KALORIMETER
Kalorimetri
adalah ilmu dalam pengukuran panas dari reaksi kimia atau perubahan fisik. Kalorimeter
adalah alat untuk mengukur panas dari reaksi yang dikeluarkan. Kalorimetri
termasuk penggunaan kalorimeter. Kata kalorimetri berasal dari bahasa Latin
yaitu calor, yang berarti panas.
Kalorimetri
tidak langsung (indirect calorimetry) menghitung panas pada makhluk hidup yang
memproduksi karbondioksida dan buangan nitrogen (ammonia, untuk organisme
perairan, urea, untuk organisme darat) atau konsumsi oksigen. Lavosier (1780)
mengatakan bahwa produksi panas dapat diperkirakan dari konsumsi oksigen dengan
menggunakan regresi acak. Hal itu membenarkan teori energi dinamik. Pengeluaran
panas oleh makhluk hidup juga dapat dihitung oleh perhitungan kalorimetri
langsung (direct calorymetry), dimana makhluk hidup ditempatkan didalam
kalorimeter untuk dilakukan pengukuran.
Jika benda atau
system diisolasi dari alam, maka temperatur harus tetap konstan. Jika energi
masuk atau keluar, temperatur akan berubah. Energi akan berpindah dari satu
tempat ke tempat lainnya yang disebut dengan panas dan kalorimetri mengukur
perubahan suhu tersebut, bersamaan dengan kapasitas panasnya, untuk menghitung
perpindahan panas.
Sebagai contoh,
jika energi dari reaksi kimia eksotermal diserap air, perubahan suhu dalam air
akan mengukur jumlah panas yang ditambahkan. Kalorimeter digunakan untuk
menghitung energi dari makanan dengan membakar makanan dalam atmosfer dan
mengukur jumlah energi yang meningkat dalam suhu kalorimeter.
Bahan yang
masuk kedalam kalorimetri digambarkan sebagai volume air, sumber panas yang
dicirikan sebagai massa air dan wadah atau kalorimeter dengan massanya dan
panas spesifik. Keseimbangan panas diasumsikan setelah percobaan perubahan suhu
digunakan untuk menghitung energi tercapai.
Kalorimeter adalah alat untuk
mengukur kalor. kalorimeter yang menggunakan teknik pencampuran dua zat didalam
suatu wadah, umumnya digunakan untuk menentukan kalor jenis suatu zat.
Beberapa jenis kalorimeter yang
sering dipakai antara lain:
·
kalorimeter alumunium
·
elektrik,
·
Gas
·
kalorimeter bom.
Suatu benda yang mempunyai suhu
lebih tinggi dari fluida bila dicelupkan kedalam fluida, maka benda
tersebut akan melepaskan kalor yang akan diserap oleh fluida hingga tercapai
keadaan seimbang (suhu benda = suhu fluida). Fenomena diatas sesuai dengan azas
black yang menyatakan bahwa jumlah kalor yang dilepaskan oleh benda sama dengan
jumlah kalor yang diserap fluida.
Pada percobaan ini akan diukur panas
jenis benda padat berupa logam dengan menggunakan kalorimeter.
Mula-mula benda dapat dipanaskan
dalam gelas kimia sehingga diasumsikan bahwa tempratur benda sama dengan
tempratur uap sehingga diasumsikan bahwa temperatur benda sama dengan
temperatur uap. titk didih air tergantung pada tekanan udara dan kemudian
menentukan titik didih air berdasarkan tabel yang ada. Massa jenis benda padat
dapat dihitung menggunakan persamaan :
mb . Cb . ( tb-t2 ) = ( ma . Ca + H
) ( t2 - t1 )
Dimana :
·
mb = massa benda
·
Cb = panas jenis benda
·
tb = temperatur benda mula-mula (setelah
dipanaskan)
·
t1 = temperatur air mula-mula
·
t2 = temperatur kalorimeter saat keadaan
seimbang
·
ma = massa air
·
H = harga air calorimeter
Pengukuran perubahan energi dalam reaksi kimia
Perubahan
energi dalam reaksi kimia selalu dapat dibuat sebagai panas, sebab itu lebih
tepat bila istilahnya disebut panas reaksi. Alat yang dipakai untuk mengukur
panas reaksi disebut kalorimeter (sebetulnya kalori meter, walaupun diketahui
sekarang panas lebih sering dinyatakan dalam joule daripada kalori). Ada
beberapa macam bentuk dari alat ini, salah satu dinamakan Kalorimeter Bomb yang
diperlihatkan pada gambar diatas. Kalorimeter semacam ini biasanya dipakai
untuk mempelajari reaksi eksotermik, yang tak akan berjalan bila tidak
dipanaskan, misalnya reaksi pembakaran dari CH 4 dengan O 2
atau reaksi antara H 2 dan O 2 . Alatnya terdiri dari
wadah yang terbuat dari baja yang kuat (bombnya) dimana pereaksi ditempatkan.
Bomb tersebut dimasukkan pada bak yang berisolasi dan diberi pengaduk serta
termometer.
