Bahan Ajar Kalorimeter Hukum Hess Energi Ikatan [PDF]

Citation preview

KALORIMETER



Ayo, Kita Pelajari ! Agar kalian dapat: 



1. PENENTUAN ∆H BERDASARKAN PERCOBAAN



Menganalisis penentuan ∆H suatu



KALORIMETER



reaksi 



Mengidentifikasi Hukum Hess







Menganalisis Energi Ikat dan Kalor pembakaran dalam kehidupan sehari-hari



Kalorimeter



adalah



suatu



sistem



terisolasi (tidak ada pertukaran materi maupun energi dengan lingkungan luar). Kalorimeter digunakan untuk pengukuran reaksi dengan ketelitian tinggi.



Info Kimia Pengukuran



∆H



dalam



kalorimeter selalu dalam tekanan



tetap.



Oleh



karena itu, reaksi dalam kalorimeter tidak boleh mempengaruhi



tekanan



gas dalam kalorimeter



Dengan



mengukur



kenaikan



dalam



kalorimeter,



suhu



maka



di



jumlah



kaloryang diserap oleh air perangkat kalorimeter dapat ditentukkan. Dasar



Dalam



materi



dibahas



ini



akan



penentuan



∆H



reaksi



berdasarkan



percobaan



calorimeter,



Hukum



Hess



dan



Data



energi Ikat suatu reaksi.



perhitungannya



menggunakan



Prinsip



Asas Black yaitu kalor yang diserap sama dengan kalor yang dibebaskan. Formula : q=m.c.∆T



atau



q=C.∆T



q=kalor reaksi (kalori atau joule) m=massa (gram) c=kalor jenis (kal.g-1.°C-1 atau J.g-1.°C-1) ∆T=perubahan suhu (°C)



HUKUM HESS



CONTOH :



Tidak semua perubahan entalpi dapat



ditentukkan



percobaan. dapat



melalui



Perubahan



ditentukkan



Hukum



Hess.



berdasarkan



entalpi melalui



Hukum



ini



fakta



bahwa



entalpi



merupakan



fungsi



keadaan,



artinya



perubahan



Pada reaksi pembentukan CO2 (g) : a. Melalui satu tahap reaksi C(S) + O2 (g) → CO2 (g) b. Melalui dua tahap reaksi 1 Reaksi 1: C + O2→ CO , ∆H1= -110,5kJ 2 1 Reaksi 2: CO + O2→ CO2 , ∆H2= -283kJ 2 C+O2 →CO2 ,



panas kalor dalam suatu reaksi



∆H3= -393,5kJ



hanya bergantung pada keadaan awal



dan



akhir



dari



reaksi



tersebut.



Reaksi di atas, dapat diubah menjadi diagram sebagai berikut: C + O2



TOKOH KIMIA ∆H1= -110,5kJ 1 CO + O2 2 ∆H2= -283kJ



∆H3= -393,5kJ CO2



Selain GERMAIN HENRY HESS Seorang ilmuwan dari Geneva yang mencetuskan hukum Hess dan dipublikasikan pada tahun 1840. Hukum ini merupakan sebuah aplikasi dari hukum konversi energi, tetapi tidak diformulasikan sampai tahun 1842.



digambarkan



dalam



diagram



energi,



reaksi pembakaran karbon dapat digambarkan 1 melalui siklus berikut: CO + O2 2



∆H1=-110,5kJ C + O2



∆H2= -283kJ CO2 ∆H3= -393,5kJ



Formula : ∆H3=∆H1+∆H2



INFO KIMIA



ENERGI IKAT INFO KIMIA Harga perubahan entalpi dapat juga ditentukan melalui perhitungan enrgi ikat



antaratom.



Bagaimana



cara



menentukan perubahan entalpi dengan menggunakan data energi ikat? Untuk mencari tahu cara penyelesaiannya,



Untuk memutuskan ikatan pada molekul, diperlukan energi yang lebih kuat dari energi ikatan antar atomatomnya.



lakukan kegiatan berikut ini dengan tekun.



KEGIATAN 2.1



Judul Kegiatan



: Berlatih menjelaskan pengertian Energi Ikat dan cara penentuan Harga Perubahan entalpi



Jenis Kegiatan



: Diskusi Kelompok



Tujuan Kegiatan



: Peserta didik dapat menjelaskan pengertian energi ikat dan cara menentukan harga perubahan entalpi berdasarkan data energi ikat antar atom



Langkah Kegiatan 1. Buatlah kelompok beranggotakan 3-4 orang dengan anggota yang heterogen. Lakukan kerjasama yang baik antar anggota kelompok. 2. Berkunjunglah ke perpustakan sekolahmu, kemudian cari dan amatilah dengan teliti buku-buku yang berisi materi emngenai energi ikat 3. Bertanyalah pada guru jika kamu mengalami kesulitan dalam memahami informasi yang terdapat dalam buku referensi tersebut 4. Cobalah untuk membuat daftar harga energi ikat rata-rata antaratom berdasarkan data pada buku referensi yang kamu peroleh 5. Identifikasilah harga energi ikat pada setiap atom yang berikatan melalui diskusi aktif dengan anggota kelompokmu



6. Simpulkan hasil diskusi kemudian presentasikan di depan kelas dengan santun



Setelah melakukan kegiatan 2.1, kamu tentu memahami bahwa energi ikat merupakan jumlah energi yang diperlukan untuk memutus 1 mol ikatan dari suatu molekul dalam wujud gas. Putusnya ikatan antaratom yang membentuk senyawa dapat disusun kembali. Pembentukan ikatan pada produk reaksi akan melepaskan energi. Selisih dari energi yang dibutuhkan untuk memutuskan ikatan antara atom-atom pereaksi dengan energi yang dilepas untuk pembentukan ikatan antara atom-atom produk reaksi merupakan perubahan entalpi (∆H) Formula: ∆H=∑(energi ikatan pereaksi)-∑(energi ikatan produk)



Kamu tentu sering menjumpai reaksi pembakaran dalam kehidupan sehari-hari. Contoh umum adalah penggunaan bahan bakar kendaraan. Pada saat terjadi proses pembakaran, akan dibebaskan sejumlah kalor yang dinyatakan sebagai perubahan entalpi pembakaran. Selain bahan bakar pembakaran, masih banyak contoh lain kalor pembakaran dalam kehidupan.







