Menghitung Perubahan Entalpi Reaksi CuSO4 Dengan Seng Dalam Kalorimeter

October 17, 2025 by Scholario Team 72 views

Alright guys, kali ini kita bakal membahas soal kimia fisika yang sering muncul di ujian, yaitu menghitung perubahan entalpi reaksi menggunakan data kalorimetri. Soalnya cukup menarik nih, karena melibatkan beberapa konsep penting seperti kalor jenis, massa jenis, dan tentunya perubahan entalpi itu sendiri. Kita akan bedah soal ini selangkah demi selangkah biar kalian semua paham dan bisa ngerjain soal serupa dengan mudah. Yuk, langsung aja kita mulai!

Memahami Soal dan Konsep Dasar

Sebelum kita masuk ke perhitungan, penting banget buat kita memahami soal dengan baik dan mengingat konsep-konsep dasar yang terkait. Dalam soal ini, kita punya larutan $\text{CuSO}_4$ yang direaksikan dengan serbuk seng di dalam kalorimeter. Kalorimeter itu apa sih? Gampangnya, kalorimeter itu alat yang digunakan untuk mengukur perubahan kalor dalam suatu reaksi kimia. Nah, dari reaksi ini, terjadi kenaikan suhu sebesar $9^{\circ} ext{C}$ . Ini artinya, reaksi tersebut melepaskan kalor (eksoterm).

Keyword penting di sini adalah perubahan entalpi ( $\Delta H$ ). Entalpi itu apa? Entalpi adalah istilah dalam termodinamika yang menggambarkan jumlah energi internal suatu sistem ditambah energi yang digunakan untuk melakukan kerja. Perubahan entalpi ( $\Delta H$ ) adalah perubahan energi yang terjadi selama reaksi pada tekanan konstan. Untuk reaksi eksoterm, $\Delta H$ bernilai negatif karena sistem melepaskan kalor ke lingkungan.

Selain itu, kita juga perlu ingat konsep kalor jenis (c) dan massa jenis ( $\rho$ ). Kalor jenis adalah jumlah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 gram zat sebesar $1^{\circ} ext{C}$ . Sedangkan massa jenis adalah massa per satuan volume suatu zat. Kedua konsep ini akan sangat berguna dalam perhitungan kita nanti.

Jadi, secara garis besar, kita akan menggunakan data kenaikan suhu, kalor jenis, dan massa jenis larutan untuk menghitung kalor yang dilepaskan oleh reaksi. Kemudian, dari kalor tersebut, kita akan menghitung perubahan entalpi reaksi ( $\Delta H$ ). Gimana? Udah mulai kebayang kan?

Langkah-langkah Perhitungan

Sekarang, mari kita pecah soal ini menjadi langkah-langkah perhitungan yang lebih kecil dan mudah diikuti. Ini penting banget biar kita nggak bingung dan bisa fokus pada setiap tahapan.

1. Menghitung Kalor yang Dilepaskan (q)

Langkah pertama adalah menghitung kalor (q) yang dilepaskan oleh reaksi. Kita bisa menggunakan rumus dasar kalorimetri:

$q = mc\Delta T$

Dimana:

q = kalor yang dilepaskan (Joule)
m = massa larutan (gram)
c = kalor jenis larutan (J/g $\ ^\circ$ C)
$\Delta T$ = perubahan suhu ( $^\circ$ C)

Nah, sekarang kita perlu cari tahu nilai-nilai ini dari soal.

Massa larutan (m): Kita tahu volume larutan $\text{CuSO}_4$ adalah $50 ext{ cm}^3$ dan massa jenisnya adalah 1 g/ $\text{cm}^3$ . Jadi, massa larutan bisa kita hitung:

$m = \rho \times V = 1 ext{ g/cm}^3 \times 50 ext{ cm}^3 = 50 ext{ gram}$
Kalor jenis larutan (c): Dari soal, kita tahu kalor jenis larutan adalah 4,2 J/g $\ ^\circ$ C.
Perubahan suhu ( $\Delta T$ ): Suhu naik sebesar $9^{\circ} ext{C}$ , jadi $\Delta T = 9^{\circ} ext{C}$ .

