Buku Petunjuk PAB 2015

Praktikum Analisis Bahan 2015 t

i

Praktikum Analisis Bahan 2015

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmatNya sehingga buku Panduan

Praktikum Analisis Bahan 2015 ini dapat terselesaikan. Buku panduan ini bertujuan membantu

praktikan, asisten, serta semua pihak yang bersangkutan demi kelancaran pelaksanaan

Praktikum Analisis Bahan Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada

Tahun 2015.

Isi buku ini disusun berdasarkan urutan kode mata praktikum secara terpisah satu dengan

yang lain agar lebih mudah dibaca dan dipahami. Pada edisi kali ini, terdapat penjelasan setiap

mata praktikum yang telah diperbaiki dan disempurnakan dari edisi sebelumnya sehingga

diharapkan terdapat peningkatan kualitas dari Praktikum Analisis Bahan secara keseluruhan.

Penyusun mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam

penyusunan buku ini antara lain :

1. Sang Kompiang Wirawan, S.T., M.T., Ph.D. selaku Kepala Laboratorium Praktikum

Analisis Bahan.

2. Sang Kompiang Wirawan, ST., MT., Ph.D, Ahmad Tawfiequrrahman Y., ST., MT.,

D.Eng., Himawan Tri Bayu Murti Petrus, ST., ME., Indra Perdana, ST., MT., Ph.D.,

Yuni Kusumastuti, S.T., M.Eng., Ir. Suprihastuti Sri Rahayu, M.Sc., Ir. Harry

Sulistyo, SU., Ph.D, dan Chandra Wahyu Purnomo, ST., M.Sc ; selaku dosen

pembimbing mata Praktikum Analisis Bahan.

3. Hariyanto dan Risma Wati selaku Laboran Laboratorium Analisis Bahan.

4. Seluruh asisten Praktikum Analisis Bahan 2015.

5. Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada serta semua pihak

terkait.

Penyusun menyadari masih terdapat kekurangan baik materi maupun penulisan. Oleh

karena itu, penyusun mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun demi perbaikan

selanjutanya. Semoga buku ini memberikan manfaat dalam perkembangan pendidikan di

Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada.

Yogyakarta, Maret 2015

Penyusun

ii


DAFTAR ISI

Kata Pengantar ............................................................................................................................... ii Daftar Isi ....................................................................................................................................... iii Daftar Dosen Pembimbing Praktikum dan Asisten ...................................................................... iv Format Penulisan Laporan Ringkas ............................................................................................... v Format Penulisan Laporan Resmi ................................................................................................ vii Tata Cara Penulisan Laporan ........................................................................................................ xi Keselamatan Kerja di Laboratorium ........................................................................................... xiii Pengukuran Suhu dan Kenaikan Titik Didih ...................................................................... 1 Peneraan Alat Ukur Laju Alir Fluida ................................................................................ 14 Pengukuran Rapat Massa dan Konduktansi...................................................................... 25 Modulus Patah dan Kuat Desak Bahan Padat ................................................................... 42 Pengukuran Tegangan Muka dan Kekentalan Zat Cair .................................................... 57 Analisis Volumetri ............................................................................................................ 75 Analisis Gravimetri ........................................................................................................... 88 Spektrofotometri ............................................................................................................... 96

iii


DAFTAR DOSEN PEMBIMBING PRAKTIKUM

DAN ASISTEN

A. PENGUKURAN SUHU DAN KENAIKAN TITIK DIDIH LARUTAN

Dosen Pembimbing : Sang Kompiang Wirawan, ST., MT., Ph.D Asisten Praktikum : 1. Ardina Lukita Diyani Putri (pagi) 2. Fariz Azwar Azmi (siang)

B. PENERAAN ALAT UKUR LAJU ALIR FLUIDA Dosen Pembimbing : Ahmad Tawfiequrrahman Y., ST., MT., D.Eng

Asisten Praktikum : 1. Astrid Ellyana (pagi) 2. Lady Varesqua Valentina (siang)

C. PENGUKURAN RAPAT MASSA DAN KONDUKTANSI Dosen Pembimbing : Himawan Tri Bayu Murti Petrus, ST., ME

Asisten Praktikum : 1. Rizky Putri Armandani (pagi) 2. Alvin Febrian Riandi (siang)

D. MODULUS PATAH DAN KUAT DESAK BAHAN PADAT Dosen Pembimbing : Indra Perdana, ST., MT., Ph.D

Asisten Praktikum : 1. Dwi Reynaldi Gunawan (pagi) 2. Danang Tri Hartanto (siang)

E. PENGUKURAN TEGANGAN MUKA DAN KEKENTALAN ZAT CAIR Dosen Pembimbing : Yuni Kusumastuti, S.T., M.Eng.

Asisten Praktikum : 1. Inasanti Pandan Wangi (pagi) 2. Baskoro Ajie (siang)

F. ANALISIS VOLUMETRI Dosen Pembimbing : Ir. Suprihastuti Sri Rahayu, M.Sc

Asisten Praktikum : 1. Ayu Dwi Lestari Widianingrum (pagi) 2. Albertus Fuad Prajna Harto Subagyo (siang)

G. ANALISIS GRAVIMETRI Dosen Pembimbing : Ir. Harry Sulistyo, SU., Ph.D

Asisten Praktikum : 1. Nursepma Rismawati (pagi) 2. Wahyu Faizal Ardy (siang)

H. SPEKTROFOTOMETRI Dosen Pembimbing : Chandra Wahyu Purnomo, ST., M.Sc

Asisten Praktikum : 1. Niki Arini (pagi) 2. Rendy Bayu Aji (siang)

iv


FORMAT PENULISAN LAPORAN RINGKAS

JUDUL MATA PRAKTIKUM

I. TUJUAN PERCOBAAN

Tujuan percobaan ini adalah:

1. ....

2. ....

II. CARA KERJA

Cara kerja berupa uraian secara lengkap dan rinci mengenai tahap-tahap dalam percobaan.

Uraian tersebut dituliskan dalam bentuk narasi menggunakan kalimat pasif.

Setiap kalimat yang diawali dengan angka atau rumus senyawa tertentu, maka harus

dituliskan dalam kata-kata. Contoh: 5 gram ….. ditulis Lima gram …., H2SO4 …. ditulis

Asam sulfat (H2SO4) …..

III. HASIL PERCOBAAN

A. Data Percobaan

Semua data yang ada di laporan sementara ditulis kembali di bagian ini.

B. Analisis Data

Berisi persamaan-persamaan yang digunakan untuk perhitungan, lengkap dengan nomor

persamaan dan keterangan dari variabel-variabel yang digunakan, dilengkapi dengan

perhitungan.

Penulisan angka di belakang koma:

• Untuk data percobaan, ditulis berdasarkan ketelitian alat.

• Untuk hasil perhitungan persen, 2 angka belakang koma.

• Untuk hasil perhitungan dengan ketelitian alat kurang dari 4 abk, maka ditulis 4 angka

belakang koma.

IV. PEMBAHASAN

Berisi penjelasan mengenai hasil percobaan yang diperoleh serta penjelasan mengenai grafik

yang dibuat (jika ada).

v

Praktikum Analisis Bahan 2015 V. KESIMPULAN

Kesimpulan yang dapat diambil dari percobaan ini adalah:

1. ....

2. ....

VI. SARAN

Berisi saran untuk kemajuan Praktikum Analisis Bahan (bukan saran untuk asisten secara

pribadi).

Yogyakarta, 2015

Asisten, Praktikan,

Nama Lengkap Asisten Nama Lengkap Praktikan

Catatan: Laporan sementara disertakan di akhir laporan.

KETENTUAN PENGUMPULAN LAPORAN RINGKAS

1. Laporan dikumpulkan kepada asisten jaga maksimal 1 (satu) minggu setelah praktikum

dilakukan dan juga sebagai syarat untuk mengikuti praktikum selanjutnya.

2. Laporan dikumpulkan dalam bentuk sudah dijilid rapi.

3. Laporan akan dikoreksi oleh asisten dan dikembalikan kepada praktikan maksimal 2 (dua)

minggu setelah tanggal pengumpulan laporan untuk direvisi oleh praktikan.

4. Laporan yang telah direvisi dikembalikan kepada asisten dengan waktu sesuai dengan

kebijakan asisten.

5. Keterlambatan pengumpulan laporan yang telah direvisi akan dikenai pengurangan nilai

sebanyak 2 (dua) poin per hari.

6. Kartu acara harus selalu dibawa pada saat pengambilan dan pengumpulan laporan.

vi


FORMAT PENULISAN LAPORAN RESMI

JUDUL MATA PRAKTIKUM

I. TUJUAN PERCOBAAN

Tujuan percobaan ini adalah:

1. ....

2. ....

II. DASAR TEORI

Berisi teori-teori yang berhubungan dengan praktikum terkait. Sumber dari dasar teori

yang digunakan harus dicantumkan. Contoh: …dikenal sebagai ‘pektin’ (Kertesz, 1951).

III. METODOLOGI PERCOBAAN

A. Bahan

Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah:

1. ....

2. ….

Sumber bahan juga harus ditulis, misalnya: Aquadest yang diperoleh dari laboratorium

Proses dan Analisis Bahan.

B. Alat

Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini ditunjukkan oleh gambar rangkaian alat

berikut:

Gambar 1. Rangkaian Alat ............................................................

Alat yang digambar hanya alat utama saja. Merk dagang dari alat yang digunakan harus

di cantumkan, contoh: Gelas beker pyrex 250 ml.

vii


C. Cara Percobaan

Cara kerja berupa uraian secara lengkap dan rinci mengenai tahap-tahap dalam

percobaan. Uraian tersebut dituliskan dalam bentuk narasi menggunakan kalimat pasif.

D. Analisis Data

Berisi persamaan-persamaan yang digunakan untuk perhitungan, lengkap dengan

nomor persamaan dan keterangan dari variabel-variabel yang digunakan.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

Berisi hasil percobaan dan penjelasan mengenai hasil percobaan yang diperoleh serta

penjelasan mengenai grafik yang dibuat (jika ada).

V. KESIMPULAN

Kesimpulan yang dapat diambil dari percobaan ini adalah:

1. ....

2. ....

VI. DAFTAR PUSTAKA

Berisi daftar pustaka yang dijadikan acuan dalam penulisan laporan. Cara penulisan

dijelaskan pada bagian selanjutnya.

Yogyakarta, 2015

Praktikan, Praktikan,

Nama Lengkap Praktikan 1 Nama Lengkap Praktikan 2

Asisten,

Nama Lengkap Asisten

viii


VII. LAMPIRAN

A. Identifikasi Hazard Proses dan Bahan Kimia

Identifikasi hazard terdiri dari:

• Identifikasi hazard proses selama praktikum, merupakan identifikasi kegiatan yang

memiliki potensi bahaya selama praktikum beserta penanganannya. Contoh:

mengambil H2SO4 di lemari asam.

• Identifikasi hazard dari bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan. Contoh: HCl.

B. Penggunaan Alat Perlindungan Diri

Berisi poin-poin alat perlindungan diri apa saja yang harus digunakan selama

percobaan beserta kegunaannya. Contoh: Jas laboratorium lengan panjang.

C. Manajemen Limbah

Berisi poin-poin limbah yang dihasilkan dalam percobaan disertai dengan

penanganannya. Contoh: Sisa larutan NaOH.

D. Data Percobaan

Semua data yang ada di laporan sementara ditulis kembali di bagian ini.

E. Perhitungan

Berisi perhitungan yang diperoleh dari hasil percobaan.

Catatan: Laporan sementara disertakan di akhir laporan.

KETENTUAN PENGUMPULAN LAPORAN RESMI

1. Laporan resmi yang ditulis tangan dikumpulkan kepada asisten jaga maksimal 1 (satu)

minggu setelah praktikum dilakukan. Setiap praktikan membuat satu laporan ditulis tangan.

2. Laporan dikumpulkan dalam bentuk sudah dijilid rapi.

3. Laporan akan dikoreksi oleh asisten dan dikembalikan kepada praktikan maksimal 1 (satu)

minggu setelah tanggal pengumpulan laporan untuk direvisi oleh praktikan.

4. Laporan yang telah direvisi dikembalikan kepada asisten dengan waktu sesuai dengan

kebijakan asisten. ix

Praktikum Analisis Bahan 2015 5. Laporan yang telah di-acc oleh asisten dikembalikan lagi kepada praktikan untuk diketik.

Setiap kelompok membuat satu laporan diketik.

6. Laporan yang telah diketik kemudian dikonsultasikan kepada dosen pembimbing masing-

masing mata praktikum.

7. Batas waktu pengumpulan laporan resmi yang sudah dikonsultasikan kepada dosen

pembimbing adalah 4 (empat) minggu setelah praktikum dilakukan.

8. Kartu acara harus selalu dibawa pada saat pengambilan dan pengumpulan laporan.

x


TATA CARA PENULISAN LAPORAN

1. Laporan yang ditulis tangan ditulis dengan tinta berwarna hitam di kertas folio bergaris,

TIDAK bolak balik.

2. Laporan yang diketik dicetak pada kertas HVS 80 gram/m2 ukuran A4 dengan line spacing

1,5 dan margin: Atas : 4 cm Bawah : 3 cm Kiri : 4 cm Kanan : 3 cm.

3. Menggunakan bahasa Indonesia yang baku.

4. Tidak diperbolehkan menyingkat kata.

5. Menggunakan tanda baca yang tepat.

6. Tidak diperbolehkan menggunakan kata penghubung untuk memulai kalimat.

7. Permulaan kalimat yang berupa bilangan, lambang, atau rumus kimia ditulis dengan kata-

kata. Contoh: NaOH dibuat.... ditulis Natrium hidroksida dibuat....

8. Menggarisbawahi setiap istilah asing (jika ditulis tangan) atau dicetak miring (jika diketik).

Contoh: aquadest atau aquadest.

9. Penulisan sumber dijadikan satu dengan kalimat.

Contoh: ... dikenal sebagai ‘pektin’ (Kertesz, 1951).

10. Penulisan pada cover menggunakan huruf kapital.

11. Judul mata praktikum ditulis dengan huruf kapital.

Contoh: PENGUKURAN SUHU DAN KENAIKAN TITIK DIDIH LARUTAN

12. Judul bab ditulis dengan huruf kapital (jika diketik) dan digaris bawah (jika ditulis tangan).

Contoh:

I. TUJUAN PERCOBAAN (jika diketik)

I. TUJUAN PERCOBAAN (jika ditulis tangan).

13. Daftar/tabel diberi border atas dan bawah dengan garis double dan tidak boleh dipenggal

kecuali lebih dari satu halaman. Nomor dan judul daftar ditempatkan di atas daftar.

14. Yang termasuk gambar adalah gambar alat, bagan serta grafik. Gambar alat merupakan

gambar penampang depan alat utama dan rangkaian alat. Keterangan dituliskan di tempat

yang kosong pada gambar, sedangkan nomor dan judul gambar ditempatkan di bawah

gambar.

15. Penomoran daftar, gambar, persamaan:

• Daftar/tabel diberi nomor urut dengan angka romawi besar. Jika diketik tulisan dibuat

bold, sedangkan jika ditulis tangan tulisan diberi garis bawah. Contoh: Daftar I. Data

Hasil.... atau Daftar I. Data Hasil....

xi


• Gambar diberi nomor urut dengan angka arab (1, 2, 3, dst.). Jika diketik tulisan dibuat

bold, sedangkan jika ditulis tangan tulisan diberi garis bawah. Contoh: Gambar 1.

Gambar.... atau Gambar 1. Gambar....

• Persamaan diberi nomor urut dengan angka arab (1, 2, 3, dst.) di dalam kurung pada tepi

kanan. Contoh: CaSO4 + K2CO3 ↔ CaCO3 + K2SO4 (1)

16. Ketentuan penulisan daftar pustaka:

Ke bawah menurut abjad nama akhir penulis pertama.

Ke kanan:

• Buku: Nama akhir penulis, tahun terbit, “judul buku”, jilid, edisi ke, nomor halaman,

nama penerbit, kota.

• Majalah/ jurnal: Nama akhir penulis, tahun terbit, “judul penelitian”, nama majalah

(singkatan resmi), jilid, nomor halaman.

17. Ketentuan penulisan nomor halaman:

• Laporan tulis tangan:

Jika terdapat bab baru : pojok kanan bawah

Tidak terdapat bab baru : pojok kanan atas

• Laporan ketik : pojok kanan bawah

18. Syarat tidak inhall laporan:

• Harus sesuai ketentuan (format) laporan.

• Seluruh bab dan sub bab harus ada.

• Gambar rangkaian alat utama harus ada dan lengkap.

xii


KESELAMATAN KERJA DI LABORATORIUM

Di dalam laboratorium praktikan harus:

• Mencuci tangan ketika masuk dan keluar laboratorium, dan ketika kontak dengan

bahan-bahan kimia.

• Selalu memakai jas laboratorium lengan panjang yang dikancingkan.

• Memakai alat perlindungan diri seperti masker, sarung tangan, dan goggle.

• Mengikat rambut panjang ke belakang dan memasukkan jilbab ke dalam jas

laboratorium.

• Memastikan bahwa label telah sesuai dengan bahan-bahan kimia yang ada di

dalamnya dan dalam kondisi yang baik.

• Mencabut dan mematikan aliran listrik dan air di akhir percobaan.

Di dalam laboratorium praktikan dilarang:

• Bekerja di luar area kerja.

• Menggunakan gelang, kalung, dan lengan yang terlalu longgar.

• Bekerja sendiri di laboratorium, khususnya untuk resiko tinggi.

• Merokok, makan, dan minum.

• Meletakkan makanan di kulkas bersama bahan-bahan kimia.

• Menggunakan lensa kontak.

• Menggunakan kembali suatu wadah untuk bahan kimia lain tanpa membuang label awal.

• Membawa bahan kimia dalam saku baju atau saku jas laboratorium.

• Menghisap menggunakan mulut.

• Menyentuh bahan kimia.

• Menyimpan bahan kimia dalam jumlah besar di laboratorium.

• Menuangkan bahan kimia ke wastafel.

xiii


Beberapa contoh simbol bahaya yang terdapat pada label bahan kimia:

Untuk informasi lebih lengkap lihat poster “Keselamatan Kerja di Laboratorium” yang ada di

Laboratorium Analisis Bahan.

xiv


PENGUKURAN SUHU DAN KENAIKAN TITIK DIDIH LARUTAN

(A)

I. TUJUAN PERCOBAAN

Percobaan ini bertujuan untuk:

1. Mengetahui prinsip kerja termometer berisi zat alir dan thermocouple digital.

2. Mengetahui cara menera alat ukur suhu.

3. Menerapkan hasil peneraan untuk pengukuran kenaikan titik didih larutan.

4. Menentukan pengaruh konsentrasi zat terlarut elektrolit atau non elektrolit terhadap

kenaikan titik didih air.

II. DASAR TEORI

Suhu (temperatur) merupakan peubah proses yang sangat penting dalam proses-

proses baik dalam skala laboratorium maupun skala industri, karena suhu dapat

mempengaruhi kinerja unit proses yang melibatkan reaksi kimia, maupun unit operasi

pada sistem pemisahan, seperti distilasi, pengeringan, penguapan, penyerapan, kristalisasi,

dan lain-lain. Pada dasarnya suhu berkaitan dengan energi kinetik molekul suatu senyawa.

Suhu dapat didefinisikan sebagai kondisi suatu benda (potensial) yang menentukan

perpindahan kalor (heat) menuju atau dari benda lain, atau secara lebih praktis sebagai

tingkat (derajat) kepanasan (hotness) atau kedinginan (coldness).

Ada beberapa skala (satuan) suhu, seperti Kelvin, Celcius, Fahrenheit, Reamur,

Rankine, dan International Practical Temperature Scale (IPTS). Prinsip kerja alat

pengukur suhu diantaranya adalah :

1. Kenaikan volume benda oleh kenaikan suhu, seperti pada termometer berisi zat alir

(fluida: cair dan gas) dan bimetal (padat).

2. Kenaikan tegangan listrik (emf) akibat naiknya beda suhu pada pasangan logam

(Seebeck Effect), seperti thermocouple digital.

3. Perubahan tahanan suatu bahan (logam maupun semi-logam) akibat perubahan suhu

media yang terukur, seperti bimetal.

4. Kenaikan intensitas radiasi kalor dengan naiknya suhu bahan, seperti pada pyrometer.

Secara umum, hubungan antara perubahan suhu dengan perubahan sifat fisis dapat

digambarkan sebagai berikut:

1


Gambar 1. Profil Perubahan Suhu dan Sifat Fisis Bahan

Hubungan tersebut dapat digunakan sebagai kurva baku, sehingga perubahan suhu

media dapat diketahui melalui perubahan sifat fisisnya. Alat ukur suhu yang merupakan

salah satu sistem pengukuran mungkin tersusun atas beberapa elemen, seperti ditunjukkan

pada bagan berikut:

Gambar 2. Elemen Sistem Pengukuran Suhu

Termometer dengan prinsip kerja perubahan volume merupakan termometer yang

elemen penyusunnya paling sedikit, yaitu elemen perasa dan elemen penampil.

Termometer berisi cairan mempunyai elemen perasa berupa cairan pengisi, dan elemen

penampil yang berupa gelas kapiler berskala. Demikian juga termometer berisi gas,

elemen perasanya berupa uap/gas, dan elemen penampilnya berupa simpangan. Elemen

perasa termometer bimetal berupa dua lapis logam yang mempunyai muai volume yang

berbeda, dan perubahan elemen perasanya ditunjukkan dengan simpangan.

Thermocouple merupakan elemen perasa sekaligus tranduser, karena hasil

pengukurannya berupa tegangan listrik. Pada umumnya, tegangan yang dihasilkan sangat

kecil, sehingga isyarat ini biasanya diolah lebih lanjut dengan penguat dan pengubah

Media terukur

Elemen perasa Primer

Tran-duser

Pengkondisi isyarat/ pengubah

Transmisi data/ telemetri

Pemroses data

Tampilan data

Pencetak data

Perekam data

Suhu, 0 C

Sifat fisis

2


isyarat dari tegangan menjadi suhu, untuk kemudian ditampilkan atau dicetak. Prinsip

kerja bimetal berdasarkan pemuaian dua buah logam yang disusun sedemikian rupa,

sehingga pada saat memuai, panjang kedua logam tidak sama yang diakibatkan oleh

koefisien muai logam yang berbeda.

Sifat koligatif larutan adalah sifat larutan yang tidak bergantung padajenis zat

terlarut tetapi tergantung pada banyaknya partikel zat terlarut dalam larutan. Titik didih

adalah suhu di mana terjadi perubahan wujud zat dari cair ke gas pada tekanan tertentu.

