LAPORAN AKHIR

MODUL II

A. Judul : Penentuan Massa Atom Relatif Mg dan Penentuan Rumus Suatu

Hidrat

B. Tujuan : a. Mempelajari suatu cara sederhana penentuan massa atom relatif

unsur

b. Menentukan rumus suatu hidrat

C. Dasar Teori

a. Penentuan Massa Atom Relatif Mg

Atom adalah sangat kecil dan mempunyai beberapa pertikel sub atom yang

disebut proton, neutron dan elektron. Proton dan neutron merupakan bagian yang

paling rapat, terletak ditengah atom disebut inti. Elektron merupakan partikel yang

sangat kecil dan ringan diluar inti. Ruangan tempat kedudukam elektron disekitar ini

dinamakan awan elektron.

Massa sebuah atom bergantung pada jumlah elektron, proton, dan neutron

yang dimilikinya. Atom adalah partikel yang sangat kecil, sehingga kita tidak dapat

menimbang massa sebuah atom tunggal. Akan tetapi, kita dapat menentukan massa

suatu atom dengan membandingkannya terhadap atom lain. Dengan demikian,

dibutuhkan suatu unsur yang dapat dijadikan sebagai standar pembanding.

Massa atom relative dengan lambang Ar adalah istilah modern sebagai

pengganti istilah berat atom. Pada permulaan abad ke-19 hidrogen digunakan sebagai

unsur standard. Dalton menekankan bahwa massa atom adalah sifat yang paling

utama suatu unsur. Hydrogen adalah unsur yang mempunyai nomor atom yang paling

ringan dan massanya ditentukan sebagai suatu satuan. Demikian pula valensi adalah

kemampuan bersenyawa suatu unsur dan hydrogen digunakan sebagai jumlah dasar

skala.

1

Massa atom relatif sangat penting dan menjadi prinsip yang paling mendasar

dalam perhitungan kimia. Pengertian massa atom relative (Ar) didalam ilmu kimia

tidak dimaksudkan sebagai berat sesungguhnya dari sebuah atom, sebab atom dan

molekul mempunyai massa yang sangat kecil. Dengan mengetahui massa atom relatif

(Ar) unsur-unsur penyusun senyawa, kita dapat menentukan massa molekul relatif

(Mr) senyawa tersebut. Massa molar senyawa (dalam satuan gram) sama dengan

massa molekul relatifnya (dalam satuan amu). Sebagai contoh, massa molekul relatif

air sebesar 18,016 sma. Dengan demikian, massa molar air adalah 18,016 gram. Hal

ini berarti, massa satu mol molekul air adalah sebesar 18,016 gram dan terdapat 6,022

x 1023 molekul air. Bila kita memiliki 54,048 gram air, maka akan setara dengan

54,048 gram / 18,016 (gram/mol) atau 3 mol molekul air. Jumlah molekul yang

dimiliki oleh 3 mol molekul air adalah 3 x 6,022 x 1023 molekul air.

Penentuan massa atom relatif

Massa atom suatu unsur didefinisikan sebagai massa atom unsur itu

dibandingkan dengan massa atom lain yang dipakai sebagai standard. Berdasarkan

atas perjanjian internasional pada tahun 1961, digunakan skala massa atom yang

didasarkan isotop karbon = 12. Pada dewasa ini, massa atom suatu unsur ditentukan

dengan metode spektrofhotometri massa. Di laboratorium, dapat ditentukan massa

atom relatif Mg. Jika diketahui massa atom relatif oksigen = 16; maka dari MgO yang

terbentuk dapat dihitung massa atom relatif Mg.

Hukum Dulomg dan Petit (1819)

Pada tahun 1819 dua orang Perancis , seorang sarjana kimia , Piere Duolojg,

dan seorang fisika, Alexis Petit menemukan hunbungan antara kalor jenis unsur padat

massa jenis atomnya. Ilmuwan ini mengukur kalor jenis beberapa unsur.

Unsur-unsur logam hasil kali massa atom relative dan kalor jenis kira-kira

26,8 j mol ¯¹ k¯¹

2

Massa atom relative x kalor jenis ∞ 26 ,8

Metoda Carnnizaro (1858)

Pada tahun 1858 Stainslao Cannizaro, menggunakan gagasan Avogadro dalam

menyusun cara yang dapat dipahami benar untuk menghitung untuk berat atom unsur

yang dapat membentuk senyawa beberapa gas.

