Thermochemistry — Measuring Heat in Chemical Reactions

10 eksperimen

Thermochemistry experiments quantify the heat absorbed or released during chemical and physical processes. Using calorimeters ranging from simple coffee-cup designs to sophisticated bomb calorimeters, students measure enthalpy changes and verify Hess's law — that enthalpy change depends only on initial and final states, not the reaction pathway.

Learning Objectives

Determine enthalpy of neutralization, dissolution, and combustion experimentally. Verify Hess's law using multi-step reactions. Calculate specific heat capacities. Understand the difference between system and surroundings, exothermic and endothermic processes, and calorimeter calibration.

Key Techniques

Coffee-cup calorimetry: mix reactants in an insulated container, measure temperature change, and calculate q = mcDeltaT. Bomb calorimetry: combust samples in a sealed oxygen-filled vessel and measure the water temperature rise. Calibrate calorimeters with a known reaction (e.g., benzoic acid combustion). Plot temperature vs. time to extrapolate the maximum temperature change.

Equipment Overview

Required: nested polystyrene cups (coffee-cup calorimeter), thermometer or temperature probe, magnetic stirrer, graduated cylinder, analytical balance. Advanced: bomb calorimeter, oxygen cylinder, ignition wire, Parr press for pellet formation.

Demonstrasi Reaksi Endotermik

Reaksi dingin barium hidroksida dan amonium tiosianat

Demonstrasikan reaksi yang sangat endotermik di mana campuran menjadi cukup dingin untuk membekukan air di bagian luar labu.

Intermediate (High School) · 20 min · 7 langkah

Entalpi Fusi Es

Mengukur energi yang diperlukan untuk melelehkan es

Tentukan entalpi fusi es dengan menambahkan massa es yang diketahui ke air hangat dan mengukur perubahan suhu.

Beginner (Middle School) · 25 min · 6 langkah

Kalorimetri Cangkir Kopi

Mengukur entalpi penetralan menggunakan kalorimeter sederhana

Tentukan entalpi penetralan HCl dan NaOH menggunakan kalorimeter cangkir polistirena.

Intermediate (High School) · 40 min · 6 langkah

Kapasitas Panas Spesifik Logam

Membandingkan kapasitas panas aluminium, tembaga, dan besi

Tentukan kapasitas panas spesifik beberapa logam menggunakan metode campuran dan bandingkan dengan nilai yang diterima.

Intermediate (High School) · 40 min · 7 langkah

Kimia Kompres Dingin

Mempelajari pelarutan endotermik amonium nitrat

Ukur perubahan suhu saat amonium nitrat larut dalam air, mendemonstrasikan proses pelarutan endotermik yang digunakan dalam kompres dingin instan.

Beginner (Middle School) · 20 min · 6 langkah

Kristalisasi Eksotermik Natrium Asetat

Mengukur panas yang dilepaskan selama kristalisasi seketika

Kuantifikasi panas yang dilepaskan selama kristalisasi natrium asetat lewat jenuh menggunakan kalorimetri.

Intermediate (High School) · 30 min · 6 langkah

Panas Pembakaran Magnesium

Menentukan ΔH menggunakan hukum Hess dan magnesium oksida

Tentukan entalpi pembakaran magnesium secara tidak langsung menggunakan hukum Hess, karena pengukuran langsung tidak praktis.

Advanced (University) · 50 min · 6 langkah

Pelarutan Tidak Selalu Eksotermik

Membandingkan perubahan suhu pelarutan garam berbeda

Bandingkan entalpi pelarutan garam berbeda (NaOH, CaCl₂, NH₄NO₃, KNO₃) untuk menunjukkan bahwa pelarutan bisa bersifat eksotermik atau endotermik.

Beginner (Middle School) · 25 min · 7 langkah

Simulasi Kalorimetri Bom

Mengukur kandungan energi makanan menggunakan kalorimetri

Ukur kandungan energi (kalori) berbagai bahan makanan dengan membakarnya dan mengukur panas yang dipindahkan ke air.

Intermediate (High School) · 45 min · 8 langkah

Verifikasi Hukum Hess

Mengkonfirmasi bahwa entalpi adalah fungsi keadaan menggunakan tiga reaksi

Verifikasi hukum Hess dengan mengukur perubahan entalpi tiga reaksi yang berkaitan dan menunjukkan bahwa ΔH1 + ΔH2 = ΔH3.

Advanced (University) · 60 min · 7 langkah