LAPORAN

PENENTUAN BERAT MOLEKUL SENYAWA BERDASARKAN

PENGUKURAN MASSA JENIS GAS

I. TUJUAN

1. Menentukan berat molekul senyawa yang mudah menguap (volatile)

berdasarkan pengukuran massa jenis gas

2. Melatih menggunakan persamaan gas ideal.

II. DASAR TEORI

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 energi 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.

Densitas 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. Densitas gas

didenfinisikan sebagai berat gas dalam gram per liter. Untuk menentukan berat

molekul ini maka sejumlah gas tertentu ditimbang kemudian diukur PV dan T-nya.

Menurut hukum gas ideal :

P V = n R T...................................................(1)

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. Densitas yang

didefinisikan dengan W/V berkurang tetapi perbandingan densitas 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 = R T........................................(2)

M = R T = (d/p)o R T................................(3)

(Respati, 1992).

Persamaan gas ideal dan massa jenis gas dapat digunakan untuk

menentukan berat senyawa yang mudah menguap. Dari persamaan gas ideal

didapat :

P·V = n R T......................................................(4)

atau

PV = (m/BM) RT..............................................(5)

Dengan mengubah persamaan, maka :

P(BM) = (m/V) RT = ρRT................................(6)

di mana :

BM : Berat molekul

P : Tekanan gas

V : Volume gas

T : Suhu absolut

R : Tetapan gas ideal

ρ : Massa jenis

Hukum gabungan gas untuk suatu sampel gas menyatakan bahwa

perbandingan PV/T adalah konstan. Sebetulnya untuk gas-gas real (nyata) seperti

metana (CH3) dan oksigen dilakukan pengukuran secara cermat, tetapi 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

disarankan 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. (Haliday, 1978).

III. ALAT DAN BAHAN

a. Alat-alat yang digunakan:

1. Labu erlenmeyer 150 ml

2. Selang

3. Alumunium foil

4. Karet gelang

5. Jarum

6. Neraca

7. Desikator

8. Penangas Air

9. Termometer

b. Bahan-bahan yang digunakan:

1. Aseton (cairan volatil)

2. Aquades

IV. CARA KERJA

 

.

Menimbang labu erlenmeyer dengan alumunium foil dan

karet gelang

Memasukkan 5 mL cairan volatile ke erlenmeyer, lalu ditimbang beserta alumunium foil dan karet gelang

Menutup alumunium foil dan dikencangkan dengan karet sampai kedap gas

Membuat lubang kecil pada alumunium foil menggunakan jarum

Merendam di dalam penangas bersuhu 100o C

Membiarkan sampai seluruh cairan volatile menguap, dicatat suhu penangas

Mengangkat Erlenmeyer dari penangas, masukkan ke desikator untuk mendinginkan

Memperoleh uap cairan volatile yang telah mengembun menjadi cairan

Menimbang Erlenmeyer tanpa alumunium foil, dan karet gelang dilepas

Menentukan volume erlenmeyer, dengan mengisinya dengan air sampai penuh dan mengukur massa airnya

Mengukur suhu air dalam erlenmeyer

V. HASIL DAN PEMBAHASAN

Diketahui BM teoritis aseton = 58 g/L

Dari analisis data (Lampiran), diperoleh hasil sebagai berikut :

ρ aseton = 1,468 gr/L

BM aseton = 44,959 gr/L

% ketelitian = 77,5 %

Berat Molekul (BM) senyawa adalah banyaknya gram massa suatu zat dalam

sejumlah besar molnya. Ada beberapa metode penentuan berat molekul dalam suatu

senyawa, diantaranya cara Regnault, cara Victor Meyer, dan cara Limiting Density.

Cara Regnault dipakai untuk menentukan BM zat pada suhu kamar berbentuk gas.

Cara Victor Meyer dipakai untuk menentukan BM zat cair yang mudah menguap.

Sedangkan cara Limiting Density merupakan penentuan BMberdasarkan rumus gas

ideal. Penentuan berat molekul berdasarkan hukum-hukum gas ideal hanya bersifat

perkiraan. Hal ini disebabkan karena hukum gas ideal sudah menyimpang walaupun

pada tekanan atmosfer.

