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