amali 1 eksperimen 1

Amali 1

Tajuk: Haba Peneutralan

Pengenalan:

Menurut Brown et al. (2000), haba peneutralan adalah jumlah haba yang

berkembang (pertukaran dalam entalpi) apabila satu asid dineutralkan dengan

satu bes dalam satu larutan cair. Tindakbalas peneutralan adalah sentiasa dalam

tindak balas eksotermik dan jumlah haba peneutralan, ∆H = (-ve).

Haba peneutralan asid kuat dengan alkali kuat sentiasa dalam kadar 57

kJ mol-1. Menurut Pek Soo, T. (2004), hal ini keran larutan cair asid dan bes kuat

terion dengan lengkap dan haba peneutralan dalam hal ini sebenarnya adalah

haba penghasilan daripada ion hidrogen,H+ dan hidroksida, OH-.

H+ + OH- →H2O; ∆H = -13.7kcal

Menurut transtutor.com (2012), sekiranya asid lemah atau alkali lemah

bertindakbalas dengan bes kuat atau asid kuat, haba yang terkembang

digunakan dalam pengionan asid atau bes lemah. Oleh itu haba peneutralannya

sentiasa kurang daripada 57 kJ mol-1.

Tujuan: Menentukan haba peneutralan bagi

1) Asid hidroklorik dan natrium hidroksida

2) Asid sulfurik dan natrium hidroksida

3) Asid nitrik dan kalium hidroksida

Bahan:

EC1 adalah 1.0 mol dm-3 asid hidroklorik.

EC2 adalah 1.0 mol dm-3 asid sulfurik.

EC3 adalah 1.0 mol dm-3 natrium hidroksida.

EC4 adalah 1.0 mol dm-3 asid nitrik.

EC5 adalah 1.0 mol dm-3 kalium hidroksida.

Peralatan:

25 cm3 pipette, termometer 0°C - 110°C (±0.2°C), 100 cm3 selinder penyukat,

cawan plastik dan air suling.

Prosedur:

1) Larutan EC1 dilarutkan ke dalam cawan plastik dengan menggunakan pipette

25 cm3. Suhu awal larutan EC1 direkodkan sebagai larutan campuran R

dalam jadual.

2) 60 cm3 larutan EC3 ditambah ke dalam cawan plastik yang mengandungi

larutan EC1 dengan menggunakan selinder penyukat.

3) Campuran R dikacau dengan menggunakan termometer dan suhu tertinggi

diperhatikan dalam jadual.

4) Campuran R dicampurkan dari cawan plastik kemudian dibersihkan serta

dikeringkan dengan air suling.

5) Prosedur di atas diulang dengan menggunakan larutan berikut:

i) 25.0 cm3 larutan EC2 untuk menghasilkan larutan campuran S.

ii) 25.0 cm3 larutan EC4 dan 60 cm3 EC5 untuk menggantikan masing-

masing larutan campuran EC1 dan EC3 untuk memperoleh larutan

campuran T.

Keputusan.

Campuran Campuran REC1 + EC3

Campuran SEC2 + EC3

Campuran TEC4 + EC5

Percubaan P1 P2 P3 μ P1 P2 P3 μ P1 P2 P3 μ

Suhu tertinggi/°C 31 32 30 31 29 29 29 29 30 32 30 30

Suhu awal/°C 28 28 28 28 27 27 27 27 27 28 27 27

Peningkatan suhu °C 3 4 2 3 2 2 2 2 3 4 3 3

Pengiraan:

Campuran R

HCl (ak) + NaOH (ak) → NaCl (ak) + H2O (ce)

Isipadu HCl 25cm3

Kemolaran HCl 1.0 moldm-3

Isipadu NaOH 60cm3

Kemolaran NaOH 1.0 moldm-3

Suhu awal HCl, ti 28°C

Suhu tertinggi larutan campuran R, tf 31°C

Peningkatan suhu, ∆_t= tf-ti 3°C

Bil mol, HCl Bil mol, NaOH

= mV1000

= (1.0)(25)1000

= 0.025

= mV1000

= (1.0)(60)1000

= 0.060

* m=kemolaran, v=isipadu

1 mol HCl bertindak balas dengan 1 mol NaOH untuk membentuk 1 mol air.

Oleh itu, 0.0025 mol HCl bertindak balas dengan 0.025 mol NaOH untuk

membentuk 0.0025 mol air.

