LAPORAN PENENTUAN BERAT MOLEKUL SENYAWA BERDASARKAN PENGUKURAN MASSA JENIS GAS

Transkripsi

1 LAPORAN PENENTUAN BERAT MOLEKUL SENYAWA BERDASARKAN PENGUKURAN MASSA JENIS GAS I. TUJUAN 1. Menentukan berat molekul senyawa yang mudah menguap (volatile) berdasarkan pengukuran massa jenis gas 2. Melatih menggunakan persamaan gas ideal. II. DASAR TEORI Gas mempunyai sifat bahwa molekul-molekulnya sangat berjauhan satu sama lain sehingga hampir tidak ada gaya tarik menarik atau tolak menolak diantara molekul-molekulnya sehingga gas akan mengembang dan mengisi seluruh ruang yang ditempatinya, bagaimana pun besar dan bentuknya. Untuk memudahkan mempelajari sifat-sifat gas ini baiklah dibayangkan adanya suatu gas ideal yang mempunyai sifat-sifat : a. Tidak ada gaya tarik menarik di antara molekul-molekulnya. b. Volume dari molekul-molekul gas sendiri diabaikan. c. Tidak ada perubahan energi dalam (internal energy = E) pada pengembangan. Sifat-sifat ini didekati oleh gas inert (He, Ne, Ar dan lain-lain) dan uap Hg dalam keadaan yang sangat encer. Gas yang umumnya terdapat di alam (gas sejati) misalnya: N 2, O 2, CO 2, NH 3 dan lain-lain sifat-sifatnya agak menyimpang dari gas ideal. Densitas dari gas dipergunakan untuk menghitung berat molekul suatu gas, ialah dengan cara membendungkan suatu volume gas yang akan dihitung berat molekulnya dengan berat gas yang telah diketahui berat molekulnya (sebagai standar) pada temperatur atau suhu dan tekanan yang sama. Densitas gas didenfinisikan sebagai berat gas dalam gram per liter. Untuk menentukan berat molekul ini maka sejumlah gas tertentu ditimbang kemudian diukur PV dan T-nya. Menurut hukum gas ideal : P V = n R T...(1)

2 Bila gas ideal sifat-sifatnya dapat dinyatakan dengan persamaan yang sederhana ialah PV = n R T, maka sifat-sifat gas sejati hanya dapat dinyatakan dengan persamaan, yang lebih kompleks lebih-lebih pada tekanan yang tinggi dan temperatur yang rendah. Bila diinginkan penentuan berat molekul suatu gas secara teliti maka hukum-hukum gas ideal dipergunakan pada tekanan yang rendah. Tetapi akan terjadi kesukaran ialah bila tekanan rendah maka suatu berat tertentu dari gas akan mempunyai volume yang sangat besar.. Untuk suatu berat tertentu bila tekanan berkurang volume bertambah dan berat per liter berkurang. Densitas yang didefinisikan dengan W/V berkurang tetapi perbandingan densitas dan tekanan d/p atau W/pV akan tetap, sebab berat total W tetap dan bila gas dianggap gas ideal pv juga tetap sesuai dengan persamaan berikut : P V = R T...(2) M = R T = (d/p)o R T...(3) (Respati, 1992). Persamaan gas ideal dan massa jenis gas dapat digunakan untuk menentukan berat senyawa yang mudah menguap. Dari persamaan gas ideal didapat : P V = n R T...(4) atau PV = (m/bm) RT...(5) Dengan mengubah persamaan, maka : di mana : BM : Berat molekul P : Tekanan gas V : Volume gas T : Suhu absolut R : Tetapan gas ideal ρ : Massa jenis P(BM) = (m/v) RT = ρrt...(6) Hukum gabungan gas untuk suatu sampel gas menyatakan bahwa perbandingan PV/T adalah konstan. Sebetulnya untuk gas-gas real (nyata) seperti metana (CH 3 ) dan oksigen dilakukan pengukuran secara cermat, tetapi ternyata hal

