PERCOBAAN PENENTUAN KERAPATAN DAN BOBOT JENIS : YUSI ANDA RIZKY NIM : H KELOMPOK : II ( DUA ) TGL PERCOBAAN : 22 FEBRUARI 2010

Transkripsi

1 LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA PERCOBAAN PENENTUAN KERAPATAN DAN BOBOT JENIS NAMA : YUSI ANDA RIZKY NIM : H KELOMPOK : II ( DUA ) TGL PERCOBAAN : 22 FEBRUARI 2010 ASISTEN : TIUR MAULI S. LABORATORIUM KIMIA FISIKA JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS HASANUDDIN MAKASSAR 2010

2 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Keadaan bahan secara keseluruhan dapat di bagi secara keseluruhan menjadi padat dan fluida. Zat padat cenderung tegar dan mempertahankan bentuknya, sementara fluida tak mempertahankan bentuknya, tetapi mengalir. Fluida meliputi cairan yang mengalir di bawah gravitasi sampai menempati daerah terendah yang mungkin dari penampungannya dan gas yang mengembang mengisi penampungannya tanpa perduli bentuk. Perbedaan antara zat padat dan cairan tak terlalu tajam. Walaupun kebanyakan zat padat dan cair mengembang sedikit bila dipanaskan dan menyusust sedikit bila dipengaruhi penambahan tekanan eksternal. Perubahan dalam volume ini relatif kecil, sehingga dapat dkatakan bahwa kerapatan kebanyakan zat padat dan cairan hampir tak bergantung pada temperatur dan tekanan. Sebaliknya kerapatan gas sangat berpengaruh terhadap temperatur dan tekanan, sehingga temperatur dan tekanan harus dinyatakan bila memberikan kerapatan gas. Kerapatan gas sangat kecil bila dibandingkan dengan kerapatan zat padat. Sebagai contoh adalah minyak dan air. Berdasarkan hal tersebut, kita ingin membandingkan beberapa bobot jenis air dengan senyawa-senyawa lain. Dalam hal ini adalah metanol dan gliserol, maka dilakukanlah percobaan penentuan kerapatan dan bobot jenis ini. 2

3 1.2 Maksud dan Tujuan Percobaan Maksud Percobaan Untuk mengetahui cara pengukuran kerapatan dan bobot jenis suatu larutan dengan menggunakan beberapa metode pengukuran Tujuan Percobaan Menentukan kerapatan dan gravitas spesifik dari akuades, metanol, dan gliserol dengan menggunakan neraca westphalt dan piknometer. 1.3 Prinsip Percobaan Mengukur dan menghitung kerapatan bobot jenis larutan aquadest, metanol, dan gliserol dengan menggunakan neraca westphalt dan piknometer serta membandingkan dengan kerapatan bobot jenis sesuai dengan teori. 1.4 Manfaat Percobaan Setelah melakukan percobaan ini, praktikan dapat mengetahui bagaimana cara menentukan kerapatan dan bobot jenis dengan menggunakan metode neraca westphalt dan piknometer serta dapat mengetahui bobot jenis dari setiap bahan kimia yang digunakan dalam percobaan ini seperti akuades, metanol, dan gliserol. Selain itu juga praktikan dapat mengaplikasikannya dalam kehidupan sehari-hari, misalnya saja dengan mengetahui kerapatannya kita dapat memprediksi oli mesin yang baik digunakan untuk kendaraan bermotor. 3

4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Kerapatan dapat diartikan sebagai suatu sifat penting dari suatu zat rasio massa terhadap volumenya. Gram semula didefenisikan sebagai massa 1 centimeter kubik air, kerapatan air dalam satuan CGS adalah 1 g/cm 3, dimana kerapatan air adalah 1,00 kh/l. Bila kerapatan suatu benda lebih besar dari kerapatan air, maka benda akan tenggelam dalam air. Bila kerapatannya lebih kecil, benda akan mengapung (Tipler, 1991). Suatu sifat yang besarnya tergantung pada jumlah bahan yang diselidiki disebut sifat intensif. Baik massa maupun volume adalah sifat ekstensif, suatu sifat yang tergantung pada sifat ekstensif disebut juga sifat intensif. Rapatan yang merupakan perbandingan antara massa dan volume adalah sifat intensif (Petrucci, 1999). Sifat-sifat intensif umumnya dipilih oleh para ilmuwan untuk pekerjaan ilmiah karena tidak tergantung pada jumlah bahan yang sudah diteliti. Dimana volume berubah menurut suhu sedangkan massa tetap, maka rapatan merupakan fungsi suhu (Petrucci, 1999). Berkaitan erat dengan rapatan ialah bobot jenis (specific grafity). Bobot jenis suatu zat ialah angka banding massanya dan massa air pada volume yang sama dan temperatur tertentu. Untuk menentukan bobot jenis suatu cairan, dapat digunakan suatu wadah dengan volume cermat, yang disebut labu volumetrik (volumetrik flask) (Keenan dkk., 1989). 4

