PANAS NETRALISASI DAN ENERGI KISI

I. Tujuan 

1. Menentukan panas netralisasi Asam dan Basa

2. Menetukan panas kelarutan kristal ion

3. Menghitung energi kisi pada kristal ion

ll. Landasan Teori

         Panas netralisasi adalah reaksi asam dan basa menghasilkan garam dan air.  Sifat larutan yang terbentuk dari reaksi netralisasi tidak selalu netral, tetapi tergantung pada kekuatan asam dan basa yang bereaksi sama kuatnya, maka larutan garam yang terbentuk bersifat netral. Jika sifat asam yang kuat maka garamnya akan bersifat asam. Oleh karena itu, sifat dari masing-masing produk netralisasi berbeda, tergantung dari reaktan asam dan basanya. Panas netralisasi merupakan suatu perubahan entalpi jika satu x gram ekuivalen asam dinetralisasi oleh satu gram ekuivalen basa (Oxtoby, 2003).

      Kalor adalah salah satu bentuk energi yang bisa berpindah dari benda dengan suhu yang lebih tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah jika keduanya dipertemukan atau bersentuhan. Kalor pada suatu pemanasan yang dapat di lepas akan sama dengan kalor yang akan diterima, ini merupakan prinsip dasar pada kalor netralisasi. Sedangkan pada metode yang dipakai yakni kalorimeter yang sesuai pada hal penyeimbangan temperatur dua larutan di dalam suatu sistem adiabatis (Riyayanti, 2021)

        Seluruh asam maupun basa maupun terdisosiasi (terionisasi) senyawa garam atau basa memiliki dua pola disosiasi (terionisasi) yaitu terionisasi sempurna dan terionisasi sebagian. Kekuatan elektrolit ditentukan oleh besarnya derajat ionisasi. Dikategorikan elektrolit kuat apabila mengalami ionisasi sempurna sedangkan elektrolit lemah adalah zat yang mengalami dionisasi (ioniasi) sempurna. Semakin kuat ikatan suatu senyawa semakin sulit untuk diputuskan sehingga semakan kecil kecil kemampuan untuk mengalami disosiasi (ionisasi) (Bowmen et al., 2023).

III. Prosedur Percobaan

      3.1 Alat dan Bahan

            A. Alat; Kalorimeter, Gelas ukur, Termometer, Gelas Piala, Erlenmeyer

            B. Bahan; HCl, MgCl dan NaOH

3.2 Skema Kerja

     a. Menentukan Tetapan Kalorimeter yang akan digunakan

         Dihitung panas netralisasi reaksi NaOH dan HCl melalui percobaan. Dicari panas netralisasi berdasarkan literatur 

    b. Menentukan perubahan entalpi netralisasi

        Dimasukkan 100 mL air ke kalorimeter. Dibiarkan 5 menit. Diukur suhu air (Tad). Dimasukkan 100 mL HCl 1 M. Diukur suhu campuran pada selang 15 detik sambil diaduk hingga mencapai suhu maksimum. Dicatat penurunan suhu hingga suhu konstan. Dipindahkan HCl ke dalam gelas piala. Diukur suhu awal HCl dan NaOH. Dibuat sama suhu kedua larutan. Dimasukkan 100 mL NaOH 1 M ke kalorimeter. Dilanjutkan dengan menuangkan HCl 200 mL. Diukur suhu campuran pada selang 15 detik sambil diaduk hingga mencapai suhu optimum. Dicatat penurunan suhu hingga mencapai suhu relatif konstan

    c.  Menentukan perubahan entalpi pelarutan dan energi kisi

         Dimasukkan 100 mL air ke dalam kalorimeter. Dibiarkan 5 menit. Diukur suhunya. Dimasukkan beberapa gram MgCl2. Ditutup dengan segera. Diukur suhu setiap 15 detik hingga relatif konstan sambil diaduk. Digunakan data untuk mendapatkan suhu campuran (Tc). Diulangi langkah untuk variasi massa MgCl2

IV. Hasil dan Pembahasan

      Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan pada hari Kamis, 16 Oktober 2022 di Laboratorium Material Rekayasa dan Sipil yang berjudul “Panas Netralisasi dan Energi Kisi”. Panas Netralisasi merupakan perubahan entalpi yang terjadi apabila 1 gram ekivalen asam dinetralisir oleh 1 gram ekuivalen basa. Sedangkan energi Kisi adalah jumlah energi yang dilepas apabila ion-ion penyusunnya bergabung dalam membentuk senyawa. Dimana pada percobaan ini kita mengidentifikasi dan menentukan panas netralisasi asam basa menentukan panas kelarutan kristal ion serta menghitung energi kisi padatan kristal ion.

4.1 Perubahan entalpi pengenceran HCl (∆HS1)

       Pada percobaan ini dilakukan pengukuran terhadap besarnya entalpi pada pengeceran HCl dengan air. Adapun prinsip pada percobaan ini adalah didasarkan pada asas black yaitu dalam suatu sistem zat yang memiliki energi termal lebih besar HCl akan melepaskan kalor yang kemudian diserap oleh zat yang memiliki energi yang lebih kecil H2O hingga tercapai suatu kesetimbangan termal diantara keduanya. Pada percobaan ini digunakan metode kolorimetri yaitu menentukan nilai kalor Berdasarkan pengamatan perubahan suhu dalam suatu sistem adiabatik dengan menggunakan suatu alat yaitu kalorimeter. Pada perlakuan pertama yaitu dihasilkan HCl menggunakan air hal ini berfungsi mengurangi tingkat kepekatan konsentrasi dari HCl dan mengukur perpindahan kalor antara larutan HCl dan aquades sebelum itu diukur terlebih dahulu suhu awal air (Tad). Pada kalorimeter dan diberikan selama 5 menit. Hal ini bertujuan agar tubuh tidak dipengaruhi oleh suhu lingkungan karena di dalam suatu sistem adiabatik tidak terjadi lagi transfer panas antara sistem di dalam kalorimeter daya lingkungan yang berada diluarnya, sehingga pengukuran suhu yang dilakukan mendapatkan hasil yang akurat. Adapun grafik yang didapat;

