Upload
rifkasyaputri
View
132
Download
7
Embed Size (px)
DESCRIPTION
kimia fisika
Citation preview
LAPORAN PRAKTIKUMKIMIA FISIKA
PERCOBAAN IIPENENTUAN MASSA MOLEKUL BERDASARKAN PENGUKURAN
BOBOT JENIS
NAMA : RIPKA SAPUTRINIM : H311 12 286KELOMPOK/ REGU : II (DUA)/ III (TIGA)HARI/ TANGGAL PERCOBAAN : SENIN/ 17 FEBRUARI 2014ASISTEN : RYAN ANDHIKA
LABORATORIUM KIMIA FISIKAJURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS HASANUDDIN
MAKASSAR2014
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Gas adalah salah satu dari tiga keadaan materi. Gas mempunyai sifat
khusus yang tidak dimilliki oleh zat cair maupun zat padat. Salah satu yang menarik
dari gas adalah sifat-sifatnya yang tidak tergantung pada komposisi kimianya. Semua
gas memperlihatkan sifat-sifat yang hampir sama, bila variabel seperti tekanan dan
suhunya diubah.
Senyawa volatil merupakan senyawa yang mudah menguap menjadi gas
bila terjadi peningkatan suhu (umumnya 100oC). Jika senyawa-senyawa volatil ini
menguap, aroma dan citarasa komponen akan mengalami penurunan mutu. Namun
pada kenyataannya diketahui bahwa suatu gas selalu dipengaruhi oleh perubahan
tekanan dan suhu lingkungan.
Sifat-sifat fisik gas secara umum dapat dinyatakan dalam hukum-hukum
gas. Berbagai hukum yang dikenal sebagai hukum-hukum gas menyatakan
ketergantungan sejumlah tertentu gas terhadap tekanan, suhu, dan volume. Maka dari
sini berat molekul senyawa volatil dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan
gas ideal yang berdasarkan pengukuran massa jenis gas. Gas ideal merupakan gas
yang mengikuti secara sempurna hukum-hukum.
Hal ini perlu dilakukan agar dalam tiap proses yang membutuhkan panas
dapat diantisipasi jumlah senyawa volatil yang menguap, sehingga aroma dan cita
rasa komponen dapat dipertahankan. Dalam percobaan ini, senyawa volatil yang
akan ditentukan massa molekul berdasarkan pengukuran bobot jenisnya adalah
kloroform dan aseton.
1.2 Maksud dan Tujuan Percobaan
1.2.1 Maksud Percobaan
Maksud dari percobaan ini adalah untuk mengetahui dan mempelajari
metode penentuan massa molekul zat mudah menguap berdasarkan pengukuran
bobot jenisnya.
1.2.2 Tujuan Percobaan
Tujuan dari percobaan ini adalah:
1. Menentukan kerapatan zat mudah menguap dengan menimbang bobot sebelum
dan sesudah penguapan.
2. Menentukan massa molekul zat mudah menguap dengan menggunakan data (1)
dan persamaan gas ideal.
1.3 Prinsip Percobaan
Prinsip dari percobaan ini adalah penentuan massa molekul dan kerapatan
zat mudah menguap yaitu aseton dan kloroform melalui proses penguapan,
pengembunan, dan penentuan selisih bobot senyawa sebelum dan sesudah
penguapan.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Gas terdiri dari molekul-molekul yang jaraknya saling berjauhan sehingga
gaya tarik-menariknya sangat lemah. Gaya tarik yang lemah menyebabkan molekul-
molekul gas bebas bergerak ke segala arah. Molekul-molekul gas itu bergerak sangat
cepat dan terus bertumbukan satu sama lain dan juga dengan dinding wadahnya.
Adanya tumbukan ini menghasilkan tekanan (Yazid, 2005).
Volume gas akan berubah dengan adanya perubahan suhu dan tekanan.
Karenanya, berat jenis gas juga akan berubah bila suhu dan tekanan berubah.
