LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA
PERCOBAAN II PENENTUAN MASSA MOLEKUL PENGUKURAN BERDASARKAN BOBOT JENIS
NAMA NIM KELOMPOK HARI/ TANGGAL PERCOBAAN ASISTEN
: YUNITA PARE ROMBE : H311 12 012 : III (TIGA) : SELASA/30 SEPTEMBER 2014 : MASHYITA DWI PRATIWI
LABORATORIUM KIMIA FISIKA JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS HASANUDDIN MAKASSAR 2014
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Setiap zat terdiri atas partikel-partikel yang sangat kecil. Partikel-partikel tersebut kemudian akan selalu bergerak dan memiliki energi kinetik. Kecepatan gerak partikel-partikel tersebut bergantung pada temperatur dan keadaan fisik zat gas, cair, atau padat. Dari ketiga keadaan fisik zat tersebut, keadaan gas yang paling mudah untuk dipahami. Pada keadaan gas, partikel-partikel bergerak secara bebas ke segala arah. Jarak antara partikel-partikel cukup besar sehingga gaya tarik-menarik antara partikel relatif kecil. Gas tidak mempunyai bentuk dan volume yang tetap, tetapi akan selalu mengisi setiap ruang yang ditempatinya, volume gas sama dengan volume ruangan. Volume gas akan berubah dengan adanya perubahan suhu dan tekanan. Berat jenis juga akan berubah bila suhu dan tekanan berubah. Semakin tinggi tekanan suatu jumlah tertentu gas pada suhu yang konstan akan menyebabkan volume semakin kecil dan akibatnya berat jenis akan semakin besar. Volume molekul-molekul gas sangat kecil bila dibandingkan dengan volume yang ditempati gas tersebut sehingga banyak ruang kosong antara molekul-molekulnya. Pada percobaan ini akan dilakukan penentuan massa molekul suatu zat mudah menguap berdasarkan pengukuran bobot jenisnya yang mengacu pada persamaan gas ideal, dimana tekanan uap zat cairan dalam suatu labu akan dikondisikan agar mencapai kesetimbangan dengan tekanan udara luar agar kemudian dapat diketahui bobot jenisnya. Setelah itu, dengan menggunakan persamaan gas ideal maka massa molekul zat tersebut dapat diketahui. Agar dapat lebih memahami teori diatas, maka percobaan ini dilakukan.
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 massa jenisnya.
1.2.2 Tujuan Percobaan Adapun 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 kerapatan zat dan persamaan gas ideal.
1.3 Prinsip Percobaan Prinsip dari percobaan ini adalah penentuan massa molekul dan kerapatan zat mudah menguap yaitu kloroform dan aseton melalui proses penguapan, pengembunan, dan penentuan selisih bobot senyawa sebelum dan setelah penguapan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Pendekatan
yang lebih langsung untuk menetapkan bobot molekul
dibandingkan metode Cannizzaro adalah menggunakan persamaan gas ideal. Untuk tujuan ini, perlu mengubah persamaan itu sedikit. Jumlah mol gas, yang biasanya dinyatakan dengan n adalah sama dengan massa gas, m, dibagi dengan massa molar, M (satuannya g/mol). Jadi, n = m/M. Bobot molekul (tidak bersatuan secara numeris sama dengan massa molar (Petrucci dan Hardwood, 1993). PV = Tekanan didefinisikan sebagai gaya terbagi oleh daerah yang gaya diterapkan. semakin besar gaya yang bekerja pada daerah tertentu, semakin besar tekanan. Asal gaya yang diberikan oleh gas adalah dari molekul di dinding wadah. Tabrakan yang begitu banyak menurut Axert bahwa kekuatan efektif stabil, yang berperan sebagai tekanan stabil (Atkins dan paula, 2006). Beberapa unit lainnya masih banyak digunakan, unit-unit ini, yang paling umum digunakan adalah atmosfer (1 atm = 1,013 25 x 105 Pa) dan bar (1 bar = 105 Pa). Tekanan 1 bar tekanan standar (Atkins dan paula, 2006). Hukum tentang gas ada beberapa yang ahli yang menyatakan pendapatnya diantaranya (Dogra dan Dogra, 1990): a. Hukum Boyle Tekanan (P) berbanding terbalik dengan volume (V) pada temperatur tetap dan untuk sejumlah tertentu gas, yaitu: Pā
pV = konstan p1V1 = p2V2 b. Hukum Charles atau Hukum Gay-Lussac Sejumlah tertentu gas pada tekanan tetap (dalam keadaan isobar), volume (V) berbanding lurus dengan temperatur (T). Hubungannya adalah ā
atau V/T = konstan
c. Hukum Gas Ideal Hukum Boyle dan hukum Charles atau hukum Gay-Lussac dapat digabungkan bersama yaitu untuk sejumlah massa tertentu dari gas. P
= konstan
