Upload
phungnga
View
218
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
PENENTUAN KOEFISIEN EKSPANSI VOLUME ZAT CAIR
MENGGUNAKAN METODE PENGUKURAN INDEKS BIAS ZAT CAIR
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Sains (S.Si)
Program Studi Fisika
Oleh : Rahmat Dwi Atmoko
NIM : 013214006
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA 2008
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DETERMINATION OF LIQUIDS VOLUME EXPANSION COEFFICIENT
USING REFRACTIVE INDEX MEASUREMENT METHODS
SCRIPTION
Precented as Partial Fulfillment of the Requirements to Obtain the
Sarjana Sains Degree
In Physics
By
Rahmat Dwi Atmoko NIM : 013214006
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2008
ii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iv
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
HALAMAN PERSEMBAHAN
Keberhasilan adalah buah dari ketekunan akan suatu usaha yang dilandasi keyakinanan di dalam pengharapan, iman dan kasih.
Presented to: JESUS
Bapak dan Mamaku sebagai tanda bakti dan hormatku, Adikku tercinta,
Seseorang yang kukasihi dan kucintai, &
Almamaterku
v
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vi
vi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang saya tulis ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.
Yogyakarta, Maret 2008
Penulis
Rahmat Dwi Atmoko
vii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
INTISARI
PENENTUAN KOEFISIEN EKSPANSI VOLUME ZAT CAIR
MENGGUNAKAN METODE PENGUKURAN INDEKS BIAS ZAT CAIR
Telah dilakukan pengukuran koefisien ekspansi volume pada sepuluh jenis zat cair ( Benzene, Toluene, Carbon tetracloride, n-Hexane, Cyclhopentane, Alkohol, Benzaldehide, Glyserine, Tetra Hydrofuran, Acetic Acid Glacial ) menggunakan metode pengukuran indeks bias. Indeks bias zat cair diukur menggunakan refraktometer. Hasil pengukuran indeks bias digunakan untuk menentukan nilai koefisien ekspansi volume zat cair menggunakan persamaan Lorentz-Lorentz.
viii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ABSTRACT
DETERMINATION OF LIQUIDS VOLUME EXPANSION COEFFICIENT
USING REFRACTIVE INDEX MEASUREMENT METHODS
The measurement of volume expansion coefficient for ten kinds of liquids (Benzene, Toluene, Carbon tetracloride, Carbon tetracloride, n-Hexane, Cyclhopentane, Alkohol, Benzaldehide, Glyserine, Tetra Hydrofuran, Acetic Acid Glacial) have been performed using the measurement of the refractive index. The refractive index of liquids are measured using refractometer. The refractive index measurement result are used to determine the value of the liquids volume expansion coefficient using Lorentz-Lorentz equation.
ix
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yesus atas segala berkat,
kasih serta karunia-Nya yang begitu besar, sehingga penulis dapat menyelesaikan
skripsi dengan judul “Penentuan Koefisien Ekspansi Volume Zat Cair
Menggunakan Metode Pengukuran Indeks Bias Zat Cair”.
Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains (S.Si.) untuk Program Studi Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi,
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
Dengan selesainya penulisan skripsi ini, penulis menyampaikan terima
kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Dr. Ign. Edi Santosa, M.Si., selaku dosen pembimbing yang telah
memberikan bimbingan, arahan, petunjuk, dan semangat selama penulisan
skripsi, sekaligus sebagai dosen penguji.
2. Ibu Ir. Sri Agustini Sulandari, M.Si., selaku Ketua Program Studi Fisika,
Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma.
3. Romo Ir. Gregorius Heliarko, S.J. S.S. BST. M.Sc. M.A., selaku dekan
Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.
4. Bapak Drs. Drs. Vet. Asan Damanik, M.Si., selaku dosen penguji.
5. Bapak Drs. Domi Severinus, M.Si., selaku dosen penguji.
6. Seluruh dosen pengajar Program Studi Fisika , Universitas Sanata Dharma.
7. The whole scientist on Earth
x
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
8. Mas Bimo, selaku laboran di pusat Laboratorium Analisis, atas bantuannya
dalam pengambilan data.
9. Bapak–Ibu penulis atas kasih sayang, doa, dorongan semangat, kesabaran dan
pengorbanannya selama ini.
10. Christina Sri Utami, yang telah banyak memberikan bantuan, dorongan
semangat, dan kasih sayangnya.
11. Keluarga Besar Gereja Kerasulan Baru, atas Doanya.
12. SN loundy Comunity ( Harywds, N-zo, Minto, Mili , Bento), atas tumpangan
dan kebersamaannya.
13. Lori, Iman, Ridwan, Debora, mas P dan Astri, teman-teman Fisika yang telah
setia bertukar pikiran untuk penulisan skripsi ini.
14. Yudha, Totok, Basil, Adit, Hohok, teman-teman kost rumah K-One.
15. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Semoga Tuhan Yang Maha Pengasih dan Pemurah melimpahkan berkat dan
kasih-Nya.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan dan jauh
dari kesempurnaan, sehingga segala kritik dan saran yang bersifat membangun
sangat penulis harapkan demi perbaikan skripsi ini. Namun demikian, dengan
segala kekurangan yang ada, penulis berharap agar skripsi ini masih dapat diambil
manfaatnya, khususnya bagi perkembangan ilmu fisika.
Yogyakarta, 31 Maret 2008
Penulis
xi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL………………………………………………………...
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING…………………………….
HALAMAN PENGESAHAN……………………………………………….
HALAMAN PERSEMBAHAN…………………………………………….
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA…………………………………….
INTISARI......………………………………………………………………..
ABSTRACT ………………………………………………………………….
KATA PENGANTAR...……………………………………………………..
DAFTAR ISI………………………………………………………………...
DAFTAR TABEL…………………………………………………………...
DAFTAR GAMBAR………………………………………………………..
DAFTAR LAMPIRAN……………………………………………………...
BAB I. PENDAHULUAN…………………………………………………..
A. Latar Belakang…………………………………………………………..
B. Rumusan Masalah……………………………………………………….
C. Batasan Masalah………………………………………………………....
D. Tujuan……………………………………………………………………
E. Manfaat .…………………………………………………………………
F. Sistematika Penulisan……………………………………………………
BAB II. DASAR TEORI…………………………………………………….
A. Indeks Bias………………………………………………………………
i
ii
iii
iv
v
vi
vii
viii
x
xii
xiii
xv
1
1
2
2
3
3
3
5
5
xii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
B. Refraktometer …………………………………………………………...
C. Ekspansi Termal........................................................................................
D. Hukum Lorentz-Lorentz ……………………………………...................
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN...........……………………………
A. Tempat dan Waktu Penelitian...................................................................
B. Alat dan Objek Penelitian....………………………………………….....
C. Metode Eksperimen……………………………………………………...
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN…………………………………...
A. Hasil……………………………………………………………………..
B. Pembahasan……………………………………………………………...
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN………………………………….....
A. Kesimpulan……………………………………………………………...
B. Saran……………………………………………………………………..
DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………….
