PERCOBAAN II PENENTUAN BERAT MOLEKUL SENYAWA VOLATIL : SILVIA ROSDELINA NIM : H

Transkripsi

1 LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA PERCOBAAN II PENENTUAN BERAT MOLEKUL SENYAWA VOLATIL NAMA : SILVIA ROSDELINA NIM : H KELOMPOK : VII (TUJUH) HARI / TANGGAL : SENIN / 18 MARET 2013 ASISTEN : RAYMOND KWANGDINATA LABORATORIUM KIMIA FISIKA JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS HASANUDDIN MAKASSAR 2013

2 BAB I PENDAHULUAN 1.1 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

3 percobaan penentuan massa berdasarkan bobot jenis. 1.2 Maksud dan Tujuan Percobaan Maksud Percobaan Maksud dari percobaan ini adalah untuk mengetahui dan mempelajari metode penentuan massa molekul zat mudah menguap berdasarkan pengukuran bobot jenisnya Tujuan Percobaan Tujuan dari percobaan ini adalah: 1. Menentukan kerapatan zat mudah menguap dengan menimbang bobot sebelum dan sesudah penguapan. 2. Menentukan massa molekul zat mudah menguap dengan menggunakan data 1 (kerapatan zat) dan persamaan gas ideal. 1.3 Prinsip Percobaan Prinsip dari percobaan ini adalah penentuan massa molekul dan kerapatan zat mudah menguap yaitu aseton dan kloroform melalui proses penguapan, pengembunan, dan penentuan selisih bobot senyawa sebelum dan sesudah penguapan.

4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Senyawa volatil merupakan senyawa yang mudah menguap menjadi gas bila terjadi peningkatan suhu (umumnya 100 o ). Jika senyawa-senyawa volatil ini menguap, aroma dan citarasa komponen akan mengalami penurunan mutu. Berat molekul senyawa volatil dapat diukur berdasarkan pengukuran massa jenis gas yang menguap. Hal ini perlu dilakukan agar dalam tiap proses yang membutuhkan panas dapat diantisipasi jumlah senyawa volatil yang menguap, sehingga aroma dan cita rasa komponen dapat dipertahankan (Bambang, 2005). Namun pada kenyataannya diketahui bahwa suatu gas akan selalu dipengaruhi oleh perubahan tekanan dan suhu lingkungan. Berbagai hukum gas menyatakan ketergantungan sejumlah tertentu gas terhadap tekanan, suhu, dan volume. Hukum-hukum gas ini dapat diperoleh dari pengamatan-pengamatan eksperimental. Maka dari sini berat molekul senyawaa volatil dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan gas ideal yang berdasarkan pengukuran massa jenis gas. Selain itu, 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 (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

5 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). 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). Sebuah rumus tidak hanya menentukan jumlah relatif atom dari setiap elemen tetapi juga jumlah sebenarnya atom unsur dalam satu molekul senyawa yang disebut dengan rumus molekul. Berat bentuk kemudian disebut dengan berat molekul (Rosenberg, 1996). 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

6 bilangan bulat yang dapat dipakai untuk menentukan rumus molekulnya (Bresnick, 2002). Menurut Taba, dkk., (2013), persamaan gas ideal dapat digunakan untuk menentukan massa molekul zat mudah menguap. PV = n R T (1) PV = w / M R T PM = w / V R T PM = ρ R T M = ρ R T P...(2) dimana : M = massa molekul zat mudah menguap ρ = densitas gas (g dm -3 ) P = tekanan gas (atm) V = volume (dm 3 ) T = suhu absolut (K) R = tetapan gas (dm 3.atm.mol -1.K -1 ) 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-

7 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). BAB III METODE PERCOBAAN 3.1 Bahan Percobaan Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah kloroform, aseton, aluminium foil, kertas label, tissue roll, sabun cair, dan akuades. 3.2 Alat Percobaan Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah erlenmeyer 50 ml, gelas kimia 200 ml dan 250 ml, pipet volume 5 ml, bulb, neraca digital, termometer skala o C, desikator, hotplate, karet gelang, batang pengaduk, statif, dan jarum.

