2. Penentuan Massa Molekul Berdasarkan Pengukuran Bobot Jenis
-
Upload
muhammadyusianzky -
Category
Documents
-
view
1.352 -
download
10
Transcript of 2. Penentuan Massa Molekul Berdasarkan Pengukuran Bobot Jenis
LAPORAN PRAKTIKUMKIMIA FISIKA
PENENTUAN MASSA MOLEKUL BERDASARKAN PENGUKURAN BOBOT JENIS
NAMA : YUSI ANDA RIZKY
NIM : H 311 08 003
KELOMPOK : II ( DUA )
TGL PERCOBAAN : 1 MARET 2010
ASISTEN : A. YANTI PUSPITA SARI
LABORATORIUM KIMIA FISIKAJURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS HASANUDDIN
MAKASSAR2010
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Setiap zat yang berada di permukaan bumi ini memiliki sifat yang berbeda
baik itu dari segi fisika maupun dari segi kimianya. Keadaan fisik yang dapat
langsung kita lihat pada suatu benda adalah bentuk-bentuk dari suatu zat atau
biasa juga disebut wujud dari benda tersebut yang terdiri dari cairan, padatan,
maupun gas. Selain itu, massa atau berat benda juga merupakan sifat dari benda
yang dapat diukur. Semua sifat-sifat dari zat tersebut digunakan untuk
mengidentifikasi bermacam-macam hal tapi dalam segi kimianya sifat tersebut
digunakan untuk mengidentifikasi zat itu sendiri.
Volume molekul-molekul gas sangat kecil bila dibandingkan dengan
volume yang ditempati gas tersebut, sehingga banyak ruang yang kosong
antarmolekulnya. Hal ini menyebabkan gas mempunyai rapatan massa yang lebih
kecil jika dibandingkan dengan cairan atau padatan, dan bersifat kompresible atau
mudah ditekan. Antara gas satu dengan gas lain mudah bercampur karena
molekul-molekul gas selalu bergerak ke segala arah, keduanya tak bereaksi.
Atom sebagai penyusun molekul sangatlah kecil sehingga diperlukan cara
untuk menentukan massa atom. Jika massa atom suatu molekul sudah diketahui,
maka massa molekulnya dapat diketahui dengan menjumlahkan massa atom
relatif dari unsur-unsur penyusun molekul tersebut.
Jika suatu cairan mudah menguap, dididihkan dengan suhu kurang dari
100 0C, ditempatkan dalam labu erlenmeyer atau gelas piala tertutup dan memiliki
lubang-lubang kecil, maka cairan akan menguap. Uap tersebut akan memberikan
tekanan udara luar. Berdasarkan teori tersebut maka dilakukan penentuan massa
molekul pada zat yang mudah menguap berdasarkan pengukuran massa jenis zat
tersebut.
1.2 Maksud dan Tujuan Percobaan
1.2.1 Maksud Percobaan
Maksud dari percobaan ini adalah untuk mengetahui dan mempelajari cara
penentuan massa molekul zat yang mudah menguap berdasarkan pengukuran
massa jenisnya.
1.2.2 Tujuan Percobaan
Tujuan percobaan ini adalah :
1. Menentukan kerapatan zat mudah menguap dengan menimbang bobot sebelum
dan sesudah penguapan.
2. Menentukan massa molekul zat mudah menguap dengan menggunakan data
yang sudah ada sebelumnya dan persamaan gas ideal.
1.3 Prinsip Percobaan
Penentuan massa molekul zat mudah menguap berdasarkan pengukuran
massa jenis, dilakukan melaui penguapan, pengembunan, dan penentuan bobot
aseton dan kloroform sebelum dan setelah penguapan.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Secara intuisi, kita dapat memahami bahwa benda-benda umumnya
memiliki wujud sebagai padatan, cairan, dan gas. Meskipun demikian, kita perlu
berusaha untuk menerangkan sifat-sifat fisisnya atau keadaan zat secara terperinci
(Petrucci, 1999).