Pada tekanan 1 atm, air mendidih pada suhu 100 °C karena pada suhu itu tekanan uap air

sama dengan tekanan udara di sekitarnya. Selisih antara titik didih larutan dengan titik

didih pelarut disebut kenaikan titik didih (ΔTb). Kenaikan titik didih tidak bergantung

pada jenis zat terlarut, tetapi hanya tergantung pada konsentrasi partikel (molalitas) dalam

larutan. Oleh karena itu, kenaikan titik didih tergolong sifat koligatif. Molalitas adalah

konsentrasi larutan yang dinyatakan dengan jumlah mol zat terlarut dalam 1000 gram

pelarut.

Mendidihnya suatu zat cair diamati dari timbulnya gelembung-gelembung udara

yang terbentuk secara terus-menerus pada berbagai bagian zat cair. Dengan adanya zat

terlarut dalam suatu zat cair (pelarut) menimbulkan interaksi antara partikel terlarut

dengan partikel pelarut sehingga tekanan uap larutan akan turun dan menyebabkan titik

didih larutan tersebut akan naik karena energi yang diperlukan oleh pelarut untuk

membentuk uap agar tekanan uap sama dengan tekanan udara di sekitarnya meningkat.

Kenaikan titik didih terjadi pada larutan di mana zat terlarut termasuk zat non-volatil.

Menurut Raoult hubungan antara kenaikan titik didih larutan dengan konsentrasi zat

terlarut adalah sebagai berikut :

b bT m K∆ = × (1)

dengan, bT∆ = kenaikan titik didih (oC)

bK = tetapan kenaikan titik didih (oC/molal)

m = molalitas larutan (molal)

Zat terlarut dalam larutan elektrolit bertambah jumlahnya karena terurai menjadi

ion-ion, sedangkan zat terlarut pada larutan nonelektrolit jumlahnya tetap karena tidak

terurai menjadi ion-ion, sesuai dengan hal-hal tersebut maka sifat koligatif larutan

nonelektrolit lebih rendah daripada sifat koligatif larutan elektrolit. Oleh karena itu untuk

larutan elektrolit berlaku persamaan :

3


( ){ }1 1b bT m K n α∆ = × + − (2)

dengan, n = jumlah ion yang dihasilkan

misal untuk NaClNa+ + Cl- maka n=2

α = derajat ionisasi zat elektrolit

untuk elektrolit kuat dapat dianggap terionisasi sempurna, α ≈1

Diagram di bawah ini menunjukkan perubahan kenaikan titik didih dan

hubungannya dengan tekanan uap larutan. Semakin rendah tekanan uap larutan, semakin

tinggi juga titik didihnya. Dapat dilihat bahwa penambahan zat terlarut ke dalam solven

dapat menurunkan tekanan uap dan menaikkan titik didih.

Gambar 3. Phase Diagram for a Solvent and its Solution with a Nonvolatile Solute

III. PELAKSANAAN PERCOBAAN

A. Bahan


1. Garam dapur (NaCl) atau glukosa monohidrat (C6H12O6.H2O)

2. Aquadest

4


B. Alat

Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah:

Gambar 4. Rangkaian Alat Utama Percobaan Peneraan Alat Ukur Suhu

Gambar 5. Rangkaian Alat Pengukuran Kenaikan Titik Didih Larutan

C. Cara Kerja

Percobaan yang dilakukan meliputi peneraan alat ukur suhu dan pengukuran kenaikan

titik didih larutan.

Keterangan: 1. Panel instrument 2. Blower 3. Water heater 4. Vacuum flask 5. Bimetal udara 6. Termometer alkohol 1100C 7. Termometer raksa 1100C 8. Tombol on/off temperature

measurement bench 9. Tombol on/off blower 10. Tombol on/off water heater 11. Steker temperature measurement

bench 12. Sensor thermistor 13. Sensor platinum resistance 14. Sensor thermocouple 15. Display platinum resistance 16. Display thermistor 17. Display thermocouple 18. Display tegangan listrik

Keterangan: 1. Labu Leher tiga 2. Pendingin bola 3. Thermocouple 4. Pemanas mantel 5. Layar Penunjuk Suhu 6. Statif dan klem 7. Steker 8. Pengatur skala

pemanas

5


1. Peneraan Alat Ukur Suhu (Menggunakan Termomemeter Raksa)

a. Pengukuran Suhu Udara

Catat suhu udara yang ditunjukkan termometer raksa, termometer alkohol dan

thermocouple pada udara terbuka setelah suhu yang ditunjukkan alat ukur

konstan.

b. Pengukuran Suhu Air Ledeng

1. Masukkan air ledeng secukupnya kedalam gelas beker 250 mL.

2. Celupkan termometer raksa dalam air ledeng tersebut.

3. Catat suhu termometer raksa setelah nilainya konstan.

4. Ulangi percobaan dengan memakai termometer alkohol dan thermocouple.

c. Pengukuran Suhu Air Mendidih

1. Didihkan air ledeng secukupnya dalam water heater (skala water heater=4).

2. Celupkan termometer raksa, termometer alkohol dan probe

thermocoupledalam air pada water heater yang sedang mendidih.

3. Catat suhu tiap alat ukur setelah suhunya konstan.

d. Pengukuran Suhu Es Melebur

1. Masukkan es batu ke dalam vacuum flask sampai mencair.

2. Celupkan termometer raksa, termometer alkohol dan probe thermocouple

dalam leburan es melalui lubang pada tutup vacuum flask.

3. Catat suhu yang di tunjukkan tiap alat ukur setelah nilainya konstan.

e. Pengukuran Suhu Udara Panas

1. Pasang termometer raksa, termometer alkohol dan probe thermocouple pada

lubang yang tersedia pada pipa blower.

2. Hidupkan blower dengan menekan tombol on.

3. Catat suhu tiap alat ukur setelah nilainya konstan.

f. Pengukuran Suhu Es+Garam

1. Masukkan es batu ke vacuum flask dan menambah garam dapur secukupnya,

lalu membiarkan es batu mencair.

2. Celupkan termometer raksa, termometer alkohol dan probe thermocouple ke

dalam campuran garam dan leburan es melalui lubang pada vacuum flask.

3. Catat suhu tiap alat ukur setelah nilainya konstan.

6


2. Pengukuran Kenaikan Titik Didih

a. Pengukuran titik didih aquadest.

1. Ambil 250 mL aquadest dengan gelas beker PYREX 250 mL.

2. Panaskan gelas beker PYREX 250 mL berisi aquadest tersebut di atas kompor

sampai mendidih.

3. Catat suhu didih aquadest yang ditunjukkan termometer alkohol dan

thermocouple.

b. Pengukuran titik didih larutan gula

1. Timbang gula pasir sebanyak 85,5 gram pada gelas beker 250 mL

menggunakan neraca analitis digital.

2. Masukkan aquadest ke dalam labu ukur 250 mL sampai tanda batas.

3. Larutkan 85,5 gram gula pasir dengan aquadest dari labu ukur 250 mL

tersebut dalam gelas beker 600 mL. Akan diperoleh larutan gula 1 molal.

4. Tuang sebagian larutan gula tersebut (sekitar 100 mL) ke dalam labu leher tiga

500 mL dengan bantuan corong gelas.

5. Panaskan larutan gula dalam labu leher tiga yang dilengkapi pendingin bola di

atas pemanas mantel pada skala 8.

6. Sisa larutan gula yang di belum dimasukkan ke labu leher tiga, dipanaskan di

atas kompor listrik dengan wadah gelas beker PYREX 600 mL sampai

suhunya sekitar 80oC (suhu dicek secara berkala menggunakan thermocouple).

7. Masukkan larutan gula dari langkah 6 ke dalam labu leher tiga.

8. Panaskan larutan gula di dalam labu leher tiga sampai mendidih ditandai

dengan suhu yang konstan.

9. Catat suhu didih larutan gula yang ditunjukkan termometer alkohol dan

thermocouple.

10. Tuang larutan gula ke dalam gelas beker 600 mL lalu tambahkan 171 gram

gula pasir dan aduk dengan gelas pengaduk hingga homogen.

11. Ulangi langkah 4 sampai 10 dua kali lagi hingga diperoleh 3 data percobaan.

c. Pengukuran titik didih larutan garam

1. Timbang garam dapur (NaCl) sebanyak 14,625 gram pada gelas beker 250 mL

menggunakan neraca analitis digital.

2. Masukkan aquadest ke dalam labu ukur 250 mL sampai tanda batas.

3. Larutkan 14,625 gram NaCl dengan dari labu ukur 250 mL tersebut dalam

gelas beker 600 mL. Akan diperoleh larutan garam 1 molal.

7


4. Tuang sebagian larutan garam tersebut (sekitar 100 mL) ke dalam labu leher

tiga 500 mL dengan bantuan corong gelas.

5. Panaskan larutan garam dalam labu leher tiga yang dilengkapi pendingin bola

di atas pemanas mantel pada skala 8.

6. Sisa larutan garam yang di belum dimasukkan ke pemanas mantel dipanaskan

di atas kompor listrik dengan wadah gelas beker PYREX 600 mL sampai

suhunya sekitar 80oC (suhu dicek secara berkala menggunakan thermocouple).

7. Masukkan larutan garam dari langkah 6 ke dalam labu leher tiga.

8. Panaskan larutan garam di dalam labu leher tiga sampai mendidih ditandai

dengan suhu yang konstan.

9. Catat suhu didih larutan garam yang ditunjukkan termometer alkohol dan

thermocouple.

10. Tuang larutan garam ke dalam gelas beker 600 mL lalu tambahkan 29,25

gram garamdan aduk dengan gelas pengaduk hingga homogen.

11. Ulangi langkah 4 sampai 10 dua kali lagi hingga diperoleh 3 data percobaan.

D. Analisis Data

1. Peneraan Alat Ukur Suhu

Hubungan antara suhu yang ditunjukkan termometer raksa (T1, K) dengan suhu

yang ditunjukkan alat ukur yang ditera (T2, K) dinyatakan dengan persamaan :

2 1T AT B= + (3)

Dengan regresi linier (least-square method) diperoleh :

( )

1 2 1 222

1 1

n T T T TA

n T T

−=

−

∑ ∑ ∑∑ ∑

(4)

2 1T A TB

n−

= ∑ ∑ (5)

• Data untuk perhitungan regresi linier disajikan dalam tabel :

No T1 T2 T12 T1 x T2

Σ

• Dari nilai A dan B, diperoleh persamaan linier hubungan suhu termometer raksa

dengan suhu termometer yang ditera.

8


• Kesalahan relatif persamaan terhadap data percobaan dihitung sebagai berikut:

2 2

2

100persamaan percobaan oo

persamaan

T TKesalahan relatif

T−

= ×

(6)

Data disajikan dalam bentuk tabel:

No T1 T2 percobaan T2 persamaan Kesalahan relatif

Σ

Kesalahan relatif

Kesalahan relatif rata ratan

− = ∑ (7)

dengan, n = jumlah data

• Grafik hubungan suhu termometer raksa dengan suhu termometer yang ditera

dapat dibuat dengan mengeplot nilai T2 hasil persamaan dan nilai T2 hasil

percobaan terhadap nilai T1.

Peneraan dilakukan terhadap termometer alkohol dan thermocouple digital. Grafik

masing-masing dibuat terpisah dan dilampirkan di pembahasan.

2. Pengukuran Kenaikan Titik Didih Larutan

Suhu yang didapat dari percobaan kenaikan titik larutan, dimasukkan ke

persamaan yang Anda dapatkan dari perhitungan peneraan alat ukur suhu.

Persamaan yang digunakan untuk menera hasil suhu terukur ditulis kembali dan

disajikan dalam bentuk T1=f(T2) :

21

T BTA−

= (8)

Persamaan (8) untuk termometer alkohol dan thermocouple.

Hasil perhitungan peneraan alat ukur suhu disajikan dalam tabel berikut:

No Bahan

Suhu terukur dari percobaan

(T2)

Suhu hasil peneraan terhadap

termometer raksa (T1)

Termometer

alkohol, K

Thermocouple,

K

Termometer

alkohol, K

Thermocouple,

K

1. Aquadest

2. Garam /

Gula

3.

4.

9


Suhu yang telah ditera inilah yang kemudian digunakan untuk menghitung kenaikan

titik didih atau ΔTb pada bagian kenaikan titik didih larutan.


• Deskripsi singkat mengenai tujuan dan manfaat percobaan.

• Pembahasan dibahas per tahap prosedur kerja. Uraikan sedikit prosedur kerja, diikuti

dengan pembahasan terkait tahap tersebut.

• Asumsi yang diambil dalam melakukan percobaan dan perhitungan pada tahap tersebut

serta mengapa asumsi tersebut Anda ambil.

• Kesulitan-kesulitan yang dialami pada tahap tersebut.

• Grafik hasil peneraan termometer alkohol dan thermocouple terhadap termometer

raksa. Bahas persamaan yang paling mewakili data percobaan berdasarkan kesalahan

relatif dan jika ada hasil yang menyimpang.

(9)

(1)

(2)

10


• Grafik molalitas terhadap ΔTb dengan thermocouple dan termometer raksa (2 grafik).

Data percobaan ditampilkan dalam bentuk titik-titik (jangan disambung dengan

garis). Hasil perhitungan ΔTb menggunakan persamaan ditampilkan dalam garis

lurus (tanpa titik-titik). Bahas grafiknya, jika terdapat penyimpangan antara data

percobaan dengan garis persamaan, berikan alasannya.

• Tidak perlu menuliskan penyebab kesalahan relatif.

V. KESIMPULAN

Buatlah kesimpulan yang sesuai dengan tujuan percobaan dan hal-hal yang anda temukan

dalam pelaksanaan praktikum. Jangan menulis ulang tujuan, cara kerja, dan dasar

teori di bagian kesimpulan.

VI. DAFTAR PUSTAKA

Brown, G.G., Fourst, A.S., and Scherdewind, R., 1950, “Unit Operation,” pp. 541-547,

John Wiley and Sons, Inc., New York.

Considine, D.M., 1957, “Process Instruments and Controls Handbook”, McGraw-Hill

Book Company, Inc., New York.

Eckman, D.P., 1966, “Industrial Instrumentation”, Wiley Eastern Ltd., John Wiley and

Sons, Inc., New York.

Jones, B.E., 1980, “Instrumentation, Measurements, and Feedback”, Tata McGraw-Hill

Publishing Company, Ltd., New Delhi.

Perry, R.H., and Green, D.W., 1984, “Perry’s Chemical Engineers Handbook,” 6th ed., pp.

3-45, 3-127, 3-248, 12-3, 12-8, McGraw-Hill Company, Inc., New York.

Smith, J.M. and Van Ness, 1975, “Introduction to Chemical Engineering

Thermodynamics,” 3rd ed., pp. 573, McGraw-Hill Kogakusha, LTD., Tokyo.

Treybal, R.E., 1981, “Mass Transfer Operation,” 3rd ed., pp. 227-231, 237, McGraw-Hill

Kogakusha, LTD., Japan.

VII. LAMPIRAN


a. Proses

b. Alat

c. Bahan

Penanganan Hazard

11



a. Jas laboratorium lengan panjang

b. Masker

c. Sarung tangan

d. Sepatu tertutup

C. Manajemen Limbah

D. Data Percobaan

E. Perhitungan

12


LAPORAN SEMENTARA

PENGUKURAN SUHU DAN KENAIKAN TITIK DIDIH LARUTAN

(A) Nama Praktikan : 1. NIM : 1.

2. 2.

3. 3.

Hari / tanggal :

Asisten : Ardina Lukita Diyani Putri / Fariz Azwar Azmi

Data Percobaan

1. Peneraan Alat Ukur Suhu

Media Terukur Termometer Raksa (°C) Termometer Alkohol (°C) Thermocouple(°C)

Air mendidih

Udara blower

Udara

Air

Es Melebur

Air es + garam

2. Pengukuran Kenaikan Titik Didih Larutan

Tekanan : 1 atm

Titik didih aquadest (pelarut) : Thermocouple :

: Termometer alkohol :

Massa pelarut : 250 gram

Larutan Massa (gram) Titik didih (oC)

Termometer alkohol Thermocouple

+

+ +

Yogyakarta, 2015

Asisten jaga, Praktikan,

1.

2.

3

13


PENERAAN ALAT UKUR LAJU ALIR FLUIDA

(B)

I. TUJUAN PERCOBAAN

Tujuan dari percobaan ini adalah membuat kurva standar hubungan antara tinggi

pelampung dalam rotameter cairan dengan laju alir air dan kurva standar hubungan antara

tinggi pelampung dalam rotameter gas dengan laju alir udara.

II. DASAR TEORI

Dalam perancangan alat dan pemipaan dalam industri terdapat beberapa besaran

yang perlu diperhatikan. Selain sifat fluida itu sendiri seperti densitas dan viskositas

fluida, debit fluida dan laju alir fluida juga memegang peranan penting. Terdapat beberapa

pilihan alat yang dapat digunakan untuk mengukur laju alir fluida, salah satunya adalah

rotameter.

Rotameter berbentuk tabung yang terbuat dari gelas, kaca atau plastik yang

transparan. Tabung ini memiliki diameter atas yang sedikit lebih besar dibandingkan

diameter bawahnya. Pada dinding rotameter terdapat garis-garis skala ukuran panjang

untuk mengukur ketinggian float atau pelampung yang terdapat di dalam tabung.

Bahan pelampung dapat diganti-ganti sesuai dengan rapat massa dan laju

maksimum zat cair yang diukur. Pelampung dapat bergerak naik dan turun secara bebas

karena didorong oleh zat alir yang mengalir dari bagian bawah rotameter ke atas. Pada

keadaan stabil yaitu ketika tinggi pelampung tidak lagi berubah-ubah, terbentuk

keseimbangan gaya dimana gaya ke atas (gaya Archimedes) dan gaya gesek pelampung

sama dengan gaya berat pelampung.

Rotameter bekerja dengan prinsip beda tekanan tetap. Semakin besar perbedaan

tekanan, laju alir fluida menjadi semakin besar yang menyebabkan ketinggian pelampung

juga semakin besar karena gaya dorong dari fluida yang bertambah kuat.

Pada pengukuran laju alir cairan pengukuran dapat dilakukan langsung dengan

mengukur debit cairan yang tertampung selama jangka waktu tertentu, berbeda dengan

pengukuran laju alir gas. Pengukuran laju alir gas dilakukan secara tidak langsung, dengan

mengukur debit air yang terdesak oleh aliran gas. Dalam hal ini diasumsikan volume air

yang terdesak sama dengan volume gas yang mengalir.

Kalibrasi dapat didefinisikan sebagai suatu operasi untuk mencari hubungan antara

suatu kuantitas dari suatu alat ukur dan kuantitas terkait berdasarkan suatu standar pada

14


kondisi tertentu. Hal penting yang perlu diperhatikan adalah hasil kalibrasi tersebut hanya

berlaku pada kondisi saat kalibrasi dilakukan.

Kalibrasi suatu alat ukur laju alir fluida menghasilkan hubungan antara suatu

variabel bebas dengan laju alir fluida. Misalnya pada rotameter, dihasilkan hubungan

antara variabel bebas tinggi pelampung dalam rotameter dengan variabel terikat laju alir

fluida. Laju alir fluida dapat dinyatakan dalam massa per satuan waktu, volume per satuan

waktu, dan besaran lain yang berhubungan dengan laju alir fluida.

Alat ukur laju alir dapat dikalibrasi secara gravimetrik dengan menimbang berat

fluida yang tertampung di dalam suatu bejana. Selain itu, alat ukur laju alir juga dapat

dikalibrasi secara volumetrik dengan mengukur volume fluida yang tertampung dalam

bejana.

Idealnya, semua alat ukur laju alir dikalibrasi secara in situ, untuk menghindari

perbedaan fluida dan pengaruh instalasi terhadap kalibrasi alat ukur laju alir.


A. Bahan


1. Air Ledeng

2. Udara

B. Alat

Alat yang digunakan dalam percobaan ini ditunjukkan oleh gambar rangkaian

alat berikut:

Gambar 1. Rangkaian Alat Percobaan Pengukuran Laju Alir Zat Alir Cairan

Keterangan:

1. Pipa pengeluaran air

2. Statif

3. Rotameter

4. Float (Pelampung)

5. Bak penampung air

6. Pipa pengatur aliran ke bak

7. Pipa overflow

8. Pipa pengatur aliran ke rotameter

15


Keterangan:

1. Meteran tekanan

2. Kran overflow

3. Kompresor

4. Kran pengatur aliran

5. Rotameter

6. Float (Pelampung)

7. Pipa pengeluaran

8. Botol penampung air

9. Statif

10. Kran overflow

11. Kran pengatur aliran gas

12. Tabung pengaman

Gambar 2. Rangkaian Alat Percobaan Pengukuran Laju Alir Zat Alir Gas

C. Cara Kerja

Peneraan Laju Alir Zat Cair

1. Suhu air ledeng diukur di gelas ukur dengan termometer alkohol 110 o C.

2. Kran Pemasukan dibuka untuk mengisi bak penampungan air hingga penuh dan

terjadi aliran overflow.

3. Ketinggian float diatur pada ketinggian 6,0 cm.

4. Debit cairan yang mengalir dalam rotameter diukur pada selang waktu 5 ± 0,20

detik dengan menggunakan stopwatch dan gelas ukur 50 mL atau 100 mL.

5. Volume air tertampung dan waktu stopwatch dicatat.

6. Pengambilan data dilakukan sebanyak 5 kali berurutan untuk ketinggalan float yang

sama.

7. Debit untuk ketinggian float yang lain 5,5; 5,0; 4,5; 4,0; 3,5; 3,0; 2,5; 2,0; 1,5 cm.

Peneraan Laju Alir Zat Gas

1. Suhu udara diukur dengan termometer ruangan.

2. Rangkaian alat disiapkan dan semua kran pada rangkaian alat ditutup.

3. Botol penampung diisi air hingga tanda batas.

4. Ketinggian cairan pada selang pengeluaran akhir dengan tinggi cairan pada botol

penampung diatur agar sejajar.

16


5. Kompresor dinyalakan dan diisi udara hingga tekanan 5 kg/cm².

6. Kran penghubung tabung pengaman dan kompresor dibuka, tabung gas pengaman

diisi.

7. Tekanan udara di kompresor dicatat, kran penghubung tabung gas dan rotameter

dibuka.

8. Ketinggian float rotameter diatur 10,0 cm dengan menggunakan kran pada tabung

pengaman, dijaga konstan.

9. Debit aliran yang keluar diukur pada selang waktu 3 ± 0,20 detik dengan bantuan

stopwatch dan gelas ukur 50 mL.

10. Volumer air tertampung dan waktu di stopwatch dicatat. Pengambilan data

dilakukan sebanyak 5 kali untuk ketinggian float yang sama.

11. Debit untuk ketinggian float yang lain 8,0 ; 6,0 ; 4,0 ; 2,0 cm.

12. Tekanan akhir udara yang tersisa di kompresor dicatat.

13. Udara yang tersisa didalam kompresor dan tabung pengaman dikeluarkan secara

perlahan.

