Penuntun Praktikum Kimia Fisika

kesetimbangan dicapai, yaitu tekanan uap cairan dalam labu Erlenmeyer samadengan tekanan udara luar. Pada keadaan kesetimbangan ini, labu Erlenmeyer hanyaberisi uap cairan dengan tekanan sama dengan tekanan atmosfer, volume samadengan volume labu Erlenmeyer, dan suhu sama dengan titik didih air dalampenangas air (kira-kira 100 ). Labu Erlenmeyer itu kemudian diambil daripenangas air, didinginkan dan ditimbang sehingga massa gas yang terdapat didalamnya dapat diketahui. Kemudian dengan menggunakan persamaan 3, maka beratmolekul senyawa tersebut dapat diketahui.KloroformKloroform adalah nama umum untuk triklorometana (CHCl3 ). Kloroformdikenal karena sering digunakan sebagai bahan pembius, meskipun kebanyakandigunakan sebagai pelarut nonpolar di laboratorium atau industri. Wujudnya padasuhu ruang berupa cairan, namun mudah menguap.Pada suhu dan tekanan normal, kloroform adalah cairan yang sangat mudahmenguap, jernih, tidak berwarna, tidak mudah terbakar. Massa molar secara teoritissebesar 119,38 g/mol. Densitas kloroform sebesar 1,48 g/cm3 dengan titim lebursebesar 63,5 , dan titik didih sebesar 61,2 . Kelarutan dalam air 0,8 g/100 mlpada 20 dengan bentuk molekul tetrahedral.III. Alat dan BahanTabel AlatNo.1234567891011Nama AlatLabu erlenmeyerGelas kimiaPipet tetesKaret gelangJarumNeraca analitikDesikatorGelas ukurAluminium foilStatif dan klemTermometerUkuran100 mL500 mL5 mL10 cm x 10 cm-Jumlah2 buah1 buah2 buah4 buah1 buah1 buah1 buah1 buah2 lembar1 buah1 buahKonsentrasi-Jumlah5 mL-5 mLTabel bahanNo.12Nama BahanCairan volatil yaitu kloroform(CHCl3 )Sampel unknownPenuntun Praktikum Kimia Fisika8

IV. Prosedur KerjaNo.1Langkah KerjaHasil PengamatanSebuah labu Erlenmeyer berleher kecil yangbersih dan kering diambil, kemudian ditutupdengan aluminium foil, serta dikencangkandengan menggunakan karet gelang.2Labu erlenmeyer beserta aluminium foil dankaret gelang tersebut ditimbang denganmenggunakan neraca abalitik.3Sebanyak 5 mL larutan CHCl3 , dimasukkanke dalam labu erlenmeyer, ditutup kembalidengan kertas aluminium foil dandikencangkan lagi dengan karet gelang,sehingga tutup ini bersifat kedap gas.Kemudian dibuat sebuang lubang kecil padaaluminium foil dengan menggunakan jarum,agar uap dapat keluar.4Labu erlenmeyer tersebut direndam dalampenangas air bersuhu 100 denganketinggian air 1 cm di bawah aluminiumfoil. Labu erlenmeyer tersebut dibiarkandalam penangas air sampai semua larutankloroform (CHCl3 ) menguap. Selanjutnyasuhu penangas air tersebut dicatat.5Setelah semua larutan kloroform (CHCl3 )dalam labu erlenmeyer menguap, labuerlenmeyer tersebut diangkat dan bagian luarlabu erlenmeyer dikeringkan dengan lap.Selanjutnya labu didinginkan dalam desikator.6Labu erlenmeyer yang telah dingin ditimbangdengan neraca analitik (tutup aluminium foilbeserta karet gelang tidak dilepaskan saatditimbang).Penuntun Praktikum Kimia Fisika9

