REAKSI EKSOTERM DAN ENDOTERM

REAKSI EKSOTERM DAN ENDOTERM

       I.            Tujuan

Mengidentifikasi reaksi eksoterm dan endoterm

    II.            Dasar Teori

a.       Perubahan Entalpi ()

Entalpi adalah perubahan kalor pada tekanan tetap yang merupakan fungsi keadaan. Perubahan entalpi suatu sistem dapat diukur bila sistem mengalami perubahan. Oleh karena itu, nilai perubahan entalpi tergatung pada keadaan akhir dan awal saja. Maka dapat dirumuskan:  () = H_akhir – H_awal

b.      Reaksi eksoterm

Adalah reaksi kimia yang melepas kalor atau sistem membebaskan energi. Kalor berpindah dari sistem ke lingkungan. Akibat perpindahan energi tersebut, kalor reaksi dari sistem berkurang dan entalpi sebelum reaksi lebih besar daripada setelah reaksi.

Oleh karena () = H_akhir – H_awal    dan   H_awal > H_akhir   maka,

 pada eksoterm memiliki nilai negatif

c.       Reaksi endoterm

Adalah  reaksi kimia yang menyerap kalor. Kalor berpindah dari lingkungan ke sistem. Akibat perpindahan energy tersebut, kalor reaksi dari sistem bertambah dan entalpi sebelum reaksi lebih kecil daripada setelah reaksi.

Oleh karena () = H_akhir – H_awal    dan   H_awal < H_akhir   maka,

 pada eksoterm memiliki nilai positif

 III.            Alat dan bahan

Alat	Jumlah	Bahan	Jumlah
Tabung reaksi	4 buah	Ba(OH)2.8H2O padat	1 spatula
Sumbat gabus	1 buah	NH4Cl padat	2 spatula
Pengaduk	1 buah	Logam magnesium	2 buah
Gelas kimia	1 buah	HCl	3 ml
Penjepit tabung	1 buah	Serbuk belerang	3 spatula
		Kertas lakmus	2 lembar

 IV.            Langkah kerja

A.    Masukkan kurang lebih 3 ml HCl ke dalam gelas kimia dan ujilah dengan lakmus merah. Rasakan suhunya dengan memegang gelas tersebut. Tambahkan 2 logam magnesium, biarkan sebentar dan rasakan suhunya. Ujilah dengan kertas lakmus merah. Catat hasil pengamatan anda.

B.     Masukkan kristal Ba(OH)₂.8H₂O sebanyak 1 spatula dalam tabung reaksi. Tambahkan NH₄Cl sebanyak 2 spatula. Aduk campuran tersebut lalu tutuplah dengan sumber gabus. Pegang tabung tersebut lalu tutuplah dengan sumbat gabus. Pegang tabung tersebut dan rasakan suhunya. Biarkan sebentar kemudian buka tabung dan cium bau gas yang timbul (hati-hati, jangan mencium langsung bau gas dari mulut tabung tetapi kibaskan tangan anda di mulut tabung). Catat hasil pengamatan anda.

    V.            Data Pengamatan

1.      Setelah percobaan A dilakukan, muncul ciri-ciri sebagai berikut:

·         Muncul gelembung

·         Awalnya berwarna putih kemudian setelah beberapa saat menjadi bening

·         Suhunya meningkat

·         Masih tetap asam

2.      Setelah percobaan B dilakukan, muncul perubahan seperti berikut

·         Suhunya turun

·         Muncul bau seperti tempe busuk karena terdapat ammonia

 VI.            Pembahasan

1.      Pada percobaan A

Terjadi reaksi Mg(s) + HCl (aq) à MgCl₂(aq) + H₂(g)

 

                                Mg(s) + HCl (aq)

                                         MgCl₂(aq) + H₂(g)

                                                       _p

                                                                                                                                       _hr

                       Keterangan:     _p  >   _hr

() = H_hr – H_p , maka () = - (negatif) dan merupakan reaksi eksoterm

2.      Pada percobaan B

terjadi reaksi Ba(OH)₂.8H₂O + NH₄Cl à BaCl₂ + NH₃ + 9H₂O

 