5 Dalam praktek, bobot jenis ditentukan dengan cara membandingkan bobot zat pada volume tertentu dengan bobot air pada volume yang sama pada suhu kamar (T o C) sehingga bobot jenis menurut defenisi lama diberikan nama lain yaitu kerapatan atau densitas (d) atau sering diberi lambing d t 4. Bobot jenis menurut defenisi baru diberi nama gravitas spesifik (specific gravity), S t g. Untuk mencari harga d t 4, harga S t g yang diperoleh dari hasil pengukuran dikalikan dengan harga d t aq yakni kerapatan atau densitas air pada suhu kamar, T o C (Taba dkk., 2010). The majority of substances expand when heated. A notable exception is water: when water at 0 o C and at a pressure of one atmosphere is heated, its density increases to a maximum value of kg m 3 at 3.98 o C. Thereafter, the density decreases with further heating in the usual manner. The magnitude of this anomalous behaviour is small compared with the anomaly of water s expansion upon freezing the latter corresponds to an 8.3% change in volume, compared with a 0.013% volume contraction between 0 0 C and 4 o C. Neither of these anomalies in the behavior of water is as yet well understood (Cawley dkk., 2005). Sebagian besar zat akan memuai jika dipanaskan, kecuali air, bila air dipanaskan pada suhu 0 o C dan pada tekanan satu atmosfer, densitasnya akan meningkat ke nilai maksimum 999,972 kg/m 3 pada 3,98 o C. Setelah itu, kerapatan akan semakin berkurang seiring dengan dilakukannya pemanasan lebih lanjut. Besarnya perilaku menyimpang ini masih lebih kecil di bandingkan dengan ekspansi anomali air atas titik beku. Sampai saat ini, tak satupun dari anomali ini yang dapat dipahami dengan baik (Cawley dkk., 2005). 5

6 Rapatan suatu sample ialah nisbah massa terhadap volumenya (Oxtoby dkk., 2001) Rapatan = Satuan dasar massa dalam satuan SI dibahas dalam lampiran ialah kilogram (kg) tetapi ini sering kali terlalu besar untuk keperluan praktis di kimia. Yang sering di gunakan ialah gram, selanjutnya gram merupakan satuan baku untuk menyatakan massa molar. Ada beberapa satuan untuk volume yang sering digunakan. Satuan SI dasar ialah meter kubik (m 3 ) yang juga sangat jarang digunakan untuk keperluan laboratorium. Oleh karena itu untuk volume kita menggunakan liter (Oxtoby dkk., 2001). Rapatan zat bukanlah kuantitas tetap, melainkan beragam tergantung pada tekanan dan suhu ketika pengukuran. Untuk beberapa zat terutana zat dan cairan volume akan mudah diukur tanpa ada massanya, dan bila rapatannya diketahui, maka fakta konversi antara volume dan massa dapat diperoleh (Oxtoby dkk., 2001). Bila kerapatan suatu benda lebih besar daripada kerapatan air, maka benda akan tenggelam dalam air. Bila kerapatan lebih kecil, maka benda akan mengapung. Untuk benda-benda yang mengapung bagian volume sebuah benda tercelup ke dalam cairan. Walaupun kebanyakan benda zat padat dan cairan mengembang sedikit bila dipanaskan dan menyusut sedikit bila dipengaruhi pertambahan eksternal, perubahan dalam volume ini relatif kecil, sehingga dapat dikatakan bahwa kerapatan kebanyakan berasal dari zat padat dan cairan hampir tak bergantung pada temperatur dan tekanan, sehingga tekanan dan temperatur harus dinyatakan bila memberikan kerapatan gas (Tipler, 1991). 6

7 Westphalt balance atau neraca Mohr lebih akurat dibandingkan dengan pengukuran yang menggunakan hidrometer. Neraca Mohr bekerja berdasarkan prinsip Archimedes, kesusaian berat dari zat pada benda yang mengapung. Penyelam digantungkan ke dalam zat cair, dengan berat yang diseimbangkan lengan neraca Mohr hingga berada pada skala nol. Penyelam dimasukkan ke dalam zat cair yang kerapatannya ingin dicari. Berat yang paling kecil diatur sedemikian rupa sehingga skala dapat menunjukkan kesetimbangan yang akurat. Ada banyak anting yang digunakan sebagai pemberat, dengan berat masingmasing berbeda, dimulai dari 0,1 g, 0,01 g, 0,001 g, dan seterusnya. Pada skala memberikan jumlah angka yang dibaca, jika pada pemberat 0,1 g pada skala 9, 0,01 g pada skala 8 dan 0,001 pada skala 7, maka bobot jenisnya adalah 0,987. Suhu dibaca pada termometer yang terdapat pada penyelam (0xtoby dkk., 2001). 7