Semakin tinggi tekanan suatu jumlah tertentu gas pada suhu yang konstan akan
menyebabkan volume menjadi semakin kecil dan akibatnya berat jenis akan semakin
besar (Sunaryo).
Tumbukan antara molekul gas lebih rumit, karena adanya gaya tarik antar
molekul dan gaya tolak. Pada jarak yang lebih jauh ada tarikan dan ada tolakan pada
jarak yang lebih dekat. Gaya tarikan biasanya bervariasi terbalik dengan pangkat
tujuh dari jarak antar molekul. Gaya tolakan biasanya bervariasi terbalik dengan
pangkat lebih tinggi dari jarak antar molekul (Alberty, 1980).
Tumbukan diartikan sebagai interaksi yang dahsyat antara dua benda yang
berlangsung pada waktu yang relatif singkat. Definisi tumbukan sebagai ineteraksi
yang terjadi dalam waktu ∆t yang dapat diabaikan terhadap lamanya waktu
pengamtan system juga dapat juga dicirikan sebagai gaya eksternal yang bekerja
pada sistem dapat diabaikan bila dibandingkan dengan gaya tumbukan impulsif
Misalnya ketika pemukul baseball atau tongkat golf memukul bola golf atau satu
bola billiard menumbuk yang lainnya, adalah gaya eksternal yang bekerja pada
sistem, misalnya gravitasi atau gesekan (Mujriati, Basid, 2010).
Gas ideal merupakan suatu model yang digunakan dalam teori kinetik gas.
Anggapan mikroskopis gas ideal untuk model ini adalah sebagai berikut (Mujriati,
Basid, 2005):
a. Jumlah partikel gas (N) sangat banyak sekali.
b. Partikel-partikel gas tersebar merata dan gerakannya acak.
c. Jarak antar partikel gas jauh lebih besar dari pada ukuran partikel gas.
d. Gaya antar partikel gas hanya bekerja jika terjadi tumbukan.
e. Semua tumbukan yang terjadi, baik tumbukan antar partikel maupun
tumbukan antara partikel dengan dinding wadah adalah elastis sempurna.
f. Berlaku hukum-hukum gerak Newton.
Molekul-molekul gas cepat sekali berdifusi atau bercampur satu dengan
yang lain. Jika beberapa macam gas yang tidak saling bereaksi ditempatkan dalam
wadah yang sama, maka gas-gas tersebut segera tercampur sehingga terbentuk
campuran yang homogen. Hal ini karena di antara molekul gas terdapat banyak ruang
kosong sehingga molekul dapat bebas bergerak dan hanya mengalami sedikit
rintangan (Yazid, 2005).
Bila gas tak seragam mengenai komposisi, suhu dan kecepatan, maka akan
terjadi proses perpindahan sampai gas menjdi seragam. Perpindahan materi tanpa
adanya aliran arah disebut difusi. Perpindahan kalor dari suhu rendah tinggi ke suhu
rendah tanpa konveksi disebut hantaran termal, dan perpindahan momentum dari
daerah kecepatan tinggi ke daerah kecepatan rendah memberikan gejalan aliran
kental. Dalam setiap laju aliran sebanding denggan laju perubahan sifat tertentu
dengan jarak, yang disebut gradient (Alberty, 1980).
Pembicaraan tentang massa gas nyata dan gas ideal diasumsikan
berdasarkan hukum termodinamika yang pertama. Termodinamika dikerjakan dalam
sebuah model gas nyata. Sebuah persamaan sederhana yang merupakan turunan gas
ideal dapat diselesaikan secara analisis. Model seperti itu telah diterapkan dalam
sebuah tangki pemanas (Farzaneh, Gord, 2011).
Berdasarkan tiga agregasi fasa, hanya gas yang dapat dideskripsikan
kuantitatifnya secara sederhana. Dalam hal ini, kita harus mendeskripsikan hubungan
antara massa, tekanan, volume, dan suhu. Kita harus mengasumsikan bahwa sistem
berada dalam kesetimbangan yang tidak dipengaruhi oleh waktu, selama tidak ada
konsentrasi luar yang mengubahnya (Castellan, 1983).
