Kalorimetri dan Entalpi Molar: Ujian Latihan Kimia

Makalah latihan orisinal tutorgum ini menilai kalorimetri dan entalpi molar dalam cakupan silabus Kimia 2017 yang diberikan. Makalah ini menguji perhitungan menggunakan \(q=mc\Delta T\), tanda entalpi reaksi, jumlah zat yang benar-benar bereaksi, dan keandalan hasil eksperimen. Ini adalah makalah latihan untuk mengulang materi secara terfokus, bukan ujian seluruh mata pelajaran maupun makalah NESA yang resmi, disahkan, berasal dari ujian sebelumnya, atau merupakan prediksi.

01Petunjuk ujian

• Waktu membaca yang disarankan: 5 menit.
• Waktu pengerjaan yang disarankan: 50 menit.
• Total nilai: 40 poin.
• Peralatan yang diizinkan: kalkulator ilmiah dan alat tulis. Catatan tidak diperbolehkan.
• Kerjakan semua lima soal. Tunjukkan langkah perhitungan, sertakan satuan, dan berikan jawaban dengan jumlah angka penting yang sesuai.
• Ketentuan ini berlaku untuk makalah latihan, bukan pernyataan mengenai aturan ujian resmi yang berlaku saat ini.

Kecuali jika suatu soal menyatakan sebaliknya, gunakan asumsi dan data berikut:

• Kalor jenis larutan berair: \(c=4.18\ \text{J g}^{-1}\,^\circ\text{C}^{-1}\).
• Massa jenis larutan berair: \(1.00\ \text{g mL}^{-1}\).
• Volume dianggap aditif, dan massa total larutan sama dengan total volumenya dalam mililiter yang dinyatakan dalam gram.
• Gunakan \(q=mc\Delta T\), dengan \(q\) adalah kalor yang berpindah dalam joule (J), \(m\) adalah massa dalam gram (g), \(c\) adalah kalor jenis, dan \(\Delta T=T_f-T_i\) adalah perubahan suhu dalam derajat Celsius.
• Saat menghitung entalpi molar, gunakan kalor yang dikaitkan dengan reaksi dalam kilojoule (kJ) dan jumlah zat yang bereaksi yang sesuai, \(n\), dalam mol (mol). Sertakan tanda perubahan entalpi.

Cakupan: Makalah ini mencakup kalorimetri, entalpi molar eksperimen, tanda perpindahan kalor, jumlah zat yang bereaksi, serta evaluasi kehilangan kalor dan asumsi pengukuran. Makalah ini tidak mencakup hukum Hess, entalpi ikatan, laju reaksi, kesetimbangan, elektrokimia, atau materi dari edisi silabus lainnya.

02Soal

Soal 1 (7 poin)

Seorang siswa mencampurkan 50.0 mL asam klorida \(1.00\ \text{mol L}^{-1}\) dengan 50.0 mL natrium hidroksida \(1.00\ \text{mol L}^{-1}\) di dalam cangkir berinsulasi.

Kedua larutan mula-mula memiliki suhu \(21.50\,^\circ\text{C}\). Suhu tertinggi yang tercatat setelah pencampuran adalah \(28.20\,^\circ\text{C}\).

Reaksinya adalah:

\[ \ce{HCl(aq) + NaOH(aq) -> NaCl(aq) + H2O(l)} \]

Anggap reaksi berlangsung hingga selesai.

(a) Hitung perubahan suhu larutan. (1 poin)

(b) Hitung kalor yang diserap oleh larutan campuran. (2 poin)

(c) Hitung jumlah zat air yang terbentuk, dalam mol. (1 poin)

(d) Hitung entalpi molar netralisasi eksperimen per mol air yang terbentuk. Berikan jawaban dalam \(\text{kJ mol}^{-1}\). (2 poin)

(e) Nyatakan tanda entalpi reaksi dan jelaskan apa yang ditunjukkannya tentang reaksi tersebut. (1 poin)

Soal 2 (8 poin)

Seorang siswa mencampurkan 25.0 mL asam klorida \(2.00\ \text{mol L}^{-1}\) dengan 40.0 mL natrium hidroksida \(1.00\ \text{mol L}^{-1}\).

