MAKALAH PRAKTIKUM KIMIA FISIKAPENENTUAN BERAT MOLEKUL POLIMER

Disusun Oleh :

1. Hardy Wicakra1141300022. Dian Maesita1141300063. M. Andi Ardiansyah1141300074. Dyno Kafaerli C1141300425. Fitria Mega Antika1141300456. Dena Favinda1141300497. Diar Resti P1141300548. Sony Oscar E114130062

INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIAPROGRAM STUDI TEKNIK KIMIASERPONG2014KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah Praktikum Kimia Fisika yang berjudul PENENTUAN BERAT MOLEKUL POLIMER . Penulisan makalah praktikum ini dibuat dalam rangka memenuhi tugas masa bimbingan HMTK.Dalam penulisan makalah ini penulis menyampaikan terima kasih kepadapihak yang telah membantu dalam menyelesaikan makalah ini yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu.Penulis merasa masih terdapat beberapa kekurangan baik pada teknis penulisan maupun materi, mengingat akan kemampuan yang dimiliki oleh penyusun makalah ini. Oleh karena itu, kritik dan saran sangat diharapkan bagi penulis demi penyempurnaan pembuatan makalah ini dan semoga makalah ini dapat bermanfaat khususnya bagi penulis dan para pembaca pada umumnya, Amin.

Serpong, November 2014

Penyusun

DAFTAR ISIKATA PENGANTARiDAFTAR ISIiiDAFTAR GAMBARiiiDAFTAR TABELivBAB I PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang11.2Tujuan11.3Batasan Masalah1BAB II TINJAUAN PUSTAKA2.1Polimer22.1.1Pengertian.22.2Viskometer Ostwald42.3 Prinsip Viscometer Oswald52.4Aplikasi penentuan berat molekul polimer52.5Rumus Penentuan Berat Molekul polimer5BAB III METODE PERCOBAAN3.1Alat dan Bahan83.1.1Alat :83.1.2 Bahan :83.2 Variabel dan Parameter83.2.1 Variabel :83.2.2 Parameter:83.3 Cara Kerja93.4 Matriks Percobaan10BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN4.1Data Percobaan114.2Pembahasan12BAB V KESIMPULAN DAN SARAN5.1Kesimpulan145.2Saran14DAFTAR PUSTAKALAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Viskometer Ostwald..............................................................................................4

DAFTAR TABEL

Tabel 3. 1 Matriks percobaan...................................................................................................10

Tabel 3. 2 Data grafik...............................................................................................................10

Tabel 4. 1 Data percobaan11

Tabel 4. 2 Data Grafik11

iv

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangPolimer merupakan makromolekul yang terbentuk dari susunan ulang ratusan bahkan ribuan molekul sederhana yang disebut monomer.Oleh karena itu polimer mempunyai massa molekul relatif(Mr) yang sangat besar. Polimer banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Tanpa disadari bahan- bahan yang kita gunakan seperti pakaian, botol minum, map plastik, dan lain-lain terbuat dari polimer. Bahan-bahan polimer alam yang sejak dahulu telah dikenal dan dimanfaatkan adalah kapas, wol, dan damar. Polimer sintesis mulai dikenal pada tahun 1925, dan setelah hipotesis makromolekul yang dikemukakan oleh Staudinger mendapat hadiah Nobel pada tahun 1955, teknologi polimer mulai berkembang. Oleh karena polimer sangat penting dalam kehidupan manusia, maka kita perlu mempelajari penentuan berat molekul polimer itu sendiri.

1.2 Tujuan:Adapun tujuan dari praktikum Kimia Fisika ini adalah :a) Menentukan berat molekul dari polivinil alcoholb) Penggunaan alat viscometerc) Penentuan sifat koloid terhada nilai viskositas

1.3 Batasan Masalah :Berdasarkan perumusan masalah diatas, maka peneliti membatasi masalah pada :a) Jenis polimer yang digunakan adalah PVA (Poli Vynil Alcohol)

