam reaksi kimia dan dalam perubahan keadaan. Termokimia erat kaitannya dengan termodinamika, karena termokimia menangani pengukuran dan penafsiran perubahan kalor yang menyertai reaksi kimia, perubahan keadaan dan pembentukan larutan. Thermodinamika merupakan ilmu tentang energi, yang secara spesifik membahas tentang hubungan antara energi panas dengan kerja. Seperti telah diketahui bahwa energi di dalam alam dapat terwujud dalam berbagai bentuk, selain energi panas dan kerja, yaitu energi kimia, energi listrik, energi nuklir, energi gelombang elektromagnit, energi akibat gaya magnit, dan lain-lain. Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain, baik secara alami maupun hasil rekayasa tehnologi. Selain itu energi di alam semesta bersifat kekal, tidak dapat dibangkitkan atau dihilangkan, yang terjadi adalah perubahan energi dari satu bentuk menjadi bentuk lain tanpa ada pengurangan atau penambahan. Prinsip ini disebut sebagai prinsip konservasi atau kekekalan energi Suatu sistem thermodinamika adalah suatu masa atau daerah yang dipilih untuk dijadikan obyek analisis.

Daerah sekitar sistem tersebut

disebut sebagai lingkungan. Batas antara sistem dengan lingkungannya disebut batas sistem (boundary), seperti terlihat pada Gambar 1.1. Dalam aplikasinya

batas

sistem

nerupakan

bagian

dari

sistem

maupu

lingkungannya, dan dapat tetap atau dapat berubah posisi atau bergerak. Penerapan hukum termodinamika pertama dalam bidang kimia merupakan bahan kajian dari termokimia.” Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, tetapi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain, atau energi alam semesta adalah konstan.” hukum termodinamika 1 Perubahan kalor pada tekanan konstan:

2

DH = DE + PDV W= PDV DE = energi dalam Pada proses siklis (keadaan akhir identik dengan kedaan awal) U1 =U2 è U2 - U1 = 0 , karena U adalah fungsi keadaan dan dalam keadaan sama nilai U juga sama. Pada proses siklis dimungkinkan adanya panas yang keluar sistem. Sehingga panas netto yg masuk ke dalam sistem seluruhnya dipakai untuk melakukan usaha Hukum pertama termodinamika dapat dirumuskan sbg ∆U = Q – W ∆U è perubahan tenaga dakhil sistem Q è panas yang masuk/keluar dari sistem W è Usaha yang dilakukan thp sistem Tenaga dakhil adalah jumlah tenaga kinetik dan tenaga potensial molekul-molekulnya (pada gas sempurna molekulnya tidak tarikmenarik). Perumusan di atas tidak meninjau kemungkinan sistem yg bergerak nisbi terhadap lingkungan Mekanika è ∆Ek = W (tenaga kinetik benda = usaha yg dilakukan thp sistem) Termodinamika, W-nya (-) è ∆Ek = -W Pada suatu proses, tenaga kinetik maupun tenaga dakhil dapat berubah yg disebabkan oleh arus panas ataupun usaha. Sehingga hukum pertama dapat ditulis : ∆U + ∆Ek = Q – Wt Wt è Usaha total (usaha sistem sendiri, juga gaya-gaya yg lain. Usaha tersebut karena gaya konservatif maupun nonkonservatif è Wt = Wk + Wnk Dengan rumus hukum pertama termodinamika berubah. Menurut mekanika besar usaha oleh gaya konservatif, misalnya gaya gravitasi Wk = -∆Ep, pada termodinamika menjadi Wk = ∆Ep ∆U + ∆Ek + ∆EP = Q – Wnk

3

BAB III METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Waktu dan Tempat Waktu

: 21 Juli 2017 ( 13.00-17.00 )

Tempat

: Laboratorium Teknik Kimia

3.2 Alat 1.

Gelas Piala 400 mL

2.

Pengaduk

3.

Termometer

4.

Kalorimeter

5.

Timbangan

Bahan 1.

Air suling

2.

CaCO3

3.

HCl p

4.

KBr (BM=119,01)

3.3 Cara kerja Panas pelarutan dan Pengenceran Integral 1.

Menimbang Kalium Bromida (KBr) yang setara dengan 0,1 mol zat

2.

Dimasukkan kedalam calorimeter dan ditambahkan air yang setara dengan 1 mol H2O, diaduk dan mengukur suhu larutannya.

3.

Mengulang prosedur diatas dengan jumlah air yang berbeda, yaitu 1,6 ; 2,7 ; 4,0 ; 6,7 ; 16,0 ; 28,0 dan 50,0 mol.

4.

Membuat table dan grafiknya.

4

Panas Reaksi 1.

Menimbang 1 mol CaCO3 kemudian dimasukkan ke dalam gelas piala yang telah diberi isolate (dibungkus dengan solatif).

2.

Memasukkan 1 mol HCl pekat ke dalam gelas piala tersebut.

3.

Dibiarkan bereaksi dan mengukur suhu larutannya.

4.

Mengulang langkah diatas dengan menggunakan masing-masing 2 mol zat.

5.

Mencatat dan menghitung panas reaksinya.