Pembakaran Minyak Bumi Minyak bumi merupakan cairan yang mengandung berbagai jenis senyawa. Minyak bumi merupakan bahan dasar dalam pembuatan LPG, bensin, minyak tanah, solar, aspal dan sebagainya. Kalor pembakaran minyak bumi sekitar 45kJ/gram.



 Pembakaran Batubara Batubara merupakan bahan bakar fosil yang paling melimpah. Penggunaan batubara sebagai bahan bakar menimbulkan banyak masalah karena polusi yang dihasilkan. Masalah tersebut dapat diatasi dengan cara mengubah bentuk batubara dari bentuk padat menjadi gas agar lebih ringaks dan bersih. Kalor pembakaran batubara sekitar 17-35kJ/gram 



Pembakaran Arang Arang merupakan hasil pembakaran kayu. Arang digunakan sebagai bahan bakar industri maupun rumah tangga. Kalor pembakaran arang yaitu sekitar 34 kJ/gram



Pembakaran gas hidrogen dalam roket







Pembakaran Gas Alam Gas alam merupakan bahan bakar fosil dengan komponen utama alkana C1-C4. Gas alam digunakan sebagai bahan bakar industri dan rumah tangga karena gas alam lebih aman.







Pembakaran Hidrogen Di antara semua alternatif energi bersih, barangkali tidak ada yang lebih bersih dari hidrogen. Produk sampingan dari pembakaran hidrogen dalam sel bahan bakar hanyalah air.



TUGAS PROYEK



Bentuklah kelompok yang beranggotakan maksimal 4 orang. Lakukan tugas proyek berikut secara berkelompok. 1. Amatilah lingkungan sekitar sekolahmu dengan teliti 2. Tanyakan pada orangtuamu untuk menambah wawasanmu mengenai reaksi pembakaran bahan bakar 3. Rancanglah sebuah percobaan pembuatan briket (arang) dari daun-daun kering, sekam padi, serabut kelapa, atau tempurung kelapa. 4. Kamu dapat mencari informasi cara pembuatan briket dari berbagai referensi yang memungkinkan(internet). Tuliskan alat, bahan, dan gamabr rancangan yang kamu susun pada kertas HVS. 5. Setelah itu lakukan hasil percobaan rancanganmu dengan hati-hati bersama temanmu. Lakukan analisis dengan cara mengujikan briket untuk mendidihkan air. Analisis berapa briket yang dibutuhkan untuk mendidihkan 1 liter air. Bandingkan efisiensi briket dibandingkan dengan bahan bakar yang lain. 6. Buatlah laporan dari hasil percobaan yang kamu lakukan dan kumpulkan dalam waktu 2 minggu. 7. Gurumu akan menilai berdasarkan aspek kerja sama, keaktifan, rasa tanggung jawab, ketepatan rancangan percobaan, dan keterampilan dalam melakukan percobaan.



Ayo cari Tahu!!!



Kunjungi situs berikut! http://www.chem-istry.org/kategori/materi_kimia/kimia_



1. Penentuan ∆H reaksi dengan percobaan kalorimeter dapat digunakan fisika1/termokimia/ rumus q=m.c.∆T atau q=C.∆T 2. Penentuan ∆H reaksi dengan Hukum Hess dapat ditentukan melalui tahapan-tahapan reaksi 3. Penentuan ∆H reaksi dengan Energi Ikat dapat digunakan rumus ∆H=∑(energi ikatan pereaksi)-∑(energi ikatan produk)



RANGKUMAN



4. Kalor pembakaran dalam kehidupan sehari-hari meliputi pembakaran minyak bumi, pembakaran batubara, pembakaran arang, pembakaran gas alam, pembakaran hidrogen dan pembakaran makanan didalam tubuh



EVALUASI Untuk mengetahui sejauh mana pemahaman kalian, jawablah pertanyaan di bawah ini dengan benar! 1. Berapakah kalor yang dilepaskan pada pendidihan air sebanyak 500 gram dari 25°C sampai 100°C? Asumsikan tidaka da kalor yang terbuang dan massa air tetap. Kalor jenis air = 4,18 J.g -1.°C-1. 2. Diketahui: Zn(s) + S(s) → ZnS (s)



∆H= -206kJ



ZnSO4(s) → ZnS (s) + 2O2(g)



∆H= -777kJ



Tentukan ∆H reaksi berikut ini. Zn(s) + S(s) + 2O2(g)→ ZnSO4(s)



∆H= ….?



3. Entalpi pembentukan NH3 adalah -46kJ/mol. Jika energi ikatan H-H dan N-H masing-masing adalah 436 dan 391 kJ/mol. Hitunglah energi ikatan N=N!



DAFTAR PUSTAKA



Umiyati & Haryono. 2014. Kimia untuk SMA / MA Kelas XI. Surakarta: Mediatama