percobaan 1
-
Upload
ademuhammadsatelitmanata -
Category
Documents
-
view
246 -
download
3
description
Transcript of percobaan 1
PRAKTIKUM KIMIA FISIKA 1
PERCOBAAN 1
KEADAAN GAS DAN CAIR
(PENENTUAN MASSA MOLEKUL
OLEH :
NAMA : ADE MUHAMMAD SATELIT MANATA
STAMBUK : F1C1 14 053
KELOMPOK : VIII (DELAPAN)
ASISTEN : MULYANTI
LABORATORIUM KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS HALU OLEO
KENDARI
2015
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Berdasarkan wujudnya, zat dapat dibedakan atas tiga macam yaitu zat padat,
zat cair dan gas. Setiap zat terdiri dari partikel-partikel yang sangat kecil yang dapat
berupa atom, molekul, maupun ion. Perubahan keadaan seringkali ditemukan dalam
reaksi kimia. Zat yang mula-mula dihasilkan dalam keadaan gas dapat dengan cepat
mengembun dalam bentuk cair. Perubahan energi yang menyertai suatu reaksi kimia
bergantung pada keadaan pereaksi dan hasil reaksi. Misalnya saja pada pembakaran
metana sebagai penyusun utama gas alam untuk menghasilkan karbondioksida dan
air. Banyaknya energi yang dibebaskan berbentuk uap dan berbentuk cairan.
Penentuan massa molekul paling lazim dilakukan dengan konsep mol dimana
massa molekulnya dapat diketahui dengan mengalikan mol zat dengan beratnya.
Tetapi metode penentuan massa molekul dapat pula dihitung dengan menggunakan
persamaan gas ideal, yaitu dimulai dengan menghitung kerapatan dari zat yang akan
dihitung massa molekulnya.
Massa molekul suatu zat merupakan jumlah massa atom unsur-unsur
penyusunnya. Massa molekul dapat dihitung dengan menjumlahkan massa atom
relatif unsur-unsur penyusun molekul tersebut. Massa molekul dapat diukur dengan
berbagai cara. Sebagai contoh, pengukuran untuk zat yang mudah menguap dapat
dilakukan dengan menurunkan persamaan gas ideal dengan menentukan terlebih
dahulu massa jenis, tekanan, dan suhu zat. Berdasarkan hal tersebut, maka dilakukan
praktikum keadaan gas dan cair (penentuan massa molekul berdasarkan pengukuran
massa jenis gas).
B. Rumusan Masalah
Rumusan masalah pada percobaan ini adalah :
1. Bagaimana menentukan berat molekul senyawa volatil berdasarkan
pengukuran massa jenis gas ?
2. Bagaimana cara menggunakan persamaan gas ideal ?
C. Tujuan
Tujuan yang ingin dicapai pada percobaan ini adalah :
1. Untuk menentukan berat molekul senyawa volatil berdasarkan pengukuran
massa jenis gas.
2. Untuk mengetahui cara menggunakan persamaan gas ideal.
D. Manfaat
Manfaat yang dapat diperoleh pada percobaan ini adalah :
1. Dapat menentukan berat molekul senyawa volatil berdasarkan pengukuran
massa jenis gas.
2. Dapat mengetahui cara menggunakan persamaan gas ideal.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Prinsip Avogadro juga dapat digunakan untuk menentukan bobot molekul
dengan cara yang sedikit berbeda. Satu mol zat (berat molekul dalam gram)
mengandung 6,022 x 1023 (bilangan Avogadro). Menurut prinsip Avogadro, jumlah
itu sama dengan jumlah molekul dari dua gas di bawah kondisi yang sama temperatur
dan tekanannya yang menempati volume yang sama pada satu mol gas. Oleh karena
itu, pada satu mol gas harus menempati volume yang sama sebagai mol setiap gas
lainnya jika suhu dan tekanan yang tetap. Pada STP, volume satu mol gas apapun
adalah 22,4 liter. Berat molekul gas adalah massa dalam gram dari 22,4 liter gas pada
STP. Bagi sebagian gas, deviasi dari nilai ideal adalah kurang dari 1 % (Mortimer,
1998).
