KALORIMETER
berikut ini merupakan salah satu contoh hasil percobaan yang telah saya lakukan tentang percobaan kalori meter terhadap azas black
A. JUDUL DAN TANGGAL PRAKTIKUM
· Judul : Kalorimeter
· Tanggal : 05 Februari 2013
B. TUJUAN PERCOBAAN
· Menentukan kalor jenis suatu zat ( Besi,
Alumunium, &Tembaga ).
· Menghitung dan menggunakan Azas Black.
C. DASAR TEORI
Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur
kalor. Kalorimeter umumnya digunakan untuk menentukan kalor jenis suatu zat.
Kalor jenis zat dapat di hitung dengan menggunakan masa air dingin, masa bahan
cxontoh, masa calorimeter, dan mengukur suhu air dan bahan contoh sebelum dan
sesudah percobaan.
Ada
beberapa jenis kalorimeter yaitu :
· Kalorimeter alumunium.
· Kalorimeter elektrik.
Hubungan
antara kalor dengan energi listrik:
Kalor merupakan bentuk energi maka
dapat berubah dari satu bentuk kebentuk yang lain. Berdasarkan Hukum Kekekalan
Energi maka energi listrik dapat berubah menjadi energi kalor dan juga
sebaliknya energi kalor dapat berubah menjadi energi listrik. Dalam pembahasan
ini hanya akan diulas tentang hubungan energi listrik dengan energi kalor. Alat
yang digunakan mengubah energi listrik menjadi energi kalor adalah ketel
listrik, pemanas listrik, dll.
Energi
mekanik akibat gerakan partikel materi dan dapat dipindah dari satu tempat ke
tempat lain disebut kalor.
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 kalorimeter.
Kalor
yag dibutuhkan untuk menaikan suhu kalorimeter sebesar 10oC pada air
dengan massa 1 gram disebut tetapan kalorimetri.
Dalam
proses ini berlaku azas Black, yaitu:
Qlepas = Qterima
Qair
panas = Qair dingin+ Qkalorimetri
m1 c
(Tp-Tc)= m2 c (Tc-Td)+ C (Tc-Td)
Keterangan:
m1= massa air panas
m2= massa air dingin
c = kalor jenis air
C = kapasitas kalorimeter
Tp = suhu air panas
Tc = suhu air campuran
Td = suhu air dingin
Sedang
hubungan kuantitatif antara kalor dan bentuk lain energi disebut termodinamika.
Termodinamika dapat didefinisikan sebagai cabang kimia yang menangani hubungan
kalor, kerja, dan bentuk lain energi dengan kesetimbangan dalam reaksi kimia
dan dalam perubahan keadaan.
Hukum
pertama termodinamika menghubungkan perubahan energi dalam suatu proses
termodinamika dengan jumlah kerja yang dilakukan pada sistem dan jumlah kalor
yang dipindahkan ke sistem (Keenan, 1980).
Hukum
kedua termodinamika yaitu membahas tentang reaksi spontan dan tidak spontan.
Proses spontan yaitu reaksi yang berlangsung tanpa pengaruh luar. Sedangkan
reaksi tidak spontan tidak terjadi tanpa bantuan luar.
Hukum
ketiga termodinamika menyatakan bahwa entropi dari Kristal sempurna murni pada
suhu nol mutlak ialah nol. Kristal sempurna murni pada suhu nol mutlak
menunjukan keteraturan tertinggi yang dimungkinkan dalam sistem termodinamika.
Jika suhu ditingkatkan sedikit di atas 0 K, entropi meningkat. Entropi mutlak
selalu mempunyai nilai positif.
Kalor
reaksi dapat diperoleh dari hubungan maka zat (m), kalor jenis zat (c) dan
perubahan suhu (ΔT), yang dinyatakan dengan persamaan berikut
Q
= m.c.ΔT
Keterangan:
Q= jumlah kalor (Joule)
m= massa zat (gram)
ΔT= perubahan suhu (takhir-tawal)
C= kalor jenis
Kalorimeter
adalah jenis zat dalam pengukuran panas dari reaksi kimia atau perubahan fisik.
