LAPORAN PRAKTIKUMKIMIA FISIKA

PERCOBAAN 1

PENENTUAN KERAPATAN DAN BOBOT JENIS

NAMA : SALMINAH SALEH

NIM : H311 08 005

KELOMPOK : I ( SATU )

HARI/TGL PERCOBAAN : KAMIS/ 2 SEPTEMBER 2010

ASISTEN : TIUR MAULI S.

LABORATORIUM KIMIA FISIKAJURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR2010

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kerapatan merupakan salah satu dari sifat intensif. Dengan kata lain,

kerapatan suatu zat tidak tergantung dari ukuran sampel. Kerapatan merupakan

perbandingan antara massa dan volume dari suatu senyawa. Makin besar volume

dari suatu senyawa, makin kecil kerapatannya. Begitu juga sebaliknya, makin

kecil volume suatu senyawa, maka kerapatannya makin besar. Bila kerapatan

suatu senyawa lebih besar daripada kerapatan air, maka senyawa tersebut akan

tenggelam dalam air. Namun, senyawa tersebut akan mengapung di atas air,

apabila kerapatannya lebih kecil.

Sementara itu, bobot jenis suatu zat adalah bilangan yang menyatakan

berapa gram bobot 1 dm3 suatu zat atau berapa kg bobot 1 dm3 air pada suhu 4oC.

Jadi, bilangan yang menyatakan berapa kali bobot 1 dm3 suatu zat dengan bobot

1 dm3 air pada suhu 4oC disebut juga bobot jenis. Selain itu, bobot jenis juga dapat

diartikan sebagai konstanta/tetapan bahan tergantung pada suhu untuk bentuk

padat, cair dan bentuk gas yang homogen.

Setiap senyawa memiliki nilai kerapatan dan bobot jenis yang berbeda-

beda. Sebagai contoh adalah minyak dan air. Air memiliki bobot jenis yang lebih

besar daripada minyak sehingga jika keduanya dicampur maka minyak akan

berada pada bagian atas (mengapung) karena memiliki nilai bobot jenis yang lebih

kecil daripada air. Berdasarkan hal tersebut, kita ingin membandingkan bobot

jenis air dengan senyawa-senyawa lain dalam hal ini adalah metanol dan gliserol,

maka dilakukanlah percobaan penentuan kerapatan dan bobot jenis ini dengan

menggunakan neraca Westphalt dan piknometer.

1.2 Maksud dan Tujuan Percobaan

1.2.1 Maksud Percobaan

Adapun maksud dari percobaan ini adalah untuk mengetahui dan

memahami cara pengukuran kerapatan dan bobot jenis suatu larutan dengan

menggunakan beberapa metode pengukuran.

1.2.2 Tujuan Percobaan

Adapun tujuan dari percobaan ini adalah untuk menentukan kerapatan dan

bobot jenis aquadest, metanol dan gliserol dengan menggunakan neraca Westphalt

dan piknometer.

1.3 Prinsip Percobaan

Adapun prinsip dalam percobaan ini adalah mengukur dan menghitung

kerapatan dan bobot jenis larutan aquadest, metanol dan gliserol dengan

menggunakan neraca Westphalt dan piknometer serta membandingkan dengan

kerapatan dan bobot jenis sesuai dengan teori.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Kerapatan suatu benda didefinisikan sebagai massa benda per satuan

volume. Dengan demikian sebuah benda yang memiliki massa m dan volume V

mempunyai kerapatan sebesar

Kerapatan dinyatakan dalam kg m-3. Kerapatan air, yang diperoleh dari informasi

bagian terdahulu adalah

ρ = 103 kg m-3 (atau 1 g cm-3 ).

Kerapatan yang terdefinisi dalam persamaan diatas hanya dapat diterapkan pada

benda homogen, artinya benda yang memiliki komposisi atau struktur yang sama

untuk seluruh volumenya (Alonso dan Finn, 1992).

