Amali 2: Haba tindak balas

AMALI 2 : TENAGA TINDAK BALASTujuan : Untuk mengkaji haba tindak balas bagi:(i) Na2Co3 + 2HCl 2NaCl + H2O + CO2 H1(ii) NaHCO3 + HCl NaCl + H2O + CO2

H2Dan secara tidak langsung menggunakan Hukum Hess penjumlahan haba malar, haba bagi tindak balas untuk:(iii) 2NaHCO3 Na2CO3 + H2O + CO2

H3Teori :Dalam tindak balas kimia, tenaga biasanya wujud dalam bentuk haba. Haba ini dinamakan entalpi. Entalpi merujuk kepada sukatan kandungan haba yang menggambarkan keupayaan termodinamik suatu sistem yang boleh digunakan untuk mengira kerja di dalam sistem.. Kebanyakan proses yang dijalankan adalah pada tekanan malar. Entalpi piawai ialah entalpi yang disukat pada tekanan tetap 1 atm pada suhu standard 25C. Haba pembentukan piawai, f boleh digunakan secara langsung untuk menentukan haba tindak balas.Entalpi tindak balas

= Entalpi Pembentukan Hasil Tindak Balas

Entalpi Pembentukan Bahanl Tindak BalasDefinisi secara operasi:

1. Peningkatan suhu akhir larutan campuran menunjukkan tindak balas eksotermik.

2. Penurunan suhu akhir larutan campuran menunjukkan tindak balas endotermikBahan-Bahan : EC1merupakan 2.0 mol dm 3 Asid Hidroklorik. EC2adalah pepejal natrium karbonat kontang. EC3adalah pepejal natrium hidrogen karbonat.Radas:a) Buret 25 cmc) Air suling

d) Cawan plastik

e) Kertas turas

f) Bikar 250 ml

g) Neraca elektronik (+0.01g)b) Termometer (OC-110C)( + 0.20C)d) Kaki retort dan pemegang,

e) Spatula

f) Tabung uji

g) Rak tabung uji

Prosedur :

1. 30.00 cm3 larutan EC1 di masukkan ke dalam cawan plastik dengan menggunakan buret. Larutan dibiarkan di dalam cawan beberapa minit, kemudian suhu larutan tersebut dicatatkan di dalam jadual.2. Tabung uji yang mengandungi 2.00 hingga 2.40g EC2 ditimbang dan direkodkan3. EC2 dipindahkan ke dalam cawan plastik yang mengandungi EC1. Kesemua pepejal daripada tabung uji dipastikan dipindah ke dalam cawan plastik dan tiada yang hilang melalui percikan.4. Larutan dikacau dengan menggunakan termometer dan suhu tertinggi direkodkan.5. Tabung uji yang hambir kosong ditimbang.6. Prosedur di atas diulang dengan menggunakan EC3 untuk menggantikan EC2 2.75 hingga 3.15g EC3.Langkah Berjaga-jaga

1. Elakkan neraca elektronik ditempatkan di kawasan yang terdapat pergerakan udara kerana ia sangat sensitif terhadap tekanan.

2. Berhati-hati dalam mengendalikan bahan berasid seperti asid hidroklorik.3. Buret sepatutnya direndahkan bagi mengelakkan ralat paralet semasa mangambi bacaan.

4. Corong turas digunakan semasa memasukkan asid hidroklorik ke dalam buret supaya tidak ada lelehan asid di mulut buret terkeluar.

5. Sebelum mengambil bacaan corong turas dikeluarkan dahulu dari buret agar tekanan udara seimbang.

Keputusan :PerkaraEC2EC3

Jisim tabung uji + pepejal /g17.7517.75

Jisim tabung uji kosong/g15.5515.55

Jisim pepejal/g2.203.00

Suhu awal HCl /C25.025.0

Suhu akhir campuran /C23.522.0

Perubahan suhu /C(Suhu akhir suhu awal)-1.5-3.0

Pengiraan:Haba yang dibebaskan dari tindakbalas (Q)

= Haba yang diserap oleh larutan

= Jisim (m) X muatan haba tentu larutan (c ) X perubahan suhu (C)

( muatan haba tentu = 4.2 Jg-1 C -1H1

Na2 CO3 + 2HCl (ak) 2NaCl + H2 O (ce)