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

2.1 Polimer2.1.1 Pengertian.Suatupolimeradalah rantai berulang dariatomyang panjang, terbentuk dari pengikat yang berupa molekul identik yang disebutmonomer. Sekalipun biasanya merupakan organik (memiliki rantai karbon), ada juga banyak polimerinorganik. Contoh terkenal dari polimer adalahplastikdanDNA.Polimer didefinisikan sebagai substansi yang terdiri dari molekul-molekul yang menyertakan rangkaian satu atau lebih dari satu unit monomer. Manusia sudah berabad-abad menggunakan polimer dalam bentuk minyak, aspal, damar, dan permen karet. Tapi industri polimer modern baru mulai berkembang pada masa revolusi industri. Di akhir 1830-an, Charles Goodyear berhasil memproduksi sebentuk karet alami yang berguna melalui proses yang dikenal sebagai vulkanisasi. 40 tahun kemudian, Celluloid (sebentuk plastik keras dari nitrocellulose) berhasil dikomersialisasikan. Adalah diperkenalkannya vinyl, neoprene, polystyrene, dan nilon pada tahun 1930-an yang memulai ledakan dalam penelitian polimer yang masih berlangsung sampai sekarang.Polimer pada umumnya meliputi plastik dan bahan-bahan yang bersifat karet. Banyak di antaranya yang merupakan senyawa organik yang secara kimia berbasis karbon (C), hidrogen (H), dan unsur-unsur nonmetal lainnya. Polimer memiliki struktur molekul yang sangat besar, densitas yang rendah, dan sangat fleksibel.Beberapa contoh polimer sintesis yang ada dalam kehidupan sehari-hari, antara lain serat-serat tekstil poliester dan nilon, plastik polietilena untuk botol susu, karet untuk ban mobil dan plastik poliuretana untuk jantung buatan. Penggunaan polimer pada bidang industri begitu besar seperti yang digunakan dalam industri rumah tangga, otomotif, pesawat terbang dan lain sebagainya. Polimer merupakan ilmu pengetahuan yang berkembang secara aplikatif. Kertas, plastik, ban, serat-serat alamiah, merupakan produk-produk polimer. Polimer, merupakan ilmu yang sangat menarik untuk dipelajari. Polimer merupakan ilmu yang sangat dinamis. Oleh karena itu, sangat dibutuhkan pengetahuan yang baik tentang konsep-konsep dasar polimer, guna dapat memahami dan mengembangkan ilmu polimer. Selanjutnya, konsep dasar tersebut dapat dikembangkan untuk mengukur dan menganalisis bobot molekul polimer. Teknik pemisahan dan pengukuran sampel polimer merupakan pengetahuan yang tidak kalah pentingnya untuk dikuasai. Dalam bab ini, sasaran tersebut dapat dicapai oleh pembaca, dengan memahami dan mencermati secara teliti materi dan soal-soal yang ditawarkan.Panjang rantai pada polimer merupakan parameter yang penting dalam menentukan sifat-sifat polimer. Polimer pada umumnya terdiri dari sejumlah besar rantai, di mana rantai-rantai ini tidak perlu harus sama panjangnya. Panjang rantai ini biasanya disebut sebagai berat molekul. Karena panjang rantai tersebut berbeda, maka tidak diperoleh berat molekul yang seragam, melainkan berat molekul rata-rata.Sifat-sifat polimer seperti kekuatan dan viskositas lebih tergantung pada molekul yang berukuran lebih besar dibanding ukuran molekul yang lebih kecil. Makin bertambahnya panjang rantai, maka jumlah tempat (sites) yang berinteraksi di anatara berbagai rantai tersebut juga akan bertambah. Hal ini menyebabkan sifat kimia, fisika, dan mekanik dari suatu polimer akan bervariasi.Makromolekul apabila dilarutkan dalam suatu pelarut (misalnya air) akan membentuk larutan koloid sejati. Suatu sistem makromolekul yang terdiri dari molekul-molekul dengan berat molekul yang sama disebut monodispersi. Bila sistem makromolekul tersebut tidak terdiri dari molekul-molekul dengan berat molekul yang sama disebut polidispersi. Terdapat tiga metode umum yang dapat digunakan untuk menentukan berat molekul suatu polimer, yaitu metode analisa gugus ujung, metode osmometri, dan metode viskometri.