8 3.3 Prosedur Percobaan Erlenmeyer bersih dan kering sebanyak 2 buah, ditimbang masing-masing dan dicatat bobotnya. Erlenmeyer ditutup dengan aluminium foil, diikat dengan karet gelang dan ditimbang kembali serta dicatat bobotnya. Aluminium foil dan karet gelangnya dilepas dari erlenmeyer. Kemudian erlenmeyer diisi dengan akuades sampai penuh. Erlenmeyer yang telah berisi akuades ditimbang di neraca digital, lalu bobot erlenmeyer tersebut dicatat. Akuades dibuang dan erlenmeyer dikeringkan. Erlenmeyer diisi dengan 5 ml kloroform menggunakan pipet volume 5 ml, ditutup dengan aluminium foil dan diikat kuat dengan karet gelang. Aluminium foil dilubangi sampai 10 lubang dengan jarum agar uap dapat keluar. Setelah itu gelas kimia berisi air dipanaskan di atas hot plate sampai semua cairan kloroform menguap. Suhu air dalam gelas kimia diukur dan dicatat ketika semua cairan kloroform menguap. Setelah seluruh cairan kloroform menguap, erlenmeyer diangkat dan bagian luarnya dikeringkan. Dinginkan dalam desikator dan ditimbang. Prosedur di atas diulangi dengan mengganti kloroform dengan aseton.

9 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Pengamatan 1. Kloroform Bobot erlenmeyer + akuades Bobot erlenmeyer kosong Suhu akuades dalam penangas Massa jenis akuades = 94,54 gram = 37,43 gram = 66 o C = 1 g/ml 2. Aseton

10 Bobot erlenmeyer + akuades Bobot erlenmeyer kosong Suhu akuades dalam penangas Massa jenis akuades = 97,36 gram = 37,72 gram = 68 o C = 1 g/ml Tabel Pengamatan No. Jenis zat cair Bobot erlenmeyer + aluminium foil + karet gelang (g) Bobot erlenmeyer + aluminium foil + karet gelang + uap cairan (g) 1. Kloroform 38,00 38,22 2. Aseton 38,31 38, Perhitungan 1. Kloroform Bobot erlenmeyer + aluminium foil + karet + uap kloroform Bobot erlenmeyer + aluminium foil + karet Bobot kloroform = 38,22 gram 38,00 gram Bobot erlenmeyer + akuades Bobot erlenmeyer kosong Bobot akuades = 94,54 gram 37,43 gram Massa jenis akuades (ρ) = 38,22 gram = 38,00 gram = 0,22 gram = 94,54 gram = 37,43 gram = 57,11 gram = 1 g/ml Bobot akuades Volume akuades= Massa jenis akuades =57,11 g =57,11 ml 1 g/ml

11 Volume gas = Volume akuades = 57,11 ml = 0,0571 L Bobot kloroform Massa jenis kloroform= = 0,22g =3,8529 g/l Volume gas 0,0571 L Suhu akuades dalam penangas = 66 0 C = 339 K Tekanan = 760 mmhg = 1 atm Mr= ρ R T P 3, g/l x 0,0821 L atm/mol K x 339 K 1 atm = 107,2332 g/mol Mr kloroform (CHCl 3 ) secara praktek dan teoritis adalah sebesar 107,2332 g/mol dan 119,5 g/mol. 2. Aseton Bobot erlenmeyer + aluminium foil + karet + uap aseton Bobot erlenmeyer + aluminium foil + karet Bobot aseton = 38,39 gram 38,31 gram Bobot erlenmeyer + akuades Bobot erlenmeyer kosong = 38,39 gram = 38,31 gram = 0,08 gram = 97,36 gram = 37,72 gram Bobot akuades = 97,36 gram 37,72 gram = 59,64 gram Massa jenis akuades (ρ) = 1 g/ml Bobot akuades Volume akuades= Massa jenis akuades =59,64 g =59,64 ml 1 g/ml

12 Volume gas = Volume akuades = 59,64 ml = 0,0596 L Bobot aseton Massa jenis aseton= = 0,08 g =1,3423 g/l Volume gas 0,0596 L Suhu akuades setelah penguapan = 68 0 C = 341 K Tekanan = 760 mmhg = 1 atm Mr= ρ R T P 1, g/l x 0,0821 L atm/mol K x 341 K 1 atm = 37,5787 g/mol Mr aseton (CH 3 COCH 3 ) secara praktekdanteoritis adalah sebesar 37,5787 g/mol dan 58 g/mol. 4.3 Pembahasan Bobot 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 kloroform dan aseton. Dalam hal ini, massa molekul kloroform dan 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

13 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 10 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