LAMPIRAN…………………………………………………………………
5
6
8
9
9
9
11
14
14
24
27
27
27
28
29
xiii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 3.1 Susunan alat penelitian............................................................
Gambar 3.2 Skema penelitian.....................................................................
Gambar 4.1. Hubungan indeks bias (n) terhadap suhu zat cair (oC) untuk
zat cair jenis Benzene…...............…………………………...
Gambar 4.2. Hubungan indeks bias (n) terhadap suhu zat cair (oC) untuk
zat cair jenis Toluene……………………………………......
Gambar 4.3. Hubungan indeks bias (n) terhadap suhu zat cair (oC) untuk
cair jenis Carbon tetra cloride………………………………
Gambar 4.4. Hubungan indeks bias (n) terhadap suhu zat cair (oC) untuk
zat cair jenis n-Hexane……………………………………...
Gambar 4.5. Hubungan indeks bias (n) terhadap suhu zat cair (oC) untuk
zat cair jenis Cyclhopentane…………………………………
Gambar 4.6. Hubungan indeks bias (n) terhadap suhu zat cair (oC) untuk
zat cair jenis Alkohol…………………………………....…..
Gambar 4.7. Hubungan indeks bias (n) terhadap suhu zat cair (oC) untuk
zat cair jenis Benzaldehide..…………………………...……
Gambar 4.8. Hubungan indeks bias (n) terhadap suhu zat cair (oC) untuk
zat cair jenis Glyserine……………………………………....
Gambar 4.9. Hubungan indeks bias (n) terhadap suhu zat cair (oC) untuk
zat cair jenis Tetra Hydrofuran...............................................
11
11
18
18
19
19
20
20
21
21
22
xiv
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Gambar 4.10. Hubungan indeks bias (n) terhadap suhu zat cair (oC) untuk
zat cair jenis Acetic Acid Glacial……………………………
22
xv
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 4.1. Hasil pengukuran indeks bias zat cair pada suhu 27.5 oC..........
Tabel 4.2. Hubungan indeks bias (n) terhadap suhu T (oC)
untuk Benzene.............................................................................
Tabel 4.3. Hubungan indeks bias (n) terhadap suhu T (oC)
untuk Toluene............................................................................
Tabel 4.4. Hubungan indeks bias (n) terhadap suhu T (oC)
untuk Carbon tetra cloride…………………………………….
Tabel 4.5. Hubungan indeks bias (n) terhadap suhu T (oC)
untuk n-Hexane...........................................................................
Tabel 4.6. Hubungan indeks bias (n) terhadap suhu T (oC)
untuk Cyclhopentane..................................................................
Tabel 4.7. Hubungan indeks bias (n) terhadap suhu T (oC) untuk Alkohol..
Tabel 4.8. Hubungan indeks bias (n) terhadap suhu T (oC)
untuk Benzaldehide...................................................................
Tabel 4.9. Hubungan indeks bias (n) terhadap suhu T (oC)
untuk Glyserine...........................................................................
Tabel 4.10. Hubungan indeks bias (n) terhadap suhu T (oC)
untuk Tetra Hydrofuran...............................................................
Tabel 4.11 Hubungan indeks bias (n) terhadap suhu T (oC)
untuk Acetic Acid Glacial...........................................................
14
15
16
16
16
16
16
17
17
17
17
xvi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Tabel 4.12. Hasil pengukuran koefisien suhu indeks bias zat cair
pada suhu 27,5 oC........................................................................
Tabel 4.13 Hasil pengukuran koefisien ekspansi volume zat cair pada suhu
27.5oC..........................................................................................
23
24
xvii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran I. Contoh perhitungan untuk mendapatkan nilai koefisien
ekspansi volume pada 10 Jenis zat cair ..............................
Lampiran II. Tabel hasil perhitungan nilai koefisien ekspansi volume zat
cair pada tiap nilai suhu dengan interval kenaikkan 5 oC...
Lampiaran III. Metode perhitungan ralat......................................................
29
33
36
xviii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Zat cair merupakan zat yang salah satu sifatnya adalah mempunyai bentuk
sama dengan tempatnya berada. Volume zat cair akan bernilai tetap jika berada
pada tekanan dan suhu tetap [Petrucci, 1987]. Apabila suhu zat cair dinaikkan
maka volume zat cair akan bertambah sebanding dengan kenaikkan suhunya.
Besarnya pertambahan volume zat cair akibat kenaikkan suhu ditentukan oleh
volume mula-mula, besarnya kenaikkan suhu dan koefisien ekspansi volumenya.
Secara umum cara yang digunakan untuk mendapatkan nilai koefisien
ekspansi volume zat cair adalah dengan pengukuran pertambahan volume zat cair
akibat kenaikkan suhu. Pengukuran pertambahan volume akibat kenaikkan suhu
dapat dilakukan dengan tepat jika volume zat cair besar. Apabila volume zat cair
kecil maka akan terjadi kesulitan pengukuran pertambahan volume ketika suhunya
dinaikkan. Kesulitan pengukuran pertambahan volume mengakibatkan
perhitungan koefisien ekspansi volume tidak dapat dilakukan. Kemudian perlu
metode lain yang dapat digunakan menghitung koefisien ekspansi volume apabila
volume zat cair yang diteliti kecil.
Metode perhitungan koefisien ekspansi volume yang digunakan adalah
dengan meneliti nilai-nilai yang berubah akibat kenaikkan suhu pada zat zat cair.
Nilai pertama yang berubah akibat kenaikkan suhu pada zat cair adalah volume
Bertambahnya volume zat cair mengakibatkan jarak antar molekul zat cair
1
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2
menjadi lebih renggang. Karena susunan molekul zat cair lebih renggang maka
kerapatan optis zat cair menurun. Kerapatan optis zat cair berkaitan dengan
kemampuan zat cair membiaskan.cahaya [Young & Freedman, 1999]. Dengan
demikian nilai indeks bias zat cair akan berubah jika suhu zat cair dinaikkan.
Sehingga nilai indeks bias zat cair dan perubahan nilai indeks bias zat cair akibat
perubahan suhu dapat digunakan untuk menghitung nilai koefisien ekspansi
volume.
Pada penelitian ini metode perhitungan koefisien ekspansi volume zat
cair adalah dengan pengukuran nilai indeks bias zat cair yang berubah akibat
kenaikkan suhu. Pengukuran indeks bias zat cair dilakukan menggunakan
refraktometer. Perhitungan koefisien ekspansi volume menggunakan persamaan
Lorentz-Lorentz [Murphy and Alpert, 1970].
B. Rumusan Masalah
Rumusan masalah pada penelitian ini yaitu, bagaimana mengukur
koefisien ekspansi volume zat cair melalui pengukuran indeks bias zat cair.
