5 Contoh Soal Penentuan Perubahan Entalpi dengan Kalorimeter

Penentuan perubahan entalpi dengan kalorimeter merupakan cara sederhana untuk menentukan perubahan entalpi dengan menggunakan satuan kalori. Aggar lebih jelas perhatikan contoh soal menentukan perhitungan entalpi dengan kalorimeter berikut ini.

Soal No. 1

Dalam suatu eksperimen, didapati 50 mL larutan KOH 1 M pada suhu 30,5⁰C bereaksi dengan 50 mL asam asetat 1 M pada suhu 29,5⁰C. Pada reaksi tersebut suhu campuran menjadi 26,5⁰C. Berdasarkan data tersebut hitung kalor penetralannya dan tulis reaksi yang terjadi (diketahui kapasitas jenis kalorimeter adalah 4,2 J/gr ⁰C.

Pembahasan:

Persamaan reaksi:

KOH(aq) + CH₃COOH(aq) → CH₃COOK(aq) + H₂O(l)

Jumlah mol asam asetat = M x V : 1000 = 1 x 50 : 1000 = 0,05 mol

Jumlah mol KOH = M x V : 1000 = 1 x 50 : 1000 = 0,05 mol

Suhu rata-rata larutan sebelum bereaksi adalah

T awal = (30,5 + 29,5) : 2 = 30 ⁰C

T akhir = 36,5⁰C

∆T = 36,5 – 30 = 6,5⁰C

Q = m x C x ∆T

Q = (50 + 50) x 4,2 x 6,5 = 2730 J

Kalor penetralan = 2730/0,05 = 54600 J/mol

Soal No. 2

Sebanyak 2 gram naftalena (C₁₀H₈), zat yang berbau tajam dan biasa digunakan untuk mengusir ngengat, dibakar dalam kalorimeter bom. Dari hasil pengamatan, suhu air dalam kalorimeter naik sebesar 5⁰C. Jika kapasitas kalor kalorimeter adalah 10,17 kJ/⁰C, tentukan perubahan entalpi pada reaksi tersebut!

Pembahasan:

Diketahui:

gr = 2 gram

Mr = 128

Jumlah mol = gr/Mr = 2/8 mol = 0,25 mol

C = 10,17 kJ/⁰C

∆T = 5⁰C

Ditanyakan: ∆H = …?

Jawaban:

Q reaksi = – Q kalorimeter

Q reaksi = – ( C x ∆T)

Q reaksi = – (10,17 x 5) = -50,85 kJ

∆H = (1/0,25 mol) x -50,85 kJ = -203,4 kJ/mol

Soal No. 3

Pada perubahan dari 12,425 gram karbon menjadi CO₂ pada suhu reaksi semula 30⁰C, terjadi kenaikan suhu sebesar 0,484⁰C. Apabila panas jenis calorimeter 200 kkal/gr⁰C. Berapa ∆H tiap mol karbon yang dibakar?

Pembahasan:

Reaksi:

C + O₂ → CO₂

n C = 12,435/12 = 1,03 mol

Soal No. 4

Dalam kalorimeter yang telah dikalibrasi dan terbuka direaksikan 50 gram alcohol dan 3 gram logam natrium. Jika suhu awal campuran 30⁰C dan setelah reaksi suhunyya 75⁰C, tentukan ∆H reaksi. Diketahui kalor jenis larutan 3,65 J/g⁰C, kapasitas calorimeter 150 J/⁰C dan suhu calorimeter naik sebesar 10⁰C.

Pembahasan:

Q larutan = m x c x ∆T = 53 x 3,65 x 45 = 8.705,25 J

Q calorimeter = c x ∆T = 150 x 10 = 1.500 J

Q reaksi + Q larutan + Q calorimeter = 0

Q reaksi + 8.705,25 J + 1.500 J = 0

Q reaksi = – 10.205,25 J

Q reaksi = ∆H reaksi = -10.205,25 J

Soal No. 5

Ke dalam kalorimeter dituangkan 50 gram air dingin 25⁰C, kemudian ditambahkan 75 gram air panas 60⁰C sehingga suhu campuran menjadi 35⁰C. Jika suhu kalorimeter naik sebesar 7⁰C, tentukan kapasitas kalor kalorimeter? Diketahui kalor jenis air = 4,18 J.g^-1.⁰C^-1.

Pembahasan:

Q air panas = m x c x ∆T = 75 x 4,18 x (35 – 60) = – 7.837,5 J

Q air dingin = m x c x ∆T = 50 x 4,18 x (35 – 25) = + 2.090 J

Q calorimeter = c x ∆T = (c x 7⁰C)

Q air panas + Q air dingin + Q calorimeter = 0

-7.837,5 + 2.090 + (c x 7⁰C)= 0

-5.747,5 + c x 7⁰C = 0

(c x 7⁰C) = 5.747,5 J

c = 5.747,5/7 = 821 J/⁰C