Termodinamika merupakan ilmu operasional, yang berhubungan dengan sifat
makroskopik yang pada dasarnya dapat diukur. Ilmu ini memprediksi jenis-jenis
proses kimia dan fisika yang mungkin terjadi serta menghitung secara kuantitatif
sifat-sifat keadaan dari suatu materi. Sifat-sifat keadaan suatu materi yang dapat
dilihat berupa suhu, tekanan, volume dan sifat keadaan ini dapat dijabarkan dalam
suatu persamaan matematika yang disebut persamaan keadaan. Persamaan
keadaan yang paling sederhana yaitu persamaan gas ideal (Nurbury, 2000:226).
Satu jenis gas dikatakan ideal apabila gaya tarik-menarik antar molekul gas
diabaikan. Dalam menganalisis sistem termodinamika, biasanya ditemukan dengan
melakukan eksperimen, sehingga terlebih dahulu diperlukan pengertian mengenai
sifat fisis berbagai bahan, seperti gas maupun udara. Gas akan berbentuk sesuai
dengan wadah yang ditempatinya, semakin besar massa suatu gas semakin besar
pula volume dari gas tersebut. Massa suatu gas biasanya dinyatakan dalam
jumlah mol. Jumlah mol suatu gas diperoleh dari besar massa total gas berbanding
terbalik dengan massa molekul dari gas tesebut. Massa gas dan massa molekul gas
itu berbeda kalau massa gas menyatakan ukuran zat tetapi massa molekul adalah
massa yang diukur pada skala relatifnya (Matheus, 2011).
Penelitian menyangkut dengan kasus mendasar telah banyak dilakukan,
namun untuk mengkaji jumlah mol pada tabung untuk suhu tetap maupun
mengkaji jumlah mol pada bola untuk volume tetap dengan menggunakan rumus gas
ideal berdasarkan hukum Boyle-Mariotte dan rumus Gay-Lussac merupakan hal
yang baru untuk diteliti. Jumlah mol untuk kedua kasus ini dapat ditentukan secara
grafik dari variasi tekanan dan volume untuk suhu konstan, dan variasi tekanan dan
suhu untuk volume konstan. Misalkan dipunyai suatu kuantitas yang tetap dari
suatu gas di dalam sebuah tangki, maka dapat diubah suhu atau volume dari gas itu.
Dapat ditemukan bahwa untuk sembarang gas pada massa jenis yang cukup
rendah, maka tekanan p dikaitkan kepada suhu T dan volume V dengan pola spesifik.
Suatu gas yang diperlakukan seperti ini dinamakan gas ideal. Dan persamaan yang
mengkait- kaitkan kuantitas ini dinamakan hukum gas ideal atau persamaan
keadaan untuk gas ideal. Digunakan istilah “ideal” karena gas riil tidak mengikuti
hukum gas ideal dengan tepat, terutama pada tekanan tinggi (dan massa jenis) atau
ketika gas dekat dengan titik cair atau titik didih, (Giancoli, 1998 terjemahan Hanum
2001:463). Menurut Kane and Sternheim (1976) terjemahan Silaban, (1988:452),
bahwa hukum gas ideal sebenarnya mengikhtisarkan tiga macam eksperimen.
Dari tiga macam eksperimen ini menghasilkan tiga hukum gas yaitu hukum
Boyle-Mariotte, hukum Charles, dan hukum Gay-lussac (Matheus, 2011).
Termodinamika dasar yang diterapkan dalam studi kasus ini adalah untuk
mencari sifat-sifat termodinamika pada masing-masing keadaan dan energi termal
pada setiap proses. Dalam analisis, proses-proses dipertimbangkan sebagai aliran
stedi keadaan stedi (steady state steady flow). Sebagai tambahan efek energi kinetik
dan energi potensial diabaikan. Untuk gas ideal, formulasi yang digunakan
memperhitungkan variasi entalpi dan entropi absolut terhadap temperatur untuk
berbagai substansi (Santoso, 2011)
Pada berbagai senyawa, sekelompok atom saling bergabung, dengan
mengunakan ikatan kimia untuk membentuk molekul. Komposisi suatu molekul
dapat dinyatakan dengan rumus molekul dengan menuliskan simbol atom-atom yang
terdapat di dalamnya dengan angka yang dituliskan di bagian kanan bawah
(subscript) menunjukkan jumlah atom jenis tersebut terdapat dalam suatu molekul.