Hubungan antara tekanan, volume, suhu (PVT) untuk gas, cairan dan padat
terlihat dalam persamaan berikut :
t = f (P,V) V = f’ (t, P) P = f” (t,V)
Dalam kasus ini, hanya gas yang mengalami pengembangan persamaan. Fasa gas
tidak hanya dipengaruhi oleh korelasi data empiris PVT, tetapi juga dari
pertimbangan teori atom dan struktur molekulnya. Teori ini sangat berpengaruh pada
fasa gas, tapi juga mengalami pengembangan teori dengan cair dan padat agar dapat
menyesuaikan dalam interaksinya dengan fasa gas (Moore, 1955).
Untuk tujuan kimia, sebagian volume yang signifikan adalah volume gas
sebuah massa molekul dalam gram. Hipotesis Avogadro menyatakan bahwa semua
gas ideal akan memiliki volume yang sama, yaitu 22,414 cc pada 0 oC dan 1 atm,
dapat dinyatakan dalam persamaan
PV = RT
Dimana R = 22,414/ 273,16 = 82,057 cc atm per oC. untuk n mol, diperoleh
PV = nRT = mM
RT
Dimana m adalah massa gas dari massa molekul M. Volume V akan selalu dianggap
sebagai volume molar, kecuali pada kondisi yang lain (Moore, 1955).
Jika rumus molekul gas diketahui, maka berat I mol gas tersebut juga dapat
diketahui. Demikian pula rapatan pada STP atau keadaan lain dapat dihitung.
Rapatan gas (d) didefinisikan sebagai perbandingan massa gas terhadap volumenya
pada suhu dan tekanan tertentu (Yazid, 2005).
Secara matematis hubungan tersebut dapat ditulis (Yazid, 2005):
d = mV
rapatan gas juga dapat dihitung dari persamaan gas ideal.
PV = mM
RT
mV
=PMRT
atau d=mV
= PMRT
Resolusi dari berbagai metode yang digunakan dalam penentuan distribusi
massa molekul dari polimer linear, seperti kromatografi pengendapan, kecepatan
pengendapan elusi, dan metode kromatografi penyerapan gel, dapat dibandingkan
dalam penentuan distribusi massa molekul dari sampel yang bersisi campuran dua
sampel dari monodisperse poly(α-methylsstyrene). Metode kecepatan sedimenetasi
ditunjukkan dengan adanya dua puncak dalam distribusi massa molekul yang sedikit
lebih baik daripada kolom metode fraksionasi, dan tetapi tidak terdapat perbedaan
yang cukup besar antara resolusi metode elusi dan kromatografi pengendapan.
Bagaimanapun, kromatografi penyerapan gel menunjukkan resolusi yang lemah
daripada metode lainnya jika penyebarluasan efek kecocokan tidak dibuat
(Yamamoto, Noda, Nagasawa, 1970).
BAB III
METODE PERCOBAAN
3.1 Bahan Percobaan
Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah kloroform,
aseton, aluminium foil, kertas label, tissue roll, sabun cair, dan akuades.
3.2 Alat Percobaan
Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah erlenmeyer 150 mL,
gelas piala 600 mL, pipet volume, neraca digital, termometer, desikator, hotplate,
karet gelang, dan jarum.
3.3 Prosedur Percobaan
Erlenmeyer yang bersih dan kering ditimbang dan dicatat bobotnya, lalu
erlenmeyer diisi dengan akuades hingga penuh kemudian ditimbang dan dicatat
kembali bobotnya. Setelah itu, akuades dibuang dan erlenmeyer dikeringkan untuk
dipakai kembali.
Erlenmeyer ditutup dengan aluminium foil adan diikat dengan karet gelang
lalu ditimbang dan dicatat bobotnya. Setelah itu, ke dalam erlenmeyer dimasukkan
aseton lalu ditutup kembali dengan aluminium foil dan diikat dengan karet gelang
serta diberi lubang pada aluminium foil. Bersamaan dengan proses ini, akuades
dipanaskan dalam penangas air hingga tercapai suhu 100 oC.