5

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Pengamatan. Adapun tabel pengamatan:

Larutan

Suhu Suhu Awal

Suhu Akhir

26oC

23oC

24oC

12oC

26oC

12oC

25oC

42oC

28oC

45oC

KBr

CaCO3

4.2 Pengolahan Data. 1. Untuk KBr 

g KBr = 0,01 mol x 119 g/mol = 1,19 g g Air

= 0,1 mol x 18 g/mol = 1,8 g

mL Air = 1 g/mL x 1,8 g = 1,8 mL 

g KBr = 0,16 mol x 119 g/mol = 19,04 g

g Air

= 1,6 mol x 18 g/mol

6

= 28,8 g mL Air = 1 g/mL x 28,8 g = 28,8 mL 

g KBr = 0,27 mol x 119 g/mol = 32,13 g g Air

= 2,7 mol x 18 g/mol = 48,6 g

mL Air = 1 g/mL x 48,6 g = 48,6 mL 

Q1

= m.c.∆T = 0,00119 kg x 29,6 J/kg.K x ((23-26)oC + 273) K = 6,616152 J



Q2

= m.c.∆T = 0,01904 kg x 29,6 J/kg.K x ((12-24)oC + 273) K = 248,223528 J



Q3

= m.c.∆T = 0,03213 kg x 29,6 J/kg.K x ((12-26)oC + 273) K = 245,636104 J

2. Untuk CaCO3 

g CaCO3

= 0,1 mol x 100 g/mol = 10 g

g HCl

= 0,1 mol x 36,5 g/mol

7

= 3,65 g mL HCl

= 1,19 g/mL x 3,65 g = 4,3 mL



g CaCO3

= 0,2 mol x 100 g/mol = 20 g

g HCl

= 0,2 mol x 36,5 g/mol = 7,3 g

mL HCl

= 1,19 g/mL x 7,3 g = 8,6 mL



Q1

= m.c.∆T = 0,01 kg x 109,2 J/kg.K x ((42-25)oC + 273) K = 613,232 J



Q2

= m.c.∆T = 0,02 kg x 109,2 J/kg.K x ((45-28)oC + 273) K = 613,232 J

4.3 Pembahasan. Pada percobaan pertama dengan sampel yang digunakan yaitu KBr, sebanyak 1,19 gram KBr temperatur awalnya yaitu 26oC, kemudian ditambahkan 1,8 ml larutan H2O dan suhunya turun menjadi 23oC. Pada percobaan kedua dengan sampel KBr sebanyak 19,04 gram serbuk KBr temperatur awalnya yaitu 24oC, kemudian ditambahkan 1,8 ml larutan H2O sehingga suhunya turun menjadi 12oC. Pada percobaaan ketiga dengan sampel KBr sebanyak 32,12 gram serbuk KBr temperatur awalnya yaitu 26oC, kemudian ditambahkan larutan H2O sehingga suhunya turun menjadi 12oC.

8

Berdasarkan hasil perhitungan dari data pengamatan yang pertama diperoleh Q1 = 6,616152 J, Q2 = 248,223528 J, Q3 = 245,636104 J. Pada saat suhu mengalami penurunan hal ini menunjukkan bahwa reaksi ini adalah reaksi endoterm. Reaksi Endoterm adalah reaksi yang menyerap kalor atau perpindahan kalor dari lingkungan ke dalam sistem Pada percobaan kedua dengan sampel yang digunakan yaitu CaCO3 sebanyak 10 gram dan diukur suhu awalnya yaitu 25oC, kemudian ditambahkan 4,5 ml larutan HCl dan suhunya naik menjadi 42oC. Digunakan lagi sampel CaCO3 sebanyak 20 gram dan diukur suhu awalnya yaitu 28oC, kemudian ditambahkan 8,6 ml larutan HCl dan suhunya naik menjadi 45oC. Berdasarkan hasil perhitungan data pengamatan yang kedua diperoleh Q1 = 613,232 J dan Q2 = 613,232 J. Pada percobaan ini terjadi kenaikan temperatur, ini membuktikan bahwa ada energi atau panas

yang dilepaskan dari sistem

ke lingkungan sehingga disebut reaksi eksoterm.

9

BAB V PENUTUP

1.1 Kesimpulan Kesimpulan dalam percobaan ini adalah : 1.

Dapat diketahui bahwa kalorimeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor suatu reaksi.

2.

Diketahui bahwa besarnya kalor reaksi dipengaruhi oleh kalor larutan dan kalor kalorimeter.

3.

Diketahui reaksi eksoterm terjadi ketika CaCO3 bereaksi dengan larutan HCl, karena terjadi kenaikan suhu saat kedua larutan dicampurkan.

4.

Diketahui bahwa reaksi endoterm terjadi saat larutan KBr bereaksi dengan H2O, karena terjadi penurunan suhu.

5.

Diketahui apa saja faktor yang mempengaruhi proses termodinamika antara lain sistem dan lingkungan, kalor, usaha, energi dan kalor jenis

1.2 Saran Laporan ini masih jauh dari kata sempurna, sehingga jika anda ingin lebih mendalami materi ini maka anda sebaiknya melakukan

praktikum

dengan

baik,

teliti

dan

dengan

penyempurnaan-penyempurnaan. Kami mohon maaf jika ada penulisan kata yang salah ataupun yang kurang tepat.

10

DAFTAR PUSTAKA

Asisten, T. (2017). Viskositas. Praktikum Kimia Fisika, 6-8. K, M. (2011). Pengaruh Viskositas Terhadap Aliran Fluida Gas-Cair Melalui Pipa Vertikal Dengan Perangkat Lunak Ansys Fluent 13.0. Jurnal Kompetensi Teknik, 3, 4.

11

LAMPIRAN Gambar 1.1 KBr dan CaCO3 yang ditimbang.

Gambar 1.2 KBr dan CaCO3 yang dimasukkan dalam kalorimeter.

Gambar 1.3 KBr yang diukur temperatur awalnya dan temperatur akhir

12

Gambar 1.4 CaCO3 yang diukur temperatur awalnya

13