Metoda spektometri massa

Metoda ini merupakan cara yang paling teliti dalam penentuan massa atom

relative. Dengan metoda ini dapat diperlukan dua data yaitu :

a) Kelimpahan Isotop

b) Massa isotop relative

Istilah massa molar relatif mencakup massa molekul relative, massa unsur

rumus relative dan massa atom relative. Oleh karena itu, massa atom relative tidak

mempunyai satuan maka sering digunakan massa molar.

b. Penentuan Rumus Suatu hidrat

Hidrat adalah zat padat yang mengikat beberapa molekul air sebagai bagian

dari struktur kristalnya, hidrat juga merupakan padatan yang tersusun oleh molekul

senyawa tertentu dan molekul air. Jumlah molekul air biasanya tertentu dan terikat

pada kation melalui atom oksigen (o) atau pada amion atau species kaya electron

melalui atom oksigen. Jika suatu senyawa hidrat dipanaskan, maka ada sebagian atau

seluruh air kristalnya dapat dilepas (menguap). Jika suatu hidrat dilarutkan dalam air,

maka air kristalnya akan lepas.

Contoh:

1. Terusi (CuSO4.5 H2O) : tembaga(II) sulfat pentahidrat

2. Gipsum (CaSO4.2 H2O) : kalsium sulfat dihidrat

3. Garam inggris (MgSO4.7 H2O) : magnesium sulfat heptahidrat

3

4. Soda hablur (Na2CO3.10 H2O) : natrium karbonat dekahidrat

Jika suatu senyawa hidrat dipanaskan, maka ada sebagian atau seluruh air

kristalnya dapat dilepas (menguap). Jika suatu hidrat dilarutkan dalam air, maka

air kristalnya akan lepas.

Contoh: CuSO4.5 H2O(s) → CuSO4(aq) + 5 H2O(l)

Gambar 3.11 CuSO4.5 H2O (kiri) dan CuSO4 (kanan). Sumber: Chemistry, The

Molecular Nature of Matter & Change, Martin S. Silberberg, 2000.

Jumlah molekul air kristal dari suatu senyawa hidrat dapat ditentukan melalui cara

sebagai berikut.

Contoh:

Sebanyak 5 gram hidrat dari tembaga(II) sulfat (CuSO4.5 H2O) dipanaskan sampai

semua air kristalnya menguap. Jika massa padatan tembaga(II) sulfat yang terbentuk

adalah 3,2 gram, tentukan rumus hidrat tersebut! (Ar Cu = 63,5, S = 32, O = 16, dan

H = 1).

Jawab:

Massa H2O = 5 gram – 3,2 gram = 1,8 gram

Mol CuSO4 =

Mol H2O =

Perbandingan mol CuSO4 : H2O

= 0,02 mol : 0,1 mol

= 1 : 5

Karena perbandingan mol = perbandingan koefisien, maka x = 5.

4

Jadi, rumus hidrat tersebut adalah CuSO4.5 H2O.

Air dapat berada dalam keadaan bebas sebagai gas, cair, atau padat. Ada zat

dalam air terikat secara kimia di permukaan. Sebagai contoh silica gel dalam selulosa.

Pada zat ini yang mengikat air membentuk kristal hidrat. Misalnya CuSO4, 5H2O, dan

Na2SO4.

Ada macam-macam rumus yang dikenal dalam kimia. Pengolahan rumus

menurut banyaknya informasi yang dapat diberikan oleh rumus-rumus, yaitu :

1) Rumus empiris yaitu rumus yang menggunakan perangkat terkenal subskripsi

bilangan bulat untuk menyatakan banyak relative atom-atom tiap unsur yang ada

dalam suatu satuan rumus. Contohnya : NaCl, H2O, dan CH2.

2) Rumus molekul yaitu rumus yang menyatakan jumlah sebenarnya dari tiap jenis

atom yang dijumpai dalam sebuah molekul. Contohnya : H2O.

D. Alat dan Bahan

a. Alat-alat

1. Pembakar spritus

Fungsi : untuk membakar krus yang berisi Mg dan BaCl2

2. Eksikator

5

Fungsi : untuk mendinginkan krus yang panas

3. Krus

Fungsi : untuk membakar Mg dan BaCl2

4. Neraca Analitik

Fungsi : untuk menimbang berat Mg dan BaCl2

5. Kaki tiga

6

Fungsi : sebagai penyangga segitiga perselin pada proses pembakaran Mg

dan BaCl2

6. Penjepit Krus/Krustang

Fungsi : untuk menjepit krus

7. Kertas lakmus

Fungsi : untuk menentukan sifat asam basa suatu larytan

8. Segitiga Perselin

7

Fungsi : untuk meletakkan krus dalam proses pembakaran

b. Bahan-bahan

1. Mg

Sifat fisik :

- Berwarna putih dan keperak-perakan

- Sangan kuat

- Massa atom 24,3050 gr/mol

- Konfigurasi elektron=(Ne) 3s2

- Titik lebur 923K

- Titik didih 1363 K

- Kalor peleburan 128 kj/mol

- Kapasitas kalor (250C) 24,689 J/mol.K

Sifat kimia :

- Magnesium yang terbelah-belah mudah terbakar di udara dan

mengeluarkan lidah api putih yang menakjubkan.

