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

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