The majority of substances expand when heated. A notable exception is
water: when water at 0 0C and at a pressure of one atmosphere is heated, its
density increases to a maximum value of 999.972 kg/m3 at 3.98 0C. Thereafter, the
density decreases with further heating in the usual manner. The magnitude of this
anomalous behaviour is small compared with the anomaly of water’s expansion
upon freezing—the latter corresponds to an 8.3% change in volume, compared
with a 0.013% volume contraction between 0 0C and 4 0C. Neither of these
anomalies in the behavior of water is as yet well understood (Cawley dkk., 2005).
Sebagian besar zat akan memuai jika dipanaskan, kecuali air, bila air
dipanaskan pada suhu 0 oC dan pada tekanan 1 atm, densitasnya akan meningkat
ke nilai maksimum 999,972 kg/m3 pada 3,98 oC. Setelah itu, kerapatan akan
semakin berkurang seiring dengan dilakukannya pemanasan lebih lanjut. Besarnya
perilaku menyimpang ini masih lebih kecil dibandingkan dengan ekspansi
anomali air atas titik beku. Sampai saat ini, tak satu pun dari anomali ini yang
dapat dipahami dengan baik (Cawley dkk., 2005).
Jikalau suatu cairan mudah menguap dengan suhu didih kurang dari 100
oC ditempatkan ke dalam labu erlenmeyer kemudian dipanaskan sampai suhu 100
oC, maka cairan tersebut akan menguap. Dengan demikian uap itu akan
mendorong udara yang ada dalam labu erlenmeyer keluar melalui lubang kecil.
Setelah semua udara keluar, uap cairan akan keluar sampai tercapai
kesetimbangan yaitu tekanan uap cairan dalam labu erlenmeyer sama dengan
tekanan udara luar. Kondisi kesetimbangan ini, labu erlenmeyer hanya berisi uap
cairan dengan tekanan sama dengan tekanan udara luar. Volume uap cairan sama
dengan volume labu erlenmeyer dan suhunya sama dengan suhu didih air pada
penangas air (kira-kira 100 oC). Labu erlenmeyer kemudian dikeluarkan dari
penangas, didinginkan dan setelah dingin ditimbang untuk mengetahui bobot gas
yang terdapat di dalamnya (Taba dkk., 2010).
Pendekatan yang lebih langsung untuk menetapkan bobot molekul
dibandingkan metode Cannizzaro adalah menggunakan persamaan gas ideal.
Untuk tujuan itu perlu mengubah persamaan gas itu sedikit. Jumlah mol gas, yang
biasanya dinyatakan dengan n, adalah sama dengan massa gas, m, dibagi oleh
massa molar, µ (satuannya g/mol). Jadi, n = mμ
. Bobot molekul (tidak bersatuan)
secara numeris sama dengan massa molar (Petrucci, 1999).
PV = m R T
μ
Untuk menentukan bobot molekul gas dengan persamaan diatas,
diperlukan pengukuran (V) yang dipunyai oleh suatu gas yang diketahui massanya
(m) pada suhu (T) dan tekanan (P) tertentu. Bentuk dari persamaan gas ideal yang
diperlihatkan pada persamaan diatas tak terbatas untuk menentukan bobot
molekul. Tetapi dapat digunakan dalam berbagai penggunaan lain dimana jumlah
gas diberikan atau dicari dalam bentuk gram, bukan mol (Petrucci, 1999).
Banyak pengukuran gas memperlihatkan bahwa pada tekanan rendah, tekanan,
volume, temperatur, dan jumlah gas dihubungkan dengan pernyataan
PV = nRT
di mana konstanta gas R sama untuk setiap gas. Persamaan diatas merupakan
hubungan antara dua variabel sampel suatu zat, dan disebut persamaan keadaan
gas sempurna (Atkins, 1994).
