-
HUKUM HESS
Rabu, 8 Oktober 2014
Murni Arifah
1113016200026
Abstrak
Perubahan entalpi dari suatu reaksi dikatakan sama menurut Hukum
Hess meskipun
langkah-langkah yang digunakan untuk memperoleh produk berbeda.
Untuk
mengetahui bagaimana prinsip percobaan Hukum Hess dan
membuktikan adanya
perubahan entalpi yang hanya bergantung pada kedua suhu awal dan
keadaan akhis
sistem dan tidak bergantung padajalannya reaksi percobaan ini
dilakukan. Metode yang
digunakan adalah dengan menentukan Kapasitas kalor kalorimeter
terlebih dahulu
yang dianggap sama dengan kapasitas kalor air, kemudian
pelarutan NaOH dalam air,
NaOH padatan dengan larutan HCl, dan larutan NaOH yang dicampur
dengan larutan
HCl. Percobaan mencampurkan kedua larutan dilakukan dalam sebuah
alat yang
disebut Kalorimeter. Dengan kalorimeter dapat ditentukan berapa
besar kalor yang
dilepaskan oleh reaksi kedua zat setelah dicampurkan.
I. PENDAHULUAN
Suatu proses dari keadaan awal hingga keadaan akhir dapat
berlangsung melalui lebih
dari satu cara. Menurut Hess: perubahan energi yang menyertai
suatu reaksi hanya
ditentukan oleh keadaan awal dan keadaan akhir sistem, serta
tidak ditentukan oleh
cara yang ditempuh dari keadaan awal menuju ke keadaan
akhir.
(Etna Rufiati, http://skp.unair.ac.id/repository.pdf)
Panas reaksi diukur dengan bantuan kalorimeter. Harga diperoleh
apabila reaksi
dilakukan dalam kalorimeter bom, yaitu pada volume konstan dan
adalah reaksi
yang diukur pada tekanan konstan, dalam gelas piala atau labu
yang diisolasi,botol
termos, labu dewar dan lain-lain. Kerena proses diperinci dengan
baik, maka panas
yang dilepaskan atau diabsorbsi hanyalah fungsi-fungsi keadaan,
yaitu Qp = atau
Qv = adalah fungsi keadaan. Suatu reaksi kimia yang diinginkan
dapat ditulis
http://skp.unair.ac.id/repository.pdf
-
sebagai rangkaian dari banyak reaksi kimia. Jika seseorang
mengetahui panas reaksi
dari masing-masing tahap diatas, maka panas reaksi yang
diinginkan dapat dihitung
dengan menambahkan atau mengurangi panas reaksi dari
masing-masing tahap. Prinsip
ini di mana panas reaksi ditambah atau dikurangi secara aljabar,
disebut Hukum Hess
mengenai penjumlahan panas konstan. Dasar dari hukum ini adalah
entalpi atau energi
internal adalah suatu besaran yang tidak bergantung pada
jalannya reaksi, yaitu :
p = qp dan = qv, sehingga
= 1+2+3.......... atau qp=qp1+qp2+qp3+...........
(Dogra,1990:328 dan 333)
Oleh karena entalpi adalah suatu fungsi keadaan, besaran dari
reaksi kimia tidak
tergantung dari lintasan yang dijalani reaktan untuk membentuk
hasil reaksi. Untuk
melihat pentingnya pembahasan mengenai kalor reaksi ini, kita
lihat perubahan yang
sudah dikenal. Penguapan air pada titik didihnya, khususnya kita
perhatikan perubahan
1 mol cairan air (H2O(l)) menjadi 1 mol air berupa gas (H2O(g))
pada 100 dan tekanan
1 atm. Proses ini akan menyerap 41 kJ, maka = +41 kJ. Perubahan
keseluruhan
dapat ditulis dengan persamaan :
H2O (l) H2O (g) = +41
Persamaan termokimia diatas menunjukan bahwa, perubahan 1 mol
cairan menjadi 1
mol uap air selalu akan menyerap jumlah energi yang sama.