7Volume labu erlenmeyer ditentukan denganjalan mengisi labu erlenmeyer dengan airsampai penuh dan mengukur massa air yangterdapat dalam labu erlenmeyer. Suhu airdalam labu erlenmeyer diukur pula. Jadivolume air dapat diketahui, apabila massajenis air pada suhu air dalam labu Erlenmeyerdiketahui dengan rumus 𝜌 𝑚 𝑉8Tekanan atmosfer diukur denganmenggunakan barometer.9Ulangi langkah percobaan 1 sampai 8menggunakan zat XV. Pengolahan DataData pengamatan: Massa erlenmeyer, aluminium foil, karet, dan cairan volatil gram Massa erlenmeyer, aluminium foil, dan karet gram Massa cairan X gram Massa labu Erlenmeyer dan air gram Massa labu Erlenmeyer gram Massa air gram Suhu yang terdapat dalam labu erlenmeyer C Suhu penangas air C Tekanan atmosfer mmHgPerhitungan Cara Penentuan BM cairan volatil1. Hitung volume labu Erlenmeyer dengan menggunakan massa jenis air daritabel di bawah ini (massa jenis air dinyatakan dalam gram/cm3 ).Suhu0 C2 C4 C6 C8 C0,99970,99950,99830,99900,998610 C0,99820,99780,99730,99680,996320 C0,99570,99510,99440,99370,993030 C2. Dengan menggunakan massa cairan X dan volume labu Erlenmeyer, hitungmassa jenis gas pada suhu penangas air dan tekanan atmosfer.3. Nyatakan tekanan atmosfer dalam satuan anymosfer (760 mmHg 1tm)Penuntun Praktikum Kimia Fisika10

4. Nayatakan suhu penangas air dalam satuan Kelvin5. Dengan menggunakan persamaan gas ideal R 0,08206 liter atm mol 1 K 1 ,hitung berat molekul cairan X (BM).Faktor koreksiNilai BM hasil perhitungan akan mendekati nilai sebenarnya, tetapi masihmengandung kesalahan. Ketika labu Erlenmeyer kosong ditimbang, labu ini penuhdengan udara. Setelah pemanasan dan pendinginan dalam desikator, tetapi semua uapcairan kembali kebentuk cairnya, sehingga akan mengurangi jumlah udara yangmasuk kembali ke dalam labu Erlenmeyer. Jadi massa labu Erlenmeyer dalamkeadaan ini lebih kecil dari pada massa labu Erlenmeyer dalam keadaan semua uapcairan kembali kebentuk cairnya. Oleh karena itu, massa cairan X sebenarnya harusditambahkan dengan massa udara yang tidak dapat masuk kembali ke dalam labuErlenmeyer karena adanya ua cairan yang tidak mengembun. Massa udara tersebutdi atas dapat dihitung dengan mengasumsikan bahwa tekanan parsial udara yangtidak dapat masuk tadi sama dengan tekanan uap cairan X pada suhu kamar. Sebagaicontoh untuk menghitung tekana uap (CHCl3 ) pada suhu tertentu dapat digunakanrumus: P 6,90328-1163,03/(227,4 T). T suhu senyawa dalam C, P tekananuap dalam mmHg.Jadi dengan menggunakan rumus di atas, tekanan uap pada berbagai suhudapat diketahui. Dengan menggunakan nilai tekanan uap pada suhu kamar, volumelabu Erlenmeyer dan berat molekul udara (28,8 gram/mol), dapat dihitung faktorkoreksi yang harus ditambahkan pada massa cairan X. Dengan memasukkan faktorkoreksi, akan diperoleh nilai BM yang lebih tepat.VI. Pertanyaan1. Jelaskan penyebab dari kesalahan pada percobaan ini!2. Dari hasil analisis penentuan berat molekul suatu cairan X yang bersifatvolatil diperoleh nilai BM 120 gram/mol. Hasil analisis menujukkan bahwaunsur tersebut mengandung: 10% karbon, 89% klor, dan 1% hidrogen.Tentukan rumus molekul cairan X tersebut!Penuntun Praktikum Kimia Fisika11