2.2 Viskometer Ostwald

Gambar 2. 1 Alat Viskometer Ostwald

Fluida baik zat cair maupun gas yang jen isnya bebrbeda memiliki tingkat kekentalan yang berbeda. Viskositas adalahketidak leluasaan aliran cairan dan gas yang disebabkan oleh gesekan antara bagian cairan tersebut. Dan menyebabkan / disebut juga kekentalan. Viskositas adalah besarnya gaya persatuan luas ( dyne/cm ). Kecepatan yang diperlukan untuk mendapatkan beda sebesar 1cm/dt antara 2 lapisan sejajar yang berjarak 2cm.Fluida yang lebih cair biasanya lebih mudah mengalir, contohnya air. Sebaliknya, fluida yang lebih kental lebih sulit mengalir, contohnya minyak goreng, oli, madu dkk. Hal ini bisa dibuktikan dengan menuangkan air dan minyak goreng di atas lantai yang permukaannya miring. Pasti air ngalir lebih cepat daripada minyak goreng atau oli. Tingkat kekentalan suatu fluida juga bergantung pada suhu. Semakin tinggi suhu zat cair, semakin kurang kental zat cair tersebut. Misalnya ketika ibu menggoreng paha ikan di dapur, minyak goreng yang awalnya kental menjadi lebih cair ketika dipanaskan. Sebaliknya, semakin tinggi suhu suatu zat gas, semakin kental zat gas tersebut.

2.3 Prinsip Viscometer Oswald

Alat ini juga dikenal sebagai viscometer kapiler kaca atau Ostwald. Versi lain adalah viskometer Ubbelohde, yang terdiri dari tabung gelas berbentuk U diadakan secara vertikal dalam bak suhu terkontrol. Dalam salah satu lengan U adalah bagian vertikal bore sempit tepat (kapiler). Di atas ada bola lampu, dengan itu adalah bola lain lebih rendah di atas lengan lainnya. Dalam penggunaannya, cairan ditarik ke dalam bola atas dengan penghisap, kemudian dibiarkan mengalir ke bawah melalui kapiler ke dalam bola yang lebih rendah. Dua tanda (satu di atas(A) dan satu di bawah bola atas(B)) menunjukkan volume yang diketahui. Waktu yang dibutuhkan untuk tingkat cairan untuk melewati antara tanda-tanda ini sebanding dengan viskositas kinematik. Kebanyakan unit komersial disediakan dengan faktor konversi, atau dapat dikalibrasi oleh cairan sifat diketahui. Waktu yang diperlukan untuk cairan uji mengalir melalui kapiler diameter diketahui faktor tertentu antara dua titik yang ditandai diukur. Dengan mengalikan waktu yang dibutuhkan oleh faktor viskometer itu, viskositas kinematik diperoleh.2.4 Aplikasi penentuan berat molekul polimerBerikut adalah beberapa manfaat dari penentuan berat molekul polimerManfaat dari mengetahui berat molekul polimer antara lain: Menentukan aplikasi polimer tersebut Sebagai indikator dalam sintesa dan proses pembuatan produk polimer Studi kinetika reaksi polimerisasi Studi ketahanan produk polimer dan efek cuaca terhadap kualitas produk2.5 Rumus Penentuan Berat Molekul polimerHubungan antara Viskositas larutan polimer dengan berat molekul dari polimer tersebut dapat dinyatakan dengan persamaan : = KDimana,M = Berat molekul polimerK = Tetapan yang bergantung pada jenis polimer, pelarut dan suhu = Viskositas larut polimer = Viskositas pelarutC = Gram polimer / 100 ml larutana = Tetapan yang bergantung pada bentuk polimer,

Besaran dikenal sebagai viskositas spesifik atau jadi persamaan di atas dapat di tuliskan sebagai berikut : = K Persamaan ini hanya berlaku untuk larutan yang sangat encer (kurang dari 1%). Kurva hubungan antara terhadap C pada nilai konsentrasi C mendekati nol mempunyai nilai yang dikenal sebagai viskositas intrinsic [].Secara matematis viskositas intrinsik dapat di tulis sebagai :[] =

Untuk mendapatkan viskositas intrinsik secara lebih tepat biasanya dibuat dua buah grafik : (a) Grafik terhadap C dan (b) ln() terhadap C

Secara Matematis: ln() = ln(1-) = ln( - + )Jika konsentrasi C 0 , maka : = []Nilai [] yang didapat dan grafik, digunakan untuk menentukan berat molekul polimer dengan menggunakan persamaan berikut :[] = K

BAB IIIMETODE PERCOBAAN

3.1 Alat dan Bahan3.1.1 Alat: ViskometerOswold Penangas air Labutakar 100 ml Pipetukur 5 ml dan 10 ml Stopwatch3.1.2 Bahan: PolimerPolivinil Alcohol (PVA) Alkohol 95 % atauAseton3.2 Variabel dan Parameter3.2.1 Variabel :Banyaknyapengenceran yang dilakukan, yaitu : 10ml, 15ml, 20ml, 25ml

3.2.2 Parameter:Waktu aliran, beratjenis, viskositas, beratmolekul Polivinil Alcohol

3.3 Cara Kerja

3.4 Matriks PercobaanTabel 3. 1 Matriks percobaanNO

PENGENCERANWAKTU ALIR (t)

DENSITASVISKOSITASBERAT MOLEKUL

1.

