Analisa Kalori dengan Bom Kalorimeter Oleh: Ilzamha Hadijah R, S.TP., M.Sc
Apa Kalori itu? Kalori adalah satuan untuk energi. Maka tepatnya, tubuh membutuhkan energi dalam satuan kalori. Energi dibutuhkan tubuh untuk menjalankan fungsinya serta beraktivitas. - Samuel Oetero- Dalam satuan gram: Lemak 9 kalori Karbohidrat 4 kalori Protein 4 kalori Serat 2 kalori
Apps Penghitung Kalori
Definisi Bomb Calorimeter Kalorimeter yaitu suatu sistem terisolasi (tidak ada perpindahan materi ataupun energi dengan lingkungan diluar Kalorimeter) Bomb kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor (nilai kalori) yang dibebaskan pada pembakaran sempurna (dalam O 2 berlebih) suatu senyawa, bahan makanan, atau bahan bakar.
Sejumlah sampel ditempatkan pada tabung beroksigen yang tercelup dalam medium penyerap kalor (kalorimeter), dan sampel akan terbakar oleh api listrik dari kawat logam terpasang dalam tabung.
Prinsip Bomb Calorimeter Jumlah panas yang diukur dalam kalorimeter, adalah total energi dari bahan atau sampel. Dalam penetapan energi total ini terjadi pengubahan energi kimia dalam suatu bahan atau sampel menjadi energi panas dan diukur jumlah panas yang dihasilkan. 69 kal 61 kal
Jenis Bomb Calorimeter Dibedakan menurut prinsipnya: 1. Isothermal Oxygen Bomb Calorimeter Kenaikkan suhu dari vesel bagian dalam (calorimeter bucket) dapat diperiksa, sedang suhu vesel bagian luar (jacket) konstan. Suhu jacket dapat diatur terusmenerus selama penetapan untuk tetap sama dipertahankan terhadap calorimeter bucket.
2. Adiatbatic Oxygen Bomb Calorimeter Dalam kalorimeter ini tidak diperlukan lagi koreksi radiasi panas dan hanya memerlukan pemeriksaan suhu awal dan akhir kalorimeter dan suhu jacket perpaku sama terhadap suhu bagian dalam vessel selama penetapan. Perbedaan dengan macam yang pertama, bahwa isothermal memerlukan pemeriksaan suhu awal, suhu antara dan suhu akhir.
3. Ballistic Oxygen Bomb Calorimeter Dalam alat ini sampel yang diketahui beratnya ditetapkan kalorinya dengan dibakar di dalam suatu bomb yang berisi oxygen yang berlebihan kemudian kenaikkan suhu maksimum dari bomb diukur dengan thermocouple dan galvanometer.
Bagian- bagian Bomb Calorimeter : 1. Cawan 2. Kumparan kawat 3. Pemanas 4. Bomb baja 5. Termometer 6. Suplai Oksigen 7. Pengaduk 8. Ember baja 9. Jaket isolator
Bahan Kimia standar yang dipergunakan dalam kalorimeter adalah : I. Asam benzoat : mempunyai nilai kalori 6,32 kcal/g tidak higroskopis, mudah terbakar dengan sempurna ada yang tersedia dalam bentuk pellet untuk mempermudah penanganan II. Naphtalene : mempunyai nilai kalori 9,614 kcal/g III. Sucrose : mempunyai nilai kalori 3,950 kcal/g kedua yang terakhir ini kurang memuaskan hasilnya IV. Larutan alkali standar: dipakai untuk menitrasi air cucian dalam bomb untuk menempatkan koreksi asam biasanya dipergunakan larutan natrium carbonat 0,072 N larutan ini ekuivalen dengan 1 kcal/ml V. Indikator methyl orange atau methyl red
Cara Kerja Bomb Calorimeter 1. Timbang sampel pakan yang telah dipelet ± 1 gram, kemudian taruh di dalam cawan nikel dan selanjutnya letakan di terminal knot. 2. Potong kawat chrom sepanjang 10 cm, lalu [pasangkan kawat tersebut diterminal knot. Usahakan agar kawat tersebut bersinggungan (bersentuhan) dengan sampel yang akan dibakar. 3. Siapkan silinder bom dan masukan aquades kedalamnya sebanyak 2 ml. 4. Masukan sampel pakan beserta cawan nikelnya kedalam silinder bom. 5. Tutup silinder bom dengan cara diputar (screw up). 6. Alirkan gas O 2 kedalam bom sebanyak 30 atm. 7. Isikan aquades kedalam bucket, kondisikan temperatur air tersebut lebih rendah 1,5 0 C dari suhu kamar. Setelah itu masukan silinder bom kedalamnya. 8. Hubungkan kabel listrik ke saluran terminal knot. 9. Tutup bom kalori. 10. Hidupkan tombol dinamo(stirrer) ± 2 menit, lalu lihat di termometer dan catat temperatur (temperatur awal atau To). 11. Selanjutnya tekan tombol bom hingga lampu indikator menyala. 12. Biarkan proses pembakaran berlangsung sampai temperaturnya konstan yang di tandai dengan bunyi alaram. Proses ini butuh waktu selama 5 menit. 13. Matikan tombol dinamo(stirrer).
