TETAPAN KALORIMETER

LAPORAN  PRAKTIKUM KIMIA FISIKA I

PERCOBAAN IV

TETAPAN KALORIMETER

 

O L E H

                           NAMA                                   :   SARTINI

                           STAMBUK                           :   F1C1 11 046

                           KELOMPOK                        :   I

                           ASISTEN PEMBIMBING :   LA ODE MUH. KAMAL

                                     

LABORATORIUM KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS HALUOLEO

KENDARI

2012

BAB I

PENDAHULUAN

A.      Latar Belakang

Secara umum untuk mendeteksi adanya kalor yang dimiliki oleh suatu benda yaitu dengan mengukur suhu benda tersebut. Jika suhunya tinggi, maka kalor yang dikandung oleh benda sangat besar, begitu juga sebaliknya jika suhunya rendah maka kalor yang dikandung sedikit.

Kalor adalah berbentuk energi yang menyebabkan suatu zat memiliki suhu. Jika zat menerima kalor, maka zat itu akan mengalami suhu hingga tingkat tertentu sehingga zat tersebut akan mengalami perubahan wujud, seperti perubahan wujud dari padat menjadi cair. Sebaliknya jika suatu zat mengalami perubahan wujud dari cair menjadi padat maka zat tersebut akan melepaskan sejumlah kalor.

Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kalor atau energi panas. Pertukaran energi kalor merupakan dasar teknik yang dikenal dengan nama kalorimetri, yang merupakan pengukuran kuantitatif dari pertukaran kalor.

Dari pemaparan di atas, maka pada percobaan ini dilakukan tetapan kalorimeter agar dapat mempelajari sifat-sifat kalorimeter dan tetapan kalorimeter sebagai dasar percobaan-percobaan yang lain. Untuk itu kita perlu menentukan berapa banyak panas yang diserap oleh kalorimeter beserta kalorimeter, termometer dan pengaduknya sebagai tetapan kalorimeter.

          

B.       Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah pada percobaan ini adalah :

1.    Bagaimana mengetahui sifat-sifat kalorimeter ?

2.    Bagaimana menentukan tetapan kalorimeter sebagai dasar pecobaan-percobaan yang lain ?

C.      Tujuan Percobaan

Adapun tujuan percobaan adalah sebagai berikut :

1.      Mengetahui sifat-sifat kalorimeter.

2.      Menentukan tetapan kalorimeter sebagai dasar pecobaan-percobaan yang lain.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Kalor adalah berbentuk energi yang menyebabkan suatu zat memiliki suhu. Jika zat menerima kalor, maka zat itu akan mengalami suhu hingga tingkat tertentu sehingga zat tersebut akan mengalami perubahan wujud, seperti perubahan wujud dari padat menjadi cair. Sebaliknya jika suatu zat mengalami perubahan wujud dari cair menjadi padat maka zat tersebut akan melepaskan sejumlah kalor (Petrucci, 1987).

Pengukuran jumlah kalor reaksi yang diserap atau dilepaskan pada suatu reaksi kimia dengan eksperimen disebut kalorimetri. Dengan menggunakan hukum Hess, kalor reaksi suatu reaksi kimia dapat ditentukan berdasarkan data perubahan entalpi pembentukan standar, energi ikatan dan secara eksperimen. Proses dalam kalorimetri berlangsung secara adiabatik, yaitu tidak ada energi yang lepas atau masuk dari luar ke dalam calorimeter (Keenan, 1980).

Suatu bentuk energi yang menyebabkan materi mempunyai suhu disebut kalor. Kalor Juga dapat menyebabkan perubahan wujud. Apabila suatu zat menyerap kalor, maka suhu zat itu akan naik sampai tingkat tertentu hingga zat itu akan mencair (jika zat padat) atau akan menguap (jika zat cair). Sebaliknya jika kalor dilepaskan dari suatu zat, maka zat itu akan turun hingga tingkat tertentu hingga zat itu akan mengembun (jika zat gas) atau membeku (jika zat cair) (Wahyu, 2010).