C. Batasan Masalah
1. Menggunakan refraktometer sebagai alat penelitian.
2. Jangkauan suhu yang digunakan untuk penelitian adalah 25 oC - 50 oC.
3. Zat cair yang akan diteliti adalah 10 jenis (Benzene, Toluene, Carbon
tetracloride, n-Hexane, Cyclhopentane, Alkohol, Benzaldehide, Glyserine,
Tetra Hydrofuran, Acetic Acid Glacial).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3
D. Tujuan Penelitian
1. Mengetahui pengaruh kenaikkan suhu terhadap zat cair.
2. Mengetahui nilai koefisien suhu indeks bias zat cair.
3. Mendapatkan nilai ekspansi volume zat cair.
E. Manfaat Penelitian
1. Memberikan informasi bahwa nilai koefisien ekspansi volume zat cair dapat
diketahui dari pengukuran indeks bias zat cair yang dipengaruhi oleh
perubahan suhu tiap satu satuan.
2. Memberi referensi tambahan di bidang Ilmu pengetahuan dan teknologi.
F. Sistematika Penelitian
1. BAB I PENDAHULUAN
Bab I berisi latar belakang masalah, perumusan masalah, batasan masalah,
tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan.
2. BAB II DASAR TEORI
Bab II menyajikan tentang penjabaran indeks bias, refraktometer, ekspansi
termal, hukum Lorentz-Lorentz.
3. BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Dalam bab ini dijelaskan secara umum langkah-langkah yang ditempuh dalam
penelitian.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4
4. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada bab ini disajikan hasil penelitian, hasil perhitungan koefisien ekspansi
volume β (oC)-1, dan pembahasan hasil penelitian.
5. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi kesimpulan hasil penelitian dan saran yang terkait dengan hasil
penelitian.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB II
DASAR TEORI
A. Indeks Bias
Cahaya yang merambat pada ruang hampa dengan kecepatan c, akan
berubah kecepatannya ketika melewati suatu medium. Perbandingan antara
kecepatan cahaya dalam ruang hampa dan kecepatan cahaya pada medium disebut
indeks bias, dirumuskan sebagai berikut :
vcn = , (1)
keterangan: n = indeks bias medium.
c = kecepatan cahaya di ruang hampa (3 x 108 m/s).
v = kecepatan cahaya di medium (m/s).
Huygens menjelaskan bahwa nilai indeks bias dari berbagai medium
bergantung pada kerapatan optis medium. [Young & Freedman, 1999].
B. Refraktometer
Refraktometer adalah suatu alat ukur indeks bias zat cair yang terdiri dari
dua buah prisma terpisah dan memantulkan cahaya dengan sudut kritis. Prinsip
pengukuran indeks bias zat cair pada refraktometer adalah dengan
mengkonversikan nilai sinus sudut kritis menjadi nilai indeks bias zat cair yang
diteliti [Puspodikoro, 1994]. Refraktometer dilengkapi dengan pipa untuk
mengalirkan air dengan suhu tertentu untuk mengatur suhu refraktometer. Zat cair
yang di tempatkan pada refraktometer suhunya akan sama dengan suhu
5
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
6
refraktometer. Kemudian sampel disinari dengan cahaya lampu putih
(Polikhromatik), sehingga terjadi pembiasan cahaya yang akan terlihat pada layar
refraktometer dengan berbagai warna. Cahaya yang dibiaskan diatur supaya
menjadi warna gelap dan terang, yang dipisahkan oleh sebuah garis batas. Garis
batas antara gelap dan terang kemudian diatur menggunakan tombol skala supaya
berada tepat pada titik tengah layar refraktometer. Nilai indeks bias zat cair
diperoleh dengan mengkonversikan titik tengah garis batas antara gelap dan
terang pada layar dengan skala pada refraktometer.
C. Ekspansi Termal
Pada umumnya suatu bahan akan berekspansi apabila suhunya dinaikkan.
Ekspansi termal didefinisikan sebagai perubahan ukuran suatu bahan akibat
kenaikkan satu satuan suhu [Young & Freedman, 1999]. Ekspansi termal suatu
bahan ditentukan oleh ukuran awal bahan, perubahan suhu dan koefisien ekspansi
bahan. Ekspansi termal suatu bahan dijelaskan berikut ini :
1. Ekspansi linear
Ekspansi linear adalah pertambahan panjang suatu bahan akibat kenaikkan
satu satuan suhu. Ekspansi linear suatu bahan ditunjukan pada persamaan
berikut:
∆ l = α lo ∆T (2)
keterangan : ∆ l = Pertambahan panjang (m).
lo = Panjang awal (m).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7
α = Koefisien ekspansi linear (oC)-1.
∆T = Kenaikkan suhu ( oC ).
Koefisien ekspansi linear suatu bahan dilambangkan dengan α, satuannya
adalah (oC)-1, Koefisien ekspansi linear mempunyai nilai yang berbeda-beda
pada tiap jenis bahan.
2. Ekspansi volume
Ekspansi volume adalah pertambahan volume suatu bahan akibat kenaikkan
satu satuan suhu. Ekspansi volume suatu bahan ditunjukan pada persamaan
berikut :
∆ V = β Vo ∆ T , (3)
keterangan : ∆ V = Pertambahan volume (m3).
Vo = Volume awal (m3).
β = Koefisien ekspansi volume (oC)-1.
∆ T = Kenaikkan suhu ( oC ).
Koefisien ekspansi volume suatu bahan dilambangkan dengan β, satuannya
adalah (oC)-1, Koefisien ekspansi volume mempunyai nilai yang berbeda-beda
pada tiap jenis bahan.
Perhitungan koefisien ekspansi volume pada persamaan (3) berlaku
dengan tepat pada jenis bahan tertentu dan interval perubahan suhu yang
digunakan pada pengukuran kecil. Apabila pengukuran dilakukan pada zat cair
maka metode perhitungan koefisien ekspansi volume berlaku tepat jika volume
zat cair yang diteliti besar.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
8
D. Hukum Lorentz-Lorentz
Pada umumnya zat cair akan mengalami pertambahan volume apabila
suhunya dinaikkan. Pertambahan volume zat cair disebabkan oleh pertambahan
jarak antar molekul zat cair. Karena jarak antar molekul zat cair bertambah maka
kerapatan optis zat cair menurun. Penurunan kerapatan optis zat cair
mengakibatkan nilai indeks bias zat cair menurun. Sehingga kenaikkan suhu zat
cair berpengaruh secara langsung terhadap nilai indeks bias zat cair. Dengan
demikian maka terdapat hubungan antara pertambahan volume zat cair dan nilai
indeks bias. Lorentz-Lorentz menjelaskan hubungan antara koefisien ekspansi
volume, indeks bias dan pengaruh suhu terhadap indeks bias [Murphy and Alpert,
1970], yang ditunjukkan pada persamaan berikut :
dn/dT = - 3/2 { ( n ( n2-1) / ( 2n 2 +1) } β, (4)
keterangan : dn/dT = Koefisien suhu indeks bias zat cair (oC)-1.
n = Indeks bias zat cair.
β = Koefisien ekspansi volume zat cair (oC)-1.