Massa molekul dihitung dengan menjumlahkan massa atom dari unsur-unsur yang
membentuk molekul. Salah satu kesalahan yang sering dibuat pada perhitungan
massa molekul adalah kelalaian mengalikan dengan angka indeks seperti yang tertera
pada rumus molekul. Jika suatu senyawa ditimbang dan diuapkan pada suhu dan
volume yang tepat, maka massa molekul gas juga dapat ditentukan (Bresnick, 2002).
Rumus molekul merupakan kelipatan bilangan bulat dari rumus empiris. Hal
ini menyatakan jumlah atom yang sesungguhnya yang bergabung dengan ikatan
kimia untuk membentuk molekul. Rumus molekul dapat ditentukan jika massa
molekul dan rumus empiris suatu senyawa diketahui. Perbandingan massa molekul
suatu senyawa terhadap massa molekul dari rumus empirisnya merupakan kelipatan
bilangan bulat yang dapat dipakai untuk menentukan rumus molekulnya (Bresnick,
2002).
Konjugasi yang terdiri dari stigmasterol dan L-fenilalanin saling berhubungan
melalui pendek dirantai asil dikarboksilat oleh ikatan ester dan amida, yang
masing-masing disintesis sebagai potensi molekul rendah berat bobot / massa
gelators organik (LMWGs / LMMGs). Sifat fisika kimia menjadi sasaran
penyelidikan, terutama kemampuan untuk membentuk gel reversibel berdasarkan
perubahan kondisi lingkungan. Lain halnya dengan sifat yang terdeteksi oleh UV-
VIS jejak diukur dalam sistem yang terdiri dari dua pelarut larut (air / asetonitril)
dengan berbagai rasio pelarut dan menggunakan konstanta konsentrasi senyawa
dipelajari. Partisi dan koefisien difusi dan kelarutan dalam air dihitung untuk
konjugat target. Konjugasi adalah senyawa-satunya dari seri mampu membentuk gel
dalam 1-oktanol. Ketiga konjugasi ditampilkan supramolekul karakteristik dalam
spektrum UV-VIS. Konjugat disintesis oleh beberapa stigmasterol, dan pelarut
dibantu supramolekul yang memiliki kemampuan untuk merakit sendiri, dan
kemampuan mereka untuk membentuk gel dipelajari. Penunjukkan konjugasi
penyimpangan dalam UV-VIS Spektrum diurutkan perubahan rasio pelarutnya, dan
karakteristik supramolekul terbukti dengan semua konjugat. Pembentukan gel
terlihat biasanya tidak dapat diprediksi, dan sangat tergantung pada pemilihan pelarut
(Sustekova, 2011).
III. METODOLOGI PRAKTIKUM
A. Waktu dan Tempat
Praktikum kimia fisika 1 ini dilaksanakan pada hari sabtu, tanggal 07
November 2015 pukul 11.00-selesai dan bertempat di Laboratorium Kimia Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Unversitas Halu Oleo, Kendari.
B. Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan pada percobaan keadaan gas dan cair adalah :
1. Alat
Alat-alat yang digunakan pada percobaan ini adalah erlenmeyer 50 mL, gelas
kimia 250 mL, pipet tetes, neraca digital, termometer skala 0-100 oC, desikator,
hotplate, karet gelang, batang pengaduk, statif, klem dan jarum.
2. Bahan
Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah aseton dan
aluminium foil.
