HUKUM HESS

HUKUM HESS 1)Laboratorium Kimia Fisika, Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Padang Air Tawar Barat 25131 Padang Abstrak Eksperimen Hukum Hess bertujuan untuk menentukan panas pelarutan dengan reaksi secara tidak langsung . Panas pelarutan merupakan panas yang dilepaskan atau diserap apabila satu mol senyawa dilarutkan dalam sejumlah pelarut. Metode yang digunakan dalam percobaan ini adalah metode kalorimetri, yaitu metode yang digunakan untuk menentukan nilai kalor berdasarkan pengamatan perubahan suhu dalam sistem adiabatik, dengan menggunakan alat yang dinamakan kalorimeter. Eksperimen ini dilakukan dengan perlakuan dua arah. Arah satu dilakukan dengan menambahkan HCl dalam NaOH, sedangkan arah dua dengan menambahkan NaOH dalam HCl. Eksperimen yang telah dilakukan berhasil membuktikan bahwa Hukum Hess berlaku pada reaksi dimana reaksi yang terjadi tidak bergantung pada jalannya reaksi tetapi bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir. Kata kunci: Entalpi, Suhu, Dua Arah, Jalan Reaksi, Keadaan Awal, Keadaan Akhir, NaOH, HCl. 1. PENDAHULUAN Kalor adalah bentuk energi yang berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah. Jika suatu benda menerima/melepaskan kalor maka suhu benda itu akan naik/turun atau wujud benda berubah. Nilai positif untuk q menyatakan bahwa kalor diserap oleh sistem dari sekelilingnya. Suatu nilai negatif dari q berarti bahwa sistem memberikan kalor kepada sekelilingnya. Perubahan energi dalam, U yang dihasilkan oleh perpindahan kalor q ke sistem, bila tak ada kerja yang dilakukan dinyatakan sebagai: ∆U = q tidak ada kerja yang dilakukan Perubahan entalpi pelarutan adalah kalor yang menyertai proses penambahan sejumlah tertentu zat terlarut terhadap zat pelarut pada suhu dan tekanan tetap. Setiap zat mempunyai Partikel (Atom atau Molekul) yang selalu bergerak (Translasi, Rotasi, dan Vibrasi). Jumlah total ketiga Energi itu disebut Energi Dalam (U). Nilai mutlak dari U tidak dapat ditentukan dan bergantung pada nilai T, yakni : Nilai U akan naik ketika T naik. Zat tidak hanya memiliki Energi Dalam, tapi juga memiliki Tekanan (P) dan Volume (V). Perkalian antara P dan V juga merupakan Energi yang dimiliki Zat. Energi Total suatu zat disebut Entalpi (H). H = U + PV Nilai mutlak H tidak dapat diketahui, tapi bila suatu zat mengalami peristiwa Kimia atau Fisika dapat dihitung perubahan nilai entalpi ∆( nya. Contoh dalam reaksi : AB + CD AC + BD Perubahan Entalpi reaksi adalah perbedaan jumlah entalpi hasil reaksi (produk) dikurang jumlah entalpi pereaksi (reaktan). ∆Hreaksi = ∆AC + ∆BD) – ∆AB + ∆CD) Nilai ∆( dapat bernilai Negatif Eksoterm ) dan Positif ( Endoterm ). Hukum Hess menunjukan hubungan satu kalor dengan reaksi beberapa kalor pereaksi lainnya. Hess membuat pernyataan yang disebut Hukum Hess Kalor reaksi tidak bergantung pada tahapan reaksi yang ditempuh, tetapi bergantung pada keadaan