8 BAB III METODE PERCOBAAN 3.1 Bahan Bahan yang digunakan pada percobaan ini antara lain aquadest, metanol, gliserol, dan tissue roll. 3.2 Alat Alat yang digunakan pada percobaan ini yaitu satu set neraca Westphalt, satu set piknometer 25 ml, neraca analitik, pipet tetes, gelas piala 100 ml, labu semprot dan termometer. 3.3 Prosedur Percobaan Neraca Westphalt Neraca Westphalt dirangkai, gelas ukur diisi dengan aquadest secukupnya sampai mencapai batas skala atas, suhu aquades diukur dan dicatat, penyelam dimasukkan ke dalam gelas ukur berisi aquadest, anting-anting diletakkan pada skala lengan tunggal mulai dari anting terbesar hingga anting yang terkecil sehingga neraca Westphalt setimbang, angka skala yang ada antingnya dibaca mulai dari anting yang terbesar ke anting yang terkecil, gelas ukur dan penyelam dibersihkan lalu dikeringkan, kerja tersebut diulangi dengan menggunakan contoh lain Piknometer Disiapkan piknometer yang bersih dan kering, kemudian menimbang berat kosong piknometer dengan menggunkan neraca ohaus, aquadest dimasukkan ke 8

9 dalam piknometer hingga mencapai garis batas, menutup piknometer hingga tidak ada lagi gelembung lalu dibersihkan dan dikeringkan pada dinding luar piknometer selanjutnya suhu yang ditunjukkan pada tutup piknometer dicatat, piknometer yang berisi aquadest ditimbang kembali, hasil pengamatan dicatat dan kerja tersebut diulangi dengan menggunakan contoh lain. 9

10 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Pengamatan Tabel 1. Neraca Westphalt No. Nama Contoh Anting I Pembacaan Skala Anting Anting IIa IIb Anting IV Bobot Jenis Aquadest Metanol Gliserol ,9909 0,7902 1,0809 Tabel 2. Piknometer BOBOT (gram) NO NAMA CONTOH piknometer kosong piknometer + sampel sampel SUHU (⁰C) 1 Aquadest 41, , , Metanol 41, , , Gliserol 41, , , ,6 10

11 4.2 Perhitungan Neraca Westphalt a. Aquadest Berat anting yang digunakan : Berat anting I : 0,1 gram = 9 x 0,1 = 0,9 gram Berat anting IIa : 0,01 gram = 9 x 0,001 = 0,09 gram Berat anting IIb : 0,01 gram = 0 x 0,001 = 0 gram Berat anting III : 0,001 gram = 0 x 0,001 = 0 gram Berat anting IV : 0,0001 gram = 9 x 0,0001 = 0,0009 gram + S t g = 0,9909 d t aq ( 20 0 C ) = gr/cm 3 d t 4 = S t g x d t aq ( 20 0 C ) = x 0,9982 = 0,9891 gr/cm 3 b. Metanol Berat anting yang digunakan : Berat anting I : 0,1 gram = 7 x 0,1 = 0,7 gram Berat anting II : 0,01 gram = 6 x 0,01 = 0,06 gram Berat anting IIb : 0,01 gram = 3 x 0,01 = 0,03 gram Berat anting III : 0,001 gram = 0 x 0,001 = 0 gram Berat anting IV : 0,0001 gram = 9 x 0,0001 = 0,0009 gram + S t g = 0,7902 d t aq ( 19,5 0 C ) = gr/cm 3 d t 4 = S t g x d t aq ( 19,5 0 C ) 11

12 = 0,7902 x = 0,7889 gr/cm 3 c. Gliserol Berat anting yang digunakan : Berat anting I : 0,1 gram = 9 x 0,1 = 0,9 gram Berat anting IIa : 0,01 gram = 9 x 0,001 = 0,09 gram Berat anting IIb : 0,01 gram = 9 x 0,001 = 0,09 gram Berat anting III : 0,001 gram Berat anting IV : 0,0001 gram = 9 x 0,0001 = 0,0009 gram + S t g = 1,0809 d t aq ( 19,4 0 C ) = gr/cm 3 d t 4 = S t g x d t aq ( 19,4 0 C ) = 1,0809 x = 1,0791 gr/cm Piknometer a. Aquadest Bobot piknometer + aquadest = 62,7397 gram Bobot piknometer kosong = 41,1561 gram - Bobot aquadest = 21,5836 gram S t g = = = 1 d t aq ( 34 0 C ) = 0,9944 gram d t 4 = S t g x d t aq ( 34 0 C ) = 1 x 0,9944 = 0,9944 gr/cm 12