Jisim HCl=30 g

BMR Na2 CO3=(23)2 + 1 + 12 + (16)3

=106 g

Muatan haba tertentu larutan, Q=mc

=30 X 4.2 X (23.5 25)

=-189 J

=-0.189kJ

2.20 g Na2CO3 menggunakan haba=-0.189kJ

mol Na2 HCO3 menggunakan haba=-0.189kJ

1 mol Na2 HCO3 menggunakan haba=[ X 106] kJ

=-9.11

Jumlah haba tindak balas oleh Na2 HCO3=-9.11 kJ mol-1

H2

Na HCO3 + HCl NaCl + H2O + CO2

Jisim HCl=30 g

BMR Na HCO3=23 + 1+ 12 + 3(16)

=84 g

Muatan haba tertentu larutan, Q=mc

=30 X 4.2 X (23 25)

=-252 J

=-0.252kJ

3.00 g NaHCO3 menggunakan haba=-0.252kJ

mol NaHCO3 menggunakan haba=-0.252kJ

1 mol NaHCO3 menggunakan haba=[ X 84] kJ

=-7.06 kJ

Jumlah haba tindak balas oleh NaHCO3=-7.06 kJ mol-1

H3

Langkah 1

Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + H2O + CO2 H1 = -9.11 kJ mol-1NaHCO3 + HCl NaCl + H2O + CO2 H2 = -7.06 kJ mol-1

2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O H3 = ???

Langkah 2

Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + H2O + CO2 H1 = -9.11 kJ mol-1(NaHCO3 + HCl NaCl + H2O + CO2 H2 = 7.06 kJ mol-1) X 2

2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O H3 = ???

Langkah 3

2NaCl + H2O + CO2 Na2CO3 + 2HCl H1 = -9.11 kJ mol-12NaHCO3 + 2HCl 2NaCl + 2H2O + 2CO2 H2 = -14.12 kJ mol-1)

2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O H3 = ???

Hukum Hess : H3 (laluan terus) = H2 + H1 (laluan tak terus)

H3 = H2 + H1 = 2(H2) + H1 = 2(7.06) kJ + (-9.11) kJ

= 23.23 kJ mol-1

PERBINCANGAN

Apabila larutan natrium hidroksida ditambahkan kepada asid hidroklorik , suhu larutan meningkar. Ini bererti tenaga haba dibebaskan ke larutan. Hasil tindak balas mempunyai jumlah kandungan tenaga yang lebih rendah berbanding dengan jumlah kandungan tenaga bahan tindak balas. Jumlah tenaga yang dibebaskan semasa pembentukan ikatan baru adalah lebih tinggi daripada jumlah tenaga yang diserap untuk memecahkan ikatan lama. Oleh itu tindak balas antara asid hidroklorik dengan natrium hidroksida adalah tindak balas eksortermik.

Apabila larutan natrium hidrogen karbonat ditambahkan kepada asid hidroklorik, suhu larutan menurun. Ini bererti tenaga haba diserap daripada larutan. Hasil tindak balas mempunyai jumlah tenaga yang lebih tinggi berbanding dengan jumlah kandungan tenaga bahan tindak balas. Jumlah tenaga yang dibebaskan semasa pembentukkan ikatan baru adalah lebih rendah daripada jumlah tenaga yang diserap untuk memecahkan ikatan lama. Oleh itu, tindak balas antara asid dengan natrium hidrogen karbonat ialah tindak balas endortermik.Soalan