Haba peneutralan, ∆H Haba peneutralan, ∆H = Q/(bil mol)

Jisim larutan campuran,m=(isipadu larutan)(ketumpatan larutan)= (25 + 60)cm3 x (1.0gcm-3)

= (85 cm3)x(1.0gcm-3)

= 85g

= (mc∆_t)/ (bil mol air)

= (1071J)/ (0.025 mol)

= 42840 J mol-1

= -42.84 kJ mol -1

∆H = mcƟ

= (25 + 60) (4.2)(3)

= 1071 J

Semua tindak balas peneutralan adalah eksotermik. Oleh itu, haba peneutralan asid hidroklorik dan natrium hidroksida adalah -42.84 kJ mol-1.

Campuran S

H2SO4 (ak) + 2NaOH (ak) → Na2SO4 (ak) + 2H2O (ce)

Isipadu H2SO4 25cm3

Kemolaran asid H2SO4 1.0 moldm-3

Isipadu NaOH 60cm3


Suhu awal H2SO4, ti 27°C

Suhu tertinggi larutan campuran S, tf 29°C


Bil mol, H2SO4 Bil mol, NaOH

= mV1000

= (1.0)(25)1000

= 0.025= 0.025 (2) →* H2SO4

= 0.050

= mV1000

= (1.0)(60)1000

= 0.060


1 mol H2SO4 bertindak balas dengan 2 mol NaOH untuk membentuk 2 mol air.

Dalam tindakbalas ini, 0.025 mol H2SO4 bertindak balas dengan 0.025 mol

NaOH untuk membentuk 0.025 mol air.



= (110 cm3)x(1.0gcm-3)

= 110g


= (924J)/ (0.050 mol)

= 18480 J mol-1

= 18.48 kJ mol-1

= 18.48 (2)

= -36.96 kJ mol -1 ∆H = mcƟ

= (50 + 60) (4.2)(2)

= 924 J

Tindakbalas peneutralan ini adalah eksotermik dan haba peneutralan asid

sulfurik dan natrium hidroksida adalah -36.96 kJ mol-1.

Campuran S


Isipadu H2SO4 25cm3

Kemolaran asid H2SO4 1.0 moldm-3

Isipadu NaOH 60cm3


Suhu awal H2SO4, ti 27°C

Suhu tertinggi larutan campuran S, tf 29°C


Bil mol, H2SO4 Bil mol, NaOH

= mV1000

= (1.0)(25)1000

= 0.025= 0.025 (2)

= mV1000

= (1.0)(60)1000

= 0.060


1 mol H2SO4 bertindak balas dengan 2 mol NaOH untuk membentuk 2 mol air.

Dalam tindakbalas ini, 0.025 mol H2SO4 bertindak balas dengan 0.025 mol

NaOH untuk membentuk 0.025 mol air.



= (85 cm3)x(1.0gcm-3)

= 85g


= (714)/ (0.025 mol)

= 28560 J mol-1

= - 28.56 kJ mol -1

∆H = mcƟ

= (25 + 60) (4.2)(2)

= 714 J


sulfurik dan natrium hidroksida adalah - 28.56 kJ mol-1

Campuran T

HNO3 (ak) + KOH (ak) → KNO3 (ak) + H2O (ce)

Isipadu HNO3 25cm3

Kemolaran HNO3 1.0 moldm-3

Isipadu KOH 60cm3

Kemolaran KOH 1.0 moldm-3

Suhu awal HNO3, ti 27°C

Suhu tertinggi larutan campuran R, tf 30°C


Bil mol, HNO3 Bil mol, KOH

= mV1000

= (1.0)(25)1000

= 0.025

= mV1000

= (1.0)(60)1000

= 0.060


1 mol HNO3 bertindak balas dengan 2 mol KOH untuk membentuk 2 mol air.

Dalam tindakbalas ini, 0.025 mol HNO3 bertindak balas dengan 0.025 mol

KOH untuk membentuk 0.025 mol air.



= (85 cm3)x(1.0gcm-3)

= 85g


= (1071J)/ (0.025 mol)

= 42840 J mol-1

= - 42.84 kJ mol -1

∆H = mcƟ

= (25 + 60) (4.2)(3)

= 1071 J


nitrik dan kalium hidroksida adalah - 42.84 kJ mol-1

Perbincangan:

Semasa melaksanakan eksperimen ini, didapati bahawa tindak balas yang

berlaku adalah tindakbalas eksotermik iaitu pembebasan tenaga ke

persekitaran. Semasa membandingkan haba peneutralan, tanda negatif

hendaklah diabaikan kerana ianya hanya mewakili simbol pembebasan

tenaga ke persekitaran.