Erlenmeyer yang berisi aseton kemudian direndam dalam penangas air
bersuhu 100 oC, hingga semua larutan aseton dalam erlenmeyer terendam akuades.
Erlenmeyer dibiarkan dalam penangas hingga semua larutan aseton menguap setelah
semua larutan aseton diuapkan, erlenmeyer diangkat dari penangas dan bagian luar
erlenmeyer dikeringkan lalu dimasukkan ke dalam desikator agar uap yang terbentuk
kembali terkondensasi. Setelah dingin, erlenmeyer kembali ditimbang dan dicatat
bobotnya. Langkah-langkah di atas diulangi dengan mengganti aseton dengan
kloroform.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengamatan
1. Kloroform
Bobot erlenmeyer + akuades : 94,0973 gram
Bobot erlenmeyer kosong : 37,4880 gram
Suhu penangas air : 85 oC
Bobor jenis air : 1 g cm-3
2. Aseton
Bobot erlenmeyer + akuades :125,0700 gram
Bobot erlenmeyer kosong : 45,8163 gram
Suhu penangas air : 93 oC
Bobor jenis air :1 g cm-3
Tabel Pengamatan
No Jenis zat cairBobor Erlenmeyer +
aluminium foil + karet (g)
Bobor Erlenmeyer + aluminium
foil + karet + uap (g)
1. Kloroform 38,0339 38,2300
2. Aseton 48,3873 46,4800
4.2 Perhitungan
1. Kloroform
Bobor Erlenmeyer + aluminium foil + karet + uap = 38,2300 gram
Bobor Erlenmeyer + aluminium foil + karet = 38,0339 gram
Bobot uap = 38,2300 gram - 38,0339 gram = 0,1961 gram
Bobot erlenmeyer + akuades = 94,0973 gram
Bobot erlenmeyer kosong = 37,4880 gram
Bobot akuades = 94,0973 gram - 37,4880 gram = 56,6093 gram
Volume akuades = Bobot akuades
Bobot jenisakuades
= 94,0973 gram
1 g cm−3 = 94,0973 cm-3 = 0,0941 dm-3
Volume gas = Volume akuades = 0,0941 dm-3
Bobot jenis gas = bobot uap
volume gas = 0,1961 gram
0,0941 dm−3 = 2,0839 g dm-3
Suhu penangas air = 85 oC + 273 = 358 K
Tekanan gas = tekanan barometer = 1 atm
M = ρ RT
P
M = 2,0839 g dm−3 ×0,082056 dm−3 atmmol−1 K−1× 358 K1 atm
= 61,2167 g mol-1
2. Aseton
Bobor Erlenmeyer + aluminium foil + karet + uap = 46,4800 gram
Bobor Erlenmeyer + aluminium foil + karet = 48,3873gram
Bobot uap = 46,4800 gram - 48,3873gram = -1,9073 gram
Bobot erlenmeyer + akuades = 125,0700 gram
Bobot erlenmeyer kosong = 45,8163 gram
Bobot akuades = 125,0700 gram - 45,8163 gram = 79,2537 gram
Volume akuades = Bobot akuades
Bobot jenisakuades
= 79,2537 gram
1 g cm−3 = 79,2537 cm-3 = 0,07925 dm-3
Volume gas = Volume akuades = 0,07925 dm-3
Bobot jenis gas = bobot uap
volume gas = −1,9073 gram
0,0792 dm−3 = - 24.0668 g dm-3
Suhu penangas air = 93 oC + 273 = 366 K
Tekanan gas = tekanan barometer = 1 atm
M = ρ RT
P
M = −24.0668 g dm−3× 0,082056 dm−3 atm mol−1 K−1 ×366 K1 atm
= -722,7860 g mol-1
4.3 Pembahasan
Bobot jenis dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara massa zat (m)
terhadap volumenya (v) sedangkan massa molekul suatu zat adalah jumlah bobot dari
atom-atom yang menyusun molekul tersebut. Massa molekul suatu senyawa dapat
diperoleh dari bobot jenisnya dengan menggunakan persamaan gas ideal. Percobaan
ini bertujuan untuk mengetahui massa molekul dari suatu zat mudah menguap. Zat
mudah menguap yang akan ditentukan massa molekulnya adalah aston dan
kloroform dengan mengalami berbagai proses sseperti proses pengendapan,
pengembunan, dan perhitungan selisih massa zat sebelum dan sesudah penguapan.
