Upload
nash-stockhom
View
217
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
7/30/2019 Laporan Praktikum Anas
1/14
LAPORAN PRAKTIKUM
KIMIA FISIKA
PERCOBAAN I
PENENTUAN BERAT MOLEKUL BERDASARKAN PENGUKURAN
MASSA JENIS GAS
Nama : Nasrullah
NIM : 21110008
Hari/ Tanggal Praktikum : kamis ,11 oktober 2012
Hari/ Tanggal Dikumpul : Kamis 18 oktober 2012
Hari/ Tanggal Acc :kamis ,11 oktober 2012
Kelompok : 1 (satu)
Asisten :euis
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SERANG RAYA
SERANG
2012
7/30/2019 Laporan Praktikum Anas
2/14
PENENTUAN BERAT MOLEKUL BERDASARKAN PENGUKURAN
MASSA JENIS GAS
I. TUJUAN PERCOBAAN
Tujuan dari percobaan ini adalah untuk menentukan berat molekul senyawa volatil
berdasarkan pengukuran massa jenis gas dengan menggunakan persamaan gas ideal.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Gas mempunyai sifat bahwa molekul-molekulnya sangat berjauhan satu sama lainsehingga 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 enersi 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:
N2, O2, CO2, NH3 dan lain-lain sifat-sifatnya agak menyimpang dari gas ideal.
Densiti 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. Densiti gas diidenfinisikan sebagai berat
gas dalam gram per liter. Untuk menentukan berat molekul ini maka ditimbang
sejumlah gas tertentu kemudian diukur PV dan T-nya. Menurut hukum gas ideal :
P V = n R T dimana n =
7/30/2019 Laporan Praktikum Anas
3/14
M =
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. Densiti yang didefinisikan dengan W/Vberkurang tetapi perbandingan densiti 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
M = R T = (d/p)o R T
Suatu aliran dari udara kering yang bersih dilewatkan cairan yang diukur tekanan
uapnya. Ketelitian dari pengukuran ini tergantung pada kejenuhan udara tersebut. Untuk
menjamin kejenuhan ini maka udara dilewatkan cairan tersebut secara seri. Bila V
adalah volume dari w gram cairan tersebut dalam keadaan uap, M berat mol cairan dan
tekanan uap dari cairan tersebut pada temperatur T maka tekanan uap dapat dihitung
dengan hukum gas ideal :
P = () R T
Hukum gabungan gas untuk suatu sampel gas menyetakan bahwa perbandingan
PV/T adalah konstan
7/30/2019 Laporan Praktikum Anas
4/14
Sebetulnya untuk gas-gas real (nyata) seperti metana (CH3) dan oksigen dilakukan
pengukuran secara cermat, ternyata hal 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 menyarankan 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. Jika jumlah mol suatu gas dapat diketahui
dengan membagi massanya dalam gram dengan massa molekulnya.
Jumlah mol (n) =
Bila dimasukan dalam hukum gas ideal menghasilkan :
PV = R T
M =
Rapatan (d) adalah perbandingan antara massa (berat) terhadap volume, (g/V). Maka
persamaan dapat ditulis :
M = d
(Brady, 1999).
7/30/2019 Laporan Praktikum Anas
5/14
III. METODELOGI PERCOBAAN
3.1 Alat dan bahan
a. Alat
Alat-alat yang digunakan pada percobaan ini adalah erlenmeyer (150 ml),
gelas piala (600 ml), aluminium foil, karet gelang, jarum, neraca analitik dan
desikator.
b. Bahan
Bahan-bahan Bahan-bahan yang diperlukan pada percobaan ini adalah
akuades, cairan volatil seperti Etanol (C2H5OH).
Alat :
Erlenmeyer Neraca Massa Pipet Ukur Termometer Gelas Piala Karet Gelang Jarum Desikator Heater
Bahan
Etanol (C2H5OH) Alumunium foil Aquades
7/30/2019 Laporan Praktikum Anas
6/14
3.2 Prosedur Percobaan
1. Mengambil sebuah labu erlenmeyer yang berleher kecil, yang bersih dan
kering, kemudian menutup dengan aluminium foil dan kencangkan dengan
karet gelang.
2. Menimbang labu erlenmeyer beserta aluminium foil dan karet gelang
dengan menggunakan neraca analitik.
3. Memasukkan sebanyak 5 ml cairan volatil ke dalam labu erlenmeyer,
kemudian menutup kembali dengan aluminium foil dan mengencangkan
dengan karet gelang. Kemudian dengan menggunakan jarum dibuat lubang
kecil pada aluminium foil.
4. Merendam labu erlenmeyer di dalam penangas air dengan temperatur kurang
dari 100oC
5. Membiarkan sampai seluruh cairan volatil menguap, mencatat temperatur
penangasnya, kemudian diangkat. Lalu mengeringkan bagian luar labu
erlenmeyer, kemudian diletakkan di dalam desikator untuk didinginkan.
