Panas Pelarutan dan Hukum Hess

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA

 

                                  

NO. PERCOBAAN                :        4

NAMA                                    :        KHOERU ANNISA

NIM                                        :        4301409013

KELOMPOK                         :         4

JURUSAN                             :         Kimia

PRODI                                   :         Pendidikan Kimia

TANGGAL PERCOBAAN   :        26 Oktober 2011

DOSEN PENGAMPU            :        Ir. Sri Wahyuni, M.Si

TEMAN KELOMPOK                   :        1. Lina Putri Cahyaningtyas

                                                                    2. Whiny Okta Faiza

 

Panas Pelarutan

dan Hukum Hess

                                                 

A.            TUJUAN

1.      Menentukan panas pelarutan.

2.      Menggunakan hukum Hess untuk menentukan panas reaksi secara tidak langsung.

B.             LATAR BELAKANG TEORI

Perubahan entalpi pelarutan adalah kalor yang menyertai proses penambahan sejumlah tertentu zat terlarut terhadap zat pelarut pada suhu dan tekanan tetap. Terdapat dua macam entalpi pelarutan yaitu entalpi pelarutan integral dan entalpi pelarutan diferensial. Entalpi pelarutan integral adalah perubahan entalpi jika satu mol zat terlarut dilarutkan ke dalam n mol pelarut. Jika pelarut yang digunakan adalah air, maka persamaan reaksi pelarutnya dituliskan sebagai berikut:

X + n H₂O                              X. nH₂O              ΔH_r = ........kJ

Persamaan tersebut menyatakan bahwa satu mol zat x dilarutkan ke dalam n mol air. Sebagai contoh entalpi pelarutan integral dalam percobaan kita kali ini adalah CuSO₄:

CuSO₄ +  5 H₂O                              CuSO₄. 5 H₂O             ΔH_r = ........kJ

Pelarut yang kita gunakan dalam hal ini adalah air. Karena air mempunyai sifat khusus. Salah satu sifatnya adalah mempunyai kemampuan melarutkan berbagai jenis zat. Walaupun air bukan pelarut yang universal (pelarut yang dapat melarutkan semua zat), tetai dapat melarutkan banyak macam senyawa ionik, senyawa organik dan anorganik yang polar dan bahkan dapat melarutkan senyawa-senyawa yang polaritasnya rendah tetapi berinteraksi khusus dengan air.

Salah satu sebab mengapa air itu dapat melarutkan zat-zat ionik ialah karena kemampuannya menstabilkan ion dalam larutan hingga ion-ion itu dapat terpisah antara satu dengan lainnya. Kemampuan ini disebabkan oleh besarnya tetapan dielektrika yang dimiliki air. Tetapan dielektrik adalah suatu tetapan yang menunjukkan kemampuan molekul mempolarisasikan dirinya atau kemampuan mengatur muatan listrik yang tedapat dalam molekulnya sendiri sedemikian rupa sehingga dapat mengarah pada menetralkan muatan-muatan listrik yang terdapat di sekitarnya. Dalam hal ini, kekuatan tarik menarik muatan yang belawanan akan sangat diperkecil bila medianya mempunyai tetapan dielektrik besar.

Dalam percobaan ini akan dicari panas pelarutan dua senyawa yaitu CuSO₄.5H₂O dan CuSO₄ anhidrat. Biasanya panas reaksi senyawa sangat sulit untuk ditentukan, tetapi dengan menggunakan hukum Hess panas reaksi ini dapat dihitung secara tidak langsung. Hukum Hess menyatakan bahwa entalpi reaksi adalah jumlah total perubahan entalpi untuk setiap tahapnya atau bisa disimpulkan kalor reaksi tidak bergantung pada lintasan, tetapi hanya ditentukan keadaan awal dan akhir. Jadi jika suatu reaksi dapat berlangsung menurut dua tahap atau lebih maka kalor reaksi totalnya sama dengan jumlah aljabar kalor tahapan reaksinya. Oleh karena itu hukum Hess disebut juga hukum penjumlahan kalor.

C.            ALAT DAN BAHAN

1.      Alat:

1.      Kalorimeter dan pengaduk

2.      Mortal dan pastel

3.      Termometer 0-100ºC

4.      Gelas ukur 100 ml

5.      Cawan porselin

6.      Stop watch

7.      Desikator

8.      Pembakar bunsen dan kaki tiga

2.      Bahan

1.      Kristal CuSO₄. 5 H₂O

2.      Air

D.           