Nilai kalor merupakan faktor terpenting dalam sifat energi dan biasanya berhubungan dengan benda sebagai penghantar panas, yang dimaksud dengan pengantar panas adalah jumlah panas dalam British Termal Unit (BTU) yang dialirkan pada benda yang memiliki ketebalan satu inchi dan luas permukaan satu feet persegi selama satu jam untuk menaikan temperatur 10F pada permukaan benda tersebut (Favan, et al., 2010).

Kalorimeter bahan bakar adalah alat ukur nilai kalor pembakaran suatu bahan bakar cair. Prinsip kerja alat ini adalah dengan mengukur temperatur air di dalam kalorimeter sebelum dan sesndah pembakaran di dalam kalorimeter tersebut. Akurasi pengukuran nilai kalor pembakaran dengan menggunakan alat ini ditentukan pada kecermatan dalam mengamati nilai temperatur air didalam kalorimeter sebelum dan sesndah pembakaran di dalam kalorimeter (Bambang, 2004).

BAB III

METODOLOGI PRAKTIKUM

A.      Waktu dan Tempat

Praktikum ini dilaksanakan pada hari Jumat tanggal 9 Nopember 2012 dan bertempat di Laboratorium Kimia Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Haluoleo Kendari.

B.       Alat dan Bahan

1.    Alat

Alat yang digunakan pada praktikum ini adalah :

-          Kalorimeter, pengaduk, bahan isolasi

-          Termometer (0-50 ⁰C)

-          Gelas ukur 50 ml

-          Gelas kimia 50 ml

-          Pembakar gas

-          Stopwatch

2.    Bahan

Bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah:

-          Aquades

C.    Prosedur Kerja

Aquades

-    diukur dalam gelas ukur sebanyak 50 mL -    dimasukkan ke dalam kalorimeter yang telah dirangkai

Aquades dalam kalorimeter

-    diaduk -    diukur dan dicatat suhunya setiap 30 detik sampai menit ke-4 -    dimasukkan air panas 50 mL (40oC) pada menit ke-4 -    diaduk -    dicatat suhunya setiap 30 detik sam pai menit ke-8 -    dihitung tetapan kalorimeter -    dibuat kurva hubungan antara waktu dan suhu

 

    K = -148,6 J/^oC

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A.      Hasil Pengamatan

1.    Data pengamatan

Sebelum Pencampuran air panas		Setelah pencampuran air panas
Waktu (menit)	Suhu (oC)	Untuk air panas 40oC
		Waktu (menit)	Suhu (oC)
0	31	270	38
30	31	300	38
60	31	330	37
90	31	360	37
120	31	390	37
150	31	420	37
180	31	450	36
210	31	480	36
240	31

2.    Grafik

3.      Perhitungan

Diketahui :       T_{air dingin}                = 31 ^oC                     _air         = 0,9963g/mL

T_{air panas}                 = 40 ^oC                                 V_{air dingin}    = 50 mL

                           T_pencampuran            = 38 ^oC                     V_{air panas}    = 50 mL

Penyelesaian :

