LAPORAN PRAKTIKUM
KIMIA FISIKA
PERCOBAAN I
PENENTUAN BERAT MOLEKUL BERDASARKAN PENGUKURAN
MASSA JENIS GAS
Nama : Akhmad Baihaqi
NIM : J1E108059
Hari/ Tanggal Praktikum : Kamis, 16 April 2009
Hari/ Tanggal Dikumpul : Kamis, 23 April 2009
Hari/ Tanggal Acc :
Kelompok : VI (Enam)
Asisten : Noor Ilma Maharani
PROGRAM STUDI FARMASI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
BANJARBARU
2009
PERCOBAAN I
PENENTUAN BERAT MOLEKUL BERDASARKAN PENGUKURAN
MASSA JENIS GAS
I. TUJUAN PERCOBAAN
Tujuan dari percobaan ini adalah untuk menentukan berat molekul senyawa volatil berdasarkan pengukuran massa jenis gas dengan menggunakan persamaan gas ideal.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Gas mempunyai sifat bahwa molekul-molekulnya sangat berjauhan satu sama lain sehingga hampir tidak ada gaya tarik menarik atau tolak menolak diantara molekul-molekulnya sehingga gas akan mengembang dan mengisi seluruh ruang yang ditempatinya, bagaimana pun besar dan bentuknya. Untuk memudahkan mempelajari sifat-sifat gas ini baiklah dibayangkan adanya suatu gas ideal yang mempunyai sifat-sifat :
a. Tidak ada gaya tarik menarik di antara molekul-molekulnya.
b. Volume dari molekul-molekul gas sendiri diabaikan.
c. Tidak ada perubahan enersi dalam (internal energy = E) pada pengembangan.
Sifat-sifat ini didekati oleh gas inert (He, Ne, Ar dan lain-lain) dan uap Hg dalam keadaan yang sangat encer. Gas yang umumnya terdapat di alam (gas sejati) misalnya: N2, O2, CO2, NH3 dan lain-lain sifat-sifatnya agak menyimpang dari gas ideal.
Densiti dari gas dipergunakan untuk menghitung berat molekul suatu gas, ialah dengan cara membendungkan suatu volume gas yang akan dihitung berat molekulnya dengan berat gas yang telah diketahui berat molekulnya (sebagai standar) pada temperatur atau suhu dan tekanan yang sama. Densiti gas diidenfinisikan sebagai berat gas dalam gram per liter. Untuk menentukan berat molekul ini maka ditimbang sejumlah gas tertentu kemudian diukur PV dan T-nya. Menurut hukum gas ideal :
P V = n R T dimana n =
M =
Bila gas ideal sifat-sifatnya dapat dinyatakan dengan persamaan yang sederhana ialah PV = n R T, maka sifat-sifat gas sejati hanya dapat dinyatakan dengan persamaan, yang lebih kompleks lebih-lebih pada tekanan yang tinggi dan temperatur yang rendah. Bila diinginkan penentuan berat molekul suatu gas secara teliti maka hukum-hukum gas ideal dipergunakan pada tekanan yang rendah. Tetapi akan terjadi kesukaran ialah bila tekanan rendah maka suatu berat tertentu dari gas akan mempunyai volume yang sangat besar.. Untuk suatu berat tertentu bila tekanan berkurang volume bertambah dan berat per liter berkurang. Densiti yang didefinisikan dengan W/V berkurang tetapi perbandingan densiti dan tekanan d/p atau W/pV akan tetap, sebab berat total W tetap dan bila gas dianggap gas ideal pV juga tetap sesuai dengan persamaan berikut :
P V =
M =
Suatu aliran dari udara kering yang bersih dilewatkan cairan yang diukur tekanan uapnya. Ketelitian dari pengukuran ini tergantung pada kejenuhan udara tersebut. Untuk menjamin kejenuhan ini maka udara dilewatkan cairan tersebut secara seri. Bila V adalah volume dari w gram cairan tersebut dalam keadaan uap, M berat mol cairan dan tekanan uap dari cairan tersebut pada temperatur T maka tekanan uap dapat dihitung dengan hukum gas ideal :
P = (
(Respati, 1992).
