DASAR TEORI KIMIA

PERUBAHAN ENTALPI

Dasar Teori :

Perubahan entalpi menunjukkan adanya kalor yang dibebaskan atau diserap dari suatu reaksi. Perubahan entalpi yang negatif akan menunjukan reaksi eksoterm, di mana suhu naik dan sistem melepaskan kalor sementara perubahan entalpi positif akan menunjukan reaksi endoterm, di mana suhu turun dan sistem menyerap kalor. Perubahan entalpi salah satunya dapat dihitung dengan menggunakan rumus kalorimetri.

Rumusnya :

Qlarutan = m . c . delta T

Perubahan Entalpi = -Qlarutan / n , di mana n adalah jumlah mol zat yang terkecil.

Dalam hal ini, zat yang direaksikan adalah asam kuat (HCl) dan basa kuat (NaOH). Reaksi antara asam kuat dan basa kuat disebut penetralan, sehingga terjadi reaksi berikut :

Asam kuat + Basa kuat à Garam + n H₂O

Kesimpulan :

Dua atau lebih zat yang direaksikan akan menghasilkan perubahan entalpi tertentu, di mana perubahan entalpi tersebut bisa positif atau negatif. Dalam hal ini, reaksi penetralan memiliki perubahan entalpi yang negatif sehingga reaksi ini tergolong eksoterm.

LAJU REAKSI

Dasar Teori :

Laju reaksi adalah kecepatan berjalannya suatu reaksi, yaitu banyaknya reaksi kimia yang berlangsung per satuan waktu. Satuannya biasanya adalah M / detik. Tetapan laju reaksi biasa dapat ditetapkan sebagai berikut :

V = k [A]^x [B]^y, x = ordo A, y = ordo B

Laju reaksi dipengaruhi oleh luas permukaan, pengadukan, suhu, konsentrasi, dan katalis. Dalam percobaan ini, akan dikemukakan pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksi. Secara teoritis, konsentrasi yang lebih tinggi akan menghasilkan laju reaksi yang lebih cepat. Laju reaksi yang lebih cepat membutuhkan waktu yang lebih sedikit untuk menghasilkan suatu zat / gas hasil reaksi dalam jumlah yang sama.

Kesimpulan :

Semkain besar konsentrasi HCl, maka laju reaksinya akan semakin cepat. Terbukti ketika menggunakan HCl yang semakin besar, semakin sedikit pula waktu yang dibutuhkan untuk menghasilkan gas CO₂ dalam jumlah yang sama. Sehingga dapat disimpulkan bahwa konsentrasi makin besar, laju reaksi makin cepat dan waktu yang dibutuhkan untuk menghasilkan gas dalam jumlah tertentu semakin sedikit.

TITRASI ASAM-BASA

Dasar Teori :

Titrasi merupakan suatu reaksi yang menggunakan prinsip reaksi asam-basa. Tujuan dari titrasi adalah menentukan konsentrasi asam atau basa. Dalam hal ini, zat yang direaksikan adalah asam kuat (HCl) dan basa kuat (NaOH) sehingga disebut reaksi penetralan. Reaksi antara asam kuat dan basa kuat disebut penetralan, sehingga terjadi reaksi berikut :

Asam kuat + Basa kuat à Garam + n H₂O

Dalam hal ini, titrasi dilakukan dengan menambahkan tetes demi tetes basa ke dalam asam dengan indikator PP hingga tercapai titik akhir titrasi. Titik akhir titrasi adalah titik di mana indikator mulai berubah warna. Sedangkan untuk menghitung konsentrasi asam atau basa, digunakan prinsip titik ekivalen, yaitu dengan rumus :

Mol H⁺ = mol OH^-

Val H⁺ . M asam . v asam = val OH^- . M basa . v basa

V yang digunakan adalah v rata-rata.

Kesimpulan :

Konsentrasi asam (HCl) dalam percobaan dapat dihitung melalui proses titrasi dengan menggunakan rumus mol H⁺ = mol OH^-. Dari hasil percobaan, dapat disimpulkan bahwa konsentrasi HCl yang digunakan adalah … M.

TITIK DIDIH LARUTAN

Dasar Teori :

Titik didih larutan merupakan titik di mana suatu larutan dikatakan mulai mendidih. Titik didih suatu pelarut, bila ditambahkan suatu zat lain akan menyebabkan titik didihnya berubah menjadi lebih tinggi. Perubahan titik didih suatu larutan sangat dipengaruhi oleh Kb pelarut, molalitas zat terlarut, dan faktor van hoff (i) (elektrolit atau nonelektrolit). Dengan demikian, dapat dirumuskan :

Delta tb = Kb pelarut . m zat terlarut . i

i = 1 + (n-1) a, n = jumlah ion, a = derajat ionisasi

Dengan demikian, titik didih larutan dapat dihitung dengan rumus :

Tb = titik didih pelarut + delta tb

Kb air = 0.52

Kesimpulan :

Berdasarkan percobaan, sifat (elektrolit atau non elektrolit) dan molalitas larutan sangat mempengaruhi perubahan titik didih maupun titik didih larutan itu sendiri. Zat yang bersifat elektrolit (NaCl) akan memiliki perubahan titik didih lebih besar dibanding larutan non-elektrolit (urea). Zat sejenis yang molalitasnya lebih tinggi memiliki perubahan titik didih yang lebih besar pula dibanding zat sejenis yang molalitasnya lebih kecil.

