4 Contoh Soal Kalorimeter Sederhana dan Bom beserta Penyelesaiannya | Materi Kimia Kelas 11

Kalorimeter dan Kalorimeter Bom merupakan salah satu materi yang siswa pelajari dalam mata pelajaran IPA. ⚗️🤓

Keduanya memiliki kaitan yang erat sehingga siswa pelajari secara bersama-sama layaknya materi lain dalam mata pelajaran ini.

Untuk lebih paham, kamu bisa belajar dari contoh soal kalorimeter sederhana dan bom serta penjelasannya yang lengkap ada di artikel ini. Yuk, pelajari bersama-sama. 👇

Contoh Soal Kalorimeter Sederhana dan Penyelesaiannya 1

Pada sebuah eksperimen dengan kalorimeter sederhana, 0,1 mol padatan garam dapur (NaCl) dilarutkan ke dalam air. Saat proses pelarutan terjadi, suhu larutan mengalami penurunan sebesar 5^o C. 

Apabila diketahui kapasitas kalor larutannya adalah sebesar 2 kJ/C dan kapasitas kalorimeter diabaikan, maka tentukanlah kalor reaksi pelarutan (q)?

Penyelesaian

Diketahui:

Perubahan suhu (ΔT) = − 5^o C(Turun)

Kapasitas kalor larutan (C larutan) = 2 kJ/^o C

Kapasitas kalorimeter (C kalorimeter ) = 0

Mol zat yang dilarutkan (n) = 0,1 mol

Ditanya:

Kalor reaksi (q reaksi)?

Rumus Dasar:

Kalor terserap/dilepaskan larutan (q larutan): q larutan = C larutan x ΔT 

Kalor reaksi (q reaksi ) : q reaksi = −(q larutan +q kalorimeter )

Karena q kalorimeter = 0, maka q reaksi = −q larutan

Perhitungan:

Hitung kalor larutan (q larutan ) : q larutan = C larutan x ΔT 

q larutan = (2 kJ/^oC) x (−5^o C)

q larutan = −10 kJ

(Nilai negatif dikarenakan larutan melepaskan kalor, adanya penurunan suhu karena kalor diserap pada saat proses pelarutan/reaksi).

Tentukan kalor reaksi (q reaksi ) : q reaksi = −q larutan

​q reaksi = −(−10 kJ)

q reaksi = +10 kJ

Jawaban:

Jadi, besaran kalor reaksi pelarutan (q) adalah sebesar +10 kJ.

(Nilai positif adalah tanda bahwa reaksi/proses pelarutan adalah endoterm, artinya sistem (garam) menyerap kalor sebesar 10 kJ dari larutan/lingkungan yang menyebabkan suhu larutan turun).

Contoh Soal Kalorimeter Sederhana dan Penyelesaiannya 2

Dalam sebuah kalorimeter sederhana terjadi reaksi 50 mL larutan NaOH 1,0 M dan 50 mL larutan HCl 1,0 M dengan suhu awal 25,0 ^oC. Setelah pencampuran, suhu larutan mengalami peningkatan sehingga menjadi 31,5 ^oC.

Hitunglah perubahan entalpi reaksi netralisasi yang akan terjadi (ΔH dalam kJ/mol air)! (Anggap massa jenis larutan adalah sebesar 1 g/mL dan kalor jenis larutan adalah senilai 4,2 J/g^oC).

Penyelesaian

1. Reaksi dan Penentuan Mol Air (H₂O)

Reaksi netralisasi yang terjadi adalah:

NaOH(aq) + HCl(aq) →NaCl(aq) + H₂O(l)

Hitung mol reaktan dengan cara:

Mol NaOH:

Mol = 50 mL x (1 L/1000 mL) x 1,0 M = 0,050L x 1,0 M = 0,050 mol

Mol HCl:

Mol = 50 mL x (1 L/1000 mL) x 1,0 M = 0,050L x1,0 M = 0,050 mol

Karena mol NaOH dan HCl jumlahnya sama dan reaksinya terjadi dalam perbandingan 1:1, maka tidak ada pereaksi pembatas, dan 0,050 mol H₂O terbentuk.