D. Analisis Data

Pengukuran laju alir zat cair dan gas

1. Menghitung debit rata-rata untuk tiap ketinggian float h dengan rumus:

ii

i

VQt

= (1)

5

54321 QQQQQQavg

++++= (2)

2. Menentukan Hubungan Debit Fluida Cair dan Gas Q dengan Ketinggian Float (h)

a. Dengan Pendekatan Linear

Q ah b= + (3)

Penyelesaian dilakukan dengan regresi linear hingga didapatkan nilai konstanta a

dan b untuk persamaan (3)

b. Dengan pendekatan Logaritmik

bQ ah= (4)

Melakukan linearisasi sehingga diperoleh persamaan :

ln ln lnQ a b h= + (5)

17


Dengan pemisalah dituliskan kembali menjadi :

y A Bx= + (6)

Penyelesaian dilakukan dengan regresi linear hingga didapatkan nilai konstanta

A dan B untuk persamaan (4)

3. Menghitung Kesalahan Relatif dengan persamaan :

100%Qpersamaan QpercobaanErQpersamaan

−= × (7)

Kesalahan Relatif Rata-Rata :

linearavli

ErEr

n= ∑ (8)

logaritmikavlo

ErEr

n= ∑ (9)


Hasil yang harus dibahas :

• Penjelasan singkat mengenai tujuan dan prosedur percobaan setiap tahapnya.

• Penjelasan umum flowmeter, prinsip kerja rotameter, dan fungsi float pada rotameter.

• Asumsi yang diambil dalam melakukan percobaan.

• Hal yang perlu diperhatikan selama melakukan percobaan dan kesulitan yang praktikan

alami selama percobaan.

• Pembahasan hubungan / trend debit fluida dengan ketinggian float berdasarkan data

percobaan.

• Kurva standar hubungan antara tinggi pelampung (float) dalam rotameter cair dan gas

dengan laju alir fluida (cair dan gas) serta tujuan dibuat kurva tersebut. Pembahasan

mengenai kurva dan persamaan yang diperoleh kemudian dibandingkan dengan teori.

• Pembahasan setiap metode pendekatan yang dilakukan berdasarkan hasil perhitungan.

Pilih metode yang paling sesuai dan penjelasan mengapa memilih metode tersebut.

• Penjelasan penyebab kesalahan relatif.

V. KESIMPULAN

Buatlah kesimpulan berdasarkan hasil percobaan. Jangan menulis ulang tujuan, cara

kerja, dan dasar teori di bagian kesimpulan.

18


VI. DAFTAR PUSTAKA

Brown, G.G., 1950, ”Unit Operations”, John Wiley and Sons, Inc., New York.

Halliday, D. and Resnick, R., alih bahasa Silaban, P. dan Sucipto, E., 1994, ”Fisika I”,

edisi ke-3, Penerbit Erlangga, Jakarta.

McCabe, W.L., Smith , C.J., and Harriot, P., alih bahasa Jisyi, E.,“Operasi Teknik Kimia

Jilid I”, edisi ke-4, Penerbit Erlangga, Jakarta.

Nevers, N.D., 1970, ”Fluid Mechanics”, 2 ed., Addison Wesley Publishing Company,

New York.

Paton, R., 2005, ”Calibration and Standards in Flow Measurement”, pp. 1-3, 5, National

Engineering Laboratory, Scotland.

Perry, R.H. and Green, D.W., 1997, ”Perry’s Chemical Engineers’ Hand Book”, 7 ed.,

McGraw-Hill Book Co., Singapore.

VII. LAMPIRAN


Semua bahan yang digunakan untuk praktikum ini diidentifikasi tingkat ke-

hazard-annya sesuai dengan MSDS dan proses praktikum yang berbahaya

diidentifikasi dan disertakan cara penanganannya.


1. Jas Laboratorium lengan panjang

2. Masker

3. Sarung Tangan

4. Sepatu tertutup

C. Manajemen Limbah

Setiap limbah yang dihasilkan dalam praktikum dijelaskan dibuang kemana dan

disertai alasan. Limbah praktikum ini berupa air ledeng dan udara bertekanan.

D. Data Percobaan

Lampirkan data percobaan yang telah diperoleh pada praktikum.

19


E. Perhitungan

Pengukuran Laju Alir Zat Cair dan Zat Gas

Menghitung debit rata-rata untuk tiap ketinggian float (h) dan tabelkan data yang

diperoleh.

ii

i

VQt

= (1)

5

54321 QQQQQQavg

++++= (2)

No. v t Q,cm3/s Qavg , cm3/s H,cm

1.

2.

3.

4.

5.

v1

v2

v3

v4

v5

t1

t2

t3

t4

t5

Q1

.

.

.

.

Qavg 1 H1

…

Menentukan Hubungan Debit Fluida Cair dan gas (Q) dengan Ketinggian Float h

1. Pendekatan Linear

Q ah b= + (3)

Penyelesaian dilakukan dengan regresi linear dengan terlebih dahulu membuat tabel

seperti berikut :

No. Q, cm3/s h,cm (h)2 Q×h

1.

…

…

n.

Σ ….. ………

Kemudian evaluasi tetapan a dan b dengan formulasi :

( )22

n hQ Q ha

n h h

−=

−

∑ ∑ ∑∑ ∑

(10)

Q a h

bn−

= ∑ ∑ (11)

20


2. Pendekatan Logaritmik

bQ ah= (4)

Dengan linearisasi diperoleh:

ln ln lnQ a b h= + (5)

Dengan pemisalah dituliskan kembali menjadi :

y A Bx= + (6)

Penyelesaian dilakukan dengan regresi linear dengan terlebih dahulu membuat tabel

seperti berikut:

No. Q,cm3/s ln Q (y) ln h,cm (x) x2 x * y

1.

…

n

Σ

Kemudian evaluasi tetapan A dan B dengan formulasi :

( )22

n xy x yB

n x x

−=

−

∑ ∑ ∑∑ ∑

(12)

y B x

An−

= ∑ ∑ (13)

Setelah nilai A dan B diketahui, cari nilai a dan b dengan menyubsitusi ke rumus

pemisalan lalu tuliskan kembali persamaan lengkapnya :

bQ ah= (4)

3. Menghitung Kesalahan Relatif

Ambil contoh data dan hasil perhitungan baik dengan pendekatan linear maupun

eksponensial:

Q percobaan = ……. cm3/s

Q persamaan linear = ……..cm3/s

Q persamaan eksponensial = ……..cm3/s

Hitung kesalahan relatif tiap pendekatan kemudian tabelkan dan hitung kesalahan

relatif rata-ratanya :

21


oo

QpersamaanQpercobaanQpersamaanEr 100×

−=

(7)

No. Q percobaan,cm3/s Q persamaan,cm3/s Er Linear,% Er eksponensial,%

1.

...

...

n.

∑ ……. …….

Kesalahan Relatif Rata-Rata :

linearavli

ErEr

n= ∑ (8)

logaritmikavlo

ErEr

n= ∑ (9)

Buat grafik yang menggambarkan hubungan antara debit aliran zat cair dan zat gas

dengan ketinggian float dengan menggunakan persamaan pendekatan linear dan

logaritmik.

Bandingkan hasilnya pada masing-masing grafik persamaan pendekatan dengan grafik

yang diperoleh dari hasil percobaan.

22


LAPORAN SEMENTARA

PENERAAN ALAT UKUR LAJU ALIR FLUIDA

(B)

Nama Praktikan : 1. NIM : 1.

2. 2.

3. 3.

Hari / tanggal :

Asisten : Astrid Ellyana / Lady Varesqua Valentina.

DATA PERCOBAAN

1. Peneraan Laju Alir Zat Cair

h(cm) 6,0 5,5 5,0

T (°C) °C °C °C

Q=V/t

(cm3/s)

4,5 4,0 3,5

°C °C °C

3,0 2,5 2,0

°C °C °C

1,5

°C

23

Praktikum Analisis Bahan 2015 2. Peneraan Laju Alir Gas

P awal : kg/cm²

P akhir : kg/cm²

T udara : °C

h(cm) 10,0 8,0

Q =V/t

(cm3/s)

6,0 4,0

2,0

Yogyakarta, 2015


1.

2.

3.

24


PENGUKURAN RAPAT MASSA DAN KONDUKTANSI

(C)

I. TUJUAN PERCOBAAN

Tujuan dari praktikum ini adalah :

1. Memahami, dan mempraktikkan cara pengukuran rapat massa dan konduktansi dengan

alat ukur.

2. Menentukan konsentrasi larutan sampel dengan mengukur rapat massa dan

konduktansinya dengan bantuan kurva standar.

II. DASAR TEORI

A. Rapat Massa

Rapat massa atau densitas, didefinisikan sebagai massa per satuan volume yang

biasa dilambangkan dengan ρ dan dapat dirumuskan dengan persamaan :

mv

ρ = (1)

Rapat massa umumnya mempunyai satuan kg/m3 atau gram/ml. Massa (m) dan

volume (V) adalah sifat ekstensif, artinya nilainya tergantung pada jumlah bahan yang

sedang diselidiki, sedangkan densitas adalah sifat intensif yang nilainya tidak

tergantung pada jumlah bahan yang diselidiki, atau nilainya tetap untuk suatu kondisi

yang tetap pula.

Di samping rapat massa ada istilah specific gravity yang didefinisikan sebagai

perbandingan antara rapat massa yang diukur dengan rapat massa pembanding

(referensi). Specific gravity tidak mempunyai satuan, karena merupakan suatu

perbandingan. Umumnya yang dijadikan rapat massa referensi adalah rapat massa

aquadest murni pada suhu 4 °C dan pada tekanan atmosferik (1 atm), karena pada suhu

dan tekanan tersebut rapat massa dari air adalah 1 gram/mL. Specific gravity

dilambangkan dengan Sg yang dapat dirumuskan dengan persamaan :

cai r a n

a qu a d est

Sgρρ

= (2)

25


Rapat massa dipengaruhi oleh beberapa faktor :

1. Konsentrasi larutan.

Semakin besar konsentrasi larutan maka rapat massa dari larutan itu juga akan

bertambah. Hal ini disebabkan karena semakin besar konsentrasinya, maka jumlah

dari partikel yang terlarut juga bertambah sehingga rapat massanya juga akan

bertambah besar.

2. Suhu dan tekanan.

Untuk cairan, rapat massa hanya sedikit berubah bila terjadi perubahan suhu

atau tekanan karena sifat dari cairan yang incompressible, sedangkan untuk gas,

rapat massa sangat dipengaruhi oleh suhu dan tekanan. Pada umumnya semakin

tinggi suhu, maka volume dari fluida akan bertambah besar. Rapat massa

berbanding terbalik dengan volume, sehingga jika volume dari fluida bertambah

maka rapat massanya akan berkurang. Sedangkan tekanan tidak mempunyai

pengaruh langsung terhadap rapat massa, namun tekanan berpengaruh terhadap

suhu. Jika tekanan bertambah maka suhu juga akan meningkat.

3. Fasa dari zat yang diukur rapat massanya.

Tiap fasa dari zat mempunyai rapat massa yang berbeda. Secara umum

perbandingan dari rapat massa untu tiap fasa dari yang terbesar hingga yang terkecil

adalah fasa padat, cair dan gas.

Rapat massa cairan dapat ditentukan dengan menggunakan berbagai alat antara

lain dengan menggunakan piknometer, hidrometer, dan neraca Wesphalt. Untuk

padatan dapat digunakan metode Archimedes. Pada percobaan ini digunakan

piknometer dan hidrometer.

Prinsip pengukuran rapat massa dengan piknometer adalah dengan mengukur

massa dari cairan menggunakan neraca analitis digital dan kemudian dibandingkan

dengan volume piknometer yang telah diketahui sehingga dapat diperoleh rapat

massanya. Pada percobaan ini, suhu yang digunakan adalah suhu lingkungan.

Prinsip pengukuran dengan hidrometer adalah memakai hukum Archimedes di

mana gaya ke atas yang diberikan oleh cairan sama dengan berat hidrometer tersebut.

Rapat massa fluida berbanding terbalik dengan tinggi bagian hidrometer yang tercelup.

Makin besar rapat massa dari suatu cairan, maka bagian dari hidrometer yang tercelup

akan semakin sedikit.

26


B. Konduktometri

Konduktansi adalah kebalikan dari tahanan, atau bisa ditulis:

1Kondukta siR

n = (3)

Parameter penting yang banyak digunakan dalam mempelajari mekanisme

penghantaran listrik dalam larutan adalah kebalikan dari tahanan spesifik yang disebut

konduktansi spesifik (σ ), mempunyai satuan Ω -1m-1 atau sering disebut dengan S

adalah siemen. Dalam suatu larutan elektrolit muatan listrik akan dibawa oleh ion-ion.

Ion-ion positif (kation) akan bergerak dalam larutan menuju katoda (kutub negatif)

sedangkan ion-ion negatif (anion) bergerak menuju anoda. Ion-ion yang paling mudah

tereduksi atau teroksidasi mungkin akan menerima atau melepaskan elektron sehingga

akan menyebabkan perubahan komposisi larutan akibat penghantaran arus searah.

Konduktivitas larutan elektrolit tergantung pada tiga faktor: jumlah muatan,

mobilitas, dan konsentrasi ion. Ion dengan dua muatan misalnya A2- akan mampu

menghantarkan dua kali muatan listrik yang dapat dihantarkan ion A-1. Mobilitas ion

adalah kecepatan bergerak ion dalam larutan. Mobilitas ion dipengaruhi olah sifat-sifat

solven, beda tegangan listrik, dan ukuran ion (yakni semakin besar ion akan semakin

kurang mobilitasnya). Mobilitas ion juga dipengaruhi oleh suhu dan viskositas dari

solven. Untuk ion, solven, dan suhu tertentu, konduktansi ditentukan oleh konsentrasi

ion. Oleh karena itu, konsentrasi ion dapat ditentukan berdasar nilai konduktansi

larutan. Konsentrasi merupakan variabel yang penting dalam larutan elektrolit maka

biasanya konduktivitas larutan elektrolit dihubungkan dengan konsentrasi melalui

besaran konduktivitas ekivalen yang didefinisikan sebagai :

eqCκ

Λ = (4)

dengan: Λ = konduktivitas ekivalen

κ = konduktivitas per satuan volume larutan

Ceq = konsentrasi ekivalen larutan

Dalam literatur (Dean, 1992) pada umumnya data ekivalen konduktansi diberikan

dalam satuan Ω -1.cm2. gram ekivalen-1 sedangkan konsentrasi sering diberikan dalam

grek/liter dan κ dalam Ω -1.cm-1, maka persamaan di atas sering ditulis dalam bentuk:

1000

eqCκ

Λ = (5)

27


Karena masing-masing ion adalah bermuatan listrik, maka dalam larutan akan

terjadi interaksi elektrostatik (saling tolak atau saling tarik) diantara ion-ion tersebut.

Interaksi ini akan semakin besar dengan semakin tinggi konsentrasi. Maka hanya

dalam keadaan sangat encer (infinite solution) sajalah larutan elektrolit akan

berkelakuan ideal. Maka biasanya pengukuran dilakukan konsentrasi larutan elektrolit

dengan prinsip konduktometri harus dilakukan dengan pengenceran atau untuk larutan

yang sangat encer.

Gambar1. Prinsip Penghantaran Listrik Berdasarkan Wheatstone

Konduktometer pada dasarnya adalah alat pengukur konduktansi yang biasanya

berupa sebuah jembatan Wheatstone dan cell konduktivitas seperti yang secara

skematik terlihat dalam Gambar 1. Tahanan A adalah sebuah cell yang berisi sampel

yang ditinjau. Tahanan B adalah tahanan variabel sedangkan tahanan D dan E sudah

tertentu harganya. Tahanan B dan kapasitor C dapat diatur hingga titik setimbang dapat

tercapai. Dalam keadaan ini berlaku persamaan:

A D

B E

R RR R

= (6)

dengan mengetahui harga tahanan B, D, dan E, maka tahanan (dan juga konduktansi)

dari cell dapat ditentukan.

Nilai konduktometri dipengaruhi oleh beberapa hal, yaitu :

a) Suhu

Pada suhu yang semakin tinggi, ternyata mobilitas elektron bergerak semakin

cepat. Hal ini disebabkan pada suhu tinggi elektron akan menyerap energi dari

lingkungan untuk melakukan ionisasi. Semakin banyak jumlah ion-ion dalam

larutan, mengakibatkan semakin besar nilai dari konduktansinya.

28


b) Kosentrasi

Konduktansi juga dipengaruhi oleh konsentrasi. Semakin besar konsentrasi

menyebabkan semakin besarnya konduktansi. Hal ini disebabkan pada laruta yang

pekat interaksi ionnya akan semakin mudah jika dibandingkan dengan larutan yang

encer. Selain itu konsentrasi yang besar juga akan menyebabkan tumbukan partikel

semakin serig, yang memberi dampak pada semakin banyak pula on yang

dihasilkan, dan oleh karena itu konduktansi dari suatu larutan elektrolit akan

semakin besar. Konduktansi akan menghasilkan hasil yang akurat apabila diukur

pada larutan yang encer. Karena ion-ion yang terdapat pada larutan yag encer

mempunyai mobilitas yang tinggi jika dibandingkan dengan larutan pekat.


A. Bahan

Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah :

1. Natrium klorida (NaCl)

2. Aquadest

3. Air ledeng

B. Rangkaian Alat Percobaan

Gambar 2. Rangkaian Alat Pengukuran Rapat Massa dengan Hidrometer

Keterangan: 1. Gelas Ukur 250 mL 2. Hidrometer 3. Fluida cair yang diukur 4. Beban pemberat hidrometer

29


Keterangan : 1. Neraca analisis digital 2. Pintu neraca 3. Display 4. Pan neraca 5. Tombol On/Off 6. Tombol re-zerro 7. Tombol konversi 8. Piknometer 25 mL+tutup 9. Steker

Gambar 3. Rangkaian Alat Pengukuran Rapat Massa Fluida Cair dengan

Piknometer 25 mL dan Neraca Analisis Digital

Keterangan :

1. Larutan KOH

2. Gelas beker

3. Konduktometer

4. Knop on/off

5. Knop pengatur skala pembacaan

6. Probe

7. Adaptor

8. Steker

9. Penyangga probe

Gambar 4. Rangkaian Alat Pengukuran Konduktansi

C. Cara Kerja

1. Pembuatan Larutan NaCl Berbagai Konsentrasi

a. Timbang NaCl sebanyak 25 gram dengan bantuan gelas arloji dan menggunakan

neraca analitis digital.

b. Larutkan NaCl dengan aquadest sebanyak 300 mL di dalam gelas beker 500 mL

dan aduk hingga homogen.

c. Masukkan larutan tersebut ke dalam labu ukur 500 mL dengan bantuan corong

gelas dan tambahkan aquadest hingga tanda batas, kemudian gojog larutan

hingga homogen.

d. Tuangkan larutan tersebut ke dalam gelas beker 500 mL.

1 2

3 4 5

6

7 8 9

30


e. Ambil 100 mL larutan NaCl yang telah dibuat dengan menggunakan gelas ukur

100 mL, kemudian masukkan ke dalam labu ukur 500 mL. Tambahkan aquadest

hingga tanda batas dan gojog larutan hingga homogen.

f. Tuang larutan NaCl yang telah diencerkan tersebut ke dalam gelas beker 500 mL.

g. Ambil 100 mL larutan NaCl yang telah diencerkan, kemudian masukkan ke

dalam labu ukur 500 mL. Tambahkan aquadest hingga anda batas dan gojog

larutan hingga homogen.

h. Tuang larutan NaCl yang telah diencerkan tersebut ke dalam gelas beker 500 mL.

2. Pengukuran Rapat Massa Berbagai Cairan dengan Menggunakan Piknometer pada

Suhu Percobaan

a. Ukur suhu percobaan (lingkungan) dengan menggunakan termometer dan catat

hasil pengukurannya.

b. Timbang piknometer kosong dengan neraca analitis digital dan catat hasil

pengukurannya.

c. Isi piknometer dengan aquadest hingga penuh dengan bantuan pipet tetes,

kemudian tutup piknometer hingga tidak ada udara di dalamnya. Timbang

piknometer tersebut dan catat hasil pengukurannya.

d. Keluarkan aquadest pada piknometer, kemudian cuci dan keringkan piknometer

tersebut.

e. Ulangi langkah percobaan c dan d untuk pengukuran rapat massa air ledeng,

larutan NaCl berbagai konsentrasi, dan larutan sampel.

3. Pengukuran Rapat Massa Berbagai Cairan dengan Menggunakan Hidrometer pada

Suhu Percobaan

a. Tuang aquadest ke dalam gelas ukur 250 mL.

b. Ukur rapat massa aquadest dengan memasukkan hydrometer 0,900 – 1,000

gr/mL atau 1,000 – 1,200 gr/mL dengan perlahan-lahan.

c. Baca skala hidrometer dan catat hasil pengukuran.

d. Ulangi langkah percobaan a sampai c untuk pengukuran rapat massa air ledeng,

larutan NaCl berbagai konsentrasi, dan larutan sampel.

31


4. Pengukuran Rapat Massa Larutan NaCl dengan Menggunakan Hidrometer pada

berbagai Suhu

a. Siapkan baskom plastik berisi air dan es batu.

b. Tuang larutan NaCl hasil pengenceran 25x sebanyak ±300 mL ke dalam gelas

beker 500 mL, kemudian dinginkan larutan tersebut hingga suhu larutan 20°C.

c. Setelah suhu larutan mencapai 20°C, tuang larutan tersebut ke dalam gelas ukur

250 mL dan ukur rapat massa larutan dengan menggunakan hidrometer 0,900 –

1,000 gr/mL atau 1,000 – 1,200 gr/mL dengan perlahan-lahan. Catat hasil

pengukurannya.

d. Tuang kembali larutan NaCl tersebut ke dalam gelas beker 500 mL, lalu

panaskan larutan dengan menggunakan kompor listrik hingga suhu larutan 30°C.

e. Setelah suhu larutan mencapai 30°C, tuang larutan tersebut ke dalam gelas ukur



pengukurannya.

f. Tuang kembali larutan NaCl tersebut ke dalam gelas beker 500 mL, lalu

panaskan larutan dengan menggunakan kompor listrik hingga suhu larutan 40°C.

g. Setelah suhu larutan mencapai 40°C, tuang larutan tersebut ke dalam gelas ukur



pengukurannya.

h. Ulangi langkah percobaan b sampai g untuk larutan NaCl hasil pengenceran 5x

dan larutan NaCl hasil pengenceran 1x.

5. Pengukuran Konduktansi Larutan NaCl Berbagai Konsentrasi pada Berbagai Suhu

a. Tuang aquadest sebanyak 40 mL ke dalam gelas beker 50 mL.

b. Letakkan gelas beker 50 mL yang beri aquadest ke dalam baskom plastik yang

berisi air es dan dinginkan larutan hingga suhu larutan 20°C.

c. Ukur konduktansi aquadest pada suhu 20°C tersebut dengan menggunakan

konduktometer dan catat hasil pengukurannya.

d. Cuci probe pada konduktometer dengan aquadest dalam gelas beker 50 mL.

e. Panaskan aquadest tersebut dengan menggunakan kompor listrik hingga suhu

larutan 35°C.