Kebanyakan gas pada temperatur dan tekanan kamar yakni mendekati
suhu 25 oC dan tekanan 1 atm memenuhi persamaan diatas. Ketika tekanan
merendah, semua gas semakin mematuhi persamaan di atas. Dengan demikian,
persamaan diatas dapat dikatakan sebagai hukum pembatas dengan pengertian
bahwa semua gas mematuhinya pada batas tekanan nol. Gas yang mematuhi
persamaan diatas secara tetap disebut gas sempurna atau gas ideal. Gas
sebenarnya adalah gas nyata, seperti udara yang mana didalamnya terkandung
hidrogen dan oksigen, yang tak mematuhi persamaan diatas dengan tepat kecuali
pada batas tekanan nol (Atkins, 1994).
R adalah suatu tetapan universal bagi semua jenis gas yang besarnya
dapat ditentukan berdasarkan persamaan gas ideal. Dengan mengambil hipotesis
avogadro bahwa volume tertentu suatu gas pada suhu dan tekanan yang sama akan
mengandung jumlah molekul yang sama, berarti untuk V, P, dan T yang tetap
maka memiliki nilai n yang juga tetap. Untuk memudahkan perhitungan , nilai
numerik R dihitung untuk 1 mol gas pada STP (0 0C, 1 atm) yang volumenya
mendekati 22,414 L, sehingga diperoleh (Yazid, 2006).
R = P Vn T
= (1 atm )(22,414 L)(1mol )(273,15 K )
= 0,08206 L atm / mol K
BAB III
METODE PERCOBAAN
3.1 Bahan Percobaan
Bahan-bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah aquadest,
kloroform, aseton, aluminium foil, kertas label, dan tissue roll.
3.2 Alat Percobaan
Alat-alat yang digunakan pada percobaan ini, antara lain erlenmeyer 50
mL, gelas piala 250 mL, jarum, neraca digital, karet gelang, desikator, penangas
air, gegep kayu, termometer 105 0C, bulb, dan pipet volume 5 mL.
3.3 Prosedur Percobaan
Prosedur kerja yang dilakukan pada percobaan kali ini adalah pertama-
tama erlenmeyer berleher kecil dibersihkan dan dikeringkan kemudian ditimbang.
Selanjutnya erlenmeyer ditutup dengan aluminium foil dan dikencangkan dengan
karet gelang, kemudian ditimbang. Erlenmeyer tersebut kemudian diisi dengan air
sampai penuh, ditimbang dan diukur suhunya. Tutup erlenmeyer dibuka, lalu diisi
dengan cairan yang mudah menguap (kloroform) sebanyak 5 mL kemudian
ditutup kembali dengan aluminium foil dan dikencangkan dengan karet gelang
serta dibuatkan lubang-lubang kecil secara merata dengan jarum pentul sebagai
jalan keluarnya uap. Erlenmeyer tersebut dimasukkan kedalam penangas air
hingga zat cair yang ada didalamnya benar-benar menguap sampai habis. Setelah
semua cairan dalam erlenmeyer menguap, suhu penangas air diukur, selanjutnya
dimasukkan ke dalam desikator untuk didinginkan. Setelah terbentuk lagi cairan
dalam erlenmeyer tersebut, kemudian ditimbang dengan neraca analitik.