4.2 Perubahan Entalpi Netralisasi (∆Hn)

       Pada percobaan ini praktikan menggunakan alat kalorimeter sederhana, pada kalorimeter ini pengukuran kalor reaksi selain kalor reaksi pembakaran umumnya kalorimeter digunakan untuk mengukur kalor reaksi yang berlangsung didalam zat dalam larutan pada kalorimeter jumlah kalor reaksi sama dengan jumlah kalor yang diserap atau yang dilepas pada larutan sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan dapat diabaikan kalorimeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur perubahan kalor yang terjadi pada suatu reaksi kimia maupun fisika. Untuk tetapan kalorimeter dapat ditentukan dengan mengukur suhu campuran antara air panas dan air Dingin. Panas / kalor netralisasi (∆Hn) merupakan energi panas yang timbul pada reaksi energi panas yang dihasilkan pada reaksi penetralan asam dan basa. Pada netralisasi asam dan basa kuat bersifat tetap untuk setiap tiap mol produk yang terbentuk. Dimana prinsip kerja dari calorimeter yaitu menyerap dan menghasilkan kalor dengan adanya gesekan antara pengadukan dan dinding kalorimeter yang bertumbukan dengan molekul air dan pelarut. Berdasarkan data diatas didapatkan grafik sebagai berikut:

Kalor yang dilepaskan akan diserap oleh lingkungan maka suhu lingkungan akan naik, dimana reaksia yang terjadi yaitu reaksi eksoterm.

4.3 Perubahan Entalpi Pelarutan dan Energi kisi

       Panas pelarutan adalah perubahan entropi Jika 1 mol zat terlarut dilarutkan dalam pelarut untuk menghasilkan larutan yang encer tak hingga jika zat terlarut dalam kristal ion maka energi kisi nya dapat dihitung dari panas pelarutannya. Energi kisi didefinisikan sebagai penambahan energi jika 1 mol kristal ion terionisasi menjadi ion-ion di dalam bentuk gas. Pada percobaan kali ini dilakukan pengukuran entalpi pelarutan dengan menggunakan sampel magnesium klorida dengan variasi massa yang berbeda beda dengan penambahan sebesar 0,5 gram di di tiap perlakuannya. Tujuan dari massa MgCl2yang bervariasi ini yaitu untuk mengetahui pengaruh jumlah penambahan zat terlarut terhadap besar entalpi pelarutan suatu senyawa. Sampel MgCl2 dilarutkan dalam aquades pada saat larutan barikan antar partikel komponen kristal MgCl2 akan terpecah dan tergantikan dengan barikan antara air dan zat terlarut. Grafik data hasil percobaan yang telah dilakukan pada penambahan 1 gram MgCl2:

     Penurunan kalor dari campuran hingga mencapai suhu kesetimbangan. Jadi di dalam kalorimeter terdapat 1,5 gram MgCl2 dan pada percobaan ini dilakukan yang namanya pengadukan pengadukan ini bertujuan untuk menghomogenkan MgCl2 di dalam kalorimeter dan setelah itu langsung diukur suhunya sekitar 15 detik hingga detik ke 150 Maka grafik pada penambhahan 1,5 gram MgCl2 yaitu;

      Pada perlakuan selanjutnya yaitu penambahan 0,5 gram lagi ke dalam kalorimeter jadi dalam kalorimeter terdapat 2 gram MgCl2 dan dilakukan yang pengadukan dan setelah itu langsung diukur suhunya sekitar 15 detik hingga detik ke 150 dan dari data hasil percobaan ini menunjukkan suhu yang diperoleh pada pengukuran detik ke 15 hingga detik ke-150 didapatkan suhu yaitu konstan. Berikut grafik penambahan 2 gram MgCl2;

      Pada perlakuan selanjutnya yaitu penambahan 0,5 gram lagi ke dalam kalorimeter jadi dalam kalorimeter terdapat 2,5 gram MgCl2 dan dilakukan pengadukan dan setelah itu diukur suhunya sekitar 15 detik hingga detik ke 150. Dari data hasil percobaan ini menunjukkan suhu yang diperoleh pada pengukuran detik ke 15 hingga detik ke-150 didapatkan suhu yaitu konstan. Didapatkan grafik pada penambahan 2.5 gram MgCl2 sebagai berikut;

       Pada perlakuan selanjutnya yaitu digunakan 3 gram MgCl2 dan dilakukan pengadukan pada calorimeter dan diukur suhu 15 detik hingga detik ke 150 dan dari data hasil percobaan didapatkan suhu yaitu konstan di titik 29℃. .Hasil yang di dapatkan ini membuktikan bahwa kalorimeter mempunyai prinsip adiabatik. Berikut grafik data hasil percobaan yang telah dilakukan pada penambahan MgCl2;

V. Kesimpluan dan Saran

    5.1 Kesimpulan

           1. Panas netralisasi asam dan basa dapat ditentukan menggunakan rumus :

                                   

           2. Panas kelarutan kristal ionik dapat ditentukan menggunakan rumus

                                

              3. Energi kisi padatan kristal ion dapat dihitung menggunakan cara siklus Haber - Born.

          5.2 Saran

                Adapun Saran pada percobaan ini agar praktikum bisa berjalan lancar, sebaiknya praktikan lebih disiplin serta lebih teliti lagi dalam melihat suhu pada termometer agar tidak terjadi kesalahan pada hasil data.