LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR IPEMERIKSAAN KESALAHAN-KESALAHAN

Oleh :Dwinda Safitri1308105038VI B

JURUSAN KIMIAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS UDAYANABUKIT JIMBARAN2013Pemeriksaan Kesalahan-KesalahanDwinda Safitri 1308105038Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Udayana2014

Abstrak

Percobaaan ini bertujuan untuk memeriksa kesalahan-kesalahan untuk menunjukkan kemampuan masing-masing alat sehubungan dengan ketepatan pengukuran serta melatih kemampuan untuk menentukan kesalahan, baik dalam praktek maupun dalam tahap perhitungan. Kalibrasi merupakan proses verifikasi bahwa suatu akurasi alat ukur sesuai dengan rancangannya. Kalibrasi biasa dilakukan dengan membandingkan suatu standar yang terhubung dengan standar nasional maupun internasional dan bahan-bahan acuan tersertifikasi. Dalam percobaan disiapkan alat-alat: Gelas Erlenmeyer, diambil yang bersih dan keringkan, kemudian beratnya ditimbang. masing-masing alat kelompok A (gelas ukur 50 mL) kelompok B (gelas ukur 250 mL), kelompok C (buret 10 mL), dan kelompok D (pipet volume 25 mL) digunakan untuk mengukur air sebanyak 25 ml dan 20 mL. setelah itu air dipindahkan kedalam gelas Erlenmeyer yang telah ditimbang lalu ditimbang kembali dan diulang sampai 15x. Setelah dilakukan perhitungan, didapatkan hasil alat yang memberikan ketidakpastian terkecil adalah gelas ukur 50 mL dengan simpangan rata-rata sebesar 0,037 dan alat yang memberikan kesalahan kalibrasi terkecil yaitu gelas ukur 50mL dengan kesalahan kalibrasi sebesar 0,21.

Kata kunci: kalibrasi, ketepatan, ketelitian

PENDAHULUAN

Dalam pengamatan eksperimen secara umum, hasil yang diperoleh pasti tidak dapat terlepas dari faktor kesalahan.Ketepatan alat sangat mempengaruhi hasil percobaan. Dalam melakukan pengukuran fisik, tujuan utamanya adalah memperoleh suatu nilai yang terdiri dari satuan yang diplih dan besarannya yang akan menyatakan besar kuantitas fisik yang diukur, menunjukkan kemampuan masing-masing alat sehubungan dengan ketepatan pengukuran dan melatih kemampuan untuk menentukan kesalahan baik dalam praktek maupun perhitungan (Alan, 2001). Kalibrasi adalah suatu kegiatan untuk menentukan kebenaran konvensional nilai penunjukan alat inspeksi, alat pengukuran dan alat pengujian. Kalibrasi umumnya dilakukan sesuai dengan kecermatan alat ukur yang bersangkutan dengan alat ukur lain yang satu atau beberapa tingkat kecermatan dan kebenaran skalanya (Rochim dan Wirjomartono, 1985). Terkait dengan pelaksanaan aktivitas laboratorium kimia, sering dijumpai penggunaan alat ukur volumetrik seperti gelas ukur, buret, pipet volume, gelas ukur dan sebagainya. Pembacaan skala pada alat ukur tersebut harus benar-benar diperhatikan, dalam hal melihat skala, kedudukan badan, jenis alat maupun jenis larutan dengan memperhatikan angka signifikan, toleransi pembacaan skala, dan sifat ketelitian alat. Kalibrasi dilakukan agar hasil pengukuran selalu sesuai dengan alat ukur standar atau alat ukur yang sudah ditera.Hasil penetapan dikatakan teliti bila hasil yang didapatkan dari serangkaian penetapan ini penyebarannya kecil. Ada tiga macam ukuran penyebaran, yaitu kisaran (range), penyimpangan rata-rata (mean deviation) dan simpangan baku (standart deviation). Oleh sebab itu, dilakukan percobaan penentuan kesalahan-kesalahan yang bertujuan untuk menunjukkan kemampuan masing-masing alat sehubungan dengan ketepatan pengukuran dan melatih kemampuan untuk menentukan kesalahan, baik dalam praktek maupun dalam tahap perhitungan.

MATERI DAN METODEAlat dan bahanPada percobaan kali ini digunakan alat-alat sebagai berikut untuk memeriksa/ menentukan kesalahan-kesalahan yaitu diantaranya gelas ukur 50 mL, gelas ukur 250 mL, buret 10 mL, pipet volume 25 mL dan gelas erlenmeyer dengan alat bantu neraca analitik. Bahan-bahan yang digunakan hanya aquades (air suling).

