SCE 3109 Amali 2 Haba Tindakbalas

7/21/2019 SCE 3109 Amali 2 Haba Tindakbalas

http://slidepdf.com/reader/full/sce-3109-amali-2-haba-tindakbalas 1/10

SCE 3109 TENAGA DALAM KIMIA 2013

Amali 2 HABA TINDAKBALAS

Tujuan : Menentukan haba tindak balas perubahan natrium hidogen

karbonat kepada natrium karbonat menggunakan Hukum Hess

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

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

Dan secara tak langsung, menentukan haba tindak balas bagitindakbalas di bawah dengan menggunakan Hukun Hess

(iii) 2NaHCO3

→ Na2CO

3+ CO

2+ H

2O ∆H

3

Bahan : EC1 ialah 2.0 mol dm-3

asid hidroklorik

EC2 ialah pepejal natrium karbonat kontang

EC3 ialah pepejal natrium hidrogen karbonat

Radas : Buret 50cm3, kaki retort, cawan plastik, termometer 0

oC –

110oC (±0.2oC), air suling, penimbang elektrik (±0.01g)

Prosedur :

1. EC1 disukat 30cm3 dengan menggunakan buret dan dimasukkan kedalam cawan plastik. EC1 dibiarkan selama beberapa minit, kemudiansuhu cecair direkodkan ke dalam jadual di bawah.

2. Tabung uj i menga ndungi EC2 ber is i 2.00 g h ingga 2.40 gdiditimbang dengan tepat dan direkodkan beratnya.

3. Dengan segera, dimasukkan kesemua EC2 ke dalam cawanplastik yang berisi EC1. Pastikan semua baki pepejal dimasukkandalam tabung uji dan cecair tidak tertumpah.

4. Sebatian tersebut dikacau dengan cermat dengan menggunakantermometer dan suhu paling tinggi yang diperoleh dicatat.

5. Langkah-langkah di atas diulang dengan mengunakan EC3sebanyak 2.75g hingga 3.15g, menggantikan EC2.

Keputusan:




EC2 EC3

Berat (g) 32 33

Suhu awal (o

C)28

o

C 27

o

CSuhu akhir (

oC) 29oC 23oC

Perubahan suhu (oC) 1oC -4oC

Perbincangan :

1. EC1 + EC2

i. Persamaan kimia bagi campuran EC1 ( HCl) dan EC2 (Na2CO3)

2HCl (ce) + Na2CO3(p) 2NaCl(ce) + H2O(ce) + CO2 (g)

ii. Pengiraan kuantiti perubahan haba dalam tindak balas.

a) Suhu awal larutan = 25oC

b) Perubahan suhu campuran larutan EC1 dan EC2

∆T = Suhu akhir – suhu awal = 26oC – 25oC

= 1oC

c) m = berat larutan EC1 + berat EC2

= 30.00cm3 + 2g

= 32g

d) Kuantiti q = m x c x ∆T

= 32g x 4.2Jg-1 oC-1 x 1oC

= 134.4 kJ

= 0.134 kJmol -1

e) Bilangan mol Na2CO3 = jisim Na2CO3 = ___2______

Jisim relatif Na2CO3 23(2)+12+16(3)

= 0.02 mol

Maka ∆H bagi campuran EC1 dan EC2 ialah




∆H1 = 0.02 mol Na2CO3 membebaskan 0.134 kJmol-1 , maka 1mol Na2CO3

akan membebaskan 1/0.02 x 0.134 = 6.7 kJmol -1

∴ 2HCl (ce) + Na2CO3(p) 2NaCl(ce) + H2O(ce) + CO2 (g) ∆H1 -6.7 kJ mol-1

iii. Gambar rajah aras tenaga EC1 + EC2

Berlaku tindak balas eksotermik dimana haba dibebaskan ke sekitar.

2. EC1 + EC3

i. Persamaan kimia bagi campuran EC1 ( HCl) dan EC2 (NaHCO3)

HCl (ce) + NaHCO3 (p) NaCl (ce) + H2O(ce) + CO2(g)

ii. Pengiraan kuantiti perubahan haba dalam tindak balas.

a) Suhu awal larutan = 25oC

b) Perubahan suhu campuran larutan EC1 dan EC3

∆T = Suhu akhir – suhu awal = 20oC – 25oC

= -5oC

c) m = berat larutan EC1 + berat EC

= 30.00cm3 + 2.75g

= 32.75g

d) Kuantiti q = m x c x ∆T

= 32.75g x 4.2Jg

-1

o

C

-1

x 5

o

C

2HCl (ce) + Na2CO3(p)

2NaCl(ce) + H2O(ce) + CO2 (g)

∆H1 -6.7 kJ mol

-1

Kandungan

Haba, H

Haluan Tindak balas




= 550.2kJ

= 0.55kJmol -1

e) Bilangan mol NaHCO3 = jisim NaHCO3 = ___2.75______

Jisim relatif Na2CO3 23+1+12+16(3)

= 0.03 mol

Maka ∆H bagi campuran EC1 dan EC3 ialah

∆H2 0.03 mol NaHCO3 membebaskan 0.55kJmol-1

maka 1/0.03 x 0.55 = 18.3kJ mol -1

∴

HCl (ce) + NaHCO3 (p)

NaCl (ce) + H2O(ce) + CO2(g) ∆H2 +22.9 kJmol

-1

f) Gambar rajah aras tenaga EC1 + EC 3

Berlaku tindak balas endotermik dimana haba diserap oleh sistem.