6. Menimbang labu erlenmeyer yang telah dingin tanpa melepas aluminium
foil dan karet gelang.
7. Menentukan volume dari labu erlenmeyer dengan cara mengisi labu dengan
air sampai penuh.
8. Mengukur tekanan atmosfer dengan menggunakan barometer.
7/30/2019 Laporan Praktikum Anas
7/14
IV. HASIL DAN PERHITUNGAN
4.1 Hasil Pengamatan
No Pengamatan Hasil
1Massa labu erlenmeyer, allumunium
foil, dan karet gelang114,79 g
2Massa labu erlenmeyer, allumunium
foil, dan karet gelang dan volatil119,11 g
3
Massa labu erlenmeyer, allumunium
foil, dan karet gelang dan volatil
(dingin)
115,29 g
4 Massa erlenmeyer dan air 421,126 g
5 Massa air 306,996 g
6 Temperatur air 100C
7 Temperatur air (volatil menguap) 83C
8 Temperatur atmosfir 1 atm
19. Massa labu erlenmeyer kosong 114,13 g
4.2 Perhitungan
Perhitungan untuk etanol (C2H5OH)
Dik : massa air = 306,996 g
air = 1 gr/ cm3
T air dalam labu = 830 C
Massa (C2H5OH) = ( massa labu erlenmeyer + alumunium foil + karet geleng +
cairan terkondensasi ) ( massa labu erlenmeyer + alumunium
foil + karet gelang )
7/30/2019 Laporan Praktikum Anas
8/14
=115,29 g - 114,79 g
= 0,5 g
T air dalam penangas = 830 C = 83 + 273 = 356 0K
P = 1 atm
Dit : BM(C2H5OH)
Jawab :
Menghitung volume gas :V(erlenmeyer)= Vgas =
=
=0,306996 Liter
Menghitung massa jenis gas:
Menghitung Berat Molekul :
BM =
Secara teoritis adalah:
=12 x 2+5 x 1 +16 +1 =46
Menghitung kesalahan relatif
=
=3,2 %
7/30/2019 Laporan Praktikum Anas
9/14
Perhitungan Faktor KoreksiDik : mair = 306,996 gr
Suhu kamar = 25
0
C
Vgas=Verlenmeyer = 0,306996 Liter
BM udara = 28,8 gr/mol
Suhu dalam penangas = 830C = 356
0K
Dit : BM C2H5OH
Jawab :
Faktor koreksi
Log P = 6,90328-
= 6,90328-
Log P = 2,2954
P = 197,424 mmHg
= 0,2598 atm
massa udara= 28,8 gr/mol
PV =n RT
PV=
7/30/2019 Laporan Praktikum Anas
10/14
M =
=
= 9,4 x 10 -2 gram
Menghitung Massa Total UdaraM total = 9,4 x 10
-2+ 0,5 gr
= 0,594 gr
Menghitung massa jenis udara
BM =
V. PEMBAHASAN
Persamaan gas ideal bersama-sama dengan massa jenis gas dapat
digunakan untuk menentukan berat molekul senyawa volatil. Dalam hal ini
menyarankan konsep gas ideal, yakni gas yang akan mempunyai sifat sederhana
yang sama dibawah kondisi yang sama. Berdasarkan persamaan gas ideal dapat
diketahui bahwa banyaknya mol gas biasanya dinyatakan sebagai n, juga sama
dengan massa, m dibagi massa molar, M (yang mempunyai satuan) g/mol ) jadi
n = mol/M. Berat molekul (bila tak bedimensi) sama dengan bilangan massa
molar :
PV = nRT
Praktikum kali ini bertujuan untuk dapat menentukan berat molekul
senyawa volatil berdasarkan pengukuran massa jenis gas dengan menggunakan
7/30/2019 Laporan Praktikum Anas
11/14
persamaan gas ideal. Pada percobaan kali ini dipergunakan sampel berupa
larutan etanol
Pada praktikum kali ini, dilakukan dengan terlebih dahulu menentukan
massa erlenmeyer kosong agar dapat menentukan massa cairan. Berat labu
erlenmeyer ditambahkan alumium foil dan karet gelang untuk etanol yakni
114,79 gr. Labu erlenmeyer kemudian dimasukan etanol lalu dipanaskan sampai
suhu 100 C. Setelah semua cairan volatil menguap, labu erlenmeyer diangkat,
kemudian diletakkan dalam desikator. Desikator berfungsi sebagai pengering
dan pendingin dari alat laboratorium untuk percobaan. Berat labu erlenmeyer
ditambahkan alumium foil dan karet gelang untuk etanol yang didinginkan yakni
115,29 gr. Oleh karena itu didapatkan berat cairan etanol yakni 0,5 gr .
Dengan menggunakan persamaan gas ideal maka diperoleh BM dari
larutan volatil tersebut. Dalam perhitungan didapatkan nilai BM etanol ialah
47,5 gr/mol, sedangkan BM etanol yang sebenarnya adalah 46g/mol. Hasil yang
didapatkan ini jauh berbeda dengan nilai BM secara teoritis. Kesalahan ini dapat
terjadi karena kekurang telitian praktikun pada saat praktikum. Kesalahan dapat
juga terjadi karena kesalahan pada saat melakukan pemanasan; alat yang
digunakan kurang bersih dan steril; masih terdapatnya udara dalam labu
erlenmeyer hingga mempengaruhi nilai BM yang diperoleh.
Dalam perhitungan berat molekul (BM) dan etanol dapat menggunakan
persamaan gas ideal yaitu dengan adanya volume air dan massa jenisnya, maka
dapat dihitung massa jenis zatnya. Dengan mengetahui nilai massa jenis zat
maka berat molekul juga dapat dihitung. Pada data hasil perhitungan dapat
disimpulkan bahwa nilai massa cairan volatil berpengaruh terhadap berat
molekul (BM). Dengan demikian, semakin besar nilai dari massa cairan volatil
nya maka semakin besar pula nilai berat molekulnya.
7/30/2019 Laporan Praktikum Anas
12/14
Pertanyaan
1. Kendala dalam mengalami praktikum persamaan gas ideal adalah:
1. Ketidak tepatan pengamatan pada saat cairan telah menguap semua ataubelum dapat mengakibatkan kesalahan dalam perhitungan. Jika masih ada
cairan yang belum menguap atau masih ada cairan yang tersisi dalam labu
erlenmeyer, maka dapat mengakibatkan kesalahan dalam perhitungan
massa jenis gas dan pada akhirnya mengakibatkan kesalahan pada
perhitungan berat molekul.
2. tidak mengetahui dengan pasti titik didih dari suatu sampel senyawa.
Sehingga timbul pertanyaan apakah suhu penangas air yang tercatat sangat
berpengaruh pada nilai berat molekul yang dihasilkan atau tidak. Pertanyaan
ini timbul karena bila labu erlenmeyer dimasukkan dalam penangas air pada
suhu misal 80 0C, maka cairan volatil tersebut akan menguap total pada
suhu sedikit di atas 80 0C. Jika labu erlenmeyer dimasukkan berisi sampel
volatil dimasukkan ke dalam penangas air pada suhu (misal) 90 0C, maka
dalam perhitungan nilai berat molekul yang diperoleh akan pasti berbeda.
Rumus: P.V = n.R.T
3. Metode penentuan berat molekul berdasarkan massa jenis gas ini tidak
cocok untuk senyawa dengan titik didih di atas 100 0C.
2. Tentukan hasil molekul senyawa etanol
Diketahui :
ArC = 12 x 2 = 24
ArH = 1 x 6 = 6
7/30/2019 Laporan Praktikum Anas
13/14
Ar O= 1 x 16 = 16
Total = 24+6+16 = 46
Kadar :
C=
= 52,2 %
H=
O=
Jawab :
C : H : O
=
:
:
=4,35 : 13 : 2,168
= 2 : 6 : 1
Jadi rumus empiris etanol C2H6O / rumus molekul C2H5-OH
(C2H5OH) n = Mr
ArC n+Ar H n + ArO n = 120
(12 . 2 + 5.1 + 16+1) n = 120
46 . n = 120
n =
= 2,6
Jadi , rumus molekul senyawa tersebut adalah (C2H5OH)2,6
7/30/2019 Laporan Praktikum Anas
14/14
VI. KESIMPULAN
Kesimpulan yang dapat diperoleh dari praktikum ini antara lain :
1. Penentuan berat molekul senyawa volatil dapat dilakukan dengan mengukur
massa jenis senyawa dan menggunakan persamaan gas ideal.
2. Nilai BM (berat molekul) yang diperoleh pada percobaan untuk etanol adalah
sebesar 47,5gr/mol, sedangkan nilai BM teoritisnya sebesar 46 gr/mol.
3. Pada perhitungan persen error, diproleh hasil yakni % error BM etanol yakni
3,2 %,
DAFTAR PUSTAKA
Brady, James E. 1999. Kimia Universitas, Jilid 1, edisi kelima. Binarupa Aksara.
Jakarta. s
Halliday dan Resnick. 1978. Fisika Jilid I. Erlangga. Jakarta.
Respati. 1992. Dasar-Dasar Ilmu Kimia Untuk Universitas. Rineka Cipta. Yogyakarta.