Hukum gabungan gas untuk suatu sampel gas menyetakan bahwa perbandingan PV/T adalah konstan
Sebetulnya untuk gas-gas real (nyata) seperti metana (CH3) dan oksigen dilakukan pengukuran secara cermat, ternyata hal ini tidak benar betul. Gas hipotesis yang dianggap akan mengikuti hukum gabungan gas pada berbagai suhu dan tekanan hukum gabungan gas pada berbagai suhu dan tekanan disebut gas ideal. Gas nyata akan menyimpang dari sifat gas ideal.. Pada tekanan yang relatif rendah termasuk pada tekanan atmosfer serta suhu yang tinggi, semua gas akan menempati keadaan ideal sehingga hukum gas gabungan dapat dipakai untuk segala macam gas yang digunakan (Brady, 1999).
Persamaan gas ideal bersama-sama dengan massa jenis gas dapat digunakan untuk menentukan berat molekul senyawa volatil. Dalam hal ini menyarankan konsep gas ideal, yakni gas yang akan mempunyai sifat sederhana yang sama dibawah kondisi yang sama (Haliday, 1978).
Persamaan yang menghubungkan langsung massa molekul gas dengan rapatannya dapat diturunkan dari hukum gas ideal. Jika jumlah mol suatu gas dapat diketahui dengan membagi massanya dalam gram dengan massa molekulnya.
Jumlah mol (n) =
Bila dimasukan dalam hukum gas ideal menghasilkan :
PV =
M =
Rapatan (d) adalah perbandingan antara massa (berat) terhadap volume, (g/V). Maka persamaan dapat ditulis :
M = d
(Brady, 1999).
III. METODELOGI PERCOBAAN
3.1 Alat dan bahan
a. Alat
Alat-alat yang digunakan pada percobaan ini adalah erlenmeyer (150 ml), gelas piala (600 ml), aluminium foil, karet gelang, jarum, neraca analitik dan desikator.
b. Bahan
Bahan-bahan Bahan-bahan yang diperlukan pada percobaan ini adalah akuades, cairan volatil seperti CHCl3 dan aseton.
Rancangan alat :
volatil
api piala
3.2 Prosedur Percobaan
1. Mengambil sebuah labu erlenmeyer yang berleher kecil, yang bersih dan kering, kemudian menutup dengan aluminium foil dan kencangkan dengan karet gelang.
2. Menimbang labu erlenmeyer beserta aluminium foil dan karet gelang dengan menggunakan neraca analitik.
3. Memasukkan sebanyak 5 ml cairan volatil ke dalam labu erlenmeyer, kemudian menutup kembali dengan aluminium foil dan mengencangkan dengan karet gelang. Kemudian dengan menggunakan jarum dibuat lubang kecil pada aluminium foil.
4. Merendam labu erlenmeyer di dalam penangas air dengan temperatur kurang dari 100oC
5. Membiarkan sampai seluruh cairan volatil menguap, mencatat temperatur penangasnya, kemudian diangkat. Lalu mengeringkan bagian luar labu erlenmeyer, kemudian diletakkan di dalam desikator untuk didinginkan.
6. Menimbang labu erlenmeyer yang telah dingin tanpa melepas aluminium foil dan karet gelang.
7. Menentukan volume dari labu erlenmeyer dengan cara mengisi labu dengan air sampai penuh.
8. Mengukur tekanan atmosfer dengan menggunakan barometer.
IV. HASIL DAN PERHITUNGAN
4.1 Hasil Pengamatan
Tabel 1
| No | Pengamatan | Kloroform | Aseton |
| 1 | Massa labu erlenmeyer, allumunium foil, dan karet gelang | 72,98 g | 73,80 g |
| 2 | Massa erlenmeyer dan volatil | 73,66 g | 73,95 g |
| 3 | Massa cairan x | 0,68 g | 0,15 g |
| 4 | Massa erlenmeyer dan air | 209,4 | 208,80 g |
| 5 | Massa air | 136,88 g | 135,68 g |
| 6 | Temperatur air | 30˚C | 31˚C |
| 7 | Temperatur air (volatil menguap) | 85˚C | 82˚C |
| 8 | Temperatur atmosfir | 1 atm | 1 atm |
4.2 Perhitungan
· Perhitungan untuk kloroform ( CHCl3 )
Dik : massa air = 136,88 gr
r air = 0,9960 gr/ cm3
T air dalam labu = 300 C
Massa CHCl3 = ( massa labu erlenmeyer + alumunium foil + karet geleng + cairan terkondensasi ) – ( massa labu erlenmeyer + alumunium foil + karet gelang )
= 73,66 gr – 72,98 gr
= 0,68 gr
T air dalam penangas = 1000 C = 100 + 273 = 373 0K
P = 1 atm
Dit : BM CHCl3
Jawab :
V air =
V air = V kloroform = 137,429. 10-3 L
BM =
· Perhitungan untuk aseton
Dik : massa air = 135,68 gr
r air = 0,9960 gr/ cm3
T air dalam labu = 310 C
Massa aseton = (massa labu erlen meyer + aluminium foil + karet gelang + cairan terkondensasi) – (massa labu erlenmeyer + aluminium foil + karet gelang).