Kedua larutan mula-mula memiliki suhu \(22.40\,^\circ\text{C}\). Suhu tertinggi yang tercatat setelah pencampuran adalah \(30.50\,^\circ\text{C}\).

Reaksinya adalah:

\[ \ce{HCl(aq) + NaOH(aq) -> NaCl(aq) + H2O(l)} \]

Anggap reaksi berlangsung hingga selesai.

(a) Hitung jumlah zat masing-masing pereaksi yang mula-mula tersedia, dalam mol. (2 poin)

(b) Tentukan pereaksi pembatas dan hitung jumlah air yang terbentuk. (2 poin)

(c) Hitung kalor yang diserap oleh larutan campuran. (2 poin)

(d) Hitung entalpi molar netralisasi eksperimen per mol air yang terbentuk. Berikan jawaban dalam \(\text{kJ mol}^{-1}\). (2 poin)

Soal 3 (8 poin)

Seorang siswa menggunakan pembakar spiritus yang berisi etanol untuk memanaskan 200.0 g air di dalam kaleng logam.

Massa pembakar sebelum pemanasan adalah 120.44 g dan setelah pemanasan adalah 119.62 g. Selama eksperimen, suhu air meningkat dari \(20.4\,^\circ\text{C}\) menjadi \(34.1\,^\circ\text{C}\).

Gunakan massa molar etanol sebesar \(46.0\ \text{g mol}^{-1}\).

Sebagai perbandingan, entalpi molar pembakaran etanol acuan adalah \(-1367\ \text{kJ mol}^{-1}\).

Reaksi pembakaran sempurnanya adalah:

\[ \ce{C2H5OH(l) + 3O2(g) -> 2CO2(g) + 3H2O(l)} \]

(a) Hitung massa etanol yang terbakar. (1 poin)

(b) Hitung kalor yang diserap oleh air. (2 poin)

(c) Hitung jumlah zat etanol yang terbakar, dalam mol. (1 poin)

(d) Hitung entalpi molar pembakaran etanol berdasarkan eksperimen. (2 poin)

(e) Bandingkan besar nilai hasil eksperimen dengan nilai acuan. Identifikasi satu keterbatasan eksperimen yang dapat menjelaskan perbedaan tersebut. (2 poin)

Soal 4 (7 poin)

Seorang siswa melarutkan 5.05 g kalium nitrat, \(\ce{KNO3}\), dalam 50.0 g air. Seluruh padatan larut.

Suhu air turun dari \(24.60\,^\circ\text{C}\) menjadi \(19.10\,^\circ\text{C}\).

Proses pelarutan dinyatakan dengan persamaan:

\[ \ce{KNO3(s) -> K+(aq) + NO3-(aq)} \]

Gunakan massa molar kalium nitrat sebesar \(101.1\ \text{g mol}^{-1}\). Anggap massa akhir larutan merupakan jumlah massa air dan kalium nitrat yang terlarut.

(a) Hitung perubahan suhu larutan. (1 poin)

(b) Hitung perubahan kalor larutan, \(q_{\text{larutan}}\). (2 poin)

(c) Hitung jumlah zat kalium nitrat yang terlarut, dalam mol. (1 poin)

(d) Hitung entalpi molar pelarutan berdasarkan eksperimen, termasuk tandanya. (2 poin)

(e) Jelaskan apa yang ditunjukkan oleh tanda entalpi molar mengenai arah perpindahan kalor. (1 poin)

Soal 5 (10 poin)

Seorang siswa menyelidiki entalpi molar netralisasi dengan mencampurkan 50.0 mL asam klorida \(1.00\ \text{mol L}^{-1}\) dengan 50.0 mL natrium hidroksida \(1.00\ \text{mol L}^{-1}\).

Siswa tersebut membandingkan dua konfigurasi eksperimen. Setiap konfigurasi menggunakan jumlah pereaksi yang sama, dan setiap percobaan menghasilkan 0.0500 mol air.

