Laporan praktikum termokimia

PERCOBAAN V Judul : Kalor Pembakaran Metanol Tujuan : Menentukan Kalor Pembakaran Metanol Hari/Tanggal : Senin / 13 Oktober 2014 Tempat : Laboratorium Kimia PMIPA FKIP Unlam Banjarmasin DASAR TEORI Kalor adalah suatu bentuk energi yang diterima oleh suatu benda yang menyebabkan benda tersebut berubah suhu atau wujud bentuknya. Kalor berbeda dengan suhu, karena suhu adalah ukuran dalam satuan derajat panas. Kalor merupakan suatu kuantitas atau jumlah panas baik yang diserap maupun dilepaskan oleh suatu benda. Kalor di definisikan sebagai energi panas yang dimiliki oleh suatu zat. 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. Dari hasil percobaan yang sering dilakukan besar kecilnya suatu kalor yang dibutuhkan suatu benda (zat) bergantung pada 3 faktor yaitu massa zat, jenis zat (kalor jenis), perubahan suhu. (Nafiyanto, 2008). Kalor pembakaran adalah kalor yang dilepaskan atau diserap oleh pembakaran 1 mol unsur atau senyawa diberi simbol ∆Hc ( C = Combustion ). (Purba, 2006). Pembakaran adalah suatu runutan reaksi kimia antara suatu bahan bakar dan suatu oksidan, disertai dengan produksi panas yang kadang disertai cahaya dalam bentuk pendar atau api. Dalam suatu reaksi pembakaran lengkap, suatu senyawa bereaksi dengan zat pengoksidasi, dan produknya adalah senyawa dari tiap elemen dalam bahan bakar dengan zat pengoksidasi. Contoh: Entalpi standar reaksi untuk pembakaran metana pada 298,15 K dan 1 atm adalah −802 kJ/mol. (Sudarmo, 2007). Metanol, juga dikenal sebagai metil alkohol, wood alcohol atau spiritus, adalah senyawa kimia dengan rumus kimia CH3OH. Ia merupakan bentuk alkohol paling sederhana. Pada "keadaan atmosfer" ia berbentuk cairan yang ringan, mudah menguap, tidak berwarna, mudah terbakar, dan beracun dengan bau yang khas (berbau lebih ringan daripada etanol). metanol digunakan sebagai bahan pendingin anti beku, pelarut, bahan bakar dan sebagai bahan aditif bagi etanol industri. Reaksi kimia metanol yang terbakar di udara dan membentuk karbon dioksida dan air adalah sebagai berikut: 2 CH3OH (aq) + 3 O2 (g) → 2 CO2 (g)+ 4 H2O (l) Asas Black atau asas kekekalan energi menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan,tetapi dapat diubah dari satu bentuk kebentuk yang lain. Asas kekekalan energi ini disebut juga hukum pertama termodinamika. Pada peristiwa termokimia, kalor yang menyertai reaksi adalah perubahan bentuk energi dari energi kinetik dan energi potensial (energi ikat) dalam molekul menjadi energi kalor. Pada pembahasan energi kalor, alam semesta dibedakan menjadi dua yaitu sistem dan lingkungan. Secara umum dapat dinyatakan bahwa kalor yang dilepaskan atau diserap dapat menyebabkan kenaikan atau penurunan suhu air, sehingga jumlah kalor yang dilepas atau diserap oleh sistem reaksi sama dengan kalor yang diterima atau diserap oleh air sebagai lingkungan (Asas Black). Setiap zat mengandung energi. Entalpi adalah energi  yang  terkandung di dalam zat. Perubahan seluruh energi zat di dalam reaksi disebut dengan perubahan entalpi reaksi. Panas reaksi adalah energi  yang dilepaskan atau diserap bila jumlah mol masing – masing zat sama dengan koefisien reaksinya. Panas pembentukan adalah energi yang dilepaskan atau diserap pada pembentukan 1 mol zat dari unsur – unsurnya. ( Tim Penulis, 2010 ) Secara umum dapat dirumuskan : q larutan = m . c . q larutan = C . ΔT ΔH = -q larutan ΔH= -q /mol Keterangan : q = Kalor (Joule) ∆T = Perubahan Suhu (◦C) M = Massa Air (Gram) c = Kalor Jenis Air (4,2 Joule.gram-1 ◦C-1) C = Kapasitas Kalor (J.