Sekarang, kita tinggal masukkan nilai-nilai ini ke dalam rumus:

$q = 50 ext{ gram} \times 4,2 ext{ J/g}^\circ ext{C} \times 9^{\circ} ext{C} = 1890 ext{ Joule}$

Jadi, kalor yang dilepaskan oleh reaksi adalah 1890 Joule. Ingat, karena reaksi ini melepaskan kalor, maka nilai q sebenarnya adalah -1890 Joule (negatif).

2. Menghitung Mol $\text{CuSO}_4$

Langkah selanjutnya adalah menghitung mol $\text{CuSO}_4$ yang bereaksi. Kita tahu konsentrasi larutan $\text{CuSO}_4$ adalah 0,1 M dan volumenya adalah $50 ext{ cm}^3$ . Pertama, kita ubah dulu volume ke liter:

$V = 50 ext{ cm}^3 = 0,05 ext{ Liter}$

Kemudian, kita hitung mol $\text{CuSO}_4$ menggunakan rumus:

$mol = M \times V = 0,1 ext{ M} \times 0,05 ext{ Liter} = 0,005 ext{ mol}$

Jadi, ada 0,005 mol $\text{CuSO}_4$ yang bereaksi.

3. Menghitung Perubahan Entalpi ( $\Delta H$ )

Nah, sekarang kita sampai di langkah terakhir, yaitu menghitung perubahan entalpi ( $\Delta H$ ). Perubahan entalpi dihitung per mol zat yang bereaksi. Jadi, kita bisa menggunakan rumus:

$\Delta H = \frac{q}{mol}$

Kita sudah punya nilai q (-1890 Joule) dan mol $\text{CuSO}_4$ (0,005 mol). Tinggal kita masukkan ke rumus:

$\Delta H = \frac{-1890 ext{ Joule}}{0,005 ext{ mol}} = -378000 ext{ J/mol}$

Biasanya, perubahan entalpi dinyatakan dalam kJ/mol, jadi kita ubah Joule ke kJ:

$\Delta H = -378000 ext{ J/mol} = -378 ext{ kJ/mol}$

Jadi, perubahan entalpi reaksi ( $\Delta H$ ) adalah -378 kJ/mol. Nilai negatif ini menunjukkan bahwa reaksi tersebut adalah reaksi eksoterm (melepaskan kalor).

Kesimpulan dan Pembahasan

Akhirnya, kita sudah berhasil menghitung perubahan entalpi reaksi antara $\text{CuSO}_4$ dan serbuk seng dalam kalorimeter. Hasilnya adalah $\Delta H = -378 ext{ kJ/mol}$ . Ini berarti, setiap 1 mol $\text{CuSO}_4$ yang bereaksi dengan seng, akan dilepaskan kalor sebesar 378 kJ.

Penting untuk diingat, tanda negatif pada $\Delta H$ menunjukkan bahwa reaksi tersebut adalah reaksi eksoterm, yaitu reaksi yang melepaskan kalor ke lingkungan. Sebaliknya, jika $\Delta H$ positif, maka reaksi tersebut adalah reaksi endoterm, yaitu reaksi yang menyerap kalor dari lingkungan.

Soal ini melatih kita untuk mengaplikasikan konsep kalorimetri dalam perhitungan perubahan entalpi. Kita belajar bagaimana menggunakan data eksperimen (kenaikan suhu) dan informasi tentang larutan (kalor jenis, massa jenis, konsentrasi) untuk menghitung nilai $\Delta H$ . Selain itu, soal ini juga mengingatkan kita tentang pentingnya satuan dalam perhitungan kimia. Pastikan semua satuan sudah sesuai sebelum dimasukkan ke dalam rumus.

Buat kalian yang masih bingung, jangan khawatir! Coba ulangi lagi langkah-langkah perhitungannya dengan teliti. Pahami setiap konsep yang terlibat, dan jangan ragu untuk bertanya jika ada yang kurang jelas. Semakin banyak latihan, semakin mudah kalian memahami materi ini.