13 b. Metanol Bobot piknometer + metanol = 58,3567 gram Bobot piknometer kosong = 41,1561 gram - Bobot metanol = 17,2006 gram S t g = = = 0,7969 d t aq ( 28 0 C ) = gr/cm 3 d t 4 = S t g x d t aq ( 28 0 C ) = 0,7969 x = 0,7939 gr/cm 3 c. Gliserol Bobot piknometer + gliserol = 63,9900 gram Bobot piknometer kosong = 41,1561 gram - Bobot gliserol = 22,8339 gram S t g = = = 1,0579 d t aq ( 28,6 0 C ) = gr/cm 3 d t 4 = S t g x d t aq ( 28,6 0 C ) = 1,0579 x = 1,0537 gr/cm Pembahasan Pada percobaan kali ini yakni dalam penentuan kerapatan dan bobot jenis, digunakan dua metode pengukuran yakni dengan menggunakan neraca westphalt dan piknometer. Adapun bahan-bahan yang akan di ukur kerapatan dan bobot jenisnya adalah aquadest, metanol, dan gliserol. 13

14 Pada pengukuran kerapatan dan bobot jenis dengan neraca westphalt, hal pertama yang harus dilakukan yakni neraca dikalibrasi untuk mendapatkan hasil perhitungan normal, adapun bahan yang akan di ukur dimasukkan ke dalam gelas ukur hingga tanda batas pada penyelam. Penyelam dari neraca westphalt disini memiliki peranan yang sangat penting karena dari penyelam itulah kita dapat menentukan bobot dari bahan. Oleh karenanya, pada saat melakukan pemasangan penyelam harus dilakukan dengan sangat hati-hati. Penyelam tersebut tak boleh berkontak langsung dengan dinding gelas ukur karena akan mempengaruhi hasil dari pengukuran. Bahan yang dimasukkan pada gelas ukur harus berada 2 cm dari permukaan larutan atau tanda batas pada penyelam. Lalu untuk menentukan nilai dari bobotnya digunakan anting-anting yang merupakan pemberat hingga lengan neraca menjadi seimbang. Adapun anting-anting yang digunakan pada lengan neraca memiliki berat yang berbeda-beda. Mulai dari 0,1 gram, 0,01 gram, 0,001 gram dan 0,0001 gram. Maka dari itu, makin banyak anting yang dipergunakan maka makin banyak pula angka desimal yang diperoleh dan keakuratan hasil pengukurannyapun semakin tepat. Walaupun demikian, ada saja kekurangan yang terdapat pada neraca westphalt, yakni tidak pernah terdapat 2 bandul dalam 1 gantungan, karena neraca westphalt tidak dapat mengukur bobot jenis suatu larutan yang lebih dari sama dengan 1 g/cm 3 tetapi hanya dapat mengukur dibawah 1 g/cm 3. Adapun hasil pengukuran yang diperoleh dengan menggunakan neraca westphalt dari pengolahan data, yakni kerapatan aquadest, metanol, dan gliserol berturut-turut adalah 0,9891 gr/cm 3, 0,7889 gr/cm 3, 1,0791 gr/cm 3, sedangkan bobot jenis dari 14

