4 Contoh Soal Kalorimeter Sederhana Dan Bom Beserta Penyelesaiannya | Materi Kimia Kelas 11

Kalorimeter dan Kalorimeter Bom merupbakal salah satu materi nan siswa pelajari dalam mata pelaliran IPA. ⚗️🤓

Keduanya mempunyai kaitan nan erat sehingga siswa pelajari secara bersama-sama layaknya materi lain dalam mata pelaliran ini.

Untuk lebih paham, Anda bisa belajar dari contoh soal kalorimeter sederhana dan peledak serta penjelasannya nan komplit ada di tulisan ini. Yuk, pelajari bersama-sama. 👇

Contoh Soal Kalorimeter Sederhana dan Penyelesaiannya 1

Pada sebuah penelitian dengan kalorimeter sederhana, 0,1 mol padatan garam dapur (NaCl) dilarutkan ke dalam air. Saat proses pelarutan terjadi, suhu larutan mengalami penurunan sebesar 5o C. 

Apabila diketahui kapabilitas kalor larutannya adalah sebesar 2 kJ/C dan kapabilitas kalorimeter diabaikan, maka tentukanlah kalor retindakan pelarutan (q)?

Penyelesaian

Diketahui:

Perubahan suhu (ΔT) = − 5o C(Turun)

Kapasitas kalor larutan (C larutan) = 2 kJ/o C

Kapasitas kalorimeter (C kalorimeter ) = 0

Mol unsur nan dilarutkan (n) = 0,1 mol

Ditanya:

Kalor retindakan (q reaksi)?

Rumus Dasar:

Kalor terserap/dilepaskan larutan (q larutan): q larutan = C larutan x ΔT 

Kalor retindakan (q retindakan ) : q retindakan = −(q larutan +q kalorimeter )

Karena q kalorimeter = 0, maka q retindakan = −q larutan

Perhitungan:

Hitung kalor larutan (q larutan ) : q larutan = C larutan x ΔT 

q larutan = (2 kJ/oC) x (−5o C)

q larutan = −10 kJ

(Nilai negatif dikarenbakal larutan melepaskan kalor, adanya penurunan suhu lantaran kalor diserap pada saat proses pelarutan/reaksi).

Tentukan kalor retindakan (q retindakan ) : q retindakan = −q larutan

​q retindakan = −(−10 kJ)

q retindakan = +10 kJ

Jawaban:

Jadi, besaran kalor retindakan pelarutan (q) adalah sebesar +10 kJ.

(Nilai positif adalah tkamu bahwa reaksi/proses pelarutan adalah endoterm, artinya sistem (garam) menyerap kalor sebesar 10 kJ dari larutan/lingkungan nan menyebabkan suhu larutan turun).

Contoh Soal Kalorimeter Sederhana dan Penyelesaiannya 2

Dalam sebuah kalorimeter sederhana terjadi retindakan 50 mL larutan NaOH 1,0 M dan 50 mL larutan HCl 1,0 M dengan suhu awal 25,0 oC. Setelah pencampuran, suhu larutan mengalami peningkatan sehingga menjadi 31,5 oC.

Hitunglah perubahan entalpi retindakan netralisasi nan bakal terjadi (ΔH dalam kJ/mol air)! (Anggap massa jenis larutan adalah sebesar 1 g/mL dan kalor jenis larutan adalah senilai 4,2 J/goC).

Penyelesaian

1. Retindakan dan Penentuan Mol Air (H2O)

Retindakan netralisasi nan terjadi adalah:

NaOH(aq) + HCl(aq) →NaCl(aq) + H2O(l)

Hitung mol reaktan dengan cara:

Mol NaOH:

Mol = 50 mL x (1 L/1000 mL) x 1,0 M = 0,050L x 1,0 M = 0,050 mol

Mol HCl:

Mol = 50 mL x (1 L/1000 mL) x 1,0 M = 0,050L x1,0 M = 0,050 mol

Karena mol NaOH dan HCl jumlahnya sama dan reaksinya terjadi dalam pertimpalan 1:1, maka tidak ada peretindakan pembatas, dan 0,050 mol H2O terbentuk.

2. Hitung Kalor Larutan (q larutan)

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 perubahan suhu (ΔT):

ΔT = T akhir − T awal

​ΔT = 31,5 oC − 25,0 oC = 6,5 oC

c. Hitung kalor larutan (q larutan):

q larutan = m x c x ΔT

q larutan = 100 g x 4,2 J/g oC x 6,5 oC

q larutan = 2730 J

3. Hitung Perubahan Entalpi (ΔH)

a. Hitung kalor retindakan (q retindakan ):

Karena kalorimeter diabaikan (C kalorimeter = 0), maka:

q retindakan = −q larutan

​q retindakan = −2730 J

Konversi ke kJ : q retindakan = −2730 J/1000 J/kJ = −2,73 kJ

b. Hitung Perubahan Entalpi (ΔH) per mol H2O: 

ΔH = q retindakan / mol H2O

ΔH = −2,73 kJ/0,050 mol

ΔH = −54,6 kJ/mol

Jawaban

Jadi, perubahan entalpi retindakan netralisasi nan bakal terjadi adalah −54,6 kJ/mol air nan terbentuk. (Nilainya negatif lantaran menunjukkan bahwa retindakan adalah eksoterm, sesuai dengan kenaikan suhu larutan).