1. Lukis satu gambarajah aras tenaga untuk reaksi-reaksi berkaitan.a) EC1 + EC2

Na2Co3 + 2HCl 2NaCl + H2O + CO2

Tindak balas Eksotermik

b) EC1 + EC2

Na2Co3 + 2HCl 2NaCl + H2O + CO2

Tindak balas Endormik

c) EC2+ EC3

2NaHCO3 Na2CO3 + H2O + CO2 Tindak balas Endormik

2. Apakah empat andaian yang anda buat dalam semua pengiraan anda?i) Anggap tekanan atmosfera adalah sama iaitu 1 atm.ii) Semua reaksi bertindak balas dengan sepenuhnya.iii) Ketumpatan larutan berair dianggap bersifat sama bagi air, 1g/mol. Contohnya, 100ml larutan dikatakan mempunyai 100g jisim.iv) Haba tidak hilang atau terserap oleh persekitaran.3. Apakah langkah-langkah boleh diambil bagi memperbaiki ketepatan nilai-nilai H1 , H2 dan H3 ?i) Pastikan semua pepejal dari tabung uji berada di atas kertas turas dan tiada cecair yang hilang tertumpah.ii) Elak daripada menyentuh merkuri termometer semasa mencatat suhu. Hal ini kerana haba daripada tangan akan dipindahkan ke cawan plastik menyebabkan suhunya meningkat.iii) Elakkan dasar termometer dari menyentuh dasar cawan plastik bagi mengelakkan ralat berlaku ke atas jumlah bacaan suhu yang dicatat.iv) Semasa mengambil bacaan suhu, termometer mesti dalam kedudukan yang tegak dan mata sama paras aras merkuri.v) Larutan dibiarkan sekejap bagi memastikan tindak balas berlaku dengan sepenuhnya.

vi) Semasa mengambil bacaan pada buret, keluarkan corong turas terlebih dahulu untuk mengelakkan ralat bacaanvii) Letakkan penimbang jauh dari kipas atau penghawa dingin kerana ia sangat sensitif terhadap tekanan

viii) Cawan plastik digantikan dengan cawan polistirena kerana ia sangat tebat haba.

ix) Cuci radas denganair suling dengan cermat

x) Kacau larutan dengan berhati-hati

xi) Tutup suis kipas semasa menjalani amali4. Entalpi standard mengubah pembakaran benzena, karbon dan hirdogen ialah -3271, -394, -286 kJ mol-1 masing-masing. Hitung perubahan entalpi standard pembentukan benzena.

H1 Pembakaran benzena

C6H6 + O2

6CO2 + 3H2OH1 = -3271 kJ mol -1H2 Pembakaran karbon

C + O2

CO2

H2 = -394 kJ mol -1

H3 Pembakaran hidrogenH2 + O2

H2O

H3 = -286 kJ mol -1

H4 Pembentukan hidrogen = - ? kJ mol -1

Pembentukan benzena , C6H66C + 3H2

C6H61. C6H6 + O2

6CO2 + 3H2OH1 = -3271 kJ mol -16CO2 + 3H2O

C6H6 + O2H1 = +3271 kJ mol -12. C + O2

CO2

H2 = -394 kJ mol -1(C + O2

CO2

H2 = -394 kJ mol -1) X 6

6C + O2

CO2

H2 = -2364 kJ mol -13. H2 + O2

3H2O

H3 = -286 kJ mol -1(H2 + O2

3H2O

H3 = -286 kJ mol -1) X 3

3H2 + O2

3H2O

H3 = -858 kJ mol -14. H4=H1 + H2 + H3=(+3271) + (-2364) + (-858)

=+49 kJ mol -1

Pembentukan benzena, H4 = +49 kJ mol -1Kesimpulan

Entalpi merupakan istilah dalam termodinamik yang merujuk kepada kandungan haba dalam sesuatu sistem. Entalpi tidak dapat diukur, namun nilai perubahannya dapat dikira. Simbol untuk entalpi adalah H.

Hukum Hess telah menyatakan bahawa dalam satu tindak balas kimia, perubahan haba, (H) yang berlaku adalah malar, sama ada tindak balas itu berlaku satu langkah atau melalui beberapa langkah tindak balas. Dalam erti yang lain, keadaan awal dan akhir tindak balas yang memainkan peranan yang utama manakala jalan di antaranya tidak mempengaruhi keputusannya.

LAMPIRAN

Bahan tindak balas

2NaHCO3 + HCl

H = +23.23 kJ mol-1

Hasil tindak balas

Na2CO3 + H2O + CO2

Tenaga

Bahan tindak balas Na2Ho3 + HCl

H = +7.06 kJ mol-1

Hasil tindak balas

NaCl + H2O + CO2

Tenaga

2NaCl + H2O + CO2

Tenaga

Hasil tindak balas

H = = -9.11 kJ mol-1

Na2Co3 + 2HCl

Bahan tindak balas

Q = mc

Pn Roslindawati Bt IsmailPage 4

_1459669842.unknown

_1459671058.unknown

_1459671098.unknown

_1459670198.unknown

_1459448100.unknown

_1459449165.unknown

_1459669582.unknown

_1459448903.unknown

_1459447913.unknown