LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM KIMIA DASAR I

VOLUME MOLAR GAS

OLEH:

KADEK THANIA PRASTAKARINI

1408105047

KELOMPOK 5B

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS UDAYANA

2014

VOLUME MOLAR GAS

I. TUJUAN

Menentukan volume relatif dari zat dalam wujud yang berbeda

II. DASAR TEORI

Zat adalah sesuatu yang memiliki massa dan menempati ruang. Berdasarkan

wujudnya, zat dibagi atas 3 jenis, yaitu zat padat, cair, dan gas. Suatu zat karena sifatnya

memiliki massa dan menempati ruang, artinya zat juga memiliki massa jenis, yaitu massa

per volume dari suatu zat.

Gas merupakan satu dari tiga wujud zat dan walaupun wujud ini merupakan

bagian tak terpisahkan dari studi kimia, praktikum ini hanya akan membahas hubungan

antara volume, temperatur dan tekanan baik dalam gas ideal maupun dalam gas nyata,

dan teori kinetik molekular gas, dan tidak secara langsung kimia. Bahasan utamanya

terutama tentang perubahan fisika, dan reaksi kimianya tidak didisuksikan. Namun, sifat

fisik gas bergantung pada struktur molekul gasnya dan sifat kimia gas juga bergantung

pada strukturnya. Perilaku gas yang ada sebagai molekul tunggal adalah contoh yang baik

kebergantungan sifat makroskopik pada struktur mikroskopik.

Sifat-sifat gas dapat dirangkumkan sebagai berikut.

1. Gas bersifat transparan

2. Gas terdistribusi merata dalam ruang apapun bentuk ruangnya.

3. Gas dalam ruang akan memberikan tekanan ke dinding

4. Volume sejumlah gas sama dengan volume wadahnya. Bila gas tidak diwadahi,

volume gas akan menjadi tak hingga besarnya, dan tekanannya akan menjadi tak

hingga kecilnya.

5. Gas berdifusi ke segala arah tidak peduli ada atau tidak tekanan luar.

6. Bila dua atau lebih gas bercampur, gas-gas itu akan terdistribusi merata.

7. Gas dapat ditekan dengan tekanan luar. Bila tekanan luar dikurangi, gas akan

mengembang.

8. Bila dipanaskan gas akan mengembang, bila didinginkan akan mengkerut.

Dari berbagai sifat di atas, yang paling penting adalah tekanan gas. Misalkan

suatu cairan memenuhi wadah. Bila cairan didinginkan dan volumenya berkurang, cairan

itu tidak akan memenuhi wadah lagi. Namun, gas selalu akan memenuhi ruang tidak

peduli berapapun suhunya. Yang akan berubah adalah tekanannya. Alat yang digunakan

untuk mengukur tekanan gas adalah manometer

Volume molar adalah volume dari 1 mol dari suatu unsur atau senyawa kimia.

Berbeda dengan massa molar, volume molar setiap unsur atau senyawa tidak dipengaruhi

oleh rumus molekulnya, namun oleh tekanan dan temperatur dimana zat tersebut diukur.

Terdapat beberapa hukum dasar yang dapat menerangkan perilaku gas

berdasarkan eksperimen laboratorium, diantaranya adalah Hukum Boyle, Hukum Charles

atau Hukum Gay Lussac dan Hukum Avogadro.

Hukum Boyle

Hukum Boyle berbunyi : tekanan dari sejumlah tetap suatu gas pada suhu yang

dijaga konstan adalah berbanding terbalik dengan volumenya.

Penemuan bahwa tekanan udara dapat diukur dalam bentuk kolom cairan

mendorong Boyle untuk mengkaji secara cermat mengenai perubahan volume gas yang

dikaitkan dengan tekanan. Pada suhu tetap, makin besar tekanan suatu cuplikan gas,

makin kecil volumenya. Gejala tersebut diamati oleh Robert Boyle, hukumnya dikenal

dengan Hukum Boyle, yang menyatakan bahwa: Jika suhu dibuat tetap, volume suatu gas

yang massanya tertentu berbanding terbalik dengan tekanannya:

P= 1V

Dengan menggunakan data dari sejumlah cuplikan tertentu, tampak bahwa pada

suhu tertentu perkalian tekanan dan volumenya adalah tetap. Artinya, PV = tetap. Jika

dinyatakan secara metematis:

P x V x=Py V y atauV x

V y

=Py

Px

atau PV = tetapan (jika T dan jumlah partikel tetap)

