LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK (LKPD) PENENTUAN ENTALPI REAKSI Kelompok :................................................................. Anggota : 1.............................................................. 2.............................................................. 3.............................................................. 4.............................................................. 5.............................................................. Mata Pelajaran : Kimia Kelas/Semester : Kelas XI/Semester Ganjil Materi Pembelajaran : Termokimia (Reaksi Eksoterm dan Reaksi Endoterm) Alokasi Waktu : 2 x 45 menit (1 x pertemuan) Pertemuan ke- : 1 (satu)
Kompetensi Dasar 3.5 Menentukan ∆H reaksi berdasarkan hukum Hess, data perubahan entalpi pembentukan standar, dan data energi ikatan. 4.5 Merancang, melakukan, dan menyimpulkan serta menyajikan hasil percobaan penentuan ∆H suatu reaksi. Indikator Pengetahuan : 3.5.1. Menjelaskan pengertian dari entalpi reaksi 3.5.2. Menjelaskan pengertian dari reaksi endoterm 3.5.3. Menjelaskan pengertian dari reaksi eksoterm 3.5.4. Menyebutkan perbedaan dari reaksi endoterm dan reaksi eksoterm 3.5.5. Menyebutkan beberapa proses yang termasuk ke dalam reaksi endoterm 3.5.6. Menyebutkan beberapa proses yang termasuk ke dalam reaksi endoterm 3.5.7. Menuliskan contoh dari reaksi endoterm beserta harga entalpinya 3.5.8 Menuliskan contoh dari reaksi eksoterm beserta harga entalpinya Indikator Keterampilan : 4.5.1. Mengajukan rumusan masalah dari sebuah wacana terkait penentuan entalpi reaksi 4.5.2. Melakukan instalasi aplikasi ORCA, Notepad++, dan Avogadro 4.5.3. Menginput file ORCA melalui perangkat Notepad++ 4.5.4. Menjalankan file input ORCA dengan Windows PowerShell 4.5.5. Mengidentifikasi hasil penentuan entalpi reaksi dari aplikasi yang telah dilakukan 4.5.6. Menyimpulkan penentuan entalpi reaksi berdasarkan percobaan yang telah dilakukan 4.5.7. Menyajikan hasil penentuan entalpi reaksi berdasarkan aplikasi Petunjuk Penggunaan LKPD : 1. Setiap siswa harus membaca LKPD ini dengan seksama 2. Diskusikan setiap pertanyaan dan permasalahan yang ada dalam LKPD ini melalui diskusi dengan sesama anggota kelompok 3. Jika ada pertanyaan atau hal yang tidak dimengerti mintalah bantuan guru untuk menjelaskannya.
a. Stimulation (Pemberian Ransangan) : Bacalah wacana di bawah ini dengan cermat ! Pada suatu pertandingan sepak bola terkadang pemain mengalami tackling atau terjatuh. Pada saat itu petugas kesehatan tim akan segera masuk ke lapangan dan menyeka bagian yang sakit dengan kantong penyeka portable. Kantong penyeka portable ini digunakan untuk mengantisipasi terjadinya keram atau terkilir pada pemain bola. Terdapat dua jenis kompres portabel yaitu cold pack dan hot pack. Pada kantong penyeka cold pack bagian dalam kantong tersebut berisi serbuk amonium nitrat dan bagian luar yang mudah pecah berisi air akan melarutkan amonium nitrat sehingga terjadi proses endoterm dengan penurunan suhu sebesar 18,6℃. Pada kantong penyeka hot pack berisi natrium tiosulfat cair serta bentuk kristal induk yang berada di pojok kemasan, apabila induk kristal ditekan maka akan terjadi proses kristalisasi pada natrium tiosulfat cair. Proses ini merupakan reaksi eksoterm dengan kenaikan suhu hingga 48℃. Begitu pula dengan reaksi kimia lainnya tentu akan disertai dengan reaksi eksoterm dan reaksi endoterm. Lalu bagaimana cara kalian menentukan jenis perubahan entalpi apakah yang terjadi pada ilustrasi di atas ? b. Problem Statement (Identifikasi Masalah) Tuliskan rumusan masalah yang kalian dapatkan dari wacana yang disajikan di atas ! ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................
c. Data Collection (Mengumpulkan Data) : Lakukan percobaan berikut terkait penentuan entalpi reaksi menggunakan aplikasi ORCA dan Avogadro. Sebelum melakukan percobaan, cermatilah alat dan bahan serta prosedur penggunaan aplikasi di bawah ini ! 1) Alat dan Bahan Alat : Laptop dan HP Bahan : Kuota internet Aplikasi Avogadro yang terintegrasi dengan Orca Orca (Web input library) Windows PowerShell Notepad++ 2) Prosedur penentuan entalpi reaksi sebagai berikut : Nilai parameter termodinamika ∆H° dari suatu reaksi kimia dapat diprediksi dengan bantuan komputasi menggunakan perangkat lunak Orca. Membuat folder perhitungan Orca molekul NH3. a) Search Windows PowerShell kemudian klik, maka akan muncul jendela Windows PowerShell. b) Kalimat paling bawah menandakan bahwa posisi kita sedang berada di Drive C:, folder users, dan folder Lenovo.
c) Masuk ke dalam windows eksplorer dan menuju alamat C:\Users\LENOVO>. Kemudian buat folder baru, misal folder dengan nama Auliana, seperti yang terlihat pada gambar berikut : d) Masuk ke dalam folder Auliana kemudian membuat folder lagi dengan nama molekul yang akan kita hitung menggunakan Orca, misal nh3. Membuat molekul NH3 pada aplikasi Avogadro a) Pertama, buka aplikasi avogadro yang telah terinstal b) Lalu untuk membuat suatu unsur klik “Element” kemudian pilih unsur yang akan dibuat, misalnya NH3.
c) Kemudian klik pada lembar kerja untuk membuat NH3. d) Selanjutnya klik “Auto Optimization Tool” lalu klik star dan klik stop. e) Klik “Extensions” kemudia pilih “Orca” dan pilih “Generate Orca Input”.
f) Kemudian pada bagian comment isikan “orbital molecular of NH3” lalu pada bagian callculation pilih “Geometry Optimization”. g) Pada bagian bawah diisi dengan “! RHF OPT STO-3G LargePrint”, lalu klik “Generate” untuk menyimpan.
h) Kemudian untuk menyimpan simpan pada Disk C pada folder yang sudah dibuat yaitu”Auliana” masuk ke folder nh3 dan beri nama “nh3.inp” dan klik simpan. i) Selanjutnya buka “Windows PowerShell”. j) Selanjutnya ketik chdir dan salin alamat penyimpanan data inp.
k) Kemudian klik enter dan isi dengan orca nh3.inp > nh3.out dan klik enter. l) Selanjutnya biarkan program orca berjalan dan tunggu hingga muncul baris katakata baru di bawah. Menghitung Penentuan Entalpi dari Suatu Reaksi Kimia N2 (g) + 3H2(g) → 2NH3(g) ∆ ° = ∑ ° − ∑ ° ∆ ° = (3 ° ) − (2 ° + 32 ° ) Nilai H° untuk NH3 dapat diperoleh pada file output nh3.out. Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut : a) Buka Notepad++ b) Klik File → Open dan masuk ke dalam folder C:\Users\LENOVO\Auliana\nh3, kemudian pilih file nh3.out dan klik Open. c) Kemudian tekan tombol Ctrl + F pada keyboard d) Ketikkan Total Enthalpy pada kotak Find what, maka akan dibawa menuju bagian yang terdapat tulisan Total Enthalpi pada file nh3.out dan akan terlihat nilai total entalpi dari molekul NH3. e) Selanjutnya, menghitung molekul N2 dan H2 sama seperti yang sudah dilakukan sebelumnya yaitu melalui file out nya f) Setelah diperoleh H untuk masing-masing molekul, gunakan rumus berikut untuk menghitung ∆ ° . ∆ ° = (3 ° ) − (2 ° + 32 ° )
d. Data Processing (Pengolahan Data) Berdasarkan prosedur percobaan di atas, tentukan nilai ∆H° dari reaksi kimia berikut ini dengan menggunakan aplikasi Avogadro, Orca dan juga Notepad++ : Reaksi Komputasi Eksperimen (kJ/mol) %eror 2 + 32 → 23 -165,4 22 + 2 → 24 -203,9 2 + 42 → 4 + 22 -245,3 22 → 24 -845,7 3 + 32 → 32 -935,5 Jawablah beberapa pertanyaan berikut ini ! 1) Apakah yang kalian ketahui terkait entalpi reaksi ? Jawab : .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... 2) Apakah yang kalian ketahui terkait reaksi eksoterm dan reaksi endoterm ? Jawab : .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... 3) Apakah ciri dari reaksi eksoterm dan bernilai apakah entalpi reaksinya ? Jawab : .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... 4) Apakah ciri dari reaksi endoterm dan bernilai apakah entalpi reaksinya ? Jawab : .......................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................
5) Sebutkan beberapa contoh proses yang termasuk ke dalam reaksi endoterm ! Jawab : .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... 6) Sebutkan beberapa contoh proses yang termasuk ke dalam reaksi eksoterm ! Jawab : .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... e. Verifikasi Carilah informasi di internet atau buku terkait penentuan entalpi reaksi untuk memeriksa jawaban atas pertanyaan, lalu kumpulkan LKPD yang telah dikerjakan kemudian perwakilan peserta didik masing-masing kelompok menyampaikan hasil kerja kelompoknya ! f. Generalisasi (Penarikan Kesimpulan) Tuliskan kesimpulan atas hasil uji dari percobaan yang telah dilakukan! Jawab : ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................. -Selamat Bekerja-