CARA KERJA

                                                                       

                                                                                       

 

                                                                                                                      

                                                                                                                                                                                   

         

                       

 

        

 

                                      

           

 

     

 

                                                                                   

 

                                                                                                                       

 

           

                                                                       

E.             DATA PENGAMATAN

Suhu kamar                   : 31^oC

Suhu Air Dingin           : 32^oC

Suhu Air Panas             : 55^oC

Tetapan Kalorimeter     : 148,235 J/ ^oC

Massa CuSO₄.5H₂O     : 5 gram

Massa CuSO₄ anhidrat: 5 gram

Waktu (menit)	Suhu Campuran		Air Panas 50 mL ( oC )
	CuSO4.5H2O ( oC )	CuSO4. Anhidrat ( oC )
0	40,5	36,5	41
0,5	40	36,5	40,5
1,0	39,5	38	40,5
1,5	39,5	38,9	40,5
2,0	39,3	39
2,5	39	39,2
3,0	39	39,5
3,5	39	41
4,0		41
4,5		42,2
5,0		43
5,5		43
6,0		43

F.              HASIL DAN PEMBAHASAN

Setelah dilakukan analisa data diperoleh hasil:

Tetapan kalorimeter                              = 148,235 J/ ^oC          

Kalor pelarutan ΔH CuSO₄. 5 H₂O      = - 198.882,25 J/mol (melepaskan kalor)

Kalor pelarutan ΔH CuSO₄. anhidrat   = - 312.529,25 J/mol    (melepaskan kalor)

Panas pelarutan                                     = + 25.570,575 KJ       

Tetapan kalorimeter dapat diperoleh dari pencampuran air dingin dengan air panas dalam kalorimeter dan mencatat suhunya (suhu awal dan akhir). Jika kalorimeter tidak menyerap kalor dari campuran air, maka kalor yang diberikan oleh air panas sama dengan kalor yang diserap oleh air dingin. Tetapi karena kalorimeter juga ikut menyerap kalor, maka kalor yang diserap oleh kalorimeter adalah selisih kalor yang diberikan 0leh air panas dikurangi dengan kalor yang diserap oleh air dingin (q₃ = q₂ – q₁). Harga tetapan kalorimeter diperoleh dengan cara membagi jumlah kalor yang diserap oleh kalorimeter (q₃) dengan penghangatan perubahan suhu pada kalorimeter.

C  = tetapan kalorimeter (JºC^-1)

q   = kalor yang diserap (J)

Δt = perubahan suhu (ºC)

Grafik.1 Suhu vs Waktu Campuran Air Panas dan Air Dingin

Kalor atau panas pelarutan dari CuSO₄.5H₂O maupun CuSO₄ anhidrat dapat dieroleh dengan cara mencampurkan serbuk zat tersebut ke dalam kalorimeter yang berisi air dingin, sehingga akan bereaksi dan akan timbul suatu reaksi yang disertai dengan perubahan suhu, dan pelepasan sejumlah kalor. Perubahan kalornya tergantung ada konsentrasi awal dan akhir larutan yang terbentuk.

Grafik 2. Suhu vs Waktu CuSO₄.5H₂O

Grafik 3. Suhu vs Waktu CuSO₄ anhidrat

Dalam percobaan ini, dihasilkan panas pelarutan CuSO₄ anhidrat lebih tinggi daripada CuSO₄.5H₂O. Hal ini disebabkan karena beberapa faktor, antara lain:

1.          Massa CuSO₄ murninya lebih banyak CuSO₄ anhidrat daripada CuSO₄. 5 H₂O.CuSO₄. 5 molekur air yang terikat pada CuSO₄.5H₂O akan memperkecil massa CuSO₄ murni. Karena kalor berbanding lurus dengan massa, maka zat yang massanya lebih besar (CuSO₄ anhidrat) menghasilkan kalor yang lebih besar.

2.          Perbedaan suhu. Molekul air yang terikat pada CuSO₄.5H₂O adalah air dingin. Ini jelas berpengaruh pada kalor yang dihasilkan. Tambahan 5 molekul air (yang tidak ada pada CuSO₄ anhidrat mengakibatkan panas pelarutan menjadi lebih kecil.

Hasil percobaan kurang sempurna, mungkin disebabkan oleh beberapa faktor, di antaranya:

1.      Kekurangtelitian praktikan saat percobaan, misalnya pada saat menimbang bahan.

2.      Validitas alat yang digunakan.

3.      Kesalahan analisa data

G.            KESIMPULAN DAN SARAN

1.      Kesimpulan

_·          Tetapan kalorimeter hasil percobaan adalah 148,235 J/ ^oC

_·          Panas pelarutan CuSO₄. 5 H₂O hasil percobaan adalah - 198.882,25 J/mol_.

_·          Panas pelarutan CuSO₄. anhidrat hasil percobaan adalah - 312.529,25 J/mol _.

_·          Panas pelarutan air per mol hasil percobaan adalah +12.570,575 kJmol^-1_.

·         Panas pelarutan CuSO₄ anhidrat lebih tinggi daripada CuSO₄.5H₂O karena CuSO₄anhidrat mengikat 5 molekul air.