32


f. Ukur konduktansi aquadest pada suhu 35°C tersebut dengan konduktometer dan

catat hasil pengukurannya.

g. Cuci probe pada konduktometer dengan aquadest dalam gelas beker 50 mL.

h. Ulangi langkah percobaan a sampai g untuk air ledeng, larutan NaCl berbagai

konsentrasi.

6. Pengukuran Konduktansi Larutan Sampel pada Suhu Percobaan

a. Tuang larutan sampel sebanyak 40 mL le dalam gelas beker 50 mL.

b. Ukur konduktansi larutan sampel tersebut dengan konduktometer dan catat hasil

pengukurannya.

c. Cuci probe pada konduktometer dengan aquadest dalam gelas beker 50 mL.

D. Analisis Data

1. Penentuan Rapat Massa Berbagai Cairan pada Suhu Percobaan

a. Penentuan volume piknometer

a qu a p a pom m m−= (7)

a qa

uqu

a

e fa

r

Vmρ

= (8)

p a qu aV V= (9)

dengan : maqua = massa aquadest (gram)

mpa = massa piknometer + aquadest (gram)

mpo = massa piknometer kosong (gram)

Vaqua = volume aquadest (ml)

ρref = rapat massa aquadest referensi pada suhu percobaan

(gram/mL)

Vp = volume piknometer (mL)

b. Penentuan rapat massa berbagai cairan pada suhu percobaan

cai r pc pom m m−= (10)

cai rcai r

p

mV

ρ = (11)

dengan : mcair = massa cairan yang diukur (gram)

mpc = massa piknometer + cairan yang diukur (gram) 33


ρcair = rapat massa cairan yang diukur (gram/mL)

2. Penentuan Konsentrasi Larutan NaCl

a. Penentuan konsentrasi larutan NaCl awal

N a C

a lo

l

N C

mV

C = (12)

dengan : C0 = konsentrasi larutan NaCl mula-mula (gram/mL)

mNaCl = massa NaCl yang tertimbang (gram)

VNaCl = volume larutan NaCl (mL)

b. Penentuan konsentrasi larutan NaCl hasil pengenceran

V1.C1 = V2.C2 (13)

dengan : V1 = volume larutan NaCl sebelum pengenceran yang diambil (mL)

C1 = konsentrasi larutan NaCl sebelum pengenceran (gram/mL)

V2 = volume larutan NaCl sesudah pengenceran (mL)

C2 = konsentrasi larutan NaCl sesudah pengenceran (gram/mL)

3. Pembuatan Kurva Standar Rapat Massa Larutan NaCl pada Suhu Percobaan dengan

Menggunakan Piknometer dan Hidrometer

Persamaan hubungan antara konsentrasi larutan NaCl dengan rapat massa tiap

larutan pada suhu lingkungan adalah :

y = A.x + B (14)

dengan : y = rapat massa larutan NaCl (gram/mL)

x = konsentrasi larutan NaCl (gram/mL)

( )22

n xy x yA

n x x

−=

−∑ ∑ ∑∑

(15)

y A x

Bn−

= ∑ ∑ (16)

Untuk menghitung kesalahan relatif, persamaan yang digunakan adalah :

Kesalahan relatif = �rapat massa persamaan−rapat massa percobaanrapat massa persamaan

� x 100%(17)

Kesalahan relatif rata-rata = ∑kesalahan relatifn

(18)

34


dengan : n = jumlah data

Kurva/grafik yang dibuat adalah :

• Grafik hubungan antara rapat massa dengan konsentrasi larutan NaCl pada suhu

percobaan dengan menggunakan piknometer.

• Grafik hubungan antara rapat massa dengan konsentrasi larutan NaCl pada suhu

percobaan dengan menggunakan hidrometer.

4. Penentuan Konsentrasi Larutan Sampel yang Terukur dengan Piknometer dan

Hidrometer

Persamaan yang diperoleh dari perhitungan no 3, digunakan untuk menentukan

konsentrasi larutan sampel.

y = A.x + B (14)

x = y −B A

(19)

dengan : x = konsentrasi larutan sampel (gram/mL)

y = rapat massa larutan sampel yang terukur (gram/mL)

A dan B = konstanta

5. Pembuatan Kurva Standar Rapat Massa Larutan NaCl pada Berbagai Suhu Tiap

Konsentrasi dengan Menggunakan Hidrometer

Persamaan hubungan antara suhu dengan rapat massa tiap larutan adalah :

y = A.T + B (20)

dengan : y = rapat massa larutan NaCl (gram/mL)

T = suhu larutan NaCl (oC)

( )22

n Ty T yA

n T T

−=

−∑ ∑ ∑∑

(21)

y A T

Bn−

= ∑ ∑ (22)

Untuk menghitung kesalahan relatif, digunakan persamaan (17) dan (18).

35



• Grafik hubungan antara rapat massa dengan suhu larutan NaCl untuk setiap

konsentrasi dalam satu grafik.

6. Pembuatan Kurva Standar Konduktansi Larutan NaCl pada Berbagai Konsentrasi

Setiap Suhu dengan Menggunakan Konduktometer

Persamaan hubungan antara konsentrasi dengan konduktansi tiap larutan adalah :

K = A.N + B (23)

dengan : N = rapat massa larutan NaCl (gram/mL)

K = konduktansi larutan NaCl (S)

( )22

n KN K NA

n N N

−=

−∑ ∑ ∑∑

(24)

K A N

Bn−

= ∑ ∑ (25)

Untuk menghitung kesalahan relatif, persamaan yang digunakan adalah :

Kesalahan relatif = �konduktansi persamaan−konduktansi percobaankonduktansi persamaan

� x 100%(26)

Kesalahan relatif rata-rata = ∑kesalahan relatifn

(27)

dengan : n = jumlah data


• Grafik hubungan antara konduktansi dengan konsentrasi larutan NaCl pada tiap

suhu.

7. Penentuan Konsentrasi Larutan Sampel dengan Konduktometer

a. Penentuan nilai konduktansi pada suhu percobaan

Persamaan yang digunakan adalah :

20 20

30 20 30 20

T T K KT T K K− −

=− −

(28)

36


dengan : T = suhu percobaan (oC)

T20 = suhu sebesar 20 oC

T30 = suhu sebesar 30 oC

K = konduktansi pada suhu percobaan (S)

K20 = konduktansi pada suhu 20 oC (S)

K30 = konduktansi pada suhu 30 oC (S)

b. Pembuatan kurva standar pada suhu percobaan

Pembuatan kurva standar pada suhu percobaan dilakukan dengan menggunakan

persamaan (23), (24), dan (25).

c. Penentuan konsentrasi larutan sampel

Penentuan konsentrasi larutan sampel dilakukan dengan menggunakan

persamaan yang diperoleh dari perhitungan (23).


Hal-hal yang harus dibahas adalah :

1. Prinsip kerja Piknometer dan Hidrometer.

2. Hasil pengukuran rapat massa untuk aquadest, air ledeng, dan larutan NaCl

berbagai konsentrasi menggunakan Piknometer dan Hidometer.

3. Grafik hubungan antara rapat massa dengan konsentrasi larutan NaCl dengan

piknometer.

4. Grafik hubungan antara rapat massa dengan konsentrasi larutan NaCl dengan

hidrometer.

5. Hasil pengukuran rapat massa menggunakan hidrometer pada berbagai suhu dan

konsentrasi.

6. Grafik hubungan antara rapat massa dengan suhu untuk berbagai konsentrasi.

7. Hasil percobaan pengukuran konduktansi larutan NaCl berbagai

konsentrasi,aquadest, air ledeng pada berbagai suhu.

8. Grafik hubungan antara konduktansi dengan konsentrasi larutan pada suhu 20oC.

9. Grafik hubungan antara konduktansi dengan konsentrasi larutan pada suhu 35oC.

10. Penjelasan pengaruh konsentrasi dan suhu terhadap konduktansi.

11. Penjelasan perbedaan konduktansi dan rapat massa antara aquadest dan air ledeng.

12. Grafik hubungan konduktansi dengan konsentrasi larutan NaCl pada suhu

percobaan.

13. Hasil konsentrasi larutan sampel.

37


14. Asumsi yang digunakan serta penjelasan jika terjadi penyimpangan.

V. KESIMPULAN

Berisi tentang kesimpulan berdasarkan tujuan dan hasil percobaan.

VI. DAFTAR PUSTAKA

Basset, J., R.C. Denney, G.H. Jefery, dan J. Mendhem, 1994, Kimia Analisis Kuantitatif

Anorganik, Penerbit Buku Kedokteran EGC, Jakarta.

Brown, G.G., 1950, Unit Operations, John Willey and Sons, Inc., New York.

Brown R.D., 1985, Introduction to Chemical Analysis, p.p 3290332, Mc Graw-Hill Book

Co., Singapore.

Dean, J.A., 1992, Lange’s Hand Book of Chemistry, 14th edition, Mc. Graw-Hill Inc.,

New York.

Holman, J. P., 1985, Metode Pengukuran Teknik, 4 ed, Erlangga, Jakarta.

Khopkar, S.M., 2003, Konsep Dasar Kimia Analitik, UI Press, Jakarta.

VII. LAMPIRAN


Hazard proses dari praktikum ini diantaranya adalah penggunaan alat-alat yang

rentan pecah, penggunaan kompor listrik dan penggunaan alat konduktometer.

Hazard bahan kimia pada praktikum ini adalah garam NaCl.


Alat perlindungan diri yang dipakai adalah : jas lab, masker, sarung tangan karet.

Jas lab digunakan untuk melindungi tubuh dari bahan-bahan kimia yang digunakan

selama praktikum.

(Tulislah alat perlindungan diri lain yang dirasa penting pada praktikum ini

beserta alasan pemakaiannya).

C. Manajemen Limbah

Tuliskan limbah apa saja yang dihasilkan pada praktikum ini, tuliskan juga

analisis kandungannya dan tempat pembuangannya.

38


D. Data Percobaan

E. Perhitungan

39


LAPORAN SEMENTARA

PENGUKURAN RAPAT MASSA DAN KONDUKTANSI

(C)


2. 2.

3. 3.

Hari/Tanggal :

Asisten : Rizky Putri Armandani / Alvin Febrian Riandi

DATA PERCOBAAN

A. Pengukuran Rapat Massa

Suhu percobaan = ................... oC

Massa NaCl = ................... gram

Volume larutan NaCl = ................... mL

Massa piknometer kosong = ................... gram

Pengukuran rapat massa berbagai cairan dengan piknometer dan hidrometer pada

suhu percobaan.

No Cairan Berat piknometer +

cairan, gram

Densitas cairan dengan

hidrometer, gram/ml

1 Aquadest

2 Air Ledeng

3 Larutan NaCl Pengenceran 1 x



6 Larutan Sampel

40


Pengukuran rapat massa larutan NaCl dengan hidrometer pada berbagai suhu dan

konsentrasi.

No Suhu, oC Densitas larutan NaCl, gram/mL

Pengenceran 1x Pengenceran 5 x Pengenceran 25 x

1 20

2 30

3 40

B. Pengukuran Konduktivitas

Pembuatan Kurva Standard

No. Cairan Konduktansi pada

20oC, S

Konduktansi pada

35oC, S

1. Larutan NaCl pengenceran 1 x



4. Aquadest

5. Air Ledeng

Penentuan Konsentrasi Larutan Sampel pada Suhu Percobaan

Konduktansi = ................... S

Yogyakarta, 2015


1.

2.

3.

41


MODULUS PATAH DAN KUAT DESAK BAHAN PADAT

(D)

I. TUJUAN PERCOBAAN

Percobaan ini bertujuan untuk :

1. Mengukur modulus patah dan kuat desak bahan padat berupa plester yang merupakan

campuran semen dan pasir.

2. Mencari hubungan antara komposisi campuran dengan kuat mekanik bahan.

II. DASAR TEORI

Material dalam bahan padat sangat penting perannya dalam kehidupan manusia,

termasuk diantaranya industri kimia. Pada setiap praktek di lapangan tentunya banyak

dijumpai material padat yang digunakan. Dalam pemilihan bahan padat banyak hal yang

perlu diperhatikan seperti ketahanan terhadap gaya mekanik, ketahanan terhadap suhu,

dan ketahanan terhadap bahan kimia. Salah satu parameter tersebut adalah ketahanan

terhadap gaya mekanik, dimana parameter ini meliputi kuat tarik, kuat desak, modulus

patah, dan momen puntir. Pada percobaan ini akan dipelajari penentuan modulus patah

dan kuat desak suatu bahan.

A. Modulus Patah

Modulus patah merupakan tegangan lengkung maksimum yang mampu ditahan

suatu benda agar tidak patah. Percobaan ini menggunakan dua metode pengukuran

modulus patah, yaitu metode “three point bending strength” dan “four point bending

strength”.

Pada bahan getas yang memiliki hubungan tegangan-regangan linier, nilai

modulus patah dapat dihitung menggunakan persamaan (1).

σb = M.yIx

(1)

dengan : σb = Modulus patah padatan, kg/cm2

M = Resultan momen di sebelah kiri atau kanan penampang yang

menerima gaya, kg.cm

Y = Jarak tepi benda ke sumbu netral, cm

Ix = Momen inersia penampang yang menerima gaya (terhadap sumbu

netral), cm4 42


(2)

a. Metode Three Point Bending Strength

Gaya-gaya yang bekerja pada pengukuran modulus patah dengan metode

three point bending strength disajikan pada gambar 1.

Gambar 1. Gaya-gaya yang Bekerja pada Padatan

Resultan momen di sebelah kiri atau kanan dari gaya F pada gambar 1 dapat

dinyatakan sebagai berikut:

ΣΓ = 2L.

2F

=

4F.L

M = 4

F.L

Gambar 2. Luas Penampang Padatan yang Menerima Gaya F.

Pada gambar 2 diketahui bahwa sumbu netral dari bahan berada di

pertengahan tebal benda (t) dan membujur searah dengan lebar benda (w), sehingga

secara matematis dapat dinyatakan sebagai berikut:

𝑦𝑦 = 12𝑡𝑡 (3)

𝐴𝐴 = 𝑤𝑤. 𝑡𝑡 (4)

Dari persamaan (3) dan (4), maka momen inersia penampang benda yang

menerima gaya dapat diperoleh sebagai berikut:

43


(5)

(6)

(7)

Ix = 21 t .d(w.t)

2 ∫

= w. ∫ dtt ..41 2

= 3..121 tw

Apabila persamaan (2), (3), dan (5), disubstitusikan ke persamaan (1), maka

akan menghasilkan:

Bila gaya F dihasilkan oleh dongkrak hidrolik, maka nilai F dapat ditentukan

sebagai berikut:

dengan:

Apabila persamaan (7) disubstitusikan ke persamaan (6), maka akan

menghasilkan persamaan (8). 2

b 23.P.π.d .Lσ =

8.w.t (8)

Pada persamaan (8) di atas hanya berlaku jika diambil asumsi sebagai berikut:

• Permukaan benda uji halus dan rata.

• Posisi pisau pematah tepat diantara kedua penumpu.

• Penekanan secara kontinyu dan steady.

• Titik berat sampel berada tepat di antara kedua penumpu.

• Gaya berat sampel diabaikan.

σb =

3w.t121

2t

4F.L

σb = 22wt3FL

F = pistonP.A

F = 2P.π.d

4

P = Tekanan hidrolik pembacaan, kg/cm2

d = Diameter piston, cm

44


(9)

b. Metode Four Point Bending Strength

Gaya-gaya yang bekerja pada pengukuran modulus patah dengan metode four

point bending strength disajikan pada gambar 3.

Gambar 3. Gaya-gaya yang Bekerja pada Padatan

Resultan momen di sebelah kiri atau kanan dari gaya F/2 pada gambar 3 dapat

dinyatakan sebagai berikut:

Gambar 4. Luas Penampang Padatan yang Menerima Gaya F.

Pada gambar 4 diketahui bahwa sumbu netral dari bahan berada di

pertengahan tebal benda (t) dan membujur searah dengan lebar benda (w), sehingga

secara matematis dapat dinyatakan sebagai berikut:

𝑦𝑦 = 12𝑡𝑡 (3)

𝐴𝐴 = 𝑤𝑤. 𝑡𝑡 (4)

Dari persamaan (3) dan (4), maka momen inersia penampang benda yang

menerima gaya dapat diperoleh sebagai berikut:

ΣΓ = F L.4 4

= F.L

16

M = F.L16

45


(5)

(11)

(7)

Ix = 21 t .d(w.t)

2 ∫

= w. ∫ dtt ..41 2

= 3..121 tw

Pada gambar 4, terdapat dua gaya yang menekan sampel, apabila persamaan

(2), (3), dan (5), disubstitusikan ke persamaan (1), maka akan menghasilkan:

Bila gaya F dihasilkan oleh dongkrak hidrolik, maka nilai F dapat ditentukan

sebagai berikut:

dengan:

Apabila persamaan (7) disubstitusikan ke persamaan (10), maka akan

menghasilkan persamaan (11). 2

23.P.π.d .L=

16.w.tbσ (12)

Persamaan (12) di atas hanya berlaku jika diambil asumsi sebagai berikut:

• Permukaan benda uji halus dan rata.

• Pisau-pisau pematah memiliki panjang yang sama.

• Jarak antar pisau pematah tepat setengah dari jarak antar pisau penumpu.

• Penekanan secara kontinyu dan steady.

• Gaya berat sampel diabaikan.

σb = 3

F.L t16 22 x 1 w.t

12

σb = 23FL4wt

F = pistonP.A

F = 2P.π.d

4

P = Tekanan hidrolik pembacaan, kg/cm2

d = Diameter piston, cm

46


Rangkaian alat percobaan modulus patah dapat dilihat pada gambar 3.

(a) (b)

Keterangan :

1. Rangka alat uji kuat desak

2. Pisau pematah

3. Mur

4. Sampel/plester padatan

5. Pisau-pisau penumpu

6. Piston

7. Kaca pelindung

8. Dongkrak hidrolik

9. Indikator tekanan

10. Valve pelepas tekanan

11. Tuas pengungkit.

Gambar 5. Rangkaian Alat Percobaan untuk Mengukur Modulus Patah Plester (a)

Metode Three Point Bending Strength dan (b) Metode Four Point Bending Strength

B. Kuat Desak

Kuat desak adalah besaran yang menyatakan nilai gaya desak per satuan luas

permukaan penahan benda (A) atau tegangan desak (σC) maksimum yang mampu

ditahan suatu benda agar benda tidak mengalami keretakan.

Gambar 6. Gaya yang Bekerja Pada Plester pada

Percobaan Pengukuran Kuat Desak Plester

47


(13)

Keterangan :

1. Rangka alat uji kuat desak

2. Plat penekan atas

3. Sampel/plester padatan

4. Plat penekan bawah

5. Piston

6. Kaca pelindung

7. Dongkrak hidrolik

8. Indikator tekanan

9. Valve pelepas tekanan

10. Tuas pengungkit.

Tegangan yang ditimbulkan karena pengaruh gaya F adalah sebagai berikut:

dengan, σc = kuat desak padatan, kg/cm2

A = luas permukaan yang di arsir, cm2

d = diameter piston, cm

P = tekanan hidrolik pembacaan, kg/cm2

N pada gambar 4 adalah gaya normal yang diberikan permukaan penahan benda.

Jika N tidak ada, benda tidak akan mengalami pendesakan tetapi justru bergerak ke

bawah.

Persamaan (13) diatas hanya berlaku jika mengambil asumsi:

1. Permukaan sampel halus dan rata.

2. Penekanan berlangsung secara kontinyu dan steady.

Rangkaian alat percobaan modulus patah dapat dilihat pada gambar 5.

Gambar 7. Rangkaian Alat Percobaan untuk Mengukur Kuat Desak Plester

σc = AF

σc = 2P.π.d

4.A

48


C. Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan bahan

Berdasarkan posisinya dalam sistem periodik unsur, umumnya material

dikelompokan menjadi 3, yaitu logam, non-logam dan transisi. Logam mudah melepas

elektron menjadi ion positif dan berikatan dengan elemen non-logam yang cenderung

bermuatan negatif. Bahan keramik berdasarkan terminologi umum adalah bahan non-

organik padat yang tersusun atas elemen metalik dan non metalik (van Vlack, 1964).

Bahan yang termasuk keramik sederhana adalah MgO, BaTiO3, SiO2, dan SiC

sedangkan yang termasuk keramik kompleks antara lain clay, mullite dan amorphous

glass.

Bahan yang diuji kekuatannya dalam percobaan ini adalah bahan keramik yang

terbuat dari campuran semen dan pasir. Ada beberapa faktor yang menentukan

kekuatan bahan, antara lain:

• Bentuk agregat.

• Ukuran agregat, ada ukuran optimum agar kekuatannya maksimum.

• Homogenitas.

• Unsur.

• Porositas.

• Kondisi saat pembuatan.

Dalam percobaan ini akan dihitung nilai dari modulus patah dan kuat desak

bahan pada berbagai perbandingan komposisi semen dan pasir.


A. Bahan

• Sampel A (semen : pasir = 1:3)

• Sampel B (semen : pasir = 1:5)

• Sampel C (semen : pasir = 1:7)

• Sampel D (semen : pasir = 1:9)

• Sampel E (semen : pasir = 1:10)

• Sampel F (semen : pasir = 1:12)

• Sampel G (semen : pasir = 1:14)

• Sampel H (semen : pasir = 1:16)

49


B. Alat

• Alat uji modulus patah (gambar 3)

• Alat uji kuat desak (gambar 5)

• Penggaris 30 cm

• Jangka sorong

• Kaca pembesar/lup

C. Cara Kerja

1. Modulus Patah

• Persiapkan alat uji modulus patah dengan memasang tuas pengungkit pada

dongkrak hidrolik, dan memastikan valve pelepas tekanan tertutup rapat.

• Ukur dimensi sampel A, yakni lebar sampel (w) dan tebal sampel (t)

menggunakan penggaris.

• Ukur jarak kedua ujung pisau penumpu (L) menggunakan penggaris, dan

diameter piston (d) menggunakan jangka sorong.

• Letakkan sampel di atas kedua pisau penumpu sedemikian sehingga posisi pisau

pematah tepat berada di tengah sampel.

• Naikkan posisi sampel dengan cara mengungkit tuas sampai permukaan atas

sampel menyentuh pisau pematah.

• Amati indikator tekanan dan lanjutkan pengungkitan secara perlahan sampai

sampel patah.

• Catat angka yang ditunjukkan indikator pada saat sampel patah.

• Turunkan posisi pisau penumpu dengan membuka valve pelepas tekanan.

• Lakukan lagi percobaan untuk sampel A sebanyak 2 kali.

• Lakukan hal yang sama untuk sampel B, C dan D (masing-masing 3 kali).