Kalorimetri termasuk penggunaan kalorimeter. Kata kalormetri berasal dari
bahasa latin yaitu calor, yang berarti panas. Kalorimetri tidak langsung
(indirect calorimetry) menghitung panas pada makhluk hidup yang memproduksi
karbon dioksida dan buangan nitrogen (ammonia, untuk organisme perairan, urea,
untuk organisme darat) atau konsumsi oksigen. Lavoisier (1780) menyatakan bahwa
produksi panas dapat diperkirakan dari konsumsi oksigen dengan menggunakan
regresi acak. Hal ini membenarkan teori energi dinamik. Pengeluaran panas oleh
makhluk hidup ditempatkan di dalam kalorimeter untuk dilakukan langsung, di
mana makhluk hidup ditempatkan di dalam kalorimeter untuk dilakukan pengukuran.
Jika benda atau sistem diisolasi dari alam, maka temperatur harus tetap
konstan. Jika energi masuk atau keluar, temperatur akan berubah. Energi akan
berpindah dari satu tempat ke tempat yang disebut dengan panas dan kalorimetri
mengukur perubahan suatu tersebut. Bersamaan dengan kapasitas dengan kapasitas
panasnya, untuk menghitung perpindahan panas.
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. Dalam
Sistem Internasional (SI) satuan untuk kalor dinyatakan dalam satuan kalori
(kal), kilokalori (kkal), atau joule (J) dan kilojoule (kj).
1
kilokalori= 1000 kalori
1
kilojoule= 1000 joule
1
kalori = 4,18 joule
1
kalori adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk memanaskan 1 gram air
sehingga suhunya naik sebesar 1oC atau 1K. jumlah kalor yang
diperlukan untuk menaikkan suhu 1oC atau 1K dari 1 gram zat disebut
kalor jenis Q=m.c. ΔT, satuan untuk kalor jenis adalah joule pergram perderajat
Celcius (Jg-1oC-1) atau joule pergram per Kelvin (Jg-1oK-1)
(Petrucci, 1987).
Pengukuran
kalorimetri suatu reaksi dilakukan dengan menggunakan alat yang disebut
kalorimeter. Ada beberapa jenis kalorimeter seperti: kalorimeter termos,
kalorimeter bom, kalorimeter thienman, dan lain-lain. Kalorimeter yang lebih
sederhana dapat dibuat dari sebuah bejana plastik yang ditutup rapat sehingga
bejana ini merupakan sistim yang terisolasi.
Cara
kerjanya adalah sebagai berikut:
Sebelum
zat-zat pereaksi direaksikan di dalam kalorimeter, terlebih dahulu suhunya diukur,
dan usahakan agar masing-masing pereaksi ini memiliki suhu yang sama. Setelah
suhunya diukur kedua larutan tersebut dimasukkan ke dalam kalorimeter sambil
diaduk agar zat-zat bereaksi dengan baik, kemudian suhu akhir diukur.
Jika
reaksi dalam kalorimeter berlangsung secara eksoterm maka kalor yang timbul
akan dibebaskan ke dalam larutan itu sehingga suhu larutan akan naik, dan jika
reaksi dalam kalorimeter berlangsung secara endoterm maka reaksi itu akan
menyerap kalor dari larutan itu sendiri, sehingga suhu larutan akan turun.
Besarnya kalor yang diserap atau dibebaskan reaksi itu adalah sebanding dengan
perubahan suhu dan massa larutan jadi,
Qreaksi=
mlarutan. Clarutan. ΔT
Kalorimetri
yang lebih teliti adalah yang lebih terisolasi serta memperhitungkan kalor yang
diserap oleh perangkat kalorimeter (wadah, pengaduk, termometer). Jumlah kalor
yang diserap/dibebaskan kalorimeter dapat ditentukan jika kapasiatas kalor dari
kalorimeter diketahui. Dalam hal ini jumlah kalor yang dibebaskan /diserap oleh
reaksi sama dengan jumlah kalor yang diserap/dibebaskan oleh kalorimeter
ditambah dengan jumlah kalor yang diserap/dibebaskan oleh larutan di dalam
kalorimeter. Oleh karena energi tidak dapat dimusnahkan atau diciptakan, maka
Qreaksi=
(-Qkalorimeter- Qlarutan)
Kalorimeter
sederhana
Pengukuran
kalor reaksi, setara kalor reaksi pembakaran dapat dilakukan dengan menggunakan
kalorimeter pada tekanan tetap yaitu dengan kalorimeter sederhana yang dibuat
dan gelas stirofoam. Kalorimeter ini biasanya dipakai untuk mengukur kalor
reaksi yang reaksinya berlangsung dalam fase larutan (misalnya reaksi
netralisasi asam-basa/netralisasi, pelarutan dan pengendapan) (Syukri, 1999).
