PENENTUAN KAPASITAS PANAS SUATU ZAT MENGGUNAKAN BOM KALORIMETER 4000 ADIABATIS I. Tujuan - Dapat mengoperasikan peralatan Bom Kalorimeter 4000 Adiabatis - Dapat menentukan kapasitas panas suatu zat (c) - Dapat menentukan nilai kalor suatu zat Bahan dan Alat yang digunakan II.1 Bahan yang digunakan - Aquadest - Sample padatan dan cairan - Gas Oksigen - Asam Benzoat - Na2CO3 - Kawat Ni-Cr - Indicator metal red 0.5% II.2 Alat yang digunakan - Seperangkat alat Bom Kalorimeter dan Asesorisnya - Spatula - Kaca Arloji - Botol Aquadest - Crussibel - Stopwatch - Erlenmeyer - Gelas Kimia 250 ml - Biuret - Labu Ukur 100 ml - Corong Gelas - Batang Pengaduk - Statif III. Dasar Teori Alat yang digunakan untuk mengukur percobaan panas disebut calorimeter. Hal ini didasarkan pada standar energi panas yang teleh digunakan secara bertahun-tahun yaitu calorimeter. Dua metode eksperimen secara termokimia yang umumnya digunakan untuk menentukan panas yaitu: - Kaolrimeter Pembakaran - Calorimeter Kalibrasi Dalam metode pertama, suatu unsure atau senyawa dibakar dengan oksigen, kalor atau energi yang dibebaskan dalam reaksi diukur. Sedangkan metode kedua digunakan untuk senyawa anorganik dan larutan-larutannya.

II.

Kalorimeter Bom Kalorimeter bom adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor (nilai kalori) yang dibebaskan pada pembakaran sempurna (dalam O2 berlebih) suatu senyawa, bahan makanan, bahan bakar. Sejumlah sampel ditempatkan pada tabung beroksigen yang tercelup dalam medium penyerap kalor (kalorimeter), dan sampel akan terbakar oleh api listrik dari kawat logam terpasang dalam tabung.

Merupakan kalorimeter yang khusus digunakan untuk menentukan kalor dari reaksi-reaksi pembakaran. Kalorimeter ini 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. Reaksi pembakaran yang terjadi di dalam bom, akan menghasilkan kalor dan diserap oleh air dan bom. Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan, maka :

qreaksi = (qair + qbom )

Jumlah kalor yang diserap oleh air dapat dihitung dengan rumus :

qair = m x c x DT dengan : m = massa air dalam kalorimeter ( g ) c = kalor jenis air dalam kalorimeter (J / g.oC ) atau ( J / g. K ) DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Jumlah kalor yang diserap oleh bom dapat dihitung dengan rumus :

qbom = Cbom x DT dengan : Cbom = kapasitas kalor bom ( J / oC ) atau ( J / K ) DT = perubahan suhu ( oC atau K )

Reaksi yang berlangsung pada kalorimeter bom berlangsung pada volume tetap ( DV = nol ). Oleh karena itu, perubahan kalor yang terjadi di dalam sistem = perubahan energi dalamnya.

DE = q + w dimana w = - P. DV ( jika DV = nol maka w = nol ) maka DE = qv

Bom kalorimeter Sebuah kalorimeter bom adalah jenis kalorimeter volume-konstan yang digunakan dalam mengukur panas pembakaran reaksi tertentu. Bomb calorimeters have to withstand the large pressure within the calorimeter as the reaction is being measured. Bom kalorimeter harus menahan tekanan besar dalam kalorimeter sebagai reaksi sedang diukur. Electrical energy is used to ignite the fuel; as the fuel is burning, it will heat up the surrounding air, which expands and escapes through a tube that leads the air out of the calorimeter. Energi listrik yang digunakan untuk menyalakan bahan bakar, sebagai bahan bakar yang terbakar, itu akan memanaskan udara di sekitarnya, yang mengembang dan keluar melalui pipa udara yang mengarah keluar dari kalorimeter. When the air is escaping through the copper tube it will also heat up the water outside the tube. Ketika udara keluar melalui tabung tembaga itu juga akan memanaskan air di luar tabung. The temperature of the water allows for calculating calorie content of the fuel. Suhu air memungkinkan untuk menghitung kadar kalori bahan bakar. Dalam kalorimeter desain lebih baru, bom utuh, bertekanan dengan oksigen murni berlebih (biasanya di 30atm) dan berisi massa diketahui sampel (biasanya 1-1,5 g) dan jumlah tetap kecil air (untuk menyerap gas-gas asam yang dihasilkan), adalah terendam di bawah volume diketahui air (ca. 2000 ml) sebelum di charge adalah (lagi elektrik) dinyalakan. The bomb, with sample and oxygen, form a closed system - no air escapes during the reaction. Bom itu, dengan sampel dan oksigen, membentuk sistem tertutup escapes udara tidak selama reaksi. The energy released by the combustion raises the temperature of the steel bomb, its contents, and the surrounding water jacket. Energi yang dilepaskan oleh pembakaran meningkatkan suhu bom baja, isinya, dan jaket air di sekitarnya. The temperature change in the water is then accurately measured. Perubahan suhu di dalam air ini kemudian diukur secara akurat. This temperature rise, along with a bomb factor (which is dependent on the heat capacity of the metal bomb parts) is used to calculate the energy given out by the sample burn. Kenaikan suhu ini, bersama dengan faktor bom (yang tergantung pada kapasitas panas dari bagian logam bom) digunakan untuk menghitung energi yang diberikan oleh sampel terbakar. A small correction is made to account for the electrical energy input, the burning fuse, and acid production (by titration of the residual liquid). Sebuah koreksi kecil dibuat untuk memperhitungkan masukan energi listrik, sekering terbakar, dan produksi asam (dengan titrasi dari cairan