PERCOBAAN IIPENENTUAN TETAPAN KALORIMETERI. Tujuan1.Mengetahui sifat-sifat kalorimeter.2.Menentukan tetapan kalorimeter.II. Dasar TeoriKalorimeter merupakan suatu alat yang dapat digunakan untuk mengukurperubahan panas. Kalorimeter menggunakan teknik pencampuran dua zat di dalamsuatu wadah. Setiap kalorimeter mempunyai sifat yang khas dalam mengukur panas.Ini tejadi karena kalorimeter tersebut terbuat dari berbagai jenis seperti gelas,polietena, dan logam sehingga mempunyai kemampuan penyerap panas yangberbeda. Teknik penggunaan kalorimeter dikembangkan oleh Lavoisier dan ahlikimia lama lainnya dan telah diperbaiki hingga saat ini.Gambar 1. Kalorimeter gelas sederhanaKalor pembakaran biasanya diukur dengan menempatkan senyawa yangmassanya diketahui dalam wadah baja yang disebut dengan kalorimeter bomvolume-konstan, yang diisi dengan oksigen pada tekanan 30 atm. Bom tertutup itudicelupkan ke dalam air. Sampel itu dihubungkan ke listrik dan kalor yang dihasilkandari reaksi pembakaran dapat dihitung secara tepat dengan mencatat kenaikansuhuair. Kalor yang dilepas oleh sampel diserap oleh air dan bom.Kalorimeter yang dirancang secara khusus ini ini memungkinkan jika untukmengasumsikan bahwa tidak ada kalor (atau massa) yang hilang ke lingkunganPenuntun Praktikum Kimia Fisika12

sewaktu pengukuran. Jadi, dapat dikatakan bahwa bom dan air tempatpencelupannya sebagai sistem terisolasi. Karena tidak ada kalor yang masuk ataumeninggalkan sistem selama proses berlangsung, perubahan kalor sistem (sistem)harus nol, dan dapat dituliskan sebagai berikut.q sistem q kal q reaksi 0dimana q kal dan q reaksi adalah berturut-turut adalah perubahan kalor untukkalorimeter dan reaksi (Chang, 2003)Peralatan yang lebih sederhana dibanding kalorimeter volume konstan adalahkalorimeter tekanan-konstan yang digunakan untuk menentukan perubahan kaloruntuk reaksi selain pembakaran. Secara kasar, kalorimeter tekanan-konstan dapatdibuat dari dua cangkir kopi styrofoam. Cangkir luar membantu menyekat campuranreaksi dari lingkungan. Peralatan ini mengukur pengaruh kalor pada berbagai reaksi,seperti penetralan asam-basa, kalor pelarutan, dan kalor pengenceran. Karenatekanannya konstan, perubahan kalor untuk proses q reaksi sama dengan perubahanentalpi H . Seperti dalam kalorimeter volume-konstan, kita memperlakukankalorimeter sebagai sistem terisolasi. Lebih jauh lagi, dalam perhitungan kitamengabaikan kapasitas kalor yang lebih kecil dari cangkir kopi.Pada dasarnya kalorimeter didesain agar pertukaran kalor hanya terjadi didalam bejana dan menghindari pertukaran kalor ke lingkungan sekitarnya. Namun,dalam penggunaannya, kalorimeter juga menyerap panas sehingga tidak semua panasdapat terukur. Pengukuran jumlah kalor reaksi yang diserap atau dilepaskan padasuatu reaksi kimia dengan eksperimen disebut kalorimetri. Proses dalam kalorimeterberlangsung secara adiabatik, yaitu tidak ada ada energi yang lepas atau masuk dariluar ke dalam kalorimeter. Zat yang akan direaksikan dimasukkan ke dalam, denganmengukur suhu sebelum dan sesudah reaksi dapat ditentukan kapasitas panas dankalor reaksi (Petrucci, 2007).Untuk menentukan jumlah panas yang diserap oleh kalorimeter besertatermometernya dan pengaduknya, sebelum digunakan maka terlebih dahulu perludiketahui konstanta atau tetapan kalorimeter yang digunakan dalam percobaan.Tetapan kalorimeter adalah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhukalorimeter sebesar 1 pada air dengan massa 1 gram. Pengukuran besaran kalordengan metode mencampur menggunakan prinsip bahwa bila terjadi pertukaran kalorantara dua benda yang suhu awalnya berbeda, besarnya kalor yang hilang oleh bendaPenuntun Praktikum Kimia Fisika13