Erlenmeyer yang digunakan adalah erlenmeyer berleher kecil, hal ini
dilakukan agar zat yang dimasukkan ke dalam erlenmeyer tidak terlalu cepat
menguap. Sebelum erlenmeyer diisi dengan zat mudah menguap, erlenmeyer
ditimbang terlebih dahulu agar didapatkan bobot erlenmeyer kosong. Lalu
erlenmeyer diisi dengan akuades hingga penuh lalu ditimbang kembali agar
didapatkan bobot akuades. Setelah itu, akuades dalam erlenmeyer dibuang dan
erlenmeyer dikeringkan untuk dipakai pada proses selanjutnya.
Erlenmeyer yang sudah kering, kemudian ditutup dengan aluminium foil
dan diikat dengan karet gelang lalu ditimbang kembali agar didapatkan jumlah bobot
erlenmeyer, karet gelang dan aluminium foil. Setelah itu, erlenmeyer diisi dengan zat
mudah menguap lalu ditutup kembali dengan aluminium foil dan diikat dengan karet
gelang agar tidak ada udara yang masuk ke erlenmeyer serta diberi lubang pada tutup
aluminium foil dengan menggunakan jarum agar udara dapat keluar. Bersamaan
dengan proses ini, panaskan akuades dalam penangas air hingga mencapai suhu
100 oC.
Erlenmeyer kemudian direndam dalam akuades yang yang bersuhu 100 oC
hingga semua larutan dalam erlenmeyer terendam akuades. Proses ini berfungsi agar
semua larutan dalam erlenmeyer mengalami proses penguapan. Setelah semua
larutan berubah menjadi uap, erlenmeyer diangkat dari penangas air dan dilap bagian
dinding permukaan luar erlenmeyer agar akuades yang ada pada bagian dinding luar
erlenmeyer tidak mempengaruhi uap dalam erlenmeyer. Setelah itu, erlenmyer
dimasukkan ke dalam desikator yang berfungsi untuk mengkondensasikan kembali
uap yang terbentuk. Setelah dingin, erlenmeyer kembali ditimbang untuk
mendaptkan bobot uap zat mudah menguap.
Setelah semua data diperoleh maka, massa molekul akan dihitung dengan
menggunakan persamaan gas ideal. Sebelum itu, kita harus menghitung bobot jenis
gas dengan membandingkan bobor uap terhadap volume gas yang merupakan
volume akuades. Setelah massa molekul dapat dihitung dengan persamaan gas ideal.
Dari perhitungkan didapatkan harga massa molekul yang sangat menyimpang dari
massa molekul seharusnya bahkan didapatkan massa molekul aseton berharga
negatif yang tak mungkin terjadi.
Ketidaksesuaian ini dapat terjadi karena berbagai faktor. Misalnya, pada
saat proses penimbangan, pengukuran dengan termometer, pada waktu memipet zat
mudah menguap yang kurang cermat, sehingga cairan tersebut sempat menguap.
Selain itu, kesalahan itu juga bisa diakibatkan karena ketidaktepatan pengamatan
pada saat cairan telah menguap semua atau belum dapat mengakibatkan kesalahan
dalam perhitungan. Jika masih ada cairan yang belum menguap atau masih ada cairan
yang tersisi dalam labu erlenmeyer, maka dapat mengakibatkan kesalahan dalam
perhitungan massa jenis gas dan pada akhirnya mengakibatkan kesalahan pada
perhitungan berat molekul.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diperoleh dari percobaan ini adalah :
1. Kerapatan dari kloroform adalah 2,0839 g dm-3 dan kerapatan aseton adalah
-24.0668 g dm-3. Data ini sangat menyimpang dari data teoritis.