= 73,95 gr – 73,80 gr
= 0,15 gr
Tair dalam penangas = 1000 C = 100 + 273 = 373 0K
P = 1 atm
Dit : BM aseton
Jawab :
V air =
V air = V aseton = 136,225. 10-3 L
BM =
· Perhitungan Persen Eror
Untuk kloroform
Dik : BM praktek = 151,45 gr/L
BM teori = 119,5 gr/mol
Dit : % error
Jawab :
%error =
=26,7364 %
Untuk aseton
Dik : BM praktek = 33,7035 gr/L
BM teori = 58 gr/mol
Dit : % error
Jawab :
%error =
= 41,8905 %
· Perhitungan Faktor Koreksi
Untuk kloroform
Dik : mair = 136,88 gr
Suhu kamar = 25 0C
Vudara=Verlenmeyer = 137,429. 10-3 L
BM udara = 28,8 gr/mol
Suhu dalam penangas = 100 0C = 373 0K
Dit : BM CHCl3
Jawab :
Faktor koreksi
Log P =
=
= 2,2954
P = 197,424 mmHg
= 0,2598 atm
massa udara
P BM =
mudara =
= 0,042 gr
massa total = massa udara + massa kloroform
= 0,042 + 0,68
= 0,722 gr
BM kloroform =
Untuk aseton
Dik : mair = 135,68 gr
Suhu kamar = 25 0C
Vudara=Verlenmeyer = 136,225. 10-3 L
BM udara = 28,8 gr/mol
Suhu dalam penangas = 100 0C = 373 0K
Dit : BM aseton
Jawab :
Faktor koreksi
Log P =
=
= 2,2954
P = 197,424 mmHg
= 0,2598 atm
massa udara
P BM =
mudara =
= 0,0417 gr
massa total = massa udara + massa aseton
= 0,0417 + 0,15
= 0,567 gr
BM aseton =
Tabel Hasil Perhitungan
Tabel 2
| Cairan Volatil | ρ air (g / L) | m cairan (g) | P (atm) |
| CHCl3 | 4,948 | 0,689 | 1 |
| Aseton | 1,1011 | 0,159 | 1 |
Tabel 3
| Cairan Volatil | BM (g / mol) | m total (g) | BM koreksi (g / mol) | % Error (%) |
| CHCl3 | 151,54 | 0,722 | 160,8041 | 26,7364 % |
| Aseton | 33,7045 | 0,567 | 127,398 | 41,8905 % |
V. PEMBAHASAN
Persamaan gas ideal bersama-sama dengan massa jenis gas dapat digunakan untuk menentukan berat molekul senyawa volatil. Dalam hal ini menyarankan konsep gas ideal, yakni gas yang akan mempunyai sifat sederhana yang sama dibawah kondisi yang sama. Berdasarkan persamaan gas ideal dapat diketahui bahwa banyaknya mol gas biasanya dinyatakan sebagai n, juga sama dengan massa, m dibagi massa molar, M (yang mempunyai satuan) g/mol ) jadi n = mol/M. Berat molekul (bila tak bedimensi) sama dengan bilangan massa molar :
PV =
Praktikum kali ini bertujuan untuk dapat menentukan berat molekul senyawa volatil berdasarkan pengukuran massa jenis gas dengan menggunakan persamaan gas ideal. Pada percobaan kali ini dipergunakan sampel berupa larutan kloroform dan aseton.