◦C-1) ∆H = Perubahan Entalpi (kJ) ALAT DAN BAHAN Alat yang digunakan: Gelas kimia 250 mL 1 buah Gelas ukur 50 mL 1 buah Neraca Analitik 1 buah Lampu Spiritus 1 buah Kaki tiga 1 buah Kasa 1 buah Termometer 1 buah Pipet tetes 1 buah Bahan yang digunakan: Metanol 90% Aquades PROSEDUR KERJA Mengisi lampu spiritus dengan metanol lalu menimbang Menimbang gelas kimia kosong dan memasukan air ke dalamnya Memasukan termometer ke dalam air dan mengamati suhunya Meletakan gelas kimia yang berisi air di atas kasa pada kaki tiga Menyalakan lampu spiritus untuk memanaskan air dalam gelas kimia Menghentikan pemanasan air dengan memadamkan api Mencatat suhu air pada saat memadamkan lampu Menimbang kembali lampu spiritus yang masih terisi sisa metanol HASIL PENGAMATAN No Perlakuan Hasil Pengamatan 1. Menimbang gelas kimia 250 mL kosong Massa gelas kimia : 103,1 gram 2. Menimbang lampu spiritus kosong Massa lampu spiritus kosong 150,2 gram 3. Memasukkan air ke dalam gelas kimia dan menimbang gelas kimia yang berisi air Massa gelas kimia berisi air : 140,8 gram 4. Menimbang lampu spiritus berisi metanol 25 Ml Massa lampu spiritus berisi metanol : 159,2 gram 5. Memasukkan termometer kedalam gelas kimia berisi air 28° C suhu air 6. Meletakkan gelas kimia di atas kasa pada kaki tiga dan menyalakan lampu spiritus sampai air mendidih Air mendidih 7. Mematikan api pada lampu spiritus dan memasukkan termometer ke dalam air 76° C suhu air 8. Menimbang lampu spiritus yang masih terisi sisa methanol Massa lampu spiritus yang masih terisi sisa metanol: 144,5 gram ANALISIS DATA Percobaan ini bertujuan untuk menentukan kalor pembakaran metanol yang diperoleh dengan cara merebus air dengan bahan pembakarannya adalah metanol. Untuk mengetahui massa gelas kimia 200 mL maka dilakukan penimbangan pada gelas kimia dan didapatkan massanya sebesar 103,1 gram. Hal ini bertujuan agar dapat menemukan massa air yang ditimbang bersamaan dengan gelas kimia. Penimbangan lampu spritus kosong dan lampu spritus yang berisi metanol bertujuan untuk mengetaahui sisa massa metanol setelah pembakaran. Sebelum melakukan pembakaran lampu spritus yang berisi metanol harus diketahui suhu airnya dengan menggunakan termometer dan didapatkan suhunya 28oC yang merupakan suhu awal air. Pembakaran metanol ini dilakukan dengan memanaskan air sampai air mendidih, pada saat pemanasan volume metanol semakin berkurang, hal ini dikarenakan reaksi pada saat pembakaran metanol menghasilkan gas CO2 dan air sehingga metanol menguap. Persamaan reaksi adalah : 2CH3OH(aq) + 3O2(g) 2CO2(g) + 4H2O(l). Suhu setelah air mendidih meningkat karena pemanasan tersebut dan didapatkan suhunya sebesar 76oC dari sini dapat diketahui kenaikan suhunya 48oC ini menunjukkan bahwa reaksinya berlangsung secara eksoterm, perpindahan panas dari dalam gelas kimia ke lingkungan. Setelah api pada lampu spritus dimatikan dilakukan penimbangan kembali untuk mengetahui massa sisa metanol dan diperoleh hasil sebesar 14,7 gram. Dari sini dapat diketahui kalor yang lepas pada pembakaran metanol ini sebesar 10,8 kJ. KESIMPULAN Kalor yang diserap air adalah 7479,36 J Kalor yang diserap gelas kimia adalah 3,315696 kJ Kalor yang dibebaskan reaksi yaitu Q pembakaran adalah 10795,056 J atau 19,8 J Perubahan kalor pembakaran metanol (ΔH°c) adalah - 11,775 kJ/mol DAFTAR PUSTAKA Nafiyanto, Indra.2008. Buku Ajar Acuan Pengayaan Kimia Untuk SMA / MA. Solo : CV. Sindunata Purba, Michael. 