2. Massa molekul dari kloroform adalah 61,2167 g/mol dan massa molekul
aseton adalah -722,7860 g/mol. Data ini sangat menyimpang dari data teoritis.
5.2 Saran
5.2.1 Laboratorium
Sebaiknya agar alat-alat yang digunakan lebih dipelihara dengan baik dan
bahan-bahan yang digunakan lebih dijaga dengan baik agar tidak terkontaminasi
sehingga hasil yang diperoleh dari percobaan dapat lebih mendekati hasil secara teoritis.
Selain itu, memperbaiki fasilitas-fasilitas di dalamnya demi kelancaran praktikum.
5.2.2 Asisten
Asisten sudah memandu praktikan saat praktikum dengan cukup bagus dan
lebih ditingkatkan lagi. Selain itu, penjelasan mengenai bahan dan perlakuan
terhadap bahan juga perlu ditambah.
DAFTAR PUSTAKA
Alberty, R., A., Daniels, F., 1980, Kimia Fisika Edisi Kelima Jilid 2, Erlangga, Jakarta.
Castellan, G., W., 1983, Physical Chemistry, Addison-Wesley, London
Farzaneh, M., Gord, 2011, Real And Ideal Gas Thermodynamic Analysis Of Single
Reservoir Filling Process Of Natural Gas Vehicle Cylinders, Theoretical and
Applied Mechanics, Vol. 41 (No. 2), 2011: 21–36.
Moore, W., J., 1955, Physical Chemistry, Prentice-Hall, New York.
Mujriati, A., Basid, A., 2010, Simulasi Tumbukan Partikel Gas Ideal Dengan Model
Cellular Automata Dua Dimensi, Neutrino, Vol. 2 (No.2).
Sunaryo, I,. Penentuan Kerapatan Dan Bobot Jenis, Fakultas Matematika Dan Ilmu
Pengeahuan Alam Universitas Hasanuddin, Makassar.
Yamamoto, A., Noda, I., Nagasawa, M., 1970, Comparison Of Various Method Of
Determining Molecular Weight Distribution, Journal Polymer, Vol. 1
(No.3), 1970: 304-311.
Yazid, E., 2005, Kimia Fisika Untuk Paramedis, Andi Offset, Yogyakarta.
LEMBAR PENGESAHAN
Makassar, 17 Februari 2014
ASISTEN PRAKTIKAN
RYAN ANDHIKA RIPKA SAPUTRI NIM: H311 11 030 NIM : H311 12 286
Cairan yang mudah menguap
LAMPIRAN
BAGAN KERJA
Erlenmeyer ditimbang dan dicatat bobotnya, lalu
erlenmeyer diisi dengan akuades sampai penuh kemudian
ditimbang kembali dan dicatat bobotnya. Setelah itu, buang
akuades dari erlenmeyer kemudian erlenmeyer dikeringkan.
Erlenmeyer ditutup dengan aluminium foil dan diikat
dengan karet gelang kemudian ditimbang dan dicatat
bobotnya. Setelah itu, erlenmyer diisi dengan cairan mudah
menguap sebanyak 5 mL lalu Erlenmeyer ditutup kembali
dengan aluminium foil dan diikat dengan karet gelang serta
diberi lubang pada tutupnya menggunakan jarum.
Erlenmeyer yang berisi cairan mudah menguap direndam
dalam penangas air bersuhu 100 oC kira-kira 1 cm di bawah
aluminium foil.
Erlenmeyer dibiarkan dalam penangas air sampai semua
cairan diuapkan dan suhu penangas air tersebut dicatat.
Setelah semua cairan diuapkan, erlenmeyer diangkat dari
penangas, air yang menempel pada bagian luar erlenmeyer
dikeringkan dengan lap, lalu erlenmeyer dimasukkan ke
dalam desikator.
Setelah dingin, erlenmeyer ditimbang.
HASIL