Tips dan Trik Mengerjakan Soal Kalorimetri

Buat nambahin pemahaman kalian, nih, ada beberapa tips dan trik yang bisa kalian gunakan saat mengerjakan soal kalorimetri:

Pahami Soal dengan Baik: Baca soal dengan seksama dan identifikasi informasi penting yang diberikan. Apa yang diketahui? Apa yang ditanya? Ini adalah langkah awal yang krusial.
Tuliskan Rumus yang Relevan: Ingat rumus-rumus dasar kalorimetri, seperti $q = mc\Delta T$ dan $\Delta H = \frac{q}{mol}$ . Menuliskan rumus akan membantu kalian mengingat dan mengaplikasikannya dengan benar.
Perhatikan Satuan: Pastikan semua satuan sudah sesuai sebelum dimasukkan ke dalam rumus. Ubah satuan jika perlu. Misalnya, volume dari $\text{cm}^3$ ke Liter, atau massa dari gram ke kg.
Kerjakan Langkah demi Langkah: Pecah soal menjadi langkah-langkah kecil yang lebih mudah dikerjakan. Ini akan membantu kalian fokus dan menghindari kesalahan.
Periksa Kembali Jawaban: Setelah selesai mengerjakan, periksa kembali jawaban kalian. Apakah jawaban kalian masuk akal? Apakah satuan sudah benar? Ini penting untuk memastikan tidak ada kesalahan yang terlewat.

Dengan tips dan trik ini, diharapkan kalian bisa lebih percaya diri dalam mengerjakan soal kalorimetri. Ingat, kunci utama adalah latihan dan pemahaman konsep. Jangan hanya menghafal rumus, tapi pahami juga makna di balik rumus tersebut.

Contoh Soal Lain dan Variasinya

Biar makin mantap, coba kita lihat contoh soal lain yang mirip dengan soal ini, tapi dengan sedikit variasi. Ini akan membantu kalian melihat bagaimana konsep kalorimetri bisa diterapkan dalam berbagai situasi.

Contoh Soal:

Dalam suatu kalorimeter, direaksikan 100 mL larutan HCl 1 M dengan 100 mL larutan NaOH 1 M. Suhu awal kedua larutan adalah $25^{\circ} ext{C}$ . Setelah reaksi, suhu campuran naik menjadi $31,8^{\circ} ext{C}$ . Jika massa jenis larutan dianggap 1 g/mL dan kalor jenis larutan 4,2 J/g $\ ^\circ$ C, hitunglah perubahan entalpi reaksi penetralan tersebut.

Pembahasan:

Soal ini mirip dengan soal sebelumnya, tapi kali ini reaksinya adalah reaksi penetralan antara asam (HCl) dan basa (NaOH). Langkah-langkah perhitungannya juga mirip:

Hitung kalor yang dilepaskan (q):
- Hitung massa larutan: $m = \rho \times V = 1 ext{ g/mL} \times (100 ext{ mL} + 100 ext{ mL}) = 200 ext{ gram}$
- Hitung $\Delta T$ : $\Delta T = 31,8^{\circ} ext{C} - 25^{\circ} ext{C} = 6,8^{\circ} ext{C}$
- Hitung q: $q = mc\Delta T = 200 ext{ gram} \times 4,2 ext{ J/g}^\circ ext{C} \times 6,8^{\circ} ext{C} = 5712 ext{ Joule} = -5712 ext{ Joule}$ (karena reaksi melepaskan kalor)
Hitung mol HCl (atau NaOH):
- mol HCl = M \times V = 1 ext{ M} \times 0,1 ext{ L} = 0,1 ext{ mol}$
Hitung perubahan entalpi ( $\Delta H$ ):
- $\Delta H = \frac{q}{mol} = \frac{-5712 ext{ Joule}}{0,1 ext{ mol}} = -57120 ext{ J/mol} = -57,12 ext{ kJ/mol}$

Jadi, perubahan entalpi reaksi penetralan tersebut adalah -57,12 kJ/mol.

Dari contoh soal ini, kita bisa lihat bahwa konsep kalorimetri bisa diterapkan pada berbagai jenis reaksi, tidak hanya reaksi antara logam dan larutan garam. Yang penting adalah kita memahami prinsip dasar perhitungan kalor dan perubahan entalpi.

Penutup

Oke guys, itu tadi pembahasan lengkap tentang cara menghitung perubahan entalpi reaksi menggunakan data kalorimetri. Semoga penjelasan ini bermanfaat dan bisa membantu kalian memahami materi ini dengan lebih baik. Ingat, kimia itu seru! Asalkan kita mau belajar dan berlatih, pasti bisa. Semangat terus belajarnya, ya! Sampai jumpa di pembahasan soal-soal kimia lainnya!