Eksperimen 1 : Haba Peneutralan Kod: SCE3109
Tujuan : Untuk mengukur haba peneutralan bagi :
i) Asid hidroklorik dan natrium hidroksida
ii) Asid sulfurik dan natrium hidroksida
iii) Asid nitrik dan kalium hidroksida
Teori :
Termokimia
Termokimia adalah kajian tentang perubahan haba dalam tindak balas kimia. Bahan
kimia mempunyai ikatan-ikatan di antara atom-atom atau molekul-molekul, bahan kimia
ini memerlukan tenaga untuk bercantum dan berpecah antara satu sama lain.
Perubahan haba akan wujud apabila suhu bahan kimia berubah setelah bertindak-
balas.
Tindak balas kimia
Terdapat 2 jenis tindak balas kimia iaitu:
1. Tindak balas Eksotermik
2. Tindak balas Endotermik
Tindak balas Eksotermik berlaku apabila bahan kimia yang berlainan dicampur atau
direaksikan untuk bertindak balas maka ini akan mengeluarkan/membebaskan haba ke
persekitaran seterusnya menjadikan suhu persekitaran lebih tinggi daripada haba
purata bahan-bahan kimia yang ditindak-balaskan.
Perubahan tenaga tindak balas Eksotermik ialah dari tenaga kimia kepada tenaga
haba.
Di antara contoh-contoh tindak balas Eksotermik ialah:
Tindak balas pembakaran - Bahan bakar (bahan kimia yang mudah atau boleh
terbakar) bertindak balas dengan gas oksigen
Tindak balas peneutralan - Tindak balas antara bahan kimia yang bersifat asid
dan alkali
Tindak balas pepejal dengan air - Tindak balas ini berlaku terutama antara unsur
kumpulan I dalam jadual berkala dengan air kerana lebih reaktif
Tindak balas logam reaktif dengan air - Tindak balas redoks, terdapat tindak
balas penurun dan tindak balas pengoksidaan
Haba peneutralan
Haba peneutralan ialah perubahan haba yang berlaku apabila 1 mol ion H+ daripada
asid untuk meneutralkan 1 mol ion OH- daripada alkali bagi menghasilkan garam dan
air.
H+ (ak) + OH- (ak) H2O (ce) ∆H = -57.3 kJmol-1
Asid + Bes / Alkali Garam + Air
Aras tenaga Tindak balas Eksotermik
Tindak balas peneutralan bagi asid nitrik dan larutan natrium hidroksida.
Bahan dan Radas :
∆H = -53.7 kJ mol-1
HNO3 (ak) + NaOH (ak)
NaNo3 (ak) + H2O
(ce)
Aras Tenaga
Haluan Tindak balas
EC1 ialah 1.0 moldm-3 asid hidroklorik
EC2 ialah 1.0 moldm-3 larutan asid sulfurik
EC3 ialah 1.0 moldm-3 larutan akues natrium hidroksida
EC4 ialah 1.0 moldm-3 asid nitrik
EC5 ialah 1.0 moldm-3 larutan akues kalium hidroksida
Alat Radas :
25 cm3 pipet, termometer 0oC – 110oC (±0.2oC), 100 cm3 silinder penyukat, cawan
plastic dan botol pembasuh ( air suling )
Prosedur :
1. Pipet digunakan untuk memasukkan 25.0 cm3 EC1 ke dalam cawan plastik.
Suhu EC1 direkodkan sebagai suhu awal campuran R dalam jadual berikut.
2. Silinder penyukat digunakan untuk menambah 60 cm3 larutan EC3 ke dalam
cawan plastik yang mengandungi EC1.
3. Campuran R digoncangkan dengan berhati-hati dengan termometer dan suhu
tertinggi yang dicapai direkodkan ke dalam jadual berikut.
4. Campuran R daripada cawan plastik dituangkan. Kemudian cawan tersebut
dicuci dan dibilas dengan air suling.
5. Prosedur di atas diulang dengan menggunakan;
i) 25.0 cm3 EC2 menggantikan EC1 untuk menjadikan campuran S, dan
ii) 25.0 cm3 EC4 dan 60 cm3 EC5 untuk menggantikan EC1 dan EC3
masing-masing bagi memperolehi campuran T
Gambarajah :
Keputusan:
Campuran R
EC1 + EC3
Campuran S
EC2 + EC3
Campuran T
EC4 + EC5
Suhu tertinggi / 0C 34 39 33
Suhu awal / 0C 30 30 30
Pertambahan suhu / 0C 4 9 3
Perbincangan :
Dalam eksperimen ini, nilai haba peneutralan antara asid hidroklorik ( asid kuat )
dengan larutan natrium hidroksida ( alkali kuat ) ialah 57.12 kJ mol-1, manakala nilai
haba peneutralan antara asid sulfurik dengan larutan natrium hidroksida ialah 128.52 kJ
mol-1 dan nilai haba peneutralan bagi larutan asid nitrik dengan larutan kalium
hidroksida ialah 42.84 kJ mol-1. Berdasarkan keputusan didapati bahawa haba
peneutralan yang diperolehi dalam eksperimen ini adalah kurang daripada nilai teori
kerana sebahagian haba hilang ke persekitaran dan diserap oleh cawan plastik.
Beberapa langkah berjaga-jaga harus diambil semasa menjalankan eksperimen
ini. Suhu awal larutan natrium hidroksida, asid hidroksida, asid sulfuric, kalium
hidroksida dan asid nitrik diambil selepas thermometer telah dibiarkan dalam larutan itu
selama beberapa minit untuk memastikan larutan ini mencapai suhu sekata.
