BAB I

PENDAHULUAN

1.1 latar Belakang

Setiap zat terdiri atas partikel-partikel yang sangat kecil. Partikel-partikel

tersebut kemudian akan selalu bergerak dan memiliki energi kinetik. Kecepatan

gerak partikel-partikel tersebut bergantung pada temperatur dan keadaan fisik zat

(gas, cair, atau padat).

Dari ketiga keadaan fisik zat tersebut, keadaan gas yang paling mudah

untuk dipahami. Pada keadaan gas, partikel-partikel bergerak secara bebas ke

segala arah. Jarak antara partikel-partikel cukup besar sehingga gaya tarik-

menarik antara partikel relatif kecil. Gas tidak mempunyai bentuk dan volume

yang tetap, tetapi akan selalu mengisi setiap ruang yang ditempatinya, volume gas

sama dengan volume ruangan. Gaya atau interaksi antar partikel-partikelnya

sangat kecil. Jikalau satu cairan mudah menguap dengan suhu didih kurang dari

100 oC, dipanaskan hingga menguap, maka uap itu akan mendorong udara keluar

dari dalam wadah, dan akan tercapai kesetimbangan. Setelah dilakukan

pendinginan, kemudian ditimbang untuk mengetahui bobot yang terdapat di

dalamnya.

Pada percobaan ini akan dilakukan penentuan massa molekul suatu zat

yang mudah menguap berdasarkan pengukuran bobot jenisnya yang mengacu

pada persamaan gas ideal. Tekanan uap zat cair dalam suatu labu akan

dikondisikan mencapai kesetimbangan dengan tekanan udara luar kemudian

dapat diketahui bobot jenisnya. Setelah itu dengan menggunakan persamaan gas

ideal, maka massa molekul zat tersebut dapat diketahui. Agar dapat lebih

memahami teori di atas, maka percobaan ini dilakukan.

1.2 Tujuan

− Mengetahui berat molekul kloroform secara praktek.

− Mengetahui persen kesalahan pada percobaan kali ini.

− Mengetahui Faktor Koreksi dari percobaan.

− Mengetahui berat molekul kloroforom secara teori.

1.3 Prinsip Percobaan

Percobaan kali ini didasarkan pada penentuan berat molekul suatu zat volatil

dengan mengukur massa jenis gas menggunakan persamaan gas ideal.Dimana

senyawa x volatil dipanaskan hingga mencapai titik kesetimbangan, lalu

didinginkan agar terbentuk cair kembali setelah menjadi gas dan dapat dihitung

massanya, yang digunakan untuk menetukan berat molekul senyawa tadi serta

dilakukan suatu penentuan selisih bobot senyawa sebelum dan sesudah

penguapan. Dan dilakukan juga pada senyawa H2O.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Gas terdiri atas molekul-molekul yang bergerak menurut jalan-jalan yang

lurus ke segala arah, dengan kecepatan yang sangat tinggi. Molekul-molekul gas

ini selalu bertumbukan dengan molekul-molekul yang lain atau dengan dinding

bejana. Tumbukan terhadap dinding bejana ini yang menyebabkan adanya tekanan

(Sukardjo, 1989).

Volume dari molekul-molekul gas sangat kecil bila dibandingkan dengan

volume yang ditempati oleh gas tersebut sehingga banyak ruang yang kosong

antar molekul-molekulnya. Hal ini yang menyebabkan gas mempunyai kerapatan

yang lebih kecil daripada cairan atau zat padat (Sastrohamidojo, 2010).

Suatu persamaan gas ideal dapat digunakan untuk menentukan massa

molekul zat mudah menguap (Dogra dan Dogra, 2008) :

PV = nRT

Jumlah mol (n) = beratberat molekul

= wM

PV = w / M RT

PM = w / V RT

M = RT w / pV

M = ρ RT / P

dimana : M= massa molekul zat mudah menguap

ρ = densitas gas (g dm-3)

P= tekanan gas (atm)

V= volume (dm3)

T= suhu absolut (K)

R= tetapan gas (dm3.atm.mol-1.K-1)

Adapun hukum-hukum gas, yaitu sebagai berikut (Keenan, dkk., 1984) :

Berat jenis gas diartikan sebagai massa dibagi dengan volume. Volume

gas akan berubah dengan adanya perubahan suhu dan tekanan. Karenanya, berat

jenis gas akan berubah bila suhu dan tekanan berubah. Semakin tinggi tekanan

suatu jumlah tertentu gas pada suhu yang konstan akan menyebabkan volume

menjadi semakin kecil dan akibatnya berat jenis akan semakin besar. Pada

keadaan gas, gerakan partikel gas bergerak secara acak ke segala arah, gas

mempunyai kemampuan untuk mengisi setiap ruang kosong atau dengan kata lain

gas mempunyai kemampuan untuk berdifusi dari daerah yang mempunyai berat

jenis tinggi ke rendah yang berat jenisnya lebih rendah sampai dicapai keadaan

homogen (Bird, 1987).