1)      ΔT kalor lepas air panas                 = T_{air panas} - T_pencampuran

                                                               = 40 ^oC            - 38 ^oC

                                                               = 2 ^oC        

2)      ΔT kalor diterima air dingin          = T_pencampuran - T_{air dingin}

                                                               = 38 ^oC - 31 ^oC

                                                               = 7 ^oC

3)      Kalor yang dilepas air panas

                        m = _air . V

                            = 0,9957 g/mL . 50 mL

                            = 49,785 g

                        Q  = m . c . ∆T           

                    = 49,785 gr . 4,18 J/g ^oC . 2 ^oC

                    = 416,2 J

4)      Kalor yang diterima air dingin

               Q  = m . c . ∆T

                    = 49,785 gr . 4,18 J/g ^oC .7 ^oC

                    = 1456,7 J

5)      Asas black

Kalor lepas = Kalor diterima

Q_{air panas}      =  Q_{air dingin} – Q_kalorimeter

Q_kalorimeter     =  Q_{air panas}  - Q_{air dingin}

                                       =   416,2 J – 1456,7 J

                                     =   -1040,5 J

6)      Tetapan Kalorimeter          =

                                                     =   

            = -148,6 J/^oC

B.       Pembahasan

Kalor adalah energi dalam yang dipindahkan dari benda bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah ketika kedua benda disentuhkan (dicampur). Sedangkan energi dalam menyatakan total energi, yaitu jumlah energi kinetik dan energi potensial, yang dmiliki oleh seluruh molekul-molekul yang terdapat dalam benda.

Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur perubahan panas disebut dengan kalorimeter. Setiap kalorimeter mempunyai sifat khas dalam mengukur panas. Ini terjadi karena kalorimeter tersebut terbuat dari berbagai jenis seperti gelas, polietena dan logam sehingga mempunyai kemampuan menyerap panas yang berbeda.

Prinsip dari kalorimeter adalah memanfaatkan perubahan fase dari sifat fisik suatu zat untuk membandingkan kapasitas penerimaan kalor dari zat-zat yang berbeda. Prinsip pengukuran pada percobaan ini disebut kalorimetri. Alat pengukur kalor jenis zat berdasarkan prinsip kalorimetri disebut kalorimeter.

Kelemahan kalorimeter adalah dapat menerima panas. Karena itu kalorimeter harus dikalibrasi menggunakan tetapan yang disebut tetapan kalorimeter. Dengan menggunakan tetapan kalorimeter ini dapat diukur besarnya kalor yang diserap oleh kalorimeter sehingga perubahan kalor dalam reaksi dapat diukur secara keseluruhan.

Pengukuran kalor jenis dengan kalorimeter didasarkan pada asas Black. Teori yang dikemukakan oleh Joseph Black atau lebih dikenal dengan azas Balck. Yaitu, apabila dua benda yang suhunya berbeda dan dicampur, maka benda yang lebih panas melepas kalor kepada benda yang lebih dingin sampai suhu keduanya sama. Sebuah benda untuk menurunkan ΔT akan melepaskan kalor yang sama besarnya dengan banyaknya kalor yang dibutuhkan benda itu untuk menaikkan suhunya sebesar  ΔT juga.

Pada percobaan ini, dilakukan pencampuran antara aquades yang tidak dipanaskan dan aquades yang dipanaskan. Dengan memasukkan air ke dalam kalorimeter sambil diaduk dan dihitung suhunya maka diperoleh suhu sebelum pencampuran air panas dari menit ke 30 sampai menit 240 sebesar 31ºC. Suhu yang tetap tersebut dikarenakan belum adanya kalor yang diserap oleh kalorimeter sehingga suhu air dari menit ke 30 sampai menit 240 sama. Setelah pencampuran air panas, suhu yang semula tetap naik secara perlahan karena kalorimeter telah menyerap panas dari pencampuran air tersebut.  Hal ini sesuai dengan asas Black yaitu dua benda yang suhunya berbeda dan dicampur, maka benda yang lebih panas melepas kalor kepada benda yang lebih dingin sampai suhu keduanya sama sehingga jika energi dari reaksi kimia eksotermal diserap air, perubahan suhu dalam air akan mengukur jumlah panas yang ditambahkan. Dari hasil pengamatan, terlihat bahwa semakin lama pencampuran maka suhu akan semakin menurun. Hal ini dikarenakan air tersebut melepaskan kalor dari sistem ke lingkungan. Pada menit-menit terakhir, suhu yang dihitung pada termometer tidak berubah suhunya, ini membuktikan sifat kalorimeter yaitu menjaga suhu, dan tidak ada pengaruh dari lingkungan.

