LAPORAN PRAKTIKUMKIMIA FISIKA

PENENTUAN MASSA MOLEKUL BERDASARKAN PENGUKURAN BOBOT JENIS

NAMA : YUSI ANDA RIZKY

NIM : H 311 08 003

KELOMPOK : II ( DUA )

TGL PERCOBAAN : 1 MARET 2010

ASISTEN : A. YANTI PUSPITA SARI

LABORATORIUM KIMIA FISIKAJURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR2010

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Setiap zat yang berada di permukaan bumi ini memiliki sifat yang berbeda

baik itu dari segi fisika maupun dari segi kimianya. Keadaan fisik yang dapat

langsung kita lihat pada suatu benda adalah bentuk-bentuk dari suatu zat atau

biasa juga disebut wujud dari benda tersebut yang terdiri dari cairan, padatan,

maupun gas. Selain itu, massa atau berat benda juga merupakan sifat dari benda

yang dapat diukur. Semua sifat-sifat dari zat tersebut digunakan untuk

mengidentifikasi bermacam-macam hal tapi dalam segi kimianya sifat tersebut

digunakan untuk mengidentifikasi zat itu sendiri.

Volume molekul-molekul gas sangat kecil bila dibandingkan dengan

volume yang ditempati gas tersebut, sehingga banyak ruang yang kosong

antarmolekulnya. Hal ini menyebabkan gas mempunyai rapatan massa yang lebih

kecil jika dibandingkan dengan cairan atau padatan, dan bersifat kompresible atau

mudah ditekan. Antara gas satu dengan gas lain mudah bercampur karena

molekul-molekul gas selalu bergerak ke segala arah, keduanya tak bereaksi.

Atom sebagai penyusun molekul sangatlah kecil sehingga diperlukan cara

untuk menentukan massa atom. Jika massa atom suatu molekul sudah diketahui,

maka massa molekulnya dapat diketahui dengan menjumlahkan massa atom

relatif dari unsur-unsur penyusun molekul tersebut.

Jika suatu cairan mudah menguap, dididihkan dengan suhu kurang dari

100 0C, ditempatkan dalam labu erlenmeyer atau gelas piala tertutup dan memiliki

lubang-lubang kecil, maka cairan akan menguap. Uap tersebut akan memberikan

tekanan udara luar. Berdasarkan teori tersebut maka dilakukan penentuan massa

molekul pada zat yang mudah menguap berdasarkan pengukuran massa jenis zat

tersebut.

1.2 Maksud dan Tujuan Percobaan

1.2.1 Maksud Percobaan

Maksud dari percobaan ini adalah untuk mengetahui dan mempelajari cara

penentuan massa molekul zat yang mudah menguap berdasarkan pengukuran

massa jenisnya.

1.2.2 Tujuan Percobaan

Tujuan 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

yang sudah ada sebelumnya dan persamaan gas ideal.

1.3 Prinsip Percobaan

Penentuan massa molekul zat mudah menguap berdasarkan pengukuran

massa jenis, dilakukan melaui penguapan, pengembunan, dan penentuan bobot

aseton dan kloroform sebelum dan setelah penguapan.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Secara intuisi, kita dapat memahami bahwa benda-benda umumnya

memiliki wujud sebagai padatan, cairan, dan gas. Meskipun demikian, kita perlu

berusaha untuk menerangkan sifat-sifat fisisnya atau keadaan zat secara terperinci

(Petrucci, 1999).

The majority of substances expand when heated. A notable exception is

water: when water at 0 0C and at a pressure of one atmosphere is heated, its

density increases to a maximum value of 999.972 kg/m3 at 3.98 0C. Thereafter, the

density decreases with further heating in the usual manner. The magnitude of this

anomalous behaviour is small compared with the anomaly of water’s expansion

upon freezing—the latter corresponds to an 8.3% change in volume, compared

with a 0.013% volume contraction between 0 0C and 4 0C. Neither of these

anomalies in the behavior of water is as yet well understood (Cawley dkk., 2005).