Kondisi sejumlah massa tertentu dapat dihilangkan dengan bantuan hipotesis Avogadro yang menyatakan bahwa pada kondisi temperatur dan tekanan yang sama, gas-gas dengan volume sama akan mengandung jumlah molekul yang sama. Maka persamaan menjadi (Dogra dan Dogra, 1990):
P
= R, n adalah banyaknya mol dan R adalah konstanta gas
Suatu hubungan antara berat molekul gas dan berat jenisnya dapat diperoleh dengan bayakanya mol suatu gas adalah massa gas dibagi dengan berat molekulnya. Satuan tekanan adalah pascal dimana 1 pascal sama dengan 1 N m-2 (Bird, 1993). Volatil dapat ditemukan dalam lingkungan udara ruangan tertutup, diantaranya adalah aseton, benzena, asetaldehida, etilbenzena, metil etil keton, toluena, trikloroetana dan p-xilena. Aseton pada suhu kamar adalah larutan jernih, tidak berwarna, bersifat volatil dengan bau aromatik menyerupai benzena dan mudah terbakar, sehingga aseton merupakan zat pembakar berbahaya yang signifikan pada
suhu kamar. Aseton dalam ruangan dapat berasal dari cat, vernis dan pewangi ruangan. Aseton dapat mengiritasi kulit, mata, dan saluran pernafasan dan telah diketahui bahwa kontak dengan kontaminan organik dalam waktu yang lama dapat meningkatkan risiko gangguan kesehatan serius pada manusia akibat sifat karsinogenik dan mutageniknya (Wuntu dan Kamu, 2011). Gas ideal merupakan suatu model yang digunakan dalam teori kinetik gas. Anggapan mikroskopis gas ideal untuk molekul ini adalah sebagai berikut (Mujriati dan Basid, 2010): 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 antar partikel dengan dinding wadah adalah elastic sempurna. f. Berlaku hukum-hukum gerak Newton. Karet alam berasal dari spesies pohon Hevea bransiliensis dengan bobot molekul polimernya cukup tinggi. Selain itu besar bobot molekul distribusinya pun luas jangkauannya. Variasi itu besar bobot molekul dan bobot molekul distribusi bergantung pada klon dan umur dari pohon karet bergantung pada kondisi tanah dan iklim perkebunan tempat pohon karet ditanam. Pengetahuan mengenai bobot molekul karet alam merupakan hal yang paling penting untuk proses produk karet. Sifat fisika karet seperti modulus, kekuatan daya tarik, dan kekuatan daya lusuh sangat bergantung pada bobot molekul dan bobot molekul distribusi sebuah karet. Penentuan bobot molekul dan distribusi bobot molekul telah dilakukan melalui beberapa cara yaitu hamburan cahaya, viskometri, dan kromatografi gel (Kovuttikulrangsie dan Sakdapipanich, 2005).
BAB III METODE PERCOBAAN
3.1 Bahan Percobaan Bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah akuades, kloroform, aseton, aluminium foil, tissue roll, kertas label, karet gelang, dan sabun cair. 3.2 Alat Percobaan Alat yang digunakan pada percobaan ini adalah erlenmeyer 50 mL, gelas piala 400 dan 450 mL, pipet volume 5 mL, jarum, neraca digital, desikator, hot plate, termometer skala 100 0C, bulb, labu semprot, statif, dan sikat tabung.
3.3 Prosedur Kerja Pertama-tama erlenmeyer 50 mL yang bersih dan kering, ditimbang kosong. Erlenmeyer ditutup dengan menggunakan aluminium foil, lalu dikencangkan dengan karet gelang. Kemudian ditimbang erlenmeyer beserta aluminium foil dan karet gelang setelah itu dimasukkan aquades ke dalam erlenmeyer hingga penuh dan ditimbang. Air dalam erlenmeyer dikeluarkan kemudian erlenmeyer dikeringkan, kemudian diisi dengan 5 mL kloroform menggunakan pipet volume 5 mL. Erlenmeyer ditutup kembali dengan aluminium foil dan karet gelang dan dibuat lubang-lubang kecil pada aluminium foil di erlenmeyer tersebut dengan jarum. Erlenmeyer direndam dalam penangas air hingga seluruh cairan dalam erlenmeyer menguap, kemudian erlenmeyer diangkat dibersihkan air yang menempel di bagian dinding luar erlenmeyer, lalu dimasukkan ke dalam desikator. Setelah dingin, erlenmeyer ditimbang, dan diulangi percobaan diatas dengan mengganti kloroform dengan aseton.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengamatan 1. Kloroform Bobot erlenmeyer + akuades = 97,27 g Bobot erlenmeyer kosong
= 37,64 g
Suhu dalam penangas
= 40 0C = 313 K
Massa jenis akuades
= 1 g/mL
2. Aseton Bobot erlenmeyer + akuades = 96,19 g Bobot erlenmeyer kosong
= 37,64 g
Suhu dalam penangas
= 42 0C = 315 K
Massa jenis akuades
= 1 g/mL
Tabel Pengamatan
No.