Kalor jenis
(c) adalah banyaknya kalor (Q) yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu (T) satu
satuan massa (m) benda sebesar satu derajat.
Persamaan :
Alat yang digunakan untuk menentukan kalor
jenis suatu zat disebut Kalorimeter.
D. ALAT DAN BAHAN
· Gelas beker
· Pembakar lampu / lampu spiritus
· Kalorimeter plastic
· Kubus / slinder logam
· Neraca
· Kaki tiga + kasa
· Thermometer 2 buah
· Korek api
E. LANGKAH KERJA
1. Panaskan air dalam gelas beker sampai
mendidih.
2. Timbanglah masing-masing calorimeter dan kubus
/ slinder logam. Massa calorimeter kosong ( m1 ) = …. gram dan massa logam ( m2 ) = …. gram.
3. Isilah calorimeter itu dengan air dingin (
Kira-kira sepertiga bagian ) dan timbanglah !
Massa
calorimeter + air dingin ( m3 ) = …. gram
Massa
air ( m3-m1 ) = …. gram
Suhu
air ( t1 ) = ….. C
4. Setelah air dalam gelas beker mendidih,
masukkan kubus atau slinder logam yang telah diikat dengan benang itu ke
dalamnya beberapa menit ! Catat suhu logam dalam air itu ( t logam ) =….C
5. Pindahkan logam itu cepat – cepat dari air
mendidih ke dalam calorimeter itu. Kemudian catat suhu tertinggi dari
calorimeter itu ! Suhu campuran ( tc ) =……C
6. Lakukan percobaan diatas dengan logam yang
berbeda.
F. DATA HASIL PENGAMATAN
v Suhu air mendidih ( suhu awal
logam ) = …. oC
v Suhu air dingin dalam
kalarimeter =…. oC
v Massa logam = …. gram
v Massa wadah kalorimeter dan
pengaduk = 81,2 gram
v Massa air + wadah calorimeter =
…. gram
v Massa air dingin dalam
calorimeter = …. gram
v Kalor jenis air dingin = 1
kal/g oC.
No.
|
Nama Benda
|
m kalorimeter kosong (gr)
|
m kalori + air (gr)
|
m air
(gr)
|
t air (oC)
|
m beban (gr)
|
t beban (oC)
|
t campuran (oC)
|
c beban (kal/goC)
|
1
|
Tembaga
|
81,2
|
164,3
|
83,1
|
29
|
71,6
|
95
|
32
|
0,067
|
2
|
Kuningan
|
81,2
|
153,2
|
72,0
|
29
|
67,0
|
95
|
32
|
0,064
|
3
|
Alumunium
|
81,2
|
167,0
|
85,8
|
29
|
20,9
|
95
|
31
|
0,155
|
4
|
Besi
|
81,2
|
165,4
|
84,2
|
30
|
62,0
|
95
|
34
|
0,108
|
5
|
Baja
|
81,2
|
164,3
|
91,6
|
29
|
82,1
|
95
|
32
|
0,064
|
G. PERTANYAAN DAN JAWABAN
1. Sesudah logam dimasukkan ke dalam calorimeter,
suhu air dalam calorimeter naik, kenaikan suhunya = …. oC. Kenaikan suhu itu disebabkan
oleh ….
Jawab :
- Air dalam calorimeter +
Tembaga : 3oC
- Air dalam calorimeter +
Kuningan : 3oC
- Air dalam calorimeter +
Aluminium : 2oC
- Air dalam calorimeter +
Besi : 4oC
- Air dalam calorimeter +
Baja : 3oC
Kenaikan
suhu itu disebabkan oleh pencampuran air dalam calorimeter dengan logam yang
suhunya lebih tinggi.
2. Sesudah logam yang dimasukan ke dalam
calorimeter, suhu logam itu turun, penurunan suhunya = …. oC. Penurunan suhu itu
disebabkan oleh ….
