Eksperimen 1 : Haba Peneutralan Kod: SCE3109

Tujuan : Untuk mengukur haba peneutralan bagi :

i) Asid hidroklorik dan natrium hidroksida

ii) Asid sulfurik dan natrium hidroksida

iii) Asid nitrik dan kalium hidroksida

Teori :

Termokimia

Termokimia adalah kajian tentang perubahan haba dalam tindak balas kimia. Bahan

kimia mempunyai ikatan-ikatan di antara atom-atom atau molekul-molekul, bahan kimia

ini memerlukan tenaga untuk bercantum dan berpecah antara satu sama lain.

Perubahan haba akan wujud apabila suhu bahan kimia berubah setelah bertindak-

balas.

Tindak balas kimia

Terdapat 2 jenis tindak balas kimia iaitu:

1. Tindak balas Eksotermik

2. Tindak balas Endotermik

Tindak balas Eksotermik berlaku apabila bahan kimia yang berlainan dicampur atau

direaksikan untuk bertindak balas maka ini akan mengeluarkan/membebaskan haba ke

persekitaran seterusnya menjadikan suhu persekitaran lebih tinggi daripada haba

purata bahan-bahan kimia yang ditindak-balaskan.

Perubahan tenaga tindak balas Eksotermik ialah dari tenaga kimia kepada tenaga

haba.

Di antara contoh-contoh tindak balas Eksotermik ialah:

• Tindak balas pembakaran - Bahan bakar (bahan kimia yang mudah atau boleh

terbakar) bertindak balas dengan gas oksigen

• Tindak balas peneutralan - Tindak balas antara bahan kimia yang bersifat asid

dan alkali

• Tindak balas pepejal dengan air - Tindak balas ini berlaku terutama antara unsur

kumpulan I dalam jadual berkala dengan air kerana lebih reaktif

• Tindak balas logam reaktif dengan air - Tindak balas redoks, terdapat tindak

balas penurun dan tindak balas pengoksidaan

Haba peneutralan

Haba peneutralan ialah perubahan haba yang berlaku apabila 1 mol ion H+ daripada

asid untuk meneutralkan 1 mol ion OH- daripada alkali bagi menghasilkan garam dan

air.

H+ (ak) + OH- (ak) H2O (ce) ∆H = -57.3 kJmol-1

Asid + Bes / Alkali Garam + Air

Aras tenaga Tindak balas Eksotermik

Tindak balas peneutralan bagi asid nitrik dan larutan natrium hidroksida.

∆H = -53.7 kJ mol-1

HNO3 (ak) + NaOH (ak)

NaNo3 (ak) + H2O (ce)

Aras Tenaga

Haluan Tindak balas

Bahan dan Radas :

EC1 ialah 1.0 moldm-3 asid hidroklorik

EC2 ialah 1.0 moldm-3 larutan asid sulfurik

EC3 ialah 1.0 moldm-3 larutan akues natrium hidroksida

EC4 ialah 1.0 moldm-3 asid nitrik

EC5 ialah 1.0 moldm-3 larutan akues kalium hidroksida

Alat Radas :

25 cm3 pipet, termometer 0oC – 110oC (±0.2oC), 100 cm3 silinder penyukat, cawan

plastic dan botol pembasuh ( air suling )

Prosedur :

1. Pipet digunakan untuk memasukkan 25.0 cm3 EC1 ke dalam cawan plastik.

Suhu EC1 direkodkan sebagai suhu awal campuran R dalam jadual berikut.

2. Silinder penyukat digunakan untuk menambah 60 cm3 larutan EC3 ke dalam

cawan plastik yang mengandungi EC1.

3. Campuran R digoncangkan dengan berhati-hati dengan termometer dan suhu

tertinggi yang dicapai direkodkan ke dalam jadual berikut.

4. Campuran R daripada cawan plastik dituangkan. Kemudian cawan tersebut

dicuci dan dibilas dengan air suling.

5. Prosedur di atas diulang dengan menggunakan;

i) 25.0 cm3 EC2 menggantikan EC1 untuk menjadikan campuran S, dan

ii) 25.0 cm3 EC4 dan 60 cm3 EC5 untuk menggantikan EC1 dan EC3

masing-masing bagi memperolehi campuran T

Gambarajah :

Keputusan:

Campuran R

EC1 + EC3

Campuran S

EC2 + EC3

Campuran T

EC4 + EC5

Suhu tertinggi / 0C 34 39 33

Suhu awal / 0C 30 30 30

Pertambahan suhu / 0C 4 9 3

Perbincangan :

Dalam eksperimen ini, nilai haba peneutralan antara asid hidroklorik ( asid kuat )

dengan larutan natrium hidroksida ( alkali kuat ) ialah 57.12 kJ mol-1, manakala nilai

haba peneutralan antara asid sulfurik dengan larutan natrium hidroksida ialah 128.52 kJ

mol-1 dan nilai haba peneutralan bagi larutan asid nitrik dengan larutan kalium

hidroksida ialah 42.84 kJ mol-1. Berdasarkan keputusan didapati bahawa haba

peneutralan yang diperolehi dalam eksperimen ini adalah kurang daripada nilai teori

kerana sebahagian haba hilang ke persekitaran dan diserap oleh cawan plastik.

Beberapa langkah berjaga-jaga harus diambil semasa menjalankan eksperimen

ini. Suhu awal larutan natrium hidroksida, asid hidroksida, asid sulfuric, kalium

hidroksida dan asid nitrik diambil selepas thermometer telah dibiarkan dalam larutan itu

selama beberapa minit untuk memastikan larutan ini mencapai suhu sekata.