Menurut Tipler (1991), kerapatan air berubah dengan berubahnya

temperatur. Persamaan di atas menyatakan nilai maksimumnya yang terjadi pada

suhu 4 oC. Satuan yang biasa dijumpai untuk volume adalah liter (L):

1 L = 103 cm3 = 10-3 m3

Rapatan diperoleh dengan membagi massa suatu objek dengan volumenya.

(d) = massa(m)volume (v)

Suatu sifat yang besarnya tergantung pada jumlah bahan yang sedang diselidiki

disebut sifat ekstensif. Baik massa maupun volumenya adalah sifat-sifat ekstensif.

Suatu sifat yang bergantung pada jumlah bahan adalah sifat intensif. Rapatan yang

merupakan perbandingan massa dan volume adalah sifat intensif. Sifat-sifat

ρ = mv

intensif umumnya dipilih oleh para ilmuan untuk pekerjaan ilmiah karena tidak

tergantung pada jumlah bahan yang sedang diteliti (Petrucci, 1992).

Dahulu yang dimaksud dengan bobot jenis suatu zat adalah bilangan yang

menyatakan berapa gram bobot 1 cm3 suatu zat atau berapa kg bobot 1 dm3 air

pada suhu 4 oC. Jadi bilangan yang menyatakan berapa kali bobot 1 dm3 suatu zat

dengan bobot 1 dm3 air pada suhu 4 oC disebut juga bobot jenis (Taba, dkk.,

2010).

Volume gas akan berubah dengan adanya perubahan suhu dan tekanan.

Karenanya, bobot jenis gas juga akan berubah bila suhu dan tekanan berubah.

Semakin tinggi tekanan suatu jumlah gas pada suhu yang konstan akan

menyebabkan volume menjadi semakin kecil dan akibatnya bobot jenis akan

semakin besar (Bird, 1993).

Bila kerapatan suatu benda lebih besar daripada kerapatan air maka benda

akan tenggelam dalam air. Bila kerapatan lebih kecil maka benda akan

mengapung. Untuk benda-benda yang mengapung bagian volume sebuah benda

tercelup ke dalam cairan. Walaupun kebanyakan zat padat dan cairan

mengembang sedikit bila dipanaskan dan menyusut sedikit bila dipengaruhi

pertambahan eksternal, perubahan dalam volume ini relatif kecil sehingga dapat

dikatakan bahwa kerapatan kebanyakan berasal dari zat padat dan cairan hampir

tidak bergantung pada temperatur dan tekanan. Sebaliknya kerapatan gas sangat

bergantung pada temperatur dan tekanan, sehingga tekanan dan temperatur harus

dinyatakan bila memberikan kerapatan gas (Tipler, 1991).

Kerapatan relatif tidak dinyatakan dalam suatu satuan karena ia adalah

besaran relatif, yaitu perbandingan dua besaran sejenis. Sudah merupakan

kebiasaan untuk menyatakan kerapatan relatif dengan menggunakan air sebagai

acuan (Alonso dan Finn, 1992).

Density functional theory is rooted in quantum mechanics and we will

therefore start by introducing or better refreshing some elementary concepts from

basic molecular quantum mechanics, centered around the classical Hartree-Fock

approximation. Since modern density functional theory is often discussed in

relation to the Hartree-Fock model and the corresponding extensions to it, a solid

appreciation of the related physics is a crucial ingredient for a deeper

understanding of the things to come (Koch and Holthausen, 2001).

Teori fungsi kerapatan adalah akar dari ilmu mekanika kuantum yang

nantinya akan dibahas dimulai dengan perkenalan materi atau yang lebih dengan

pengulangan konsep dasar mekanika kuantum molekul yang difokuskan pada

bagian praduga Hartree-Fock klasik. Sejak teori fungsi kerapatan modern ini

diperbincangkan hubungannya dengan teori Hartree-Fock, maka orang-orang pun

mulai meresponnya. Penghargaan yang mutlak diberikan atas munculnya

pengetahuan baru dalam bidang fisika sebagai dasar pengembangan pengetahuan

kedepannya (Koch dan Holthausen, 2001).

Untuk menentukan atau mengukur bobot jenis suatu zat dapat

menggunakan alat seperti aerometer, neraca Westphalt dan piknometer (Taba,

dkk., 2010).