Percobaan diulang dengan mengganti zat mudah menguap dengan aseton.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengamatan
1. Untuk Kloroform
Bobot erlenmeyer + aquadest = 95,76 g
Bobot erlenmeyer kosong = 37,69 g
Suhu aquadest dalam erlenmeyer = 30,03 0C
Suhu aquadest dalam penangas = 92,5 0C
Massa jenis aquadest = 1 g/mL
2. Untuk Aseton
Berat erlenmeyer + aquadest = 95,04 g
Berat erlenmeyer kosong = 37,62 g
Suhu aquadest dalam erlenmeyer = 30,8 0C
Suhu aquadest dalam penangas = 93,5 0C
Massa jenis aquadest = 1 g/mL
Tabel Pengamatan
No. Jenis Bobot erlenmeyer + aluminium
foil + karet gelang (g)
Bobot erlenmeyer +
aluminium foil +karet
gelang + uap cairan
1. Kloroform 38,56 38,74
2. Aseton 38,15 38,29
4.2 Perhitungan
1. Untuk Kloroform
Bobot erlenmeyer + aluminium foil + karet gelang + uap cairan = 38,74 g
Bobot erlenmeyer + aluminium foil + karet gelang = 38,56 g
Bobot kloroform = 0,18 g
Bobot aquadest + erlenmeyer = 95,76 g
Bobot erlenmeyer kosong = 37,69 g
Bobot aquadest = 58,07 g
Massa jenis aquadest (ρ) = 1 g/mL
Volume aquadest = bobot aquadest
ρ aquadest =
58,07 g1 g /mL
=
58,07 mL
Volume gas = Volume aquadest = 0,05807 L
Massa jenis kloroform (ρ)= bobot kloroform
volume gas =
0,18 g0,05807 L
= 3,0997 g/L
Suhu penangas air = 92,5 0C = 365,5 K
Tekanan = 760 mmHg = 1 atm
Mr kloroform = ρ R T
P R = 0,0821 L.atm / mol. K
= 3,0997
gL
. 0,0821L atmmol K
. 365,5 K
1atm
= 93,0144 g/mol
Mr kloroform ( CHCl3 ) teori adalah 119,5 g/mol.
2. Untuk Aseton
Bobot erlenmeyer + aluminium foil + karet gelang + uap cairan = 38,29 g
Bobot erlenmeyer + aluminium foil + karet gelang = 38,15 g
Bobot aseton = 0,14 g
Bobot aquadest + erlenmeyer = 95,04 g
Bobot erlenmeyer kosong = 37,62 g
Bobot aquadest = 57,42 g
Massa jenis aquadest (ρ) = 1 g/mL
Volume aquadest = bobot aquadest
ρ aquadest =
57,429
1g
mL = 57,42 mL
Volume gas = Volume aquadest = 0,05742 L
Massa jenis aseton (ρ) = bobot asetonvolume gas
= 0,14 g
0,05742 L = 2,4382 g/L
Suhu penangas air = 93,5 0C = 366,5 K
Tekanan = 760 mmHg = 1 atm
Mr aseton= ρ R T
P R = 0,0821 L.atm / mol. K
= 2,4382
gmL
.0,0821Latmmol K
.366,5 K
1atm
= 73,3646 g/mol
Mr aseton ( C3H7O ) teori adalah 58 g/mol.
4.3 Pembahasan
Pengukuran massa molekul zat mudah menguap pada percobaan ini,
dilakukan berdasarkan pengukuran massa jenis. Percobaan kali ini menggunakan
bahan yakni kloroform dan aseton sebagai zat yang mudah menguap.
Untuk kloroform, sebelum percobaan dilakukan, sebaiknya erlenmeyer
dibersihkan dan dikeringkan terlebih dahulu supaya massa atau bobot jenis yang
ditimbang betul-betul bobot erlenmeyer murni. Tutup erlenmeyer yang telah berisi
kloroform menggunakan aluminium foil dan gunakan karet gelang untuk
mengencangkan penutup erlenmeyer tersebut agar tutup tersebut bersifat kedap
gas. Setelah yakin erlenmeyer tersebut telah kedap gas, aluminium foil dilubangi
dengan menggunakan jarum, hal ini dilakukan agar uap cairan tersebut dapat
keluar. Setelah semua cairan menguap, erlenmeyer dikeluarkan dari penangas air
dan diukur suhu air di penangas tersebut. Erlenmeyer tersebut kemudian
dikeringkan dari sisa air yang ada di bagian-bagian dindingnya dan dimasukkan
ke dalam desikator.
