PERCOBAAN VJudul : Kalor Pembakaran MetanolTujuan: Menentukan
Kalor Pembakaran MetanolHari/Tanggal: Senin / 13 Oktober
2014Tempat: Laboratorium Kimia PMIPA FKIP Unlam Banjarmasin
I. DASAR TEORIKalor adalah suatu bentuk energi yang diterima
oleh suatu benda yang menyebabkan benda tersebut berubah suhu atau
wujud bentuknya. Kalor berbeda dengan suhu, karena suhu adalah
ukuran dalam satuan derajat panas. Kalor merupakan suatu kuantitas
atau jumlah panas baik yang diserap maupun dilepaskan oleh suatu
benda. Kalor di definisikan sebagai energi panas yang dimiliki oleh
suatu zat. Secara umum untuk mendeteksi adanya kalor yang dimiliki
oleh suatu benda yaitu dengan mengukur suhu benda tersebut. Jika
suhunya tinggi maka kalor yang dikandung oleh benda sangat besar.
Begitu juga sebaliknya jika suhunya rendah maka kalor yang
dikandung sedikit. Dari hasil percobaan yang sering dilakukan besar
kecilnya suatu kalor yang dibutuhkan suatu benda (zat) bergantung
pada 3 faktor yaitu massa zat, jenis zat (kalor jenis), perubahan
suhu. (Nafiyanto, 2008).Kalor pembakaran adalah kalor yang
dilepaskan atau diserap oleh pembakaran 1 mol unsur atau senyawa
diberi simbol Hc ( C = Combustion ). (Purba, 2006). Pembakaran
adalah suatu runutan reaksi kimia antara suatu bahan bakar dan
suatu oksidan, disertai dengan produksi panas yang kadang disertai
cahaya dalam bentuk pendar atau api. Dalam suatu reaksi pembakaran
lengkap, suatu senyawa bereaksi dengan zat pengoksidasi, dan
produknya adalah senyawa dari tiap elemen dalam bahan bakar dengan
zat pengoksidasi. Contoh:
Entalpi standar reaksi untuk pembakaran metana pada 298,15K dan
1atm adalah 802kJ/mol. (Sudarmo, 2007). Metanol, juga dikenal
sebagai metil alkohol, wood alcohol atau spiritus, adalah senyawa
kimia dengan rumus kimia CH3OH. Ia merupakan bentuk alkohol paling
sederhana. Pada "keadaan atmosfer" ia berbentuk cairan yang ringan,
mudah menguap, tidak berwarna, mudah terbakar, dan beracun dengan
bau yang khas (berbau lebih ringan daripada etanol). metanol
digunakan sebagai bahan pendingin anti beku, pelarut, bahan bakar
dan sebagai bahan aditif bagi etanol industri.Reaksi kimia metanol
yang terbakar di udara dan membentuk karbon dioksida dan air adalah
sebagai berikut:
2 CH3OH (aq) + 3 O2 (g) 2 CO2 (g)+ 4 H2O (l)
Asas Black atau asas kekekalan energi menyatakan bahwa energi
tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan,tetapi dapat diubah dari
satu bentuk kebentuk yang lain. Asas kekekalan energi ini disebut
juga hukum pertama termodinamika. Pada peristiwa termokimia, kalor
yang menyertai reaksi adalah perubahan bentuk energi dari energi
kinetik dan energi potensial (energi ikat) dalam molekul menjadi
energi kalor. Pada pembahasan energi kalor, alam semesta dibedakan
menjadi dua yaitu sistem dan lingkungan.Secara umum dapat
dinyatakan bahwa kalor yang dilepaskan atau diserap dapat
menyebabkan kenaikan atau penurunan suhu air, sehingga jumlah kalor
yang dilepas atau diserap oleh sistem reaksi sama dengan kalor yang
diterima atau diserap oleh air sebagai lingkungan (Asas Black).
Setiap zat mengandung energi. Entalpi adalah energi yang terkandung
di dalam zat. Perubahan seluruh energi zat di dalam reaksi disebut
dengan perubahan entalpi reaksi. Panas reaksi adalah energi yang
dilepaskan atau diserap bila jumlah mol masing masing zat sama
dengan koefisien reaksinya. Panas pembentukan adalah energi yang
dilepaskan atau diserap pada pembentukan 1 mol zat dari unsur
unsurnya. ( Tim Penulis, 2010 )Secara umum dapat dirumuskan :
q larutan = m . c .
q larutan = C . T
H = -q larutan
H= -q /mol
Keterangan :q = Kalor (Joule)T = Perubahan Suhu (C)M = Massa Air
(Gram)c = Kalor Jenis Air (4,2 Joule.gram-1 C-1)C = Kapasitas Kalor
(J.C-1)H = Perubahan Entalpi (kJ)
II. ALAT DAN BAHANAlat yang digunakan:1. Gelas kimia 250 mL1
buah2. Gelas ukur 50 mL1 buah3. Neraca Analitik1 buah4. Lampu
Spiritus1 buah5. Kaki tiga1 buah6. Kasa1 buah7. Termometer 1 buah8.