Persamaan Lorentz-Lorentz (4) menjelaskan bahwa koefisien ekspansi
volume zat cair dapat dihitung apabila diketahui nilai indeks bias zat cair dan nilai
perubahan indeks bias zat cair akibat perubahan suhu tiap satu satuan yang disebut
koefisien suhu indeks bias. Indeks bias dan koefisien suhu indeks zat cair
diperoleh dari pengukuran indeks bias yang mengalami perubahan akibat
kenaikkan suhu.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
A. Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Analisa Pusat, Universitas Sanata
Dharma Kampus III, Paingan, Maguwoharjo, Depok, Sleman, Yogyakarta.
B. Alat dan Objek Penelitian
1. Alat- alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah :
a. Refraktometer
Digunakan untuk mengukur indeks bias zat cair pada tiap interval
kenaikkan suhu.
b. Panci
Digunakan menampung air yang akan disirkulasikan pada refraktometer
c. Kompor Listrik
Digunakan untuk memanaskan air yang digunakan mengatur suhu
refraktometer.
d. Pompa Air
Digunakan untuk mendorong air supaya dapat mengalir ke dalam
refraktometer.
e. Thermometer Air Raksa
Digunakan untuk mengukur suhu air yang terdapat pada penampung air.
9
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
10
f. Lampu
Digunakan untuk menyinari sampel supaya terjadi pembiasan cahaya.
g. Pipet
Digunakan untuk mengambil zat cair dan meletakkannya pada tempat
sampel refraktometer.
2. Objek Penelitian
Objek yang digunakan untuk penelitian adalah Zat cair jenis:
a. Benzene
b. Toluene
c. Carbon tetracloride
d. n-Hexane
e. Cyclhopentane
f. Alkohol
g. Benzaldehide
h. Glyserine
i. Tetra Hydrofuran
j. Acetic Acid Glacial
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
11
C. Metode Eksperimen
1. Susunan Alat
Susunan alat penelitian terdapat pada gambar 3.1 di bawah ini,
Gambar 3.1 Susunan alat penelitian.
Skema penyusunan alat penelitian terdapat pada gambar 3.2 di bawah ini,
Penyusunan alat penelitian dilakukan sebagai berikut :
a. Mengatur posisi refraktometer.
b. Mengatur posisi lampu supaya cahaya yang keluar mengarah pada tempat
sampel refraktometer.
Refraktometer
Penampung air
Pompa air Lampu
Kompor listrik
Gambar 3.2 Skema penelitian
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
12
c. Meletakkan penampung air (panci) pada kompor listrik untuk menaikkan
suhu air.
d. Mengatur posisi pompa air pada panci yang berisi air dengan suhu
tertentu supaya mengalir masuk ke dalam refraktometer melalui pipa
masukan. Kemudian air keluar lagi melalui pipa keluaran refraktometer
dan mengalir masuk ke dalam penampung air.
2. Pengambilan Data
Langkah kerja dalam pengambilan data adalah :
a. Mengalirkan air dengan suhu tertentu ke dalam refraktometer
b. Meletakkan zat cair yang diteliti pada tempat sampel refraktometer.
c. Mencatat suhu sampel T (oC), sesuai yang tertera pada thermometer
yang dimiliki refraktometer.
d. Mencatat nilai indeks bias (n), sesuai yang tertera pada refraktometer.
e. Membuat tabel hubungan antara suhu T ( oC) dengan indeks bias (n).
f. Pengambilan data dilakukan pada 10 jenis zat cair yang telah
ditentukan.
Pengambilan data indeks bias dilakukan pada jangkauan suhu 25 oC -50 oC
( skala suhu pada refraktometer) dengan interval kenaikkan suhu tiap 5 oC.
3. Metode Analisis Data
a. Mendapatkan nilai koefisien suhu indeks bias :
Dari data yang diperoleh yaitu tabel hubungan suhu dengan indeks
bias, dibuat grafik hubungan antara indeks bias zat cair (n) dan suhu
zat zat cair T (oC) pada tiap jenis zat cair menggunakan Microsoft
Excel. Dari grafik tersebut, diperoleh persamaan garis linear grafik.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
13
Nilai gradien dari persamaan garis grafik merupakan nilai keofisien
suhu indeks bias, sehingga :
dn/dT = m.
keterangan : dn/dT = Koefisien suhu indeks bias zat cair.
m = Nilai gradien grafik.
b. Setelah didapatkan nilai koefisien suhu indeks bias dn/dT pada tiap
jenis zat cair kemudian dihitung nilai koefisien ekspansi volume zat
cair pada tiap interval kenaikkan suhu menggunakan persamaan
Lorentz-Lorentz (4) :
dn/dT = - 3/2 { ( n ( n2-1) / ( 2n 2 +1) } β,
persamaan di atas dapat dituliskan kembali menjadi:
β = )]12/()1([
23
/
22 +−− nnn
dTdn,
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
Koefisien ekspansi volume β (oC)-1 untuk 10 jenis zat cair diperoleh dari
pengukuran nilai indeks bias. Pengukuran indeks bias dilakukan dengan mengatur
kenaikkan suhu zat cair. Kenaikkan suhu zat cair akan mempengaruhi kerapatan
optis zat cair. Karena kerapatan optis zat cair berubah maka nilai indeks bias zat
cair juga berubah.
Pengukuran nilai indeks bias zat cair yang pertama dilakukan adalah pada
suhu ruangan tempat penelitian, dimana refraktometer belum diberi aliran air yang
dipanaskan. Hal ini dilakukan untuk mengetahui nilai indeks bias awal zat cair.
Hasil pengukuran nilai indeks bias zat cair pada suhu ruangan tempat penelitian
( 27.5 oC ) terdapat pada tabel 4.1 berikut:
Tabel 4.1 Hasil pengukuran indeks bias zat cair pada suhu 27.5 oC No Zat cair Indeks bias (n) 1 Benzene 1,498 2 Toluene 1,493 3 Carbon tetracloride 1,457 4 n-Hexane 1,373 5 Cyclhopentane 1,433 6 Alkohol 1,360 7 Benzaldehide 1,467 8 Glyserine 1,543 9 Tetra Hydrofuran 1,402 10 Acetic Acid Glacial 1,377
Kemudian air pengatur suhu dialirkan untuk mengatur suhu refraktometer.
Air pengatur suhu saat pertama kali dialirkan suhunya lebih rendah dari suhu
ruangan yaitu 25,5 oC. Karena pengukuran dimulai pada suhu 25 oC maka air
14
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
15
ditambah es supaya suhunya turun menjadi 25 oC. Pengukuran indeks bias
dilakukan dengan interval kenaikkan suhu 5 oC. Pengaturan kenaikkan suhu
dilakukan dengan memanaskan air menggunakan kompor listrik. Air pengatur
suhu kemudian dialirkan ke dalam refraktometer. Pengukuran nilai indeks bias zat
cair dilakukan pada saat suhu zat cair yang di tempatkan pada refraktometer tepat
berada pada nilai suhu yang ditentukan, hal ini dilakukan dengan menghentikan
aliran air. Karena tempat sampel pada refraktometer terdiri dari dua prisma
terpisah yang di tempatkan pada logam sehingga penurunan suhunya cukup lama.