Kerapatan berubah dengan perubahan temperatur (dalam banyak kasus,

kerapatan menurun dengan kenaikan temperatur, karena hampir semua substansi

mengembang ketika dipanaskan). Konsekuensinya, temperatur harus dicatat

dengan nilai kerapatannya. Sebagai tambahan, tekanan gas harus spesifik.

Kerapatan padatan dan cairan sering dibandingkan dengan kerapatan air. Zat yang

kerapatannya lebih rendah (lebih ringan) dari air akan mengapung, dan zat yang

kerapatannya lebih besar (lebih berat) dari air akan tenggelam dalam air. Dengan

cara yang sama. kerapatan gas dibandingkan dengan kerapatan udara. Gas yang

kerapatannya lebih rendah (lebih ringan) akan naik dalam udara, dan gas yang

kerapatannya lebih besar (lebih berat) akan turun dalam udara. Untuk menghitung

kerapatan suatu zat, kita harus membuat dua pengukuran; pertama, menetapkan

massa zat tersebut, dan kedua menentukan volumenya (Stoker, 1993).

BAB 3

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Alat dan Bahan

3.1.1 Alat

− Erlenmeyer

− Jarum

− Pipet Gondok

− Neraca Analitik

− Desikator

− Thermometer

− Penangas air

3.1.2 Bahan

− Alumunium foil

− Karet gelang

− Plastik Hitam

− Kloroform

− Aquadet

3.2 Prosedur Percobaan

- Diambil sebuah Erlenmeyer kosong yang kering

- Ditutup dengan alumunium foil dan dikencangkan dengan karet gelang

- Ditimbang labu Erlenmeyer tersebut

- Dimasukkan larutan volatil (kloroform) sebanyak 5 mL

- Ditutup dengan alumunium foil kembali dan dikencangkan dengan karet

gelang

- Ditimbang kembali

- Dibuat lubang kecil pada alumunium foil dengan jarum

- Dipanaskan dengan penangas air pada suhu 70 oC hingga menguap

- Diletakkan dalam desikator hingga uap jadi cairan

- Ditimbang

- Ditimbang erlenmeyer kosong

- Ditambahkan aqudes hingga penuh

- Ditimbang kembali

- Diukur suhunya

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Tabel Pengamatan

Perlakuan Pengamatan

- Diambil sebuah Erlenmeyer

kosong yang kering

- Ditutup dengan alumunium foil

dan dikencangkan dengan karet

gelang

- Ditimbang labu Erlenmeyer

tersebut

- Dimasukkan larutan volatil

(kloroform) sebanyak 10 mL

- Ditimbang kembali

- Dibuat lubang kecil pada

alumunium foil dengan jarum

- Dipanaskan dengan penangas air

pada suhu 70 0C hingga menguap

- Diletakkan dalam desikator hingga

uap jadi cairan

- Massa cairannya

- Massa cairan dalam desikator

- Ditimbang erlenmeyer kosong

- Ditambahkan aqudes hingga penuh

- Diukur temperature air

- Tekanan Atmosfer

- Massa Erlenmeyer dan Air

41,38 gr

55,83 gr

14,45 gr

0,29 gr

40,79 gr

28oC

1 atm

118,79 gr

4.2 Perhitungan

4.2.1 Penentuan Berat Molekul Secara Praktek

Massa Senyawa x = 14,45 gram

P (tekanan) = 1 atm

T (suhu) = 70 0C = 343 K

R = 0,08206 atm.L / mol.K𝜌 30 0C = 0,9963 gr/mL

P BMx = mxRT

V erlenmeyer

Verlenmeyer =(massaerlenmeyer+air )−(massaerlenmeyer kosong)

ρair

= 118,79−40,79

0,99 63

= 78

0,9963

= 78,2897 mL

= 0,7829 L

Sehingga P BMx = mxRT

V erlenmeyer

1 x BMx = 0,78 x0,08206 x 343

0,7829

BMx = 21,95430,7829

BMx = 28,0422 gr/mol

4.2.2 Faktor Koreksi

T = 25 0C (suhu kamar)