Sebagian besar zat akan memuai jika dipanaskan, kecuali air, bila air

dipanaskan pada suhu 0 oC dan pada tekanan 1 atm, densitasnya akan meningkat

ke nilai maksimum 999,972 kg/m3 pada 3,98 oC. Setelah itu, kerapatan akan

semakin berkurang seiring dengan dilakukannya pemanasan lebih lanjut. Besarnya

perilaku menyimpang ini masih lebih kecil dibandingkan dengan ekspansi

anomali air atas titik beku. Sampai saat ini, tak satu pun dari anomali ini yang

dapat dipahami dengan baik (Cawley dkk., 2005).

Jikalau suatu cairan mudah menguap dengan suhu didih kurang dari 100

oC ditempatkan ke dalam labu erlenmeyer kemudian dipanaskan sampai suhu 100

oC, maka cairan tersebut akan menguap. Dengan demikian uap itu akan

mendorong udara yang ada dalam labu erlenmeyer keluar melalui lubang kecil.

Setelah semua udara keluar, uap cairan akan keluar sampai tercapai

kesetimbangan yaitu tekanan uap cairan dalam labu erlenmeyer sama dengan

tekanan udara luar. Kondisi kesetimbangan ini, labu erlenmeyer hanya berisi uap

cairan dengan tekanan sama dengan tekanan udara luar. Volume uap cairan sama

dengan volume labu erlenmeyer dan suhunya sama dengan suhu didih air pada

penangas air (kira-kira 100 oC). Labu erlenmeyer kemudian dikeluarkan dari

penangas, didinginkan dan setelah dingin ditimbang untuk mengetahui bobot gas

yang terdapat di dalamnya (Taba dkk., 2010).

Pendekatan yang lebih langsung untuk menetapkan bobot molekul

dibandingkan metode Cannizzaro adalah menggunakan persamaan gas ideal.

Untuk tujuan itu perlu mengubah persamaan gas itu sedikit. Jumlah mol gas, yang

biasanya dinyatakan dengan n, adalah sama dengan massa gas, m, dibagi oleh

massa molar, µ (satuannya g/mol). Jadi, n = mμ

. Bobot molekul (tidak bersatuan)

secara numeris sama dengan massa molar (Petrucci, 1999).

PV = m R T

μ

Untuk menentukan bobot molekul gas dengan persamaan diatas,

diperlukan pengukuran (V) yang dipunyai oleh suatu gas yang diketahui massanya

(m) pada suhu (T) dan tekanan (P) tertentu. Bentuk dari persamaan gas ideal yang

diperlihatkan pada persamaan diatas tak terbatas untuk menentukan bobot

molekul. Tetapi dapat digunakan dalam berbagai penggunaan lain dimana jumlah

gas diberikan atau dicari dalam bentuk gram, bukan mol (Petrucci, 1999).

Banyak pengukuran gas memperlihatkan bahwa pada tekanan rendah, tekanan,

volume, temperatur, dan jumlah gas dihubungkan dengan pernyataan

PV = nRT

di mana konstanta gas R sama untuk setiap gas. Persamaan diatas merupakan

hubungan antara dua variabel sampel suatu zat, dan disebut persamaan keadaan

gas sempurna (Atkins, 1994).

Kebanyakan gas pada temperatur dan tekanan kamar yakni mendekati

suhu 25 oC dan tekanan 1 atm memenuhi persamaan diatas. Ketika tekanan

merendah, semua gas semakin mematuhi persamaan di atas. Dengan demikian,

persamaan diatas dapat dikatakan sebagai hukum pembatas dengan pengertian

bahwa semua gas mematuhinya pada batas tekanan nol. Gas yang mematuhi

persamaan diatas secara tetap disebut gas sempurna atau gas ideal. Gas

sebenarnya adalah gas nyata, seperti udara yang mana didalamnya terkandung

hidrogen dan oksigen, yang tak mematuhi persamaan diatas dengan tepat kecuali

pada batas tekanan nol (Atkins, 1994).