3 ini tidak benar betul. Gas hipotesis yang dianggap akan mengikuti hukum gabungan gas pada berbagai suhu dan tekanan hukum gabungan gas pada berbagai suhu dan tekanan disebut gas ideal. Gas nyata akan menyimpang dari sifat gas ideal.. Pada tekanan yang relatif rendah termasuk pada tekanan atmosfer serta suhu yang tinggi, semua gas akan menempati keadaan ideal sehingga hukum gas gabungan dapat dipakai untuk segala macam gas yang digunakan (Brady, 1999). Persamaan gas ideal bersama-sama dengan massa jenis gas dapat digunakan untuk menentukan berat molekul senyawa volatil. Dalam hal ini disarankan konsep gas ideal, yakni gas yang akan mempunyai sifat sederhana yang sama dibawah kondisi yang sama (Haliday, 1978). Persamaan yang menghubungkan langsung massa molekul gas dengan rapatannya dapat diturunkan dari hukum gas ideal. (Haliday, 1978). III. ALAT DAN BAHAN a. Alat-alat yang digunakan: 1. Labu erlenmeyer 150 ml 2. Selang 3. Alumunium foil 4. Karet gelang 5. Jarum 6. Neraca 7. Desikator 8. Penangas Air 9. Termometer b. Bahan-bahan yang digunakan: 1. Aseton (cairan volatil) 2. Aquades

4 IV.. CARA KERJA Menimbang labu erlenmeyer dengan alumunium foil dan karet gelang Memasukkan 5 ml cairan volatile ke erlenmeyer, lalu ditimbang beserta alumunium foil dan karet gelang Membuat lubang kecil pada alumunium foil menggunakan jarum Menutup alumunium foil dan dikencangkan dengan karet sampai kedap gas Merendam di dalam penangas bersuhu 100 o C Membiarkan sampai seluruh cairan volatile menguap, dicatat suhu penangas Memperoleh uap cairan volatile yang telah mengembun menjadi cairan Mengangkat Erlenmeyer dari penangas, masukkan ke desikator untuk mendinginkan Menimbang Erlenmeyer tanpa alumunium foil, dan karet gelang dilepas Menentukan volume erlenmeyer, dengan mengisinya dengan air sampai penuh dan mengukur massa airnya Mengukur suhu air dalam erlenmeyer

5 V. HASIL DAN PEMBAHASAN No. Pengamatan Aseton 1. Massa labu Erlenmeyer, alumunium foil, karet gelang 73,75 gr 2. Massa labu Erlenmeyer, alumunium foil, karet gelang + cairan volatile 73,95 gr 3. Massa cairan volatile 0,20 gr 4. Massa Erlenmeyer + air 208,8 gr 5. Massa air 135,68 gr 6. Temperatur air 100 o C 7. Temperatur air saat cairan volatile menguap 74 o C 8. Tekanan atmosfer 1 atm 9. Massa jenis air 0,9660 gr/cm 3 Diketahui BM teoritis aseton = 58 g/l Dari analisis data (Lampiran), diperoleh hasil sebagai berikut : aseton BM aseton = 1,468 gr/l = 44,959 gr/l % ketelitian = 77,5 % Berat Molekul (BM) senyawa adalah banyaknya gram massa suatu zat dalam sejumlah besar molnya. Ada beberapa metode penentuan berat molekul dalam suatu senyawa, diantaranya cara Regnault, cara Victor Meyer, dan cara Limiting Density. Cara Regnault dipakai untuk menentukan BM zat pada suhu kamar berbentuk gas. Cara Victor Meyer dipakai untuk menentukan BM zat cair yang mudah menguap. Sedangkan cara Limiting Density merupakan penentuan BMberdasarkan rumus gas ideal. Penentuan berat molekul berdasarkan hukum-hukum gas ideal hanya bersifat perkiraan. Hal ini disebabkan karena hukum gas ideal sudah menyimpang walaupun pada tekanan atmosfer. Tujuan dari praktikum ini adalah menentukan berat molekul senyawa volatile berdasarkan pengukuran massa jenis gas dengan menggunakan persamaan gas ideal