BAB III

METODE PERCOBAAN

3.1 Bahan Percobaan

Bahan yang digunakan pada percobaan ini antara lain aquadest, metanol,

gliserol dan tissue roll.

3.2 Alat Percobaan

Alat yang digunakan pada percobaan ini yaitu neraca Westphalt,

piknometer 25 mL, neraca analitik, gelas piala 100 mL, termometer 100 oC dan

labu semprot.

3.3 Prosedur Percobaan

3.3.1 Neraca Westphalt

Neraca Westphalt dirangkai, gelas ukur diisi dengan aquadest secukupnya

sampai mencapai batas skala atas, suhu aquadest diukur dan dicatat, penyelam

dimasukkan ke dalam gelas ukur berisi aquadest, anting-anting diletakkan pada

skala lengan tunggal mulai dari anting terbesar hingga anting yang terkecil

sehingga neraca Westphalt setimbang, angka skala yang ada antingnya dibaca

mulai dari anting yang terbesar ke anting yang terkecil, penyelam dan gelas ukur

dibersihkan lalu dikeringkan dengan tissue, kerja tersebut diulangi dengan

menggunakan contoh lain.

3.3.2 Piknometer

Disiapkan piknometer yang bersih dan kering, kemudian ditimbang berat

kosong piknometer dengan menggunakan neraca analitik, aquadest tersebut

dimasukkan ke dalam piknometer hingga mencapai garis batas, piknometer

tersebut ditutup hingga tidak ada lagi gelembung lalu dibersihkan dan dikeringkan

pada dinding luar piknometer dengan menggunakan tissue selanjutnya suhu yang

ditunjukkan pada tutup piknometer dicatat, piknometer yang berisi aquadest

ditimbang kembali, hasil pengamatan dicatat dan kerja tersebut diulangi dengan

menggunakan contoh lain.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengamatan

Tabel 1. Neraca Westphalt

N

NONama

Contoh

Pembacaan SkalaBobot

jenisAntin

g I

Antin

g IIa

Antin

g IIb

Antin

g IIc

Antin

g III

Antin

g IV

1

2

3

Aquades

t

Metanol

Gliserol

9

8

9

7

3

5

6

1

7

-

-

8

-

-

-

5

5

-

1,030

5

0,840

5

1,1

Tabel 2. Piknometer

NO Nama ContohBobot (gram)

Suhu oCPik. kosong Pik.+ sampel Sampel

1

2

3

Aquadest

Metanol

Gliserol

40,0952

40,0952

40,0952

62,1478

57,5098

62,7363

22,0526

17,4146

22,6411

30oC

29,4oC

30,6oC

4.2 Perhitungan

4.2.1 Neraca Westphalt

Bobot anting yang digunakan:

Berat anting I : 0,1 gram

Berat anting II : 0,01 gram

Berat anting III : 0,001 gram

Berat anting IV : 0,0001 gram

a. Aquadest

Berat anting I : 0,1 X 9 = 0,9

Berat anting IIa : 0,01 X 7 = 0,07

Berat anting IIb : 0.01 X 6 = 0,06

Berat anting IV : 0,0001 X 5 = 0,0005

Sgt = 1,0305

Dik dtaq (30,04oC) = 0.9955 g/cm3

dt4 = Sg

t x dt

aq

= 1,0305 x 0,9955 g/cm3

= 1,0259 g/cm3

b. Metanol

Berat anting I : 0,1 X 8 = 0,8

Berat anting IIa : 0,01 X 3 = 0,03

Berat anting IIb : 0,01 X 1 = 0,01

Berat anting IV : 0,0001 X 5 = 0,0005

Sgt = 0,8405

Dik dtaq (29oC) = 0.9959 g/cm3

dt4 = Sg

t x dt

aq

= 0,8405 x 0,9959 g/cm3

+

+

= 0,8370 g/cm3

c. Gliserol

Berat anting I : 0,1 X 9 = 0,9

Berat anting IIa : 0,01 X 5 = 0,05

Berat anting IIb : 0,01 X 7 = 0,07

Berat anting IIc : 0,01 X 8 = 0,08

Sgt = 1,1

Dik dtaq (30,3oC) = 0,9955 g/cm3

dt4 = Sg

t x dt

aq

= 1,1 x 0,9955 g/cm3

= 1,0950 g/cm3

4.2.2 Piknometer

a. Aquadest

Bobot Piknometer + Aquadest = 62,1478 gram

Bobot Piknometer kosong = 40,0952 gram

Bobot Aquadest = 22,0526 gram

Sgt =

bobot Aquadestbobot Aquadest

= 22,052622,0526

= 1

Dik dtaq (30oC) = 0,9956 g/cm3

dt4 = Sg

t x dt

aq

= 1 x 0,9956 g/cm3

-

+

= 0,9956 g/cm3

b. Metanol

Bobot Piknometer + Metanol = 57,5098 gram

Bobot Piknometer kosong = 40,0952 gram

Bobot Metanol = 17,4146 gram

Sgt =

bobot Metanolbobot Aquadest

= 17,414622,0526

= 0,7896

Dik dtaq (29,4oC) = 0,9958 g/cm3

dt4 = Sg

t x dt

aq

= 0,7896 x 0,9958 g/cm3

= 0,7862 g/cm3

c. Gliserol

Bobot Piknometer + Gliserol = 62,7363 gram

Bobot Piknometer kosong = 40,0952 gram

Bobot Gliserol = 22,6411 gram

Sgt =

bobot Gliserolbobot Aquadest

= 22,641122,0526

= 1,0266

Dik dtaq (30,6oC) = 0,9954 g/cm3

dt4 = Sg

t x dt

aq

= 1,0266 x 0,9954 g/cm3

-

-

= 1,0218 g/cm3

4.3 Pembahasan

Pada percobaan ini, digunakan dua macam alat untuk menentukan

kerapatan dan bobot jenis dari aquadest, metanol dan gliserol yang digunakan

sebagai bahan dasar. Sebenarnya pada percobaan kali ini kami menggunakan

asam asetat namun, karena asam asetat yang ada di laboratorium kurang baik,

maka diganti dengan gliserol. Adapun kedua alat yang digunakan yaitu neraca

Westphalt dan piknometer.

Pada percobaan penentuan bobot jenis dengan neraca Westphalt, neraca

Westphalt yang digunakan terlebih dahulu dikalibrasi. Aquadest yang akan

ditentukan bobot jenisnya dimasukkan ke dalam gelas ukur dan diukur suhunya.

Penyelam kemudian dimasukkan ke dalam gelas ukur, dan pada saat penyelam

dimasukkan ke dalam gelas ukur, penyelam tidak boleh menyentuh dinding

tabung reaksi agar tidak mempengaruhi hasil pengukuran. Anting-anting

kemudian diletakkan pada skala lengan tunggal sedemikian rupa sehingga neraca

Westphalt setimbang. Skala yang ada anting-antingya dibaca, mulai dari anting-

anting terbesar hingga anting-anting yang terkecil dan angka yang terbaca tersebut

merupakan bobot jenis aquadest yang diukur. Adapun anting-anting yang

digunakan pada lengan neraca memiliki berat yang berbeda-beda. Mulai dari

0,1 gram, 0,01 gram, 0,001 gram dan 0,0001 gram. Untuk menentukan bobot jenis

metanol dan gliserol dengan neraca Westphalt sama dengan cara penentuan bobot

jenis aquadest yaitu dengan mengganti isi gelas ukur dengan metanol dan gliserol.

Sedangkan untuk menentukan kerapatan aquadest, metanol, dan gliserol, bobot

jenis yang didapat dari hasil pengukuran dikalikan dengan kerapatan air pada suhu

kamar toC, sesuai dengan suhu masing-masing.

