Pengertian, Prinsip Kerja, Rumus, Jenis & Contoh
Kalorimeter – Pengertian, Prinsip Kerja, Rumus, Jenis & Contoh – Untuk pembahasan kali ini kita akan mengulas tentang Kalorimeter yang dalam hal ini meliputi pengertian, prinsip kerja, rumus, jenis dan contoh, agar anda lebih paham dan mengerti, simak ulasan lengkapnya di bawah ini.
Definisi Kalorimeter
Kalorimeter adalah alat untuk mengukur jumlah panas yang terlibat dalam perubahan atau reaksi kimia. Proses dalam kalorimeter berlangsung secara adiabatik, yaitu tidak ada kalor yang masuk atau keluar dari kalorimeter. Kalorimetri adalah proses mengukur jumlah panas reaksi yang diserap atau dilepaskan dalam suatu reaksi kimia dalam suatu percobaan.
Data perubahan entalpi reaksi yang terdapat pada tabel merupakan hasil perhitungan kalorimetri. Dengan menggunakan kalorimetri kita dapat menentukan jenis reaksi apa yang terjadi, apakah reaksi tersebut endoterm atau eksoterm. Kalorimetri sederhana adalah proses mengukur perubahan suhu air atau larutan sebagai akibat dari reaksi kimia dalam bejana yang terisolasi.
Baca Juga Artikel Terkait : Perpindahan panas
Prinsip Kerja Kalorimeter
Prinsip kerja kalorimeter berdasarkan prinsip Black yang berbunyi “kalor yang dikeluarkan oleh benda panas sama dengan kalor yang diterima benda dingin”. Jadi ketika dua benda didekatkan satu sama lain, akan terjadi perpindahan kalor dari benda panas ke benda dingin hingga mencapai kesetimbangan termal atau mencapai suhu kesetimbangan.
Dalam kasus kalorimeter, bagian yang panas adalah wadah sampel yang akan mengeluarkan kalor, sedangkan bagian yang dingin adalah benda yang akan menerima kalor, biasanya air.
Dalam sistem tertutup kekekalan energi kalor dapat dituliskan sebagai berikut:
Besaran yang biasa digunakan dalam persamaan di atas adalah:
Q = jumlah kalor (J)
m = massa zat (kg)
c = kalor jenis zat (J/kgHaiC)
∆T = perubahan suhu (HaiC)
C = kapasitas kalor suatu zat (J/HaiC)
Baca Juga Artikel Terkait : Hukum Hess adalah
Jenis Kalorimeter
Berikut beberapa jenis kalorimeter, terdiri dari :
1. Kalorimeter Larutan
Kalorimeter larutan adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah panas yang terlibat dalam reaksi kimia dalam sistem larutan. Pada dasarnya kalor yang dilepaskan/diserap menyebabkan perubahan suhu pada kalorimeter. Berdasarkan perubahan suhu per jumlah reaktan, panas reaksi dari reaksi sistem larutan dihitung. Kini kalorimeter solusi dengan ketelitian cukup tinggi sudah bisa didapatkan di pasaran.
Kalor yang timbul pada reaksi akan diterima atau diserap oleh lingkungan (environment). Sehingga terjadi perpindahan kalor dari sistem ke lingkungan atau sebaliknya. Jika kita memandang solusi yang diuji sebagai suatu sistem, maka semua aspek di luar sistem disebut lingkungan termasuk dewa-dewa pada gambar di atas.
Baca Juga Artikel Terkait : Reaksi eksoterm adalah
Jadi tidak semua kalor yang terlibat dipindahkan dari larutan ke air atau penerima kalor, tetapi juga akan dipindahkan ke kalorimeter. Sehingga perhitungannya menjadi:
Informasi:
m = massa zat
c = kalor jenis zat penerima kalor
C = kapasitas kalor kalorimeter
ΔT = Perubahan suhu
2. Kalorimeter bom
Kalorimeter bom adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor (nilai kalori) yang dilepaskan pada pembakaran sempurna (dalam O2 kelebihan) senyawa, makanan, bahan bakar. Satu hal yang perlu diperhatikan dalam kalorimeter bom adalah bahwa kalorimeter bom adalah jenis kalorimeter volume tetap. Sehingga dalam perhitungan tidak terjadi perubahan volume (kerja termodinamika = 0).
Baca Juga Artikel Terkait : Perubahan Fisik adalah
Sejumlah sampel ditempatkan dalam sebuah tabung di dalam kalorimeter, kemudian oksigen disuplai ke dalam tabung tersebut pada tekanan tinggi (25 atm). Untuk melakukan pembakaran (ignition), listrik digunakan. Arus listrik akan membakar sampel dengan kelebihan oksigen. Panas yang dilepaskan akan diserap oleh air di sekitarnya serta wadahnya.