Kenaikan suhu yang terukur pada tiga percobaan ditunjukkan di bawah ini.

Untuk kedua konfigurasi, gunakan massa total larutan sebesar 100.0 g dan kalor jenis sebesar \(4.18\ \text{J g}^{-1}\,^\circ\text{C}^{-1}\).

Untuk soal ini, gunakan entalpi molar netralisasi acuan sebesar \(-57.0\ \text{kJ mol}^{-1}\).

(a) Hitung rata-rata kenaikan suhu untuk setiap konfigurasi. (2 poin)

(b) Hitung entalpi molar netralisasi eksperimen untuk setiap konfigurasi. Tunjukkan kalor yang diserap oleh larutan dan tanda entalpi reaksi. (4 poin)

(c) Hitung selisih absolut antara setiap hasil eksperimen dan nilai acuan. Tentukan konfigurasi yang menghasilkan nilai paling mendekati nilai acuan. (2 poin)

(d) Jelaskan mengapa konfigurasi dengan cangkir berpenutup dan berinsulasi menghasilkan nilai yang berbeda dari konfigurasi tanpa penutup. Nyatakan satu keterbatasan eksperimen yang masih dapat memengaruhi hasilnya. (2 poin)

03Pembahasan lengkap dan pedoman penilaian

Pembahasan 1

(a) Perubahan suhu (1 poin)

Kurangi suhu awal dari suhu akhir.

\[ \begin{aligned} \Delta T &= T_f-T_i\\ &=28.20-21.50\\ &=6.70\,^\circ\text{C} \end{aligned} \]

Pedoman penilaian: 1 poin untuk perhitungan dan satuan yang benar.

(b) Kalor yang diserap oleh larutan (2 poin)

Pertama, hitung massa total larutan.

\[ \begin{aligned} m&=(50.0+50.0)\times1.00\\ &=100.0\ \text{g} \end{aligned} \]

Substitusikan ke dalam \(q=mc\Delta T\).

\[ \begin{aligned} q_{\text{larutan}} &=100.0\times4.18\times6.70\\ &=2800.6\ \text{J}\\ &=2.80\ \text{kJ} \end{aligned} \]

Larutan menyerap kalor sebesar \(2.80\ \text{kJ}\), sehingga \(q_{\text{larutan}}\) bernilai positif.

Pedoman penilaian:

• 1 poin untuk massa yang benar dan substitusi yang tepat ke dalam \(q=mc\Delta T\).
• 1 poin untuk hasil perhitungan kalor dengan satuan yang sesuai.

(c) Jumlah air yang terbentuk (1 poin)

Ubah 50.0 mL menjadi 0.0500 L dan gunakan \(n=cV\), dengan \(n\) adalah jumlah zat dalam mol, \(c\) adalah konsentrasi dalam \(\text{mol L}^{-1}\), dan \(V\) adalah volume dalam L.

\[ \begin{aligned} n(\ce{HCl})&=1.00\times0.0500\\ &=0.0500\ \text{mol} \end{aligned} \]

Natrium hidroksida tersedia dalam jumlah yang sama. Perbandingan mol natrium hidroksida dengan air adalah 1:1, sehingga:

\[ n(\ce{H2O})=0.0500\ \text{mol} \]

Pedoman penilaian: 1 poin untuk jumlah air yang terbentuk dengan benar.

(d) Entalpi molar netralisasi (2 poin)

Larutan menyerap kalor dari reaksi. Berdasarkan asumsi kalorimetri yang dinyatakan, reaksi melepaskan kalor dalam jumlah yang sama.

\[ q_{\text{reaksi}}=-2.8006\ \text{kJ} \]

Bagi kalor reaksi dengan jumlah air yang terbentuk.

\[ \begin{aligned} \Delta H_{\text{netralisasi}} &=\frac{q_{\text{reaksi}}}{n(\ce{H2O})}\\ &=\frac{-2.8006}{0.0500}\\ &=-56.0\ \text{kJ mol}^{-1} \end{aligned} \]

Entalpi molar netralisasi berdasarkan eksperimen adalah \(-56.0\ \text{kJ mol}^{-1}\).