2006. Kimia Untuk SMA Kelas XI. Jakarta: Erlangga. Sudarmo,Unggul.2007. ” Kimia”. Ciracas Jakarta : PT. Phibeta aneka gama. Tim Penulis.2010. Bahan Ajar Meniju Olimpiade Kimia Kelas 2.Jakarta : PT Graha Cipta Karya Tim Kimia Dasar. 2009. Penuntun praktikum kimia dasar 2. Surabaya : Jurusan kimia FMIPA UNESA. LAMPIRAN Pertanyaan dan Jawaban Pertanyaan Pertanyaan : Berapa selisih massa lampu spritus yang berisi metano mula – mula dan setelah di pakai ? Berapa masa methanol yang terbakar ? Berapa kenaikan suhu air ? Berapa kalor yang diserap air ? Berapa kalor yang diserap gelas kimia ? ( kalor jenis kaca = 670 Joule.Kg-1ºC-1 atau 0,2 kkal.Kg-1 ºC-1 ) Gunakan Asas Black untuk mengetahui kalor yang dibebaskan reaksi. Jawaban : Selisih massa lampu spiritus yang berisi metanol sebelum dan sesudah pemanasan adalah Massa lampu = massa lampu spiritus awal - massa lampu spiritus akhir = 159,2 g - 144,5 g = 14,7 g Massa metanol yang terbakar adalah Massa metanol yang terbakar = massa metanol awal – massa metanol akhir = (159,2 g -140,2 g) – (144,5 g – 140,2 g ) = 19 g – 4,3 g = 14,7 g Kenaikkan suhu air adalah T air = T akhir -T awal = 76 oC – 28 oC = 48 oC Kalor yang diserap air adalah Diketahui : massa air = 37,1 gram c = 4,2 J g-1 oC-1 T 1 = 28 oC T2 = 76 oC Q reaksi air = m x c x T = 37,1 gram x 4,2 J g-1 oC-1 x (76-28) oC = 7479,36 J Kalor yang diserap gelas kimia adalah Diketahui : C kaca = 670 J Kg-1 C-1 Massa gelas kimia = 103,1 g = 0,1031 Kg T 1 = 28 oC T2 = 76 oC T = T2 – T1 = (76 – 28) oC = 48 oC Ditanya : Q = ...? Jawab : Q = C x T =670 J.Kg-1.oC-1 x 0,1031 Kg x 48 oC = 3315,696 J = 3,315696 kJ kalor yang dibebaskan reaksi. Diketahui : Q air = 7479,36 J Q kaca = 3315,696 J Ditanya : Q pembakaran = ...? Jawab : Q pembakaran = Q kaca + Q air Q pembakaran = 3315,696 J + 7479,36 J Q pembakaran = 10795,056 J Q pembakaran = 10,795056 kJ = 10,8 kJ Mol methanol = gram methanol terbakar / Mr = 14.7 gram / 16 gram.mol-1 = 0,91875 mol ΔH°c metanol = -q / mol = - 10,8 kJ / 0,91875 mol = - 11,775 kJ/mol LAMPIRAN FOTO Menimbang gelas kimia yang berisi air 50 ml Alat dan bahan Memasukkan termometer kedalam gelas kimia berisi air Menimbang lampu spiritus berisi metanol 25 ml Meletakkan kasa diatas kaki tiga Menyalakan lampu spiritus yang berisi metanol Air mendidih Meletakkan gelas kimia berisi air diatas kasa pada kaki tiga Menimbang lampu spiritus yang masih terisi sisa metanol Mengukur suhu air setelah pemanasan FLOWCHART Metanol murni 25 mL Memasukkan ke dalam lampu spiritus Air 50 ml Metanol murni Menimbang Memasukkan ke dalam gelas kimia Mengamati suhu menggunakan termometer Air ºC Ket : sebelum memasukkan air, gelas kimia kosong ditimbang terlebih dahulu Air Memasukkan air dalam gelas kimia di atas kasa tripod Menghentikan pemanasan saat air mendidih Air ºC Mencatat suhu Ket. Menimbang kembali lampu spiritus yang masih terisi sisa metanol