Maka pengukuran nilai indeks bias dapat dilakukan dengan tepat sesuai dengan
suhu yang ditentukan. Pengambilan data dilakukan secara cepat untuk
menghindari penurunan suhu zat cair dari suhu yang ditentukan. Karena zat cair
menguap saat suhunya dinaikkan, maka pada tiap suhu yang digunakan untuk
pengukuran sampel diganti yang baru dengan jenis yang sama. Hal ini dilakukan
pada sepuluh jenis zat cair yang diteliti. Suhu zat cair nilainya sama dengan suhu
refraktometer yaitu sesuai dengan yang tertera pada skala thermometer yang
terdapat pada refraktometer. Hasil pengukuran indeks bias 10 jenis zat cair pada
tiap nilai suhu yang digunakan terdapat pada tabel 4.2 – 4.11 berikut :
Tabel 4.2 Hubungan indeks bias (n) terhadap suhu T (oC) untuk Benzene No Suhu T (oC) Indeks bias (n) 1 25 1,499 2 30 1,495 3 35 1,492 4 40 1,489 5 45 1,486 6 50 1,485
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
16
Tabel 4.3 Hubungan indeks bias (n) terhadap suhu T (oC) untuk Toluene No Suhu T (oC) Indeks bias (n) 1 25 1,495 2 30 1,491 3 35 1,488 4 40 1,486 5 45 1,483 6 50 1,481
Tabel 4.4 Hubungan indeks bias (n) terhadap suhu T (oC) untuk Carbon tetra
cloride No Suhu T (oC) Indeks bias (n) 1 25 1,459 2 30 1,455 3 35 1,452 4 40 1,449 5 45 1,446 6 50 1,442
Tabel 4.5 Hubungan indeks bias (n) terhadap suhu T (oC) untuk n-Hexane
No Suhu T (oC) Indeks bias (n) 1 25 1,374 2 30 1,370 3 35 1,367 4 40 1,365 5 45 1,362 6 50 1,358
Tabel 4.6 Hubungan indeks bias (n) terhadap suhu T (oC) untuk Cyclhopentane
No Suhu T (oC) Indeks bias (n) 1 25 1,433 2 30 1,431 3 35 1,429 4 40 1,426 5 45 1,424 6 50 1,420
Tabel 4.7 Hubungan indeks bias (n) terhadap suhu T (oC) untuk Alkohol
No Suhu T (oC) Indeks bias (n) 1 25 1,363 2 30 1,358 3 35 1,356 4 40 1,355 5 45 1,353 6 50 1,350
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
17
Tabel 4.8 Hubungan indeks bias (n) terhadap suhu T (oC) untuk Benzaldehide No Suhu T (oC) Indeks bias (n) 1 25 1,543 2 30 1,540 3 35 1,538 4 40 1,534 5 45 1,533 6 50 1,530
Tabel 4.9 Hubungan indeks bias (n) terhadap suhu T (oC) untuk Glyserine
No Suhu T (oC) Indeks bias (n) 1 25 1,468 2 30 1,466 3 35 1,465 4 40 1,464 5 45 1,463 6 50 1,460
Tabel 4.10 Hubungan indeks bias (n) terhadap suhu T (oC) pada Tetra Hydrofuran
No Suhu T (oC) Indeks bias (n) 1 25 1,404 2 30 1,403 3 35 1,401 4 40 1,396 5 45 1,395 6 50 1,388
Tabel 4.11 Hubungan indeks bias (n) terhadap suhu T (oC) untuk Acetic Asid
Glacial No Suhu T (oC) Indeks bias (n) 1 25 1,376 2 30 1,372 3 35 1,371 4 40 1,370 5 45 1,369 6 50 1,366
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
18
Dari tabel hasil pengukuran nilai indeks bias sepuluh jenis zat cair yang
diteliti, selanjutnya dibuat grafik hubungan antara indeks bias zat cair (n) dengan
suhu zat cair T (oC) untuk tiap jenis zat cair sebagai berikut (grafik 4.1 - 4.10) :
n = -0.000571 T+ 1.512
1.482
1.484
1.486
1.488
1.490
1.492
1.494
1.496
1.498
1.500
20 25 30 35 40 45 50 55
Suhu zat cair (T)
Inde
ks b
ias
(n)
Grafik 4.1 Hubungan indeks bias zat cair (n) dengan suhu zat cair T (oC)
untuk Benzene
n = -0.000549T + 1.507
1.478
1.480
1.482
1.484
1.486
1.488
1.490
1.492
1.494
1.496
20 25 30 35 40 45 50 55
Suhu zat cair (T)
Inde
ks b
ias
(n)
Grafik 4.2 Hubungan indeks bias zat cair (n) dengan suhu zat cair T (oC)
untuk Toluene
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
19
n = -0.000657T + 1.475
1.4401.4421.4441.4461.4481.4501.4521.4541.4561.4581.460
20 25 30 35 40 45 50 55
Suhu zat cair (T)
Inde
ks b
ias
(n)
Grafik 4.3 Hubungan indeks bias zat cair (n) dengan suhu zat cair T (oC)
untuk Carbon Tetra Cloride
n = -0.000606T + 1.388
1.3561.3581.3601.3621.3641.3661.3681.3701.3721.3741.376
20 25 30 35 40 45 50 55
Suhu zat cair (T)
Inde
ks b
ias
(n)
Grafik 4.4 Hubungan indeks bias zat cair (n) dengan suhu zat cair T (oC)
untuk n – Hexane
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
20
n = -0.000509T + 1.446
1.418
1.420
1.422
1.424
1.426
1.428
1.430
1.432
1.434
1.436
20 25 30 35 40 45 50 55
Suhu zat cair (T)
Inde
ks b
ias
(n)
Grafik 4.5 Hubungan indeks bias zat cair (n) dengan suhu zat cair T (oC)
untuk Cylhopentane
n= -0.000463T + 1.373
1.348
1.350
1.352
1.354
1.356
1.358
1.360
1.362
1.364
20 25 30 35 40 45 50 55
Suhu zat cair (T)
Inde
ks b
ias
(n)
Grafik 4.6 Hubungan indeks bias zat cair (n) dengan suhu zat cair T (oC)
untuk Alkohol
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
21
n = -0.000514T + 1.555
1.528
1.530
1.532
1.534
1.536
1.538
1.540
1.542
1.544
20 25 30 35 40 45 50 55
Suhu zat cair(T)
Inde
ks b
ias
(n)
Grafik 4.7 Hubungan indeks bias zat cair (n) dengan suhu zat cair T (oC)
untuk Benzaldehide
n = -0.000286T + 1.475
1.4591.4601.4611.4621.4631.4641.4651.4661.4671.4681.469
20 25 30 35 40 45 50 55
Suhu zat cair (T)
Inde
ks b
ias
(n)
Grafik 4.8 Hubungan indeks bias zat cair (n) dengan suhu zat cair T (oC)
untuk Glyserine
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
22
n = -0.000623T + 1.421
1.3861.3881.3901.3921.3941.3961.3981.4001.4021.4041.4061.408
20 25 30 35 40 45 50 55
Suhu zat cair (T)
Inde
ks b
ias
(n)
Grafik 4.9 Hubungan indeks bias zat cair (n) dengan suhu zat cair T (oC)
untuk Tetra Hydrofuran
n = -0.000343T + 1.383
1.364
1.366
1.368
1.370
1.372
1.374
1.376
1.378
20 25 30 35 40 45 50 55
Suhu zat cair (T)
Inde
ks b
ias
(n)
Grafik 4.10 Hubungan indeks bias zat cair (n) dengan suhu zat cair T (oC)
untuk Acetic Acid Glacial
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
23
Dari grafik hubungan indeks bias (n) dengan suhu zat cair ( oC) diperoleh
persamaan garis linearnya untuk masing-masing zat cair yang diteliti. Kemudian
dari persamaan garis linear grafik untuk masing-masing zat cair akan diperoleh
nilai koefisien suhu indeks biasnya yaitu sama dengan nilai gradien grafik.