Pedoman penilaian:

• 1 poin untuk menggunakan jumlah zat yang bereaksi dengan benar dan kalor reaksi bertanda negatif.
• 1 poin untuk hasil entalpi dengan satuan yang benar.

(e) Tanda entalpi reaksi (1 poin)

Entalpi reaksi bernilai negatif. Reaksi melepaskan kalor yang berpindah ke larutan, sehingga suhu larutan meningkat. Oleh karena itu, reaksi tersebut bersifat eksotermik.

Pedoman penilaian: 1 poin untuk mengidentifikasi reaksi sebagai reaksi eksotermik dan menjelaskan perpindahan kalornya.

Pembahasan 2

(a) Jumlah zat setiap pereaksi (2 poin)

Gunakan \(n=cV\), dengan terlebih dahulu mengubah setiap volume menjadi liter.

Untuk asam klorida:

\[ \begin{aligned} n(\ce{HCl})&=2.00\times0.0250\\ &=0.0500\ \text{mol} \end{aligned} \]

Untuk natrium hidroksida:

\[ \begin{aligned} n(\ce{NaOH})&=1.00\times0.0400\\ &=0.0400\ \text{mol} \end{aligned} \]

Pedoman penilaian:

• 1 poin untuk jumlah zat asam klorida.
• 1 poin untuk jumlah zat natrium hidroksida.

(b) Pereaksi pembatas dan jumlah air (2 poin)

Persamaan reaksi menunjukkan perbandingan mol \(\ce{HCl}\) dan \(\ce{NaOH}\) sebesar 1:1.

Asam klorida tersedia sebanyak 0.0500 mol, sedangkan natrium hidroksida tersedia sebanyak 0.0400 mol. Oleh karena itu, natrium hidroksida merupakan pereaksi pembatas.

Satu mol natrium hidroksida menghasilkan satu mol air, sehingga:

\[ n(\ce{H2O})=0.0400\ \text{mol} \]

Pedoman penilaian:

• 1 poin untuk mengidentifikasi natrium hidroksida sebagai pereaksi pembatas.
• 1 poin untuk jumlah air yang terbentuk dengan benar.

(c) Kalor yang diserap oleh larutan (2 poin)

Hitung perubahan suhu.

\[ \begin{aligned} \Delta T&=30.50-22.40\\ &=8.10\,^\circ\text{C} \end{aligned} \]

Volume total larutan adalah 65.0 mL, sehingga massanya 65.0 g.

\[ \begin{aligned} q_{\text{larutan}} &=mc\Delta T\\ &=65.0\times4.18\times8.10\\ &=2200.77\ \text{J}\\ &=2.20\ \text{kJ} \end{aligned} \]

Larutan menyerap kalor sebesar \(2.20\ \text{kJ}\).

Pedoman penilaian:

• 1 poin untuk perubahan suhu, massa, dan substitusi yang benar.
• 1 poin untuk hasil perhitungan kalor dengan satuan yang sesuai.

(d) Entalpi molar netralisasi (2 poin)

Reaksi melepaskan kalor yang diserap oleh larutan.

\[ q_{\text{reaksi}}=-2.20077\ \text{kJ} \]

Gunakan jumlah air yang terbentuk, yaitu 0.0400 mol, bukan jumlah awal asam klorida.

\[ \begin{aligned} \Delta H_{\text{netralisasi}} &=\frac{-2.20077}{0.0400}\\ &=-55.0\ \text{kJ mol}^{-1} \end{aligned} \]

Entalpi molar netralisasi berdasarkan eksperimen adalah \(-55.0\ \text{kJ mol}^{-1}\).

Pedoman penilaian:

• 1 poin untuk menggunakan jumlah air yang benar dan tanda yang tepat.
• 1 poin untuk hasil perhitungan entalpi dengan satuan.

Keputusan utama dalam soal ini adalah mengidentifikasi pereaksi yang membatasi jumlah air yang terbentuk. Menggunakan jumlah asam klorida sebagai gantinya akan menghasilkan entalpi molar yang salah.