yang lebih dingin dan akhirnya tercaoai suatu suhu keseimbangan diantara keduanya.Hal ini benar bila tidak ada kalor yang diperoleh atau hilang oleh sistem kesekelilingnya.Salah satu cara yang dapat dilakukan untuk menentukan tetapan kalorimeteradalah dengan mencampurkan volume tertentu air dingin (massa m1 dan T1 ) denganvolume tertentu air panas (massa m2 dan T2 ) di dalam kalorimeter yang akanditetapkan tetapannya. Jika kalorimeter tidak menyerap panas dari pencampuranantara air panas dengan air dingin ini, maka kalor yang diberikan oleh air panas harussama dengan kalor yang diserap oleh air dingin. Namun, karena kalorimeter ikutmenyerap panas, maka kalor yang diserap oleh kalorimeter merupakan selisih kaloryang diberikan oleh air panas dikurangi dengan kalor yang diserap oleh air dingin.Harga tetapan kalorimeter diperoleh dengan membagi jumlah kalor yang diserap olehkalorimeter dengan perubahan temperatur pada kalorimeter. Dengan demikian,satuan dari tetapan kalorimeter adalah JK 1 (Giancoli, 2001).Untuk menaikkan suhu benda dari suhu awal t1 sampai suhu akhir t 2 ,diperlukan sejumlah kalor dimana kalor adalah salah satu bentuk energi. Banyaknyakalor yang diperlukan suatu benda untuk menaikkan suhunya sangat bergantung padakapasitas kalor (C) dari bahan benda tersebut. Secara matematis dituliskan:C dQ dTKalor jenis adalah kapasitas kalor bahan tiap satuan massanya, yaitu:c C mKalor jenis merupakan salah satu sifat termometrik benda. Untuk selang suhu yangtak terlalu besar, biasanya c dapat dianggap kostan, sehingga apabila suatu bendabermasssa m, kalor jenis bahannya c dan suhunya T1 maka untuk menaikkan suhunyamenjadi T2 diperlukan kalor sebesar:Q m. c. T2 T1Bila sebuah benda dengan suhu tertentu disinggungkan benda lain yangsuhunya lebih rendah maka dalam selang waktu tertentu suhu kedua benda tersebutakan menjadi sama (setimbang). Hal ini terjadi karena benda yang bersuhu lebihtinggi memberikan panasnya ke benda yang bersuhu lebih rendah. Berdasarkanhukum kekekalan energi jumlah panas yang diberikan sama dengan jumlah panasyang diterima oleh benda yang bersuhu lebih rendah (asas Black). Dalam percobaanPenuntun Praktikum Kimia Fisika14