2.

Dst.

Tabel 3. 2 Data grafikNO

LARUTAN SAMPELC (x)

sp / C (y)x2x.y

1.

2.

Dst.

Bab IVDATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Percobaan :Tabel 4. 1 Data percobaan

PengenceranWaktu Alir (detik)Densitas (gr/ml)ViskositasBerat Molekul

10 ml670,09941,4261843,277

15 ml790,09931,6800543,277

20 ml840,09961,7917843,277

25 ml1010,09952,1522443,277

Massa PVA = 1,75 gramMr PVA = 44,05 Volume = 100 mlTabel 4. 2 Data GrafikNO

LarutanSampelC (x)sp/C(y)x2x.y

1.10198,6380,00284439457,0550,5649

2.15297,9560,00283288777,7770,8438

3.20397,2750,002424157827,4250,9633

4.25496,5940,002742246605,60031,3616

4.2 Pembahasan :

Tujuan praktikum kali ini adalah untuk menentukan berat molekul polivinil alkohol ,penggunaan alat viskometer,dan penentuan sifat koloid dengan cara mengukur viskositas koloid tersebut. Pada praktikum ini digunakan metode oswald. Adapun variabel percobaan yang digunakan yaitu banyaknya pengenceran yang dilakukan, dan parameter percobaannya adalah waktu aliran,berat jenis,viskositas,dan berat molekul polivinil alkohol.Polivinil alkohol adalah suatu polimer yang dapat larut dalam air, polivinil alkohol juga termasuk kedalam suatu polimer sintetik.polivinil alkohol dibuat dari monomernya yaitu vinil acetat (vinil acetat monomer,VAM) senyawa ini ditemukan di jerman oleh Dr.Flitz Klatte pada 1912. Sifat polivinil alkohol semakin tinggi konsentrasinya maka polivinil alkohol yang dilarutkan dalam air maka, interaksi antara keduanya akan meningkat sehingga akan meningkatkan viskositas larutan.Pada percobaan ini polivinil alkohol dilarutkan serta dipanaskan. Fungsi dari pemanasan yaitu agar polimer cepat larut, karena faktor lain yang membantu pendegradasian PVA yaitu air panas,karena polimerisasi polivinil alkohol merupakan polimerisasi yang kebanyakan struktur rantainya berbentuk araktik yaitu rantai yang memiliki cabang yang tidak teratur dan bersifat acak.Alat yang digunakan untuk mengukur viskositasnya yaitu dengan viskometer oswald,prinsip kerja alat ini adalah sejumlah cairan dimasukkan ke dalam A,kemudian dengan cara menuip atau menghisap cairan dibawa ke B sampai melewati garis m,kemudian cairan dibiarkan mengalir secara bebas ,cairan dapat mengalir karena adanya gravitasi melalu viskometer oswald dan waktu yang diperlukan untuk mengalir m ke n diukur.Waktu alir pada PVA sangat dipengaruhi oleh konsentrasi,maka waktu alirnya semakin lama. Selain alat viskometer oswald ada juga alat yang biasa disebut piknometer,piknometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur nilai massa jenis/densitas suatu zat. Cara mengukurnya yaitu piknometer kosong ditimbang kemudian nilai yang didapat dari pikno meter kosong dikurangi dengan nilai piknometer isi yang telah ditimbang.Adapun bahan lain yang digunakan selain PVA yaitu aseton. Aseton berfungsi sebagai zat pembunuh kuman (bakterioksida) atau sebagai densifektan,pelarut dan reagen. Pada saat pencucian lat viskometer oswald timbulnya busa dikarenakan PVA bersifat basa dan biasa digunakan pada industri detrgen hal ini yang mentyebabkan timbulnya busa pada saat pencucian alat.Selain densitas dan waktu alir viskositas,suatu zat atau bahan sangat berpengaruh,semakin tinggi viskositas suatu zat atau kekentalan maka waktu alirnya semakin lambat dikarenakan sifat koloid suatu zat tersebut tinggi. Sistem koloid merupakan suatu bentuk campuran (sistem dispersi) dua atau lebih zat yang bersifat homogen namun memiliki ukuran partikel terdispersi yang cukup besar sehingga terkena efek tydall, bersifat homogen yaitu partikel tersebut terdispersi dan tidak terpengaruh oleh gaya gravitasi bumi dengan kata lain dalam campuran tersebut tidak terjadi pengendapan. 5

BAB VKESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Beratmolekul PVA (PolivinilAlkohol) adalah 43,277 gram. Viskometer berfungsi untuk mengukur nilai viskositas suatu fluida. Semakin besar konsentrasi maka nilai viskositas akan semakin besar, begitu pula sebaliknya.