awala dan keadaan akhir . Hukum Hess biasanya digunakan untuk menghitung Entalpi Reaksi yang menghasilkan lebih dari satu produk murni ( Tim Kimia Fisika, 2014 : 50-51). Perubahan suhu yang menyertai reaksi kimia menunjukan adanya perubahan energi dalam bentuk kalor pada pereaksi dan hasil reaksi. Kalor yang diserap akan dibebaskan oleh sistem menyebabkan suhu sistem akan berubah. Secara sederhana kalor tersebut dapat dihitung dengan rumus : q = m c ∆t q = Kalor pereaksi, m = massa, c = massa jenis, ∆t = perubahan suhu Perubahan entalpi ∆( reaksi adalah q untuk jumlah mol pereaksi atau hasil suatu reaksi sesuai persamaan reaksi, disertai tanda positif (endoterm) atau negatif (eksoterm) ( Kartini, 2013 : 32). Banyaknya kalor yang dihasilkan dalam suatu reaksi dapat dihitung dengan menggunakan Kalorimeter. Kalor dapat diukur dengan menggunakan jalan jumlah total kalor yang diserap lingkungan dan kalor yang diserap air. Menurut Hukum Hess, apabila suatu reaksi dapat dinyatakan sebagai penjumlahan aljabar dari dua reaksi atau lebih, maka kalor reaksinya juga merupakan kalor penjumlahan aljabar ( Attkins, 1994 : 154 ). Eksperimen ini bertujuan untuk memahami Hukum Hess yang menyatakan bahwa reaksi yang terjadi tidak bergantung pada jalannya reaksi tetapi bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir. Sehingga dapat ditempuh dengan cara lebih dari satu arah. 2. EKSPERIMENTAL 2.1 Alat dan Bahan Pada eksperimen kali ini, kami menggunakan beberapa alat diantaranya Kalorimeter yang digunakan untuk wadah penentuan kalor ( sistem adiabatik ), thermometer yang digunakan untuk menentukan perubahan suhu , gelas ukur untuk mengukur volume aquades dan HCl yang digunakan, botol timbang yang digunakan untuk wadah menimbang NaOH dan pengaduk yang digunakan untuk menghomogenkan larutan yang berada pada kalorimeter. Sedangkan bahan yang digunakan pada ekperimen yaitu larutan HCl, aquades dan NaOH yang digunakan untuk memvariasikan arah reaksi. 2.2 Prosedur Kerja Arah 1 Pada eksperimen Hukum Hess, langkah-langkah yang dilakukan adalah dengan mempersiapkan peralatan kalorimeter, kemudian menimbang 4gram NaOH dalam botol timbang tertutup karena NaOH bersifat higroskopis. Setelah itu, mengambil 25ml aquades dengan gelas ukur dan memasukannya ke kalorimeter. Catat suhu (t1) sambil di aduk agar suhu air sama dengan suhu kalorimeter. Memasukan NaOH yang telah ditimbang tadi ke kalorimeter sambil diaduk hingga larut, catat suhunya (t 2). Kemudian ambil 25ml HCL 4M dan memasukannya ke kalorimeter, catat suhu (t3). Setelah itu hitung kalor reaksi (entalpi) untuk arah 1. Arah 2 Sama halnya dengan arah 1, langkah pertama dengan mempersipakan peralatan kalorimeter, kemudian menimbang 4gram NaOH dalam botol timbang tertutup karena NaOH bersifat Higroskopis. Setelah itu, mengambil 25ml aquades dengan gelas ukur dan memasukannya ke kalorimeter. Catat suhu (t4) sambil di aduk agar suhu