14. Buka tutup bom, lepaskan kabel dari terminal knot. 15. Angkat silinder bom dari bucket, dan buang sisi gas pembakaran. 16. Buka tutup silinder bom, kemudian semprot dengan aquades bagian sebelah dalam silinder bom. 17. Tampung dalam gelas piala cairan aquades yang disemprotkan beserta sisa abu pembakran tadi, lalu tambahkan 2 tetes methyl orange(sebagai indikator) kemudian titrasi dengan larutan standar Na 2 CO 3 0,0725 N. 18. Hentikan titrasi jika terjadi perubahan warna (kuning). Catat warna volume (ml) larutan standar yang digunakan. 19. Lakukan perhitungan Gross Energi bahan pakan dengan menggunakan rumus: GE = Dt x 2470 - volume titrasi(ml) + panas kawat (kal) Berat sampel (g)
Contoh Hasil Analisa Bom Kalorimeter Kode Berat sampel Suhu ( o c) Kawat (cm) Titrasi sampel kelompok (gram) awal akhir Dt Awal Sisa terbakar terbakar Panas ( o C) (ml) Bungkil Kelapa 1,012 23,4 25,5 2,1 10 2,5 7,5 17,25 6,7 Dedak Padi 1,020 24,4 25,7 1,3 10 5,5 4,5 10,35 0 GE = Dt x 2470 - volume titrasi(ml) + panas kawat (kal) Berat sampel (g)
Rumus kerja : (Bungkil kelapa) GE = Dt x 2470 Vol Titrasi(ml) + Panas Kawat (kal) Berat sampel (gram) GE = 2,1 x 2470-6,7 + 17,25 1,012 = 5111 + 17,25 = 5128 = 5067, 44 kal/g 1,012 = 5,067 kkal/g (Dedak padi) GE = Dt x 2470 Vol Titrasi(ml) + Panas Kawat (kal) Berat sampel (gram) GE = 1,3 x 2470 0 + 10,35 1,020 = 3211 + 10,35 = 3221 = 3158, 18 kal/g 1.020 = 3,158 kkal/g
Energi bruto ditentukan melalui pembakaran makanan dalam bom kalori meter. Nilai yang diperoleh tergantung pada komposisi kimia yakni proporsi lemak, karbohidrat dan protein. Tugas! 1. Absen Ganjil : Lihatlah https://www.youtube.com/watch?v=vxkztcb1sue&t=28s Absen Genap : Lihatlah https://www.youtube.com/watch?v=wuinbjwomfi 2. Jenis Bomb Calorimeter apa yang digunakan? 3. Buatlah Diagram alir proses penggunaan bomb calorimeter pada video tersebut! (include suhu, lama waktu dan nama proses) Dikumpulkan Senin 5 Juni 2017, di Ruang bu Ilza paling lambat jam 12.00 WIB
Terimakasih
Reaksi pembakaran yang terjadi di dalam bom, akan menghasilkan kalor dan diserap oleh air dan bom. Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan, maka : q reaksi = (q air + q bom ) Jumlah kalor yang diserap oleh air dapat dihitung dengan rumus : q air = m x c x DT dengan : m = massa air dalam kalorimeter ( g ) c = kalor jenis air dalam kalorimeter (J / g. o C ) atau ( J / g. K ) DT = perubahan suhu ( o C atau K ) Jumlah kalor yang diserap oleh bom dapat dihitung dengan rumus : q bom = C bom x DT dengan : C bom = kapasitas kalor bom ( J / o C ) atau ( J / K ) DT = perubahan suhu ( o C atau K ) Reaksi yang berlangsung pada kalorimeter bom berlangsung pada volume tetap ( DV = nol ). Oleh karena itu, perubahan kalor yang terjadi di dalam sistem = perubahan energi dalamnya. DE = q + w dimana w = P. DV ( jika DV = nol maka w = nol ) Maka: DE = q v
PERHITUNGAN t a = temperatur pembakaran atau temperatur pijar W= energi equivalen asam benzoat W= H = konstante kalorimeter asam benzoat = 6,318 kcal/g M = berat asam benzoat (g BK) T = korektor temperatur pembakaran = tc - ta r1(tb - ta) tc = temperatur konstan t b = temperatur dimana pembakaran mencapai 60 %