167357010 Amali 2 Dr Tay Termokimia

7/29/2019 167357010 Amali 2 Dr Tay Termokimia

1/12

Amali 2

Tujuan : Menentukan haba tindakbalas

(i) Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + H2O + CO2 H1

(ii) NaHCO3 + HCl NaCl + H2O + CO2 H2

Dan secara tak langsung, menentukan haba tindak balas bagi tindak

balas di bawah dengan menggunakan Hukum Hess.

(iii) 2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O H3

Bahan : EC1 ialah 2.0 mol dm asid hidroklorik

EC2 ialah pepejal natrium karbonat kontang

EC3 ialah pepejal natrium hidrogen karbonat

Radas : buret 50cm, kaki retot, cawan plastik, termometer 0C 110C

(0.2C), air suling, penimbang elektrik (0.01g)


2/12

Prosedur :

1. Dengan menggunakan buret, 30.00 cm EC1 disukat dan dimasukkan ke

dalam cawan plastik. Selepas beberapa minit, suhu cecair direkodkan ke

dalam jadual yang telah disediakan.

2. Tabung uji yang berisi 2.00g hingga 2.40g EC2 ditimbang dengan tepat dan

direkodkan beratnya.

3. Kesemua EC2 dimasukkan dengan segera ke dalam cawan plastik yang

berisi EC1. Semua baki pepejal dan cecair dimasukkan ke dalam tabung uji

tanpa tertumpah.

4. Sebatian tersebut dikacau dengan cermat menggunakan termometer dan

suhu tertinggi yang diperoleh dicatat di dalam jadual.

5. Langkah-langkah di atas diulang dengan menggunakan EC3 sebanyak 2.75g

hingga 3.15g, menggantikan EC2.

Langkah berjaga-jaga :

1. Berhati-hati semasa menggunakan bahan berasid seperti asid hidroklorik.

Keputusan :

EC2 EC3

Berat (g) 2.00 2.75

Suhu awal (C) 28 28

Suhu Akhir (C) 31 24

Perubahan Suhu (C) 3 -4


3/12

Pengiraan :

(i) Na2CO3 + 2HCl H2O + CO2 , H1 = ?

Haba yang dibebaskan dari tindakbalas = haba yang diserap oleh larutan

Q = jisim(m) x muatan haba tentu larutan(c) x

perubahan suhu(C)

Q = mc

Andaian 1 : ketumpatan larutan = ketumpatan air, iaitu 1gcm

Ketumpatan larutan = jisim larutan

isipadu larutan

1g = jisim larutan

cm 30.00 cm

m = 30 g

Andaian 2 : Muatan haba tentu larutan = muatan haba tentu air, iaitu 4.18 Jg C

Q = mc

= (30g)( 4.18 Jg C )(3 C)

= 376.2 J

Bil mol asid hidroklorik, (HCL) = kemolaran x isipadu

= 2.0 mol x 30.00 cm x 1 dm

1 dm 1000 cm

= 0.06 mol

0.06 mol HCL membebaskan 376.2 J haba

1 mol HCL membebaskan J haba

0.06 mol = 376.2 J

1 mol = J


4/12

= 6270 J

Perubahan haba tindak balas H1 = - 6.27 kJ mol

(ii) NaHCO3 + HCl H20 + CO2 , H2 = ?

Haba yang dibebaskan dari tindakbalas = haba yang diserap oleh larutan

Q = jisim(m) x muatan haba tentu larutan(c) x

perubahan suhu(C)

Q = mc

Andaian 1 : ketumpatan larutan = ketumpatan air, iaitu 1gcm Ketumpatan larutan = jisim larutan

isipadu larutan

1g = jisim larutan

cm 30.00 cm

m = 30 g

Andaian 2 : Muatan haba tentu larutan = muatan haba tentu air, iaitu 4.18 Jg C

Q = mc

= (30g)( 4.18 Jg C )(4 C)

= 501.6 J

Bil mol asid hidroklorik, (HCL) = kemolaran x isipadu

= 2.0 mol x 30.00 cm x 1 dm

1 dm 1000 cm

= 0.06 mol

0.06 mol HCL membebaskan 501.6 J haba

1 mol HCL membebaskan J haba

0.06 mol = 501.6 J


5/12

1 mol = J

= 8360 J

Perubahan haba tindak balas H2 = +8.36 kJ mol

(iii) 2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O , H3 = ?