Hukum Charles atau Hukum Gay-Lussac

Volume gas dapat berubah bukan saja akibat perubahan tekanan, melainkan juga

dapat diakibatkan oleh perubahan suhu. Peneliti pertama mengenai hubungan ini adalah

ilmuwan Perancis, Jacques Charles dan Joseph Gay-Lussac. Penelitian mereka

memperlihatkan bahwa, pada tekanan konstan, volume sampel gas akan memuai jika

dipanaskan dan menyusut jika didinginkan. Sejumlah tertentu gas dalam silinder, jika

dinaikkan suhunya maka volume gas akan bertambah pada tekanan tetap. Hubungan ini

dapat dinyatakan dengan persamaan:

VT

=tetapan

Persamaan diatas dikenal dengan hukum Charles yang menyatakan bahwa: Pada

tekanan tetap, volume sejumlah gas berbanding lurus dengan suhu mutlaknya. Harga

tetapan pada persamaan diatas bergantung pada jumlah gas dan tekanan.

Jika suhu dihubungkan dengan tekanan pada volume tetap dikenal dengan Hukum

Amonton. Hukum Amonton menyatakan bahwa: Pada volume tetap, tekanan sejumlah

tertentu gas berbanding lurus dengan suhu mutlaknya. Hubungan ini dapat dinyatakn

dengan persamaan:

PT

=tetapan

Jika hukum-hukum diatas digabungkan dengan mengaitkan ketiga variable gas,

maka akan dihasilkan satu ungkapan matematis tentang perilaku gas. Gabungan kedua

persamaan tersebut dikenal dengan Hukum Charles dan Gay Lussac.

Hukum Charles-Gay Lussac berbunyi : volume dari sejumlah tetap gas pada

tekanan konstan adalah berbanding lurus dengan suhu mutlak gas itu.

Jadi untuk: P1 = P2 dan T1 = T2 berlaku :

V 1

V 2

=P1

P2

=T1

T2

Hukum Avogadro

Karya ilmuwan Italia bernama Amedeo Avogadro mrlrngkapi studi yang

dilakukan oleh Boyle, Charles dan Gay-Lussac. Pada tahun 1811, ia mempublikasikan

suatu hipotesis yang menyatakan bahwa pada suhu dan tekanan yang sama, sejumlah

volume yang sama dari gas-gas yang berbeda mengandung sejumlah molekul atau atom

yang sama pula. Selanjutnya dinyakan pula bahwa volume gas apapun harus sebanding

dengan jumlah mol dari molekul yang ada, sehingga:

V ∞ n

Dimana n menyatakn jumlah mol. Persamaan tersebut adalah bentuk matematis

dari Hukum Avogadro berbunyi : Pada tekanan dan suhu konstan, volume suatu gas

berbanding langsung dengan jumlah mol gas yang ada.

Berdasarkan Hukum Avogadro, terlihat bahwa jika dua gas bereaksi satu dengan

yang lainnya, maka volume gas yang bereaksi memiliki perbandingan yang sederhana.

Jika hasilnya adalah gas, maka volumenya terkait dengan volume pereaksinya dalam

perbandingan yang sederhana.

V ∞ n

Dimana n menyatakan jumlah mol. Persamaan tersebut adalah bentuk matematis

dari Hukum Avogadro yang menyatakan bahwa: Pada tekanan dan suhu konstan, volume

suatu gas berbanding langsung dengan jumlah mol gas yang ada.

Persamaannya dinyatakan dengan rumus berikut :

Keterangan :

P = tekanan total (atm)

V= Volume (L)

n = mol gas (mol)

R = konstanta (0,082 L.atm/K.mol)

T = temperature (K)

Berdasarkan Hukum Avogadro, terlihat bahwa jika dua gas bereaksi satu dengan

yang lainnya, maka volume gas yang bereaksi memiliki perbandingan yang sederhana.

P. V = n. R. T

Jika hasilnya adalah gas, maka volumenya terkait dengan volume pereaksinya dalam

perbandingan yang sederhana.

Persamaan Gas Ideal

Dari hukum-hukum yang telah dibahas, dapat diringkas sebagai berikut:

Hukum Boyle : P= 1V

Hukum Charles : V ∞T

Hukum Avogadro : V ∞ n

Semua pernyataan tersebut dapat digabungkan sehingga diperoleh persamaan

induk tunggal untuk perilaku gas:

V ∞nTP

V=RnTP

PV=nRT

Nilai R bila n = 1 disebut dengan konstanta gas, yang merupakan satu dari

konstanta fundamental fisika. Nilai R beragam bergantung pada satuan yang digunakan.

Dalam sistem metrik, R = 8,2056 x10–2 dm3 atm mol-1 K-1.

III. ALAT DAN BAHAN

a. Alat-alat:

Gelas ukur

Ember

Neraca analitik

Termometer

Barometer

b. Bahan-bahan:

Air

Butana cair (korek api yang bahan bakarnya dari butana

IV. LANGKAH KERJA

1. Korek api yang bahan bakarnya butana dan dindingnya tembus cahaya disiapkan

2. Korek api ditimbang dan volume dari cairan butana dalam korek api tersebut

diperkirakan.