Tentu saja, koreksi akan dilakukan dalam perhitungan, sehingga kalorimeter dikalibrasi. Koreksi tersebut meliputi masukan energi listrik, penyusutan kawat, pembentukan asam akibat oksidasi. Jadi pembakaran sempurna untuk senyawa yang mengandung S dan N biasanya akan mengakibatkan perubahan pH.
Perhitungan pada kalorimeter bom hampir mirip dengan kalorimeter larutan, yaitu:
Namun bila dikaitkan dengan hukum termodinamika, perhitungannya adalah:
- Kalorimeter bersifat adiabatik, tidak ada kalor yang keluar masuk kalorimeter. (Q = 0)
- Tidak ada usaha karena volume konstan (W=0)
- Solusinya dilihat sebagai sebuah sistem.
Sebelum melakukan pengukuran, kalorimeter bom biasanya dikalibrasi menggunakan asam benzoat. Kabel yang dialiri arus listrik biasanya mengalami penyusutan. Maka perhitungannya:
Setelah Cv kalorimeter diketahui, dimungkinkan untuk mengukur entalpi pembakaran sampel.
Baca Juga Artikel Terkait : Amonia – Pengertian, Rumus, Proses, Sifat, Dampak dan Metode
Contoh Kalorimeter Bom
Kalorimeter 1271 menawarkan tingkat otomatisasi tiada banding dengan dua kemampuan unik:
- Penanganan Bom OTOMATIS LENGKAP
Bom dibuka dan ditutup secara otomatis oleh penggerak pneumatik di bawah kontrol mikroprosesor. Operator hanya memasukkan sampel ke kepala bom, menempelkan kapas untuk membantu rangkaian sekring dan menutup satpam. Semua operasi kemudian berlanjut secara otomatis hingga akhir pengujian, ketika kalorimeter bom terbuka dan melepaskan pengaman bagi operator untuk memasukkan sampel berikutnya.
- Diperluas Untuk Sistem Ganda
Melayani laboratorium dengan volume pengujian beban yang tinggi, Kalorimeter 1271 dirancang sedemikian rupa sehingga dapat diperluas untuk menyertakan dua kalorimeter terpisah, mekanisme pengoperasian dengan satu kontrol, sehingga memberikan redundansi serta kapasitas tambahan. Operasi ganda dicapai dengan menambahkan Kalorimeter Ekspansi 1272, Sistem Modul 1271 dasar.
Contoh Perhitungan Kalorimeter
Terdiri dari:
1. Sebuah kalorimeter bom berisi 250 ml air yang suhunya 25HaiC, kemudian membakar 200mg gas metana. Suhu tertinggi yang dicapai air dalam kalorimeter = 35Hai Jika kapasitas kalor kalorimeter = 75 J/HaiC dan kalor jenis air = 4,2 J/gHaiC. Berapa entalpi pembakaran (ΔHc) gas metana?
ΔHc = -11250 J (tanda minus menunjukkan kalor meninggalkan sistem ke lingkungan) untuk 200 mg gas metana.
BM CH4 = 16
Jadi, mol metana = 0,2/16 = 0,0125 mol.
ΔHc untuk satu mol = (-11250 J/ 0,0125) = -900 kJ
Baca Juga Artikel Terkait : Etanol – Definisi, Msds, Formula, Struktur, Bahaya, pH & Manufaktur
2. Sebanyak 50 mL (=50 gram) larutan HCl 1 M pada suhu 27 HaiC dicampur dengan 50 mL (= 50 gram) larutan NaOH 1 M pada suhu 27 HaiC dalam kalorimeter gelas styrofoam. Suhu campuran naik menjadi 33,5 Hai Jika kalor jenis larutan = kalor jenis air = 4,18 J/gK Tentukan perubahan entalpinya!
(Kapasitas kalor kalorimeter dapat diabaikan.)
Jumlah mol (n) HCl = 0,05 L x 1 mol / L = 0,05 mol
Jumlah mol (n) NaOH = 0,05 L x 1 mol / L = 0,05 mol
Karena itu perbandingan jumlah mol reaktan = perbandingan koefisien reaksi maka campurannya adalah setara.
ΔH = -2,717 J/ 0,05 mol = -54,34 kJ.
Demikianlah pembahasan mengenai Kalorimeter – Pengertian, Prinsip Kerja, Rumus, Jenis & Contoh Semoga ulasan ini dapat menambah wawasan dan pengetahuan bagi anda semua, terima kasih banyak atas kunjungannya. 🙂 🙂 🙂