Pembahasan 3

(a) Massa etanol yang terbakar (1 poin)

Kurangi massa akhir pembakar dari massa awalnya.

\[ \begin{aligned} m(\text{etanol}) &=120.44-119.62\\ &=0.82\ \text{g} \end{aligned} \]

Pedoman penilaian: 1 poin untuk massa etanol yang terbakar dengan benar.

(b) Kalor yang diserap oleh air (2 poin)

Perubahan suhu air adalah:

\[ \begin{aligned} \Delta T&=34.1-20.4\\ &=13.7\,^\circ\text{C} \end{aligned} \]

Gunakan massa air, bukan massa pembakar atau etanol.

\[ \begin{aligned} q_{\text{air}} &=mc\Delta T\\ &=200.0\times4.18\times13.7\\ &=11453.2\ \text{J}\\ &=11.5\ \text{kJ} \end{aligned} \]

Air menyerap kalor sebesar \(11.5\ \text{kJ}\).

Pedoman penilaian:

• 1 poin untuk perubahan suhu dan substitusi yang benar.
• 1 poin untuk hasil perhitungan kalor yang diserap oleh air.

(c) Jumlah etanol yang terbakar (1 poin)

Gunakan \(n=m/M\), dengan \(m\) adalah massa etanol dalam gram dan \(M\) adalah massa molarnya dalam \(\text{g mol}^{-1}\).

\[ \begin{aligned} n(\text{etanol}) &=\frac{0.82}{46.0}\\ &=0.0178\ \text{mol} \end{aligned} \]

Pedoman penilaian: 1 poin untuk jumlah etanol yang benar.

(d) Entalpi molar pembakaran berdasarkan eksperimen (2 poin)

Air menyerap kalor, sehingga reaksi pembakaran melepaskan kalor. Perkiraan kalor reaksi untuk setiap mol etanol yang terbakar diperoleh dengan membagi perpindahan kalor bertanda negatif dengan jumlah etanol.

Dengan menggunakan nilai antara yang belum dibulatkan:

\[ \begin{aligned} q_{\text{reaksi}}&=-11.4532\ \text{kJ}\\ \Delta H_c &=\frac{-11.4532}{0.82/46.0}\\ &=-642.6\ \text{kJ mol}^{-1} \end{aligned} \]

Massa etanol diukur hingga dua angka penting, sehingga jawaban akhirnya adalah:

\[ \boxed{\Delta H_c=-6.4\times10^2\ \text{kJ mol}^{-1}} \]

Pedoman penilaian:

• 1 poin untuk membagi kalor reaksi bertanda negatif dengan jumlah etanol yang terbakar.
• 1 poin untuk hasil dengan tanda dan satuan yang benar.

(e) Perbandingan dengan nilai acuan (2 poin)

Nilai eksperimen memiliki besar sekitar \(640\ \text{kJ mol}^{-1}\), dibandingkan dengan besar nilai acuan sebesar \(1367\ \text{kJ mol}^{-1}\).

Oleh karena itu, hasil eksperimen jauh kurang eksotermik daripada nilai acuan.

Salah satu penyebabnya adalah sebagian energi digunakan untuk memanaskan kaleng logam dan pembakar atau terlepas ke lingkungan, alih-alih memanaskan air. Pembakaran tidak sempurna juga dapat mengurangi kalor yang berpindah ke air.

Pedoman penilaian:

• 1 poin untuk membandingkan besar kedua nilai dengan benar.
• 1 poin untuk menyebutkan keterbatasan eksperimen yang valid dan menjelaskan pengaruhnya terhadap hasil.

Perbedaan penting yang perlu dipahami adalah antara kalor yang dilepaskan oleh reaksi dan kalor yang diukur pada air. Perubahan suhu air hanya mengukur kalor yang diserapnya, bukan selalu seluruh energi yang dilepaskan oleh bahan bakar.

Pembahasan 4

(a) Perubahan suhu (1 poin)

\[ \begin{aligned} \Delta T&=T_f-T_i\\ &=19.10-24.60\\ &=-5.50\,^\circ\text{C} \end{aligned} \]

Perubahan suhu negatif menunjukkan bahwa larutan mengalami pendinginan.