2. Kuat Desak

• Persiapkan alat uji kuat desak dengan memasang tuas pengungkit pada dongkrak

hidrolik, memastikan valve pelepas tekanan tertutup rapat, memastikan plat

penekan atas dan bawah dalam kondisi bersih.

50


(17)

(18)

• Ukur panjang sisi-sisi permukaan sampel E yang akan menerima gaya

menggunakan penggaris. Pilih permukaan penerima gaya dari sampel E yang

paling halus, paling datar dan bentuknya beraturan.

• Ukur diameter piston (d) menggunakan jangka sorong.

• Letakkan sampel pada plat penekan bawah.

• Naikkan posisi sampel dengan cara mengungkit tuas sampai permukaan atas

sampel menyentuh plat penekan atas.

• Amati indikator tekanan dan lanjutkan pengungkitan secara perlahan sampai

sampel menunjukkan keretakan.

• Turunkan posisi plat penekan bawah dengan membuka valve pelepas tekanan.

• Catat angka yang ditunjukkan indikator pada saat sampel retak.

• Lakukan lagi percobaan untuk sampel E sebanyak 2 kali.

• Lakukan hal yang sama untuk sampel F, G dan H (masing-masing 3 kali).

D. Analisis Data

1. Menghitung nilai modulus patah (σb) sampel :

a. Metode three point bending strength : 2

23.P.π.d .L=

8.w.tbσ (8)

b. Metode four point bending strength : 2

23.P.π.d .L

16.w.tbσ = (12)

2. Menghitung nilai modulus patah rata – rata.

3σσσ

σ b.A3b.A2b.A1b.A

++= (14)

3. Membuat persamaan pendekatan modulus patah rata-rata sebagai fungsi komposisi

P (X) dengan metode regresi linier least square.

bσ = f (X) = mX + k ; m dan k = konstanta (15)

X = PO+P

. 100 % ; O = jumlah semen, P = jumlah pasir (16)

Adapun untuk menghitung m dan k menggunakan persamaan :

2 2

n XY - X Ym =

n X - ( X)∑ ∑ ∑∑ ∑

51


Y - m Xk =

n∑ ∑

dengan, Y = modulus patah rata-rata (kg/cm2)

X = persentase jumlah pasir dalam sampel (%)

n = jumlah data

4. Membuat persamaan pendekatan modulus patah sebagai fungsi komposisi P(x)

dengan metode regresi eksponensial :

𝑦𝑦 = 𝑎𝑎. 𝑒𝑒𝑏𝑏𝑏𝑏 ; a, b = konstanta (19)

Persamaan dapat diturunkan menjadi :

ln y = ln a + bX

Y = A + BX (20)

Dengan nilai A dan B dapat dicari dengan rumus :

2 2

n XY - X YB =

n X - ( X)∑ ∑ ∑∑ ∑

(21)

Y - B XA =

n∑ ∑ (22)

dengan, Y = logaritmik natural modulus patah rata-rata

X = persentase jumlah pasir dalam sampel (%)

n = jumlah data

5. Menghitung kesalahan relatif σb hasil persamaan regresi linier dan eksponensial

terhadap σb hasil eksperimen:

.100%σ

σσ% relatif, Kesalahan

nb.persamaa

enb.eksperimnb.persamaa −=

(23)

datajumlah relatifkesalahan rata-rata relatifKesalahan ∑

= (24)

6. Menghitung standard deviasi (SD) percobaan Modulus Patah.

𝑆𝑆𝑆𝑆 = �1𝑛𝑛∑( b.Aσ

𝑖𝑖− b.Aσ��)2 ; n = jumlah data (25)

7. Menghitung nilai kuat desak (σc) sampel dengan persamaan (9):

σc=2P.π.d

4.A (13)

52


8. Menghitung nilai kuat desak rata – rata dan standar deviasi percobaan :

3σσσ

σ c.E3c.E2c.E1c.E

++=

(26)

9. Membuat persamaan pendekatan kuat desak (σc) sebagai fungsi fraksi komposisi P

(X) dengan metode regresi linier least square:

( )c ; m dan k = σ = f X = konstmX + k anta (27)

Adapun menghitung nilai X digunakan persamaan (16) dan untuk menghitung nilai

m dan k digunakan persamaan (17) dan (18) dengan nilai Y yang mendefinisikan

nilai kuat desak rata-rata.

10. Membuat persamaan pendekatan modulus patah sebagai fungsi komposisi P(x)

dengan metode regresi eksponensial :

𝑦𝑦 = 𝑎𝑎. 𝑒𝑒𝑏𝑏𝑏𝑏 ; a, b = konstanta (28)

Adapun persamaan dapat diturunkan menjadi :

Y = A + BX (20)

Nilai A dan B dihitung dengan persamaan (21) dan (22) dengan nilai Y yang

mendefinisikan logaritmik nilai kuat desak rata-rata.

11. Menghitung kesalahan relatif σC hasil persamaan regresi linier dan eksponensial

terhadap σC hasil eksperimen:

.100%σ

σσ% relatif,Kesalahan

nc.persamaa

enc.eksperimnc.persamaa −=

(29)

datajumlah relatifkesalahan rata-rata relatifKesalahan ∑

= (24)

12. Menghitung standard deviasi (SD) percobaan kuat desak:

𝑆𝑆𝑆𝑆 = �1𝑛𝑛∑( c.Eσ

𝑖𝑖− cEσ��)2 ; n = jumlah data (30)


Bahas data percobaan, hasil perhitungan, dan grafik Anda, hubungkan dengan teori

yang ada.

V. KESIMPULAN

Tuliskan kesimpulan yang dapat diambil dari percobaan yang telah dilaksanakan.

53


VI. DAFTAR PUSTAKA

Andrews, A.I., 1928, “Ceramic Test and Calculation”, John Wiley and Sons, Inc., New

York, pp. 43-46.

Timoshenko, S., 1958, “Strength of Materials Part I”, Robert E. Kriegler, New York, pp.

403-405.

van Vlack, L. H., 1964, “Elements of Material Science”, Addison-Wesley Publishing

Company, Inc., London, p. 106.

VII. LAMPIRAN


Jelaskan jenis hazard proses dan bahan yang digunakan serta lengkapi juga dengan

cara mengatasinya.


Terangkan alat perlindungan diri yang perlu digunakan saat praktikum beserta alasan.

C. Manajemen Limbah

Bahas setiap limbah yang dihasilkan dari praktikum ini, dan jelaskan penanganannya.

D. Data Percobaan

E. Perhitungan

54


LAPORAN SEMENTARA

MODULUS PATAH DAN KUAT DESAK BAHAN PADAT

(D)

Nama Praktikan : 1. NIM: 1.

2. 2.

3. 3.

Hari / tanggal :

Asisten : Dwi Reynaldi Gunawan / Danang Tri Hartanto

Data Percobaan :

1. Percobaan Modulus Patah

Diameter silinder piston (d) = cm

Jarak ujung-ujung pisau penumpu (L) = cm

No. Sampel w,cm t,cm P, kgf/cm2

1 A

(O:P = 1:3)

2 3

4 B

(O:P = 1:5)

5

6 7

C

(O:P = 1:7)

8 9

10 D

(O:P = 1:9)

11 12

55

Praktikum Analisis Bahan 2015 2. Percobaan Kuat Desak

Diameter silinder piston (d) = cm

No Sampel A, cm2 P, kgf/cm2

1 E

(O:P = 1:10)

2 3 4

F

(O:P = 1:12)

5 6

7 G

(O:P = 1:14)

8 9

10 H

(O:P = 1:16)

11

12

Yogyakarta, 2015


1.

2.

3.

56


PENGUKURAN TEGANGAN MUKA DAN KEKENTALAN ZAT CAIR

( E )

I. TUJUAN PERCOBAAN

Tujuan dari percobaan ini adalah:

1. Memahami pengertian dasar tegangan muka.

2. Memahami metode tekanan maksimum gelembung dan kenaikan pipa kapiler untuk

penentuan tegangan muka.

3. Menentukan besaran kental relatif dari suatu cairan dengan air sebagai zat pembanding

berdasarkan hukum Hagen-Poiseuille.

4. Menentukan pengaruh suhu terhadap kekentalan dinamik suatu zat cair.

II. DASAR TEORI

Tegangan permukaan merupakan suatu sifat istimewa yang dialami suatu zat dalam

fasa cair. Pada bagian dalam zat cair, semua molekul cairan dikelilingi oleh molekul-

molekul cairan yang lain dengan daya tarik intermolekuler pada berbagai arah dan gaya

tersebut saling menghilangkan. Akan tetapi kondisi pada permukaan cairan menjadi lain

karena ada bagian molekul yang tidak dikelilingi molekul-molekul lainnya. Akibatnya

resultan gaya-gaya tarik molekul di sekitarnya terhadap molekul A tidak seimbang (tidak

saling menghilangkan).

Kondisi ini mengakibatkan adanya gaya resultan yang mengarah ke dalam cairan

yang menimbulkan sifat kecenderungan molekul A tertarik ke dalam cairan. Hal ini

seolah-olah molekul-molekul yang ada di permukaan tidak suka berada di dekat

permukaan zat cair. Secara makroskopis, fenomena ini terlihat sebagai gejala dimana

permukaan cairan akan semakin mengecil (kecenderungan untuk memperkecil luas

permukaan).

57


1

32

5

4

A. Molekul pada Permukaan Zat Cair

B. Molekul pada Bagian Dalam Zat Cair

Gambar 1. Ilustrasi Gaya Intermolekuler pada Zat Cair

Gaya yang digunakan untuk memperkecil luas permukaan, untuk tiap satuan lebar

permukaan disebut tegangan muka (surface tension, γ). Satuan yang dipakai dalam

perhitungan tegangan muka adalah dyne/cm atau N/m. Untuk air, tegangan mukanya lebih

kurang sebesar 72,6 dyne/cm pada 20°C, sedangkan bahan-bahan organik cair besarnya

antara 20 – 30 dyne/cm.

Ada beberapa metode penentuan tegangan muka. Semuanya berdasar fenomena

yang berkaitan dengan tegangan muka dan yang banyak digunakan adalah :

1. Tekanan maksimum gelembung

2. Kenaikan kapiler

3. Tetes

4. Cincin

Dalam pembahasan di bawah ini hanya akan dibatasi dua cara yang pertama.

A. Metode Tekanan Maksimum Gelembung

Keterangan:

1. Statif dan klem

2. Erlenmeyer 500 mL

3. Manometer

4. Gelas beker 500 mL

5. Pipa kapiler

58


6. Termometer alkohol

7. Penggaris

Gambar 2. Rangkaian Alat Metode Tekanan Maksimum Gelembung

Bagian penting dari metode ini adalah penentuan jari-jari maksimum gelembung

yang dapat diketahui dengan keluarnya gelembung udara pada ujung pipa yang

dicelupkan ke dalam cairan. Karena adanya sedikit kenaikan tekanan udara, gelembung

akan pecah dengan jari-jari yang lebih besar daripada jari-jari mulut pipa. Apabila jari-

jari gelembung sama dengan jari-jari mulut pipa akibatnya tekanan udara dalam pipa

akan mencapai maksimum. Dengan menyamakan tekanan-tekanan yang bekerja pada

bejana dan manometer dalam keadaan setimbang, harga tegangan muka dapat

ditentukan.

Pada metode ini juga diperhatikan syarat dari cairan pengisi manometer dan buret

tidak berbeda karakteristik dan bebas dari pengotor.

Gambar 3. Proses Lepasnya Gelembung dari Pipa Kapiler

Tekanan pada permukaan gelembung dalam keadaan setimbang akan memiliki

hubungan:

ρ1 g h1 + PB = 2γr

+ ρ2 g h2 + PB (1)

2γr

= g ( ρ1 h1 − ρ2 h2 ) (2)

γ = 𝑟𝑟 𝑔𝑔2

( 𝜌𝜌1 ℎ1 − 𝜌𝜌2 ℎ2 ) (3)

Dengan : γ = koefisien tegangan muka, dyne/cm atau N/m

g = gravitasi bumi, m/s2

r = jari-jari gelembung dalam pipa kapiler, cm

59

Praktikum Analisis Bahan 2015 ρ1 = massa jenis zat cair dalam manometer, g/mL

ρ2 = massa jenis zat cari dalam bejana , g/mL

h1 = selisih tinggi permukaan cairan dalam manometer, cm

h2 = selisih tinggi permukaan zat cair dengan ujung gelembung udara dalam

pipa, cm

PB = tekanan barometer

Dari persamaan diatas dapat diuraikan gaya-gaya yang bekerja, yaitu :

a. Tekanan hidrostatis = ρ1 g h1

b. Tekanan barometer = PB

c. Tekanan hidrostatis dari bawah = ρ2 g h2

d. Tekanan karena tegangan muka = 2 𝛾𝛾𝑟𝑟

Gambar 4. Skema Gambar Metode Tekanan Maksimum Gelembung

B. Metode Kenaikan Kapiler

Jika sebuah pipa kapiler ujungnya dicelupkan dalam zat cair yang membasahi

dinding (meniskus cekung), maka zat cair akan naik setinggi h. Pada saat setimbang,

gaya ke atas akan sama dengan gaya ke bawah, sedang untuk gaya ke samping saling

meniadakan. Kenaikan cairan dalam pipa kapiler akan berhenti setelah cairan mencapai

h karena gaya F1 akan diimbangi oleh gaya F2. Gaya F2 ini disebabkan oleh berat cairan

atau gaya berat zat cair yang naik.

60


Gambar 5. Neraca Gaya di Permukaan Cairan Dalam Pipa Kapiler

Sesuai dengan hukum utama hidrostatika:

PA = PB (4)

Pud = Pud + ρgh – (gaya akibat tegangan muka)/(luas penampang pipa) (5)

0 = ρgh – (tegangan muka)(keliling pipa)(cos θ)/(luas tampang pipa) (6)

0 = ρgh – 𝛾𝛾(2𝜋𝜋𝑟𝑟)(cos𝜃𝜃)𝜋𝜋𝑟𝑟2

(7)

h = 2𝛾𝛾𝜌𝜌 𝑔𝑔 𝑟𝑟

cos 𝜃𝜃 (8)

γ = 𝜌𝜌 𝑔𝑔 ℎ 𝑟𝑟2 cos𝜃𝜃

(9)

Nilai θ tergantung pada jenis cairan. Bila cairan yang digunakan adalah air

sehingga membasahi dinding kapiler dengan sempurna, maka θ dianggap 0 sehingga

cos θ = 1. Persamaan diatas menjadi:

γ = 𝜌𝜌 𝑔𝑔 ℎ 𝑟𝑟2

(10)

Gambar 6. Keadaan Permukaan Zat Cair pada Percobaan

dengan Metode Kenaikan Pipa Kapiler.

Keterangan :

1. Gelas beker

2. Penggaris

3. Pipa kapiler (1 mm, 2 mm, dan 3 mm)

61


C. Kekentalan Zat Cair

Viskositas atau kekentalan suatu fluida merupakan besaran resistansi terhadap

laju perubahan geraknya. Pendekatan teori melalui interaksi-interaksi molekuler dapat

digunakan dalam memprediksi nilai viskositas dari suatu fluida. Viskositas cairan akan

berkurang dengan naiknya temperatur, dimana pengekangan dari gaya-gaya

intermolekulernya berkurang, yang menyebabkan gerakan molekulnya menjadi lebih

lincah. Hubungan viskositas Newton hanya valid untuk aliran paralel dan laminer.

Stokes memperluas konsep viskositas menjadi aliran laminer tiga dimensi. Persamaan

viskositas Stokes dapat dinyatakan sebagai perbandingan antara tegangan geser dan

laju peregangan :

𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑡𝑡𝑎𝑎𝑣𝑣 = 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑔𝑔𝑡𝑡𝑛𝑛𝑔𝑔𝑡𝑡𝑛𝑛 𝑔𝑔𝑡𝑡𝑔𝑔𝑡𝑡𝑟𝑟𝑙𝑙𝑡𝑡𝑙𝑙𝑙𝑙 𝑝𝑝𝑡𝑡𝑟𝑟𝑡𝑡𝑔𝑔𝑡𝑡𝑛𝑛𝑔𝑔𝑡𝑡𝑛𝑛

(11)

𝜇𝜇 = 𝜏𝜏𝑑𝑑𝑑𝑑/𝑑𝑑𝑑𝑑

(12)

dimana tegangan geser dan laju peregangan merupakan elemen tiga dimensi (Welty

J.R. et al, 2007). Dalam sistem SI, viskositas dinamik dinyatakan dalam Pa.s atau

poise.

Kekentalan dapat diukur dengan mengukur laju aliran cairan yang melalui tabung

berbentuk silinder, sedangkan alat standar yang biasa digunakan adalah viskosimeter

Ostwald yang bekerja berdasarkan hukum Poiseuille. Prinsip dari viskosimeter

Ostwald dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar 7. Prinsip kerja Viskosimeter Ostwald

Untuk aliran zat cair yang laminer dalam suatu tabung, Poiseuille menemukan

bahwa volume (V) yang dialirkan keluar pipa per satuan waktu (t) untuk jari-jari (r)

dan panjang pipa (l) dengan beda tekanan (P) adalah : (Sutera and Skalak, 1993)

BABB

1

2Keterangan: 1. Arah aliran penghisap 2. Arah aliran fluida BA – Batas atas BB – Batas bawah

62


𝑄𝑄 = 𝜋𝜋 𝐷𝐷4 𝑃𝑃128 𝜇𝜇 𝑙𝑙

(13)

𝑉𝑉𝑡𝑡

= 𝜋𝜋 𝑃𝑃 𝑟𝑟4

8 𝜇𝜇 𝑙𝑙 (14)

𝑉𝑉 = 𝜋𝜋 𝜌𝜌0 𝑔𝑔 ℎ 𝑟𝑟04 𝑡𝑡08 𝜇𝜇0 𝑙𝑙

= 𝜋𝜋 𝜌𝜌 𝑔𝑔 ℎ 𝑟𝑟4 𝑡𝑡8 𝜇𝜇 𝑙𝑙

(15)

Pengukuran kekentalan yang tepat dengan persamaan diatas sukar dicapai. Hal

ini disebabkan nilai r dan l sukar ditentukan secara tepat. Untuk menghindari hal ini

dalam praktiknya digunakan suatu cairan pembanding.

Dengan viskosimeter Ostwald, dapat diukur waktu untuk cairan sampel dan

cairan pembanding yang mengalir melalui pipa kapiler yang sama. Tekanan (P)

berubah-ubah tetapi selalu berbanding langsung dengan rapat massa zat pembanding

(ρ0) dan rapat massa zat sampel (ρ) sehingga :

𝜇𝜇𝑟𝑟𝑡𝑡𝑙𝑙𝑡𝑡𝑡𝑡𝑖𝑖𝑟𝑟 = 𝜇𝜇𝜇𝜇0

= 𝜌𝜌 𝑟𝑟4 𝑡𝑡𝜌𝜌0 𝑟𝑟04 𝑡𝑡0

(16)

Dengan : ρ = rapat massa zat sampel

ρ0 = rapat massa zat pembanding

r = jari-jari kapiler viskosimeter untuk zat sampel

r0 = jari-jari kapiler viskosimeter untuk zat pembanding

t = waktu alir zat sampel

t0 = waktu alir zat pembanding

Viskositas cairan meningkat dengan semakin besarnya tekanan, namun semakin

menurun secara eksponensial seiring dengan semakin tingginya temperatur.

μ = B eA T� (17)

Dalam bentuk logaritmiknya:

ln μ = ln B + AT (18)


A. Bahan


1. Aquadest

2. Larutan NaCl

3. Minyak goreng

63


B. Alat

Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini ditunjukkan oleh gambar

rangkaian alat berikut:

Gambar 8. Rangkaian Alat Metode Tekanan Maksimum Gelembung

Gambar 9. Rangkaian Alat Metode Kenaikan Pipa Kapiler

Keterangan : 1. Air 2. Buret 50 mL 3. Cairan pengisi

manometer (air kran) 4. Cairan sampel

(aquadest atau NaCl) 5. Erlenmeyer 6. Gelas beker 250 mL 7. Klem 8. Manometer 9. Pipa kapiler 10. Statif 11. Selang peghubung 12. Termometer alkohol

110℃

Keterangan : 1. Gelas beker 250 mL 2. Pipa kapiler 3. Penggaris 4. Larutan sampel (aquadest atau

NaCl) 5. Termometer alkohol 110℃

64


Gambar 10. Rangkaian Alat Pengukuran Viskositas Zat Cair

C. Cara Percobaan

1. Metode Tekanan Maksimum Gelembung

a. Ukur diameter dalam pipa kapiler dengan penggaris.

b. Isi gelas beker dengan aquadest dan ukur suhu aquadest dengan termometer.

c. Tutup kran buret dan isi buret dengan air sampai hampir penuh.

d. Seimbangkan tinggi cairan di kaki kanan dan kiri manometer.

e. Ukur ho (tinggi cairan di kaki kanan dan kiri manometer saat seimbang).

f. Masukkan pipa kapiler yang sudah dirangkai dengan selang dari manometer ke

dalam gelas beker sedalam h2 dari permukaan cairan.

g. Buka kran buret perlahan-lahan.

h. Baca hm (permukaan air dalam kaki terbuka) pada manometer tepat saat

gelembung akan lepas pada ujung pipa kapiler (bentuk gelembung tepat ½ bola).

i. Ulangi percobaan hingga didapatkan 5 data dan lakukan hal yang sama dengan

larutan NaCl.

j. Kembalikan larutan NaCl ke botol penyimpanannya serta bersihkan alat-alat.

Keterangan : 1. Air 2. Bola penghisap 3. Circulating bath 4. Gabus 5. Gelas ukur 250 mL 6. Hidrometer 7. Knop pengatur suhu 8. Penjepit kayu 9. Steker 10. Termometer alkohol 110℃ 11. Thermostat 12. Tombol Power 13. Tombol Cooling 14. Viskosimeter Ostwald 0,6 mm

berisi aquadest 15. Viskosimeter Ostwald 1 mm

berisi minyak

65


2. Metode Kenaikan Kapiler

a. Ukur diameter dalam dari 3 buah pipa kapiler dengan penggaris.

b. Isi gelas beker dengan aquadest dan ukur suhu aquadest dengan termometer.

c. Masukkan pipa kapiler dan penggaris ke dalam gelas beker.

d. Tarik pipa kapiler ke atas, sampai tinggi cairan dalam pipa kapiler konstan.

e. Ukur tinggi kenaikan aquadest dalam pipa kapiler terhadap permukaan cairan

aquadest di dalam gelas beker (meniskus cekung cairan).

f. Ulangi percobaan sehingga didapatkan 5 kali.

g. Ulangi percobaan dengan 2 pipa yang lain.

h. Lakukan percobaan yang sama dengan larutan NaCl.

i. Kembalikan larutan NaCl ke botol penyimpanan serta bersihkan alat-alat.