air sama dengan suhu kalorimeter. Kemudian ambil 25ml HCL 4M dan memasukannya ke kalorimeter, catat suhu (t5). Memasukan NaOH yang telah ditimbang tadi ke kalorimeter sambil diaduk hingga larut, catat suhunya (t 6). Hitung kalor reaksi (entalpi) untuk arah 2. Menggunakan rumus :  Arah 1 ΔH1 = m (NaOH + H2O) . c (t2-t1) + H (t2-t1)  ΔH2 = m (NaOH + H2O + HCl) . c (t3-t2) + H (t3-t2) Arah 2 ΔH3 = m (HCl + H2O) . c (t4-t3) + H (t4-t3) ΔH4 = m (HCl + NaOH + H2O) . c (t5-t4) + H (t4-t3) 3.HASIL DAN DISKUSI 3.1 Hasil Arah 1 Arah 2 T1 = 28 °C T4 = 28 °C T2 = 32 °C T5 = 29 °C T3 = 55 °C T6 = 58°C Δ(arah 1 Δ(arah 2 250,56 KJ. 3.2 . Diskusi 278,70 kJ Pada eksperimen kali ini tentang hukum hess yang bertujuan untuk memahami hukum hess dan melihat perbedaan energi pada suatu reaksi yang dapat ditempuh dalam dua arah. Pada arah satu, kita menimbang 4 gram NaOH dan melarutkan dengan 25 ml aquades dalam kalorimeter, dimana suhu aquades dalam kalori meter dalah 280C .Kemudian NaOH yang kita timbang bermassa 4,0173 gram dan suhu NaOH setelah larut semua dalam aquades 32oC. Kemudian dengan cepat kita masukkan 25 ml HCl dalam larutan tadi. Ini bertujuan agar HCl dan NaOH larut bersama dengan cepat. Pada saat menimbang NaOh tadi kita menggunakan botol timbang yang tertutup rapat bertujuan agar NaOH tidak beraksi dengan oksigen dikarenakan NaOH bersifat higroskpois. Sedangkan menurut hukum hess,kalor reaksi tidak bergantung pada tahapan yang ditempuh tetapi pada keadaan awal dan akhir, reaksi arah satu yang terjadi yakni: NaOH(s) + H2O l NaOH (l) + HCl(l) NaO( l NaCl(l) + H2O l Δ(1= 36,88 KJ Dengan Δ( arah 1 = 250,56 KJ. Δ(2= 213,68 KJ Pada arah kedua kita memasukkan aquades kedalam kalorimeter dan suhu yang kita dapatkan yaitu 28oC, kemudian setelah itu kita masukkan 25 ml HCl kedalam kalorimeter. Sehingga suhu yang kita dapatkan sementara diaduk adalah 29oC. Massa NaOH yang kita timbang 4,0182 gram kemudian kita masukkan NaOH kedalam larutan asam klorida ditambahkan dengan aquades, sehingga untuk campurannya menjadi 58oC. Penyebab suhu meningkat dikarenakan pada saat kita mengaduk larutan menyebabkan larutan menjadi panas yang diakibatkan dari gerakan partikelpartikel yang bergerak cepat. Sehingga tekanan dalam kalorimeter menjadi besar dibanding tekanan luar, sehingga kalor larutan ikut membesar seiring bertambahnya zat yang dicampurkan begitu pula dengan Δ( arah dua yang dimana didapatkan 278,70 kj. Kalor reaksi arah 4 lebih kecil dari reaksi arah 2, karena saat penambahan masing-masing campuran memiliki perbedaan waktu yang berbeda- beda. Ketika ditambahkan NaOH termasuk basa kuat dan HCl merupakan asam kuat kedalam kalorimeter yang menyebabkan mereka bereaksi dengan ditandai panas pada kalorimeter. Reaksi yang terjadi yaitu : HCl(l) + H2O(l) HCl(l) HCl(l) + NaOH(S) NaCl l + (2O l Δ( arah 2= 2 , 0 kJ Δ(3= 9, 27388 KJ Δ(4= 269,43 KJ Kesalahan- kesalahan yang terjadi pada eksperimen kali ini diantaranya zatzat yang digunakan telah bercampur dengan pengotor lainnya. Kemudian bahan yang kita gunakan bersifat higroskopis sehingga memungkinkan mengikat zat kimia lainnya. Kemudian kalorimeter yang digunakan telah berkarat sehingga menjadi salah satu kesalahan dari eksperimen kali ini. Kesimpulan Berdasarkan eksperimen yang telah dilakukan dapat disimpulkan sebagai berikut. 