R adalah suatu tetapan universal bagi semua jenis gas yang besarnya

dapat ditentukan berdasarkan persamaan gas ideal. Dengan mengambil hipotesis

avogadro bahwa volume tertentu suatu gas pada suhu dan tekanan yang sama akan

mengandung jumlah molekul yang sama, berarti untuk V, P, dan T yang tetap

maka memiliki nilai n yang juga tetap. Untuk memudahkan perhitungan , nilai

numerik R dihitung untuk 1 mol gas pada STP (0 0C, 1 atm) yang volumenya

mendekati 22,414 L, sehingga diperoleh (Yazid, 2006).

R = P Vn T

= (1 atm )(22,414 L)(1mol )(273,15 K )

= 0,08206 L atm / mol K

BAB III

METODE PERCOBAAN

3.1 Bahan Percobaan

Bahan-bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah aquadest,

kloroform, aseton, aluminium foil, kertas label, dan tissue roll.

3.2 Alat Percobaan

Alat-alat yang digunakan pada percobaan ini, antara lain erlenmeyer 50

mL, gelas piala 250 mL, jarum, neraca digital, karet gelang, desikator, penangas

air, gegep kayu, termometer 105 0C, bulb, dan pipet volume 5 mL.

3.3 Prosedur Percobaan

Prosedur kerja yang dilakukan pada percobaan kali ini adalah pertama-

tama erlenmeyer berleher kecil dibersihkan dan dikeringkan kemudian ditimbang.

Selanjutnya erlenmeyer ditutup dengan aluminium foil dan dikencangkan dengan

karet gelang, kemudian ditimbang. Erlenmeyer tersebut kemudian diisi dengan air

sampai penuh, ditimbang dan diukur suhunya. Tutup erlenmeyer dibuka, lalu diisi

dengan cairan yang mudah menguap (kloroform) sebanyak 5 mL kemudian

ditutup kembali dengan aluminium foil dan dikencangkan dengan karet gelang

serta dibuatkan lubang-lubang kecil secara merata dengan jarum pentul sebagai

jalan keluarnya uap. Erlenmeyer tersebut dimasukkan kedalam penangas air

hingga zat cair yang ada didalamnya benar-benar menguap sampai habis. Setelah

semua cairan dalam erlenmeyer menguap, suhu penangas air diukur, selanjutnya

dimasukkan ke dalam desikator untuk didinginkan. Setelah terbentuk lagi cairan

dalam erlenmeyer tersebut, kemudian ditimbang dengan neraca analitik.

Percobaan diulang dengan mengganti zat mudah menguap dengan aseton.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengamatan

1. Untuk Kloroform

Bobot erlenmeyer + aquadest = 95,76 g

Bobot erlenmeyer kosong = 37,69 g

Suhu aquadest dalam erlenmeyer = 30,03 0C

Suhu aquadest dalam penangas = 92,5 0C

Massa jenis aquadest = 1 g/mL

2. Untuk Aseton

Berat erlenmeyer + aquadest = 95,04 g

Berat erlenmeyer kosong = 37,62 g

Suhu aquadest dalam erlenmeyer = 30,8 0C

Suhu aquadest dalam penangas = 93,5 0C

Massa jenis aquadest = 1 g/mL

Tabel Pengamatan

No. Jenis Bobot erlenmeyer + aluminium

foil + karet gelang (g)