NaCl (ce) + H2O(ce) + CO2(g)

∆H2 +18.3 kJ mol-1

Haluan Tindak

balas

Kandungan

Haba, H




3. Hukum HESS.

Menentukan haba tindak balas perubahan natrium hidrogen karbonat

kepada natrium karbonat menggunakan Hukum Hess

i. Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + H2O + CO2 ∆H1 -6.7 kJ mol-1

ii. NaHCO3 + HCl NaCl + H2O + CO2 ∆H2 +18.3 kJ mol-1

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

bawah menggunakan Hukum Hess.

Persamaan 1 : terbalikkan.

2NaCl(ak)+ H2O(ce) + CO2 (g)2HCl (ak)+ Na2CO3(p) ∆H1 -6.7 kJ mol-1

Persamaan 2 x 2:

2HCl (ak)+ 2NaHCO3 (p) 2NaCl (ak) + 2H2O(ce) + 2CO2(g) ∆H2 +36.6 kJ mol-1

Persamaan 1 + persamaan 2

2NaHCO3 (p) Na2CO3(ak) + H2O(ce)+ CO2(g) ∆H3 +29.9 kJ mol-1

Langkah berjaga-jaga :

1. Kipas dan pendingin hawa perlulah ditutup bagi mengelakkan kehilangan haba

terlalu banyak.

2. Memastikan bahan tindak balas berada di dalam suhu tetap.

3. Kacau campuran larutan dengan kerap untuk mendapatkan campuran yang

sebati dan suhu yang tepat.

Kesimpulan :

Haba tindak balas perubahan natrium hidrogen karbonat kepada natrium karbonat




menggunakan Hukum Hess ialah +29.9kJ mol-1.

Soalan:

1. Lukiskan gambar rajah aras tenaga untuk tindak balas yang berkaitan. [3]

EC1 + EC2

EC1 + EC3

2HCl (ce) + Na2CO3(p)

2NaCl(ce) + H2O(ce) + CO2 (g)

∆H1 -6.7 kJmol-1

Rajah 1: Aras Tenaga Tindak Balas Eksotermik

Kandungan

Haba, H

Haluan Tindak

balas


NaCl (ce) + H2O(ce) + CO2(g)

∆H2 +18.3 kJmol-1

Kandungan

Haba, H

Haluan Tindak

balas




2. Huraikan empat andaian yang perlu dibuat untuk pengiraan haba tindakbalas? [4]

a) Keadaan bahan tindakbalas

Semua haba yang dibebaskan oleh sistem tindak balas diserap oleh air.

b) Tekanan

Entelpi tindakbalas bergantung kepada tekanan persekitaran.

Pada tekanan tetap, entalpi tindakbalas berkadaran dengan haba yang

diserap atau dibebaskan semasa tindakbalas.

Pada tekanan tinggi, kadar tindakbalas meningkat dan nilai entalpi

tindakbalas juga meningkat.

c) Suhu

Haba tindakbalas bergantung pada suhu tindakbalas Suhu meningkat

frekuensi pelanggaran antara molekul serta kadar tindak balas akan

meningkatkan entalpi tindakbalas.

d) Kepekatan bahan tindakbalas

Kepekatan bahan tindakbalas mempengaruhi haba yang diserap atau

dibebaskan.

3. Apakah langkah-langkah yang perlu diambil untuk meningkatkan kejituan

nilai ∆H1, ∆H2 dan ∆H3? [3]

a) Menutup cawan plastik untuk mengelakkan tekanan atmosfera keatas

tindakbalas.

Rajah 2: Aras Tenaga Tindak Balas Endotermik




b) Larutan ditinggalkan beberapa ketika untuk memastikan tindakbalas berlaku

dengan sepenuhnya.

c) Memastikan bahan tindakbalas berada dalam suhu tetap.

d) Menambah larutan asid hidroklorik (HCl) kedalam tindakbalas.

4. Entalpi pembakaran piawai bagi benzena, karbon dan hidrogen adalah -3271,

-394, -286 kJmol -1 masing-masing. Kirakan nilai entalpi pembentukan benzene

[5m]

C6H

615/2O

26CO

2+ 3H

2O

-3271kJ mol-1 = x + 0 6 (-394) + 3( -286)

-3271kJ mol-1 = Σ Entalpi Pembentukan Hasil – Σ Entalpi Pembentukan Bahan

= [ 6 (-394) + 3 (-286) ] – [ x + 0 ]

-3271kJ mol-1 = -3222 – x

X = -3222 + 3271kJ mol-1

X = +49 kJ mol-1




4

SCE 3109 Amali 2 Haba Tindakbalas

Documents

Transcript of SCE 3109 Amali 2 Haba Tindakbalas