14 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 kloroform dan aseton dapat dihitung dengan membagi antara bobot zat (kloroform dan aseton) dengan volume gasnya di mana dari hasil perhitungan didapat massa jenis kloroform adalah 3,8643 g/l dan massa jenis aseton adalah 1,3422 g/l. Massa molekul kedua larutan juga akan diketahui dengan menggunakan persamaan gas ideal. Dengan menggunakan persamaan gas ideal, diperoleh massa molekul kloroform 107,2332 g/mol, dan massa molekul aseton 37,5787 g/mol. Dalam teori, massa molekul kloroform yang sebenarnya adalah 119,5 g/mol, dan massa molekul aseton adalah 58 g/mol. Dari pengukuran dan perhitungan, diperoleh massa jenis kloroform 3,8529 g/l, dan massa jenis aseton 1,3423 g/l. Berdasarkan nilai kerapatan dari masing-masing zat, maka dapat diketahui sifat kedua cairan ini. Aseton memiliki nilai kerapatan yang lebih kecil dibandingkan dengan kloroform sehingga aseton akan lebih cepat menguap dibandingkan kloroform dan hal ini sesuai dengan massa molekul cairan tersebut, dimana aseton memiliki massa molekul sebesar 37,5787 g/mol dan kloroform sebesar 107,2332 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

15 kering, dan alat yang tersedia kurang berfungsi dengan baik, dan mungkin pada waktu pendinginan. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Kesimpulan yang dapat diperoleh dari percobaan ini adalah : 1. Kerapatan dari kloroform adalah 3,8529 g/l dan kerapatan aseton adalah 1,3423 g/l 2. Massa molekul dari kloroform adalah 107,2332 g/mol dan massa molekul aseton adalah 37,5787 g/mol 5.2 Saran

16 Praktikum sebaiknya juga menggunakan zat lain yang mudah menguap, sehingga tidak hanya aseton dan kloroform saja yang kita ketahui kerapatan dan massa molekulnya, tetapi zat lain yang mudah menguap juga bisa diketahui. Pengerjaan saat praktikum juga harus diperhatikan, selalu gunakan peralatan keselamatan kerja. Sebaiknya agar alat-alat yang digunakan lebih dipelihara dengan baik dan bahan-bahan yang digunakan lebih dijaga dengan baik agar tidak terkontaminasi sehingga hasil yang diperoleh dari percobaan dapat lebih mendekati hasil secara teoritis. Selain itu, memperbaiki fasilitas-fasilitas di dalamnya demi kelancaran praktikum. Misalnya keran air yang kurang dan wastafel yang bocor. Asisten sudah memandu praktikan saat praktikum dengan bagus dan lebih ditingkatkan lagi. Selain itu, penjelasan mengenai bahan dan perlakuan terhadap bahan juga perlu ditambah. 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. Sustekova, J., Drasar, P., Saman D., dan Wimmer, Z., 2011, Stigmasterol Based Novel Low Molecular Weight/Mass Organic Gelators, Molecules, 16: , ( diakses pada 17 Maret 2013 pukul WITA). Taba, P., Zakir, M., dan Kasim, A.H., 2013, Penuntun Praktikum Kimia Fisika, Universitas Hasanuddin, Makassar.

17 LEMBAR PENGESAHAN

18 Makassar, 07 Juni 2013 Asisten Praktikan RAYMOND KWANGDINATA JEANE MELYANTI MATUTU NIM. H NIM. H LAMPIRAN BAGAN KERJA Kloroform - Dimasukkan ke dalam erlenmeyer kurang lebih sebanyak 5 ml kemudian ditutup leher erlenmeyernya dengan menggunakan aluminium foil yang dikencangkan dengan karet gelang di mana erlenmeyer ini sebelumnya sudah ditimbang bersama dengan aluminium foil dan karet gelangnya. Diberi lubang-lubang kecil pada aluminium foil sebagai tempat keluarnya udara ketika didesak oleh kloroform yang menguap.

19 - Erlenmeyer yang berisi kloroform direndam dalam penangas air bersuhu kira-kira 100 o C. - Erlenmeyer dibiarkan dalam penangas air sampai semua cairan menguap dan dicatat suhu penangas air tersebut. - Setelah semua cairan menguap, diangkat erlenmeyer dari penangas, dikeringkan air yang menempel pada bagian luar erlenmeyer, lalu erlenmeyer dimasukkan ke dalam desikator. - Setelah dingin, erlenmeyer ditimbang. - Ditentukan volume uap kloroform yang sama dengan volume erlenmeyer dengan jalan mengisinya dengan akuades sampai penuh kemudian ditmbang untuk mengetahui bobot akuades yang terdapat di dalamnya. Dicatat suhu air dalam erlenmeyer. - Volume air dapat diketahui jikalau bobot jenis air pada suhu tersebut diketahui. Ditentukan tekanan udara untuk penentuan bobot molekul kloroform tersebut. - Langkah-langkah di atas diulangi dengan mengganti kloroform dengan aseton. Hasil