1) Bahan Hasil

Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + H2O + CO2 H1 = - 6.27 kJmol

NaHCO3 + HCl NaCl + H2O + CO2 H2 = + 8.36 kJmol

2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O H3 = ?

2) Bahan Hasil

2NaCl + H2O + CO2 Na2CO3 + 2HCl H1 = + 6.27 kJmol

(NaHCO3 + HCl)x2 (NaCl + H2O + CO2)x2 (H2 =+8.36 kJmol )x2


3) Bahan Hasil

2NaCl + H2O + CO2 Na2CO3 + 2HCl H1 = + 6.27 kJmol

2NaHCO3 + 2HCl 2NaCl + 2H2O + 2CO2 H2 =+16.72 kJmol


Hukum Hess :H3 = H1 + H2

Jalan laluan terus jalan laluan tak terus


6/12

H3 = H1 + H2

= (+ 6.27 + 16.72 )kJ mol H3 = + 22.99 kJ mol

Perbincangan :

Entalpi tindak balas, (Ht/b) merupakan perubahan di antara entalpi bahan yang

wujud pada akhir tindak balas dan entalpi pada awal tindak balas. Dalam amali yangdijalankan, kami dikehendaki untuk menentukan haba tindak balas bagi :

(i) Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + H2O + CO2 H1

(ii) NaHCO3 + HCl NaCl + H20 + CO2 H2

Dan secara tak langsung, menentukan haba tindak balas bagi tindak balas di bawah

dengan menggunakan Hukum Hess.

(iii) 2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O H3

Oleh itu kami telah menggunakan kalorimeter cawan plastik untuk mengukur haba

tindak balas dan prinsip tersebut telah digunakan:

Haba yang dibebaskan oleh tindak balas = Haba yang diserap oleh persekitaran

Beberapa andaian perlu dibuat semasa pengukuran haba. Antaranya ialah

ketumpatan larutan yang terlibat adalah sama dengan ketumpatan air iaitu 1gcm .

Ketumpatan larutan dapat digunakan untuk mencari jisim larutan. Bagi mengira jisim

larutan, jisim pepejal natrium karbonat kontang dan pepejal natrium hidrogen

karbonat diabaikan kerana nilainya yang terlalu kecil dan tidak mempengaruhi tindak

balas. Selain itu, kehilangan haba kepada sekitar adalah diabaikan. Haba yang

dibebaskan oleh bahan tindak balas semuanya diserap oleh air dalam kalorimeter.

Kuantiti haba yang diserap oleh kalorimeter diabaikan dan muatan haba tentu

larutan adalah sama dengan muatan haba tentu air iaitu 4.18 Jg C .


7/12

Dalam tindak balas (i), perubahan haba tindak balas H1 ialah - 6.27 kJ mol . Nilai

negatif pada entalpi tindak balas H1 menunjukkan bahawa haba dibebaskan ke

persekitaran dan berlakunya tindak balas eksotermik di mana haba dipindahkan dari

sistem ke sekitar. Hal ini dibuktikan dengan peningkatan suhu akhir campuran

larutan ECI dan EC2 iaitu sebanyak 3C. Gambar rajah aras tenaga untuk

tindakbalas (i) ialah seperti berikut :

Dalam tindak balas (ii) pula, perubahan haba tindak balas H2 ialah +8.36 kJ mol .

Nilai H2 yang positif menunjukkan bahawa haba diserap oleh sistem daripada

sekitar dan berlaku tindak balas endotermik. Hal ini dibuktikan dengan penurunan

suhu akhir campuran larutan EC1 dan EC3 iaitu -4C. Gambar rajah aras tenaga

bagi tindak balas (ii) ialah seperti berikut :

Na2CO3 + 2HCl

2NaCl + H2O + CO2

H1= -6.27 kJ mol-1

NaHCO3 + HCl

H2 = +8.36 kJ mol-1

NaCl + H20 + CO2


8/12

Bagi mengukur perubahan haba tindak balas dalam tindak balas (iii) atau perubahan

entalpi H3 pula, Hukum Hess telah digunakan. Menurut Hukum Hess, sekiranya

sesuatu tindak balas berlaku dalam beberapa langkah, maka perubahan entalpi

tindak balas adalah hasil jumlah perubahan entalpi setiap langkah. Hukum Hess

boleh digunakan untuk mengira perubahan entalpi yang tidak boleh diukur secara

terus dari eksperimen. Dalam eksperimen ini, hanya H1 dan H2 dapat ditentukan

secara terus menerusi pengukuran haba menerusi kalorimeter. Berdasarkan

pengiraan, nilai H3 yang diperolehi ialah + 22.99 kJ mol . Gambar rajah aras

tenaga bagi tindak balas (iii) ialah :