6 atau cara Limiting Density. Persamaan gas ideal merupakan gabungan dari hokum Boyle, Gay Lussac, dan Avogadro. Hukum Boyle menyatakan bahwa volume suatu gas dalam tekanan konstan berbanding terballik dengan tekanannya. Hukum Gay Lussac menyatakan volume suatu gas dalam tekanan konstan sebanding dengan suhu absolutnya. Sedangkan hokum Avogadro menyatakan bahwa banyaknya volume suatu gas dalam tekanan konstan sama banyak dengan jumlah partikel molnya. Pada praktikum ini akan ditentukan berat molekul dari senyawa yang mudah menguap (volatile) yaitu aseton.titik didih aseton berada di bawah 100 o C, sehingga saat aseton dipanaskan pada penangas bersuhu 100 o C maka aseton akan menguap. Uap ini mendorong udara dalam erlenmeyer keluar kemudian uap tersebut juga akan keluar. Uap akan berhenti keluar saat dicapai kesetimbangan, yakni tekanan uap cairan dalam labu sama dengan tekanan uap udara luar, juga uap cairan dalam labu memiliki volume sama dengan labu erlenmeyer dan suhunya sama dengan titik didih air pada penangas. Pada saat labu diangkat dari penangas dan didinginkan, baru dapat ditentukan massa gas dalam labu. Karena volume aseton, volume air dan volume labu erlenmeyer adalah sama, maka ketiganya ditentukan dari perhitungan dengan massa jenis air. Air diperlakukan dengan perlakuan yang sama dengan aseton. Maka didapatkan volume air 0,136 L. Volume erlenmeyer dan aseton pun sama dengan air. Selanjutnya dapat ditentukan massa jenis aseton dengan membandingkan nilai massa cairan yang telah ditimbang seusai labu didinginkan dengan volume cairan yang telah ditentukan dengan penentuan volume air. Maka didapatkan massa jenis aseton adalah 1,48 g/l. Langkah selanjutnya adalah penentuan berat molekul menggunakan persamaan : BM = ρ R T/P Hasilnya didapatkan berat molekul aseton sebesar 44,959 g/l. Di dalam literatur, diketahui berat molekul aseton sebenarnya 58 g/mol. Sehingga dari selisih perbedaan BM ini dapat dicari % ketelitian. Yaitu sebesar 77,5%. Adanya perbedaan hasil antara BM teoritis yang sebenarnya dengan BM melalui praktikum ini disebabkan dari berbagai faktor kesalahan praktikan, misalnya dalam pengukuran massa, volume, dan suhu yang kurang cermat.

7 VI. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan : 1. Penentuan berat molekul senyawa volatile dapat dilakukan dengan mengunakan persamaan gas ideal dengan penentuan massa jenis zat 2. Berat molekul aseton berdasarkan percobaan adalah 44,959 g/l, sedangkan berat aseton yang sebenarna adalah 58 g/l B. Saran : 1. Sebaiknya praktikan lebih teliti dalam melakukan praktikum. 2. Sebaiknya praktikan mempelajari cara kerja dan landasan teori sebelum praktikum agar tidak terjadi kesalahan selama praktikum.

8 VII. DAFTAR PUSTAKA Brady, James E Kimia Universitas, Jilid 1, edisi kelima. Binarupa Aksara. Jakarta. Halliday dan Resnick Fisika Jilid I. Erlangga. Jakarta. Respati Dasar-Dasar Ilmu Kimia Untuk Universitas. Rineka Cipta. Yogyakarta. Tim Dosen Kimia Fisika Buku Petunjuk Praktikum Kimia Fisika. Jakarta: TGP Fakultas Teknik Universitas Indonesia. Mengetahui, Semarang, 13 November 2012 Dosen Pengampu Praktikan, Ir. Sri Wahyuni, M.Si Any Kurniawati NIM

9 LAMPIRAN DATA PERHITUNGAN Diketahui BM teoritis aseton = 58 g/l Analisis Data air = = = = 136,225 cm 3 =136, L V air = v aseton = 136, L aseton = = =1,468 gr/l p. BM =. R. T BM = = BM = 44,959 gr/l % ketelitian =. 100 % =. 100 % = 77,5 %