Haba peneutralan akan dipengaruhi oleh bes asid. Asid monobes seperti

asid hidroklorik, HCl dan asid nitrik, HNO3 akan menghasilkan 1 mol asid

monobes yang akan bertindak dengan 1 mol ion OH- (alkali) untuk

menghasilkan 1 mol air.

Asid Hidroklorik, HCl;


Asid Nitrik, HNO3;


Sekiranya asid dwibes seperti asid sulfurik, H2SO4 akan dineutralkan dengan

lengkap oleh 2 mol NaOH dan menghasilkan 2 mol air seperti berikut:

Asid Sulfurik, H2SO4;


Semasa melaksanakan eksperimen ini, asid hidroklorik dan asid nitrik

telah menghasilkan haba peneutralan masing-masing sebanyak - 42.84 kJ

mol-1. Namun, apa yang berlaku tindakbalas antara asid sulfurik dan alkali

mengalami keralatan yang menyebabkan haba peneutralan yang berlaku

tidak normal. Haba peneutralan yang dihasilkan adalah - 28.56 kJ mol-1 dan

jumlah ini sepatutnya adalah lebih besar daripada haba peneutralan yang

dihasilkan oleh asid hidroklorik dan asid nitrik iaitu -57.50 kJ mol-1.

Ralat hasil ini kemungkinan disebabkan oleh faktor kesilapan semasa

melaksanakan proses malaksanakan prosedur bagi campuran S. Larutan

asid sulfurik tidak dituang dengan secepat yang mungkin dan secermat yang

boleh agar haba tidak terbebas ke persekitaran.

Soalan:

1. Tuliskan persamaan ion untuk tindakbalas yang terlibat dalam

campuran R, S dan T.

Persamaan lengkap

Campuran Persamaan lengkap

R HCl (ak) + NaOH (ak) → NaCl (ak) + H2O (ce)

S H2SO4 (ak) + 2NaOH (ak) → Na2SO4 (ak) + 2H2O (ce)

T HNO3 (ak) + KOH (ak) → KNO3 (ak) + H2O (ce)

Persamaan ionCampuran Persamaan ion

R Na+ + Cl- → NaCl H+ + OH- → H20

S Na+ + SO4- → NaSO4 2H+ + 2OH- → 2H2O

T K+ + NO3- → KNO3 H+ + OH- → H2O

2. Bandingkan nilai haba peneutralan yang diperolehi bagi campuran

tersebut dan terangkan mengapa tiga campuran tersebut berbeza atau

sama di antara dua nilai yang diperolehi.

i) Campuran R dan S

Campuran R S

Bahan tindak balas HCl (ak) + NaOH (ak) H2SO4 (ak) + 2NaOH (ak)

Haba peneutralan -42.84 kJ mol-1 - 28.56 kJ mol-1 (Ralat)

>-57.30 kJ mol-1

(Anggaran yang betul)

Haba peneutralan campuran S sepatutnya adalah lebih tinggi daripada

campuran R. Ia disebabkan campuran S merupakan hasil peneutralan antara

asid dwibes dengan alkali kuat.


Nilai haba peneutralan adalah dua kali ganda apabila asid sulfurik dineutralkan

natrium hidroksida untuk menghasilkan air. Hal ini disebabkan oleh asid sulfurik

menghasilkan 2 mol ion hidrogen menunjukkan ianya bersifat asid diprotik.

H2SO4 → 2H+ + SO4-

Oleh itu, 2 mol ion hidrogen bertindak balas dengan alkali untuk menghasilkan 2

mol air:

2H+ + 2OH- → 2H2O




ii) Campuran R dan T

Campuran R T

Bahan tindak balas HCl (ak) + NaOH (ak) HNO3 (ak) + KOH (ak)

Haba peneutralan -42.84 kJ mol-1 -42.84 kJ mol-1

Haba peneutralan campuran R dan T adalah sama yang mana campuran R dan

T adalah sama yang mana campuran R dan T adalah hasil campuran asid

monobes dengan alkali kuat.

iii) Campuran S dan T

Campuran S T

Bahan tindak balas H2SO4 (ak) + 2NaOH (ak) HNO3 (ak) + KOH (ak)

Haba peneutralan - 28.56 kJ mol-1 (Ralat) -42.84 kJ mol-1

>-57.30 kJ mol-1

(Anggaran yang betul)

Haba peneutralan campuran S sepatutnya adalah lebih tinggi daripada

campuran T. Ia disebabkan campuran S merupakan hasil peneutralan antara

asid dwibes dengan alkali kuat.