1. Hukum hess merupakan kalor reaksi yang tidak bergantung pada tahapan reaksi yang di tempuh, tetapi bergantung pada keadaan awal dan akhir reaksi. 2. Entalpi reaksi arah 1 yaitu 250,56 kj Entalpi reaksi arah 2 yaitu 278,70 kj 3. Entalpi reaksi kedua arah tidak sama 4. Kesalahan- kesalahan yang terjadi pada saat eksperimen yakni:   Bahan yang digunakan bersifat higroskopis sehingga memungkinkan mengikat zat pengotor lainnya. Kalorimeter yang berkarat. Ucapan terima kasih : 1. Bapak Umar Kalmar Nizar,S.Si,M.Si,Ph.D 2. Ibuk Yerimadesi, S.Pd, M.Si 3. Kakak Faizah Qurrata Aini, S.Pd. 4. Kakak Fadilah Islami 5. Kakak Silvi Veronita Referensi Attkins, P.W. 1999. Kimia Fisika. Jakarta: Erlangga. Kartini. 2013. Penuntun Praktikum Kimia Dasar. Cirebon: Pusat Laboratorium IAIN Syekh Nurjadi. Rahmat. 2005. Kimia. Jakarta: Grafindo Media Pertama. Tim Kimia Fisika. 2014. Penuntun Praktikum Kimia Fisika 1. Padang: FMIPA UNP. Data hasil pengamatan Arah 1 Suhu aquades (t1) = 28 °C Suhu aquades + NaOH (t2) = 32 °C Suhu aquades + HCl (t3) = 55 °C Massa NaOH = 4,0173 gram Massa jenis HCl = 0,656 gr/ml Arah 2 Suhu aquades (t4) = 28 °C Suhu aquades + HCl (t5) = 29 °C panas (suhu naik) Suhu aquades + NaOH (t6) = 58°C panas (suhu naik) Massa NaOH = 4,0182 gram Massa jenis H2O = 1 gr/ml Arah 1 Massa HCl = volume x massa jenis = 25 ml x 0,656 gr/ml = 16,4 gram Arah 2 Massa H2O = volume x massa jenis = 25 ml x 1 gr/ml = 25 gram Keterangan : H =kalorimeter, c aluminium = 9,1 kj/C Q kalorimeter = c ΔT kalorimeter C air = 4, 2 J/gr c Δ(1 = Q NaOH + Q kalorimeter = m ( NaOH + H20 ) x c (t2-t1)air + H (t2-t1)kalorimeter = (4,0173 + 5)gram x 4, 2 J/gr c (32-28) °C + 9,1 kj/°C (32-28)°C = 29,0173 x 4, 2 j x 4 + 9,1 kj x 4 =487,49 J + 36,4 Kj =0,48749 Kj + 36,4 Kj =36,88 Kj Δ(2 = m ( NaOH + H20+HCI ) x c (t3-t2) + H (t3-t2) = (4,0173 + 25+16,4)gram x 4, 2 J/gr C (55-32)°C + 9,1 kj/oc (55-32)°C = (45,4173) x (4, 2) j (23) + 9,1 kj x (23) = 4387,31J +209,3 Kj =4,38731 Kj +209,3 Kj =213,68 Kj Δ(arah 1 = Δ(1 + Δ(2 = 36,88 Kj + 213,68 Kj = 250,56 Kj Δ(3 = m ( HCl + H20) x c (t5-t4) + c (t5-t4) = (16,4 + 25)gram x 4, 2 J/gr C (29-28) °C + 9,1 kj/oc (29-28)°C = (41,4) x (4, 2) j (1) +9,1 Kj =173,88 KJ + 9,1 Kj =0,17388 Kj + 9,1 Kj =9,27 4 2Kj Δ(2 = m (HC+ H20+NaOH ) x c (t6-t5) + c (t6-t5) = (16,4 + 25+4,0182)gram x 4, 2 J/gr C (58-29)°C + 9,1 kj/°C (58-29)oc = (45,4182) x (4, 2) j (29) + 9,1 kj x (29) =5531,93 J + 263,9 Kj =5,53193 KJ + 263,9 KJ =269,43 Kj Δ(arah 2= Δ(1 + Δ(2 = 9, 27388 Kj + 269,43 Kj = 278,70 Kj