2. BaCl2

Sifat fisik :

- tidak berwarna

- tidak berbau

Sifat kimia :

- Berbentuk Kristal

- Memiliki titik lebur 960℃

E. Cara kerja

8

Eksperimen I :

2 gr Mg

-Menimbang

-Memasukkan kedalam krus kosong yang

sebelumnya sudah ditimbang

- Memanaskan diatas api pembakar dengan

menggunakan segi tiga perselin

- Mendinginkan krus

- Meneteskan air sampai uap keluar tidak

membirukan kertas lakmus merah

- Memijarkan sampai beratnya konstak

- Mendinginkan

- Menimbang

Eksperimen II :

9

Krus kosong

± 1 gr + 2 gr Mg

Sebelum Pemijaran Berat Krus + Mg : 55,1538 gramBerat Krus kosong : 55,0538 gram -

Berat Magnesium : 0,1 gram

Sesudah PemijaranBerat Krus + Mg : 52,5416 gramBerat Krus kosong : 52,4699 gram -

Berat Magnesium : 0,0717 gram

2 gr BaCl2

-Menimbang

-Memasukkan kedalam krus kosong yang

sebelumnya sudah ditimbang

- Memanaskan krus dengan isinya yang di

Beri tutup

- Membesarkan nyala api

- Mendinginkan

- Memasukan kedalam eksikator

- Menimbang

F. Hasil Pengamatan

a. Penentuan massa atom relative Mg

10

Krus kosong

± 1 gr + 2 gr BaCl2

Sebelum Pemijaran Berat Krus + BaCl2 : 57,0538 gramBerat Krus kosong : 55,0538 gram -

Berat BaCl2 : 2 gram

Sesudah PemijaranBerat Krus + BaCl2 : 56,7859 gramBerat Krus kosong : 52,0566 gram -

Berat BaCl2 : 1,7293 gram

Sebelum pemijaran

Berat kurs + Mg = 55,1538 gram

Berat krus kosong = 55 , 0538 gram -

Berat Mg = 0,1 gram

Setelah pemijaran

Berat kurs + Mg = 52,5416 gram

Berat kurs kosong = 52 , 4699 gram -

Berat Mg = 0,0717 gram

b. Penentuan rumus suatu hidrat

Sebelum pemijaran

Berat kurs + BaCl2 = 57,0538 gram

Berat kurs kosong = 55 , 0538 gram -

Berat BaCl2 = 2 gram

Setelah pemijaran

Berat kurs + BaCl2 = 56,7859 gram

Berat kurs kosong = 55 , 0566 gram -

Berat BaCl2 = 1,7293 gram

G. Perhitungan

a. Penentuan massa atom relatif Mg

Dik : a) berat Mg sebelum pemijaran = 0,1 gr

b) berat Mg setelah pemijaran = 0,0717 gr

Dit : : Ar Mg………….?

Penyelesaian:

Rumus Ar Mg ¿32 x a2 x c

rumus c = (a-b)

11

¿32 x 0 , 1

2 x 0 , 0283 = (0,1 – 0,0717)

= 3 , 2

0 ,0566 = 0,0283 gram

=56,54

b. Penentuan rumus suatu hidrat

Dik : a) berat BaCl2 sebelum pemijaran = 2,0 gr

b) berat BaCl2 setelah pemijaran = 1,6727 gr

Dit : rumus hidrat..?