ini, sejumlah air yang telah diketahui massanya, dipanaskan dengan menggunakankompor listrik. Air yang suhunya lebih tinggi ini dimasukkkan ke dalam kalorimeteryang berisi air, massa air dingin sudah ditimbang terlebih dahulu. Dalam hal ini airdingin dan kalorimeter adalah dua benda yang bersuhu sama yang akan menerimapanas dari air panas. Menurut asas Black diperoleh bahwa:Kalor yang dilepas (air panas) kalor yang diterima (air dingin kalorimeter)m2 . c. T2 Ta m1 . c Ta T1 C. tdimana: m1 massa air dingin dengan suhu T1m2 massa air panas dengan suhu T2c kalor jenis air 4,18 J g Ta suhu akhir sistemC kapasitas kalor kalorimeter t perubahan suhu pada kalorimeterIII. Alat dan BahanTabel AlatTabel BahanNama AlatKalorimeterGelas Ukur 50 mLPemanas magnetikTermometer 100 Batang pengadukGelas kimia 100 mLPipet tetesJumlah1 set1 buah1 buah1 buah1 buah2 buah1 buahNama BahanAir dinginAir panasJumlah50 mL50 mLIV. Prosedur KerjaNo1.Langkah KerjaHasil PengamatanSebanyak 50 mL air dimasukkan ke dalamkalorimeter sambal diaduk.2.Suhu air dalam kalorimater dicatat setiap30 detik hingga menit keempat. Tepat padasetengah menit keempat ditambahkan 50mL air panas 60 70 ke dalamkalorimeter.3.Suhu air dalam kalorimeter dicatatPenuntun Praktikum Kimia Fisika15

tiap 30 detik dan kalorimeter diaduk.Pencatatan suhu dihentikan pada menit ke-8atau sampai diperoleh 3 titik pada suhuyang konstan.4.Kurva hubungan antar waktu dengan suhudibuat untuk memperoleh suhupercampuran melalui ekstrapolasi.V. Pengolahan DataPerhitungan tetapan kalorimeter1.Hitung energi panas yang diserap air dingin (J) (massa air dingin x kalorjenis air x Tdingin )2.Hitung energi panas yang dilepaskan oleh air panas (J).3.Hitung berapa energi panas yang diserap oleh kalorimeter (J).4.Hitung berapa energi panas yang diserap kalorimeter untuk setiap kenaikansuhu 1 x J 1 .VI. Pertanyaan1.Mengapa energi yang diserap air dingin tidak sama dengan energi yangdilepas oleh air panas?2.Bagaimana Anda dapat menghitung kapasitas panas dari kalorimeter?Penuntun Praktikum Kimia Fisika16

PERCOBAAN IIIKALOR PELARUTANI. Tujuan :1. Menentukan kalor pelarutan CuSO4 . 5H2 O dan CuSO4 anhidrat2. Menghitung besarnya kalor reaksi dari CuSO4 anhidrat menjadi CuSO4 . 5H2 Osecara tidak langsung melalui hukum Hess.II. Dasar TeoriKalor (Q) adalah bentuk energi yang dipindahkan melalui batas-batas sistem,sebagai akibat adanya perbedaan suhu antara sistem dengan lingkungan. Apabilasistem menyerap kalor, Q bertanda positif dan Q bertanda negatif bila sistemmelepaskan kalor. Kalor (Q) bukan merupakan fungsi keadaan karena besarnyatergantung pada proses (Petrucci, 2007).Pertukaran kalor dalam proses fisika dan kimia dapat diukur dengankalorimeter, yaitu suatu wadah tertutup yang dirancang secara khusus. Setiapkalorimeter memepunyai sifat khas dalam pengukuran panas. Hal ini terjadi karenakalorimeter teresebut terbuat dari berbagai jenis bahan seperti gelas, polietena danalogam sehingga mempunyai kemampuan menyerap panas yang berbeda (Giancoli,2001).Kalorimeter dapat dihunakan untuk menentukan kalor pelarutan dari suatusenyawa. Kalor pelarutan atau panas pelarutan adalah panas yang dilepaskan ataudiserap ketika 1 mol senyawa dilarutkan dalam pelarut berlebihan yaitu sampai suatukeadaan di mana pada penambahan pelarut selanjutnya tidak ada panas yang diserapatau dilepaskan lagi. Dengan kata lain, kalor pelarutan pada suatu temperatur Tdidefinisikan sebagi kalor yang diserap atau dilepaskan oleh sistem selama prosesberlangsung pada saat temperatur awal maupun temperatur akhir sistem sama denganT. Kalor pelarutan hanya dinyatakan dalam jumlah baku, misalnya dinyatakan permol senyawa yang terbentuk, sehingga kalor reaksi hasil pengukuran harus dibagijumlah mol zat pereaksi yang menjadi pembatas.Kalor pelarutan terdapat dua jenis yaitu pelarutan integral dan kalor pelarutdiferensial. Kalor pelarutan integral didefinisikan sebagai perubahan entalpi jika 1mol zat dilarutkan dalam n mol pelarut. Kalor pelarutan diferensial didefinisikansebagai perubahan entalpi jika 1 mol zat terlaut dilarutkan dalam jumlah larutan yangPenuntun Praktikum Kimia Fisika17

