LKPD Kimia Kelas 11: Mengaitkan Perubahan Entalpi Pembakaran Standar Bahan Bakar Lingkungan Sekitar

INFORMASI UMUM

TUJUAN PEMBELAJARAN

1. Mengaitkan perubahan entalpi standar dari suatu reaksi kimia dengan sumber energi yang ada di lingkungan sekitar

PETUNJUK UMUM

• Bacalah pengantar konsep dan data perubahan entalpi pembakaran standar (ΔHc°) yang disajikan dengan saksama.
• Bekerjasamalah dalam kelompok untuk mendiskusikan kaitan antara nilai entalpi pembakaran bahan bakar dan perannya sebagai sumber energi di lingkungan sekitar.
• Tuliskan hasil analisis dan simpulan kelompok pada format ruang jawaban yang telah disediakan.

KEGIATAN

Kegiatan 1: Menghubungkan Nilai ΔHc° dengan Karakteristik Bahan Bakar di Sekitar Kita

Estimasi: 25 menit

Alat & Bahan:

• Kalkulator
• Tabel data entalpi bahan bakar
• Alat tulis

Petunjuk Pengerjaan:

1. Cermati tabel data entalpi pembakaran standar (ΔHc°) untuk beberapa bahan bakar yang umum digunakan sehari-hari: Gas Metana/Gas Alam (Mr = 16 g/mol, ΔHc° = -890 kJ/mol), Gas Propana/LPG (Mr = 44 g/mol, ΔHc° = -2220 kJ/mol), dan Gas Hidrogen/Sel Bahan Bakar (Mr = 2 g/mol, ΔHc° = -286 kJ/mol).
2. Hitung energi kalor yang dilepaskan per 1 gram bahan bakar (kJ/g) untuk masing-masing zat dengan rumus: Kalor per gram = |ΔHc°| / Mr.
3. Kaitkan besaran energi per satuan massa tersebut dengan fungsi masing-masing zat sebagai sumber energi dalam kehidupan sehari-hari.

Pertanyaan:

1. Lengkapilah tabel perbandingan nilai ΔHc° dan konversi kalor per gram untuk metana, propana, dan hidrogen!

2. Berdasarkan nilai energi per gram yang telah dihitung, kaitkan mengapa gas propana (komponen utama LPG) sangat banyak digunakan sebagai sumber energi memasak rumah tangga dibandingkan metana murni!

Format tabel 4 kolom: Kolom 1 (Nama Bahan Bakar), Kolom 2 (ΔHc° dalam kJ/mol), Kolom 3 (Massa Molar Mr dalam g/mol), Kolom 4 (Energi per gram dalam kJ/g). Kolom uraian nomor 2 disediakan 4 baris isian.

Kegiatan 2: Mengaitkan Entalpi Pembakaran Bensin (Isooktana) dan Bioetanol

Estimasi: 35 menit

Alat & Bahan:

• Buku catatan
• Kalkulator
• Data pendukung sifat bahan bakar

Petunjuk Pengerjaan:

1. Perhatikan data berikut: Bensin diasumsikan sebagai isooktana (C8H18, Mr = 114 g/mol) memiliki ΔHc° = -5460 kJ/mol. Bioetanol (C2H5OH, Mr = 46 g/mol) memiliki ΔHc° = -1368 kJ/mol.
2. Lakukan perhitungan energi pembakaran yang dihasilkan jika masing-masing bahan bakar dibakar sebanyak 100 gram.
3. Diskusikan keterkaitan perbedaan nilai perubahan entalpi pembakaran tersebut dengan peran keduanya sebagai sumber energi bahan bakar kendaraan bermotor di lingkungan sekitar.

Pertanyaan:

1. Hitunglah kalor yang dilepaskan pada pembakaran sempurna 100 gram isooktana dan 100 gram bioetanol!

2. Kaitkan nilai kalor yang diperoleh dengan performa jarak tempuh kendaraan bermotor jika menggunakan massa bahan bakar yang sama antara bensin dan bioetanol!

Kotak perhitungan numerik bergaris untuk nomor 1 dan 5 baris isian uraian argumen keterkaitan untuk nomor 2.

Kegiatan 3: Sintesis dan Evaluasi Keterkaitan ΔHc° Sumber Energi Alternatif

Estimasi: 30 menit

Alat & Bahan:

• Lembar Kerja Siswa
• Alat tulis

Petunjuk Pengerjaan:

1. Simak studi kasus: Di daerah pedesaan, masyarakat memanfaatkan biomassa kayu bakar (selulosa, kalor pembakaran rata-rata ~17 kJ/g) dan briket arang batubara/karbon (ΔHc° = -393,5 kJ/mol; Ar C = 12 g/mol -> ~32,8 kJ/g) untuk pemanas/pengeringan hasil panen.
2. Kaitkan besarnya entalpi pembakaran kedua bahan dengan efisiensi pemanfaatan sumber daya energi yang tersedia secara lokal.
3. Rumuskan simpulan umum kelompok tentang bagaimana nilai ΔHc° menentukan pemilihan sumber energi di lingkungan sekitar.
4. Selesaikan kegiatan dengan melakukan refleksi dan penutupan pembelajaran bersama guru.

Pertanyaan:

1. Kaitkan nilai entalpi pembakaran kayu bakar (17 kJ/g) dan briket karbon (32,8 kJ/g) terhadap kebutuhan jumlah bahan bakar yang harus disediakan warga untuk proses pemanasan berenergi sama!

2. Berdasarkan seluruh pengamatan, simpulkan bagaimana nilai perubahan entalpi standar (ΔHc°) suatu reaksi pembakaran berkaitan langsung dengan penetapan suatu zat sebagai sumber energi lingkungan!

Kolom uraian analisis komparasi untuk nomor 1 dan format kotak simpulan akhir kelompok untuk nomor 2.

REFLEKSI

1. Bagaimana pemahaman tentang nilai entalpi pembakaran standar (ΔHc°) membantu kamu menyadari pemilihan bahan bakar yang paling efektif di rumah atau lingkungan sekitarmu?

2. Kegiatan analisis manakah yang paling membantumu memahami hubungan antara reaksi kimia eksotermik dengan pasokan energi sehari-hari?