3. Gelas ukur yang berisi penuh air terbalik diletakkan di atas ember yang berisi air.

Gelas ukur ini nantinya berfungsi sebagai alat penampung gas. Sedikitnya 2 gelas

ukur lain yang penuh air juga disiapkan

4. Klep dari korek api dibuka dan diikat dengan pipa karet agar klep terbuka terus.

Korek api tersebut diletakkan di bawah alat penampung gas agar gas yang

dibebaskan tertampung.

5. Alat penampung yang telah penuh ditandai dan dicatat lalu diganti dengan alat

penampung yang lain

6. Pengumpulan gas yang dibebaskan dilanjutkan sampai korek api tersebut hampir

kosong.

7. Klep dari korek api tersebut ditutup kembali

8. Semua gas butana yang dikumpulkan dicatat

9. Korek api kembali ditimbang dan volume dari cairan butana yang berubah

menjadi gas diperkirakan

10. Perbandingan dari volume gas butana dengan volume cairan butana yang

massanya sama dihitung.

V. HASIL PENGAMATAN

Identifikasi Keterangan

Volume cairan butana (awal) 4 ml

Massa korek (awal) 13 gram

Volume Gas 1000 ml

Tekanan (P) 1 atm

Suhu (T) 2,70C

Konstanta molar gas 0,082 L.atm/K.mol

Massa korek (akhir) 7,7 gram

Volume korek (akhir) 1,75 ml

VI. PEMBAHASAN

Praktikum ini dilakukan bertujuan untuk menentukan volume ralatif dari zat dalam

wujud yang berbeda. Dalam praktikum ini digunakan korek api gas berbahan gas

butana cair dengan rumus kimia C4H10.

Setelah diadakan pengamatan, didapat data pengamatan berupa massa awal korek

sebesar 13 gram dan massa akhir korek sebesar 7,7 gram.

Dalam praktikum ini diperkirakan volume awal gas butana pada korek sebesar 4 ml

serta tidak menyisakan volume akhir. Kemudian saat pengukuran volume gas dalam

gelas ukur didapat volume gas sebesar 1000 ml.

Volume butana pada korek gas yang seharusnya tidak tersisa, pada percobaan kali

ini volume akhir butana tersebut 1,75 ml. hal tersebut dikarenakan karena praktikan

yang kurang cekatan dan kekurangan waktu. Sehingga bila dihitung volume cairan

butana dengan melakukan oprasi matematika berupa volume awal butana dikurangi

volume akhir butana yaitu sebanyak 2,25. Begitu pula dengan massa butana sebesar 5,3

gram.

Oleh karena itu maka dapat diketahui perbandingan dari volume cairan butana

dengan volume gas butana yang masanya sama yaitu 2,25 ml berbanding 1000 ml atau

Berdasarkan data-data di atas, maka dapat dihitung massa molekul relatif (Mr)

butana menggunakan asas hukum Avogadro yaitu pada tekanan dan suhu tetap

(konstan) volume gas berbanding lurus dengan jumlah mol.

Perhitungan Mr C4H10 Berdasarkan Hasil Percobaan :

Diketahui :

Massa cairan butana

= (massa korek gas+cairan butana) awal - (massa korek gas+cairan butana) akhir

= 13-7,7 = 5,3 gram

Volume gas butana = 1000 ml = 1 liter

Suhu = 27°+273°=300°K

Tekanan (P) = 1 atm

Konstanta molar gas = R = 0,082

Ditanya : Mr C4H10 .... ?

Jawab : P .V =n . R .T

P .V = mMr

. R .T

1.1= 5,3Mr

.0,082.300

Mr=130,381

Mr=130,38

Sehingga didapat massa 1 mol gas butana atau massa molekul relatif gas butana

dalam percobaan ini sebesar 130,38gram/mol, tetapi menurut literatur, gas butana

dengan rumus kimia C4H10 memiliki massa molekul relatif sebesar 58 gram dengan

perhitungan :

Jika diketahui Ar C = 12 dan Ar H = 1 maka :

Mr Butana (C4H10) = (4 x Ar C) + (10 x Ar H)

= (4 x 12) + (10 x1) = 58 gram/mol.