Log P = 6,90328 – 1163,03227,4+T

= 6,90328 – 1163,03

227,4+25

= 6,90328 – 4,60788

Log P = 2,2954

P = 102,2954

P = 197,4240 mmHg

Puap = 197,4240mmHg

760mmHg

= 0,2598 atm

4.2.3 Menghitung Massa Udara yang Menjadi Faktor Koreksi

Puap = 0,2598 atm

T = 25 0C = 298 K

BM uap = 28,8 gr/mol

Puap BMuap = muapRT

V erlenmeyer

muap R T = Puap BMuap Verlenmeyer

muap = PuapBM uapV erlenmeyer

RT

= 0,2598 x28,8 x0 ,7829

0,08206 x298

= 5 ,857824,4539

= 0,2395 gram

Massa yang diperlukan

mx total = massa kloroform + massa uap

= 0,29 + 0,2395

= 0,5295 gram

Sehingga BMx setelah ditambah dengan massa uap yang hilang (mx)

setelah faktor koreksi:

P. BMx = mx total RT

V erlenmeyer

1 atm x BMx = 0,5295 x0,08206 x 298

0,7829

BMx = 16,5389 gr/mol

4.2.4 Berat Molekul Secara Teori

BM = mCHCl3 sebenarnya

PV R T

= ❑

1x 0,7829 x 0,08206 x 298

= 8,8531 gr/mol

4.2.6 % Kesalahan

% Kesalahan = BM teori−BM praktek

BM praktek x 100%

= −16,538916,5389

x 100%

= −361,99852519,5155

x 100%

= 14,38 %

4.3 Pembahasan

Penentuan massa molekul suatu zat yang mudah menguap dilakukan

berdasarkan pengukuran massa jenis zat mudah menguap tersebut. Adapun

penentuan massa jenisnya dilakukan berdasarkan penimbangan zat tersebut

sebelum dan setelah penguapan.

Dalam pengukurannya, digunakan erlenmeyer yang ditutup dengan

aluminium foil dan karet gelang. Hal ini bertujuan untuk memberikan ruang pada

zat tersebut pada saat menguap. Namun sebelum itu, volume dari erlenmeyer

harus diketahui terlebih dahulu, yaitu dengan menimbang kosong erlenmeyer

tersebut, kemudian mengisinya dengan air dan ditimbang kembali, sehingga

diperoleh massa air. Volume air dapat ditentukan berdasarkan kerapatan air pada

temperatur yang sesuai.

Setelah pengukuran volume erlenmeyer, isi erlenmeyer diganti dengan zat

yang mudah menguap yaitu kloroform dan aseton. Namun sebelumnya,

erlenmeyer bekas air tadi dibilas terlebih dahulu dengan zat yang akan digunakan.

Hal ini bertujuan agar tidak ada sisa air dalam erlenmeyer yang dapat

mempengaruhi hasil yang akan diperoleh.

Sebelum diuapkan, penutup erlenmeyer dilubangi terlebih dahulu dengan

jarum agar uap dari zat tersebut dapat menempati ruang erlenmeyer pada tekanan

normal 1 atm. Sebelum ditimbang kembali, uap dalam erlenmeyer dibiarkan

mengembun kembali agar tidak keluar lagi dari erlenmeyer. Pendinginan

dilakukan di dalam desikator, agar tidak ada zat yang masuk ataupun keluar dari

erlenmeyer.

Nilai massa jenis yang dihubungkan dengan sifat cairan adalah semakin

tinggi nilai massa jenis dari suatu cairan menunjukkan bahwa cairan tersebut

semakin kental sehingga sifat menguapnya sulit.

Senyawa volatil merupakan suatu senyawa yang memiliki titik didih cukup

rendah, sehingga dalam suhu ruangan atau kamar akan sangat mudah menguap.

Mengapa pada percobaan kali ini kita menggunakan kloroform? Hal ini

dikarenakan kloroform merupakan senyawa volatil yang memiliki titik didih

rendah dibandingkan senyawa volatil lainnya misalnya alkohol, dietil eter, aseton,

n-heksan, dan lainnya, sehingga mudah untuk diuapkan dalam suhu rendah dan

dalam waktu yang sebentar. Sehingga lebih mudah pula untuk menetukan berat

molekulnya.

Sama seperti setiap percobaan yang lain, setiap praktikum selalu memakai

alat dan bahan tertentu sesuai dengan jenis percobaan itu masing-masing. Adapun

pada percobaan ini memakai beberapa reagen yang berfungsi sebagai berikut :

Kloroform = Senyawa X yang ingin diketahui berat molekulnya

Aquadest = Reagen yang digunakan untuk menentukan Berat Molekul

secara teori dan sebagai penguap pada penangas air.