Koefisien suhu indeks bias tiap jenis zat cair yang diteliti terdapat pada tabel 4.12
berikut:
Tabel 4.12. Hasil pengukuran koefisien suhu indeks bias (dn/dT) pada tiap jenis zat cair.
No Jenis zat cair Koefisien suhu indeks bias (dn/dT)
(oC)-1
1 Benzene (-5,7 ± 0,4 )10-4
2 Tuluene (-5,4 ± 0,3 )10-4
3 Carbon Tetra Cloride (-6,5 ± 0,1 )10-4
4 n – Hexane (-6,0 ± 0,2 )10-4
5 Cylhopentane (-5,0 ± 0,3 )10-4
6 Alkohol (-4,6 ± 0,5 )10-4
7 Benzaldehide (-5,1 ± 0,3 )10-4
8 Glyserine (-2,8 ± 0,3 )10-4
9 Tetra Hydrofuran (-6,2 ± 0,8 )10-4
10 Acetic Acid Glacial (-3,4 ± 0,4 )10-4
Hasil pengukuran pada tabel 4.2 digunakan untuk menghitung koefisien
ekspansi volume zat cair menggunakan persamaan Lorentz-Lorentz (4). Hasil
perhitungan koefisien ekspansi volume pada suhu 27.5 oC terdapat pada tabel 4.13
berikut :
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
24
Tabel 4.13 Hasil pengukuran koefisien ekspansi volume zat cair ( β ) pada suhu 27.5 oC.
No Jenis zat cair Koefisien Ekspansi volume β (oC)-1
1 Benzene (1,12 ± 0,08)10-3
2 Tuluene (1,08 ± 0,06)10-3
3 CarbonTetra Cloride (1,40 ± 0,02)10-3
4 n – Hexane (1,58 ± 0,07)10-3
5 Cylhopentane (1,15 ± 0,06)10-3
6 Alkohol (1,25 ± 0,01)10-3
7 Benzaldehide (0,92 ± 0,05)10-3
8 Glyserine (0,60 ± 0,06)10-3
9 Tetra Hydrofuran (1,50 ± 0,03)10-3
10 Acetic Acid Glacial (0,88 ± 0,12)10-3
Koefisien ekspansi volume zat cair pada tiap nilai suhu dengan interval
kenaikkan 5 oC terdapat pada lampiran 2 ( tabel I - tabel X ).
B. Pembahasan
Secara umum nilai koefisien ekspansi volume zat cair diperoleh dari
pengukuran perubahan volume pada suatu jenis zat cair yang diakibatkan oleh
perubahan suhunya. Metode pengukuran koefisien ekspansi volume secara umum
dapat digunakan dengan tepat pada jenis zat cair tertentu dan pada perubahan suhu
yang kecil saja. Kendala yang timbul adalah pada saat volume zat cair yang
diteliti kecil, pengukuran volume zat cair akan sulit dilakukan. Metode untuk
mendapatkan koefisien ekspansi volume zat cair yang digunakan pada penelitian
ini adalah dengan mengukur nilai indeks bias zat cair yang menurun akibat
kenaikkan suhu.
Hasil pengukuran nilai indeks bias pada sepuluh jenis zat cair yang diteliti
menunjukan penurunan nilai indeks bias ketika suhunya dinaikkan. Pengukuran
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
25
awal dilakukan pada saat zat cair belum dinaikkan suhunya untuk mengetahui
indeks bias zat cair pada volume awal. Pengukuran selanjutnya suhu zat cair
dinaikkan dengan interval 5 oC. Nilai indeks bias zat cair menurun secara terus
menerus ketika suhunya dinaikkan 5 oC, hasilnya terdapat pada tabel dan grafik
hasil penelitian ( tabel 4.2 – tabel 4.11 dan grafik 4.1 – grafik 4.10 ).
Berdasarkan analisa hasil pengukuran , pada suhu tertentu indeks bias zat cair
akan bernilai nol apabila suhunya dinaikkan terus menerus. Jika indeks bias zat
cair bernilai nol maka koefisien ekspansi volume zat cair juga bernilai nol.
Sehingga zat cair tidak lagi mengalami pertambahan volume tetapi mengalami
perubahan wujud. Penurunan nilai indeks bias pada masing-masing jenis zat cair
yang diteliti bergantung pada koefisien suhu indeks biasnya. Nilai koefisien suhu
indeks bias pada masing-masing zat cair yang diteliti terdapat pada tabel 4.12.
Karena nilai indeks bias zat cair mengalami penurunan ketika suhunya dinaikkan
maka nilai dari koefisien suhu indeks bias zat cair bernilai negatif.
Faktor utama yang mengakibatkan penurunan nilai indeks bias zat cair
adalah bertambahnya volume akibat kenaikkan suhu. Bertambahnya volume zat
cair disebabkan oleh pertambahan jarak antar melekul zat cair. Karena jarak antar
melekul zat cair bertambah maka kerapatan optis zat cair menurun. Kerapatan
optis zat cair yang semakin menurun mengakibatkan nilai indeks bias semakin
kecil. Hal ini sesuai dengan prinsip Huygens yang menjelaskan kebergantungan
indeks bias terhadap kerapatan optis suatu zat.
Nilai koefisien ekspansi volume zat cair dihitung menggunakan
persamaan Lorentz- Lorentz. Nilai-nilai yang digunakan untuk mendapatkan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
26
koefisien ekspansi volume zat cair adalah indeks bias dan koefisien suhu indeks
bias zat cair. Hasil penelitian pada tabel 4.13 dan lampiran 2 ( tabel I - tabel X )
menyatakan bahwa koefisien ekspansi volume zat cair bergantung pada nilai
indeks bias pada tiap suhu yang digunakan pada penelitian dan koefisien suhu
indeks bias zat cair. Sehingga pertambahan volume zat cair berbanding terbalik
dengan nilai indeks bias. Koefisien ekspansi volume zat cair yang diteliti semakin
bertambah besar pada tiap kenaikkan suhu dan nilainya berbeda pada tiap jenis zat
cair. Berdasarkan persamaan Lorentz-Lorentz dapat dinyatakan bahwa, koefisien
ekspansi volume zat cair mempunyai nilai yang berbeda-beda tiap kenaikkan satu
satuan suhu. Sehingga pengukuran koefisien ekspansi volume zat cair melalui
pengukuran pertambahan volume akibat kenaikkan suhu berlaku dengan tepat jika
zat cair mengalami kenaikkan satu satuan suhu.
