Kalorimetri (Sistem terbuka)

BAB I

KALORIMETRI (SISTEM TERBUKA)

1.1.       TujuanPercobaan

Memahami teori kalorimetri sistem terbuka beserta pembuktian teorinya.

1.2.       Tinjauan Pustaka

Kalor adalah energi yang berpindah atau terjadi perubahan pada suhu, atau juga salah satu bentuk energi yang dapat diterima / dilepaskan oleh suatu benda. Satuan kalor adalah joule atau kalori. Persamaannya adalah: 1 joule = 0,24 kalori (Imam, 2011).

Kalorimeter adalah suatu alat pertukaran kalor yang bereaksi didalam proses fisika dan kimia serta prinsip kerjanya berada didalam wadah tertutup yang dirancang secara khusus (Chang, 2011).

Macam-macam kalorimeter

- Kalorimeter bomb merupakan alat yang berfungsi untuk mengukur jumlah kalor (nilai kalor) yang terbebas pada pembakaran sempurna (dalam O₂ berlebih) yaitu dimana suatu senyawa, bahan makanan, bahan bakar/ khusus yang digunakan dalam penentuan kalor dari suatu reaksi pembakaran (Imam, 2011).

- Kalorimeter klasik adalah suatu kalorimeter yang berbentuk cangkir karena menggunakan cangkir styroform sebagai tempat berlangsungnya reaksi, prinsip kerjanya suhu pereaksi diukur dan dicampurkan dengan suatu cangkir/ wadah reaksi. Suhu dan campuran reaksi ini diukur yang didasarkan atas perubahan suhu awal sebelum reaksi berlangsung dan setelah reaksi (Muchtaridi, 2006).

…………………….……......(1.1)

Suatu sumber radiasi yang diletakkan didalam sel kalorimeter dimana dalam sel tersebut akan menghasilkan panas yang stabil. Kecepatan perambatan panas yang disebarkan kelingkungan dirumuskan sebagai berikut:

dQ/dt = -k(Tc-Te)

dQ/dt    = jumlah panas yang mengalir tiap satuan waktu

(J/s) k   = koefisien perambatan panas

(J/s) Tc = temperatur sel kalorimeter (K)

Te         = temperatur lingkungan (dibuat konstan)

Besar panas yang akan dihasilkan dari peluruhan dapat dinyatakan dari besarnya suatu panas yang mengalir dari sel sampel ke lingkungan. Besarnya suatu aliran ini dapat diketahui dengan cara diukur dari besarnya perbedaan suhu yang ditentukan Oleh sensor yang diletakkan pada sel sampel dan sel kosong. Hubungan antara besarnya aliran panas dengan keluaran berupa beda potensial yang diperoleh dengan kalibrasi menggunakan kawat penghasil panas yang dililitkan pada suatu sel sampel.

Kawat pemanas memiliki tahanan sebesar 100.0 Q. Dimana kawat tersebut diberikan arus listrik dengan beda potensial. Besarnya beda potensial dihasilkan dari besarnya panas.

Pada suatu pengukuran sampel akan dimasukkan ke sel sampel dimana wadah sampel selalu dalam keadaan kosong untuk mempertinggi ketelitian pengukuran dan mengurangi fluktuasi apabila sampel berbentuk larutan wadah tersebut harus ditutup rapat karena dapat mengakibatkan penguapan yang mempengaruhi hasil pengukuran (Rohadi, 2003).

         Proses bereaksinya suatu cairan didalam kalorimeter dipengaruhi oleh perubahan fasa yang terjadi pada suhu tertentu, umumnya disertai dengan suatu adsorbsi atau juga suatu emisi panas serta perubahan volume dan juga densitas  yang dapat terubah dengan sendirinya karena terjadinya perubahan volume cairan yang bereaksi (Young, 2002).  

Untuk yang kedua jumlah total energi lebih besar dari daya pemanasan diterapkan ke sistem (55.836 J) karena beberapa fluks panas eksternal diserap oleh kalorimeter sebagai energi aduk atau energi yang dipertukarkan antara jaket isotermal dan dinding kalorimeter (Frederique, 2012).

…………………….……................(1.2)

Nilai kalor merupakan suatu jumlah energi yang terlepas pada saat proses pembakaran berlangsung serta energi yang dilepas persatuan volume atau persatuan massa. Jika suatu benda menerima kalor, maka secara langsung kalor akan digunakannya untuk menambah suhu benda atau terjadi perubahan wujud. Persamaannya sebagai berikut

Q = m.c.Δt

Q_kalorimeter  = c. Δt

      Q       = jumlah kalor (J)

      m       = massa zat (g)

      Δt      = perubahan suhu (˚C/K)

      c        = kalor jenis (J/g. ˚C)

      C       = kapasitas kalor (J/ ˚C)

            Kalor jenis (C) merupakan suatu jumlah panas yang mengubah suatu suhu benda sebesar 1˚C. Kapasitas panas memiliki sifat ekstensif yang berarti jika jumlahnya dipengaruhi oleh ukuran suatu zat (Muchtaridi, 2006).

            Aplikasi kalorimetri adalah mengukur radioaktif, Pengukuran radioaktif menggunakan alat kalorimetri dengan ketelitian yang tinggi, dimana panas yang dihantarkan merupakan perubahan fasa. Sementara pada peluruhan radioaktif sebuah inti atom kehilangan sebuah energi panas yang memancarkan radiasi. Oleh karena itu, kalorimetri digunakan untuk mengukur radioaktif (Imam, 2011).