Tentunya apabila keadaan
mula-mula dan akhirnya sama. Tidak menjadi soal bagaimana kita
melakukan
perubahan itu. Jadi, kita dapat melihat keseluruhan perubahan
sebagai hasil urutan
langkah-langkah dan nilai untuk keseluruhan proses adalah jumlah
dari
perubahan entalpi yang terjadi sepanjang proses ini. Pernyataan
terakhir ini
merupakan bagian dari Hukum Hess mengenai jumlah kalor.
(Brady,1995:275-276)
Banyaknya kalor yang dihasilkan dalam suatu reaksi kimia dapat
diukur dengan
menggunakan kalorimeter. Kalor dapat diukur dengan menggunakan
jalan jumlah total
kalor yang disetiap lingkungan kalor yang diserap air merupakan
hasil dari perkalian
antara massa, kalor jenis dan kenaikkan suhu, sedangkan kalor
yang diserap komponen
lingkungan lain yaitu tom, pengaduk, termometer, dan lain
sebagainya. Merupakan
hasil kali jumlah kapasitas kalor komponen-komponen ini dengan
suhu. Dari sini dapat
-
diketahui bahwa penjumlahan kalor dapat diterapkan melalui hukum
Hess (Attkins,
1999: 85).
Seperti telah dibahas dalam bagian terdahulu, bahwa prose dapat
berlangsung pada
volume tetap dan tekanan tetap. Pada volume tetap, kalor yang
menyertai proses
tersebut merupakan perubahan energi dalam. Sedangkan pada
tekanan tetap adalah
perubahan entalpi. Eksperimen dilaboratorium banyak dilakukan
pada tekanan tetap,
sehingga kalor yang dihasilkan adalah perubahan entalpi.
Variabel-variabel keadaan
sistem, T dan P disertai perubahan entalpi. Untuk menghindari
pengaruh perubahan
keadaan sistem tehadap perubahan hasil reaksi yang terjadi di
dalam suatu sistem,
keadaan awal dan keadaan akhirn reaksi harus memilikisuhu dan
tekanan yang sama.
Kenyataan di laboratorium, biasanya entalpi reaksi diperoleh
dari data-data pengukuran
suhu. Untuk menjelaskan bahwa perubahan entalpi reaksi tidak
dipengaruhi oleh
perubahan entalpi karena perbedaan variabel keadaan sistem,
dapat dijelaskan dengan
asumsi sitem mengalami dua tahap perubahan. Tahap pertama adalah
perubahan
reaktan (pada T dan P) menjadi produk (pada T dan P). Yang
berlangsung secara
adiabat. Tahap kedua adalah perubahan variabel keadaan produk
dari T dan Pkembali
menjadi keadaan awal. ( Sri mulyani, 2007:69-70)
II. METODOLOGI
Alat dan Bahan
Dalam percobaan ini digunakan alat-alat seperti : Kalorimeter
bom 1 buah, gelas kimia
2 buah, gelas ukur 1 buah, pipet tetes 2 buah, termometer 3
buah, botol semprot 1 buah,
kaca arloji , dan neraca ohaus 1 buah. Sedangkan untuk
bahan-bahan yang digunakan
berupa : NaOH padat 4 gram, Larutan HCl 0,25 M, larutan HCl 0,5
M, larutan NaOH
0,5 M dan aquadest.
Prosedur Kerja
1. Pelarutan NaOH dalam air
-
Menyiapkan air sebanyak 200 ml dan memasukannya kedalam
kalorimeter.
Mengaduknya secara perlahan sambil mengamati suhu yang tercatat
dalam
termometer sampai tercapai suhu konstan. Mencatat suhu pada
termometer dalam
tabel pengamatan. Setelah terlihat suhu air dalam kalorimeter
konstan, dilanjutkan
dengan menimbang NaOH padatan sebanyak 1 gram, usahakan
melakukannya
dengan cepat agar NaOH tidak terlalu lama terkena udara bebas
karena dapat
menyebabkan korosi. Kemudian memasukan NaOh padatan yang telah
ditimbang
kedalam kalorimeter yang telah berisi air, mengaduknya secara
perlahan sampai
semua padatan NaOH larut. Lalu mengamati suhu pada termometer
dan
mencatatnya ketika suhu mulai konstan. Setelh selesai,
membersihkan kalorimeter
dan mengeringkannya.