TITIK BEKU LARUTAN

Dasar Teori :

Titik beku larutan merupakan titik di mana suatu larutan dikatakan mulai membeku. Titik beku suatu pelarut, bila ditambahkan suatu zat lain akan menyebabkan titik didihnya berubah menjadi rendah. Perubahan titik didih suatu larutan sangat dipengaruhi oleh Kf pelarut, molalitas zat terlarut, dan faktor van hoff (i) (elektrolit atau nonelektrolit). Dengan demikian, dapat dirumuskan :

Delta tf = Kf pelarut . m zat terlarut . i

i = 1 + (n-1) a, n = jumlah ion, a = derajat ionisasi

Dengan demikian, titik beku larutan dapat dihitung dengan rumus :

Tf = titik beku pelarut - delta tf

Kf air = 1.86

Kesimpulan :

Berdasarkan percobaan, sifat (elektrolit atau non elektrolit) dan molalitas larutan sangat mempengaruhi perubahan titik beku maupun titik beku larutan itu sendiri. Zat yang bersifat elektrolit (NaCl) akan memiliki perubahan titik beku lebih besar dibanding larutan non-elektrolit (urea). Zat sejenis yang molalitasnya lebih tinggi memiliki perubahan titik beku yang lebih besar pula dibanding zat sejenis yang molalitasnya lebih kecil.

ELEKTROKIMIA

Dasar Teori :

Elektrokimia merupakan perubahan energi kimia menjadi energi listrik. Dalam hal ini, prinsip yang digunakan adalah KPAN (katoda positif, anoda negatif). Anoda akan mengalami oksidasi dan katoda akan mengalami reduksi. Contoh : penggunaan batu baterai. Dalam merangkai, sebuah pipa U harus dihubungkan dengan jembatan garam berupa agar-agar atau KNO₃ untuk menteralkan ion-ion yang terjadi ketika reaksi sel terjadi. Untuk menggambarkan reaksi, dapat digunakan notasi sel, dengan rumus :

Oksidasi || reduksi

Sedangkan untuk menghitung potensial sel, dapat digunakan rumus :
E^o = E reduksi – E oks  = E katoda – E anoda

Dalam hal ini, reaksi yang diambil adalah reaksi yang berlangsung spontan dengan Eo positif.

E^o Mg = -2,37 volt; Zn = -0.76 volt; Fe = -0.44 volt; Cu = +0.34 volt

Kesimpulan :

Dalam sel elektrokimia, terjadi aliran listrik dalam sel tersebut. Hal tersebut terjadi karena adanya alirang listrik yang dihasilkan dari energi kimia zat yang dicampur dengan larutan yang mengandung zat sejenis. Semua terbukti ketika menggunakan voltmeter, terjadi aliran listrik yang potensialnya dapat diukur dengan voltmeter.

ELEKTROLISIS

Dasar Teori :

Elektrolisis merupakan perubahan energi listrik menjadi energi kimia. Dalam hal ini, prinsip yang digunakan adalah KNAP (katoda negatif, anoda positif). Anoda akan mengalami oksidasi dan katoda akan mengalami reduksi. Contoh : pengisian batu baterai.

Pada prinsip elektrolisis, bila katoda terdiri dari logam gol. IA, IIA, Al atau Mn maka di katoda H₂O akan terurai menjadi OH^- dan H₂, sehingga bersifat basa. Untuk logam lainnya, logam akan tereduksi. Sedangkan di anoda, bila digunakan elektroda karbon, dan anion mengandung atom O maka H₂O akan terurai menjadi H⁺ dan O2, sementara jika anion tidak mengandung atom O, maka anion tersebut akan mengalami oksidasi.

Pada percobaan ini, indikator lakmus merah dan lakmus biru dapat digunakan sebagai indikator apakah larutan tersebut bersifat asam atau basa. Bila asam, maka lakmus merah maupun biru akan berubah menjadi merah. Bila basa, maka lakmus biru atau merah akan berubah warna menjadi biru. Indikator PP dan amilum juga dapat digunakan. PP merupakan indikator basa, bila ditetesi pada larutan basa akan berubah warna menjadi pink. Amilum merupakan indikator ada tidaknya gas I₂, bila ditetesi pada larutan yang mengadung I₂ akan berubah warna menjadi hitam.

Kesimpulan :

Elektrolisis hanya dapat terjadi bila ada sumber listrik. Pada elektrolisis, katoda akan mengalami reduksi dan anoda akan mengalami oksidasi. Dalam percobaan Na₂SO₄, pada katoda dihasilkan gas H₂ dan bersifat basa, sedangkan anodanya bersifat asam dan menghasilkan gas O₂. Sementara pada percobaan KI, pada katoda dihasilkan H₂ dan bersifat basa, sementara pada anoda dihasilkan I₂.