Dari analisa hasil penelitian, diketahui bahwa nilai koefisien ekspansi
volume zat cair tidak hanya diketahui pengukuran pertambahan volume, tetapi
dapat diketahui dari pengukuran nilai indeks bias zat cair.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
1. Koefisien ekspansi volume zat cair β (oC)-1 dapat diketahui dari pengukuran
indeks bias zat cair.
2. Koefisian ekspansi volume zat cair mempunyai nilai yang berbeda pada tiap nilai
suhu.
3. Koefisien ekspansi volume zat cair dapat diukur dengan tepat apabila interval
kenaikkan suhu yang digunakan pada pengukuran adalah satu satuan suhu .
B. Saran
Bagi peneliti lain, dapat dilakukan penelitian untuk mendapatkan koefisien
ekspansi volume pada jenis bahan yang lain.
27
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DAFTAR PUSTAKA
Murphy, C.G and Alpert, S.S. 1971. AJP. (volume 39 hal 834 - 835) “Dependence of Refractive Index Temperature Coefficient on the Thermal Expansivity of Liquids”.
Petrucci, R.H. 1987. Kimia Dasar (Prinsip dan Terapan Modern). Jakarta Penerbit
Erlangga. Puspodikoro, S. 1994. Kimia Fisika Experimental. Yogyakarta: Penerbit IST
”AKPRIND”. Young, D.Y 1999. Fisika Universitas (edisi kesepuluh jilid 1 dan 2). Jakarta: Penerbit
Erlangga.
28
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Lampiran I
Contoh perhitungan untuk mendapatkan koefisien ekspansi volume zat cair :
Koefisien ekspansi volume zat cair diperoleh dari persamaan :
dn/dT = - 3/2 { ( n ( n2-1) / ( 2n 2 +1) } β,
persamaan diatas dapat dituliskan menjadi :
β = )]12/()1([
23
/22 +−− nnn
dTdn
Nilai koefisien ekspansivi volume zat cair pada suhu 27.5 oC untuk tiap jenis zat
cair :
1. Benzene :
β = )]12/()1([
23
/22 +−− nnn
dTdn
β = )]1498,12/()1498,1(498,1[
23
1071,522
4
+−−
− −
X
X
β = 1,123X 10-3 (oC)-1
2. Toluene :
β = )]12/()1([
23
/22 +−− nnn
dTdn
β = )]1493,12/()1493,1(493,1[
23
1049,522
4
+−−
− −
X
X
β = 1,084 X 10-3 (oC)-1
29
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
30
3. Carbon Tetracloride :
β = )]12/()1([
23
/22 +−− nnn
dTdn
β = )]1457,12/()1457,1(457,1[
23
1057,622
4
+−−
− −
X
X
β = 1,404 X 10-3 (oC)-1
4. n-Hexane :
β = )]12/()1([
23
/22 +−− nnn
dTdn
β = )]1373,12/()1373,1(373,1[
23
1006,622
4
+−−
− −
X
X
β = 1,585 X 10-3 (oC)-1
5. Cyclhopentane :
β = )]12/()1([
23
/22 +−− nnn
dTdn
β = )]1433,12/()1433,1(433,1[
23
1009,522
4
+−−
− −
X
X
β = 1,150 X 10-3 (oC)-1
6. Alkohol :
β = )]12/()1([
23
/22 +−− nnn
dTdn
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
31
β = )]1360,12/()1360,1(360,1[
23
1063,422
4
+−−
− −
X
X
β = 1,255 X 10-3 (oC)-1
7. Benzaldehide :
β = )]12/()1([
23
/22 +−− nnn
dTdn
β = )]1543,12/()1543,1(543,1[(
23
1014,522
4
+−−
− −
X
X
β = 0,926 X 10-3 (oC)-1
8. Glyserine :
β = )]12/()1([
23
/22 +−− nnn
dTdn
β = )]1467,12/()1467,1(467,1[
23
1086,222
4
+−−
− −
X
X
β = 0,603 X 10-3 (oC)-1
9. Tetra Hydrofuran :
β = )]12/()1([
23
/22 +−− nnn
dTdn
β = )]1402,12/()1402,1(402,1[
23
1023,622
4
+−−
− −
X
X
β = 1,508 X 10-3 (oC)-1
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
32
10. Acetic Acid Glacial :
β = )]12/()1([
23
/22 +−− nnn
dTdn
β = )]1377,12/()1377,1(377,1[
23
1043,322
4
+−−
− −
X
X
β = 0,888 X 10-3 (oC)-1
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Lampiran II
TABEL HASIL PENELITIAN KOEFISIEN EKSPANSI VOLUME ZAT CAIR (β) PADA TIAP
NILAI SUHU DENGAN INTERVAL KENAIKKAN 5 o C
Tabel I. Hasil pengukuran koefisien ekspansi volume (β) pada Benzene
No Suhu T
(oC) Koefisien ekspansi volume (β)
(oC)-1
1 25 (1,11 ± 0,08)10-3
2 30 (1,12 ± 008)10-3
3 35 (1,13 ± 0,08)10-3
4 40 (1,35 ± 0,10)10-3
5 45 (1,36 ± 0,10)10-3
6 50 (1,36 ± 0,10)10-3
Tabel II. Hasil pengukuran koefisien ekspansi volume (β) pada Toluene
No Suhu T (oC)
Koefisien ekspansi volume (β) (oC)-1
1 25 ( 1,08 ± 0,06)10-3
2 30 ( 1,09 ± 0,06)10-3
3 35 ( 1,09 ± 0,06)10-3
4 40 ( 1,14 ± 0,06)10-3
5 45 ( 1,11 ± 0,06)10-3
6 50 ( 1,11 ± 0,06)10-3
Tabel III. Hasil pengukuran koefisien ekspansi volume (β) pada Carbon tetra
cloride No Suhu T
(oC) Koefisien ekspansi volume (β)
(oC)-1
1 25 (1,39 ± 0,02)10-3
2 30 (1,41 ± 0,02)10-3
3 35 (1,41 ± 0,02)10-3
4 40 (1,42 ± 0,02)10-3
5 45 (1,43 ± 0,02)10-3
6 50 (1,45 ± 0,02)10-3
33
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
34
Tabel IV. Hasil pengukuran koefisien ekspansi volume (β) pada n-Hexane No Suhu T
(oC) Koefisien ekspansi volume (β)
(oC)-1
1 25 (1,58 ± 0,07)10-3
2 30 (1,59 ± 0,07)10-3
3 35 (1,61 ± 0,07)10-3 4 40 (1,62 ± 0,07)10-3
5 45 (1,63 ± 0,07)10-3
6 50 (1,64 ± 0,07)10-3 Tabel V. Hasil pengukuran koefisien ekspansi volume (β) pada Cyclhopentane
No Suhu T (oC)
Koefisien ekspansi volume (β) (oC)-1
1 25 (1,15 ± 0,06)10-3 2 30 (1,15 ± 0,06)10-3 3 35 (1,15 ± 0,06)10-3 4 40 (1,16 ± 0,06)10-3 5 45 (1,17 ± 0,06)10-3 6 50 (1,18 ± 0,06)10-3