Pada praktikum kali ini, dilakukan dengan terlebih dahulu menentukan massa erlenmeyer kosong agar dapat menentukan massa cairan. Berat labu erlenmeyer ditambahkan alumium foil dan karet gelang untuk kloroform yakni 72,98 gr sedangkan berat labu erlenmeyer ditambah alumium foil dan karet gelang untuk aseton yakni 73,80 gr. Labu erlenmeyer kemudian dimasukan kloroform/aseton lalu dipanaskan sampai suhu 100 °C. Setelah semua cairan volatil menguap, labu erlenmeyer diangkat, kemudian diletakkan dalam desikator. Desikator berfungsi sebagai pengering dan pendingin dari alat laboratorium untuk percobaan. Berat labu erlenmeyer ditambahkan alumium foil dan karet gelang untuk kloroform yang didinginkan yakni 73,66 gr sedangkan berat labu erlenmeyer ditambah alumium foil dan karet gelang untuk aseton yang didinginkan yakni 73,95 gr. Oleh karena itu didapatkan berat cairan kloroform yakni 0,689 gr dan untuk aseton yakni 0,159 gr.
Dengan menggunakan persamaan gas ideal maka diperoleh BM dari larutan volatil tersebut. Dalam perhitungan didapatkan nilai BM kloroform ialah 151,45 gr/mol, sedangkan BM kloroform yang sebenarnya adalah 119,5 g/mol. Dalam perhitungan didapatkan nilai BM aseton ialah 33,7045 gr/mol, sedangkan BM aseton yang sebenarnya adalah 58 g/mol. Hasil yang didapatkan ini jauh berbeda dengan nilai BM secara teoritis. Kesalahan ini dapat terjadi karena kekurangtelitian praktikan pada saat praktikum. Kesalahan dapat juga terjadi karena kesalahan pada saat melakukan pemanasan; alat yang digunakan kurang bersih dan steril; masih terdapatnya udara dalam labu erlenmeyer hingga mempengaruhi nilai BM yang diperoleh.
Dalam perhitungan berat molekul (BM) aseton dan kloroform dapat menggunakan persamaan gas ideal yaitu dengan adanya volume air dan massa jenisnya, maka dapat dihitung massa jenis zatnya. Dengan mengetahui nilai massa jenis zat maka berat molekul juga dapat dihitung. Pada data hasil perhitungan dapat disimpulkan bahwa nilai massa cairan volatil berpengaruh terhadap berat molekul (BM). Dengan demikian, semakin besar nilai dari massa cairan volatil nya maka semakin besar pula nilai berat molekulnya.
Dalam percobaan kali ini digunakan dua larutan volatil, yaitu zat kloroform dan aseton. Kedua cairan volatil tersebut tampak berbeda dalam lama pengerjaannya. Pada larutan kloroform, zat bila dipanaskan lebih lambat menguap daripada aseton. Hal tersebut disebabkan karena berat molekul dari kloroform itu sendiri jauh lebih besar daripada aseton sehingga fase dari kloroform jauh lebih sulit untuk diubah daripada aseton.
VI. KESIMPULAN
Kesimpulan yang dapat diperoleh dari praktikum ini antara lain :
1. Penentuan berat molekul senyawa volatil dapat dilakukan dengan mengukur massa jenis senyawa dan menggunakan persamaan gas ideal.
2. Nilai BM (berat molekul) yang diperoleh pada percobaan untuk kloroform adalah sebesar 151,45gr/mol, sedangkan nilai BM teoritisnya sebesar 119,5 gr/mol.
3. Nilai BM (berat molekul) yang diperoleh pada percobaan untuk aseton adalah sebesar 30,7045 gr/mol, sedangkan nilai BM teoritisnya sebesar 58 gr/mol.
4. Pada perhitungan persen error, diproleh hasil yakni % error BM kloroform yakni 26,7364 %, sedangkan untuk % error BM aseton yakni 41,8905 %.
DAFTAR PUSTAKA
Brady, James E. 1999. Kimia Universitas, Jilid 1, edisi kelima. Binarupa Aksara. Jakarta.
s
Halliday dan Resnick. 1978. Fisika Jilid I. Erlangga. Jakarta.
Respati. 1992. Dasar-Dasar Ilmu Kimia Untuk Universitas. Rineka Cipta. Yogyakarta.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar