DIFUSI GAS Tujuan: Mencari massa molekul gas dengan jalan membandingkan laju difusi berdasarkan hukum Graham Widya Kusumanngrum (1112016200005) Program Studi Pendidikan Kimia Jurusan Pendidikan Ilmu Pengetahuan Alam Fakultas Ilmu Tarbiyah Dan Keguruan Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta ABSTRAK Difusi gas merupakan campuran antara molekul satu gas dengan molekul lainnya yang terjadi secara berangsur-angsur atau secara sedikit demi sedikit. Pada percobaan difusi gas ini juga terjadi secara baernagsur-angsur atau sedikit demi sedikit, tidak semuanya langsung bereaksi tetapi melalui tahapan. Karena kecepatan rata-rata dari gas ringan lebih besar dar ipada dari gas berat. Jadi gas dengan massa molekul kecil atau ringan akan berdifusi lebih cepat dari pada gas yang memiliki massa molekul lebih besar atau berat. Dari percobaan ini didapatkan massa molekul dari senyawa yang tidak diketahui ini 50,34 g/mol. Kata kunci: difusi gas, hukum avogadro,hukum graham 1
I. PENDAHULUAN Difusi adalah lewatnya satu zat ke zat lain. Difusi adalah migrasi molekul akibat gerakan molekul secara acak. Difusi dari dua atau lebih gas menghasilkan campuran molekul dan dalam wadah tertutup, segera menghasilkan campuran homogen. Gejala yan terkait yaitu efusi. Efusi adalah lepasnya molekul gas dari wadahnya melalui lubang kecil atau jarum.laju terjadinya efusi berbanding lurus dengan kecepatan molekul. Artinya, molekul dengan kecepatan tinggi berdifusi lebih cepat dibanding dengan molekul dengan kecepatan rendah. Laju efusi dua gas yang berbeda berbanding terbalik dengan akar kuadrat dari massa molarnya (Petrucci, 203: 2007). Difusi muncul akibat pergerakan acak molekul bahan yang membiarkan molekul tersebut terpisah satu sama lainnya. Bila ditinjau gejala difusi molekul gas dalam suatu ukuran volume luas penampang A, maka menurut hukum Fick pertama bahwa rapat aliran (J) molekul berbanding langsung dengan gradien konsentrasi (misal ke arah x) dengan konstanta kesebandingan yang disebut koefisien difusi (D) (Ali dan Iyon: 2010). Beberapa gas bahkan bergerak dalam arah berlawanan terhadap arus nettonya. Namun, difusi memang terjadi, dan gas-gas bermassa molar lebih rendah berdifusi lebih cepat dibandingkan gas bermassa molar tinggi. Jika dibandingkan pada suhu yang sama dua gas memiliki energi kinetik yang sama. Ini berarti bahwa molekul dengan massa yang lebih kecil memiliki kecepatan lebih tinggi (Petrucci, 204: 2007). Apabila dua macam gas ditempatkan dalam satu tempat yang sama, molekulmolekulnya lambat laun akan bercampur sampai komposisi dari gas akan sama. Proses pencampuran ini disebut difusi. Proses difusi ini hampir semua orang mengalaminya. Proses yang sama dengan difusi disebut efusi. Suatu proses dimana suatu gas dengan tekanan akan menguap dari wadahnya melalui suatu lubangyang sangat kecil. Thomas Graham (1805-1869) seoarnag ahli kimia Inggris mempelajari keceptan efusi dari berbagai macam gas melalui pori-pori penutup plaster Paris. Ia menemukan bahwa apabila kecepatan diukur pada suhu dan tekanan yang sama, maka kecepatan efusi berbanding terbalik dengan akar kuadrat dari massa jenis gas. Pernyataan ini dikenal dengan hukum Graham. Gas yang rigan akan akan berefusi dan berdifusi lebih cepat, sedangkan gas yang massa molekulnya besar akan berdifusi dan berefusi lambat (James E, 516-517: 2000). 2