Pedoman penilaian: 1 poin untuk perubahan suhu dan satuan yang benar.

(b) Perubahan kalor larutan (2 poin)

Larutan akhir mengandung air dan kalium nitrat yang terlarut.

\[ \begin{aligned} m_{\text{larutan}}&=50.0+5.05\\ &=55.05\ \text{g} \end{aligned} \]

Gunakan massa larutan dalam \(q=mc\Delta T\).

\[ \begin{aligned} q_{\text{larutan}} &=55.05\times4.18\times(-5.50)\\ &=-1265.6\ \text{J}\\ &=-1.27\ \text{kJ} \end{aligned} \]

Larutan kehilangan kalor, sehingga perubahan kalornya bernilai negatif.

Pedoman penilaian:

• 1 poin untuk menggunakan massa total larutan dan substitusi yang benar.
• 1 poin untuk hasil perhitungan perubahan kalor, termasuk tanda negatif dan satuan.

(c) Jumlah kalium nitrat yang terlarut (1 poin)

\[ \begin{aligned} n(\ce{KNO3}) &=\frac{m}{M}\\ &=\frac{5.05}{101.1}\\ &=0.04995\ \text{mol} \end{aligned} \]

Pedoman penilaian: 1 poin untuk jumlah kalium nitrat yang benar.

(d) Entalpi molar pelarutan (2 poin)

Larutan kehilangan kalor sebesar \(1.27\ \text{kJ}\). Berdasarkan asumsi kalorimetri yang dinyatakan, proses pelarutan menyerap kalor dalam jumlah tersebut.

Oleh karena itu:

\[ q_{\text{reaksi}}=+1.2656\ \text{kJ} \]

Bagi dengan jumlah kalium nitrat yang terlarut.

\[ \begin{aligned} \Delta H_{\text{pelarutan}} &=\frac{+1.2656}{0.04995}\\ &=+25.3\ \text{kJ mol}^{-1} \end{aligned} \]

Entalpi molar pelarutan berdasarkan eksperimen adalah \(+25.3\ \text{kJ mol}^{-1}\).

Pedoman penilaian:

• 1 poin untuk kalor reaksi positif dan jumlah kalium nitrat yang benar.
• 1 poin untuk hasil perhitungan entalpi dengan satuan yang benar.

(e) Arah perpindahan kalor (1 poin)

Entalpi molar positif menunjukkan bahwa proses pelarutan bersifat endotermik. Proses ini menyerap kalor dari lingkungan, termasuk dari larutan, sehingga suhu yang terukur menurun.

Pedoman penilaian: 1 poin untuk mengidentifikasi proses sebagai proses endotermik dan menjelaskan arah perpindahan kalor.

Kesalahan yang umum terjadi adalah memberikan tanda entalpi reaksi yang sama dengan tanda perubahan kalor larutan. Keduanya memiliki tanda yang berlawanan ketika larutan menjadi sumber atau penerima kalor dari reaksi.

Pembahasan 5

(a) Rata-rata kenaikan suhu (2 poin)

Hitung rata-rata untuk setiap konfigurasi dengan menjumlahkan ketiga hasil pengukuran, lalu membaginya dengan tiga.

Untuk Konfigurasi A:

\[ \begin{aligned} \overline{\Delta T}_A &=\frac{5.90+6.00+6.10}{3}\\ &=6.00\,^\circ\text{C} \end{aligned} \]

Untuk Konfigurasi B:

\[ \begin{aligned} \overline{\Delta T}_B &=\frac{6.50+6.60+6.70}{3}\\ &=6.60\,^\circ\text{C} \end{aligned} \]

Pedoman penilaian:

• 1 poin untuk rata-rata kenaikan suhu Konfigurasi A.
• 1 poin untuk rata-rata kenaikan suhu Konfigurasi B.

(b) Entalpi molar eksperimen untuk setiap konfigurasi (4 poin)

Kedua konfigurasi menggunakan asam klorida dan natrium hidroksida \(1.00\ \text{mol L}^{-1}\) dalam jumlah yang sama. Soal menyatakan bahwa 0.0500 mol air terbentuk pada setiap percobaan.