2. Reaksi antara NaOH padatan dengan larutan HCl
Bagian kedua percobaan ini dilakukan dengan mengikuti prosedur
pertama dengan
mengganti air dengan larutan HCl 0,25 M sebanyak 50 ml. Setelah
selesai,
membersihkan kalorimeter dan mengeringkannya.
3. Reaksi larutan NaOH dan larutan HCl
Mengukur dengan akurat 0,5 M larutan HCl sebanyak 100 ml
kemudian
memasukannya kedalam kalorimeter, sebelumnya diukur terlebih
dahulu suhu dan
volumenya. Kemudian tambahkan larutan NaOH kedalam kalorimeter
yang berisi
larutan HCl, sebelum NaOH ditambahkan kedalam kalorimeter juga
harus diukur
telebih dahulu volume dan suhu larutan. Suhu kedua larutan harus
sama. Setelah
dicampurkan, tutup kalorimeter dengan segera dan mengaduknya
secara perlahan
sambil mengamati suhu pada termometer. Saat mencapai suhu
konstan mencatat
suhu yang terbaca pada termometer pada tabel pengamatan. Setelah
selesai
membersihkan semua alat yang telah digunakan dan meletakannya
pada tempat
semula.
III. Hasil dan Pembahasan
Dari percobaan penentuan kalor reaksi yang dilakukan dalam
beberapa tahap,
dihasilkan data sebagai berikut :
-
BAGIAN I
No Percobaan 1 Data hasil percobaan
1 Massa kalorimeter 127,19 gram
2 Massa H2O 203 gram
3 Suhu awal 29 C
4 Suhu akhir 30 C
5 Perubahan suhu 1 C
6 Massa NaOH 1 gram
7 Massa molekul relatif (Mm)
NaOh 40 g/mol
8 Mol NaOH 0,025 mol
9 Energi yang dilepaskan 853,536 J
10 Entalpi pelarutan NaOH 34,141144 /
BAGIAN II
No Percobaan 2 Data hasil percobaan
1 Massa kalorimeter 127,19 gram
2 Massa kalorimeter dengan
0,25 M HCl
178,83 gram
3 Suhu awal 28 C
4 Suhu akhir 38 C
5 Perubahan suhu 10 C
6 Massa NaOH 1 gram
7 Massa molekul relatif (Mm)
NaOh
40 g/mol
8 Mol NaOH 0,025 mol
9 Energi yang dilepaskan 2202,4576 J
10 Entalpi reaksi 88,098304 /
-
BAGIAN III
No Percobaan 3 Data hasil percobaan
1 Volume 0,05 M HCl 100 ml
2 Volume 0,05 M NaOH 100 ml
3 Suhu awal larutan HCl 28 C
4 Suhu awal NaOH sebelum
dicampur
30 C
5 Suhu tertinggi pencampuran 32 C
6 Perubahan suhu 3 C
7 Mol HCl yang digunakan 0,025 M
8 Mol NaOH yang digunakan 0,025 M
9 Energi yang dilepaskan 2521,6968 J
10 Entalpi reaksi 100,867872 /
Banyaknya kalor yang dihasilkan dalam suatu reaksi kimia dapat
diukur dengan
menggunakan kalorimeter. Apabila suatu reaksi dapat dinyatakan
sebagai penjumlahan aljabar dari
dua reaksi atau lebih, maka kalor reaksinya juga merupakan
penjumlahan aljabar dari kalor yang
menyertai masing-masing reaksi tersebut. Jumlah aljabar panas
reaksi yang dibebaskan atau
diserap tidak bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir
sistem tersebut. Pada praktikum
Hukum Hass bertujuan untuk bagimana mengetahui prinsip dari
percobaan Hukum Hass dan
membuktikan pada perubahan entalpi hanya bergantung pada kedua
suhu awal dan keadaa akhir
sistem dan tidak bergantung jalannya reaksi. Praktikum ini
dilakukan dengan tiga kali percobaan.
