LAPORAN PRAKTIKUM TERMODINAMIKA KIMIA PENENTUAN BERAT MOLEKUL BERDASARKAN PENGUKURAN MASSA JENIS GAS

LAPORAN PRAKTIKUM

TERMODINAMIKA KIMIA

PENENTUAN BERAT MOLEKUL BERDASARKAN PENGUKURAN MASSA JENIS GAS

Disusun oleh

Nama :Landep Ayuningtias

NIM : 151810301065

Kelompok :6

Asisten : Zulfaturrohmaniah

LABORATORIUM KIMIA FISIK

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS JEMBER

JEMBER

2016

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kerapatan dari gas difungsikan untuk menghitung berat molekul. Hal ini dapat ditempuh dengan jalan menampungkan suatu volume gas yang akan dihitung berat molekulnya dengan berat gas yang yang telah diketahui berat molekulnya pada suhu dan tekanan yang sama. Persamaan gas ideal bersama massa jenis gas dapat digunakan untuk menentuka berat molekul senyawa volatil. Apabila jumlah mol dari suatu gas senya tertentu dinyatakan dalam mol (n) maka suatu bentuk persamaan umum mengenai sifat-sifat gas dapat diinformasikan.

Cairan yang mudah menguap terdiri dari molekul – molekul yang mempunyai gaya antar molekul yang lemah. Hal tersebut disebabkan mereka cenderung bercerai berai oleh gerakan masing – masing. Beberapa molekul meniggalakan molekul induk cairan yang menguap. Gas mengembun menjadi cairan apabila gaya antar molekul menjadi cukup kuat untuk mengalahkan energi kinetik dari molekul.

Percobaan ini, dilakukan kegiatan untuk menentukan berat molekul suatu senyawa yang bersifat volatil berdasarkan pengukuran berat jenis gas. Berat molekul senyawa volatil yang akan ditentukan adalah kloroform. Syarat percobaan ini adalah cairan atau sampel harus bersifat volatil dan gasnya (yang dihasilkan) memenuhi persamaan gas ideal.

1.2 Tujuan

Adapun tujuan pada percobaan ini adalah menentukan berat molekul senyawa volatil berdasarkan pengukuran massa jenis gas dan mengaplikasikan persamaan gas ideal.

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Material Safety Data Sheet (MSDS)

2.1.1 Akuades

Akuades memiliki rumus molekul

. Akuades didapatkan memalui proses penyulingan sehingga tidak mengandung mineral. Akuades berfase cair, tidak berwarna, tidak berbau, dan tidak berasa. bahan ini tergolong bahan yang stabil sehingga tidak memerlukan penyimpanan khusus. Akuades tidak menyebabkan korosi pada mata, kulit, dan tidak berbahaya apabila terhirup maupun tertelan. Tindakan pertolongan pertama yang perlu dilakukan apabila terjadi tumpahan kecil maupun besar yaitu, dengan mengepel tumpahan dengan lap kering yang mudah menyerap (Anonim, 2016).

2.1.2 Aluminium Foil

Aluminium foil adalah logam aluminium yang dibuat dalam bentuk lembaran tipis. Bahan ini berbentuk padat, tidak berbau, dan tidak berasa. aluminium foil berwarna silver-putih, larut dalam air dingin, larut dalam air panas, alkali, asam klorida, dan larut dalam asam nitrat dan asam asetat dengan konsentrasi pekat. Bahan ini cukup stabil dan tidak menyebabkan korosi. Bahan ini sedikit berbahaya dalam kasus kontak kulit, tidak mengiritasi mata, dan dan tidak berbahaya dalam kasus menelan (Anonim, 2016).

2.1.3 Kloroform

Kloroform memiliki rumus kimia

. Bahan ini berfase cair, berbau agak manis, tak berwarna, dan memiliki rasa agak manis. Kloroform mudah larut dalam minyak dan sangat sedikit larut dalam air dingin. Bahan ini reaktif dengan logam, alkali, dan tidak reaktif dengan kaca. Bahan ini berbahaya pada kasus kontak dengan mata, kulit, menelan, dan menghirup. Pertolongan pertama yang bisa dilakukan apabila terkena mata yaitu dibasuh dengan air mengalir minimal selama 15 menit (Anonim, 2016).