C. Prosedur Kerja
Prosedur kerja pada percobaan ini adalah :
5 mL Cairan Volatil (Aseton)
- Dimasukkan dalam erlenmeyeryang sudah diketahui bobot kosongnya
- Ditutup dengan aluminium foil kemudian ditimbang kembali
- Dibuat lubang pada aluminium foil dengan jarum
Cairan Volatil yang terdapat dalam erlenmeyer telah menguap
- Direndam erlenmeyer dalam penangas air
- Dibiarkan hingga semua cairan dalam erlenmeyer menguap
- Dicatat suhu air dalam penangas air
Cairan Volatil yang telah mengembun dalam erlenmeyer
- Diangkat dari penangas - Dikeringkan air yang melekat
dengan lap atau tissu- Didinginkan dalam desikator
Cairan Volatil yang telah mengembun dalam erlenmeyer
- Ditimbang erlenmeyer yang masih tertutup dengan neraca analitik
- Ditentukan volume erlenmeyer dengan cara diisi air hingga penuh dan ditimbang massa air dalam erlenmeyer
- Diukur tekanan atmosfir- Dihitung massa molekul cairan
volatil
Hasil pengamatan
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Pengamatan
1. Data Pengamatan
Massa erlenmeyer = 35,4 gram
Massa erlenmeyer ditutup karet gelang = 36 gram
Massa erlenmeyer ditutup karet gelang dan cairan = 36,214 gram
Massa cairan X (Aseton) = ...
Massa erlenmeyer dan air = 82,140 gram
Suhu akuades dalam penangas = 94 oC
Suhu akuades dalam erlenmeyer = 25 0C
Massa jenis akuades pada suhu tersebut = 0,9963 g/mL
Tekanan atmosfir = 1 atm
2. Analisis Data
Massa CH3COCH3 = (Massa erlenmeyer, karet gelang, tutup dan uap
cairan) – (Massa erlenmeyer, tutup dan karet
gelang)
= 36,214 gram – 36 gram
= 0,214 gram
Massa air = (Massa erlenmeyer + air) – (Massa
erlenmeyer kosong)
= 82,140 gram – 35,4 gram
= 46,74 gram
Volume air = massa akuadesMassa jenis akuades
= 46,74 gram0,9963 gr /mL
= 46.91358 mL
Density gas = massa CH3COCH3V air
= 0,214 gram46,91358 mL
= 0,00456 gr/mL
= 4,56 gr/L
pV = nRT
pV = mMr RT
Mr. pV = m.R.T
Mr = m.R.T
pV = d R.T
p
= 4,56 gr/L x 0,08206 L.atm/mol.K
1atm x 367 K
= 137,32905 gr/mol
Mr aseton (CH3COCH3) secara praktek adalah sebesar 137,32905 g/mol dan
secara teori adalah 58 g/mol.
4.3 Pembahasan
massa jenis dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara massa zat (m)
terhadap volumenya (v) sedangkan massa molekul suatu zat adalah jumlah bobot dari
atom-atom yang menyusun molekul tersebut. Dalam menentukan bobot molekul
suatu zat mudah menguap digunakan cara penentuan bobot molekul berdasarkan
hukum-hukum gas ideal.
Percobaan ini dilakukan dengan menggunakan zat mudah menguap, yaitu n
aseton. Dalam hal ini, massa molekul aseton dicari berdasarkan pengukuran massa
jenis melalui proses penguapan, pengembunan, dan penentuan selisih bobot
kloroform dan aseton sebelum dan sesudah penguapan.
Erlenmeyer yang digunakan adalah erlenmeyer berleher kecil agar zat tidak
terlalu cepat menguap sehingga zat mudah menguap dapat lebih teramati di dalam
erlenmeyer. Sebelum erlenmeyer diisi dengan zat mudah menguap, erlenmeyer
ditimbang terlebih dahulu dalam keadaan kosong. Hal ini dilakukan untuk
mengetahui bobot erlenmeyer kosong. Kemudian, erlenmeyer tersebut ditutup
dengan aluminium foil dan diikat dengan karet gelang kemudian ditimbang kembali.
Hal ini dilakukan untuk mengetahui bobot erlenmeyer beserta aluminium foil dan
karet gelang. Selanjutnya, erlenmeyer tersebut diisi dengan akuades kemudian
ditimbang kembali. Hal ini dilakukan untuk mengetahui bobot akuades dimana
akuades berfungsi sebagai pembanding karena bobot jenisnya telah diketahui yaitu
1 g/mL. Dengan membagi bobot air dengan massa jenis air, maka dapat diperoleh
volume air, dimana volume air ini ekuivalen dengan volume gas. Dengan demikian,
dapat diketahui massa jenis zat mudah menguap dengan membandingkan bobot zat
tersebut dengan volume gas, sehingga massa molekul relatifnya dapat diketahui
dengan menggunakan persamaan gas ideal.