3. Kekentalan Zat Cair

a. Hidupkan water bath dan atur knop suhu pada suhu 30 oC.

b. Isi minyak ke dalam viskosimeter Ostwald berdiameter 1 mm dan aquadest ke

dalam viskosimeter Ostwald berdiameter 0.6 mm.

c. Isi gelas ukur 250 mL dengan minyak goreng dan masukkan hidrometer ke

dalamnya.

d. Letakkan viskosimeter (dengan bantuan penjepit kayu), gelas ukur, dan

termometer alkohol 110 oC ke dalam water bath. Tunggu 15 menit agar suhu

fluida mendekati/sama dengan suhu water bath.

e. Setelah suhu 30 ᵒC tercapai pada termometer, catat suhu yang tertera pada

termometer tersebut sebagai suhu awal (T0), kemudian zat cair dinaikkan lebih

tinggi dari tanda paling atas pada viskosimeter Ostwald dengan bola penghisap.

f. Lepaskan bola penghisap pada ujung viskosimeter Ostwald dan hidupkan

stopwatch saat zat cair tersebut melewati tanda paling atas. Stopwatch kemudian

dimatikan saat zat cair tersebut melewati tanda paling bawah. Catat waktu yang

diperlukan oleh zat cair tersebut, catat pula suhu pada termometer sebagai suhu

akhir (Ta).

g. Ulangi langkah pada poin f sebanyak 3 kali, masing-masing untuk minyak dan

aquadest.

h. Catat rapat massa yang terbaca pada skala hidrometer.

i. Naikkan suhu water bath menjadi 40 oC (kira-kira 5 menit). Tunggu 5 menit agar

suhu fluida sama dengan suhu water bath.

66


j. Ulangi langkah pada poin e, f, dan g.

k. Ulangi percobaan untuk suhu 50, 60, dan 70 oC.

l. Matikan water bath setelah semua percobaan selesai dan kembalikan minyak

goreng ke botol penyimpannya serta bersihkan alat-alat.

4. Penimbangan

a. Bersihkan kemudian timbang kedua piknometer kosong 25 mL beserta tutupnya

dengan neraca analitis digital dan catat hasilnya.

b. Timbang piknometer 25 mL yang berisi aquadest sampai penuh dengan neraca

analitis digital dan catat hasilnya.

c. Keluarkan aquadest dari piknometer dan keringkan piknometer.

d. Timbang piknometer 25 mL yang berisi larutan NaCl sampai penuh dengan

neraca analitis digital dan catat hasilnya.

e. Kembalikan larutan NaCl ke botol penyimpanan dan bersihkan piknometer.

D. Analisis Data

1. Menentukan Rapat Massa Zat Cair

a. Menentukan rapat massa zat cair

Massa cairan = (massa piknometer+tutup+cairan) – (massa piknometer

kosong+tutup) (19)

Volume cairan = volume piknometer (20)

Rapat massa cairan = 𝑚𝑚𝑡𝑡𝑔𝑔𝑔𝑔𝑡𝑡 𝑐𝑐𝑡𝑡𝑖𝑖𝑟𝑟𝑡𝑡𝑛𝑛𝑉𝑉 𝑐𝑐𝑡𝑡𝑖𝑖𝑟𝑟𝑡𝑡𝑛𝑛

(21)

b. Menghitung kesalahan relatif perhitungan rapat massa zat cair

Rapat massa referensi dapat diketahui dengan metode interpolasi berdasarkan

data yang didapatkan dari literatur.

𝑇𝑇−𝑇𝑇1𝑇𝑇2− 𝑇𝑇1

= 𝜌𝜌− 𝜌𝜌1𝜌𝜌2− 𝜌𝜌1

(22)

𝐾𝐾−𝐾𝐾1𝐾𝐾2− 𝐾𝐾1

= 𝜌𝜌− 𝜌𝜌1𝜌𝜌2− 𝜌𝜌1

(23)

dengan, T = suhu percobaan (ᵒC)

T1 = suhu referensi dibawah suhu data percobaan (ᵒC)

T2 = suhu referensi diatas suhu data percobaan (ᵒC)

ρ = rapat massa cairan pada suhu percobaan (g/mL)

ρ1 = rapat massa cairan referensi pada T1 (g/mL) 67


ρ2 = rapat massa cairan referensi pada T2 (g/mL)

K = konsentrasi larutan NaCl percobaan (%)

K1 = konsentrasi larutan NaCl referensi pada konsentrasi dibawah

konsentrasi larutan NaCl percobaan (%)

K2 = konsentrasi larutan NaCl referensi pada konsentrasi diatas

konsentrasi larutan NaCl percobaan (%)

Kesalahan relatif = %100xreferensi

percobaanreferensi

ρρρ −

(24)

2. Menentukan Tegangan Muka dengan Metode Tekanan Maksimum Gelembung

h1 = 2 (hm-ho) (25)

h1�� = ∑ℎ1𝑛𝑛 (26)

h2�� = nh∑ 2

(27)

r = 𝐷𝐷2 (28)

Tegangan Muka (γ)

−=

__

22

__

1121 hhgr ρργ

(29)

dengan, g = percepatan gravitasi bumi (981 cm/s2)

r = jari – jari pipa kapiler (cm)

ρ1 = rapat massa cairan pada manometer (g/mL)

ρ2 = rapat massa cairan uji (g/mL)

γ� = tegangan muka (dynecm

)

ho = ketinggian cairan pada manometer sebelum pipa kapiler dicelupkan

(ketika ketinggian kaki kiri dan kanan manometer sama) (cm)

68


hm = ketinggian cairan pada kaki terbuka manometer ketika terbentuk ½

gelembung pada ujung pipa kapiler yang tercelup (cm)

h1 = selisih ketinggian cairan pada manometer (cm)

h2 = kedalaman pipa yang tercelup dari permukaan (cm)

ℎ1�� = selisih ketinggian rata – rata cairan pada manometer (cm)

ℎ2�� = kedalaman pipa rata-rata dari permukaan cairan (cm)

n = jumlah data percobaan

Lakukan perhitungan yang sama untuk aquadest dan larutan NaCl.

3. Menentukan Tegangan Muka dengan Metode Kenaikan Pipa Kapiler

n

hh ∑=__

(30)

r = 𝐷𝐷2 (28)

hrgργ21

= (10)

γ rata − rata(γ�) = ∑𝛾𝛾

𝑛𝑛 (32)

dengan, h = tinggi cairan dalam pipa kapiler (cm)

ℎ� = tinggi cairan rata –rata dalam pipa kapiler (cm)

D = diameter pipa kapiler (cm)

g = percepatan gravitasi bumi (981 cm/s2)

r = jari - jari pipa kapiler (cm)

ρ = rapat massa zat cair (g/mL)

n = jumlah data percobaan

Lakukan perhitungan yang sama untuk aquadest dan larutan NaCl.

4. Menentukan Kesalahan Relatif Rata – Rata γ� (Tegangan Muka) Aquadest

Tegangan muka (γ) referensi diketahui dengan metode interpolasi berdasarkan data

yang didapatkan dari literatur.

T−T1T2− T1

= γ− γ1γ2− γ1

(33)

dengan, T = suhu (ᵒC)

γ = tegangan muka (dyne/cm)

69


Kesalahan relatif pengukuran tegangan muka aquadest baik untuk metode tekanan

maksimum gelembung maupun kenaikan pipa kapiler dihitung dengan rumus

berikut:

Kesalahan relatif = �γ referensi − γ percobaan

γ referensi� × 100% (34)

5. Kekentalan Zat Cair

( )321

__

31 tttt ++=

(35)

T� = ( T awal+ T akhir )2

(36)

𝑟𝑟 = 𝐷𝐷 𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣 𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜2

(37)

μ relatif = μ minyak

μ 𝑜𝑜𝑎𝑎𝑎𝑎𝑜𝑜𝑜𝑜𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣 = 𝜌𝜌 𝑟𝑟4 �̅�𝑡

𝜌𝜌0 𝑟𝑟04 𝑡𝑡0�� (16)

Dengan, μ = viskositas (cp)

ρo = rapat massa aquadest (g/mL)

ρ = rapat massa minyak (g/mL)

ro = jari – jari viskosimeter Ostwald untuk aquadest (cm)

r = jari – jari viskosimeter Ostwald untuk minyak (cm)

ot = waktu alir rata –rata aquadest (detik)

t = waktu alir rata – rata minyak (detik)

T� = suhu fluida rata-rata (ᵒC)

Viskositas standar aquadest dapat diketahui dengan membaca nomograph dari

literatur.

µ dinamik minyak = μ relatif × μ standar (aquadest) (39)

Mencari hubungan suhu dengan viskositas dinamik zat cair.

μ = B 𝑒𝑒𝐴𝐴𝑇𝑇 (17)

ln 𝜇𝜇 = ln𝐵𝐵 + 𝐴𝐴𝑇𝑇 (18)

Misalkan y = ln μ

b = ln B

a = A

70


x = 1 T�⁄

Diselesaikan dengan regresi linear:

Persamaan (18) menjadi: y = b + a x (40)

( )22

n xy x ya

n x x

−=

−∑ ∑ ∑∑

(41)

y a x

bn−

= ∑ ∑ (42)

Kemudian dibuat grafik hubungan antara ln μ dengan 1/T� dan μ dengan T�.

Kesalahan relatif persamaan linier = �𝑙𝑙𝑛𝑛𝜇𝜇 𝑝𝑝𝑡𝑡𝑟𝑟𝑐𝑐𝑝𝑝𝑏𝑏𝑡𝑡𝑡𝑡𝑛𝑛−𝑙𝑙𝑛𝑛𝜇𝜇 𝑝𝑝𝑡𝑡𝑟𝑟𝑔𝑔𝑡𝑡𝑚𝑚𝑡𝑡𝑡𝑡𝑛𝑛𝑙𝑙𝑛𝑛𝜇𝜇 𝑝𝑝𝑡𝑡𝑟𝑟𝑐𝑐𝑝𝑝𝑏𝑏𝑡𝑡𝑡𝑡𝑛𝑛

� × 100% (43)

Kesalahan relatif persamaan eksponensial = �𝜇𝜇 𝑝𝑝𝑡𝑡𝑟𝑟𝑐𝑐𝑝𝑝𝑏𝑏𝑡𝑡𝑡𝑡𝑛𝑛−𝜇𝜇 𝑝𝑝𝑡𝑡𝑟𝑟𝑔𝑔𝑡𝑡𝑚𝑚𝑡𝑡𝑡𝑡𝑛𝑛𝜇𝜇 𝑝𝑝𝑡𝑡𝑟𝑟𝑐𝑐𝑝𝑝𝑏𝑏𝑡𝑡𝑡𝑡𝑛𝑛

� × 100% (44)

Lalu dihitung kesalahan relatif rata-rata untuk masing-masing persamaan (kesalahan relatif

rata – rata untuk persamaan linier dan untuk persamaan eksponensial).

Kesalahan relatif rata – rata = ∑𝐾𝐾𝑡𝑡𝑔𝑔𝑡𝑡𝑙𝑙𝑡𝑡ℎ𝑡𝑡𝑛𝑛 𝑟𝑟𝑡𝑡𝑙𝑙𝑡𝑡𝑡𝑡𝑖𝑖𝑟𝑟𝑛𝑛

(45)


Poin-poin dalam hasil dan pembahasan antara lain:

• Asumsi – asumsi yang digunakan dalam praktikum.

• Data/Grafik beserta penjelasan.

• Perbandingan hasil praktikum dengan teori yang ada .

• Faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan muka (diamati dari praktikum).

• Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas (diamati dari praktikum).

• Penyebab penyimpangan hasil percobaan dengan teori (jika menyimpang).

V. KESIMPULAN

Poin-poin dalam kesimpulan antara lain:

• Hasil perhitungan (dibuat poin-poin).

• Kecenderungan data yang didapat (contoh: semakin tinggi ... maka ... akan semakin

besar).

71


VI. DAFTAR PUSTAKA.

Bird, R.B., Stewart W.E., and Lightfoot E.N., 2001, ”Transport Phenomena”, 2nd ed.,

pp.50-52., John Wiley & Sons, Inc., New York

Sutera, S.P and Skalak, R, 1993, “The History Of Poiseuille’s Law”, Annual Review of

Fluid Mechanics Vol. 25: 1-20, Annual Reviews Inc., [online],

http://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev.fl.25.010193.000245

(diakses pada 18 Februari 2015)

Welty, J.R., Wicks, C.E., Wilson, R.E., and Rorrer G., 2007., “Fundamentals of

Momentum, Heat, and Mass Transfer”, 5th ed., pp.86-88, John Wiley & Sons, Inc.,

New York

Wiratni, “Diktat Materi Kuliah Fisika 2”, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik,

Universitas Gadjah Mada

VII. LAMPIRAN


Paparkan bahaya dari bahan yang digunakan dan juga bahaya yang dapat timbul dari

penggunaan alat dan juga unsafe act. Lengkapi juga dengan cara mengatasinya.


Paparkan alat perlindungan diri yang perlu digunakan saat praktikum beserta alasan.

C. Manajemen Limbah

Bahas setiap limbah yang dihasilkan dari praktikum ini, dan jelaskan penanganannya.

Limbah diklasifikasi berdasarkan fasaya : padat, cair, gas.

D. Data Percobaan

E. Perhitungan

(Grafik hasil perhitungan diletakkan di pembahasan, sedangkan nomograph diletakkan

di perhitungan).

72

http://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev.fl.25.010193.000245


LAPORAN SEMENTARA

PENGUKURAN TEGANGAN MUKA DAN KEKENTALAN ZAT CAIR

(E)


2. 2.

3. 3.

Hari / tanggal :

Asisten : Inasanti Pandan Wangi / Baskoro Ajie

DATA PERCOBAAN

A. Pengukuran Tegangan Muka

1. Metode tekanan Maksimum Gelembung

No

Aquadest,T= oC

No

NaCl …..% ,T= oC

Diameter Pipa = cm Diameter Pipa = cm

ho,cm hm,cm h2,cm ho,cm hm,cm h2,cm

1 1

2 2

3 3

4 4

5 5

2. Metode Kenaikan Kapiler

No. Aquadest, T= oC

Pipa 1, d= cm Pipa 2, d= cm Pipa 3, d= cm

1.

2.

3.

4.

5.

73


No. NaCl ....%, T= oC

Pipa 1, d= cm Pipa 2, d= cm Pipa 3, d= cm

1.

2.

3.

4.

5.

3. Penimbangan

No Objek yang ditimbang Berat,gram

1

2

3

4

B. Pengukuran Kekentalan Zat Cair

No

Suhu (T) ρ

minyak

,g/mL

t minyak t aquadest

To,oC Ta,oC 1 2 3 1 2 3

1

2

3

4

5

Yogyakarta, 2015


1.

2.

3.

74


ANALISIS VOLUMETRI

(F)

I. TUJUAN PERCOBAAN

1. Menentukan konsentrasi larutan standar NaOH dengan titrasi asidimetri-alkalimetri.

2. Menentukan konsentrasi larutan standar Na2S2O3 dengan titrasi iodometri.

II. DASAR TEORI

Analisis volumetri adalah analisis kimia kuantitatif dengan mengukur volume

larutan standar yang dapat bereaksi dengan suatu senyawa dalam larutan yang akan

ditentukan konsentrasinya. Analisis dilakukan dengan cara titrasi, yaitu menambahkan

larutan standar tetes demi tetes melalui buret ke dalam erlenmeyer yang berisi larutan

yang akan ditentukan konsentrasinya. Titrasi dihentikan saat reaksi sempurna tercapai,

yang disebut juga titik ekivalen. Meskipun tercapainya titik ekivalen kemungkinan dapat

diketahui dengan adanya perubahan pada larutan yang dititrasi (misalnya timbul endapan,

atau terbentuk senyawa kompleks), namun untuk memperjelas, kadang diperlukan

indikator yang sesuai yang memberikan perubahan (warna) yang jelas, sehingga akhir

titrasi dapat diketahui (titik akhir titrasi). Titik akhir titrasi seharusnya sama dengan titik

ekivalen.

Larutan standar adalah larutan suatu zat yang konsentrasinya atau normalitasnya

sudah diketahui dengan pasti. Konsentrasi dapat dinyatakan dalam beberapa besaran,

antara lain molaritas, normalitas, dan molalitas. Molaritas menyatakan jumlah mol zat

terlarut dalam setiap liter larutan, normalitas menyatakan banyaknya mol ekivalen (grek)

zat terlarut dalam setiap liter larutan. Sedangkan molalitas menyatakan jumlah mol yang

terlarut dalam 1000 gr terlarut. Untuk asam, 1 mol ekivalennya sebanding dengan 1 mol

ion H+. Dan untuk basa, 1 mol ekivalennya sebanding dengan 1 mol ion OH-. Sehingga,

dapat dituliskan persamaan yang menghubungkan normalitas dengan molaritas sebagai

berikut.

N = M x valensi (1)

dengan, N = Normalitas larutan

M = Molaritas larutan

Valensi = Valensi dari zat terlarut

Larutan dari bahan yang mempunyai kemurnian yang tinggi, mempunyai berat

ekivalen yang tinggi, stabil (sehingga beratnya dapat diketahui dengan pasti), mudah larut 75


dalam air atau pelarut lainnya, disebut larutan standar primer. Misalnya larutan dari

H2C2O4, K2Cr2O7, Na2B4O7.10H2O. Jadi larutan standar primer dapat langsung digunakan

pada titrasi tanpa harus di standarisasi terlebih dahulu. Sedang larutan standar sekunder

(misalnya HCl, Na2S2O3) harus distandarisasi lebih dahulu dengan larutan standar primer

bila akan digunakan untuk menentukan normalitas larutan yang ingin diketahui

konsentrasinya.

Berdasarkan reaksi yang terjadi dalam proses titrasi, analisis volumetri/ analisis

titrimetri digolongkan menjadi :

1. Asidi-alkalimetri (netralisasi)

2. Oksidimetri-reduksi (redoks)

3. Pengendapan

4. Pembentukan kompleks

Dalam praktikum ini hanya Asidimetri-alkalimetri dan Oksidimetri-reduksi (redoks)

yang dipraktekkan.

1. Titrasi Asidi - Alkalimetri

Asidimetri adalah titrasi terhadap suatu basa bebas atau larutan garam

terhidrolisis yang berasal dari suatu asam lemah dan basa kuat dengan larutan standar

asam kuat. Sedangkan alkalimetri adalah titrasi terhadap suatu larutan asam bebas atau

larutan garam terhidrolisis yang berasal dari suatu basa lemah dan asam kuat dengan

larutan standar basa kuat. Untuk menentukan konsentrasi larutan NaOH digunakan

larutan standar HCl (Asidimetri), yang diketahui konsentrasi, setelah larutan HCl

tersebut distandarisir dengan larutan boraks (standar primer). Reaksi yang terjadi:

Na2B4O7(aq) + 5H2O(l) + 2HCl(aq) 2NaCl(aq) +4H3BO3(aq) (2)

Terbentuknya asam lemah H3BO3 membuat pH larutan pada titik akhir titrasi < 7.

Oleh karena itu digunakan indikator methyl orange yang memiliki trayek pH 3,1 - 4,4.

Indikator ini memberikan perubahan warna dari orange menjadi merah bata pada saat

titik ekivalen tercapai. Berdasarkan berat (yang tepat) boraks yang dilarutkan dan

volum HCl (yang tepat) yang diperlukan sampai perubahan warna terjadi, konsentrasi

HCl dapat diketahui. Selanjutnya larutan standar HCl digunakan untuk menentukan

konsentrasi larutan NaOH. Pada saat titik ekivalen, seluruh NaOH bereaksi sempurna

dengan HCl membentuk garam NaCl, sebagai berikut:

NaOH(aq) + HCl(aq) NaCl(aq) + H2O(l) (3)

76


Karena NaCl adalah garam netral, maka pH larutan pada titik ekivalen sekitar 7,

maka digunakan indikator phenolphtalein yang memiliki trayek pH 8,3-10 dan

memberikan perubahan warna dari merah muda menjadi tidak berwarna.

2. Titrasi Redoks

Titrasi Redoks adalah metode penentuan kuantitatif yang reaksi utamanya adalah

reaksi oksidasi dan reduksi. Pada reaksi redoks terjadi perubahan bilangan oksidasi.

Bilangan oksidasi adalah muatan yang akan dimiliki oleh suatu atom jika suatu

senyawa tersusun atas ion-ionnya. Reaksi ini hanya dapat berlangsung kalau terjadi

interaksi dari senyawa/unsur/ion yang bersifat oksidator dengan senyawa/unsur/ion

yang bersifat reduktor. Jadi kalau larutan standarnya oksidator, maka analit harus

bersifat reduktor atau sebaliknya. Berdasarkan jenis oksidatornya maka titrasi. Redoks

digolongkan antara lain: permanganometri (bila larutan standar primer yang digunakan

KmnO4), dikhrometri (larutan standar primer yang digunakan K2Cr2O7),

iodimetri/iodometri (larutan standar primer I2 langsung/tidak langsung). Larutan

standar yang digunakan dalam kebanyakan proses iodimetri/ iodometri adalah natrium

thiosulfat (biasanya berbentuk pentahidrat Na2S2O3.5H2O). Larutan natrium thiosulfat

tidak stabil untuk waktu yang lama, oleh karena itu konsentrasi yang tepat harus

distandarisasi dengan larutan standar primer I2. Pada praktikum ini, konsentrasi larutan

standar Na2S2O3 ditentukan dengan titrasi iodometri tidak langsung, menggunakan

larutan standar primer I2 yang dibebaskan dari reaksi oksidasi KI dengan K2Cr2O7

dalam suasana asam (dengan penambahan HCl atau H2SO4). Reaksi yang terjadi:

Cr2O72-(aq) + 6I-(aq) + 14H+(aq) ↔ 2Cr3+(aq) + 3I2(g) + 7H2O(l) (4)

Pada reaksi ini digunakan KI berlebih, agar semua Cr2O72- bereaksi dan sisa KI

berguna untuk melarutkan I2 yang terbentuk (I2 sangat sedikit/tidak larut dalam air tapi

mudah larut dalam dalam larutan yang mengandung ion iodida/ KI membentuk

kompleks Iodida : I2+I- I3- yang mudah larut dalam air). Selanjutnya Iodium (I2) yang

timbul dititrasi dengan larutan standar natrium thiosulfat (Na2S2O3).

Pati/amilum adalah indikator yang digunakan dalam titrasi Na2S2O3, karena

amilum membentuk kompleks dengan I2 yang menimbulkan warna biru tua yang masih

jelas meskipun hanya terdapat sedikit I2. Pada titik ekivalen, iod yang terikat akan

hilang sehingga warna biru akan pudar dan perubahan warna dapat diamati.

Penambahan amilum dilakukan pada saat titik akhir titrasi hampir tercapai (saat iod

yang tersisa dalam larutan tinggal sedikit), yang ditandai dengan terbentuknya warna

coklat pada larutan. Hal ini dilakukan agar amilum tidak membungkus iod, yang

77


mengakibatkan warna biru tua sulit hilang dan akibatnya titik akhir titrasi tidak dapat

diamati.