tidak terhingga, sehingga konsentrasinya tidak berubah dengan penambahan 1 molzat terlarut. Secara matematik didefinisikan sebagaid 𝑚 𝐻𝑑𝑚, yaitu perubahan kalordiplot sebagai jumlah mol zat terlarut, dan kalor pelarutan diferensial dapat diperolehdengan mendapatkan kemiringan kurva pada setiap konsetgrasi. Jadi panas pelarutandiferensial tergantung pada konsentrasi larutan (S.Dogra, 1990). Perubahan entalpipelarutan adalah kalor yang menyertai proses penambahan sejumlah tertentu zatterlarut terhadap zat pelarut pada suhu dan tekanan tetap. Entalpi pelarutan standarmerupakan perubahan entalpi standar jika zat itu melarut di dalam pelarut denganjumlah tertentu. Jika melarut dalam pelarut dengan jiumlah tak hingga, sehinggainteraksi dengan dua ion dapat diabaikan (Atkins, 2006).Kalor reaksi atau pelarutan biasanya ditentukan menggunakan kalorimeteradiabat, dimana dalam kalorimeter terjadi perubahan temperatur karena pembebasanatau penyerapan kalor reaksi oleh sistem. Dengan demikian, reaksi dalamkalorimeter adiabat dapat ditulis:A T0 B T0 C T1 D T1A, B : pereaksiT0 : temperatur awalC, D : hasil reaksiT1 : temperatur akhirKalor reaksi pada temperatur awal T0 dan temperatur akhir T1 akan melibatkanbaik pereaksi maupun hasil reaksi, yang dapat dinyatakan sebagai hubungan antaratemperatur dengan masing-masing harga kapasitas kalor. HT 0 Cp C D S T1 T0 HT 1 Cp A B S T1 T0dimana, Cp harga air kalorimeter atau tetapan kalorimeter.Penggunaan kapasitas kalor zat pereaksi memberikan kalor pereaksi pada temperaturakhir T1 dan penggunaan kapasitas kalor hasil reaksi memberikan kalor reaksi padatemperatur awal T0 . Tetapi untuk kedua keadaan ini juga perlu diketahui hargakapasitas kalor kalorimeter yang digunakan dinyatakan sebagai harga air kalorimeteratau tetapan kalorimeter. Nilai air kalorimeter atau tetapan kalorimeter, Cp dalampercobaan dapat ditentukan dengan dua acara yaituSuatu kalorimeter tidak mungkin sepenuhnya adiabat, dimungkinkan terjadipertukaran kalor antara kalorimeter dan lingkungannya. Pengadukan campuran reaksiwalau diperlukan dapat menimbulkan kalor melalui gesekan. Demikian pulatermometer kadang terlalu lambat mengikuti perubahan temperatur sehinggaPenuntun Praktikum Kimia Fisika18

pembacaan temperatur akhir memerlukan koreksi. Koreksi temperatur dapatdilakukan dengan cara mengukur temperatur pereaksi, cairan atau laruta

PENUNTUN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA Oleh: Ni Luh Putu Ananda Saraswati Program Studi Kimia, Jurusan Kimia Fakultas MIPA Undiksha 2020 . DAFTAR ISI . 6 Neraca analitik - 1 buah 7 Desikator - 1 buah 8 Gelas ukur 5 mL 1 buah 9 Aluminium foil 10 cm x 10 cm 2 lembar 10 Statif dan klem - 1 buah .