Suhu
mula-mula dari bak diukur kemudian reaksi dijalankan dengan cara menyalakan
pemanas kawat kecil yang berada di dalam bomb. Panas yang dikeluarkan oleh
reaksi diabsorpsi oleh bomb dan bak menyebabkan temperatur alat naik. Dari
perubahan suhu dan kapasitas panas alat yang telah diukur maka jumlah panas
yang diberikan oleh reaksi dapat dihitung.
Kapasitas Panas dan Panas Spesifik
Sifat-sifat air yang memberikan definisi asal dari kalori
adalah banyaknya perubahan temperatur yang dialami air waktu mengambil atau
melepaskan sejumlah panas. Istilah umum untuk sifat ini disebut kapasitas panas
yang didefinisikan sebagai jumlah panas yang diperlukan untuk mengubah
temperatur suatu benda sebesar 1 0 C. Kapasitas panas bersifat
ekstensif yang berarti bahwa jumlahnya tergantung dari besar sampel. Misalnya
untuk menaikkan suhu 1 g air sebesar 1 0 C diperlukan 4,18 J (1
kal), tapi untuk menaikkan suhu 100 g air sebesar 1 0 C diperlukan
energi 100 kali lebih banyak yaitu 418 J.
Sehingga 1
g sampel mempunyai kapasitas panas sebesar 4,18 J/ 0 C sedangkan 100
g sampel 418J/ 0 C.
Sifat intensif berhubungan dengan kapasitas panas adalah
kalor jenis (panas spesifik) yang didefinisikan sebagai jumlah panas yang
diperlukan untuk menaikkan suhu 1 g zat sebesar 1 0 C. Untuk air,
panas spesifiknya adalah 4,18 Jg-1C-1. Kebanyakan zat mempunyai panas spesifik
yang lebih kecil dari air. Misalnya besi, panas spesifiknya hanya 0,452 J g -1 0 C
-1 . Berarti lebih sedikit panas diperlukan untuk memanaskan besi 1 g
sebesar 1 0 C daripada air atau juga dapat diartikan bahwa jumlah
panas yang akan menaikkan suhu 1 g besi lebih besar dari pada menaikkan suhu 1
g air. Besarnya panas spesifik untuk air disebabkan karena adanya sedikit
pengaruh dari laut terhadap cuaca. Pada musim dingin air laut lebih lambat
menjadi dingin dari daratan sehingga udara yang bergerak dari laut ke darat
lebih panas daripada udara dari darat ke laut. Demikian juga dalam musim panas,
air laut lebih lambat menjadi panas daripada daratan.
Rumus :
q = m.c. Δ’t
Keterangan
:
q = jumlah
kalor (Joule)
m = massa
zat (gram)
Δt =
perubahan suhu t akhir - t awal )
c = kalor
jenis
Kalorimetri
Jenis-jenis Kalorimeter
Pada
dasarnya jenis kalorimeter ada 2, yaitu kalorimeter bom dan kalorimeter
larutan.
1.
Kalorimeter bom
Kalorimeter bom adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor (nilai kalori) yang dibebaskan pada pembakaran sempurna suatu senyawa, bahan makanan, bahan bakar. Kalorimeter bom terdiri dari sebuah bom ( tempat berlangsungnya reaksi pembakaran, terbuat dari bahan stainless steel dan diisi dengan gas oksigen pada tekanan tinggi ) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah yang kedap panas. Contoh kalorimeter Bom adalah kalorimeter Makanan.
Kalorimeter bom adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor (nilai kalori) yang dibebaskan pada pembakaran sempurna suatu senyawa, bahan makanan, bahan bakar. Kalorimeter bom terdiri dari sebuah bom ( tempat berlangsungnya reaksi pembakaran, terbuat dari bahan stainless steel dan diisi dengan gas oksigen pada tekanan tinggi ) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah yang kedap panas. Contoh kalorimeter Bom adalah kalorimeter Makanan.
Reaksi pembakaran yang terjadi di
dalam bom, akan menghasilkan kalor dan diserap oleh air dan bom. Oleh karena
itu dihasilkan suatu rumusan
|
Qreaksi = – (Qair + Qbom ) |
2.
Kalorimeter Sederhana atau
Kalorimeter Larutan
Kalorimeter sederhana adalah Kalorimeter yang digunakan untuk mengukur kalor reaksi yang berlangsung dalam fase larutan karena itu disebut juga Kalorimeter Larutan. Jadi kalorimeter larutan adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang terlibat pada reaksi kimia dalam sistem larutan. Pada dasarnya, kalor yang dibebaskan/diserap menyebabkan perubahan suhu pada kalorimeter. Berdasarkan perubahan suhu per kuantitas pereaksi kemudian dihitung kalor reaksi dari reaksi sistem larutan tersebut.
Kalorimeter sederhana adalah Kalorimeter yang digunakan untuk mengukur kalor reaksi yang berlangsung dalam fase larutan karena itu disebut juga Kalorimeter Larutan. Jadi kalorimeter larutan adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang terlibat pada reaksi kimia dalam sistem larutan. Pada dasarnya, kalor yang dibebaskan/diserap menyebabkan perubahan suhu pada kalorimeter. Berdasarkan perubahan suhu per kuantitas pereaksi kemudian dihitung kalor reaksi dari reaksi sistem larutan tersebut.
DAFTAR
PUSTAKA
Tidak ada komentar:
Posting Komentar