II. ALAT, BAHAN, DAN PROSEDUR KERJA ALAT DAN BAHAN Silinder dari buret stop watch statif dan klem pipet tetes Tisu penyumbat senter gelas kimia penggaris Larutan HCl 12 M Zat x cair JUMLAH 2 buah 5 ml 5 ml Prosedur kerja: 1. Siapkan pipa gelas, letakkan dalam posisi horizontal dengan statif 2. Pipetlah HCl pekat dan teteskan dua tetes ke dalam pipa gelas pada ujung yang satu, dalam waktu yang bersamaan teteskan dua tetes zat x dalam ujung yang lain 3. Tutuplah kedua ujung pipa yang telah ditetesi dengan kedua zat tersebut dengan kapas dan biarkan beberapa saat 4. Catat waktu yang diperlukan sampai terlihat warna puth kabut di tengah pipa gelas 5. Ukurlah jarak antara ujung pipa zat x dengan titik putih kabut yang terjadi (L 1 ) 6. Ukur pula jarak ujung pipa zat x dengan titik putih kabut yang terjadi (L 2 ) 7. Ulangi percobaan sebanyak 3 kali 3
III. HASIL DAN PEMBAHASAN Nama zat Percobaan Waktu (detik) Jarak (cm) 1. 60 detik 3,5 cm HCl Zat X 2. 82 detik 12 cm 3. 92 detik 22 cm 1. 60 detik 2 cm 2. 82 detik 0,5 cm 3. 92 detik 2 cm Perhitungan Rata-rata jarak tempuh gas HCl (L 1 ) = Rata-rata jarak tempuh gas zat x (L 2 )= Rata-rata waktu tempuh HCl = Rata-rata waktu tempuh zat X = Kecepatan efusi HCl = = = 1,6 x 10-3 m/s Kecepatan efusi zat x = = = 1,92 x 10-4 m/s 4
Mr zat x = 50,34 gram/ mol Menurut hukum Avogadro, rapatan gas berbanding lurus dengan massa molekul relatif. Oleh karena itu massa molekul relatif dapat menggantikan rapatan dalam rumus hukum difusi Graham: Berdasarkan persamaan di atas didapatkan massa molekul zat x adalah 50,34 gram/ mol Pada percobaan ini menggunakan zat yang mudah menguap agar terlihat pergerakan gasnya. Percobaan dilakukan di ruang gelap agar putih gasnya terlihat dan dapat dilakukan pengukuran. Percobaan dilakukan sebanyak tiga kali untuk mendapatkan rata-ratanya. Praktikan tidak mengetahui zat x yang digunakan sehingga tidak dapat membandingkan hasil percobaan dengan data yang sebenarnya. Tujuan digunakan HCl pekat 12 M ialah agar terjadi penguapan yang banyak. Sedangkan zat x adalah zat yang mudah menguap, tetapi kabut putih gas yang dihasilkan hanya sedikit sehingga menyebabkan jaraknya lebih pendek dibandingkan dengan jarak HCl. Hal ini sesuai dengan teori di atas bahwa gas-gas bermassa molar lebih rendah berdifusi lebih cepat dibandingkan gas bermassa molar tinggi. Jika dibandingkan pada suhu yang sama dua gas memiliki energi kinetik yang sama. Ini berarti bahwa molekul dengan massa yang lebih kecil memiliki kecepatan lebih tinggi (Petrucci, 204: 2007). Berdasarkan data hasil percobaan dan perhitungan dapat dikatakan bahwa percobaan berhasil, karena massa molekul zat x yang didapatkan lebih besar dari massa molekul HCl artinya sesuai dengan teori. Sehingga HCl memiliki kecepatan lebih tinggi dari pada zat x dan menyebabkan jarak kabut putih zat x juga lebih pendek dibandingkan dengan jarak pada HCl. 5
IV.KESIMPULAN Berdasarkan hasil percobaan dapat disimpulkan bahwa : 1. Massa molekul zat x lebih besar dari massa molekul HCl, yaitu 50,34 gram/mol dan 36,5 gram/mol. 2. Zat dengan massa molekul lebih kecil memiliki kecepatan lebih tinggi dibandingkan dengan zat yang massa molekulnya besar. V.DAFTAR PUSTAKA Brady, James.E.2000. Kimia Universitas Asas dan Struktur Jilid Satu. Jakarta: Binarupa Aksara. Petrucci, dkk. 2007. Kimia Dasar Prinsip-Prinsip dan Aplikasi Modern Edisi Kesembilan Jilid 1. Jakarta: Erlangga. Joko, Ali Wasono dan Titok Iyon Sugiarto.2010. Penentuan Koefisien Difusi Gas SF 6 pada Tanah Sawah dengan Metode Spektroskopi Fotoakustik Laser CO 2.http://www.fisika.lipi.go.id/in/?q=download/file/fid/405. Diakses pada 4 Mei 2014 pukul 07.52 WIB. 6