Serta terdapat beberapa perlakuan tertentu yang dapat dijabarkan sebagai berikut :

Ditimbang = Untuk mengetahui massa dari suatu alat ataupun reagen yang

digunakan pada percobaan kali ini.

Pemanasan = Untuk menguapkan kloroform.

Pendinginan dalam desikator = Agar pada saat proses perubahan fase gas

ke fase cair pada kloroform berlangsung sempurna dan aman dari

gangguan yang terdapat pada lingungan luar Erlenmeyer yang ditakutkan

Fase gas dari senyawa X akan bereaksi dengan lingkungan sekitar

Dan juga pada setiap praktikum tentunya tak akan lepas dari yang namanya

kesalahan, Adapun beberapa faktor kesalahan yang dapat terjadi pada percobaan

kali ini adalah :

Pada saat penyucukan jarum pada alumunium foil terlalu besar, hal ini

akan menyebabkan akan banyak uap kloroform yang bebas dari sistem

Erlenmeyer, sehinngga pada saat pendinginan kembali massa sesudah dan

sebelum pemanasan akan sangat jauh berbeda.

Suatu persamaan gas ideal dapat digunakan untuk menentukan massa

molekul zat mudah menguap (Dogra dan Dogra, 2008) :

PV = nRT

Jumlah mol (n) = beratberat molekul

= wM

PV = w / M RT

PM = w / V RT

M = RT w / pV

M = ρ RT / P

dimana : M= massa molekul zat mudah menguap

ρ = densitas gas (g dm-3)

P= tekanan gas (atm)

V= volume (dm3)

T= suhu absolut (K)

R= tetapan gas (dm3.atm.mol-1.K-1)

Adapun hukum-hukum gas, yaitu sebagai berikut (Keenan, dkk., 1984) :

1. Hukum Boyle

Jika temperatur tetap konstan, volume suatu gas dengan massa tertentu,

berbanding terbalik dengan tekanan. Secara matematis,

V 1P

PV = konstan. Bila dinyatakan secara matematis dengan cara lain :

P1V1 = P2V2 atau

V 1

V 2 =

P2

P1

2. Hukum Charles

Jika tekanan tidak berubah, volume gas dengan massa tertentu, berbanding

lurus dengan temperatur mutlak. Secara matematis,

V T

VT

= suatu konstanta, atau

V 1T 1

= V 2T 2

atau V 1V 2

= T 1T 2

3. Hukum Avogadro

Molekul yang sama banyak terdapat dalam gas-gas berlainan yang

volumenya sama, jika tekanan dan temperaturnya sama.

V n

V/n = suatu tetapan

Menurut STP, dengan volume diberikan dalam liter yaituV/n = 22,414

L/mol dalam satuan dasar SI, V/n = 0,022414 m3/mol . Volume 1 mol gas pada

tekanan dan temperatur standar disebut volume Avogadro atau volume gas molar.

4. Hukum Dalton

Tekanan total dalam suatu campuran gas adalah jumlah tekanan parsial

anggota-anggota campuran. Secara matematis,

Ptotal = P1 + P2 + P3 + …

Huruf p kecil merujuk ke tekanan parsial, yakni tekanan yang dilakukan oleh

masing-masing gas dalam campuran itu.

5. Hukum Graham

Laju difusi dua gas berbanding terbalik dengan akar (kuadrat) rapatan

mereka. Secara matematis,

r1r 2= √d2

√d1

dengan r1 dan r2 adalah laju difusi dua gas, dan d1 dan d2 adalah rapatan masing-

masing.

Berat jenis gas diartikan sebagai massa dibagi dengan volume. Volume gas akan

berubah dengan adanya perubahan suhu dan tekanan. Karenanya, berat jenis gas

akan berubah bila suhu dan tekanan berubah. Semakin tinggi tekanan suatu

jumlah tertentu gas pada suhu yang konstan akan menyebabkan volume menjadi

semakin kecil dan akibatnya berat jenis akan semakin besar. Pada keadaan gas,

gerakan partikel gas bergerak secara acak ke segala arah, gas mempunyai

kemampuan untuk mengisi setiap ruang kosong atau dengan kata lain gas

mempunyai kemampuan untuk berdifusi dari daerah yang mempunyai berat jenis

tinggi ke rendah yang berat jenisnya lebih rendah sampai dicapai keadaan

homogen.