   BaCl₂ + NH₃ + 9H₂O

                             Ba(OH)₂.8H₂O + NH₄Cl                                                         _hr

                                                              _p

                          Keterangan: :     _p  <   _hr

() = H_hr – H_p , maka () = + (positif) dan merupakan reaksi endoterm

3.      Perbedaan antara percobaan A dan B adalah percobaan A terjadi peningkatan suhu yang disebabkan karena reaksi kimia tersebut melepaskan kalor dan kalor berpindah dari sistem ke lingkungan. Sedangkan pada percobaan B terjadi penurunan suhu yang disebabkan karena reaksi kimia tersebut menyerap kalor dan kalor berpindah dari lingkungan ke sistem.

4.      Jika reaksi kimia tersebut didiamkan beberapa saat, suhu pada kedua percobaan tersebut akan menjadi sama yaitu kembali deperti semula karena sistem akan melepas (pada eksoterm) dan menyerap (pada endoterm) kalor dari sistem ke lingkungan (pada eksoterm) maupun dari lingkungan ke sistem (pada endoterm).

5.      Perpindahan kalor pada percobaan A yaitu pelepasan kalor dari sistem ke lingkungan sehingga menyebabkan suhu lingkungan menjadi naik.

Perpindahan kalor pada percobaan B yaitu penyerapan kalor dari lingkungan ke sistem sehingga menyebabkan suhu lingkungan menjadi turun.

VII.            Kesimpulan

Suatu percobaan dalam kimia dapat menimbulkan 2 reaksi yang berbeda, yang menyebabkan perubahan suhu dari suhu awal, yakni reaksi eksoterm dan reaksi endoterm. Reaksi eksoterm adalah reaksi kimia yang melepaskan kalor dan perpindahan kalor dari sistem ke lingkungan, sehingga suhu lingkungan menjadi naik (panas). Hal ini menyebabkan nilai entalpi sistem berkurang. Sehingga perubahan entalpinya bernilai negatif.

Sedangkan reaksi endoterm adalah reaksi kimia yang menyerap kalor dan kalor berpindah dari lingkungan ke sistem, sehingga suhu lingkungan menjadi turun (dingin). Hal ini meyebabkan nilai entalpi sistem bertambah. Sehingga perubahan entalpinya bernilai positif.

MENENTUKAN PERUBAHAN ENTALPI REAKSI

I.              Tujuan

Pada eksperimen ini akan ditentukan perubahan entalpi pada reaksi antara larutan natrium hidroksida dengan larutan asam klorida.

II.                Dasar Teori

Entalpi merupakan besaran fisis yang nilainya dipengaruhi oleh jumlah, wujud zat, dan lingkungan (suhu dan tekanan). Pengukuran entalpi pada suhu dan tekanan berbeda akan menyebabkan nilai entalpi yang berbeda pula. Oleh karena itu disepakati suatu keadaan standar yaitu pada suhu 298 K dan tekanan 1 atm. Jadi, perubahan entalpi standar adalah perubahan entalpi yang diukur pada suhu 298 K dan tekanan 1 atm.

Perubahan entalpi dapat diukur menggunakan calorimeter sederhana dengan rumus:

q_reaksi = -m x c x

III.             Alat dan Bahan

Alat dan Bahan	Ukuran	Jumlah
Bejana Styrofoam	200 ml	1
Silinder ukur	50 ml	2
Thermometer	0-50C	1
Larutan NaOH	1 M	50 ml
Larutan HCl	1 M	50 ml

IV.             Langkah kerja

a.       Masukkan 50 ml larutan NaOH 1 M ke dalam bejana Styrofoam dan masukkan 50 mL larutan HCI 1 M dalam silinder ukur.

b.      Ukurlah suhu kedua larutan, jika suhu kedua larutan berbeda carilah rata-ratanya sebagai suhu awal.

c.       Tuangkan larutan HCI tersebut ke dalam bejanana  yang  berisi larutan  NaOH , aduk dengan thermometer dan  perhatikanlah suhu thermometer, catatlah suhu tertinggi yang terbaca pada thermometer, sebagai suhu air.