2. Hitung Kalor Larutan (q larutan)

a. Hitung massa larutan (m):

Volume total = 50 mL + 50 mL = 100 mL

m = Volume total x Massa jenis

M = 100 mL x 1 g/mL = 100 g

b. Hitung perubahan suhu (ΔT):

ΔT = T akhir − T awal

​ΔT = 31,5 ^oC − 25,0 ^oC = 6,5 ^oC

c. Hitung kalor larutan (q larutan):

q larutan = m x c x ΔT

q larutan = 100 g x 4,2 J/g ^oC x 6,5 ^oC

q larutan = 2730 J

3. Hitung Perubahan Entalpi (ΔH)

a. Hitung kalor reaksi (q reaksi ):

Karena kalorimeter diabaikan (C kalorimeter = 0), maka:

q reaksi = −q larutan

​q reaksi = −2730 J

Konversi ke kJ : q reaksi = −2730 J/1000 J/kJ = −2,73 kJ

b. Hitung Perubahan Entalpi (ΔH) per mol H₂O: 

ΔH = q reaksi / mol H₂O

ΔH = −2,73 kJ/0,050 mol

ΔH = −54,6 kJ/mol

Jawaban

Jadi, perubahan entalpi reaksi netralisasi yang akan terjadi adalah −54,6 kJ/mol air yang terbentuk. (Nilainya negatif karena menunjukkan bahwa reaksi adalah eksoterm, sesuai dengan kenaikan suhu larutan).

Contoh Soal Kalorimeter Sederhana dan Penyelesaiannya 3

Pada sebuah kalorimeter sederhana terjadi reaksi 50 mL larutan HCl 0,4 M dan 50 mL larutan KOH 0,4 M. Akibat dari reaksi ini, suhu larutan mengalami kenaikan sebesar 7^oC. 

Hitunglah perubahan entalpi reaksi yang terjadi (ΔH dalam kJ/mol air)! (Asumsikan kalorimeter tidak menyerap kalor, massa jenis larutan nilainya 1 g/mL, dan kalor jenis larutan sebesar 4,2 J/g^oC).

Penyelesaian

1. Reaksi dan Penentuan Mol Air (H₂O)

Reaksi netralisasi yang terjadi adalah:

HCl(aq) + KOH(aq)→KCl(aq) + H₂O(l)

Hitung mol reaktan seperti berikut:

Mol HCl:

Mol = 50 mL x (1 L / 1000 mL) x 0,4 M = 0,05 L x 0,4 M = 0,02 mol

Mol KOH:

Mol = 50 mL x (1 L / 1000 mL) x 0,4 M = 0,05 L x 0,4 M = 0,02 mol

Dikarenakan mol HCl dan KOH sama (0,02 mol) dan bereaksi dengan perbandingan 1:1, maka 0,02 mol H₂O terbentuk.

2. Hitung Kalor Larutan (q larutan)

Diketahui:

ΔT = 7^oC

c = 4,2 J/g^oC

p = 1 g/mL

a. Hitung massa larutan (m):

Volume total = 50 mL + 50 mL = 100 mL

m = Volume total x Massa jenis

m = 100 mL x 1 g/mL = 100 g

b. Hitung kalor larutan (q larutan):

q larutan = m x c x ΔT

q larutan = 100 g x 4,2 J/g^oC x 7^oC

q larutan = 2940 J

3. Hitung Perubahan Entalpi (ΔH)

a. Hitung kalor reaksi (q reaksi ):

Kalor reaksi (q reaksi ) adalah negatif dari kalor larutan (q larutan ) karena kalorimeter diabaikan:

q reaksi = −q larutan

​q reaksi = −2940 J

Konversi ke kJ:

q reaksi = −2940 J / 1000 J/kJ = −2,94 kJ

b. Hitung Perubahan Entalpi (ΔH) per mol H₂O:

ΔH = q reaksi /mol H₂O

ΔH = −2,94 kJ / 0,02 mol

ΔH = −147 kJ/mol

Jawaban

Jadi, perubahan entalpi (ΔH) reaksi yang terjadi adalah sebesar −147 kJ/mol air.