Perubahan warna yang dapat diamati selama iodometri berlangsung:

a. Pada saat penambahan K2Cr2O7 pada larutan yang berisi Na2CO3, KI, dan HCl

pekat, terjadi perubahan dari tidak berwarna menjadi coklat pekat/ gelap. Perubahan

warna ini menandakan terjadinya reaksi antara ion kromat pada K2Cr2O7 dengan ion

iod.

b. Pada saat titrasi larutan campuran Na2CO3, KI, HCl dan K2Cr2O7 dengan

menggunakan larutan Na2S2O3, terjadi perubahan warna dari coklat gelap menjadi

coklat bening. Perubahan ini menunjukan terjadinya reaksi berikut:

2S2O32-(aq) + I2(g) S4O62-(aq) + 2I-(aq) (5)

c. Setelah amilum diteteskan, terjadi perubahan warna dari coklat bening menjadi biru

kehitaman/ gelap. Hal ini disebabkan oleh amilum yang mengikat iod menjadi

iodamilum sehingga terjadi perubahan warna.

d. Pada titik akhir titrasi terjadi perubahan warna dari biru gelap menjadi hijau

kebiruan, yaitu saat Na2S2O3 kembali ditambahkan ion sulfit bereaksi dengan sisa

iod (yang sudah terikat pada amilum).


A. Bahan


1. HCl 0,1 N

2. Aquadest

3. Boraks (Na2B4O7.10H2O)

4. Natrium hidroksida (NaOH)

5. Indikator methyl orange (m.o)

6. Indikator phenol pthalein (p.p)

7. Kalium dikromat (K2Cr2O7) 0,1 N

8. Natrium tiosulfat pentahidrat

(Na2S2O3.5H2O)

9. Natrium karbonat (Na2CO3)

10. Kalium Iodida (KI)

11. Pati

78


B. Alat

Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini ditunjukkan oleh gambar rangkaian alat

berikut:

Keterangan :

1. Buret 50 mL

2. Kran Buret

3. Erlenmeyer

4. Titran

5. Titrat

Gambar 1. Rangkaian Alat Titrasi

C. Cara Percobaan

Asidimetri – Alkalimetri

1. Standardisasi larutan standar HCl 0,1 N

a. Timbang 0,2 gram boraks dalam gelas arloji dengan neraca analitis digital.

b. Masukkan boraks ke dalam Erlenmeyer 250 mL dengan bantuan corong gelas.

c. Semprot sisa-sisa boraks yang menempel pada gelas arloji sehingga semua

boraks masuk ke dalam Erlenmeyer.

d. Tambahkan aquadest hingga volumenya 30 mL.

e. Gojog Erlenmeyer hingga larutan homogen.

f. Tambahkan 3-5 tetes methyl orange.

g. Isi buret dengan larutan standar HCl 0,1 N sampai tanda batas nol.

h. Titrasi larutan boraks hingga titik ekuivalen tercapai.

i. Catatlah volume larutan HCl yang diperlukan dan perubahan warna yang terjadi.

j. Ulangi percobaan 2 kali lagi.

2. Pembuatan larutan NaOH 0,1 N

a. Siapkan 10 mL aquadest dalam gelas beker 100 mL

b. Timbang 0,4 gram NaOH dengan botol timbang.

c. Masukkan NaOH ke dalam gelas beker, lalu aduk hingga homogen.

1

4

2

3 5

79


d. Pindahkan larutan NaOH ke dalam labu ukur 100 mL, tambahkan aquadest

hingga tanda batas dan gojog hingga homogen.

3. Penentuan konsentrasi larutan NaOH 0,1 N

a. Ambil 10 mL larutan NaOH 0,1 N dengan pipet volume 10 mL lalu tuang ke

dalam Erlenmeyer 125 mL.

b. Tambahkan 3 tetes indikator phenolphthalein.

c. Isi buret dengan larutan standar HCl 0,1 N sampai tanda batas nol.

d. Titrasi larutan NaOH sampai titik ekuivalen.

e. Catat volume larutan HCl yang diperlukan dan perubahan warna yang terjadi.

f. Ulangi percobaan 2 kali lagi.

4. Pembuatan larutan NaOH Y N

a. Ambil sejumlah larutan NaOH 0,1 N dengan pipet volume 10 mL lalu tuang ke

dalam labu ukur 100 mL.

b. Ambil sejumlah larutan NaOH X N dengan pipet volume 10 mL lalu tuang ke

dalam labu ukur berisi larutan NaOH 0,1 N.

c. Gojog labu ukur hingga homogen.

5. Penentuan konsentrasi larutan NaOH Y N

a. Ambil 10 mL larutan NaOH Y N dengan pipet volume 10 mL lalu tuang ke

dalam Erlenmeyer 125 mL.

b. Tambahkan 3 tetes indikator phenolphthalein.

c. Isi buret dengan larutan standar HCl 0,1 N sampai tanda batas nol.

d. Titrasi larutan NaOH sampai titik ekuivalen.

e. Catat volume larutan HCl yang diperlukan dan perubahan warna yang terjadi.

f. Ulangi percobaan 2 kali lagi.

Iodometri

1. Pembuatan larutan standar Na2S2O3

a. Timbang 2,5 gram Na2S2O3 dalam gelas arloji menggunakan neraca analitis

digital.

b. Masukkan Na2S2O3 ke dalam gelas beker 250 mL yang berisi aquadest 50 mL

lalu aduk sampai larut.

80


c. Saring larutan menggunakan kertas saring dan tuangkan larutan ke dalam labu

ukur 100 mL.

d. Tambahkan aquadest hingga batas dan gojog hingga homogen.

2. Pembuatan indikator pati

a. Timbang 0,1 gram pati dalam gelas arloji dengan neraca analisis digital.

b. Masukkan pati ke dalam gelas beker 250 mL.

c. Tambahkan aquadest sampai volume ±50 mL.

d. Panaskan larutan pati sambil diaduk hingga mendidih

3. Peneraan larutan Na2S2O3

a. Timbang 3 gram KI dan 1 gram Na2CO3 dalam gelas arloji menggunakan neraca

analitis digital.

b. Masukkan KI dan Na2CO3 ke dalam Erlenmeyer 250 mL bertutup yang berisi 50

mL aquadest.

c. Gojog Erlenmeyer hingga larutan homogen.

d. Tambahkan HCl pekat 1:1 sejumLah ±5 mL ke dalam Erlenmeyer dengan pipet

volume 5 mL sambil digojog pelan.

e. Tambahkan larutan K2Cr2O7 yang telah disediakan dengan pipet volume 25 mL

dan gojog hingga homogen.

f. Tutup Erlenmeyer dengan gelas arloji dan simpan di tempat gelap ±10 menit.

g. Isi buret dengan larutan Na2S2O3 sampai tanda batas nol.

h. Titrasi larutan K2Cr2O7 dalam Erlenmeyer bertutup tadi dengan larutan Na2S2O3

sampai berwarna coklat muda.

i. Tambahkan indikator pati sampai larutan menjadi biru kehitaman.

j. Lanjutkan titrasi hingga larutan berubah warna menjadi hijau kebiruan.

k. Catat volume larutan Na2S2O3 yang diperlukan dan perubahan warna yang

terjadi.

l. Ulangi percobaan 2 kali lagi.

D. Analisis Data

1. Menghitung normalitas HCl teoritis

𝑁𝑁𝐻𝐻𝐻𝐻𝑙𝑙 = 10 𝑉𝑉1𝑛𝑛𝐾𝐾𝜌𝜌𝑉𝑉2𝑀𝑀𝑟𝑟

(6)

81


dengan, NHCl = normalitas HCl, N

V1 = volum HCl pekat, mL

n = jumlah H+ dalam molekul HCl

K = kadar HCl pekat, %

ρ = massa jenis HCl, g/mL

V2 = volum setelah pengenceran, mL

Mr = massa molekul relatif HCl = 35,5 g/mol

2. Standarisasi HCL dengan boraks

Normalitas HCl yang sebenarnya :

𝑁𝑁𝐻𝐻𝐻𝐻𝑙𝑙 = 2 𝑚𝑚𝑏𝑏𝑣𝑣𝑣𝑣𝑜𝑜𝑣𝑣𝑣𝑣𝑉𝑉𝐻𝐻𝐻𝐻𝑜𝑜 𝑀𝑀𝑟𝑟𝑏𝑏𝑣𝑣𝑣𝑣𝑜𝑜𝑣𝑣𝑣𝑣

(7)

dengan, NHCl = normalitas HCl yang sebenarnya, N

mboraks = massa boraks, mg

Mrboraks= massa molekul relatif boraks = 382 mg/mmol

VHCl = volum HCl untuk titrasi, mL

3. Standarisasi NaOH dengan HCl

• Normalitas NaOH teoritis :

𝑁𝑁𝑁𝑁𝑡𝑡𝑁𝑁𝐻𝐻 = 𝑚𝑚 𝑛𝑛𝑀𝑀𝑟𝑟 𝑉𝑉𝑁𝑁𝑜𝑜𝑁𝑁𝐻𝐻

(8)

dengan, NNaOH = normalitas NaOH, N

m = massa NaOH, mg

n = jumlah OH- dalam molekul NaOH = 1

Mr = massa molekul relatif NaOH = 40 mg/mmol

VHCl = volum larutan NaOH, mL

• Normalitas NaOH sebenarnya :

𝑁𝑁𝑁𝑁𝑡𝑡𝑁𝑁𝐻𝐻 = 𝑁𝑁𝐻𝐻𝐻𝐻𝑜𝑜 𝑉𝑉𝐻𝐻𝐻𝐻𝑜𝑜𝑉𝑉𝑁𝑁𝑜𝑜𝑁𝑁𝐻𝐻

(9)

dengan, NNaOH = normalitas NaOH sebenarnya, N

VNaOH = volum NaOH yang dititrasi, mL

NHCl = normalitas HCl sebenarnya untuk titrasi, N


82


4. Standarisasi larutan NaOH X N dengan HCl

Normalitas NaOH X N dihitung dengan persamaan berikut:

𝑁𝑁𝑁𝑁𝑡𝑡𝑁𝑁𝐻𝐻 𝑋𝑋 𝑁𝑁 = 𝑁𝑁𝐻𝐻𝐻𝐻𝑜𝑜 𝑉𝑉𝐻𝐻𝐻𝐻𝑜𝑜𝑉𝑉𝑁𝑁𝑜𝑜𝑁𝑁𝐻𝐻 𝑋𝑋 𝑁𝑁

(10)

dengan, NNaOH X N = normalitas NaOH X N, N

VNaOH X N = volum NaOH X N yang dititrasi, mL

NHCl = normalitas HCl sebenarnya untuk titrasi, N


5. Standarisasi Na2S2O3

• Normalitas Na2S2O3 teoritis :

𝑁𝑁𝑁𝑁𝑡𝑡2𝑆𝑆2𝑁𝑁3 = 𝑚𝑚𝑁𝑁𝑡𝑡2𝑆𝑆2𝑁𝑁3𝑀𝑀𝑟𝑟𝑁𝑁𝑡𝑡2𝑆𝑆2𝑁𝑁3 𝑉𝑉𝑁𝑁𝑡𝑡2𝑆𝑆2𝑁𝑁3

(11)

dengan, N Na2S2O3 = normalitas larutan Na2S2O3, N

m Na2S2O3 = massa Na2S2O3, mg

Mr Na2S2O3 = massa molekul relatif Na2S2O3.5H2O = 248 mg/mmol

V Na2S2O3 = volum larutan Na2S2O3, mL

• Normalitas K2Cr2O7 sebenarnya :

𝑁𝑁𝐾𝐾2𝐻𝐻𝑟𝑟2𝑁𝑁7 = 6 𝑚𝑚𝐾𝐾2𝐻𝐻𝑟𝑟2𝑁𝑁7𝑀𝑀𝑟𝑟𝐾𝐾2𝐻𝐻𝑟𝑟2𝑁𝑁7 𝑉𝑉𝐾𝐾2𝐻𝐻𝑟𝑟2𝑁𝑁7

(12)

dengan, N K2Cr2O7 = normalitas larutan K2Cr2O7 sebenarnya, N

m K2Cr2O7 = massa K2Cr2O7, mg

Mr K2Cr2O7 = massa molekul relatif K2Cr2O7 = 294 mg/mmol

V K2Cr2O7 = volum larutan K2Cr2O7, mL

• Normalitas Na2S2O3 sebenarnya :

𝑁𝑁𝑁𝑁𝑡𝑡2𝑆𝑆2𝑁𝑁3 = 𝑉𝑉𝐾𝐾2𝐻𝐻𝑣𝑣2𝑁𝑁7𝑁𝑁𝐾𝐾2𝐻𝐻𝑣𝑣2𝑁𝑁7𝑉𝑉Na2S2O3

(13)

dengan, N Na2S2O3 = normalitas larutan Na2S2O3 sebenarnya, N

V K2Cr2O7 = volum larutan K2Cr2O7, mL

N K2Cr2O7 = normalitas larutan K2Cr2O7 sebenarnya, N

V Na2S2O3 = volum larutan Na2S2O3, mL

6. Menghitung rata-rata normalitas suatu larutan

nN

rataNrata ∑=− (14)

dengan, Nrata-rata = normalitas rata-rata, N

83


Σ N = jumlah normalitas data hasil percobaan, N

n = jumlah data (3)

7. Menghitung normalitas hasil pencampuran teoretis

𝑁𝑁1𝑉𝑉1 + 𝑁𝑁2𝑉𝑉2 = 𝑁𝑁3𝑉𝑉3 (15)

dengan, N1 = Normalitas NaOH X N

V1 = Volume NaOH X N

N2 = Normalitas NaOH Y N

V2 = Volume NaOH Y N

N3 = Normalitas NaOH hasil pencampuran

V3 = Volume NaOH hasil pencampuran

8. Menghitung kesalahan penghitungan normalitas NaOH hasil hitungan dan

normalitas teoretis

𝐾𝐾𝑒𝑒𝑣𝑣𝑎𝑎𝐾𝐾𝑎𝑎ℎ𝑎𝑎𝑎𝑎 = 𝑁𝑁ℎ𝑖𝑖𝑡𝑡𝑙𝑙𝑛𝑛𝑔𝑔𝑡𝑡𝑛𝑛 − 𝑁𝑁𝑡𝑡𝑡𝑡𝑝𝑝𝑟𝑟𝑡𝑡𝑡𝑡𝑖𝑖𝑔𝑔 (16)

dengan, Nhitungan = Normalitas NaOH hasil perhitungan

Nteoretis = Normalitas NaOH teoretis


Poin-poin yang perlu dibahas meliputi :

a. Prinsip asidimetri-alkalimetri dan iodometri.

b. Alasan pemilihan indikator phenolphthalein dan methyl orange.

c. Alasan dilakukan standardisasi larutan standar sekunder.

d. Perubahan warna yang terjadi pada proses titrasi.

e. Alasan penambahan indikator pati setelah terjadi perubahan warna dari coklat tua ke

coklat muda.

f. Hasil percobaan asidimetri-alkalimetri dan iodometri dan narasinya.

g. Penyebab perbedaan konsentrasi NaOH hasil pencampuran teoretis dengan hasil

standardisasi.

V. KESIMPULAN

Kesimpulan menjawab tujuan dan hasil-hasil penting dalam percobaan ini.

84


VI. DAFTAR PUSTAKA

Day, R. A. and Underwood, A. L., 1991, “Quantitative Analysis”, pp. 43-51, Prentice-

Hall International, New Jersey.

Perry, R. H. and Green, D. W., 1950, “Perry’s Chemical Engineer’s Handbook”, 6ed., pp.

3-14, 3-19, 3-22, McGraw-Hill Book Company Inc., New York.

Skoog, A.D., West, D.M., and Holler, F.J., 1994, “Analytical Chemistry An Introduction”,

6ed., pp. 150-153, Sounders College Publishing, Orlando.

Vogel, A.I, 1958, “Text Book of Quantitative Inorganic Analysis”, 2ed., pp. 43-45, 52,

150-160, 229-233, Longman, Green and Co., London.

VII. LAMPIRAN


1. Hazard Bahan Kimia

Berisi sifat-sifat fisis maupun sifat kimia dari bahan-bahan yang dipakai dalam

praktikum ini.

2. Hazard Proses

Penjelasan tentang potensi bahaya dari proses-proses yang terjadi selama praktikum

berlangsung misalnya saat pengambilan HCl, penimbangan bahan, proses titrasi, dll.


a. Jas Laboratorium

b. Masker

c. Sarung tangan

d. Sepatu tertutup

e. Goggle

C. Manajemen Limbah

Berkaitan dengan pembuangan limbah hasil praktikum sesuai kandungan senyawa

yang ada dalam limbah tersebut.

D. Data Percobaan

E. Perhitungan

85


LAPORAN SEMENTARA

ANALISIS VOLUMETRI

(F)


2. 2.

3. 3.

Hari / tanggal :

Asisten : Ayu Dwi Lestari Widianingrum / Albertus Fuad Prajna Harto Subagyo

DATA PERCOBAAN

1. Alkalimetri dan Asidimetri

Rapat massa HCl pekat = g/mL

Kadar HCl pekat = %

Volum HCl pekat = mL

Volum HCl encer = mL

a) Peneraan larutan HCl 0,1 N

No. Berat Boraks, gram Volume HCl untuk titrasi, mL Perubahan Warna

1

2

3

b) Peneraan larutan NaOH 0,1 N

Massa NaOH = gram

Volum NaOH = mL

No. Volume NaOH, mL Volume HCl untuk titrasi, mL Perubahan Warna

1

2

3

86


c) Peneraan larutan NaOH Y N

Volume larutan NaOH 0,1 N = mL

Volume larutan NaOH X N = mL

Konsentrasi larutan NaOH X N = N

No. Volume NaOH Y N, mL Volume HCl untuk

titrasi, mL Perubahan Warna

1

2

3

Iodometri

Massa Na2S2O3 = gram

Volum larutan Na2S2O3 = mL

Massa K2Cr2O7 = gram

Volum larutan K2Cr2O7 = mL

Peneraan larutan Na2S2O3:

No. Massa KI, gram Massa Na2CO3,

gram

Volume

K2Cr2O7, mL

Volume

Na2S2O3 untuk

titrasi, mL

Perubahan

Warna

1

2

3

Yogyakarta, 2015


1.

2.

3.

87


ANALISIS GRAVIMETRI

(G)

I. TUJUAN PERCOBAAN

Percobaan ini bertujuan untuk menetukan kemurnian pupuk ZA dengan

menggunakan metode analisis gravimetri.

II. DASAR TEORI

Analisis gravimetri adalah analisis kuantitatif berdasarkan bobot yang digunakan

melalui proses isolasi dan penimbangan suatu unsur atau senyawa tertentu dari unsur

tersebut dalam bentuk semurni mungkin (Vogel : 1994).

Faktor-faktor yang mempengaruhi keberhasilan analisis gravimetri adalah :

1. Sifat fisik endapan

2. Daya larut endapan

Analisis gravimetri dapat dibedakan menjadi 2, yaitu:

1. Analisis kualitatif, yaitu analisis untuk mengetahui jenis ion dalam senyawa tertentu.

Contoh: ion Cl- pada larutan garam dapur.

2. Analisis kuantitatif, yaitu analisis untuk mengetahui jumlah atau kadar atau konsentrasi

suatu ion dalam senyawa tertentu. Contoh: penentuan konsentrasi ion SO42-dalam

larutan ammonium sulfat (ZA).

Analisis gravimetri harus melalui beberapa tahapan, yaitu pengendapan,

penyaringan, pencucian, dan pemijaran serta penimbangan.

a. Tahap pengendapan

Tahap ini merupakan tahap pembentukan inti dari ion-ion molekul yang akan

diendapkan. Pada proses pengendapan ini digunakan pupuk ZA [(NH4)2SO4] dan BaCl2

yang bereaksi membentuk endapan BaSO4. Reaksi yang terjadi adalah :

(NH4)2SO4(aq) + BaCl2(aq) BaSO4(s) + 2NH4Cl (aq) (1)

b. Tahap penyaringan

Penyaringan bertujuan untuk memisahkan cairan dan endapan dalam larutan.

Kertas saring yang digunakan adalah kertas saring Whatman 40 agar setelah pemijaran,

endapan yang diperoleh berupa garam sulfat murni dan bebas abu.

88


c. Tahap pencucian

Tahap pencucian berfungsi untuk menghilangkan kotoran yang teradsorpsi pada

endapan BaSO4, jika tidak dihilangkan maka akan mempengaruhi hasil penimbangan.

Selain itu, tahap pencucian berfungsi untuk mengambil endapan BaSO4 yang melekat

di gelas beker agar endapan BaSO4 tidak ada yang tertinggal.

Untuk memastikan endapan telah benar-benar bersih dari ion-ion, seperti ion Cl-,

dilakukan pengetesan menggunakan larutan AgNO3. Hal ini bertujuan untuk

mendeteksi keberadaan ion Cl- dalam larutan sesuai reaksi:

AgNO3(aq) + Cl- (aq) → AgCl(s) + NO3-(aq) (2)

Bila ion Cl- sudah tidak ada, maka hasil penambahan larutan AgNO3 tidak

menyebabkan kekeruhan sehingga pencucian tidak diperlukan lagi.

d. Tahap pemijaran

Pada tahap pemijaran digunakan muffle furnace sebagai pemijarnya bukan oven

biasa. Hal inidikarenakan, oven tidak bisa mencapai suhu tinggi yang mencapai 800 oC sedangkan untuk memijarkannya harus mencapai 800 oC. Sehingga dipilih muffle

furnace yang dapat mencapai suhu tersebut.

e. Tahap penimbangan

Penimbangan dilakukan setelah krus yang telah berisi endapan didinginkan

dalam eksikator agar suhu krus sama dengan suhu lingkungan. Penyeimbangan suhu

dimaksudkan agar suhu krus yang masih tinggi tidak dimasukkan ke neraca, sebab

suhu tinggi dapat merusak neraca.