sisa). After the temperature rise has been measured, the excess pressure in the bomb is released. Setelah kenaikan suhu telah diukur, tekanan kelebihan bom dilepaskan. Pada dasarnya, sebuah kalorimeter bom terdiri dari sebuah cangkir kecil untuk mengandung sampel, oksigen, sebuah bom stainless steel, air, sebuah pengaduk, termometer, Dewar (untuk mencegah aliran panas dari kalorimeter ke sekitarnya) dan rangkaian pengapian tersambung ke bom. Karena tidak ada pertukaran panas antara kalorimeter dan sekitarnya Q = 0 (adiabatic); tidak ada pekerjaan yang dilakukan W = 0 Dengan demikian, energi internal total perubahan U (total) = Q + W = 0 Juga, total internal energi perubahan U (total) = U (sistem) + U (sekitarnya) = 0 U (sistem) = - U (sekitarnya) =-C v T ( volume konstan dV = 0) Dimana, C v = heat capacity of the bomb di mana C v = kapasitas panas bom IV. Prosedur Kerja - Mengukur panjang kawat Ni-Cr sebelum percobaan - Menimbang berat sample tidak lebih dari 1 gram - Memasukkan kawat kewadah sample dengan kawat menyentuh sample - Sebelum menyalakan saklar utama, memasukkan untuk mengisikan air aquadset pada bagian jacket melalui lubang dibawah tutup - Menghubungkan dengan water cooler sirkulator yang tersedia, memasangkan selangnya kea lat bom calorimeter - Setelah sample masuk ke bucket, menambahkan oksigen dengan tekanan yang disesuaikan, lalu memasukkan kedalam bom head yang telah berisi air - Memastikan volume air pada bucket selalu tetap dan mengatur suhuny 250c setiap kali melakukan pengukuran - Memasukkan bom head kedalam bucket dan tutup C 4000. indicator Ied hijau akan menyala, menyalakan timer T1, selama 10 menit mencatat T1 pada display - Menekan saklar pembakaran maka indicator Ied kuning akan menyala dan menyalakan timer T2 selama 10 menit, setelah 10 menit, mencatat T2 pada display - Mengukur panjang kawat Ni-Cr setelah pengeboman Catatan: Sisa aquadest yang terdapat didalam bom head dapat digunakan untuk analisa sulfur dan nitrogen didalam sample dengan cara menitrasinya dengan titran Na2CO3 0.0725 N dan indicator metal red 0.5 % sebanyak 3 tetes. V. Data Pengamatan NO Uraian 1 Berat sample 2 Panjang kawat mula-mula(cm) 3 Panjang kawat akhir (cm) 4 Temperature awal (0c) 5 Temperatur akhir (0c)

Hasil

VI. Perhitungan Untuk menentukan nilai kalor digunakan persamaan Nilai kalor (H)=(C x delta t Qf) / m sample Dimana : C = (Hob x m sample +Qf ) / delta t M sample = berat sample Sedangakan : Hob = gross kalorimetric value dari asam benzoate Qf = cal kawat +Cal sulfur hasil analisis Harga berdasarkan standar. ASTM 24.47 cal/gr = 115 J/gr MSI 28.66 cal/gr = 120 J/gr Dimana : 1 cal = 4.11868 Joule 1 Btu = 1055.05585 Joule 1 cal/gr = 1.8 Btu/lb 1 cm kawat Ni-Cr terkandung panas sebesar 2.3 cal 1 ml volume titran setara dengan 1 cal VII. Analisa Data VIII. Kesimpulan IX. Daftar Pustaka

-