Untuk pemembuktian tersebut dilakukan melalui percobaan padatan
NaOH 1 gram
dilarutkan denga HCl, yang sebelumnya dicatat suhu awal HCl
sebelum dimasukan NaOH. Untuk
menunjukkan keadaan akhir reaksi, dimana dalam jalannya reaksi
ini diabaikan. Hukum Hess telah
dibuktikan melalui percobaan ini, ketika pencampuran berlangsung
ditunjukkan keadaan senyawa
reaksi NaOH dengan HCl yaitu adanya asap dan berbuih, dan
terjadi kenaikan suhu menjadi 10oC.
Keadaan awal NaOH padat setelah reaksi menghasilkan produk
NaCl(aq) dan H2O(l).
NaOH(s) + HCl(aq) NaCl(aq) + H2O(l)
-
Senyawa NaOH dan HCl adalah senyawa yang mudah diamati perubahan
entalpinya untuk
pembuktian percobaan hukum hess. Reaksi yang berlangsung pada
larutan tersebut adalah reaksi
eksoterm, yaitu melepas kalor, hal tersebut dapat diketahui dari
panasnya kalorimeter saat kedua
zat dicampurkan, yang menunjukan tanda negatif.
Pada rekasi kedua tidak jauh beda, akan tetapi hal yang pertama
adalah menggunakan air
dan NaOH, bisa disebut sebagai reaksi pertama, ketika reaksi
berlangsung terjadi kenaikan suhu
dari 1oC. Dan pada saat besamaan larutan HCl di masukan ke gelas
kimia lain. Setelah itu kedua
larutan tersebut diletakan di dalam bejana berisi air agar suhu
kedua larutan tersebut sama. Sebab
apabila suhu keduanya berbeda maka terjadi dua perubahan kalor
yaitu perubahan kalor reaksi dan
perubahan kalor campuran dengan suhu yang berbeda. Setelah kedua
dicampur pada kalorimeter
terjadi kenaikan suhu hanya 3oC dengan harga kalor yang diterima
ialah 2,5216968 kJ.
Kedua langkah penentuan untuk bagian I dan II, sesuai hukum hess
dapat digunakan
untuk menentukan untuk bagian III. Dari teori yang didapatkan
setelah dilakukan perhitungan
dilihat adanya persen keteletian atau kesalahan yang dihasilkan
dari praktikum tentang hukum hess
ini. Sebesar 53,sekian % kesalahan yang dibuat, menurut
pengamatan yang praktikan lakukan,
kesalahan fatal sepertinya terjadi pada pembuatan larutan NaOH
dan pencampuran NaOH padat
dengan HCl. Pasalnya, NaOH terlalu lama dibiarkan dalam udara
terbuka saat mengambilnya
untuk ditimbang.
IV. KESIMPULAN
Dari data dan uraian pembahasan percobaan diatas, dapat
disimpulkan bahwa :
1. Ketika NaOH dan HCl direaksikan terjadi reaksi eksoterm yang
menyebabkan
panas disekitar tempat reaksi
2. NaOH padatan tidak boleh diletakkan dalam udara bebas terlalu
lama karena
sifatnya yang dapt menyebabkan korosi.
3. Untuk menentukan kalor reaksi NaOH dengan HCl dapat dicari
dengan menjumlah
kalor hasil reaksi NaOH padatan dengan air, dan NaOH padatan
dengan HCl.
4. 53,439 % kesalahan terjadi dalam praktikum kali ini
V. DAFTAR PUSTAKA
Attkins, P. W. Kimia Fisik Jilid 1. Jakarta: Erlangga. .
1999
Brady, James E. Kimia Universitas Asas dan Struktur Edisi Kelima
Jilid 1. Jakarta:
Binarupa Aksara. 1995.
-
Mulyani, Sri dan Hendrawan. Kimia Fisika II Common Textbook
Edisi Revisi. Penerbit: UPI-
Press. .2007.