5.2 Saran

Usahakan tidak ada sisa air di baker glass karena dapat menyebabkan timbulnya busa. Usahakan tidak ada ethanol yang tertinggal setelah dicuci di dalam piknometer karena dapat menambah massa piknometer kosong.

DAFTAR PUSTAKAAnonim.2012 Polimer http://id.m.wikipedia.org/wiki/Polimer diakses. 2 Desember 2014Anonim.2013.Berat Molekul Polimer http://www.ilmukimia.org/2013/03/polimer.html?m=1 diakses 2 desember 2014 Anonim.2013 Penentuan berat molekul polimer http://kimiatip.blogspot.com/2013/07/Penentuan-Viskositas-Cairan-Dengan-Alat-Viskometer-Oswald.html?m=1 diakses 2 Desember 2014Firdaus, Muhammad Yusuf.2012. Penentuan Berat Molekul Polimer..https://muhammadyusuffirdaus.wordpress.com/2012/01/22/penentuan-berat-molekul-polimer/ diakses 2 Desember 2014

LAMPIRAN1. Perhitungan

Massa PVA= 1,75 gramMr PVA= 44,05Volume= 100 ml

pengenceranWaktualir (sekon)DensitasViskositasBeratMolekul

10 ml670,9941,4261843,277

15 ml790,9931,6800543,277

20 ml840,9961,7917843,277

25 ml1010,9952,1522443,277

Densitas = berat piknometer isi berat piknometer kosongVolume Piknometer = 21,38 12,5710 = 0,881 Volume Larutan = larutan= larutan x t larutan airair x t air

10 ml = 0,994 x 67= 1,426180,881 x 53 15 ml = 0,993 x 79= 1,680050,881 x 53 20 ml = 0,996 x 84= 1,791780,881 x 53 25 ml = 0,995 x 101= 2,152240,881 x 53

Viskositas spesifik larutan () Sp = (x/ o) 1x = Viskositas larutan polimer0 = Viskositas air = 0,911

Viskositas instrinsikKonsentrasi pengenceran = C1 . V1 = C2 . V2Dimana :C1 = Konsentrasi polimerV1 = Volume larutan polimer V2 = Volume total

g r x1000x pengenceran dalam jumlah ml/volume larutan polimer = C2 x volumetotalMrV(100)

1. 1,75 x 1000 x 10 = (0,039 x 10) x 10 x 50 = 198,63844,05 1002. 1,75 x 1000 x 15 = (0,039 x 10) x 15 x 50 = 297,95644,05 100

3. 1,75 x 1000 x 20 = (0,039 x 10) x 20 x 50 = 397,27544,05 100

4. 1,75 x 1000 x 25 = (0,039 x 10) x 25 x 50 = 496,59444,05 100

LarutanSampelC (x)sp/C (y)x2x.y

10198,6380,00284439457,0550,5649

15297,9560,00283288777,7770,8438

20397,2750,002424157827,4250,9633

25496,5940,002742246605,60031,3616

n=4x = 347,61425y = 0,0027105x2 = 536923,4279xy = 3,7336

x = 1390,457y = 0,010842

sp/C (y) = 10 = 1,426/0,911 1 = 0,565= 15 = 1,680/0,911 1 = 0,844 = 20 = 1,791/0,911 1 = 0,965 = 25 = 2,152/0,911 1 = 1,362

a = n xy (x. y)= 4 (3,7336) (1390,457 . 0,010842) = 14,9344 15,07533n x2 (x)24 (536932,4279) (1390,457)2 2147729,7 1933370,669 = -0,14093 214359,043= -0,0000006574

b = y ax = 0,0027105 (-0,0000006574) 347,61425= 0,00273335

y = -6,5 x 10-7 x + 0,00273335BeratPolimerins (b) = k . Ma = = 43,277

2. Grafik sp vs C

1