A. Bahan

Bahan-bahan yang digunakan dalam analisis gravimetri ini adalah:

1. Pupuk ZA ((NH4)2 SO4) Petrokimia Gresik (SNI 02-1760-2005)

2. Larutan BaCl2.2H2O 5%

3. Larutan AgNO3 1%

4. Kertas saring Whatman 40

5. Aquadest

89


B. Alat

Alat yang digunakan dalam percobaan ini ditunjukkan oleh rangkaian alat berikut :

Gambar 1.Rangkaian Alat Pengendapan

C. Cara Percobaan

1. Tahap Pengendapan

a. Timbang pupuk ZA sebanyak 0,1 gram dengan gelas arloji menggunakan neraca

analitis digital.

b. Ambil 50 mL aquadest dengan gelas ukur 100 mL lalu tuangkan ke dalam gelas

beker 250 mL.

c. Masukkan ZA ((NH4)2SO4) yang sudah ditimbang ke dalam gelas beker 250 mL

yang berisi aquadest kemudian aduk hingga homogen.

d. Panaskan gelas beker 250 mL yang berisi larutan ZA ((NH4)2SO4) di atas kompor

listrik dalam keadaan tertutup oleh gelas arloji dan diberi gelas pengaduk hingga

mendidih.

e. Matikan kompor listrik setelah mendidih, turunkan gelas beker 250 mL dari

kompor listrik dan tunggu hingga larutan agak dingin.

f. Ambil 7,50 mL BaCl2 5% dengan pipet ukur 10 mL dan masukkan ke dalam

gelas ukur 10 mL.

g. Masukkan BaCl2 5% setetes demi setetes dengan pipet tetes ke dalam larutan ZA

yang sudah agak dingin sambil diaduk dengan gelas pengaduk.

h. Panaskan larutan lagi dengan kompor listrik hingga mendidih.

i. Matikan kompor listrik dan turunkan gelas beker 250 mL.

j. Dinginkan larutan hingga terbentuk endapan dan larutan bening.

Keterangan Gambar: 1. Gelas Beker 250 mL 2. Larutan ZA 3. Gelas Arloji 4. Gelas pengaduk 5. Asbes 6. Kompor listrik 7. Steker 8. Knop pengatur

1

2

3 4

5

8 6

7

90


k. Lakukan pengetesan dengan cara mengambil 10 mL BaCl2 5% dengan pipet ukur

10 ml dan masukkan ke dalam gelas ukur 10 mL. Teteskan BaCl2 5% tersebut ke

dalam larutan ZA dengan pipet tetes, setetes demi setetes sampai tidak terjadi

aliran endapan (seperti aliran minyak).

l. Catat volume BaCl2 5% yang digunakan selama pengetesan.

m. Lakukan percobaan sekali lagi dari langkah a sampai langkah m.

2. Tahap Penyaringan

a. Lipat kertas saring Whatman 40 (kertas saring bebas abu) hingga seperempat

lingkaran.

b. Pasang ke dalam corong gelas.

c. Basahi kertas saring menggunakan aquadest hangat sambil ditekan-tekan dengan

gelas pengaduk hingga menempel sempurna di corong gelas (tidak ada rongga).

Hati-hati saat menekan kertas saring.

d. Tuangkan larutan ke corong gelas, sedikit demi sedikit dengan bantuan gelas

pengaduk hingga semua larutan habis.

3. Tahap Pencucian

a. Panaskan 400 mL aquadest dalam gelas beker 500 mL menggunakan kompor

listrik sampai suhu 30oC – 40oC dan masukkan ke dalam botol semprot.

b. Lakukan pencucian dengan menyemprotkan aquadest hangat dari botol semprot

pada gelas beker yang dipanaskan untuk larutan ZA berulang-ulang.

c. Lakukan pengetesan terhadap filtrat terakhir dengan cara meneteskan AgNO3 1%

pada tetesan terakhir pada gelas arloji.

d. Apabila larutan menjadi keruh, lakukan pencucian hingga filtrat terakhir hingga

saat dilakukan pengetesan dengan AgNO3 1% tidak keruh.

4. TahapPemijaran

a. Cuci krus porselen dengan air bersih kemudian keringkan di dalam oven 110oC

selama 45 menit.

b. Dinginkan krus porselen dalam eksikator selama 10 menit.

c. Timbang krus porselen tersebut dan tutupnya dengan neraca analitis digital dan

catat hasilnya.

91


d. Masukkan kertas saring berisi endapan dalam krus porselen dan masukkan ke

dalam muffle dengan tutup krus sedikit terbuka sampai suhu 350oC – 400oC

(selama ±20 menit,setelah muncul asap pada lubang muffle).

e. Turunkan suhu muffle sampai di bawah suhu 200°C (penurunansuhu± 20 menit)

kemudian buka tutup krus porselen lalu pijarkan kembali kedua krus sampai suhu

800oC (pemijaran kira-kira berlangsung selama 50 menit).

f. Turunkan suhu muffle sampai di bawah 200oC, lalu ambil kedua krus dan

dinginkan dalam eksikator sampai suhu lingkungan kira-kira selama 15 menit.

g. Timbang krus beserta endapannya dengan neraca analitis digital dan catat

hasilnya.

D. Analisis Data

1. Perhitungan jumlah endapan BaSO4 dari Percobaan Tiap Sampel

Untuk menganalisis beratendapan BaSO4 hasil percobaan digunakan rumus:

Mendapan = mkrus+tutup+endapan– mkruskosong+tutup (3)

dengan, m = massa (g)

2. Menentukan Tingkat Kemurnian Pupuk ZA

a. Menentukan jumlah mol BaSO4 (endapan)

n1= 𝑚𝑚1𝑀𝑀𝑟𝑟1

(4)

dengan, n1 = mol 𝐵𝐵𝑎𝑎𝑆𝑆𝐵𝐵4, mol

m1 = massa 𝐵𝐵𝑎𝑎𝑆𝑆𝐵𝐵4, g

Mr1 = berat molekul 𝐵𝐵𝑎𝑎𝑆𝑆𝐵𝐵4, g/mol

b. Menentukan massa (NH4)2SO4 dalam pupuk ZA

(NH4)2SO4 (aq) + BaCl2(aq) BaSO4 (s) + 2NH4Cl (aq) (5)

Karena (NH4)2SO4 dianggap habis bereaksi, maka:

Mol BaSO4 = mol (NH4)2SO4

m2 = n2 × Mr2 (6)

dengan, m2 = massa (NH4)2SO4, g

n2 = mol (NH4)2SO4, mol

Mr2 = beratmolekul (NH4)2SO4, g/mol

92


c. Menentukan kemurnian pupuk ZA

Ki= 𝑚𝑚2𝑚𝑚3

× 100% (7)

dengan, Ki = kemurnianpupuk ZA sampeli, %

m3 = massa pupuk ZA, g

Kemurnian rata-rata =𝐾𝐾1+𝐾𝐾22

(8)


Hal-hal yang perlu ada dalam pembahasan:

• Hasil perhitungan.

• Pembahasan hasil percobaan.

• Perbandingan terhadap teori.

V. KESIMPULAN

VI. DAFTAR PUSTAKA

Hage, David S., and Carr, James D., 2011, “Analytical Chemistry and Quantitative

Analysis”, p. 263-266, Pearson Prantice Hall, United States.

Meyovy,2011,“Pupuk Nitrogen”, [online],

http://meyovy.wordpress.com/2011/11/04/pupuk-nitrogen (diakses 19 November

2012).

Underwood, A. L., and Day Jr., R. A., (alih bahasa oleh Dr. Ir. Iis Sopyan, M. Eng.),

2002, “Analisis Kimia Kuantitatif”, edisi ke-6, hal 86, Erlangga, Jakarta.

Vogel, A. I., (alih bahasa oleh Dr. A. Hadyana Pudjatmaka dan Ir. L. Setiono), 1994,

“Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik”, edisi ke-4, hal. 472-473, EGC, Jakarta.

VII. LAMPIRAN


1. Hazard Proses

Hazard proses meliputi bahaya apa saja yang dihadapi berkaitan dengan

jalannya praktikum gravimeteri ini. Contoh: saat pemanasan menggunakan kompor

listrik.

93


2. Hazard Bahan Kimia

Untuk hazard bahan, hal ini meliputi bahaya-bahaya (MSDS) bahan-bahan

yang digunakan dalam praktikum analisisgravimetri. Contoh : AgNO3, ZA,

BaCl2.2H2O.


Dalam poin ini dijelaskan alat-alat perlindungan diri apa saja yang harus

digunakan saat melaksanakan praktikum analisis gravimetri ini. Disebutkan per point

alatnya beserta fungsinya.

C. ManajemenLimbah

Dalam poinini, praktikan menjelaskan tindakan apa saja yang dilakukan untuk

mengatasi atau membuang limbah yang terbentuk saat praktikum analisis gravimetri.

Misalnya, limbah campuran ZA dan BaCl2 mengandung apa saja, dibuang kemana/ke

jirigen limbah apa disertai alasannya.

D. Data Percobaan

Data hasil percobaan ditulis ulang.

E. Perhitungan

94


LAPORAN SEMENTARA

ANALISIS GRAVIMETRI

(G)


2. 2.

3. 3.

Hari / tanggal :

Asisten : Nursepma Rismawati / Wahyu Faizal Ardy

DATA PERCOBAAN

Berat Pupuk ZA : 1.

2.

1. Penambahan Larutan BaCl2

No. Tahap Pengendapan, mL Tahap Pengetesan , mL

1

2

Rata-Rata

2. Berat Endapan

No. Berat krus kosong, g Berat krus + endapan, g Berat endapan, g

1

2

Rata-Rata

Yogyakarta, 2015


1.

2.

3.

95


SPEKTROFOTOMETRI

(H)

I. TUJUAN PERCOBAAN

Percobaan ini bertujuan untuk:

1. Menentukan panjang gelombang optimum untuk menentukan konsentrasi larutan

CuSO4 dan Rhodamin B.

2. Membuat kurva kalibrasi absorbansi versus konsentrasi untuk larutan CuSO4 dan

Rhodamin B pada panjang gelombang optimum.

3. Menentukan kosentrasi larutan CuSO4 dan Rhodamin menggunakan spektrofotometer

visible.

II. DASAR TEORI

Spektrofotometri merupakan metode analisis kimia yang didasarkan pada jumlah

cahaya yang diserap oleh larutan berwarna. Adapun besar intensitas penyerapan warna

tersebut bervariasi tergantung pada konsentrasi larutan yang dianalisis. Spektrofotometer

UV/visible adalah alat analisis sampel dengan menggunakan prinsip-prinsip absorbsi

radiasi gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang berkisar antara sinar UV

sampai dengan sinar tampak. Berdasarkan prinsip ini, spektrofotometer UV/visible dapat

digunakan untuk menentukan kandungan zat organik atau anorganik dalam larutan.

Komponen-komponen spektrofotometer yang penting yaitu:

1. Sumber energi radiasi yang stabil.

2. Monokromator (celah, lensa, cermin).

3. Wadah sampel transparan (cuvet).

4. Detektor radiasi yang dilengkapi recorder.

Untuk larutan yang cukup encer, hubungan antara absorbansi dan konsentrasi

memenuhi hukum Lambert-Beer, yaitu:

A = ε. b. C (1)

dimana, A = absorbansi

ε = absorbtivitas molar, cm−1N−1

b = lebar kuvet, cm

C = konsentrasi larutan, ppm

96


Untuk mengetahui hubungan antara konsentrasi dan absorbansi pada panjang

gelombang optimum perlu dibuat larutan standar pada berbagai konsentrasi yang hasil

pengukuran absorbansinya dinyatakan dalam kurva kalibrasi hubungan antara absorbansi

(A) dan konsentrasi (C).


A. Bahan

1. Kristal CuSO4

2. Rhodamin B

3. Aquadest

B. Rangkaian Alat Percobaan

Keterangan:

1. Spektrofotometer

2. Tempat cuvet

3. Kabel penghubung

4. Komputer

Gambar 1. Rangkaian Alat Spektofotometer

C. Cara Kerja

1. Pembuatan Larutan CuSO4 20000 ppm

a. Timbang 2 gram kristal CuSO4 menggunakan gelas arloji dengan neraca analitis

digital.

b. Isi gelas beker 250 mL dengan 50 mL aquadest.

c. Larutkan kristal CuSO4 yang telah ditimbang ke dalam gelas beker kemudian

aduk dengan gelas pengaduk hingga semua kristal terlarut.

d. Tuang larutan tersebut ke dalam labu ukur 100 mL dengan menggunakan corong

gelas.

e. Isi labu ukur 100 mL dengan aquadest menggunakan botol semprot hingga tanda

batas lalu gojog hingga homogen.

2

1 3

4

97


2. Pembuatan Kurva Kalibrasi CuSO4

a. Hubungkan USB spektrofotometer dengan laptop yang telah dilengkapi dengan

software Logger Lite 1.6.1.

b. Isi cuvet dengan aquadest sampai batas pemasukan larutan pada tempat cuvet.

c. Masukkan cuvet ke dalam tempat cuvet pada spektrofotometer.

d. Pada bagian toolbar, pilih experiment, calibrate, spektrofotometer: 1

e. Tunggu proses pengkalibrasian selesai (jangan klik skip warning). Kemudian

klik finish calibration : ok apabila pengkalibrasian telah selesai.

f. Keluarkan tabung cuvet dan buang aquadest dari dalamnya.

g. Cuci cuvet dengan larutan CuSO4 yang akan diukur absorbansinya, kemudian

masukkan larutan CuSO4 yang akan diukur absorbansinya.

h. Masukkan tabung cuvet ke tempat cuvet pada spektrofotometer.

i. Klik tombol collect, lalu klik stop, maka akan tampil tabel pada sebelah kiri

windows.

j. Pilih panjang gelombang optimum dengan nilai absorbansi maksimal. Klik

tombol wave pada toolbar, lalu pilih absorbansi vs konsentrasi dan lihat panjang

gelombang yg ter-ceklist.

k. Catat nilai absorbansi yang didapat, dan ulangi percobaan dengan konsentrasi

10000, 5000, 2000, dan 1500 ppm (boleh skip warning saat pengkalibrasian).

l. Buat plot data antara absorbansi versus konsentrasi pada kertas milimeter blok.

3. Penentuan Konsentrasi Larutan CuSO4 X ppm




c. Masukkan cuvet ke dalam tempat cuvet pada spektrofotometer .

d. Pada bagian toolbar, pilih experiment, calibrate, spektrofotometer: 1.




g. Cuci cuvet dengan larutan CuSO4 X ppm yang akan diukur absorbansinya,

kemudian masukkan larutan CuSO4 X ppm yang akan diukur absorbansinya.


98


i. Klik tombol collect, lalu klik stop, maka akan tampil harga absorbansi larutan

pada sebelah kiri windows.

j. Catat nilai absorbansi yang didapat.

4. Pembuatan Kurva Kalibrasi Rhodamin B

a. Buat larutan Rhodamin B dengan konsentrasi 5 ppm dari larutan Rhodamin B

100 ppm.

b. Hubungkan USB spektrofotometer dengan laptop yang telah dilengkapi dengan


c. Isi cuvet dengan aquadest sampai batas pemasukan larutan pada tempat cuvet.

d. Masukkan cuvet ke dalam tempat cuvet pada spektrofotometer.

e. Pada bagian toolbar, pilih experiment, calibrate, spektrofotometer: 1.

f. Tunggu proses pengkalibrasian selesai (jangan klik skip warning). Kemudian


g. Keluarkan tabung cuvet dan buang aquadest dari dalamnya.

h. Cuci cuvet dengan larutan Rhodamin B yang akan diukur absorbansinya,

kemudian masukkan larutan Rhodamin B yang akan diukur absorbansinya.

i. Masukkan tabung cuvet ke tempat cuvet pada spektrofotometer.

j. Klik tombol collect, lalu klik stop, maka akan tampil tabel pada sebelah kiri

windows.

k. Pilih panjang gelombang optimum dengan nilai absorbansi maksimal. Klik

tombol wave pada toolbar, lalu pilih absorbansi vs konsentrasi dan lihat panjang

gelombang yg ter-ceklist.

l. Catat nilai absorbansi yang didapat, dan ulangi percobaan dengan konsentrasi

2.5, 1, 0.5, dan 0.25 ppm

m. Buat plot data antara absorbansi versus konsentrasi pada kertas milimeter blok.

5. Penentuan Konsentrasi Larutan Rhodamin B X ppm




c. Masukkan cuvet ke dalam tempat cuvet pada spektrofotometer.

d. Pada bagian toolbar, pilih experiment, calibrate, spektrofotometer I

99





g. Cuci cuvet dengan larutan Rhodamin B X ppm yang akan diukur absorbansinya,

kemudian masukkan larutan Rhodamin B X ppm yang akan diukur

absorbansinya.


i. Klik tombol collect, lalu klik stop, maka akan tampil harga absorbansi larutan

pada sebelah kiri windows.

j. Catat nilai absorbansi yang didapat.

D. Analisis Data

I. Larutan CuSO4

1. Penentuan panjang gelombang optimum

Panjang gelombang optimum merupakan panjang gelombang yang ditunjukkan

saat absorbansi yang terbaca bernilai paling besar.

2. Pembuatan kurva kalibrasi

Kurva kalibrasi merupakan plot kurva hubungan absorbansi dan konsentrasi

CuSO4.

[CuSO4]= m CuSO4Vlarutan

(2)

dengan, m CuSO4 = massa CuSO4, mg

Vlarutan = volume larutan, L

Untuk memperoleh larutan CuSO4 dengan berbagai konsentrasi dilakukan

pengenceran dengan persamaan :

V1. M1 = V2. M2 (3)

dengan, V1 = volume larutan CuSO4 sebelum pengenceran, mL

M1 = konsentrasi larutan CuSO4 sebelum pengenceran, ppm

V2 = volume larutan CuSO4 setelah pengenceran, mL

M2 = konsentrasi larutan CuSO4 setelah pengenceran, ppm

Dibuat plot antara absorbansi versus konsentrasi.

3. Pembuatan kurva hubungan antara absorbansi dan konsentrasi

Hubungan antara konsentrasi dan absorbansi ditunjukkan oleh persamaan (4) :

y = ax + b (4)

100


dengan, y = absorbansi

x = konsentrasi, ppm

Persamaan ini dapat ditunjukkan secara langsung oleh program Microsoft Excel

dengan memunculkan kotak dialog trendline dan memilih Display Equation on

chart.

Sementara itu kelinieran kurva hubungan absorbansi dan konsentrasi dapat

ditunjukkan dengan memilih Display R-squared value on chart dari kotak dialog

tersebut.

4. Penentuan konsentrasi CuSO4 X ppm

Absorbansi larutan CuSO4 X ppm yang ditunjukkan oleh spektrofotometer

dimasukkan ke persamaan (4) yaitu x = (y−b)a

sehingga dapat dihitung

konsentrasi larutan CuSO4 X ppm tersebut.

II. Larutan Rhodamin B

1. Penentuan panjang gelombang optimum

Panjang gelombang optimum merupakan panjang gelombang yang ditunjukkan

saat absorbansi yang terbaca bernilai paling besar.

2. Pembuatan kurva kalibrasi

Kurva kalibrasi merupakan plot kurva hubungan absorbansi dan konsentrasi

Rhodamin B.

[Rhodamin B]= m Rhodamin BVlarutan

(5)

dengan, m Rhodamin B = massa Rhodamin B, mg

Vlarutan = volume larutan, L

Untuk memperoleh larutan Rhodamin B dengan berbagai konsentrasi dilakukan

pengenceran dengan persamaan :

V1. M1 = V2. M2 (6)

dengan, V1 = volume larutan Rhodamin B sebelum pengenceran, mL

M1 = konsentrasi larutan Rhodamin B sebelum pengenceran, ppm

V2 = volume larutan Rhodamin B setelah pengenceran, mL

M2 = konsentrasi larutan Rhodamin B setelah pengenceran, ppm

Dibuat plot antara absorbansi versus konsentrasi.

3. Pembuatan kurva hubungan antara absorbansi dan konsentrasi

Hubungan antara konsentrasi dan absorbansi ditunjukkan oleh persamaan (7) :

101


y = ax + b (7)

dengan, y = absorbansi

x = konsentrasi, ppm

Persamaan ini dapat ditunjukkan secara langsung oleh program Microsoft Excel

dengan memunculkan kotak dialog trendline dan memilih Display Equation on

chart.

Sementara itu kelinieran kurva hubungan absorbansi dan konsentrasi dapat

ditunjukkan dengan memilih Display R-squared value on chart dari kotak dialog

tersebut.

4. Penentuan konsentrasi Rhodamin B X ppm

Absorbansi larutan Rhodamin B X ppm yang ditunjukkan oleh spektrofotometer

dimasukkan ke persamaan (7), yaitu x = (y−b)a

sehingga dapat dihitung

konsentrasi larutan Rhodamin B X ppm tersebut.


Hal-hal yang perlu dibahas antara lain:

• Hasil percobaan yang menjawab tujuan percobaan.

• Penjelasan mengenai data yang diperoleh.

• Penjelasan grafik hubungan konsentrasi dengan absorbansi.

• Penyimpangan hasil percobaan terhadap landasan teori (jika ada).

V. KESIMPULAN

Tuliskan kesimpulan berupa pernyataan yang singkat dan tepat yang dijabarkan dari hasil

percobaan dan pembahasan.

VI. DAFTAR PUSTAKA

Ewing, G.W., 1985, “Instrumental Method of Chemical Analysis”, 5ed., Mc. Graw-Hill

Book Company, New York.

Human, M., 1985, “Basic UV/Visible Spectrophotometry”, Pharmacia LKB Biochrom

Limited Science Park, Cambridge.

Mulyono, P, 2001, “Diktat Kuliah Analisis Dengan Instrumen Dalam Teknik Kimia”,

Fakultas Teknik, Yogyakarta.

102


VII. LAMPIRAN


Identifikasi hazard terdiri dari:

• Identifikasi hazard proses selama praktikum, merupakan identifikasi kegiatan yang

membahayakan selama praktikum beserta penanganannya.

• Identifikasi hazard chemical dari masing-masing bahan yang digunakan pada

praktikum ini.


Alat perlindungan diri yang dipakai adalah: jas laboratorium lengan panjang,

masker, dan sarung tangan karet. Tulislah alat perlindungan diri yang dirasa penting

pada praktikum ini beserta alasan pemakaiannya.

C. Manajemen Limbah

Perlakuan terhadap limbah hasil percobaan beserta alasan mengapa dibuang ke

tempat tersebut. Contoh: Larutan CuSO4 sisa dibuang ke drum limbah logam berat

karena mengandung Cu yang merupakan logam berat.

D. Data Percobaan

E. Perhitungan

103


LAPORAN SEMENTARA

SPEKTROFOTOMETRI

(H)


2. 2.

3. 3.

Hari/Tanggal :

Asisten : Niki Arini / Rendy Bayu Aji

1. Pembuatan larutan CuSO4

Massa kristal : gram

Volume larutan : 100 mL

2. Pembuatan kurva kalibrasi larutan CuSO4

Panjang gelombang optimum: nm

No Konsentrasi, ppm Absorbansi

1

2

3

4

5

3. Penentuan konsentrasi larutan CuSO4 X ppm

Absorbansi:

4. Pembuatan kurva kalibrasi larutan Rhodamin B

Konsentrasi larutan awal : 100 ppm

Panjang gelombang optimum : nm

No Konsentrasi, ppm Absorbansi

1

2

3

4

5

104

Praktikum Analisis Bahan 2015 5. Penentuan konsentrasi larutan Rhodamin-B X ppm

Pengenceran : kali

Absorbansi :

Yogyakarta, 2015


1.

2.

3.

105

Documents

Buku Petunjuk PAB 2015