Selanjutnya akuades dalam erlenmeyer tersebut dibuang dan dibilas dengan
zat mudah menguap yang akan digunakan. Kemudian, erlenmeyer tersebut diisi
dengan bahan (kloroform dan aseton) masing-masing 5 mL pada erlenmeyer yang
berbeda. Selanjutnya, kedua erlenmeyer tersebut ditutup kembali dengan aluminium
foil lalu dikencangkan dengan karet gelang agar cairan tidak cepat menguap.
Aluminium foil yang digunakan sebagai penutup diberi 1 lubang kecil dengan
menggunakan jarum agar bisa terjadi penguapan pada saat pemanasan di atas
hotplate. Tujuan pemanasan cairan pada hotplate agar semua cairan dapat menguap,
dan setelah semua cairan menguap suhu penangas air dicatat dan erlenmeyer
diangkat. Hal ini dilakukan untuk mengetahui suhu tepat cairan tersebut habis
menguap. Selanjutnya pendinginan dilakukan dengan memasukkan erlenmeyer
tersebut ke dalam desikator. Desikator adalah sebuah bejana dari kaca yang
digunakan untuk mempercepat proses pengeringan, dengan terjadinya proses
pendinginan, maka dengan sendirinya uap yang ada dalam erlenmeyer tadi akan
mengembun kembali. Erlenmeyer dengan uap tersebut kembali ditimbang.
Dengan membagi bobot air dengan massa jenisnya maka dapat diketahui
volume air, dimana volume air sama dengan volume gas. Kemudian, massa jenis
aseton dapat dihitung dengan membagi antara bobot zat aseton dengan volume
gasnya di mana dari hasil perhitungan didapat massa jenis aseton adalah 4,56 g/L.
Massa molekul larutan juga akan diketahui dengan menggunakan persamaan gas
ideal.
Dengan menggunakan persamaan gas ideal, diperoleh massa molekul massa
molekul aseton 137, g/mol sedangkan dalam teori massa molekul aseton adalah 58
g/mol. Terjadi perbedaan antara hasil perhitungan dari data percobaan dengan data
teoritis. Hal ini dimungkinkan karena kesalahan atau ketidaktelitian selama
praktikum berlangsung, seperti penimbangan, pengukuran dengan termometer, pada
waktu memipet zat mudah menguap yang kurang cermat, sehingga cairan tersebut
sempat menguap. Kesalahan waktu menimbang erlenmeyer, erlenmeyer yang kurang
V. KESIMPULAN
Kesimpulan yang dapat diperoleh dari percobaan ini adalah :
1. Massa molekul dari aseton adalah 137,32905 g/mol
2. Penggunaan persamaan gas ideal sangat membantu dalam menentukan
massa molekul untuk gas yang volatil (mudah menguap).
DAFTAR PUSTAKA
Bresnick, S., 2002, Intisari Kimia Umum, diterjemahkan oleh Lies Wibisono,
Penerbit Hipokrates, Jakarta.
Mortimer, C.E., 1998, Introduction to Chemistry, Van Nostrand Company, New
York
Rosenberg, J.L., 1996, Theory and Problems Of College Chemistry, Edition Sixth,
Metric Editions, London.
Santoso, D. Dan Hasan B. 2011. Analisis Eksergi Sistem Kombinasi Turbin Gas-
Uap Unit PLTGU Inderalaya. Prosiding Seminar Nasional AvoER. ISBN :
979-587-395-4.
Souisa, M. 2011. Penentuan jumlah mol udara dalam selinder dan bola Menggunakan
hukum boyle-mariotte. Jurnal Barekeng. 5(1).
Sustekova, J., Drasar, P., Saman D., dan Wimmer, Z., 2011, Stigmasterol Based
Novel Low Molecular Weight/Mass Organic Gelators, Molecules, 16: 9357-
9367