Energi yang diterima air dingin tidak sama dengan yang dilepas oleh air panas. Ini dikarenakan sifat dari kalorimeter yang dapat menyerap kalor sehingga tidak semuanya kalor dapat diterima oleh air dingin.

Sifat-sifat kalorimeter adalah menjaga suhu suatu zat dan tidak terpengaruh oleh lingkungan, sifatnya dalam proses adalah secara adiabatik yaitu tidak ada energi yang lepas atau masuk dari luar ke dalam kalorimeter. Berdasarkan azas Black yaitu kalor yang diterima oleh kalorimeter sama dengan kalor yang diberikan oleh zat yang dicari kalor jenisnya.

Terdapat beberapa fungsi perlakuan yaitu pengadukan secara terus-menerus, bukan untuk menaikkan suhu zat dalam kalorimeter, melainkan agar penyebaran kalor dapat merata pada kalorimeter. Pemanasan H₂O berfungsi untuk membandingkan suhu air panas dan suhu air dingin di dalam kalorimeter. Pencampuran dan pengukuran berfungsi untuk membuktikan fungsi kalorimeter yaitu dapat menjaga/mempertahankan kalor.

Dari data-data yang diperoleh, dapat dihitung ΔT kalor lepas air panas sebesar 2^oC, ΔT kalor diterima air dingin 7^oC, Kalor yang dilepas air panas 416,2 J, Kalor yang diterima air dingin 1456,7 J, dan dengan menggunakan asas Black yaitu Q_lepas=Q_terima diperoleh Q_kalorimeter sebesar -1040,5 J. Sehingga dari hasil tersebut didapat tetapan kalorimetri maka diperoleh -148,6 J/^oC.

Nilai minus pada tetapan kalorimeter merupakan suatu kesalahan yang menyebabkan nilai kalor yang diterima air dingin lebih besar dibanding dengan nilai kalor yang diterima air panas. Dalam hal ini terjadi reaksi eksoterm dimana kandungan panas dari sistem menurun sehingga sistem melepaskan kalor ke lingkungan. Hal ini melenceng dari teori dimana fungsi kalorimeter yaitu dapat menjaga/ mempertahankan kalor.

              BAB V

KESIMPULAN

Berdasarkan hasil pengamatan dari percobaan ini dapat ditarik beberapa simpulan sebagai berikut :

1.      Kalorimeter bersifat menyerap kalor dari larutan yang dimasukkan pada alat tersebut dan menjaga suhu suatu zat dan tidak terpengaruh oleh lingkungan, sifatnya dalam proses adalah secara adiabatik yaitu tidak ada energi yang lepas atau masuk dari luar ke dalam kalorimeter.

2.      Tetapan kalorimeter yang diperoleh adalah sebesar -148,6 J/^oC.

DAFTAR PUSTAKA

Herlambang, Bambang Djuhana, 2004, “Rancang Bangun Sistem Pengamatan Temperatur Air Berbasis Pc Untuk Pengukuran Nilai Air Kalorimeter Suatu Prototipe Kalorimeter Bahan Bakar”, Volume 28, No. 2.

Keenan. 1980. Kimia untuk Universitas Jilid 1. Jakarta: Erlangga.

Onu, Favan, Sudarja, Muh. Budi Nur Rahman, 2010, “Pengukuran Nilai Kalor Bahan Bakar Briket Arang Kombinasi Cangkang Pala (Myristica Fragan Houtt) dan Limbah Sawit (Elaeis Guenensis)”, Seminar Nasional Teknik Mesin UMY.

Petrucci, Ralph H. 1987. Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern Jilid 2 Edisi 4. Jakarta: Erlangga.

Wahyu, Widiatmo, 2010, “Penelitian Nilai Kalor Bahan Bakar Biomassa Pada Limbah Kotoran Hewan”, Seminar Nasional Teknik Mesin UMY.