15 aquadest, metanol, dan gliserol berturut-turut adalah 0,9909 gram, 0,7889 gram, dan 1,0809 gram. Pada pengukuran kerapatan bobot jenis dengan menggunakan piknometer, yang harus dilakukan sebelumnya adalah mencuci bersih kemudian mengeringkan piknometer terlebih dahulu. Jika tak dilakukan hal tersebut, maka zat atau bahan yang akan ditimbang sudah terkontaminasi zat-zat lain, hal ini akan berpengaruh pada kemurnian zat tersebut dan mempengaruhi bobot piknometer yang kosong. Langkah selanjutnya, piknometer diisi dengan bahan, lalu ditutup rapat-rapat, kemudian ditimbang. Adapun bobot dari bahan dapat ditentukan dari selisih antara bobot bahan + piknometer dengan bobot piknometer kosong. Sama seperti penggunaan neraca westphalt, piknometer pun harus dibersihkan dan dikeringkan terlebih dahulu sebelum diganti dengan sample lain. Adapun hasil pengukuran yang diperoleh dengan menggunakan piknometer dari pengolahan data, yakni kerapatan aquadest, metanol, dan gliserol berturut-turut adalah 0,9944 gr/cm, 0,7939 gr/cm 3, dan 1,0537 gr/cm 3 sedangkan bobot jenis dari aquadest, metanol, dan gliserol berturut-turut adalah 1 gram, 0,7969 gram, dan 1,0579 gram. Sama halnya seperti neraca westphalt, pengukuran kerapatan dan bobot jenis dengan menggunakan piknometerpun memiliki kekurangan, yaitu pada piknometer tak boleh terdapat rongga kosong untuk memperoleh hasil yang akurat, jika terdapat rongga kosong sedikit saja, maka volumenya akan berkurang. Pada pengukuran yang telah dilakukan, sangatlah berbeda jauh dengan kenyataannya, dimana kerapatan aquadest pada literatur sebesar 1 g/cm 3, sedangkan metanol sebesar 0,81 g/cm 3. Hal ini mungkin disebabkan karena 15

16 pembacaan skala neraca yang kurang teliti dan juga terkontaminasinya alat pengukuran dengan zat lain yang disebabkan oleh ketidakbersihan alat pengukur. Selain itu, faktor eksternal juga berpengaruh besar, dalam hal ini yang menjadi faktor eksternalnya salah satunya yaitu suhu. 16

17 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Hasil pengukuran yang diperoleh dengan menggunakan neraca westphalt dari pengolahan data, yakni kerapatan aquadest, metanol, dan gliserol berturut-turut adalah 1,0789 gr/cm 3, 0,7795 gr/cm 3, 1,0791 gr/cm 3, sedangkan bobot jenis dari aquadest, metanol, dan gliserol berturut-turut adalah 1,0809 gram, 0,7809 gram, dan 1,0809 gram. Hasil pengukuran yang diperoleh dengan menggunakan piknometer dari pengolahan data, yakni kerapatan aquadest, metanol, dan gliserol berturut-turut adalah 0, gr/cm, 0,7938 gr/cm 3, dan 1,0537 gr/cm 3 sedangkan bobot jenis dari aquadest, metanol, dan gliserol berturut-turut adalah 1 gram, 0,7969 gram, dan 1,0579 gram. 5.2 Saran Adapun saran yang dapat saya berikan pada percobaan kali ini yakni seharusnya laboratorium mengadakan alat aerometer dalam laboratorium Kimia Fisika, karena alat tersebut sangat dibutuhkan mahasiswa sebagai tambahan pengalaman dalam melakukan penelitian di laboratorium 17

18 DAFTAR PUSTAKA Cawley, M. F., dkk., 2005, Measurement of The Temperature of Density Maximum of Water Solutions Using A Convective Flow Technique (online), tanggal 27 Februari Keenan, C. W., Kleinfelter, D. C., dan Wood J. H., 1989, Kimia Untuk Universitas, Erlangga, Jakarta. Oxtoby, D., W., Gillis, H. P., dan Nachtriebe, N. H., 2001, Kimia Modern, Erlangga, Jakarta. Petrucci, R. H., dan Suminar, 1992, Kimia Dasar, Erlangga, Jakarta. Taba, P., Zakir, M., Fauziah, St., 2009, Penuntun Praktikum Kimia Fisika, Universitas Hasanuddin, Makassar. Tipler P. A., 1991, Fisika Untuk Sains dan Teknik Jilid 1, Erlangga, Jakarta. 18

19 LEMBAR PENGESAHAN MAKASSAR, MARET 2010 ASISTEN PRAKTIKAN (TIUR MAULI SINAGA) (YUSI ANDA RIZKY) 19

20 BAGAN PENENTUAN KERAPATAN DAN BOBOT JENIS A. Penentuan bobot jenis dengan neraca Westphalt AQUADEST - diisi dalam gelas ukur secukupnya - diukur dan dicatat suhunya - penyelam dimasukkan ke dalam gelas ukur tersebut - lengan neraca diatur sehingga penyelam ± 2 cm dari permukaan cairan - anting-anting diletakkan pada skala lengan tunggal - skala dibaca mulai dari anting yang terbesar sampai yang terkecil DATA Aquadest diganti dengan metanol dan gliserol B. Penentuan bobot jenis dengan piknometer AQUADEST - diisi ke dalam piknometer (sebelumnya piknometer yang kosong sudah ditimbang) - ditutup dan dicatat suhunya - piknometer yang berisi akuades ditimbang dan dicatat bobotnya DATA Aquadest diganti dengan metanol dan gliserol 20