Desain Kalorimeter Sederhana Yang Dipantau dengan Mikroskop Digital

Abstract

Suatu padatan memiliki dua jenis energi termal yang tersimpan di dalammya yaitu energi vibrasi atom-atom di sekitar posisi keseimbangannya dan energi kinetik elektron bebas. Jika suatu padatan menyerap panas maka energi internal yang tersimpan dalam padatan meningkat yang diindikasikan oleh kenaikan suhu. Perubahan energi pada atom-atom dan elektron-bebas menentukan sifat-sifat termal padatan. Sifat-sifat termal salah satunya adalah kapasitas panas. Kapasitas panas (heat capacity) adalah jumlah panas yang diperlukan untuk meningkatkan suhu padatan sebesar satu derajat K. Kapasitas panas dari media atau sampel, misalnya cairan sering ditentukan dengan metode kalorimetrik. Percobaan kalorimetrik mudah untuk dilakukan tetapi mempunyai beberapa kekurangan mengenai keakuratan data yang diperoleh. Keakuratan ini dipengaruhi oleh prosedur kalibrasi dan kehilangan panas, misalnya melalui reaktor dan suhu mengendalikan sistem. Kalorimeter merupakan alat yang sering digunakan untuk mengukur perubahan kalor selama reaksi kimia. Alat kalorimeter yang biasa digunakan di laboratorium adalah kalorimeter termos atau kalorimeter gelas. Wadah gelas tersebut terbuat dari Styrofoam untuk tempat pereaksi. Kalorimeter termos sering digunakan karena alatnya mudah digunakan dan bahannya pun tidak mahal. Pengamatan suhu yang dilakukan pada alat tersebut adalah secara manual atau dengan mata telanjang. Sehingga kemungkinan data pengamatannya kurang teliti. Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan modifikasi alat dengan pengamatan suhu menggunakan mikroskop digital. Dimana nantinya diharapkan data yang diperoleh akurasi dan resolusinya lebih baik dan didapatkan nilai entalpi yang lebih akurat. viii Melihat kelemahan tersebut, maka dalam penelitian ini dilakukan pembuatan desain kalorimeter sederhana yang dipantau dengan mikroskop digital. Desain kalorimeter ini terdiri dari mikroskop digital, styrofoam cup, termometer dan PC, dengan rancangan ini diharapkan akan dihasilkan desain kalorimeter yang menghasilkan data lebih akurat. Tujuan penelitian ini adalah (i) mengetahui tingkat resolusi pembacaan suhu dengan termometer biasa yang dipantau dengan mikroskop digital (ii) Mengetahui nilai C kalorimeter merupakan fungsi suhu (iii) Mengetahui kelayakan kalorimeter yang dibuat dengan menentukan entalpi netralisasi.

p Pelaksanaan penelitian ini terdiri atas beberapa tahap, yaitu : (i) penyiapan alat dan bahan, (ii) penyiapan program, (iii) penentuan Cp kalorimeter, (iv) analisa data (pengujian akurasi, dan presisi) . Penelitian ini dilakukan dengan membandingkan hasil uji dengan nilai literatur. Seluruh proses pengolahan data menggunakan aplikasi program dari software LabView. Bahan yang digunakan adalah asam kuat (HCl) dengan basa kuat (NaOH), basa kuat (NaOH) dengan garam (NH Cl) dan asam kuat (HCl) dengan basa lemah (NH 4 ix 4 OH) dimana pengujiannya dilakukan dengan menggunakan variasi konsentrasi (0,15; 0,1) M. Hasil penelitian didapatkan bahwa desain kalorimeter yang dipantau dengan mikroskop digital dapat meningkatkan resolusi pembacaan suhu untuk penentuan nilai entalpi reaksi netralisasi larutan. Hasil uji akurasi menunjukan bahwa desain kalorimeter yang dipantau dengan mikroskop digital mendekati dengan literatur. Hasil akurasi antara reaksi NaOH dengan HCl dan reaksi HCl dengan NH OH pada konsentrasi 0,15 M dan 0,1 M yaitu 99,4%, 98,3% dan 99,0% 98,0%. Namun ada nilai akurasi yang diperoleh kecil yaitu reaksi antara NaOH dengan NH Cl pada konsentrasi 0,15M dan 0,10 M sebesar 6,9% dan 11,5%, sehingga dari hal ini perlu pengembangan uji menggunakan sampel lain yang memiliki nilai (  )  50 kJ/mol.