Cara PengerjaanPersiapan alatPercobaan ini dilakukan dengan menyiapkan alat-alat yang akan diuji lalu alat-alat tersebut kemudian dicuci dengan air mengalir dan dikeringkan. Selanjutnya, gelas erlenmeyer yang sudah bersih diambil, lalu ditimbang beratnya. Gelas ukur 50 mL diambil dan 20 mL air diukur dengan alat tersebut. Air yang sudah diukur kemudian dimasukkan ke dalam gelas erlenmeyer yang sudah disiapkan sebelumnya, kemudian gelas erlenmeyer yang sudah berisi air ditimbang sehingga berat dari air yang diukur tersebut diketahui. Cara ini dilakukan berulang kali, yakni dengan mengukur 20 mL air pada gelas ukur 50mL dan buret 10mL (air dimasukkan dua kali), dan 25mL air untuk gelas ukur 250mL dan pipet volume 25mL. Lalu menimbangnya hingga 15 kali pengukuran tiap satu alat. Demikian pula dilakukan untuk alat-alat lainnya.

Analisis KesalahanAnalisis kesalahan dari suatu percobaan dapat diketahui dengan menghitung simpangan dari hasil yang didapat pada percobaan. Mula-mula volume air dihitung dengan mengalikan berat jenis air, yaitu 1,000 dengan volume air yang diukur. Kemudian dihitung volume rata-rata, yaitu jumlah seluruh volume air dari pengujian ketepatan satu alat dibagi N kali pengamatan.Simpangan masing-masing percobaan dapat dihitung dengan volume tiap percobaan dikurangi volume rata-rata :

Keterangan:d= SimpanganV= Volume/berat tiap pengamatan= Volume rata-rata (mL)Lalu dihitung simpangan rata-rata dengan rumus :

Keterangan:= Simpangan rata-rata= Jumlah total simpanganN= Jumlah pengukuran

Setelah didapatkan simpangan rata-rata, dihitung kesalahan kalibrasi dengan mengurangi volume rata-rata dengan volume air yang diukur.

=

Keterangan: = volume rata-rata pengukuranVseharusya= volume aquades seharusnyaDengan menggunakan persamaan diatas, dilakukan perhitungan pada tiap kelompok.

HASIL DAN PEMBAHASANPada percobaan kali ini dilakukan penentuan kesalahan-kesalahan pada alat ukur kuantitatif, dimana percobaan ini bertujuan untuk menunjukkan kemampuan masing-masing alat sehubungan dengan ketepatan pengukuran dan melatih kemampuan untuk menentukan kesalahan, baik dalam praktek maupun dalam tahap perhitungan.Percobaan ini dilakukan dengan menyiapkan alat-alat yang akan diuji lalu alat-alat tersebut kemudian dicuci dengan air mengalir dan dikeringkan. Selanjutnya, gelas erlenmeyer yang sudah bersih diambil, lalu ditimbang beratnya. Gelas ukur 50 mL diambil dan 20 mL air diukur dengan alat tersebut. Air yang sudah diukur kemudian dimasukkan ke dalam gelas erlenmeyer yang sudah disiapkan sebelumnya, kemudian gelas erlenmeyer yang sudah berisi air ditimbang sehingga berat dari air yang diukur tersebut diketahui. Cara ini dilakukan berulang kali, untuk alat yang sama dan ditimbang sebanyak 15 kali, lalu data yang didapatkan dicatat.Dari percobaan ini akan diketahui berat air dari masing-masing alat yang nilainya sama dengan volumenya karena berat jenis air adalah 1,000. Setelah diketahui volumenya, dihitung simpangan yang bisa didapatkan dari pengurangan volume yang didapatkan dengan volume rata-rata.Pengukuran 20 mL air dengan menggunakan gelas ukur 50 mL setelah dilakukan pengukuran sebanyak 15 kali didapatkan rata-rata sebesar 19,79 mL. setelah dihitung simpangannya, didapatkan hasil sebesar 0,040 sedangkan kesalahan kalibrasinya sebesar 0,21 mL. Pengukuran kedua 25 mL air dengan menggunakan gelas ukur 250 mL diperoleh volume rata-rata 22,79 dengan simpangan rata-rata 0,038 dan kesalahan kalibrasi 2,21mL. Pengukuran 25 mL air dengan menggunakan pipet volume 25 mL diperoleh volume rata-rata 27,40 dengan simpangan rata-rata 0,037 dan kesalahan kalibrasi 2,4 mL. Pengukuran 20 mL air dengan menggunakan buret 10 mL volume rata-rata 24,75 dengan simpangan rata-rata 0,041 dan kesalahan kalibrasi 4,75 mL.Dari data yang telah dihitung tersebut terlihat bahwa alat yang memiliki simpangan rata-rata terkecil adalah pipet volume 25 mL yaitu 0,037, sedangkan alat yang memiliki simpangan rata-rata terbesar adalah buret 10 mL yaitu 0,041. Dilihat dari kesalahan kalibrasi, yang memiliki kesalahan kalibrasi terkecil yaitu gelas ukur 50 mL yaitu sebesar 0,21 mL, sedangkan yang memiliki kesalahan kalibrasi yang terbesar yaitu buret 10mL, dimana kesalahan kalibrasi ini salah satunya adalah karena kesalahan praktikan, yang menggunakan buret 10mL untuk mengisi 20mL air dengan memasukkkan air 10mL sebanyak 2 kali ke dalam buret.Untuk mengetahui kebenaran perobaan yang dilakukan maka dilakukan ralat untuk perhitungan. Berdasarkan ralat, persentase kebenaran untuk alat-lat seperti gelas ukur 50 mL, gelas ukur 250 mL, pipet volume 25mL dan buret 10 mL tidak mencapai nilai 100% menunjukkan bahwa terdapatnya kesalahan pada percobaan kali ini, dimana disebabkan karena kesalahan praktikan, kurang teliti dalam membaca skala, adanya pegotor pada alat ukur dan atau adanya air yang tersisa di dinding alat ukur sehingga menyebabkan berkurangnya berat air. Pengaruh udara juga dapat mempengaruhi pada saat penimbangan berat air.

