Asam benzoat murni (AHCH,COOH = -3.277 kJ/mol) sebanyak 0,220 gram dimasukkan ke dalam kalorimeter bom yang berisi 1.200 g air (kapasitas kalor kalorimeter = 1.365 J/°C; kalor jenis air 4,18 J/g °C). Hitunglah kenaikan suhu kalorimeter yang terjadi. (A, C = 12, O= 16, H = 1)
bntu sma pnjelsanya
bntu sma pnjelsanya
Jawaban:
Untuk menghitung kenaikan suhu kalorimeter yang terjadi ketika asam benzoat (C7H6O2) bereaksi dengan air, kita dapat menggunakan prinsip kalor yang masuk sama dengan kalor yang keluar. Kalor yang masuk datang dari pembakaran asam benzoat, dan kalor yang keluar adalah kenaikan suhu air dan kalorimeter.
Langkah pertama adalah menghitung kalor yang dihasilkan dari pembakaran asam benzoat (AHCH2COOH). Kita tahu bahwa perubahan entalpi pembentukan standar (ΔHf°) untuk asam benzoat adalah -3.277 kJ/mol.
Kita perlu menghitung jumlah mol asam benzoat yang digunakan:
Massa asam benzoat (m) = 0.220 g
Massa molar asam benzoat (C7H6O2) = (7 × 12.01 g/mol) + (6 × 1.01 g/mol) + (2 × 16.00 g/mol) = 122.08 g/mol
Jumlah mol asam benzoat = (0.220 g) / (122.08 g/mol) ≈ 0.00180 mol
Selanjutnya, kita dapat menghitung kalor yang dihasilkan selama pembakaran asam benzoat dengan mengalikan jumlah molnya dengan perubahan entalpi pembentukan:
Kalor yang dihasilkan = ΔHf° × jumlah mol = (-3.277 kJ/mol) × 0.00180 mol ≈ -0.00590 kJ
Selanjutnya, kita perlu menghitung kalor yang dihasilkan oleh kenaikan suhu air dan kalorimeter. Kita bisa menggunakan rumus:
Q = m × C × ΔT
Di mana:
- Q adalah kalor (dalam joule).
- m adalah massa (dalam gram).
- C adalah kalor jenis (dalam J/g°C).
- ΔT adalah perubahan suhu (dalam °C).
Untuk air:
- Massa air (m_air) = 1.200 g
- Kalor jenis air (C_air) = 4.18 J/g°C
- Kalorimeter (C_kalorimeter) = 1.365 J/°C (jangan lupa mengonversi kapasitas kalor kalorimeter ke joule).
Kita akan mencari perubahan suhu (ΔT) yang merupakan kenaikan suhu air dan kalorimeter:
- Q_asam benzoat = Q_air + Q_kalorimeter
- -0.00590 kJ = (1.200 g + 1.365 J/°C × ΔT) × 4.18 J/g°C × ΔT
Selanjutnya, kita dapat menyelesaikan persamaan ini untuk ΔT:
-0.00590 kJ = (1.200 g + 1.365 J/°C × ΔT) × 4.18 J/g°C × ΔT
Selanjutnya, kita bisa menyelesaikan persamaan ini untuk ΔT:
-0.00590 kJ = (5.016 g°C + 1.365 J/°C × ΔT) × ΔT
-0.00590 kJ = 5.016 g°C × ΔT + 1.365 J/°C × ΔT²
Kemudian, kita ubah satuan agar keseluruhan dalam joule:
-5.90 J = (5.016 g°C) × ΔT + (1.365 J/°C) × ΔT²
Kemudian, kita atur persamaan ini sebagai persamaan kuadrat dan selesaikan untuk ΔT. Delta T adalah kenaikan suhu kalorimeter yang sedang kita cari. Setelah mendapatkan nilai ΔT, konversikan kembali ke °C.
Dengan cara ini, Anda akan mendapatkan nilai kenaikan suhu kalorimeter yang terjadi saat asam benzoat bereaksi dengan air.