Penyelesaian:

Rumus : % H2O : = C2

x 100 % C = (a-b)

= 0,2707

2x 100 % = (2 - 1,7293 )

= 13,54 % = 0,2707 gr

%BaCl2 = 100% - % H2O

= 100% - 13,54 %

= 86,46 %

Perbandingan dari BaCl2 dan H2O

Rumus = % BaCl 2Mr BaCl 2

:% H 2OMr H 2O

= 86 , 4 6 %

208:

13 , 54 %18

= 0,41 % : 0,75 %

Rumus hidratnya = BaCl2 : H2O

= 0,402% : 0,908%

12

= 1 : 2

Jadi rumus hidratnya = BaCl2 x H2O

= 1 : 2

= BaCl2 x 2H2O

H. Pembahasan

a. Penentuan Massa Atom Relatif Mg

Massa atom relatif adalah massa atom unsur itu dibandingkan dengan massa

atom lain yang dipakai sebagai standar. Berdasarkan atas perjanjian internasional

tahun 1961 digunakan skala massa atom yang didasarkan isoptop karbon-12. Dalam,

percobaan ini akan ditentukan massa atom relatif magnesium jika diketahui massa

atom relatif unsur O adalah 16,00. Maka, dari MgO yang terbentuk dapat dihitung

massa atom relatif magnesium. Proses terbentuknya MgO yaitu saat magnesium

dimasukkan ke dalam kurs sehingga ada oksigen yang masuk ke dalam kurs.

Pada percobaan ini dilakukan dua kali pengamatan yaitu pengamatan setelah

dilakukan pemanasan terhadap magnesium dan pengamatan sebelum magnesium

dipanaskan. Tujuan diadakan pengamatan sebelum magnesium dipanaskan adalah

agar mengetahui berat magnesium mula-mula. Setelah magnesium dipanaskan,

kemudian ditimbang kembali beratnya untuk membandingkannya dengan berat

magnesium mula-mula sebelum magnesium dipanaskan.

Berdasarkan data pada hasil pengamatan kurs dan Mg yang berada di

dalamnya memiliki berat sebesar 55,1538 gram. Sedangkan berat keduanya apabila

dipisahkan adalah masing-masing 55,0538 gr dan 0,1 gr. Kemudian kurs beserta

Mg dipanaskan diatas api pembakar spritus. Eksperimen ini memakan waktu yang

cukup lama, hal ini dikarenakan harus menunggu lama sampai Magnesium memutih

lalu didinginkan. Kurs yang belum memutih belum dapat dijadikan sebagai acuan

bahwa percobaan tersebut telah maksimal, karena titik berat pada prilaku ini adalah

untuk membuat berat dari kurs dan Mg tersebut konstan. Setelah terlihat putih

selanjutnya kurs didinginkan, hal ini berujuan untuk menghilangkan derajat panas

sehingga uap tidak berlebihan keluar.

13

Setelah melakukan proses pemijaran, kurs hendaknya ditimbang untuk

mengetahui apakah kurs tersebut constant atau tidak. Ternyata setelah ditimbang,

berat kurs dan Mg menjadi 52,5416 gram. Hal ini juga membenarkan bahwa dugaan

terhadap pemutihan sebagai titik acuan constant adalah benar. Akan tetapi pada kurs

kosong beratnya yaitu 52,4699 gram, dan berat mg sebesar 0,0717 gram. Ternyata

dapat diduga bahwa proses pemijaran dapat menurunkan berat yang cukup constant.

b. Penentuan Rumus Suatu Hidrat.

Pada percobaan ini akan ditentukan jumlah air kristal pada garam BaCl2 x

H2O. Air kristal dapat dihilangkan , jika garam ini dipanaskan pada suhu diatas 100

°C. Hal ini disebabkan karena titik didih air adalah 100 °C , maka jika air kristal dari

suatu garam dapat hilang jika dipanaskan diatas suhu ini. Dari berat hidrat yang

diketahui dan jumlah garam air hidrat yang terbentuk , maka harga x dapat dihitung.

Untuk menentukan rumus senyawa hidrat digunakan suatu metode pemisahan

anhidrat dari hidratnya dengan cara pemijaran,sehingga dapat diketahui jumlah

molekul air yang terikat dalam persenyawaan itu. Perlakuan umum pada eksperimen

kedua ini, sama dengan eksperimen pertama, yaitu memijarkan sampai beratnya

constant, hidrat yang dipilih adalah BaCl2, dari garam ini akan ditentukan berapa

jumlah kristal air (x H2O) yang akan terberbentuk berdasarkan berat yang diketahui.

Pada eksperimen ini juga kurs harus ditutup untuk menjaga kandungan H2O yang

keluar sebagai uap agar tidak berlebihan.

Sebelum melakukan proses pemijaran berat total kurs dan BaCl adalah

57,0538 gram, dengan berat masing-masing 55,0538 gram dan 2 gram. Setelah

selesai ditimbang krus berisi BaCl2 dipanaskan ± 20 menit. Hal ini dilakukan untuk

menghentikan air kristal yang terdapat pada BaCl2

Setelah proses pemijaran dapat diperoleh berat kurs beserta BaCl2 adalah

56,7859 gram, dengan masing-masing berat sebesar 55,0566 gram dan 1,7293 gram.