Contoh Soal Kalorimeter Sederhana dan Penyelesaiannya 3

Pada sebuah kalorimeter sederhana terjadi retindakan 50 mL larutan HCl 0,4 M dan 50 mL larutan KOH 0,4 M. Akibat dari retindakan ini, suhu larutan mengalami kenaikan sebesar 7oC. 

Hitunglah perubahan entalpi retindakan nan 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/goC).

Penyelesaian

1. Retindakan dan Penentuan Mol Air (H2O)

Retindakan netralisasi nan 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

Dikarenbakal mol HCl dan KOH sama (0,02 mol) dan beretindakan dengan pertimpalan 1:1, maka 0,02 mol H2O terbentuk.

2. Hitung Kalor Larutan (q larutan)

Diketahui:

ΔT = 7oC

c = 4,2 J/goC

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/goC x 7oC

q larutan = 2940 J

3. Hitung Perubahan Entalpi (ΔH)

a. Hitung kalor retindakan (q retindakan ):

Kalor retindakan (q retindakan ) adalah negatif dari kalor larutan (q larutan ) lantaran kalorimeter diabaikan:

q retindakan = −q larutan

​q retindakan = −2940 J

Konversi ke kJ:

q retindakan = −2940 J / 1000 J/kJ = −2,94 kJ

b. Hitung Perubahan Entalpi (ΔH) per mol H2O:

ΔH = q retindakan /mol H2O

ΔH = −2,94 kJ / 0,02 mol

ΔH = −147 kJ/mol

Jawaban

Jadi, perubahan entalpi (ΔH) retindakan nan terjadi adalah sebesar −147 kJ/mol air.

(Tkamu negatif adalah tkamu bahwa retindakan melepaskan kalor (eksoterm) sesuai dengan kenaikan suhu larutan).

Contoh Soal Kalorimeter Bom dan Penyelesaiannya 1

Sebuah sampel senyawa organik mempunyai berat 2 gram dan dibakar secara sempurna dalam kalorimeter bom. Kalorimeter tersebut diketahui mempunyai 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 daya dalam (ΔU) pada retindakan pembakaran sampel tersebut (dalam kJ)? (Kalor jenis air (cair) adalah 4,2 J/goC).

Penyelesaian

Perlu diketahui bahwa perubahan daya dalam (ΔU) dalam kalorimeter peledak adalah sama dengan kalor retindakan (q reaksi). Kalor retindakan merupbakal negatif dari total kalor nan terserap oleh air dan kalorimeter.

ΔU = q reaksi

​q retindakan = −(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

2. Hitung Kalor nan Diserap Air (q air)

q air = m air x c air x ΔT

q air = 2000 g x 4,2 J/goC x 2,5 oC

q air = 8400 x 2,5 J

q air = 21.000 J

3. Hitung Kalor nan Diserap Kalorimeter (q kalorimeter)

q kalorimeter = C kalorimeter x ΔT

q kalorimeter = 1 kJ/oC x 2,5oC

q kalorimeter = 2,5 kJ

Konversi q air ke kJ agar satuannya seragam:

q air = 21.000 J / 1000 J/kJ = 21 kJ

4. Hitung Perubahan Energi Dalam (ΔU)

ΔU = q retindakan = −(q air +q kalorimeter )

ΔU = −(21 kJ+2,5 kJ)

ΔU = −23,5 kJ

Jawaban

Perubahan daya dalam (ΔU) untuk retindakan pembakaran sampel tersebut adalah −23,5 kJ.

(Nilai negatif menunjukkan bahwa retindakan melepaskan daya ke lingkungan (eksoterm), sesuai dengan kenaikan suhu nan teramati).

Penutup

Itulah beberapa contoh soal kalorimeter sederhana dan peledak beserta penyelesaiannya nan komplit sehingga bisa Anda jadikan bahan untuk belajar di rumah secara mandiri. ⚗️🤓

Dengan semakin mengulas alias memtelaah contoh soal kalorimeter sederhana dan peledak beserta penyelesaiannya seperti di atas, maka pemahamanmu pun bakal semakin dalam.

Terima kasih telah menyimak hingga sejauh ini. Semoga bermanfaat! ☺️

FAQ

Klik dan dapatkan info kost di dekat kampus idamanmu:

Kost Dekat UGM Jogja

Kost Dekat UNPAD Jatinangor

Kost Dekat UNDIP Semarang

Kost Dekat UI Depok

Kost Dekat UB Malang

Kost Dekat Unnes Semarang

Kost Dekat UMY Jogja

Kost Dekat UNY Jogja

Kost Dekat UNS Solo

Kost Dekat ITB Bandung

Kost Dekat UMS Solo

Kost Dekat ITS Surabaya

Kost Dekat Unesa Surabaya

Kost Dekat UNAIR Surabaya

Kost Dekat UIN Jakarta