Terdapat beberapa cara yang dapat digunakan bagi meningkatkan kejituan nilai H1,

H2, dan H3.Antaranya ialah menutup mulut cawan plastik dan membalut cawan

dengan kain semasa menjalankan amali bagi mengurangkan kehilangan haba

kepada persekitaran. Larutan juga perlu dikacau dengan berhati-hati supaya

tindakbalas dapat berlaku dengan lengkap dan berkesan. Selain itu, larutan boleh

ditinggalkan untuk beberapa ketika bagi memastikan tindak balas berlaku dengan

sepenuhnya. Radas juga perlu dicuci dengan air suling dengan cermat bagi

memastikan tiada bendasing yang tertinggal di dalam radas dan menjejaskan kualiti

eksperimen.

2NaHCO3

H3 = +22.99 kJ mol-1

Na2CO3 + CO2 + H2O


9/12

Kesimpulan :

Perubahan haba tindak balas bagi H1 ialah -6.27 kJ mol-1 , perubahan haba tindak

balas bagi H2 ialah +22.79 kJ mol-1 dan perubahan haba tindak balas H3 ialah

+8.36 kJ mol-1.

Soalan :

1. Lukiskan gambar rajah aras tenaga untuk tindak balas yang berkaitan.

Gambar rajah aras tenaga bagi tindak balas (i)

Gambar rajah aras tenaga bagi tindak balas ((ii)


10/12

Gambar rajah aras tenaga bagi tindak balas (iii)

2. Huraikan empat andaian yang perlu dibuat untuk pengiraan haba tindak

balas?

(i) Ketumpatan larutan yang terlibat adalah sama dengan ketumpatan

air iaitu 1 gcm .

(ii) Kehilangan haba kepada sekitar adalah diabaikan. Haba yang

dibebaskan oleh bahan tindak balas semuanya diserap oleh air

dalam kalorimeter(cawan plastik).

(iii) Kuantiti haba yang diserap oleh kalorimeter diabaikan,

(iv)Muatan haba tentu larutan adalah sama dengan muatan haba tentu

air iaitu 4.18 Jg C .

3. Apakah langkah-langkah yang perlu diambil untuk meningkatkan

kejituan nilai H1, H2, dan H3 ?

i. Menutup mulut cawan plastik.

ii. Tutup suis kipas semasa menjalankan amali.

iii. Kacau larutan dengan berhati-hati.

iv. Tinggalkan larutan untuk beberapa ketika untuk memastikan

tindak balas berlaku dengan sepenuhnya.

v. Cuci radas dengan air suling dengan cermat.

4. Entalpi pembakaran piawai bagi benzena, karbon dan hidrogen adalah

-3271, -394, -286 kJmol masing-masing. Kirakan nilai entalpi

pembentukan benzena.


11/12

H1 pembakaran benzena = - 3271 kJmol

H2 pembakaran karbon = - 394 kJmol

H3 pembakaran hidrogen = - 286 kJmol

H4 pembentukan benzena = ??

1) Bahan Hasil

C6H6 + 15/2 O2 6CO2 + 3H2O H1 = -3271 kJmol

C + O2 CO2 H2 = -394 kJmol

H2 + O2 H2O H3 = -286 kJmol

6C + 3H2 C6H6 H4 = ??

2) Bahan Hasil

6CO2 + 3H2O C6H6 + 15/2 O2 H1 = +3271 kJmol

(C + O2)x6 (CO2)x6 (H2 = -394 kJmol )x6

(H2 + O2)x3 (H2O)x3 (H3 = -286 kJmol )x3

6C + 3H2 C6H6 H4 = ??

3) Bahan Hasil

6CO2 + 3H2O C6H6 + 15/2 O2 H1 = +3271 kJmol

6C + 6O2 6CO2 H2 = -2364 kJmol

3H2 + 3/2 O2 3H2O H3 = -858 kJmol


12/12

167357010 Amali 2 Dr Tay Termokimia

Documents

Transcript of 167357010 Amali 2 Dr Tay Termokimia