Tetapan Kalorimeter

Energi mekanik akibat gerakan partikel materi dan dapat dipindah dari satu tempat ke tempat lain disebut kalor. (Syukri S, 1999).

Besarnya kalor yang terlibat dalam reaksi kimia dapat diukur dengan alat yang disebut kalorimeter. Besarnya kalor yang diserap kalorimeter untuk menaikkan suhu satu derajat dinamakan tetapan kalorimeter atau harga air kalorimeter, dengan satuan JK^-1.

Pengukuran jumlah kalor reaksi yang diserap atau dilepaskan pada suatu reaksi kimia dengan eksperimen disebut kalorimetri. Dengan menggunakan hukum Hess, kalor reaksi suatu reaksi kimia dapat ditentukan berdasarkan data perubahan entalpi pembentukan standar, energi ikatan dan secara eksperimen. Proses dalam kalorimeter berlangsung secara adiabatik, yaitu tidak ada energi yang lepas atau masuk dari luar ke dalam kalorimeter.

Kalor yang dibutuhkan untuk menaikan suhu kalorimeter sebesar 1 ⁰C pada air dengan massa 1 gram disebut tetapan kalorimetri (Petrucci,1987). Dalam proses ini berlaku azas Black yaitu:

q _lepas = q _terima

q _{air panas =} q _{air dingin +} q _kalorimeter

m₁ c (T_p – T_c) = m₂ c (T_c – T_d) + C(T_c – T_d)

keterangan:

m₁ = massa air panas m₂ = massa air dingin

c = kalor jenis air C = kapasitas kalorimeter

T_p = suhu air panas Tc = suhu air campuran

T_d = suhu air dingin

Sedang hubungan kuantitatif antara kalor dan bentuk lain energi disebut termodinamika.

Hukum pertama termodinamika menghubungkan perubahan energi dalam suatu proses termodinamika dengan jumlah kerja yang dilakukan pada sistem dan jumlah kalor yang dipindahkan kesistem

Hukum kedua termodinamika yaitu membahas tentang reaksi spontan dan tidak

spontan

. Proses spontan yaitu reaksi

yang berlangsung tanpa pengaruh luar. Sedangakan reaksi tidak spontan tidak terjadi tanpa bantuan luar.

Hukum ketiga termodinamika menyatakan bahwa entropi dari kristal sempurna murni pada suhu nol mutlak ialah nol. Kristal sempurna murni pada suhu nol mutlak menunjukkan keteraturan tertinggi yang dimungkinkan dalam sistem termodinamika. Jika suhu ditingkatkan sedikit diatas 0 K, entropi meningkat. Entropi mutlak selalu mempunyai nilai positif

Kalor reaksi dapat diperoleh dari hubungan massa zat (m), kalor jenis zat (c) dan perubahan suhu (?

Tetapan kalorimeter adalah banyak kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu kalorimeter beserta isinya 10C. Pada kalibrasi panas sejumlah panas dimasukan, bisa dari kalorimeter dan menentukan perubahan suhu yang terjadi. Salah satu cara yang dilakukan adalah dengan memasukan sejumlah solute tertentu yang telah diketahui panas pelarutan ke dalam kalorimeter yang telah diisi solvent lalu perubahan suhu yang terjadi dicatat berdasarkan Asas Black.
m. ∆H = C. ∆T

TETAPAN KALORIMETER

Kalori didefinisikan sebagai kuantitas panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu satu gram air satu skala derajat Celcius atau Kelvin. Untuk mengukur kalor maka dipergunakan sebuah alat yang disebut kalorimeter, yang terdiri atas bejana yang dilengkapi dengan batang pengaduk dan termometer. Pada bejana diselimuti penyekat panas untuk mengurangi radiasi panas, seperti pada termos. Penggunaan kalorimetri yaitu mengetahui kapasitas panas suatu zat, kalor yang dilepas maupun yang diterima, maka untuk mengetahui suatu panas baiknya menggunakan kalorimeter ini. Kalorimeter banyak berbagai jenisnya bergantung dengan keadaan bahan dan kebutuhan pengguna kalorimeternya.

Setiap manusia merasakan panas atau kalor yang dipancarkan oleh bahan – bahan yang dapat menghasilkan panas. Contoh yang paling umum adalah kalor yang dipancarkan matahari ke tubuh kita. Energi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan tetapi dapat diperoleh dengan cara mengolah energi. Contohnya usaha atau kerja dapat menghasilkan energi.

