Kalorimeter mengukur panas reaksi kimia atau perubahan fisik seperti es yang mencair menjadi air cair. Panas reaksi penting untuk memahami termodinamika reaksi kimia dan memprediksi jenis reaksi yang akan berlangsung secara spontan. Kalorimeter dasar sangat mudah dibuat -- yang Anda butuhkan hanyalah beberapa cangkir kopi styrofoam, penutup, dan termometer. Namun, sebelum menggunakan kalorimeter Anda, Anda perlu mengkalibrasinya dan menentukan konstanta kalorimeternya. Untuk menemukan konstanta kalorimeter untuk perangkat Anda, ikuti langkah-langkah yang diuraikan di bawah ini.
Kenakan jas lab, kacamata dan sarung tangan.
Pasang kalorimeter cangkir kopi dengan memasukkan satu cangkir kopi styrofoam ke cangkir lainnya dan memasang tutupnya. Ini mungkin tampak sederhana, tetapi jika dikalibrasi dengan benar, kalorimeter cangkir kopi ini bisa sangat berguna untuk menemukan kalor reaksi.
Ukur kira-kira 50 mL air dingin menggunakan gelas ukur. Tidak perlu tepat pada tahap ini.
Ukur berat kalorimeter cangkir kopi kosong Anda ke 0,01 gram terdekat (atau sedekat mungkin). Sekarang, tambahkan 50 mL air dingin, pasang kembali tutupnya dan timbang kembali kalorimeter. Perbedaan antara berat kosong dan penuh adalah berat air dingin. Catat nilai ini (ke 0,01 gram terdekat).
Timbang gelas kimia dan catat beratnya (hingga 0,01 gram terdekat). Tambahkan kira-kira 50 mL air dan timbang kembali gelas kimia. Selisih antara berat kosong dan berat penuh adalah berat air panas. Catat nilai ini (ke 0,01 gram terdekat).
Dengan menggunakan ringstand dan klem, kencangkan gelas kimia sehingga berdiri di atas kawat kasa di atas pembakar bunsen. Jaring kasa kawat mencegah nyala api bersentuhan langsung dengan kaca. Tempatkan salah satu dari dua termometer di dalam gelas kimia dan kencangkan menggunakan penjepit sehingga tergantung di dalam air, tetapi tidak menyentuh bagian bawah gelas.
Nyalakan pembakar bunsen dan panaskan air panas secara perlahan hingga sekitar 80 derajat C. Lebih baik memanaskannya perlahan daripada memanaskannya terlalu cepat dan mendidihkannya.
Masukkan termometer kedua ke dalam kalorimeter melalui tutupnya. Aduk air di dalam kalorimeter selama empat menit dan catat suhunya pada interval satu menit ke 0,1 derajat C terdekat. Suhu harus tetap kurang lebih konstan; jika tidak, biarkan air dingin meresap setidaknya selama dua menit lagi.
Sebelum menit kelima, matikan pembakar Bunsen jika Anda belum melakukannya, dan catat suhu air panas dan air dingin. Tuang semua air panas dengan cepat dan hati-hati ke dalam kalorimeter, lalu pasang kembali tutupnya dan lanjutkan mengaduk dengan termometer.
Ukur dan catat suhu dalam kalorimeter pada interval 30 detik sampai total lima menit telah berlalu.
Buka Excel atau program spreadsheet lainnya. Masukkan waktu sebagai nilai-X dan suhu sebagai nilai-y dan buat grafik data Anda. Gunakan program spreadsheet untuk menemukan baris yang paling cocok untuk data setelah menambahkan air panas. Jangan sertakan titik data dari sebelum menambahkan air panas ke jalur yang paling sesuai. Garis tren harus linier.
Tuliskan garis yang paling cocok dari grafik Anda. Masukkan 5 menit untuk x dan hitung y (suhu ekstrapolasi pada 5 menit). Kami akan menyebut suhu ekstrapolasi ini Tf.
Kurangi Tf dari suhu air panas sebelum Anda menambahkannya ke kalorimeter. Ini akan memberi Anda perubahan suhu air panas, Th. Kalikan Th dengan 4,184 dan massa air panas untuk mengetahui berapa banyak energi yang hilang dari air panas dalam joule.
Kurangi suhu air dingin dari Tf; ini akan memberi Anda Tc, perubahan suhu air dingin. Kalikan dengan massa air dingin dan 4,184 untuk menemukan jumlah energi yang diperoleh air dingin dalam joule.
Kurangi energi yang diperoleh oleh air dingin dari energi yang hilang oleh air panas. Ini akan memberi Anda jumlah energi yang diperoleh kalorimeter.
Bagilah energi yang diperoleh kalorimeter dengan Tc (perubahan suhu air dingin). Jawaban terakhir ini adalah konstanta kalorimeter Anda.
Hal yang Anda Butuhkan
- kalorimeter cangkir kopi Coffee
- 2 termometer
- pembakar Bunsen
- lebih ringan
- Keringkan gelas kimia 150 mL
- Skala
- silinder lulus
- Program spreadsheet seperti Excel atau OpenOffice
- air
- Ringstand
- Penjepit
- Jaring kawat kasa
- Kalkulator
- Jas laboratorium
- Kacamata
- Sarung tangan
Tips
Konstanta kalorimeter tidak pernah bisa negatif -- jika ya, Anda telah melakukan kesalahan... Coba lakukan beberapa uji coba dan rata-ratakan hasil uji coba tersebut untuk mengurangi kesalahan Anda. Ketidakpastian dalam rata-rata akhir Anda akan menjadi plus/minus 2x standar deviasi.
Peringatan
SELALU berhati-hatilah saat bekerja dengan api terbuka. Jangan biarkan rambut, pakaian, atau bahan yang mudah terbakar mendekati api. Matikan kompor jika tidak digunakan lagi. Berhati-hatilah saat bekerja dengan air panas; air pada suhu 80 derajat C dapat menyebabkan luka bakar atau luka melepuh jika Anda menumpahkannya ke kulit Anda.