Pipet tetes1 buahBahan yang digunakan:1. Metanol90%2. Aquades
III. PROSEDUR KERJA
1. Mengisi lampu spiritus dengan metanol lalu menimbang2.
Menimbang gelas kimia kosong dan memasukan air ke dalamnya3.
Memasukan termometer ke dalam air dan mengamati suhunya4. Meletakan
gelas kimia yang berisi air di atas kasa pada kaki tiga5.
Menyalakan lampu spiritus untuk memanaskan air dalam gelas kimia6.
Menghentikan pemanasan air dengan memadamkan api7. Mencatat suhu
air pada saat memadamkan lampu 8. Menimbang kembali lampu spiritus
yang masih terisi sisa metanol
IV. HASIL PENGAMATAN
NoPerlakuanHasil Pengamatan
1.Menimbang gelas kimia 250 mL kosongMassa gelas kimia : 103,1
gram
2.Menimbang lampu spiritus kosongMassa lampu spiritus kosong
150,2 gram
3.Memasukkan air ke dalam gelas kimia dan menimbang gelas kimia
yang berisi airMassa gelas kimia berisi air : 140,8 gram
4.Menimbang lampu spiritus berisi metanol 25 MlMassa lampu
spiritus berisi metanol : 159,2 gram
5.Memasukkan termometer kedalam gelas kimia berisi air28 C suhu
air
6.Meletakkan gelas kimia di atas kasa pada kaki tiga dan
menyalakan lampu spiritus sampai air mendidihAir mendidih
7.Mematikan api pada lampu spiritus dan memasukkan termometer ke
dalam air76 C suhu air
8.Menimbang lampu spiritus yang masih terisi sisa methanolMassa
lampu spiritus yang masih terisi sisa metanol: 144,5 gram
V. ANALISIS DATAPercobaan ini bertujuan untuk menentukan kalor
pembakaran metanol yang diperoleh dengan cara merebus air dengan
bahan pembakarannya adalah metanol. Untuk mengetahui massa gelas
kimia 200 mL maka dilakukan penimbangan pada gelas kimia dan
didapatkan massanya sebesar 103,1 gram. Hal ini bertujuan agar
dapat menemukan massa air yang ditimbang bersamaan dengan gelas
kimia. Penimbangan lampu spritus kosong dan lampu spritus yang
berisi metanol bertujuan untuk mengetaahui sisa massa metanol
setelah pembakaran. Sebelum melakukan pembakaran lampu spritus yang
berisi metanol harus diketahui suhu airnya dengan menggunakan
termometer dan didapatkan suhunya 28oC yang merupakan suhu awal
air. Pembakaran metanol ini dilakukan dengan memanaskan air sampai
air mendidih, pada saat pemanasan volume metanol semakin berkurang,
hal ini dikarenakan reaksi pada saat pembakaran metanol
menghasilkan gas CO2 dan air sehingga metanol menguap. Persamaan
reaksi adalah :
2CH3OH(aq) + 3O2(g) 2CO2(g) + 4H2O(l).
Suhu setelah air mendidih meningkat karena pemanasan tersebut
dan didapatkan suhunya sebesar 76oC dari sini dapat diketahui
kenaikan suhunya 48oC ini menunjukkan bahwa reaksinya berlangsung
secara eksoterm, perpindahan panas dari dalam gelas kimia ke
lingkungan. Setelah api pada lampu spritus dimatikan dilakukan
penimbangan kembali untuk mengetahui massa sisa metanol dan
diperoleh hasil sebesar 14,7 gram. Dari sini dapat diketahui kalor
yang lepas pada pembakaran metanol ini sebesar 10,8 kJ.
VI. KESIMPULAN1. Kalor yang diserap air adalah 7479,36 J2. Kalor
yang diserap gelas kimia adalah 3,315696 kJ3. Kalor yang dibebaskan
reaksi yaitu Q pembakaran adalah 10795,056 J atau 19,8 J4.