2.      Saran

1.      Praktikan hendaknya melakukan persiapan secara matang.

2.      Praktikan lebih teliti dalam melakukan pengamatam

3.      Alat yang digunakan sesuai dengan standar.

H.            DAFTAR PUSTAKA

1.      Tim Dosen Kimia Fisika. 2004. Petunjuk Praktikum Kimia Fisika I. Semarang. Jurusan Kimia FMIPA UNNES.

2.      Wiryoatmojo, Suyono. 1998. KIMIA FISIKA I. Jakarta. Depdikbud Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi.

3.      Purba, Michael. 1995. KIMIA 2 untuk kelas 2 SMU. Jakarta. Erlangga.

4.      Agus Yulianto, dkk. 2001. PETUNJUK Praktikum Fisika Dasar I. Semarang FMIPA UNNES.

Mengetahui,                                                                            Semarang, 31 Oktober 2011

Dosen Pengampu                                                                                Praktikan

Ir. Sri Wahyuni, M.Si                                                                          Khoeru Annisa

                                                                                                            NIM 4301409013

I.       JAWABAN PERTANYAAN

1.      Dilakukan dengan mereaksikan reaktan dalam kalorimeter, dimana wadah dicelupkan pada bak yang terisolasi dengan air yang diketahui massanya. Dengan mengukur suhu, sebelum, dan sesudah reaksi maka dapat ditentukan besarnya ∆H yakni dengan :

a. membuat grafik T (suhu) Vs t ( waktu)

        -m. ∆His/ N = W.∆T + A. Cp. ∆T

   Keterangan :

  M  = massa (gram)

  N  = berat molekul

  ∆T= suhu

  A = Massa larutan

  ∆His= panas pelarutan integral

  W= kapasitas kalor

  Cp= Kalor jenis iar

b. Membuat grafik antara ∆His

 -d (m.∆His)/ dm = slope, dan intersep = ∆H ds, sehingga ∆H diketahui.

2.      Dengan menggunakan hukum Hess (kalor reaksi hanya ditentukan oleh keadaan awal dan akhir reaksi). ΔH = q CuSO₄. 5 H₂O – q CuSO₄.

LAMPIRAN

1.         ANALISA DATA

        Data hasil Praktikum

        Massa air dingin  = v x p

                                    = 50mL x 1gr/mL

                                    = 50gr

        Ta₁ air dingin       = 32 ⁰C

        Ta₂ air panas        = 55 ⁰C

        T campuran          = 40,5 ⁰C

       

A.    Menentukan Tetapan Kalorimeter

Q lepas                       = Q terima

Q air panas                 = Q kalorimeter + Q air dingin

Q kalorimeter             = Q air panas – Q air dingin

Ckal (Tc - Ta₁)           = m x Cair (Ta₂ – Tc) – m x Cair (Tc - Ta₁)

Ckal (40,5 – 32)         = 50 x 4,2 (55-40,5) - 50 x 4,2 (40,5-32)

Ckal (8,5)                   = 3.045 – 1.785

Ckal                           =
Ckal                           = 148,235 J/⁰C

B.     Panas Pelarutan (ΔH) CuSO4.5H2O

T₁         = 32 ^oC

T₂          = 40,5 ^oC

T_c       = 39 ^oC

ΔT      = T_c  - T₁

         = (39-32) ^oC

           = 7 ^oC

Massa air        = 100 gr

C calorimeter= 148,235 J/⁰C

Q        = Q air + Q kalorimeter

           = m x c x ΔT + C x ΔT

           = 100 x 4,2 x 7 + 148,235  x 7

           = 2.940 + 1.037,645

           = 3.977,645 J

Massa CuSO4.5H2O   = 5 gr

Mol    =

                        = 0,02 mol

            ΔH       =

                       

                        =
                       

                        =  - 198.882,25 J/mol

C.    Panas Pelarutan CuSO4 Anhidrat

T₁         = 32 ^oC

T₂       = 36,5 ^oC

T_c       = 43 ^oC

ΔT      = T_c  - T₁

         = 43-32 ^oC

           = 11 ^oC

Massa air        = 100 gram

C calorimeter = 148,235 J/⁰C

Q        = Q air + Q kalorimeter

           = m x c x ΔT + C x ΔT

           = 100 x 4,2 x 11 + 148,235  x 11

           = 4.620 + 1.630,585

           = 6.250,585 J

Massa CuSO4.5H2O   = 5 gr

Mol    =

                        = 0,02 mol

            ΔH       =

                       

                        =
                       

                        =  - 312.529,25 J/mol

D. Hukum Hess

CuSO₄ +  5 H₂O                              CuSO₄. 5 H₂O             ΔH_r = ........kJ

ΔH = ΔH CuSO₄+5 H₂O - ΔH CuSO₄ anhidrat

     = - 198.882,25 J/mol -(- 312.529,25 J/mol )

     = + 511411,5 J/mol

     = + 511,4115 KJ/mol

ΔH _aq per mol =

                      = + 25.570,575 KJ