(Tanda negatif adalah tanda bahwa reaksi melepaskan kalor (eksoterm) sesuai dengan kenaikan suhu larutan).

Contoh Soal Kalorimeter Bom dan Penyelesaiannya 1

Sebuah sampel senyawa organik memiliki berat 2 gram dan dibakar secara sempurna dalam kalorimeter bom. Kalorimeter tersebut diketahui memiliki konstanta kalorimeter (C kalorimeter) sebesar 1 kJ/^oC dan berisi 2000 gram air. 

Selama pembakaran terjadi, suhu sistem (air dan kalorimeter) meningkat dari 25,0 ^oC menjadi 27,5 ^oC. 

Hitunglah berapa perubahan energi dalam (ΔU) pada reaksi pembakaran sampel tersebut (dalam kJ)? (Kalor jenis air (cair) adalah 4,2 J/g^oC).

Penyelesaian

Perlu diketahui bahwa perubahan energi dalam (ΔU) dalam kalorimeter bom adalah sama dengan kalor reaksi (q reaksi). Kalor reaksi merupakan negatif dari total kalor yang terserap oleh air dan kalorimeter.

ΔU = q reaksi

​q reaksi = −(q air + q kalorimeter)

1. Hitung Perubahan Suhu (ΔT)

ΔT = T akhir − T awal

​ΔT = 27,5 ^oC − 25,0 ^oC

ΔT = 2,5 ^oC

2. Hitung Kalor yang Diserap Air (q air)

q air = m air x c air x ΔT

q air = 2000 g x 4,2 J/g^oC x 2,5 ^oC

q air = 8400 x 2,5 J

q air = 21.000 J

3. Hitung Kalor yang Diserap Kalorimeter (q kalorimeter)

q kalorimeter = C kalorimeter x ΔT

q kalorimeter = 1 kJ/^oC x 2,5^oC

q kalorimeter = 2,5 kJ

Konversi q air ke kJ agar satuannya seragam:

q air = 21.000 J / 1000 J/kJ = 21 kJ

4. Hitung Perubahan Energi Dalam (ΔU)

ΔU = q reaksi = −(q air +q kalorimeter )

ΔU = −(21 kJ+2,5 kJ)

ΔU = −23,5 kJ

Jawaban

Perubahan energi dalam (ΔU) untuk reaksi pembakaran sampel tersebut adalah −23,5 kJ.

(Nilai negatif menunjukkan bahwa reaksi melepaskan energi ke lingkungan (eksoterm), sesuai dengan kenaikan suhu yang teramati).

Penutup

Itulah beberapa contoh soal kalorimeter sederhana dan bom beserta penyelesaiannya yang lengkap sehingga bisa kamu jadikan bahan untuk belajar di rumah secara mandiri. ⚗️🤓

Dengan semakin mengulas atau membahas contoh soal kalorimeter sederhana dan bom beserta penyelesaiannya seperti di atas, maka pemahamanmu pun akan semakin dalam.

Terima kasih telah menyimak hingga sejauh ini. Semoga bermanfaat! ☺️

FAQ

---

Klik dan dapatkan info kost di dekat kampus idamanmu:

Kost Dekat UGM Jogja

Kost Dekat UNPAD Jatinangor

Kost Dekat UNDIP Semarang

Kost Dekat UI Depok

Kost Dekat UB Malang

Kost Dekat Unnes Semarang

Kost Dekat UMY Jogja

Kost Dekat UNY Jogja

Kost Dekat UNS Solo

Kost Dekat ITB Bandung

Kost Dekat UMS Solo

Kost Dekat ITS Surabaya

Kost Dekat Unesa Surabaya

Kost Dekat UNAIR Surabaya

Kost Dekat UIN Jakarta