Bobot erlenmeyer +

aluminium foil +karet

gelang + uap cairan

1. Kloroform 38,56 38,74

2. Aseton 38,15 38,29

4.2 Perhitungan

1. Untuk Kloroform

Bobot erlenmeyer + aluminium foil + karet gelang + uap cairan = 38,74 g

Bobot erlenmeyer + aluminium foil + karet gelang = 38,56 g

Bobot kloroform = 0,18 g

Bobot aquadest + erlenmeyer = 95,76 g

Bobot erlenmeyer kosong = 37,69 g

Bobot aquadest = 58,07 g

Massa jenis aquadest (ρ) = 1 g/mL

Volume aquadest = bobot aquadest

ρ aquadest =

58,07 g1 g /mL

=

58,07 mL

Volume gas = Volume aquadest = 0,05807 L

Massa jenis kloroform (ρ)= bobot kloroform

volume gas =

0,18 g0,05807 L

= 3,0997 g/L

Suhu penangas air = 92,5 0C = 365,5 K

Tekanan = 760 mmHg = 1 atm

Mr kloroform = ρ R T

P R = 0,0821 L.atm / mol. K

= 3,0997

gL

. 0,0821L atmmol K

. 365,5 K

1atm

= 93,0144 g/mol

Mr kloroform ( CHCl3 ) teori adalah 119,5 g/mol.

2. Untuk Aseton

Bobot erlenmeyer + aluminium foil + karet gelang + uap cairan = 38,29 g

Bobot erlenmeyer + aluminium foil + karet gelang = 38,15 g

Bobot aseton = 0,14 g

Bobot aquadest + erlenmeyer = 95,04 g

Bobot erlenmeyer kosong = 37,62 g

Bobot aquadest = 57,42 g

Massa jenis aquadest (ρ) = 1 g/mL

Volume aquadest = bobot aquadest

ρ aquadest =

57,429

1g

mL = 57,42 mL

Volume gas = Volume aquadest = 0,05742 L

Massa jenis aseton (ρ) = bobot asetonvolume gas

= 0,14 g

0,05742 L = 2,4382 g/L

Suhu penangas air = 93,5 0C = 366,5 K

Tekanan = 760 mmHg = 1 atm

Mr aseton= ρ R T

P R = 0,0821 L.atm / mol. K

= 2,4382

gmL

.0,0821Latmmol K

.366,5 K

1atm

= 73,3646 g/mol

Mr aseton ( C3H7O ) teori adalah 58 g/mol.

4.3 Pembahasan

Pengukuran massa molekul zat mudah menguap pada percobaan ini,

dilakukan berdasarkan pengukuran massa jenis. Percobaan kali ini menggunakan

bahan yakni kloroform dan aseton sebagai zat yang mudah menguap.

Untuk kloroform, sebelum percobaan dilakukan, sebaiknya erlenmeyer

dibersihkan dan dikeringkan terlebih dahulu supaya massa atau bobot jenis yang

ditimbang betul-betul bobot erlenmeyer murni. Tutup erlenmeyer yang telah berisi

kloroform menggunakan aluminium foil dan gunakan karet gelang untuk

mengencangkan penutup erlenmeyer tersebut agar tutup tersebut bersifat kedap

gas. Setelah yakin erlenmeyer tersebut telah kedap gas, aluminium foil dilubangi

dengan menggunakan jarum, hal ini dilakukan agar uap cairan tersebut dapat

keluar. Setelah semua cairan menguap, erlenmeyer dikeluarkan dari penangas air

dan diukur suhu air di penangas tersebut. Erlenmeyer tersebut kemudian

dikeringkan dari sisa air yang ada di bagian-bagian dindingnya dan dimasukkan

ke dalam desikator.