Asid hidroksida, asid sulfuric dan asid nitric harus dicampurkan kepada larutan
natrium hidroksida dengan secepat mungkin supaya tindak balas dapat diselesaikan
dalam masa yang singkat. Campuran juga hendaklah dikacau dengan perlahan-lahan
dan berterusan supaya suhu larutan sekata.
Bacaan thermometer harus diperhatikan sepanjang masa supaya suhu tertinggi
yang dicapai oleh campuran tindak balas dapat direkodkan. Selain itu, cawan yang
sesuai digunakan adalah dari jenis stryrofoam kerana ia menebatkan haba lebih baik
dari cawan plastik.
Semasa eksperimen juga, kipas elok ditutup kerana mengelakkan pengaliran
haba keluar dari cawan. Selain itu, eksperimen lebih jitu jika dilakukan dengan ulangan
tiga kali bagi memperolehi bacaan yang lebih tepat.
Kesimpulan :
Haba peneutralan bagi campuran asid dan alkali adalah berbeza antara satu sama lain.
Soalan :
1. Tuliskan persamaan ion untuk tindak balas yang terlibat dalam campuran R,S dan T
i. Campuran R
HCl + NaOH NaCl + H2O
ii. Campuran S
H2SO4 + 2NaOH NaSO4 + 2H2O
iii. Campuran T
HNO3 + KOH KNO3 + H2O
Persamaan ion = H(ak)+ + OH(ce)
- H2O (ce)
2. Bandingkan nilai haba peneutralan yang anda peroleh dalam:
i) Campuran R dan S
ii) Campuran R dan T
iii) Campuran S dan T
Haba peneutralan ( kJ mol-1)
i. Campuran R =
a. Haba yang dibebaskan = m x c x ∆T
= 85g x 4.2Jg-1c-1 x 40C
= 1428 J
* 1428J dibebaskan apabila 25 cm3 1 mol HCl bertindakbalas
b. Bilangan mol HCl (ak) = MV / 1000
= 1 x 25 cm3 / 1000
= 0.025 mol
*Daripada persamaan, 0.025 mol HCl menghasilkan 0.025 ml H2O
c. Haba peneutralan untuk tindakbalas campuran R
= 1428 J / 0.025 ml
= 57.120 kJ mol-1
ii. Campuran S
a. Haba yang dibebaskan = m x c x ∆T
= 85g x 4.2Jg-1c-1 x 90C
= 3213 J
* 3213J dibebaskan apabila 25 cm3 1 mol H2S04 bertindakbalas
b. Bilangan mol H2S04 (ak) = MV / 1000
= 1 x 25 cm3 / 1000
= 0.025 mol
*Daripada persamaan, 0.025 mol H2S04 menghasilkan 0.025 ml H2O
c. Haba peneutralan untuk tindakbalas campuran S
= 3213 J / 0.025 ml
= 128.52 kJ mol-1
iii. Campuran T
a. Haba yang dibebaskan = m x c x ∆T
= 85g x 4.2Jg-1c-1 x 30C
= 1071 J
* 1071J dibebaskan apabila 25 cm3 1 mol HNO3 bertindakbalas
b. Bilangan mol HNO3 (ak) = MV / 1000
= 1 x 25 cm3 / 1000
= 0.025 mol
*Daripada persamaan, 0.025 mol HNO3 menghasilkan 0.025 ml H2O
c. Haba peneutralan untuk tindakbalas campuran T
= 1071 J / 0.025 ml
= 42.84 kJ mol-1
i) Campuran R dan S
= 128.52 kJ – 57.12 kJ
= 71.4 kJ
ii) Campuran R dan T
= 57.12 kJ – 42.84 kJ
= 14.28 kJ
iii) Campuran S dan T
= 128.52 kJ – 42.84 kJ
= 85.68 kJ
Terangkan mengapa terdapat perbezaan atau persamaan antara dua nilai yang
anda bandingkan ?
Perbezaan yang terdapat pada dua nilai tersebut disebabkan oleh perbezaan
pertambahan suhu bagi ketiga-tiga campuran.
3. Haba peneutralan antara asid kuat dan bes kuat ialah -57.3 kJ mol-1. Cadangkan
dua cara untuk memeperbaiki prosedur yang telah dibuat bagi mendapatkan nilai
jawapan yang lebih tepat ?
i. Mempercepatkan proses kerana jika proses yang dilakukan dilambatkan,
maka suhu akan menurun.
ii. Mengambil bacaan pada takat yang tertinggi.
iii. Larutan diletakkan ke dalam bekas polisterina bagi mengelakkan berlaku
penyerapan haba.
4. Adakah haba peneutralan antara nilai kuat dengan asid lemah melebihi atau kurang
daripada -57.3 kJ mol-1 ?. Jelaskan jawapan anda.
Bacaan yang diperolehi adalah kurang daripada -57.3 kJ mol -1 kerana
kepekatan ion dalam asid lemah adalah rendah. Apabila berlaku tindakbalas,
maka haba yang dibebaskan adalah sedikit.
BIBLIOGRAFI
1. Eng Nguan Hong. (2001), Fokus Indigo SPM Kimia, Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd.
Selangor
2. Institut Pendidikan Guru. (2012), Modul SCE3109 Tenaga Dalam Kimia,
Kementerian Pelajaran Malaysia. Putrajaya.
3. Termokimia, diperoleh Ogos 20, 2013 dari http://ms.wikipedia.org/wiki/Termokimia
Top Related