No

.Pengamatan Aseton

1.Massa labu Erlenmeyer, alumunium foil,

karet gelang73,75 gr

2.Massa labu Erlenmeyer, alumunium foil,

karet gelang + cairan volatile73,95 gr

3. Massa cairan volatile 0,20 gr

4. Massa Erlenmeyer + air 208,8 gr

5. Massa air 135,68 gr

6. Temperatur air 100oC

7.Temperatur air saat cairan volatile

menguap74oC

8. Tekanan atmosfer 1 atm

9. Massa jenis air 0,9660 gr/cm3

Tujuan dari praktikum ini adalah menentukan berat molekul senyawa volatile

berdasarkan pengukuran massa jenis gas dengan menggunakan persamaan gas ideal

atau cara Limiting Density. Persamaan gas ideal merupakan gabungan dari hokum

Boyle, Gay Lussac, dan Avogadro. Hukum Boyle menyatakan bahwa volume suatu

gas dalam tekanan konstan berbanding terballik dengan tekanannya. Hukum Gay

Lussac menyatakan volume suatu gas dalam tekanan konstan sebanding dengan suhu

absolutnya. Sedangkan hokum Avogadro menyatakan bahwa banyaknya volume suatu

gas dalam tekanan konstan sama banyak dengan jumlah partikel molnya.

Pada praktikum ini akan ditentukan berat molekul dari senyawa yang mudah

menguap (volatile) yaitu aseton.Titik didih aseton berada di bawah 100oC, sehingga

saat aseton dipanaskan pada penangas bersuhu 100oC maka aseton akan menguap.

Uap ini mendorong udara dalam erlenmeyer keluar kemudian uap tersebut juga akan

keluar. Uap akan berhenti keluar saat dicapai kesetimbangan, yakni tekanan uap

cairan dalam labu sama dengan tekanan uap udara luar, juga uap cairan dalam labu

memiliki volume sama dengan labu erlenmeyer dan suhunya sama dengan titik didih

air pada penangas. Pada saat labu diangkat dari penangas dan didinginkan, baru

dapat ditentukan massa gas dalam labu.

Karena volume aseton, volume air dan volume labu erlenmeyer adalah sama,

maka ketiganya ditentukan dari perhitungan dengan massa jenis air. Air diperlakukan

dengan perlakuan yang sama dengan aseton. Maka didapatkan volume air 0,136 L.

Volume erlenmeyer dan aseton pun sama dengan air. Selanjutnya dapat ditentukan

massa jenis aseton dengan membandingkan nilai massa cairan yang telah ditimbang

seusai labu didinginkan dengan volume cairan yang telah ditentukan dengan

penentuan volume air. Maka didapatkan massa jenis aseton adalah 1,48 g/L.

Langkah selanjutnya adalah penentuan berat molekul menggunakan

persamaan :

BM = ρ R T/P

Hasilnya didapatkan berat molekul aseton sebesar 44,959 g/L. Di dalam literatur,

diketahui berat molekul aseton sebenarnya 58 g/mol. Sehingga dari selisih perbedaan

BM ini dapat dicari % ketelitian. Yaitu sebesar 77,5%. Adanya perbedaan hasil antara

BM teoritis yang sebenarnya dengan BM melalui praktikum ini disebabkan dari

berbagai faktor kesalahan praktikan, misalnya dalam pengukuran massa, volume, dan

suhu yang kurang cermat.

VI. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan :

1. Penentuan berat molekul senyawa volatile dapat dilakukan dengan

mengunakan persamaan gas ideal dengan penentuan massa jenis zat

2. Berat molekul aseton berdasarkan percobaan adalah 44,959 g/L, sedangkan

berat aseton yang sebenarna adalah 58 g/L

B. Saran :

1. Sebaiknya praktikan lebih teliti dalam melakukan praktikum.

2. Sebaiknya praktikan mempelajari cara kerja dan landasan teori sebelum

praktikum agar tidak terjadi kesalahan selama praktikum.

VII. DAFTAR PUSTAKA

Brady, James E. 1999. Kimia Universitas, Jilid 1, edisi kelima. Binarupa Aksara. Jakarta.

Halliday dan Resnick. 1978. Fisika Jilid I. Erlangga. Jakarta.

Respati. 1992. Dasar-Dasar Ilmu Kimia Untuk Universitas. Rineka Cipta. Yogyakarta.

Tim Dosen Kimia Fisika. 2012. Buku Petunjuk Praktikum Kimia Fisika. Jakarta: TGP Fakultas Teknik Universitas Indonesia.

Mengetahui,                                                          Semarang, 13 November 2012

Dosen Pengampu                                                   Praktikan,

Ir. Sri Wahyuni, M.Si                                           Any Kurniawati

NIM. 4301410009

LAMPIRAN

DATA PERHITUNGAN

Diketahui BM teoritis aseton = 58 g/L

Analisis Data

ρ air = mv

vair= mρair

= 135,680,9660

= 136,225 cm3

=136,225 . 10-3 L

V air = v aseton = 136, 225 . 10-3 L

ρ aseton = m

v aseton =

0,2

136 ,225 .10−3

=1,468 gr/L

p. BM = . R . T

BM = ρ .R .Tp

= 1,468.0,082 .373

1

BM = 44,959 gr/L

% ketelitian = BM praktekBM teoritis

. 100 %

= 44,95958

. 100 %

= 77,5 %