1.2.1 Kalor

Kalor adalah jumlah energi yang dipindahkan dari satu benda atau tubuh kepada benda lain akibat suatu perbedaan suhu diantara mereka. Kalor (Q) dinyatakan dalam satuan energi dalam Joule (J) menurut satuan SI. Kalor umumnya dinyatakan dalam satuan kalori (kal) yaitu satu kalori adalah jumlah kalor yang diperlukan untuk meningkatkan suhu 1 gram air sebanyak 1 K atau 1⁰C pada suhu kamar (293 K). perhatikan bahwa 1 kal = 4,2 J. Apabila istilah kalori ditulis dengan huruf besar, yang dimaksud adalah kilokalori. Jadi, perusahaan makanan dan ahli gizi rumah sakit memakai 5 kalori yang arti sebenarnya adalah 5 kilokalori (5 kkal) atau 5000 kalori.

Kapasitas kalor adalah jumlah energi kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu sejumlah zat tertentu sebesar 1 K atau 1⁰C. Jumlah kalor (Q) yang diperlukan untuk menaikkan suhu suatu zat yang diketahui dari sembarang suhu awal (T_i) sampai sembarang suhu akhir (T_f) dapat ditentukan melalui pemahaman persamaan kalor :

Q (kalor) = m . C . ΔT

m adalah massa benda, c adalah kapasitas kalor spesifik dari zat tertentu, dan ΔT adalah perubahan suhu.

Kapasitas kalor spesifik dari suatu zat adalah kapasitas kalor per satuan massa (yakni, jumlah kalor yang harus ditambahkan pada 1 gram zat itu untuk menaikkan temperatur sebesar 1 K atau 1⁰C). Kalor spesifik adalah jumlah kalor dalam kalori yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 gram zat sebesar 1⁰C. Penting untuk mengetahui nilai kalor spesifik dari air dan es (berturut – turut 1,0 dan 0,5 kal/gr ⁰C).

(Bresnick, Stephen, 2002).

Panas juga merupakan salah satu bentuk energi, dan perubahan bentuk akibat panas akan sama dengan yang diakibatkan oleh kerja. Sebagaimana, tarikan gravitasi, potensial listrik, panas juga mengalir dari temperatur yang lebih tinggi ke yang lebih rendah, kecuali jika kerja dilakukan terhadap sistem.

Tanda yang digunakan disini yaitu Q (panas) adalah positif jika panas diabsorbsi oleh sistem dari sekelilingnya, dan negatif jika panas dilepaskan dari sistem ke sekelilingnya. Kesamaan lainnya dengan kerja panas yang diserap atau dilepaskan juga tergantung pada jalannya sistem.

Kapasitas panas molar adalah kapasitas panas dari 1 mol zat, dan panas spesifik adalah kapasitas panas per gram zat,

C = n  = w c’

Dimana n merupakan jumlah mol, w merupakan berat zat,  adalah kapasitas panas molar dan c’ adalah kapasitas panas spesifik. Q adalah panas yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur zat sebesar ΔT derajat. Panas dapat diserap pada volume konstan ataupun pada tekanan konstan. Kedua kapasitas panas dapat didefinisikan sebagai

Dimana Cp dan Cv adalah kapasitas panas pada tekanan konstan dan volume konstan. (Dogra, S.K. dan Dogra, S, 1990).

1.2.2 Kalorimetri

Alat yang penting untuk mengukur ΔV adalah kalorimeter dan adiabatik. Perubahan temperatur ΔT dari kalorimeter yang dihasilkan dari reaksi sebanding dengan energi yang dibebaskan atau diserap sebagai kalor. Oleh karena itu, dengan mengukur ΔT dapat ditentukan Q_v sehingga dapat diketahui ΔV. Konversi dari ΔT menjadi q_v tidak bisa lepas dari kapasitas kalor C dari kalorimeter. C adalah koefisien perbandingan antara energi yang diberikan sebagai kalor dari kenaikan temperatur yang disebabkannya.

q = C x ΔT

Untuk mengukur C dialirkan arus listrik melalui pemanas dalam kalorimeter dan ditentukan kerja listrik yang dilakukan padanya.