d.      Catat pengamatan anda dengan membuat tabel pengamatan

V.                Data pengamatan

Setelah melakukan pengamatan, didapat beberapa data seperti berikut

Suhu larutan NaOH 1M	25C
Suhu larutan HCl 1 M	25C
Suhu awal (rata-rata)	25C
Suhu tertinggi (akhir)	31C
Perubahan suhu  ()	6C

VI.             Perhitungan

Hitunglah kalor yang berpindah dari sitem ke lingkungan agar suhu larutan kembali turun dan menjadi sama dengan suhu awal larutan (rata-rata). Tentukan berapa harga perubahan entalpi reaksi dalam satuan kJ/mol NaOH dan HCl yang bereaksi.

Catatan:

·         Massa larutan dianggap 100 gr (massa jenis dianggap 1gr/ml)

·         Kalor jenis larutan dianggap 4,2 J/grK

Jawab:

NaOH(aq) + HCl(aq) à NaCl(aq) + H₂O (l)

V = 50 ml + 50 ml

               = 100 ml

m =  x v

     = 1 gr/ml x 100 ml

     = 100 gr

q_reaksi = -m x c x

          = -100 gr x 4,2 J/grK x 6 K

          = -2.520 J

mol NaOH = 50 ml x 1 M

                   = 50 mmol

Maka q_reaksi =

                = -50.400 J/mol

 = q_reaksi = -50.400 J/mol

VII.          Pembahasan

Dalam perhitungan diatas didapat  bernilai negatif, maka reaksi yang ditimbulkan adalah reaksi eksoterm, yaitu pelepasan kalor. Sehingga ketika larutan natrium hidroksida direaksikan dengan larutan asam klorida, suhu lingkungan akan menjadi panas dan kalor berpindah dari sistem ke lingkungan. Agar suhu larutan kembali turun dan sama seperti awal tadi diperlukan kalor sebesar -50.400 J/mol.

VIII.       Kesimpulan

Suatu senyawa ang direaksikan dengan senyawa lain akan mengakibatkan perubahan suhu. Tetapi lama kelamaan suhu akan kembali seperti awal dengan memerlukan sejumlah energi.

MENYELIDIKI KALOR PEMBAKARAN SPIRITUS

I.         Tujuan

Menyelidiki kalor pembakaran spiritus

II.      Dasar Teori

Spiritus merupakan bahan yang mudah terbakar dan biasa digunakan untuk mengisi lampu spiritus atau tempat pemanas sayuran yang dihidangkan diatas meja. Kalor pembakaran spiritus dapat ditentukan dengan cara membakar spiritus tersebut dan kalor yang dihasilkan digunakan untuk memanaskan sejumlah massa air.

III.             Alat dan Bahan

Alat dan bahan	Jumlah
Calorimeter sederhana 200 ml	1
Thermometer 100C	1
Pembakar Bunsen	1
Spiritus	1
Kaki tiga	1
Kasa	1

IV.             Langkah kerja

a.       Timbang berat calorimeter dan gelas pembakarnya

b.      Isi wadah dengan 100ml air suling dan masukkan thermometer

c.       Isi gelas Bunsen dengan spiritus sampai setengah gelas dan timbang beratnya

d.      Letakkan calorimeter diatas pembakar dengan bertumpu pada kaki tiga dan kasa

e.       Nyalakan pembakar

f.       Ketika suhu mencapai 50C, angkat calorimeter dari atas pembakar

g.      Timbang gelas Bunsen, dan catat hasilnya

V.                Data pengamatan

Berat calorimeter (g)	97,26
Berat calorimeter dan air (g)	186,4
Berat air (g)	89,23
Berat Bunsen (g)	136,08
Berat Bunsen dan bahan bakar sebelum percobaan (g)	182,44
Berat Bunsen dan bahan bakar setelah percobaan (g)	179,68
Berat spiritus yang hilang (g)	2,76
Kenaikan suhu air (C)	25C
Nilai  (J)

VI.             Perhitungan

Kalor pembakaran C₂H₅OH = kalor yang diserap air

                                              =  m x c x

                                              = 100 x 4,2 x 25

                                              =