Pada pengukuran kerapatan bobot jenis dengan menggunakan piknometer,

yang harus dilakukan sebelumnya adalah mencuci bersih kemudian mengeringkan

piknometer terlebih dahulu kemudian ditimbang dengan menggunakan neraca

analitik yang sebelumnya telah dikalibrasi. Piknometer kemudian diisi dengan

aquadest dan ditutup rapat serta suhu aquadest diukur kemudian ditimbang

menggunakan neraca analitik. Piknometer kemudian dibersihkan dan dikeringkan

lalu diisi dengan metanol dan gliserol yang akan ditentukan bobot jenisnya dan

ditimbang dengan neraca analitik seperti perlakuan sebelumnya. Bobot aquadest

dapat ditentukan dengan cara mengurangkan antara bobot piknometer yang berisi

air dan bobot piknometer kosong. Demikian juga, bobot metanol dan gliserol

ditentukan dengan cara yang sama, yaitu dengan mengurangkan bobot piknometer

berisi metanol dan gliserol dengan bobot piknometer kosong. Untuk menghitung

bobot jenisnya, dilakukan dengan cara membandingkan bobot zat dengan bobot

aquadest, dalam hal ini membandingkan bobot metanol dan gliserol dengan bobot

aquadest. Sedangkan untuk menentukan kerapatannya, tinggal mengalikan bobot

jenis masing-masing dengan kerapatan air pada suhu kamar toC, sesuai dengan

suhu masing-masing.

Dari percobaan yang dilakukan, diperoleh nilai densitas aquadest dengan

menggunakan neraca Westphalt yaitu 1,0259 g/cm3 dan bobot jenis 1,0305 gram.

Sedangkan nilai densitas aquadest dengan menggunakan piknometer yaitu

0,9956 g/cm3 dan bobot jenis aquadest 1, sedangkan menurut teori air pada suhu

4°C memiliki kerapatan 1 g.cm-3 dan pada suhu 20 °C memiliki kerapatan 0,9982

g.cm-3. Nilai densitas metanol dengan menggunakan neraca Westphalt yaitu

0,8370 g/cm3 dan bobot jenis 0,8405 gram sedangkan dengan menggunakan

piknometer yaitu 0,7862 g/cm3 dan bobot jenis 0,7896, sedangkan menurut teori

yaitu 0,7915 g/cm3. Nilai densitas gliserol dengan menggunakan neraca Mohr

(Westphalt) yaitu 1,0950 g/cm3 dengan bobot jenis 1,1 gram sedangkan dengan

menggunakan piknometer diperoleh densitas gliserol sebesar 1,0218 g/cm3 dengan

bobot jenis sebesar 1,0266 gr/cm3, sedangkan menurut teori yaitu 1,2077 g/cm3.

Pada pengukuran yang telah dilakukan, sangatlah berbeda jauh dengan

kenyataannya, dimana kerapatan aquadest pada literatur sebesar 1 g/cm3,

sedangkan metanol sebesar 0,81 g/cm3. Hal ini mungkin disebabkan karena

pembacaan skala neraca yang kurang teliti dan juga terkontaminasinya alat

pengukuran dengan zat lain yang disebabkan oleh ketidakbersihan alat pengukur.

Selain itu, faktor eksternal juga berpengaruh besar, dalam hal ini yang menjadi

faktor eksternalnya salah satunya yaitu suhu.

Secara teori, kerapatan aquadest adalah 1 g/cm3, kerapatan metanol adalah

0,806 g/cm3 dan kerapatan gliserol adalah 1,2077 g/cm3. Berdasarkan hasil yang

diperoleh dari percobaan, semuanya mendekati nilai kerapatan secara teoritis,

namun antara neraca Westphalt dan piknometer, pengukuran kerapatan dengan

piknometer lebih mendekati dengan nilai kerapatan teoritis daripada pengukuran

dengan neraca Westphalt. Dapat dikatakan pengukuran bobot jenis dengan

piknometer lebih akurat dibanding dengan neraca Westphalt. Hal ini disebabkan

karena pada piknometer bagian tutupnya mempunyai lubang berbentuk saluran

kecil sehingga gelembung udara dapat dihilangkan dari perangkat. Ini

memungkinkan kerapatan suatu cairan dapat ditentukan lebih akurat. Selain itu,

penggunaan piknometer jauh lebih simpel atau sederhana, hanya menimbang

bobot piknometer kosong dan bobot piknometer beserta contoh untuk menentukan

bobot jenisnya. Sementara neraca Westphalt penggunaannya lebih rumit, juga

tidak bisa menaruh anting-anting pada skala yang sama, sehingga hasil

pengukurannya kurang akurat.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan

bahwa hasil pengukuran yang diperoleh dengan menggunakan neraca westphalt

dari pengolahan data, yakni kerapatan aquadest, metanol, dan gliserol

berturut-turut adalah 1,0259 gr/cm3, 0,8370 gr/cm3, 1,0950 gr/cm3.

Hasil pengukuran yang diperoleh dengan menggunakan piknometer dari

pengolahan data, yakni kerapatan aquadest, metanol, dan gliserol berturut-turut

adalah 0,9956 gr/cm, 0,7862 gr/cm3, dan 1,0218 gr/cm3.

5.2 Saran

Adapun saran untuk laboratorium yaitu agar mengadakan alat aerometer

dalam laboratorium Kimia Fisika, karena alat tersebut sangat dibutuhkan

mahasiswa sebagai tambahan pengalaman dalam melakukan penelitian di

laboratorium.

Adapun saran untuk asisten yaitu tetap semangat dalam menjalankan tugas

sebagai asisten.

DAFTAR PUSTAKA

Alonso, M., dan Finn, E. J., 1992, Dasar-Dasar Fisika Universitas Edisi Kedua Jilid I, Erlangga, Jakarta.

Bird, T., 1993, Kimia Fisika Untuk Universitas, PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta

Koch, W., dan Holthausen, M. C., 2001, A Chemist’s Guide to Density Functional Theory Second Edition, WILEY-VCH, New York.

Petrucci, R. H., 1992, Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern Edisi Keempat Jilid I, Erlangga, Jakarta.

Taba, P., Zakir, M., dan Fauziah, St., 2010, Penuntun Praktikum Kimia Fisika, Laboratorium Kimia Fisika Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Hasanuddin, Makassar.

Tipler, P. A., 1991, Fisika Untuk Sains Dan Teknik Jilid I, Erlangga, Jakarta.

.

LEMBAR PENGESAHAN

Makassar, 11 September 2010

Asisten Praktikan

( TIUR MAULI S ) ( SALMINAH SALEH)BAGAN KERJA PENENTUAN KERAPATAN DAN BOBOT JENIS

A. Penentuan bobot jenis dengan neraca Westphalt

Aquadest

- Neraca Westphalt dirangkai

- Gelas ukur diisi dengan aquades secukupnya sampai

mencapai batas skala atas.

- Suhu aquadest diukur dan kemudian dicatat suhunya.

- Penyelam dimasukkan ke dalam gelas ukur berisi aquades

tersebut.

- Lengan neraca diatur sedemikian rupa sehingga penyelam

kurang lebih 2 cm dari permukaan cairan.

- Anting-anting diletakkan pada skala lengan tunggal mulai

dari anting terbesar hingga anting terkecil sehingga neraca

Westphalt setimbang.

- Angka skala yang ada antingnya dibaca mulai dari anting

terbesar ke anting terkecil.

- Gelas ukur dibersihkan, lalu dikeringkan, begitu juga

penyelamnya.

Hasil

Cat. : Aquadest diganti dengan Metanol dan Gliserol

B. Penentuan bobot jenis dengan piknometer

Aquadest

- Piknometer yang bersih dan kering disiapkan.

- Berat piknometer yang kosong ditimbang dengan

menggunakan neraca digital.

- Aquadest dimasukkan ke dalam piknometer hingga mencapai

garis batas.

- Piknometer ditutup hingga tidak ada lagi gelembung, lalu

dibersihkan dan dikeringkan pada dinding luar piknometer.

- Selanjutnya suhu yang ditunjukkan pada tutup piknometer

dicatat.

- Piknometer yang berisi aquades ditimbang kembali.

- Hasil pengamatan dicatat.

Hasil

Cat. : Aquadest diganti dengan Metanol dan Gliserol