Jenis zat cair
Bobot erlenmeyer + aluminium foil + karet gelang (g)
1. 2.
Kloroform Aseton
38,38 38,29
Bobot erlenmeyer + aluminium foil + karet gelang + uap cairan (g) 38,50 38,42
4.2 Perhitungan 1. Kloroform Bobot erlenmeyer + aluminium foil + karet gelang + uap kloroform = 38,50 g Bobot erlenmeyer + aluminium foil + karet gelang
= 38,38 g
Bobot kloroform = 38,50 ā 38,38
= 0,12 g
Bobot erlenmeyer + akuades
= 97,27 g
Bobot erlenmeyer kosong
= 37,78 g
Bobot akuades
= 59,63 g
Massa jenis akuades
= 1 g/mL
= 0,05963 Volume gas = volume akuades = 59,63 mL = 0,05963 L
Suhu penangas = 40 0C = 313 K Tekanan = 760 mmHg = 1 atm
P
Mr CHCl3 secara teori dan praktek berturut-turut adalah 119,5 g/mol dan 51,7132 g/mol. 2. Aseton Bobot erlenmeyer + aluminium foil + karet gelang + uap aseton = 38,42 g Bobot erlenmeyer + aluminium foil + karet gelang
= 38,29 g
Bobot aseton = 38,42 ā 38,29
= 0,13 g
Bobot erlenmeyer kosong
= 37,64 g
Bobot erlenmeyer + akuades
= 96,19 g
Bobot akuades
= 58,55 g
Massa jenis akuades
= 1 g/mL
= 0,05855 Volume gas = volume akuades = 58,55 mL = 0,05855 L
Suhu penangas = 42 0C = 315 K Tekanan = 760 mmHg = 1 atm
P
. Mr Aseton (CH3COCH3) secara teori dan praktek berturut-turut adalah 58 g/mol dan 57,4202 g/mol.
4.3 Pembahasan Jika zat terdiri dari molekul-molekul, maka jumlah dari massa atom disebut massa molekul atau berat molekul. Jadi, massa molekul relatif suatu zat sama dengan
jumlah massa total atom relatif dari massa atom relatif unsur-unsur penyusunnya. Penentuan massa molekul suatu zat yang mudah menguap dapat dilakukan berdasarkan pengukuran massa jenis zat tersebut. Adapun penentuan massa jenisnya dilakukan berdasarkan penimbangan zat tersebut sebelum dan setelah penguapan. Pada percobaan penentuan massa molekul berdasarkan pengukuran bobot jenis ini digunakan cairan yang mudah menguap yaitu kloroform dan aseton. Selain mudah menguap, kedua cairan tersebut memiliki titik didih yang rendah. Percobaan penentuan massa molekul ini didasarkan pada sifat-sifat gas ideal dan melalui persamaan gas ideal ini, maka massa molekulnya dapat dihitung. Dalam percobaan ini, pertama erlenmeyer 50 mL yang akan digunakan, dibersihkan dan dikeringkan terlebih dahulu agar tidak terdapat zat lain pada saat penimbangan. Penimbangan dilakukan 4 kali, yaitu untuk mengetahui bobot erlenmeyer yang kosong, bobot erlenmeyer yang telah ditutup aluminium foil dan karet gelang, bobot erlenmeyer yang telah diisi akuades, dan bobot erlenmeyer yang telah diisi kloroform atau aseton yang ditutup aluminium foil dan karet gelang. Selanjutnya, akuades pada erlenmeyer dibuang dan erlenmeyer dibilas dengan zat mudah menguap yang akan digunakan yaitu kloroform dan aseton. Kemudian sebanyak 5 mL zat mudah menguap yaitu kloroform dan aseton dimasukkan ke dalam erlenmeyer lalu ditutup dengan aluminium foil dan dieratkan dengan karet gelang agar kedap gas dan menghindari penguapan cairan kloroform dan aseton ke udara. Aluminium foil digunakan karena bahannya elastis sehingga mudah untuk dibentuk. Selain itu aluminium foil bersifat kedap gas sehingga uapnya tidak menempel pada aluminium foil. Kemudian dibuat lubang-lubang kecil pada aluminium foil dengan menggunakan jarum sebanyak 10 lubang agar pada saat pemanasan uap cairan dapat keluar. Setelah semua udara keluar, uap cairan akan keluar hingga terjadi kesetimbangan yaitu tekanan uap cairan dalam erlemeyer sama dengan tekanan udara
di luar. Pada kondisi kesetimbangan ini, labu erlemeyer hanya berisi uap cairan dengan tekanan yang sama dengan tekanan udara luar. Setelah semua cairan menguap, erlenmeyer diangkat dari penangas air lalu dilap air yang menempel pada bagian luarnya, diukur pula suhu pada penangas air. Kemudian erlenmeyer dimasukkan ke dalam desikator, hal ini bertujuan untuk pendinginan dan agar cairan yang menguap dapat mengembun. Setelah dingin, erlenmeyer ditimbang menggunakan neraca digital. Dari hasil perhitungan data yang didapatkan melalui percobaan, diperoleh massa molekul kloroform adalah 51,7132 g/mol dan massa molekul aseton adalah 57,4202
. Sedangkan berdasarkan teori, massa molekul kloroform adalah
119,5 g/mol dan massa molekul aseton adalah 58 g/mol. Dari percobaan, didapatkan nilai kerapatan klorofom adalah 2,01714 g/L dan nilai kerapatan aseton adalah 2,2203 g/L. Hasil ini bila dibandingkan dengan nilai teoritis untuk aseton cukup jauh berbeda dan aseton hampir mendekati, ini berarti terdapat kesalahan pada saat praktikum. Misalnya, erlenmeyer yang digunakan tidak benar-benar bersih atau kering. Pada saat melakukan pemipetan zat mudah menguap, volumenya tidak tepat 5 mL. Apabila dibandingkan antara massa jenis kloroform dengan massa jenis aseton, aseton lebih cepat menguap daripada kloroform. Karena nilai massa jenis aseton lebih kecil daripada kloroform dan ini telah sesuai dengan teori.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan Dari percobaan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa: 1. Kerapatan kloroform adalah 2,0124 g/L dan kerapatan aseton adalah 2,2203 g/L. 2. Massa molekul kloroform adalah 51,7132 g/ml dan massa molekul aseton adalah 57,4202 g/mol.
5.2 Saran Saran yang dapat saya berikan untuk percobaan ini yaitu mungkin ada baiknya jika kita menggunakan zat lain yang mudah menguap, sehingga bukan hanya aseton dan kloroform saja yang kita ketahui kerapatan dan massa molekulnya. Saran untuk laboratorium sebaiknya menyiapkan zat mudah menguap lainnya agar dilakukan penentuan kerapatan kerapatan dan massa molekulnya. Saran untuk asisten sebaiknya lebih menjelaskan lagi secara terperinci mengenai percobaan yang akan dilakukan dan manfaatnya dalam dunia kerja tentang percobaan ini.
DAFTAR PUSTAKA
Atkins, P., dan Paula, J.D., 2006, Physical Chemistry Eighth Edition, Oxford University Press, America. Bird, T., 1993, Kimia Fisik Untuk Universitas, Gramedia Pustaka Utama, Jakarta. Dogra, S.K., dan Dogra, S., 1992, Kimia Fisik dan Soal-Soal, UI-Press, Jakarta. Kovuttikulrangsie, S., dan Sakdapipanich, T.J., 2005, The Molecular Weight (MW) and Molecular Weight Distribution (MWD) Of NR from Different Age and Clone Heave Trees, Songklanakarin, Technol (online), 27 (2); 337-342. Mujriati, A., dan Basid, A., 2010, Simulasi Tumbukan Partikel Gas Ideal dengan Model Cellular Automata Dua Dimensi, Jurnal Neutrino (online), 2 (2); 217-222. Petrucci, R.H., dan Harwood, W.S., 1993, General Chemistry Principles and Modern Aplications Sixth Edition, Macmillan Publishing Company, New York. Wuntu, D.A., dan Kamu, S.V., 2011, Adsorpsi Aseton Pada Arang Aktif Biji Asam Jawa, Jurnal Ilmiah Sains (online), 11 (2); 174-181
LEMBAR PENGESAHAN
Makassar, 30 September 2014 Asisten
MASYITA DWI PRATIWI NIM. H311 11 258
Praktikan
YUNITAPARE ROMBE NIM. H311 12 012
Lampiran 1. Bagan Kerja
Erlenmeyer 50 mL
-
Erlenmeyer kosong ditimbang.
-
Ditutup dengan aluminium foil dikencangkan dengan karet gelang, kemudian ditimbang.
-
Diisi 5 mL kloroform, ditutup dengan aluminium dan diikat dengan karet gelang kemudian aluminium foil dilubangi dengan jarum.
-
Erlenmeyer direndam dalam air yang sedang dipanaskan dengan penangas air sampai semua cairan menguap.
-
Suhu air pada penangas diukur dan dicatat.
-
Erlenmeyer diangkat, bagian luar dilap dan dimasukkan ke dalam desikator.
-
Setelah dingin dan cairan mengembun, erlenmeyer ditimbang kembali.
-
Data
Percobaan diganti dengan aseton.
Lampiran 2 : Foto Percobaan