Untuk Konfigurasi A:

\[ \begin{aligned} q_{\text{larutan,A}} &=mc\Delta T\\ &=100.0\times4.18\times6.00\\ &=2508\ \text{J}\\ &=2.508\ \text{kJ} \end{aligned} \]

Reaksi melepaskan kalor ini:

\[ \begin{aligned} \Delta H_A &=\frac{-2.508}{0.0500}\\ &=-50.16\ \text{kJ mol}^{-1}\\ &\approx-50.2\ \text{kJ mol}^{-1} \end{aligned} \]

Untuk Konfigurasi B:

\[ \begin{aligned} q_{\text{larutan,B}} &=100.0\times4.18\times6.60\\ &=2758.8\ \text{J}\\ &=2.7588\ \text{kJ} \end{aligned} \]

Entalpi reaksinya adalah:

\[ \begin{aligned} \Delta H_B &=\frac{-2.7588}{0.0500}\\ &=-55.176\ \text{kJ mol}^{-1}\\ &\approx-55.2\ \text{kJ mol}^{-1} \end{aligned} \]

Pedoman penilaian:

• 1 poin untuk kalor yang diserap larutan pada Konfigurasi A.
• 1 poin untuk entalpi molar bertanda pada Konfigurasi A.
• 1 poin untuk kalor yang diserap larutan pada Konfigurasi B.
• 1 poin untuk entalpi molar bertanda pada Konfigurasi B.

(c) Selisih dari nilai acuan (2 poin)

Bandingkan setiap hasil eksperimen dengan nilai acuan \(-57.0\ \text{kJ mol}^{-1}\).

Untuk Konfigurasi A:

\[ \begin{aligned} \text{Selisih}_A &=|-50.2-(-57.0)|\\ &=6.8\ \text{kJ mol}^{-1} \end{aligned} \]

Untuk Konfigurasi B:

\[ \begin{aligned} \text{Selisih}_B &=|-55.2-(-57.0)|\\ &=1.8\ \text{kJ mol}^{-1} \end{aligned} \]

Konfigurasi B lebih mendekati nilai acuan karena selisih absolutnya lebih kecil.

Pedoman penilaian:

• 1 poin untuk kedua selisih absolut, dengan menerima hasil lanjutan dari bagian (b).
• 1 poin untuk mengidentifikasi Konfigurasi B sebagai konfigurasi yang lebih mendekati nilai acuan.

• Nilai entalpi yang dilaporkan

(d) Menjelaskan perbedaan dan mengidentifikasi keterbatasan (2 poin)

Cangkir berpenutup dan berinsulasi mengurangi perpindahan kalor dari larutan ke udara sekitar. Dengan demikian, lebih banyak energi yang dilepaskan oleh reaksi berkontribusi terhadap pemanasan larutan, sehingga kenaikan suhu yang terukur menjadi lebih besar.

Namun, eksperimen ini tidak sepenuhnya terisolasi. Sebagian kalor mungkin masih terlepas, atau cangkir dan termometer mungkin menyerap kalor yang tidak dimasukkan dalam perhitungan \(q=mc\Delta T\) untuk larutan. Kedua keterbatasan tersebut dapat memengaruhi entalpi molar yang terukur.

Pedoman penilaian:

• 1 poin untuk menjelaskan bagaimana penutup dan insulasi mengurangi kehilangan kalor serta memengaruhi kenaikan suhu yang terukur.
• 1 poin untuk mengidentifikasi keterbatasan eksperimen lain yang masih dapat memengaruhi hasil.

Pelajaran yang lebih luas dari hasil ini adalah bahwa entalpi molar yang dihitung bergantung pada seberapa banyak kalor reaksi yang ditangkap oleh bahan yang diukur. Hasil yang lebih mendekati nilai acuan menunjukkan kesesuaian yang lebih baik, tetapi tidak membuktikan bahwa semua asumsi eksperimen sudah benar.

Total: 40 poin