Menurut teori, uap cairan tadi yang berada dalam erlenmeyer akan

mengembun. Sesuai dengan hasil percobaan dan pengukuran serta perhitungan

yang telah dilakukan, maka diperoleh massa molekul kloroform adalah 93,0144

g/mol, jika dibandingkan dengan nilai teori dimana massa molekul dari kloroform

adalah 119,5 g/mol. Dengan demikian dapat dilihat bahwa hasil yang diperoleh

dari praktikum dan berdasarkan teori yang ada sangat jauh berbeda. Perbedaan

hasil tersebut terjadi diakibatkan karena kurangnya ketelitian praktikan pada saat

melakukan praktikum. Misalnya saja pada saat erlenmeyer diangkat dari

desikator, uap belum mengembun seluruhnya sehingga berpengaruh juga terhadap

bobot kloroform dan akibatnya hasil perhitungan menggunakan persamaan gas

ideal untuk menghitung massa molekulnya terjadi kesalahan atau perbedaan

dengan teori. Selain itu juga, kesalahan mungkin terjadi pada saat semua

kloroform dalam penangas telah menguap seluruhnya namun termometer belum

dipasang untuk mengukur suhunya sehingga suhunya tak lagi sesuai dengan suhu

pada saat kloroform tepat menguap seluruhnya. Hal lain yang dapat

mempengaruhi yaitu pada saat menimbang dan mengukur suhu.

Untuk aseton, perlakuan yang diberikan pada saat melakukan percobaan,

sama dengan perlakuan yang diberikan untuk kloroform. Menurut teori, massa

molekul aseton adalah 58 g/mol tetapi berdasarkan praktek massa molekul yang

diperoleh adalah 73,3646 g/mol. Perbedaan nilai tersebut disebabkan karena

kesalahan yang dilakukan oleh praktikan, seperti pada saat erlenmeyer

dimasukkan dalam desikator, praktikan tak memperhatikan uap gas yang keluar,

ada kemungkinan gas yang mengembun atau mengalami kondensasi mungkin

bukan lagi dari aseton yang tadinya menguap. Hal ini mempengaruhi bobot aseton

yang juga akan berpengaruh pada hasil yang lebih besar dari nilai teoritis karena

bobot yang didapatkan lebih besar dari bobot yang sebenarnya. Sehingga massa

molekul aseton yang diperoleh dengan menggunakan persamaan gas ideal akan

lebih besar dari massa molekul sebenarnya.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diperoleh dari percobaan ini adalah :

1. Kerapatan untuk zat yang mudah menguap;

a. Kloroform : 3,0997 g/L

b. Aseton : 2,4382 g/L

2. Massa molekul untuk zat yang mudah menguap;

a. Kloroform : 93,0144 g/mol

b. Aseton : 73,3646 g/mol

5.2 Saran

Saran yang dapat saya berikan untuk percobaan kali ini yaitu mungkin ada

baiknya jika kita juga menggunakan zat lain yang mudah menguap, sehingga tak

hanya aseton dan kloroform saja yang kita ketahui kerapatan dan massa

molekulnya, tetapi zat lain yang mudah menguap juga bisa diketahui. Sedangkan

saran yang bisa saya berikan untuk asisten pada percobaan kali ini adalah

mungkin ada baiknya pada saat memberikan asistensi pembuatan laporan,

diberikan contoh perhitungan soal sehingga praktikan pada saat mengerjakan bab

IV khususnya di subbab perhitungan, tak mengalami kesusahan.

DAFTAR PUSTAKA

Atkins, P. W., 1994, Kimia Fisika jilid 1 edisi 4, Erlangga, Jakarta.

Cawley, M. F., dkk., 2005, Measurement of The Temperature of Density Maximum of Water Solutions Using A Convective Flow Technique (online), http://eprint.nuim.ie/935/diakses tanggal 27 Februari 2010.

Estien, Yazid, 2006, Kimia Fisika untuk Paramedis, ANDI, Yogyakarta.

Petrucci, R. H., dan Suminar, 1992, Kimia Dasar, Erlangga, Jakarta.

Taba, P., Zakir, M., Fauziah, St., 2009, Penuntun Praktikum Kimia Fisika, Universitas Hasanuddin, Makassar.

LEMBAR PENGESAHAN

MAKASSAR, 1 MARET 2010

ASISTEN PRAKTIKAN

(A. YANTI PUSPITA SARI) (YUSI ANDA RIZKY)