Perubahan kalor pembakaran metanol (Hc) adalah - 11,775 kJ/mol
DAFTAR PUSTAKA
Nafiyanto, Indra.2008. Buku Ajar Acuan Pengayaan Kimia Untuk SMA
/ MA. Solo : CV. SindunataPurba, Michael. 2006. Kimia Untuk SMA
Kelas XI. Jakarta: Erlangga.Sudarmo,Unggul.2007. Kimia. Ciracas
Jakarta : PT. Phibeta aneka gama.Tim Penulis.2010. Bahan Ajar
Meniju Olimpiade Kimia Kelas 2.Jakarta : PT Graha Cipta KaryaTim
Kimia Dasar. 2009. Penuntun praktikum kimia dasar 2. Surabaya :
Jurusan kimia FMIPA UNESA.
LAMPIRAN
Pertanyaan dan Jawaban Pertanyaan Pertanyaan :1. Berapa selisih
massa lampu spritus yang berisi metano mula mula dan setelah di
pakai ?2. Berapa masa methanol yang terbakar ?3. Berapa kenaikan
suhu air ?4. Berapa kalor yang diserap air ?5. Berapa kalor yang
diserap gelas kimia ? ( kalor jenis kaca = 670 Joule.Kg-1C-1 atau
0,2 kkal.Kg-1 C-1 ) 6. Gunakan Asas Black untuk mengetahui kalor
yang dibebaskan reaksi.
Jawaban : 1. Selisih massa lampu spiritus yang berisi metanol
sebelum dan sesudah pemanasan adalahMassa lampu = massa lampu
spiritus awal - massa lampu spiritus akhir = 159,2 g - 144,5 g =
14,7 g2. Massa metanol yang terbakar adalah Massa metanol yang
terbakar = massa metanol awal massa metanol akhir = (159,2 g -140,2
g) (144,5 g 140,2 g ) = 19 g 4,3 g = 14,7 g
3. Kenaikkan suhu air adalah T air = T akhir -T awal = 76 oC 28
oC= 48 oC
4. Kalor yang diserap air adalah Diketahui : massa air = 37,1
gramc = 4,2 J g-1 oC-1T 1 = 28 oCT2 = 76 oC
Q reaksi air = m x c x T= 37,1 gram x 4,2 J g-1 oC-1 x (76-28)
oC= 7479,36 J
5. Kalor yang diserap gelas kimia adalah Diketahui : C kaca =
670 J Kg-1 C-1Massa gelas kimia = 103,1 g = 0,1031 Kg T 1 = 28 oCT2
= 76 oCT = T2 T1 = (76 28) oC = 48 oC Ditanya : Q = ...?Jawab :Q =
C x T=670 J.Kg-1.oC-1 x 0,1031 Kg x 48 oC= 3315,696 J= 3,315696
kJ
6. kalor yang dibebaskan reaksi.Diketahui : Q air = 7479,36 JQ
kaca = 3315,696 JDitanya : Q pembakaran = ...?Jawab : Q pembakaran
= Q kaca + Q air Q pembakaran = 3315,696 J + 7479,36 JQ pembakaran
= 10795,056 J Q pembakaran = 10,795056 kJ = 10,8 kJ
Mol methanol = gram methanol terbakar / Mr= 14.7 gram / 16
gram.mol-1= 0,91875 mol
Hc metanol = -q / mol = - 10,8 kJ / 0,91875 mol = - 11,775
kJ/mol
LAMPIRAN FOTO
Menimbang gelas kimia yang berisi air 50 ml
Alat dan bahan
Memasukkan termometer kedalam gelas kimia berisi airMenimbang
lampu spiritus berisi metanol 25 ml
Meletakkan kasa diatas kaki tigaMenyalakan lampu spiritus yang
berisi metanol
Air mendidihMeletakkan gelas kimia berisi air diatas kasa pada
kaki tiga
Menimbang lampu spiritus yang masih terisi sisa metanolMengukur
suhu air setelah pemanasan
FLOWCHARTI. Metanol murni 25 mL
Memasukkan ke dalam lampu spiritus
Air 50 mlMetanol murniMenimbang
II. Memasukkan ke dalam gelas kimiaMengamati suhu menggunakan
termometer
Air C
Ket : sebelum memasukkan air, gelas kimia kosong ditimbang
terlebih dahulu
Air III. Memasukkan air dalam gelas kimia di atas kasa tripod
Menghentikan pemanasan saat air mendidih
Air CMencatat suhu
Ket. Menimbang kembali lampu spiritus yang masih terisi sisa
metanol