Asid hidroksida, asid sulfuric dan asid nitric harus dicampurkan kepada larutan

natrium hidroksida dengan secepat mungkin supaya tindak balas dapat diselesaikan

dalam masa yang singkat. Campuran juga hendaklah dikacau dengan perlahan-lahan

dan berterusan supaya suhu larutan sekata.

Bacaan thermometer harus diperhatikan sepanjang masa supaya suhu tertinggi

yang dicapai oleh campuran tindak balas dapat direkodkan. Selain itu, cawan yang

sesuai digunakan adalah dari jenis stryrofoam kerana ia menebatkan haba lebih baik

dari cawan plastik.

Semasa eksperimen juga, kipas elok ditutup kerana mengelakkan pengaliran

haba keluar dari cawan. Selain itu, eksperimen lebih jitu jika dilakukan dengan ulangan

tiga kali bagi memperolehi bacaan yang lebih tepat.

Kesimpulan :

Haba peneutralan bagi campuran asid dan alkali adalah berbeza antara satu sama lain.

Soalan :

1. Tuliskan persamaan ion untuk tindak balas yang terlibat dalam campuran R,S dan T

i. Campuran R

HCl + NaOH NaCl + H2O

ii. Campuran S

H2SO4 + 2NaOH NaSO4 + 2H2O

iii. Campuran T

HNO3 + KOH KNO3 + H2O

Persamaan ion = H(ak)+ + OH(ce)

- H2O (ce)

2. Bandingkan nilai haba peneutralan yang anda peroleh dalam:

i) Campuran R dan S

ii) Campuran R dan T

iii) Campuran S dan T

Haba peneutralan ( kJ mol-1)

i. Campuran R =

a. Haba yang dibebaskan = m x c x ∆T

= 85g x 4.2Jg-1c-1 x 40C

= 1428 J

* 1428J dibebaskan apabila 25 cm3 1 mol HCl bertindakbalas

b. Bilangan mol HCl (ak) = MV / 1000

= 1 x 25 cm3 / 1000

= 0.025 mol

*Daripada persamaan, 0.025 mol HCl menghasilkan 0.025 ml H2O

c. Haba peneutralan untuk tindakbalas campuran R

= 1428 J / 0.025 ml

= 57.120 kJ mol-1

ii. Campuran S

a. Haba yang dibebaskan = m x c x ∆T

= 85g x 4.2Jg-1c-1 x 90C

= 3213 J

* 3213J dibebaskan apabila 25 cm3 1 mol H2S04 bertindakbalas

b. Bilangan mol H2S04 (ak) = MV / 1000

= 1 x 25 cm3 / 1000

= 0.025 mol

*Daripada persamaan, 0.025 mol H2S04 menghasilkan 0.025 ml H2O

c. Haba peneutralan untuk tindakbalas campuran S

= 3213 J / 0.025 ml

= 128.52 kJ mol-1

iii. Campuran T

a. Haba yang dibebaskan = m x c x ∆T

= 85g x 4.2Jg-1c-1 x 30C

= 1071 J

* 1071J dibebaskan apabila 25 cm3 1 mol HNO3 bertindakbalas

b. Bilangan mol HNO3 (ak) = MV / 1000

= 1 x 25 cm3 / 1000

= 0.025 mol

*Daripada persamaan, 0.025 mol HNO3 menghasilkan 0.025 ml H2O

c. Haba peneutralan untuk tindakbalas campuran T

= 1071 J / 0.025 ml

= 42.84 kJ mol-1

i) Campuran R dan S

= 128.52 kJ – 57.12 kJ

= 71.4 kJ

ii) Campuran R dan T

= 57.12 kJ – 42.84 kJ

= 14.28 kJ

iii) Campuran S dan T

= 128.52 kJ – 42.84 kJ

= 85.68 kJ

Terangkan mengapa terdapat perbezaan atau persamaan antara dua nilai yang

anda bandingkan ?

Perbezaan yang terdapat pada dua nilai tersebut disebabkan oleh perbezaan

pertambahan suhu bagi ketiga-tiga campuran.

3. Haba peneutralan antara asid kuat dan bes kuat ialah -57.3 kJ mol-1. Cadangkan

dua cara untuk memeperbaiki prosedur yang telah dibuat bagi mendapatkan nilai

jawapan yang lebih tepat ?

i. Mempercepatkan proses kerana jika proses yang dilakukan dilambatkan,

maka suhu akan menurun.

ii. Mengambil bacaan pada takat yang tertinggi.

iii. Larutan diletakkan ke dalam bekas polisterina bagi mengelakkan berlaku

penyerapan haba.

4. Adakah haba peneutralan antara nilai kuat dengan asid lemah melebihi atau kurang

daripada -57.3 kJ mol-1 ?. Jelaskan jawapan anda.

Bacaan yang diperolehi adalah kurang daripada -57.3 kJ mol -1 kerana

kepekatan ion dalam asid lemah adalah rendah. Apabila berlaku tindakbalas,

maka haba yang dibebaskan adalah sedikit.

BIBLIOGRAFI

1. Eng Nguan Hong. (2001), Fokus Indigo SPM Kimia, Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd.

Selangor

2. Institut Pendidikan Guru. (2012), Modul SCE3109 Tenaga Dalam Kimia,

Kementerian Pelajaran Malaysia. Putrajaya.

3. Termokimia, diperoleh Ogos 20, 2013 dari http://ms.wikipedia.org/wiki/Termokimia

Lampiran

Larutan alkali dicampurkan ke dalam larutan asid

Bahan diambil menggunakan pipet

Bacaan diambil menggunakan termometer