Nilai haba peneutralan adalah dua kali ganda apabila asid sulfurik dineutralkan

natrium hidroksida untuk menghasilkan air. Hal ini disebabkan oleh asid sulfurik

menghasilkan 2 mol ion hidrogen menunjukkan ianya bersifat asid diprotik.

H2SO4 → 2H+ + SO4-

Oleh itu, 2 mol ion hidrogen bertindak balas dengan alkali untuk menghasilkan 2

mol air:

2H+ + 2OH- → 2H2O

3. Haba peneutralan di antara asid kuat dan alkali kuat ialah -57.3 kJ mol -1.

Cadangkan dua cara untuk meningkatkan prosedur agar semasa amali

anda dapat memperolehi nilai -57.3 kJ mol-1 tersebut?

Setelah larutan asid hidroklorik, asid nitrik dan asid sulfurik dikeluarkan

dari bekasnya, hendaklah tabung uji ditutup atau menuangnya ke

campuran alkali secepat untuk mengelakkan habanya terbebas ke

persekitaran.

Pastikan suhu larutan asid diambil setelah beberapa seketika untuk

memastikan suhu stabil diperolehi.

Bacaan suhu pada termometer diperhatikan dengan sebaiknya dan suhu

tertinggi yang diperoleh diambil

4. Adakah haba peneutralan di antara asid kuat dan alkali lemah adalah

tinggi atau rendah daripada -57.3 kJ mol-1? Terangkan.

Haba peneutralan antara asid kuat dan alkali lemah adalah tinggi daripada -57.3

kJ mol-1 kerana asid kuat akan mengion secara lengkap di dalam air. Hal ini

kerana semua ion hidrogen akan terion serta dapat dineutralkan oleh ion

hidroksida OH+ tanpa menggunakan haba yang terhasil daripada tindak balas

peneutralan.

Sebagai tambahan, asid lemah mengion secara separa di dalam air dan

hanya sebilangan kevil ion hidrogen terhasil dan kebanyakan molekul asid lemah

wujud sebagai molekul tak terion. Molekul tak terion memerlukan tenaga haba

untuk memutuskan ikatan molekul asid lemah tersebut agar pengionan lengkap

berlaku. Oleh itu, hanya sebahagian haba peneutralan yang terhasil digunakan

untuk mengionkan molekul asid lemah. Hal ini menyebabkan haba peneutralan

asid lemah adalah lebih rendah daripada --57.3 kJ mol-1.

Kesimpulan:

Asid hidroklorik dan asid nitrik merupakan asid monobes. Oleh itu kedua-dua

asid tersebut menghasilkan haba peneutralan sebanyak -42.84 kJ mol-1 dengan

alkali kuat. Manakala asid sulfurik yang mana merupakan asid kuat, dwibes

menghasilkan haba peneutralan lebih tinggi daripada asid monobes seperti asid

hidroklorik dan asid nitrik. Oleh itu, haba peneutralan bagi asid sulfurik (asid

dwibes) adalah lebih tinggi sebanyak 2 kali ganda daripada haba peneutralan

asid hidroklorik dan asid nitrik (asid monobes).

Rujukan:

Brown, T.L., Lemay,H.E. and Bursten, B.E. (2000) Chemistry-The central science.

Eighth Edition, New Jersey: Prentice Hall.

Pek Soo, T. (2004). Siri Teks Referens SPM Kimia. Petaling Jaya; Pearson Longman Sdn. Bhd.

McMurry,J. and Fay,R.C. (2001) Chemistry. Third Edition, NewJersey: Prentice Hall.

Internet

Transtutors (2012). Heat of Neutralization. Diambil daripada http://www.transtutors.com/chemistry-homework-help/chemical-thermodynamics/heat-of-neutralization.aspx. Dilayari pada 13 Febuari 2013.

Determination of Enthalphy Change. Dimuat turun pada 09 Februari 2011, di http://www.tutorvista.com/content/chemistry/chemistry-iii/thermodynamics/enthalpy-change.php#section7

Heat of Neutralisation of Acid and Base. Dimuat turun pada 09 Februari 2011, dihttp://www.tutorvista.com/chemistry/heat-of-neutralisation-of-acidand-base

http://www.tutorvista.com/chemistry/heat-of-neutralisation-of-%09acidand-base

http://www.tutorvista.com/chemistry/heat-of-neutralisation-of-%09acidand-base

http://www.transtutors.com/chemistry-homework-help/chemical-thermodynamics/heat-of-neutralization.aspx

http://www.transtutors.com/chemistry-homework-help/chemical-thermodynamics/heat-of-neutralization.aspx

amali 1 eksperimen 1

Documents