SIMPULAN DAN SARANSimpulanBerdasarkan hasil percobaan yang dilakukan, maka dapat diketahui alat yang memberikan ketidakpastian terkecil adalah gelas ukur 50 mL dengan simpangan rata-rata sebesar 0,040. Serta alat yang memberikan kesalahan kalibrasi terkecil adalah gelas ukur 50 mL dengan kesalahan kalibrasi sebesar 0,21 mL. Terdapatnya kesalahan kalibrasi pada praktikum ini disebabkan karena human eror (kelalaian praktikan), suhu, kelembaban, tekanan udara, aliran udara, dan kedap getaran, dan alat yang dikalibrasi dalam keadaan berfungsi baik atau tidak rusak.

SaranPerlu dilakukan percobaan pemeriksaan kesalahan-kesalahan lebih lanjut dengan memenuhi sertifikasi dari laboratorium yang terakreditasi, ruangan/tempat kalibrasi yang terkondisi.

UCAPAN TERIMA KASIHPenulis mengucapkan terimakasih pada staff laboratorium kimia fisika, asisten dosen dan semua pihak yang telah membantu sehingga bisa terselesaikannya laporan ini.

DAFTAR PUSTAKAMorris, Alan S. 2001.Measurement and Instrumentation Principles. Butterworth Heinemann, ISBN 0-7506-5081-8.Rivai, H. 1995. Asas Pemeriksaan Kimia. Universitas Indonesia Press : Jakarta.Staff Lab Kimia Fisika. 2014. Bahan Ajar Kimia Fisika I dan II. Jurusan Kimia F.MIPA. Universitas Udayana: Bukit Jimbaran.Tim Lab Kimia Fisika. 2014. Diktat Penuntun Praktikum Kimia Fisika. Jurusan Kimia F.MIPA. Universitas Udayana: Bukit Jimbaran.

