Kalorimetri – entalpi penetralan HCl + NaOH

KimiaTermokimia dan termodinamikaUsia 15–16Lab virtual

Memuat…

Gunakan di kelas saya

Percobaan virtual dengan kalorimeter gelas styrofoam: tuangkan V₁ mL larutan HCl C₁ M dan V₂ mL larutan NaOH C₂ M (keduanya 25 °C), aduk, lalu amati termometer dan grafik T(t). Dari suhu tertinggi, peserta didik menghitung Q = m·c·ΔT, jumlah mol air yang terbentuk (berdasarkan pereaksi pembatas), dan ΔrH ≈ −57,3 kJ/mol. Setiap percobaan dicatat dalam tabel hasil, dan pengaturan kalor yang hilang menunjukkan mengapa nilai hasil pengukuran biasanya lebih kecil daripada nilai teoretis.

Pelajaran: Perubahan entalpi – pengukuran entalpi penetralan

Yang ditunjukkan

Penetralan asam kuat oleh basa kuat bersifat eksoterm: H⁺(aq) + OH⁻(aq) → H₂O(l), dengan perubahan entalpi sekitar −57,3 kJ per mol air yang terbentuk. Dalam kalorimeter gelas polistirena, kalor yang dilepaskan memanaskan campuran sehingga Q = m·c·ΔT, dengan menganggap larutan sebagai air (1 g/mL, 4,18 J/g·K). Membagi Q dengan jumlah mol air, yang ditentukan oleh pereaksi pembatas, menghasilkan ΔrH. Kalor yang hilang ke lingkungan membuat nilai terukur lebih kecil daripada nilai teoretis.

Cara menggunakan

Atur volume dan konsentrasi HCl serta NaOH, pilih nilai Kalor yang hilang dari gelas, lalu tekan Tuang dan aduk. Amati termometer dan grafik suhu terhadap waktu; setelah suhu melewati titik tertinggi, hasilnya masuk ke tabel. Tekan Percobaan baru, ubah satu variabel setiap kali, lalu bandingkan ΔT dan ΔrH antarpercobaan, misalnya dengan menggandakan kedua volume atau membuat salah satu pereaksi berlebih.

Parameter yang dapat diubah

Volume larutan HCl 10–100 mL
Konsentrasi HCl 0,1–2 M
Volume larutan NaOH 10–100 mL
Konsentrasi NaOH 0,1–2 M
Kalor yang hilang dari gelas 0–30 %

Pertanyaan untuk dijelajahi

Jika kedua volume digandakan pada konsentrasi yang sama, bagaimana ΔT berubah dan mengapa?
Jika NaOH berlebih, pereaksi mana yang dipakai untuk menghitung mol air yang terbentuk?
Mengapa nilai |ΔrH| hasil pengukuran biasanya lebih kecil daripada 57,3 kJ/mol?

Pertanyaan umum

Bagaimana menghitung entalpi penetralan dari kenaikan suhu?

Hitung kalor yang dilepaskan dengan Q = m·c·ΔT, bagi dengan jumlah mol air yang terbentuk, lalu beri tanda negatif: ΔrH = −Q/n(H₂O). Dalam rumus ini m adalah massa seluruh larutan campuran dan c sekitar 4,18 J/g·K, yaitu nilai untuk air. Ubah Q ke kilojoule agar hasilnya dalam kJ/mol.

Mengapa entalpi penetralan hampir sama untuk semua asam kuat dan basa kuat?

Nilainya hampir sama karena asam kuat dan basa kuat terionisasi sempurna, sehingga reaksinya selalu H⁺(aq) + OH⁻(aq) → H₂O(l), sekitar −57,3 kJ per mol air. Ion-ion lainnya hanya ion penonton dan tidak bereaksi. Asam dan basa lemah biasanya memberi nilai yang kurang negatif, karena sebagian energi terpakai untuk mengionkannya.

Mengapa gelas styrofoam dipakai sebagai kalorimeter?

Gelas styrofoam dipakai karena merupakan isolator panas yang baik dan hanya menyerap sedikit kalor. Hampir semua kalor reaksi pun memanaskan larutan, dan kalor yang diserap gelas dapat diabaikan dalam perhitungan. Tutup gelas makin mengurangi kalor yang hilang ke udara sekitar.

Ide mengajar

Semua panduan