2.2 Landasan Teori

Gas merupakan suata zat yang secara normal berada dalam keadaan gas pada suhu

dan tekanan 1 atm. Suatu gas melakukan tekanan pada permukaan apa pun ketika saling bersentuhan, karena molekul-molekul gas senantiasa dalam keadaan bergerak. Tekanan merupakan salah satu sifat gas yang dapat diukur. Atom-atom dan molekul-molekul gas dalam atmosfer mengalami gaya tarik gravitasi bumi. Akibatnya, kerapatan atmosfer di daerah yang dekat dengan permukaan bumi lebih besar dari daerah yang memilikiketinggian jauh di atas permukaan bumi. Kerapatan udara menurun sangat cepat dengan meningkatnya jarak dari permukaan bumi. Semakin rapat suatu udara maka semakin besar tekanannya. Gaya yang diterima oleh suatu wilayah yang disebabkan oleh atmosfer bumi sama dengan berat kolom udara di atasnya. Tekanan atmosfer adalah tekanan yang diberikan oleh atmosfer bumi. Alat yang digunakan untuk mengukur tekanan atmosfer bumi dapat menggunakan barometer. Nilai sesungguhnya dari tekanan atmosfer tergantung pada letak, suhu, dan kondisi cuaca (Chang, 2004).

Berdasarkan sifatnya, suatu gas dikategorikan menjadi dua kategori, yaitu gas ideal dan gas nyata. Gas ideal adalah suatu gas hipotesis yang mengikuti semua hukum-hukum gas. Gas nyata adalah suatu gas yang ada dalam kehidupan sehari-hari, seperti gas

, dan lainnya yang mengikuti hukum gas pada tekanan rendah. Suatu gas ideal sebenarnya tidak ada, tetapi sifat-sifatnya bisa didekatkan oleh gas nyata monoatomik yang bersifat inert, seperti gas yang ada pada golongan gas mulia, pada tekanan rendah dan suhu tinggi. Suatu gas dianggap ideal apabila molekul-molekulnya tidak saling berinteraksi ata tidak ada gaya tarik-menarik dan tidak memerlukan ruang. Sifat-sifat umum dari gas dirumuskan dalam hukum-hukum gas. Hukum-hukum ini menyatakan hubungan, volume, tekanan, dan suhu dari gas. Umumnya, percobaan dilakukan dengan cara mengambil suatu sampel gas pada tempat tertutup, lalu mengamati perubahan yang terjadi apabila salah satu variabel diubah sedangkan variabel lain dibiarkan tetap (Yazid, 2005).

Hukum gas ideal didasarkan pada kombinasi dari hukum Boyle, hukum Charle, dan hukum Avogadro. Berdasarkan hukum Boyle, suatu tekanan (P) berbanding terbalik dengan volume (V) pada temperatur (T) tetap, yaitu:

.....(1)

Hukum Charles menjelaskan bahwa pada sejumlah tertentu gas pada tekanan tetap, volume berbanding lurus dengan temperatur. Hubungannya adalah:

.....(2)

.....(3)

Hukum avogadro menyatakan bahwa pada tekanan dan suhu konstan, volume suatu gas berbanding lurus dengan jumlah mol gas yang ada. Sehingga pewrsamaannya dapat dituliskan sebagai:

.....(4)

(Dogra, 1990).

Berdasarkan hukum-hukum yang telah dibahas, dapat digabungkan, sehingga diperoleh persamaan induk tunggal untuk prilaku gas ideal:

.....(5)

.....(6)

Dengan R adalah konstanta kesebandingan, disebut konstanta gas nilainya

L.atm/K.mol. persamaan gas ideal dapat digunakan untuk menentukan kerapatan atau massa molar suatu zat berwujud gas. Persamaannya dapat dituliskan sebagai:

.....(7)

.....(8)

.....(9)

(Chang, 2004).

BAB 3. METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Alat dan Bahan

3.1.1 Alat

- Termometer

- Erlenmeyer 100 mL

- Neraca analitik

- Ball pipet

- Karet gelang

- Pipet volume

- Jarum

- Pemanas air

3.1.2 Bahan

- Air

- Kloroform

- Aluminium foil

Kloroform

3.2. Skema Kerja

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil

Rincian	Erlenmeyer			Rata-Rata
Rincian	I	II	III	Rata-Rata
Massa erlenmeyer+aluminium foil+karet gelang+kloroform	35,408 g	36,629 g	45,623 g
Massa erlenmeyer+aluminium+aluminium foil+karet gelang	35,157 g	36,366 g	45,358 g
Massa kloroform	0,251 g	0,263 g	0,265 g
Massa erlenmeyer+air	99,977 g	102,506 g	108,901 g
Massa erlenmeyer	34,70 g	35,866 g	44,815 g
Massa air	65,277 g	66,64 g	64,086 g
Suhu dalam erlenmeyer	28	28	28
Suhu penangas	363 K	362 K	364 K
Tekanan udara	1 atm	1 atm	1 atm
Volume air
Massa kloroform
Massa Jenis kloroform
Berat molekul kloroform
Efisiensi

4.2. Pembahasan

Percobaan ke-6 membahas mengenai penentuan berat molekul suatu zat berdasarkan massa jenisnya. Zat yang akan ditentukan berat molekulnya pada percobaan ini adalah kloroform yang diketahui memiliki berat molekul