Sehingga dapat disimpulkan bahwa massa molekul relatif butana dalam percobaan

sangat tidak sama dengan massa molekul relatif butana pada literatur. Perbedaan ini

dapat disebabkan karena volume butane pada korek masih tersisa (volume akhir tidak

sama dengan nol), karena kurangnya waktu percobaan dan praktikan yang tidak

cekatan. Perbendaan ini juga terjadi karena ketidaktelitian melihat hasil pengukuran

saat menimbang massa korek api awal maupun akhir. Dapat juga disebabkan karena

tidak teliti dalam memperkiraan volume awal butana dalam korek api. Selain itu, gas

dan suhu juga sangat mempengaruhi keadaan suatu gas. Gas butana yang digunakan ini

berasal dari korek api yang bebas dibeli di toko, sehingga kemurnian gas ini tidak dapat

dipertanggungjawabkan. Terakhir, suhu ruangan jelas berbeda dengan suhu saat

keadaan gas tersebut ada dalam keadaan bebas diudara. Semua itu dapat menjadi faktor

ketidaksesuaian massa molekul relative gas butana dalam percobaan dengan massa

molekul relatif butana pada literatur.

Jawaban pertanyaan :

Gas yang keluar dari sumber gas yang ditampung sebanyak 1,30 ltr. Berat gas

tersebut adalah 2,9 gram. Bila suhu dan tekanan pada kondisi tersebut adalah 270C dan

72cmHg. Hitunglah massa 1 mol gas tersebut.

Diketahui : V = 1,30 L

m = 2,9 gr

T = 270 C = 300 K

P = 1 atm

R = 0,082

Ditanya : Mr gas X = …?

Jawab : P .V =n . R .T

P .V = grMr

. R .T

1 .1,30=2,9Mr

. 0,082 .300

1,30=71,34Mr

71,34=1,30 Mr

Mr=71,341,30

Mr=54,87

VII. KESIMPULAN

Pada percobaan ini, dapat disimpulkan beberapa hal. antara lain :

1. Berdasarkan wujudnya, zat dibedakan menjadi 3, yaitu: padat, cair dan gas.

2. Sifat-sifat gas antara lain adalah

- Gas bersifat transparan

- Gas terdistribusi merata dalam ruang apapun bentuk ruangnya.

- Gas dalam ruang akan memberikan tekanan ke dinding

- Volume sejumlah gas sama dengan volume wadahnya, dsb.

- Kerapatan molekul gas sangan kecil sehingga volumenya mudah berubah-

ubah sesuai wadahnya.

3. Pada temperatur tetap, volume gas akan berubah jika tekanannya diubah. Yang

dijabarkan dalam persamaan berikut :

V 1

V 2

=P2

P1 atau P1⋅V 1=P2⋅V 2=K (konstan)

4. Perbandingan volume gas sesuai dengan perbandingan temperatur mutlaknya.

Pada tekanan (P) dibuat tetap

V 1

V 2

=T1

T2 atau V 1⋅T2=V 2⋅T1=K (konstan)

Pada volume (V) dibuat tetap

P1

P2

=T2

T1 atau P1⋅T2=P2⋅T1=K (konstan)

5. Pada temperatur dan tekanan yang sama setiap 1 mol gas akan mempunyai volume

yang sama. Dapat dilihat pada persamaan berikut.

P⋅VT

=R atau P⋅V =R⋅T

6. Pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas yang volumenya sama mengandung

jumlah mol yang sama. Dari pernyataan ini ditentukan bahwa pada keadaan STP (0o

C 1 atm) 1 mol setiap gas volumenya 22.4 liter volume ini disebut sebagai volume

molar gas.

7. Volume gas akan berubah-ubah karena dipengaruhi oleh suhu, tekanan dan

jumlahnya. Jika diasumsikan, gas merupakan gas ideal yang memenuhi persamaan

gas ideal: P.V=n.R.T

DAFTAR PUSTAKA

Tim Laboratorium Kimia Dasar. 2014. Penuntun Praktikum Kimia Dasar I. Bukit Jimbaran :

Jurusan Kimia, F.MIPA, UNUD.

Chang, Raymond. 2004. Kimia Dasar : Konsep-Konsep Inti, Edisi Ketiga. Jakarta : Erlangga.

Petrucci, Ralph.H. 1999. Kimia Dasar – Prinsip dan Terapan Modern Edisi Keempat Jilid.

Jakarta : Erlangga.

Sunarya, Yayan. 2010. Kimia Dasar 1: Berdasarkan Prinsip-prinsip Kimia Terkini. Tangerang :

Yrama Widya.

Permana, Dedi. 2006. Intisari Kimia SMA. Bandung: Pustaka Setia.

Syukri, Unggul.1999.Kimia Dasar I.ITB : Bandung

http://id.wikipedia.org/wiki/Zat (Diakses pada 20 November 2014)

http://industri17imafa.blog.mercubuana.ac.id/tag/sifat-sifat-gas/ (Diakses pada 20 November

2014)

http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2009/0700746/materi5.htm Diakses pada 20

November 2014)