Jawab :
- Tembaga : 63oC
- Kuningan : 63oC
- Aluminium : 64oC
- Besi : 61oC
- Baja : 63oC
Penurunan
suhu itu disebabkan oleh pencampuran logam dengan air dalam calorimeter yang
suhunya lebih rendah.
3. Jika dianggap tidak ada kalor yang terbuang
dan calorimeter tidak menyerap kalor, maka logam itu menyerap kalor sebanyak….
Jawab :
· Tembaga :
Q = m.c.ΔT
= 71,6 x 0,093 x 63
= 419,5044 kal
· Aluminium :
Q = m.c.ΔT
= 20,9 x 0,22 x 64
= 294,272 kal
· Besi :
Q = m.c.ΔT
= 62 x 0,11 x 61
= 416,02 kal
· Baja :
Q = m.c.ΔT
= 82,1 x 0,11 x 63
= 568,953 kal
4. Berapakah kalor jenis logam itu berdasarkan
percobaan di atas? Bandingkan dengan kalor jenis masing-masing logam menurut
teori!
Jawab :
KALOR JENIS BERDASARKAN
PERCOBAAN :
· Tembaga :
Qlepas = Qterima
Qtembaga panas = Qair dingin+ Qkalorimetri
71,6.c.63 = 83,1.1.3+81,2.0,22.3
4510,8c = 249,3+54,846
4510,8c = 304,146
c = 0,067 kal/g oC
· Kuningan :
Qlepas = Qterima
Qkuningan panas = Qair dingin+ Qkalorimetri
67.c.63 = 72.1.3+81,2.0,22.3
4221c = 216+54,846
4221c = 270,846
c
= 0,064 kal/g oC
· Aluminium :
Qlepas = Qterima
Qaluminium panas = Qair dingin+ Qkalorimetri
20,9.c.64 = 85,8.1.2+81,2.0,22.2
1337,6c = 171,6+35,728
1337,6c = 207,328
c = 0,155 kal/g oC
· Besi :
Qlepas = Qterima
Qaluminium panas = Qair dingin+ Qkalorimetri
62.c.61 = 84,2.1.4+81,2.0,22.4
3782c = 336,8+71,456
3782c = 408,256
c = 0,108 kal/g oC
· Baja :
Qlepas = Qterima
Qaluminium panas = Qair dingin+ Qkalorimetri
82,1.c.63 = 91,6.1.3+81,2.0,22.3
5172,3c = 274,8+54,846
5172,3c = 329,646
c = 0,064 kal/g oC
KALOR
JENIS BERDASARKAN TEORI :
· Tembaga : 0,093 kal/g oC
· Kuningan :
· Alumunium : 0,22 kal/g oC
· Besi : 0,11 kal/g oC
· Baja : 0,11 kal/g oC
5. Hasil percobaan mungkin berbeda dengan teori.
Tuliskan fakor-faktor yang menyebabkan perbedaan itu!
Jawab :
· Ketidaktelitian dalam membaca hasil timbangan
pada neraca
· Ketidaktelitian dalam membaca suhu pada
thermometer
· Tidak melakukan kalibrasi
· Keraguan dalam menghitung
· Kesalahan alat
· Tergesa-gesa dalam melakukan percobaan
· Suhu ruangan masuk ke dalam calorimeter
· Ketidakakuratan saat menimbang logam yang
disebabkan benang ikut ditimbang
· Kehigienisan alat kurang
· Kesalahan kerja, karena beberapa kali memasukan
kayu dalam calorimeter
· Ketidakefektifan saat melakukan percobaan.
Sebagian alat dan bahan yang disiapkan beberapa kali dipinjam oleh kelompok
lain.
H. KESIMPULAN
Berdasarkan
pengamatan dan percobaan, dapat disimpulkan bahwa :
· Kalor adalah bentuk energi yang berpindah dari benda
yang bertemperatur tinggi ke benda yang bertemperatur rendah.
· Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang diperlukan
oleh zat untuk menaikkan suhu 1˚C atau per satuan perubahan suhu.
· Kalor jenis zat adalah banyaknya kalor yang dibutuhkan
untuk menaikkan 1 gram atau 1 kg zat sebesar 1˚C/ per satuan perubahan waktu.
· Termometer
digunakan dalam pengukuran temperatur (derajat panas dinginnya suatu benda).