. Prinsip kerja pada percobaan ini yaitu menentukan berat molekul senyawa dalam bentuk gas berdasarkan massa jenisnya. Percobaan ini dilakukan tiga kali pengulangan masing-masing pada erlenmeyer I, II, III. Adapun perlakuan yang diberikan pada percobaan ini yakni diawali dengan penimbangan erlenmeyer, aluminium foil, karet, dan kloroform yang bertujuan untuk menghitung selisih dari massa massa erlenmeyer, aluminium foil, dan karet sehingga dapat ditentukan massa kloroform. Permukaan aluminium sebelum dipanasi dilubangi dengan jarum. Hal itu bertujuan menyeimbangkan tekanan udara di dalam sistem (erlenmeyer) dengan udara diluar sistem dengan jalan mengalirkan uanpnya melalui lubang pada aluminium foil pada erlenmeyer. Selanjutnya pada proses pemanasan, peningkatan suhu mendorong partikel dalam cairan kloroform bergerak cepat dan menumbuk dinding wadahnya sehingga tekanannya juga meningkat dan mendorong udara keluar dari celah pada aluminium. Setelah semua udara terdorong keluar maka cairan kloroform akan menguap dan keluar sampai akhirnya berhenti pada keadaan kesetimbangan. Kondisi kesetimbangan tercapai apabila tekanan dalam erlenmeyer sama dengan tekanan di luar erlenmeyer. Proses selanjutnya yaitu pendinginan erlenmeyer sehingga terjadi kondensasi cairan kloroform dan terbentuk cairan kembali lalu ditimbang beratnya bersama dengan wadahnya. Penimbangan kemudian dilakukan pada erlenmeyer yang berisi kloroform yang diisi air sampai tanda batas (cincin) sehingga dari hasil penimbangan tersebut dihitung selisihnya dengan massa erlenmeyer dan kloroform setelah kondensasi untuk menentukan massa airnya. Apabila massa air diketahui maka dapat ditentukan volume erlenmeyer berdasarkan persamaan rumus

, digunakan

air pada suhu

, dan massa air pada masing-masing erlenmeyer I, II, III. Volume erlenmeyer diperlukan untuk menghitung

kloroform pada masing-masing erlenmeyer I, II, III yang nantinya dimasukkan pada perhitungan persamaan gas ideal untuk menentukan berat molekulnya berdasarkan percobaan. Berat molekul yang didapatkan pada erlenmeyer I, II, III berbeda-beda, yakni

dengan rata-rata yang hampir mendekati berat molekul sebenarnya yakni

. Adapun berat molekul yang didapatkan pada erlenmeyer I dan II kurang dari nilai sebenarnya dengan efisiensi 95,46% dan 97,7%, hal terjadi ini karena ketika erlenmeyer kososng ditimbang, wadah tersebut terisi oleh udara. Namun setelah pemanasan dan pendinginan tidak semua uap cairan kembali pada wujud cairnya sehingga akan mengurangi jumlah udara yang masuk kembali ke dalam erlenmeyer. Sedangkan pada erlenmeyer III justru hasilnya melebihi nilai sebenarnya dengan efisiensi 102%. Kesalahan hasil ini terjadi karena praktikan terburu mengangkat erlenmeyer pada penangas air sebelum kloroform menguap sempurna, sehingga massa dari kloroform yang terkondensasi ketambahan dengan massa kloroform yang belum menguap sempurna. Sehingga didapatkan perhitungan berat molekul yang melebihi nilai sebenarnya. Adapun penentuan berat molekul menggunakan metode ini memiliki kelebihan yaitu percobaan dapat dilakukan dengan peralatan sederhana, percobaan ini cocok diaplikasikan pada senyawa yang memiliki titik didih dibawah

. Adapun kelemahannya yaitu ketidaktepatan praktikan dalam menentukan kedaan apakah semua senyawa telah menguap sempurna atau belum dapat mengakibatkan kesalahan dalam perhitungan berat molekul zat dan hasilnya akan menyimpang dengan nilai sebenarnya.

BAB 5. PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan percobaan penentuan berat molekul kloroform berdasarkan massa jenis gasnya, maka dapat disimpulkan bahwa berat molekul suatu zat cair volatil yang memiliki titik didih dibawah 100

dapat ditentukan dengan rumus persamaan gas ideal. Semakin besar nilai massa cairan volatil maka berat molekulnya juga semakin besar.

5.2 Saran

Adapun saran yang dapat diberikan pada percobaan ini yaitu praktikan seharusnya lebih seksama dan teliti dalam memantau penguapan cairan volatil selama pemanasan. Usahakan terdapat pembagian tugas yang jelas dalam kelompok agar pekerjaan yang dilakukan lebih cepat dan efisien.

Perhitungan

1. Menghitung volume air