Menurut teori, uap cairan tadi yang berada dalam erlenmeyer akan
mengembun. Sesuai dengan hasil percobaan dan pengukuran serta perhitungan
yang telah dilakukan, maka diperoleh massa molekul kloroform adalah 93,0144
g/mol, jika dibandingkan dengan nilai teori dimana massa molekul dari kloroform
adalah 119,5 g/mol. Dengan demikian dapat dilihat bahwa hasil yang diperoleh
dari praktikum dan berdasarkan teori yang ada sangat jauh berbeda. Perbedaan
hasil tersebut terjadi diakibatkan karena kurangnya ketelitian praktikan pada saat
melakukan praktikum. Misalnya saja pada saat erlenmeyer diangkat dari
desikator, uap belum mengembun seluruhnya sehingga berpengaruh juga terhadap
bobot kloroform dan akibatnya hasil perhitungan menggunakan persamaan gas
ideal untuk menghitung massa molekulnya terjadi kesalahan atau perbedaan
dengan teori. Selain itu juga, kesalahan mungkin terjadi pada saat semua
kloroform dalam penangas telah menguap seluruhnya namun termometer belum
dipasang untuk mengukur suhunya sehingga suhunya tak lagi sesuai dengan suhu
pada saat kloroform tepat menguap seluruhnya. Hal lain yang dapat
mempengaruhi yaitu pada saat menimbang dan mengukur suhu.
Untuk aseton, perlakuan yang diberikan pada saat melakukan percobaan,
sama dengan perlakuan yang diberikan untuk kloroform. Menurut teori, massa
molekul aseton adalah 58 g/mol tetapi berdasarkan praktek massa molekul yang
diperoleh adalah 73,3646 g/mol. Perbedaan nilai tersebut disebabkan karena
kesalahan yang dilakukan oleh praktikan, seperti pada saat erlenmeyer
dimasukkan dalam desikator, praktikan tak memperhatikan uap gas yang keluar,
ada kemungkinan gas yang mengembun atau mengalami kondensasi mungkin
bukan lagi dari aseton yang tadinya menguap. Hal ini mempengaruhi bobot aseton
yang juga akan berpengaruh pada hasil yang lebih besar dari nilai teoritis karena
bobot yang didapatkan lebih besar dari bobot yang sebenarnya. Sehingga massa
molekul aseton yang diperoleh dengan menggunakan persamaan gas ideal akan
lebih besar dari massa molekul sebenarnya.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diperoleh dari percobaan ini adalah :
1. Kerapatan untuk zat yang mudah menguap;
a. Kloroform : 3,0997 g/L
b. Aseton : 2,4382 g/L
2. Massa molekul untuk zat yang mudah menguap;
a. Kloroform : 93,0144 g/mol
b. Aseton : 73,3646 g/mol
5.2 Saran
Saran yang dapat saya berikan untuk percobaan kali ini yaitu mungkin ada
baiknya jika kita juga menggunakan zat lain yang mudah menguap, sehingga tak
hanya aseton dan kloroform saja yang kita ketahui kerapatan dan massa
molekulnya, tetapi zat lain yang mudah menguap juga bisa diketahui. Sedangkan
saran yang bisa saya berikan untuk asisten pada percobaan kali ini adalah
mungkin ada baiknya pada saat memberikan asistensi pembuatan laporan,
diberikan contoh perhitungan soal sehingga praktikan pada saat mengerjakan bab
IV khususnya di subbab perhitungan, tak mengalami kesusahan.
DAFTAR PUSTAKA
Atkins, P. W., 1994, Kimia Fisika jilid 1 edisi 4, Erlangga, Jakarta.
Cawley, M. F., dkk., 2005, Measurement of The Temperature of Density Maximum of Water Solutions Using A Convective Flow Technique (online), http://eprint.nuim.ie/935/diakses tanggal 27 Februari 2010.
Estien, Yazid, 2006, Kimia Fisika untuk Paramedis, ANDI, Yogyakarta.
Petrucci, R. H., dan Suminar, 1992, Kimia Dasar, Erlangga, Jakarta.
Taba, P., Zakir, M., Fauziah, St., 2009, Penuntun Praktikum Kimia Fisika, Universitas Hasanuddin, Makassar.
LEMBAR PENGESAHAN
MAKASSAR, 1 MARET 2010
ASISTEN PRAKTIKAN
(A. YANTI PUSPITA SARI) (YUSI ANDA RIZKY)