Hal ini padat menjelaskan bahwa pemijaran melakukan proses sedemikian rupa yang

dapat mengurangi berat BaCl2.

14

Pada analisis perhitungan dicari terlebih dahulu presentase dari H2O yang

keluar sebagai uap air. Diketahui persen dari H2O dicari melalui rumus C2

x 100 % .c

adalah berat dari BaCl2 (1) dikurangi dengan berat BaCl2 (2). Setelah dicari

diketahui H2O sebesar 0,75%, sedangkan persen untuk BaCl2 adalah 0,41%

Perbandingan dari kedua komposisi ini terlihat 1 : 2 ini menjelaskan behwa

sebesar apapun presentase hidrat, dia akan berkurang pada saat pemijaran, sehingga

rumus yang tepat untuk eksperimen 2 adalah BaCl2 . x H2O dengan harga x adalah 2

I. Kesimpulan

a. Cara sederhana untuk menentukan massa atom relatif unsur, pada percobaan ini

diwakili oleh Mg (magnesium). Eksperimen satu ini dapat memperoleh Mg,

asalkan berat diketahui.

b. Rumus suatu hidrat, dalam percobaan ini dapat ditentukan dengan percobaan dan

perlakuan yang sederhana. Apabila berat hidrat diketahui dan jumlah gram

anhidrat dikethui maka dengan penganalisaan yang sederhan dapat ditentukan

rumus hidrat dan harga hidrat.

c. Perbandingan dari %BaCl2 dan %H2O adalah 1 : 2 sehingga dapat ditentukan

rumus hidratnya adalah BaCl2 : 2H2O

J. Kemungkinan Kesalahan

1. Kurang terampilnya para praktikan dalam mengkalkulasikan berat pada

neraca analitik.

2. Kurang telitinya praktikan dalam menimbang Mg dan BaCl2

15

K. Soal dan Jawaban Tugas

Eksperimen I :

Soal :

1. Apa gunanya penambahan air ?

2. Dengan menggunakan pengertian massa ekuivalen, hitung massa atom relatif

Mg tanpa menggunakan persamaan reksi!

Jawaban :

1. Kegunaan dari penambahan air adalah agar uap yang keluar dari bahan

tersebut (dalam praktikum) tidak membirukan kertas lakmus merah. Air

berada dalam keadaan bebas sebagai gas.

2. Penentuan massa atom relatif Mg

Dik : a) berat Mg sebelum pemijaran = 0,1 gr

b) berat Mg setelah pemijaran = 0,0717 gr

Dit : : Ar Mg………….?

Penyelesaian:

Rumus Ar Mg ¿32 x a2 x c

rumus c = (a-b)

¿32 x 0 , 1

2 x 0 , 0283 = (0,1 – 0,0717)

= 3 , 2

0 ,0566 = 0,0283 gram

=56,54

Eksperimen II :

Soal :

1. Apa sebabnya krus tersebut harus ditutup?

16

2. Jika setelah pemijaran, krus dibiarkan terbuka sehingga isinyakena udara,

maka beratnya akan kembali konstan seperti semula, apa sebabnya?

3. Apa yang dinamakan anhidrat dan higroskopis?

Jawaban :

1. Agar isi dari krus tersebut tidak bereaksi dengan O2 (Oksigen). Jika hal itu

terjadi maka isi dari krus tidak akan mengalmi berat konstan.

2. Karena isi dari krus tersebut langsung bereaksi dengan O2 (Oksigen) sehingga

beratnya kembali seperti semula.

3. Anhidrat adalah jika tidak mengandung air. Sedangkan Higroskopis adalah

jika suatu zat mempunyai kemampuan menyerap air yang baik.

17

Daftar Pustaka

Anonim. 2010. www.chem-is-try.org/kata_kunci/menentukan-rumus-kimia-hidrat/

(diakses tanggal 20 desember 2013)

Anonim. 2001. http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/menentukan-rumus-kimia-

hidrat/ Online (diakses pada tanggal 17 desember 2013)

H. Sugiarto, kristian. 2004. Kimia anorganik. Yogyakarta : Universitas Negeri

Yogyakarta

18

Syukri. 1999.kimia dasar 1. Bandung: ITB

Team Teaching kimia dasar 1. 2013. Modul praktikum. Gorontalo : Universitas

Negeri Gorontalo

19