Etna Rufiati.
http://skp.unair.ac.id/repository/Guru-Indonesia/HukumHess.pdf
Dikses pada minggu 12 oktober 2014 pukul 20.00 WIB
VI. LAMPIRAN
a) Persamaan Reaksi
Bagian I
NaOH(s) + H2O(l) NaOH(aq) + H2O(l)
Bagian II
NaOH(s) + HCl(aq) NaCl(aq)+ H2O(l)
Bagian III
NaOH(aq) + HCl(aq) NaCl(aq) + H2O(l)
b) Foto praktikum
http://skp.unair.ac.id/repository/Guru-Indonesia/HukumHess.pdf
-
c) Perhitungan
Percobaan 1
Reaksi: NaOH Na+ + OH-
Q = m. c. T
= (massa air+massa NaOH). c. T
= (203+1). 4,184. 1
= 853,536 J
= 0,853536 kJ
H =
=
0,853536
0,025= 34,141144 /
Percobaan 2
Reaksi: NaOH + H+ + Cl- Na+ + Cl- + H+ + Cl-
Q = m. c. T
=(massa HCl+massa NaOH). c. T
= (51,64+1). 4,184. 10
= 2202,4576 J
= 2,2024576 kJ
H =
=
2,2024576
0,025= 88,098304 /
Percobaan 3
Reaksi: Na+ + OH- + H+ + Cl- Na+ + Cl- + H2O
Q = m. c. T
= (massa HCl+massa NaOH). c. T
= (100,90+100). 4,184. 3
= 2521,6968 J
= 2,5216968 kJ
H = -
= -
2,5216968
0,025= 100,867872 /
-
Reaksi: Na+ + OH- NaOH H=34,141144 /
Reaksi: NaOH + H+ + Cl- Na+ + Cl- + H2O H=88,098304 /
_________________________________________________
Reaksi: Na+ + OH- + H+ + Cl- Na+ + Cl- + H2O = -53,95716
kJ/mol
%ketelitian= Hteori
Hpraktek 100% =
53,95716
100,867872= 53,439 %
A. Post lab
1. Buatlah persamaan reaksi untuk masing-masing bagian
praktikum!
Jawab:
NaOH (s) Na+ (aq) + OH- (aq)
NaOH (s) + HCl (aq) NaCl (aq) + H2O (l)
NaOH (aq) + HCl (aq) NaCl (aq) + H2O (l)
2. Bandingkan jumlah kalor dari bagian pertama dengan ketiga
dengan jumlah kalor dari
bagian pertama dengan bagian kedua!
Jawab:
Jumlah kalor bagian pertama sebesar 34,141144
Jumlah kalor bagian kedua sebesar 88,098304
Jumlah kalor bagian ketiga sebesar 100,867872 /
Pada bagian pertama dengan kedua ada perbedaan mencolok dari
jumlah kalor yang
dihasilkan. Berdasarkan perhitungan, jumlah kalor yang
dihasilkan tiap reaksi tetap
bertambah bukan sama walapun ada perbedaan reaksi yang terjadi.
Sama halnya juga
dengan jumlah kalor antara bagian pertama dengan bagian
ketiga.
-
3. Jelaskan hukum Hess sebagai hukum kekekalan energi, dan
hubungannya dengan
ketiga bagian percobaan!
Jawab: Hukum Hess adalah hukum yang menyatakan bahwa perubahan
entalpi suatu
reaksi akan sama walaupun reaksi tersebut terdiri dari satu
langkah atau
banyak langkah. Hukum Hess mempunyai pemahaman yang sama
dengan
hukum kekekalan energi, yang juga dipelajari di hukum
pertama
termodinamika. Hukum Hess dapat digunakan untuk mencari
keseluruhan
energi yang dibutuhkan untuk melangsungkan reaksi kimia.
4. Tuliskan contoh lain dari penerapan hukum Hess dan jelaskan
alurnya!
Jawab:
C (s) + O2 (g) CO2 (g) H = -393,5 kJ mol-1
2H2 (g) + O2 (g) 2H2O (g) H = -571,6 kJ mol-1
CO2 (g) + 2H2O (g) CH4 (g) + 2O2 (g) H = +890,3 Kj mol-1
C (g) + 2H2 (g) CH4 (g) H = -74,8 kJ mol-1
Kesimpulan
Perubahan entalpi pembentukan CH4 adalah -74,8 Kj mol-1
http://www.ilmukimia.org/2013/02/entalpi.html