LAMPIRAN :Tabel 1. Data PengamatanPengukuranBerat air (gram)

Massa Gelas KosongKelompok AKelompok BKelompok CKelompok D

160,1880,0683,0587,6585,00

260,1880,0583,0587,6685,02

360,1780,0583,0587,6585,00

460,1880,0483,0387,6485,00

560,1780,0483,0487,6585,01

660,1480,0483,0587,6685,01

760,1580,0383,0487,6685,00

860,1680,0383,0487,6585,02

960,1880,0383,0587,6585,00

1060,1880,0483,0487,6685,00

1160,1780,0483,0487,6485,00

1260,1780,0383,0487,6685,00

1360,1880,0383,0487,6585,00

1460,1580,0583,0487,6585,00

1560,1680,0583,0487,6685,00

Diketahui :berat jenis air = 1,000Ditanya : V rata-rata ?Jawab : Volume air pada kelompok A.60,25 g 80,04 g = 19,79 g

= 19,79 mL

Dengan cara yang sama diperoleh hasil :Tabel 2. Data Volume Air (mL)pengukuranVolume air (mL)

Kelompok AKelompok BKelompok CKelompok D

119,8822,8727,4724,82

219,8622,8627,4724,83

319,8522,8527,4524,80

419,8322,8227,4324,79

519,8222,8227,4324,79

619,8122,8227,4324,78

719,7922,8027,4224,76

819,7822,7927,4024,77

919,7722,7927,3924,74

1019,7722,7727,3924,73

1119,7622,7627,3624,72

1219,7422,7527,3724,71

1319,7322,7427,3524,70

1419,7422,7327,3424,69

1519,7322,7227,3424,68

Kedua, dilakukan perhitungan volume rata-rata air pada tiap kelompok. Volume rata-rata air pada kelompok A.

Dengan cara yang sama diperoleh hasil :KelompokVolume rata-rata air (mL)

A19,79

B22,79

C27,40

D24,75

Ketiga, dilakukan perhitungan simpangan pada setiap kelompok. Simpangan pada kelompok A.

Dengan cara yang sama diperoleh hasil :Tabel 3. Data Simpangan Tiap KelompokPengukuranVolume air (mL)

Kelompok AKelompok BKelompok CKelompok D

10,090,080,070,07

20,070,070,070,08

30,060,060,050,05

40,040,030,030,04

50,030,030,030,04

60,020,030,030,03

70,000,010,020,01

80,010,000,000,02

90,020,000,010,01

100,020,020,010,02

110,030,030,040,03

120,050,040,030,04

130,060,050,050,05

140,050,060,060,06

150,060,070,060,07

Keempat, dilakukan perhitungan simpangan rata-rata pada tiap Kelompok Simpangan rata-rata pada kelompok A.

Dengan cara yang sama diperoleh hasil :KelompokSimpangan rata-rata

A0,040

B0,038

C0,037

D0,041

Kelima, dilakukan perhitungan kesalahan kalibrasi pada tiap kelompok. Kesalahan kalibrasi pada kelompok A.Kesalahan kalibrasi = = = 0,21 mL Kesalahan kalibrasi pada kelompok B.Kesalahan kalibrasi = = = 2,21 mL Kesalahan kalibrasi pada kelompok C.Kesalahan kalibrasi = = = 2,4 mL Kesalahan kalibrasi pada kelompok D.Kesalahan kalibrasi = = = 4,75 mL

Dengan melakukan perhitungan menggunakan persamaan-persamaan diatas, didapatkan hasil sebagai berikut :Tabel 4. Data Hasil PerhitunganPengukuranVolume air (mL)Simpangan (d)

Klp. AKlp. BKlp. CKlp. DKlp. AKlp. BKlp. CKlp. D

119,8822,8727,4724,820,090,080,070,07

219,8622,8627,4724,830,070,070,070,08

319,8522,8527,4524,800,060,060,050,05

419,8322,8227,4324,790,040,030,030,04

519,8222,8227,4324,790,030,030,030,04

619,8122,8227,4324,780,020,030,030,03

719,7922,8027,4224,760,000,010,020,01

819,7822,7927,4024,770,010,000,000,02

919,7722,7927,3924,740,020,000,010,01

1019,7722,7727,3924,730,020,020,010,02

1119,7622,7627,3624,720,030,030,040,03

1219,7422,7527,3724,710,050,040,030,04

1319,7322,7427,3524,700,060,050,050,05

1419,7422,7327,3424,690,050,060,060,06

1519,7322,7227,3424,680,060,070,060,07

Jumlah296,86341,89411,04371,310.610.580.560.62

Rata-rata19,7922,7927,4024,750.0400.0380.0370.041

Tabel 5. Data Hasil PerhitunganKelompokAlatVolume rata-rataSimpangan rata-rataKesalahan kalibrasi

AGelas ukur 50 mL19,790,0400,21

BGelas ukur 250 mL22,790,0382,21

CBuret 10 mL27,400,0372,4

DPipet volume 25 mL24,750,0414,75