Tabel VI. Hasil pengukuran koefisien ekspansi volume (β) pada Alkohol
No Suhu T (oC)
Koefisien ekspansi volume (β) (oC)-1
1 25 (1,24 ± 0,14)10-3 2 30 (1,26 ± 0,14)10-3
3 35 (1,27 ± 0,14)10-3
4 40 (1,27 ± 0,14)10-3
5 45 (1,28 ± 0,14)10-3
6 50 (1,29 ± 0,14)10-3
Tabel VII. Hasil pengukuran koefisien ekspansi volume (β) pada Benzaldehide
No Suhu T (oC)
Koefisien ekspansi volume (β) (oC)-1
1 25 (0,90 ± 0,05)10-3 2 30 (0,93 ± 0,05)10-3 3 35 (0,93 ± 0,05)10-3 4 40 (0,94 ± 0,05)10-3 5 45 (0,95 ± 0,05)10-3 6 50 (0,95 ± 0,05)10-3
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
35
Tabel VIII. Hasil pengukuran koefisien ekspansi volume (β) pada Glyserine No Suhu T
(oC) Koefisien ekspansi volume (β)
(oC)-1
1 25 (0,59 ± 0,06)10-3
2 30 (0,59 ± 0,06)10-3
3 35 (0,60 ± 0,06)10-3
4 40 (0,60 ± 0,06)10-3
5 45 (0,60 ± 0,06)10-3
6 50 (0,62 ± 0,06)10-3
Tabel IX. Hasil pengukuran koefisien ekspansi volume (β) pada Tetra Hydrofuran
No Suhu T (oC)
Koefisien ekspansi volume (β) (oC)-1
1 25 (1,50 ± 0,20)10-3
2 30 (1,50 ± 0,20)10-3
3 35 (1,51 ± 0,20)10-3
4 40 (1,53 ± 0,21)10-3
5 45 (1,53 ± 0,21)10-3
6 50 (1,56 ± 0,21)10-3
Tabel X. Hasil pengukuran koefisien ekspansi volume (β) pada Acetic Asid
Glacial No Koefisien ekspansi volume (β)
(oC)-1
1 25 (0,89 ± 0,12)10-3
2 30 (0,88 ± 0,12)10-3
3 35 (0,90 ± 0,12)10-3 4 40 (0,90 ± 0,12)10-3
5 45 (0,90 ± 0,12)10-3
6 50 (0,91 ± 0,12)10-3
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
LAMPIRAN 3
PERHITUNGAN RALAT
Untuk menghitung ralat hasil penelitian digunakan metode kuadrat terkecil.
Data hasil pengukuran indeks bias zat cair adalah tabel hubungan indeks bias (n)
terhadap suhu T (oC) dengan jumlah keadaan yang digunakan untuk pengambilan data
adalah N. Tabel hasil pengukuran selanjutnya dibuat grafik hubungan indeks bias
terhadap suhu. Dari grafik diperoleh persamaan garis linearnya yaitu CmTn += ,
dengan n adalah indeks bias pada tiap suhu ( T ), m adalah nilai gradien grafik, T
adalah nilai-nilai suhu yang digunakan pada pengukuran indeks bias dan C adalah
konstanta. Nilai gradien grafik m diperoleh menggunakan persamaan :
2
1
2
1
111
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛−
−=
∑∑
∑∑∑
==
===
N
iii
N
i
N
ii
N
iiii
N
i
TTN
nTnTNm ,
dengan i adalah urutan pengambilan data pada setiap suhu yang digunakan untuk
pengukuran indeks bias.
Setelah diketahui nilai gradien, kemudian dicari nilai ralatnya menggunakan
persamaan :
(∆m)2 = 2
1
2
1
2
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛− ∑∑
==
N
iii
N
iTTN
Nσ ,
dengan, ∑=
−−−
=N
iii CmTn
N 1
22 )(2
1σ .
36
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
37
m adalah gradien grafik yang merupakan nilai koefisien suhu indeks bias dn/dT
dengan nilai ralatnya adalah ∆m . Dengan demikian ∆m =∆(dn/dT)
Setelah diperoleh ralat untuk koefisien suhu indeks bias yaitu ∆(dn/dT)
kemudian dicari nilai ralat untuk koefisien ekspansi volume (∆β). ∆β dihitung
berdasarkan pada persamaan yang digunakan menghitung nilai β yaitu:
β = )]12/()1([
23
/
22 +−− nnn
dTdn,
Karena pengukuran indeks bias pada tiap nilai suhu dilakukan satu kali maka indeks
bias tidak mempunyai ralat sehingga ∆n bernilai nol. Karena ∆n bernilai nol maka
faktor yang berpengaruh terhadap perhitungan ralat koefisien ekspsansi volume
adalah ralat dari koefisien suhu indeks bias (∆m).
Berdasarkan persamaan yang digunakan untuk menghitung nilai β, kemudian
ditentukan ralat relatif disetiap faktornya yaitu : .,mmdan ∆∆
ββ
Sehingga :
mm∆
=∆ββ ,
nilai ralat koefisien ekspansi volume zat cair adalah :
.ββ ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ ∆=∆
mm
Perhitungan ralat gradien pada hasil penelitian ini menggunakan program
komputer yaitu microcal origin. Dari data hasil penelitian, yaitu tabel hubungan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
38
indeks bias terhadap suhu untuk tiap jenis zat cair dimasukan ke dalam program. Data
indeks bias di tempatkan pada kolom Y dan suhu di tempatkan pada kolom X.
Kemudian dibuat grafik hubungan indeks bias terhadap suhu diperoleh dengan
memilih plot pada bagian menu pilihan. Untuk mendapatkan nilai-nilai yang terdapat
pada grafik, pilih menu analisys kemudian pilih fit linear. Hasil yang diperoleh dari
analisa grafik adalah persamaan garis linearnya yaitu CmTn += , nilai konstanta C
dan ralatnya ∆C serta nilai rata-rata gradien m dan ralatnya ∆m. Setelah diperoleh
ralat koefisien suhu indeks bias ∆m pada tiap jenis zat cair selanjutnya dicari nilai
ralat untuk koefisien ekspansi volume zat cair (∆β ) menggunakan persamaan :
.ββ ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ ∆=∆
mm
dengan : ∆β nilai ralat dari koefisien ekspansi volume zat cair =
∆m nilai ralat dari koefisien suhu indeks bias. =
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI