Modul PdPr Kimia
Tingkatan 5
Tajuk :
Haba Peneutralan
Tema Haba
Bidang pembelajaran 11.0 Termokimia
Standard kandungan 11.2 Haba Tindak balas
11.2.3 Menentukan haba peneutralan melalui
Standard pembelajaran melalui aktiviti
Pada akhir modul, a. Menyatakan maksud haba peneutralan.
murid boleh
b. Membuat perbandingan haba peneutralan
c. Menulis persamaan termokimia bagi tindak
balas peneutralan
d. Membina gambarajah aras tenaga
e. Menyelesaikan masalah penghitungan yang
melibatkan haba peneutralan.
Haba yang dibebaskan
apabila 1 mol air, H20 terhasil
daripada tindak balas
peneutralan antara asid dan
alkali.
Eksotermik → Haba dibebaskan ke
persekitaran
Formula : mcØ
m = jisim larutan dalam gram
c = muatan haba tentu dalam Jg-1 oC -1
Ø = perubahan suhu dalam oC
H+ + OH- → H2O
Bahan
- M kJ
Hasil
Kira perubahan haba
Tuliskan persamaan kimia seimbang yang terlibat
Kira bilangan mol bahan tindak balas
Kira haba peneutralan dengan menghubungkait bilangan mol
bahan dengan perubahan haba.
*Langkah 3 dan Langkah 1
Masihkah anda Contoh asid kuat:
ingat maksud asid • Asid hidroklorik, HCl
• Asid nitrik, HNO3
kuat dan alkali • Asid sulfurik, H2SO4
kuat..?
Contoh alkali kuat:
Asid kuat ialah bahan • Natrium hidroksida, NaOH
kimia yang mengion • Kalium hidroksida, KOH
dengan lengkap didalam
air untuk menghasilkan
kepekatan ion hidrogen
yang tinggi
Alkali kuat ialah bahan
kimia yang mengion
dengan lengkap didalam air
untuk menghasilkan
kepekatan ion hidroksida
yang tinggi
Haba peneutralan bagi tindak balas asid kuat dan alkali kuat
adalah -57 kJmol-1.
Haba peneutralan bagi tindak balas asid sulfurik (diprotik asid) dengan
alkali kuat.
2 mol NaOH bertindak balas dengan 1 mol asid sulfurik untuk
menghasilkan 2 mol air. Haba yang dibebaskan = 2 x 57 kJ = 114 kJ.
Walaubagaimanapun, haba peneutralan asid sulfurik dan
alkali kuat tetap 57 kj mol-1 kerana definisi haba peneutralan
adalah haba yang dibebaskan apabila 1 mol air terhasil.
Magnitud haba peneutralan lebih rendah dari – 57 kJmol-1
Contoh :
ü Asid lemah mengion separa di dalam air.
ü Sebahagian zarah masih kekal dalam bentuk molekul.
ü Tenaga haba diserap untuk mengionkan molekul asid lemah yang
belum mengion.
50 cm3 asid hidroklorik 1.0 mol dm-3 ditambah kepada 50 cm3 larutan
natrium hidroksida 1.0 mol dm-3 . Suhu awal dan akhir direkodkan
seperti di bawah:
50 cm3 asid hidroklorik 1.0 mol dm-3
50 cm3 Larutan natrium hidroksida 1.0 mol dm-3
Suhu awal asid hidroklorik 29.0 0C
Suhu awal larutan natrium hidroksida 29.00C
Suhu tertinggi campuran 35.00C
Kira perubahan haba
Suhu purata awal Perubahan haba,Q
= mcӨ
= !"#!" = 29 = 100g X 4.2 J g-1 oC1 X 6.0 0C
!
= 2520 J / 2.52 kJ
Perubahan suhu, Ө
= 35.0 - 29.0 = 6.0 oC
m = 50+50 = 100 g
c =4.2 J g-1 oC-1
persamaan kimia seimbang
HCl + NaOH → NaCl + H2O
Kira bilangan mol bahan tindak balas
Bilangan mol asid hidroklorik, n= !.# $ %# = 0.005 mol
!###
Asid hidroklorik
V = 50cm³ Daripada persamaan,
M= 1.0 mol dm-3 1 mol asid hidroklorik menghasilkan 1 mol air.
0.005 mol asid hidroklorik menghasilkan 0.005 mol air.
Hubungkait bilangan mol air dengan perubahan haba.
*Langkah 3 dan Langkah 1
0.005 mol air terhasil à membebaskan haba
sebanyak 2520 J
Haba dibebaskan ke ∴ 1 mol air terhasil à membebaskan haba
persekitaran
sebanyak !"!# $ = 504000 J mol-1 / 504 kJ
(kerana suhu meningkat) #.##" &'(
Haba tindak balas, ΔH mol-1
= - X kJ mol-1
Oleh itu, haba peneutralan, ∆ = - 504000 J
mol-1 / - 504 kJ mol-1
Apabila 100 cm3 larutan asid nitrik cair , HNO3 2.0 mol dm-3 ditambahkan ke
dalam 100 cm3 larutan natrium hidroksida , NaOH 2.0 mol dm-3 , suhu tindak
balas meningkat dari 27oC kepada 40.65 oC. Hitungkan haba peneutralannya.
Perubahan haba, Q = mcӨ
= (100+100)g X 4.2 J g-1 oC1 X (40.65-27) 0C
= 11466 J / 11.466 kJ
HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O
Bilangan mol asid nitrik, n = !.# ) *## = 0.2 mol
*###
Daripada persamaan,
1 mol asid nitrik menghasilkan 1 mol air.
0.2 mol asid nitrik menghasilkan 0.2 mol air.
0.2 mol air terhasil à membebaskan haba sebanyak 11466 J
∴ 1 mol air terhasil à membebaskan haba sebanyak **+,, $ =
#.! &'(
57330 J mol-1 / 57.33 kJ mol-1
Oleh itu, haba peneutralan, ∆ = - 57.33 kJ mol-1
3
Syakirah mencampurkan 60 cm3 larutan asid etanoik, HNO3 2.0 mol dm-3 ke
dalam 60 cm3 larutan natrium hidroksida , NaOH 2.0 mol dm-3. Keputusan
eksperimen adalah seperti di bawah:
Pengukuran Suhu (oC)
Suhu awal larutan asid etanoik 28.0
Suhu awal larutan natrium hidroksida 27.0
Suhu akhir campuran 40.5
Jisim, m = 60+60 Perubahan haba, Q = mcӨ
= 120 g = 60g X 4.2 J g-1 oC1 X 13.00C
!$#!% = 1512 J / 1.512 kJ
Suhu awal = !
CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O
= 27.5 oC
Perubahan suhu, Ø
= 40.5 – 27.5
= 13.0 oC
Bilangan mol asid etanoik, n = !.# ) ,# = 0.12 mol
*###
Daripada persamaan,
1 mol asid etanoik menghasilkan 1 mol air.
0.12 mol asid etanoik menghasilkan 0.12 mol air.
0.12 mol air terhasil à membebaskan haba
sebanyak 1.512 kJ
∴ 1 mol air terhasil à membebaskan haba
sebanyak *."*! -$ = 54600 J mol-1 / 54.6 kJ mol-1
#.*! &'(
Oleh itu, haba peneutralan, ∆ = - 54.6 kJ mol-1
1
Antara berikut, asid yang manakah membebaskan
jumlah haba tertinggi apabila bertindak balas dengan
larutan kalium hidroksida berlebihan?
A 20 cm3 asid sulfurik 1.0 mol dm-3
B 20 cm3 asid nitrik 1.0 mol dm-3
C 20 cm3 asid etanoik 1.0 mol dm-3
D 20 cm3 asid hidroklorik 1.0 mol dm-3
A 20 cm3 asid sulfurik 1.0 mol dm-3
B 20 cm3 asid nitrik 1.0 mol dm-3
C 20 cm3 asid etanoik 1.0 mol dm-3
D 20 cm3 asid hidroklorik 1.0 mol dm-3
Di bawah adalah persamaan termokimia bagi dua tindak
peneutralan.
2 NaOH + HCl →
NaCl + H2O, ΔH = -57 kJmol-1
NaOH + CH3COOH → NaCl + H2O, ΔH = -55 kJmol-1
A Asid etanoik kurang terlarut dalam air berbanding asid
hidroklorik.
B Natrium etanoat yang dihasilkan menyerap haba
daripada tindak balas.
C Asid etanoik menghasilkan lebih banyak ion hydrogen
berbanding asid hidroklorik.
D Haba diserap untuk mengion molekul asid etanoik
semasa tindak balas.
A Asid etanoik kurang terlarut dalam air berbanding asid
hidroklorik.
B Natrium etanoat yang dihasilkan menyerap haba
daripada tindak balas.
C Asid etanoik menghasilkan lebih banyak ion hydrogen
berbanding asid hidroklorik.
D Haba diserap untuk mengion molekul asid etanoik
semasa tindak balas.
3 Di bawah merupakan keputusan eksperimen bagi
Tindak balas antara 25 cm3 larutan kalium hidroksida
1.0 mol dm-3 dengan 25 cm3 asid sulfurik 1.0 mol dm-3.
Bacaan purata suhu awal = 30.0 0C
Bacaan suhu tertinggi = 36.5 0C
Apakah haba peneutralan bagi eksperimen tersebut.
[Muatan haba tentu air = 4.2 J g-1 0C-1, ketumpatan air =
1 g cm-3
A –27.3 kJ mol-1
B +27.3 kJ mol-1
C –54.6 kJ mol-1
D +54.6 kJ mol-1
Bilangan mol kalium hidroksida = !.# $ %&
!###
mcӨ = 0.025 mol
0.025
∆H =
= (25+25)(4.2) (36.5−30)
0.025
= - 54600 Jmol-1 / - 54.6 kJmol-1
Jadual 1 menunjukkan persamaan termokimia untuk eksperimen
I, II dan III.
Berdasarkan persamaan termokimia ,
Jelaskan kenapa terdapat perbezaan antara haba tindak balas
untuk
a)Eksperimen I dan II ( 12 markah )
b)Eksperimen I dan III
Haba peneutralan dalam eksperimen I lebih tinggi daripada
haba peneutralan dalam eksperimen II.
Asid hidroklorik ialah asid kuat.
Mengion lengkap dalam air, HCl → H + + Cl- .
Tindakbalas menghasilkan kepekatan ion hydrogen yang tinggi.
Asid etanoik adalah asid lemah.
Mengion separa di dalam air, CH3COOH → CH3COO- + H+
Tindakbalas menghasilkan kepekatan ion hydrogen yang rendah
Haba diserap untuk memutuskan ikatan molekul asid etanoik
bagi mengion ion hidrogen.
Asid hidroklorik adalah asid monoprotic.
1 mol asid hidroklorik mengion sepenuhnya dalam air untuk
menghasilkan 1 mol ion hidrogen , HCl → H + + Cl-.
Asid sulfuric adalah asid diprotik.
1 mol asid sulfuric mengion sepenuhnya dalam air untuk
menghasilkan 2 mol ion hydrogen, H2SO4 → 2H+ + SO4 2.
Oleh itu, haba peneutralan asid sulfuric dua kali ganda
daripada haba peneutralan asid hidroklorik.