LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKAPENENTUAN BERAT MOLEKUL BERDASARKAN PENGUKURAN MASSA JENIS GAS

OLEH:RATIH NOVIYANTI(1113031028)DEWA AYU PRAPTI WIDI PRAMERTI (1113031042)GUSTI AYU PUTU WULAN AMELIA PUTRI (1013031011)

JURUSAN PENDIDIKAN KIMIAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENDIDIKAN ALAMUNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHASINGARAJA2014

I. JUDUL

II. TUJUAN:

Penentuan Berat Molekul Berdasarkan Pengukuran Massa Jenis Gas1. Menentukan berat molekul senyawa CHCl3 dan zat unknown X berdasarkan pengukuran massa jenis gas secara eksperimen2. Menentukan zat unknown X berdasarkan berat molekul hasil eksperimen

III. DASAR TEORIGas 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 maka diasumsikan sifat gas ini sesuai dengan sifat-sifat gas ideal yaitu: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).Semua gas yang dikenal sehari-hari termasuk gas nyata, sedangkan gas ideal pada kenyataannya tidak pernah ada, namun sifat-sifatnya didekati oleh gas sejati pada tekanan yang sangat rendah. Jadi pada tekanan mendekati nol semua gas memenuhi sifat gas ideal, sehingga persamaan PV = nRT Densiti dari gas dipergunakan untuk menghitung berat molekul suatu gas, 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 didefinisikan sebagai berat gas dalam gram per liter. Untuk menentukan berat molekul ini maka ditimbang sejumlah gas tertentu kemudian diukur PV dan T-nya. Senyawa volatil merupakan senyawa yang mudah menguap dan memiliki titik didih yang rendah. Berat molekul senyawa volatil dapat ditentukan dengan menerapkan persamaan gas ideal dan massa jenis gas. Dari persamaan tersebut diketahui n adalah jumlah mol sehingga untuk membentuk hubungan dengan berat molekul maka n dapat diubah dalam bentuk massa perberat molekul, sehingga persamaan gas ideal menjadi :(1)

Persamaan 1 dapat diubah menjadi: (2) atau(3)Dimana:BM = Berat molekul P = Tekanan gas (atm)n = Jumlah molV = Volume gas (Liter)T = Suhu (K)R = Konstanta gas (0,08206 liter atm mol-1K-1) = Densitas gas (gram/Liter)Bila suatu zat cair yang bersifat volatil dengan titik didih lebih kecil dari 100oC ditempatkan dalam labu erlenmeyer bertutup yang mempunyai lubang kecil pada bagian tutupnya, dan kemudian labu erlenmeyer tersebut dipanaskan sampai suhu 100oC, maka cairan tersebut akan menguap. Uap yang dihasilkan akan mendorong udara yang terdapat pada labu erlenmeyer dan keluar melalui lubang-lubang kecil. Setelah semua udara yang keluar, pada akhirnya uap ini berhenti keluar. Hal ini terjadi apabila keadaan kesetimbangan dicapai, yaitu tekanan uap cairan dalam labu erlenmeyer sama dengan tekanan udara luar. Pada keadaan kesetimbangan ini, labu erlenmeyer hanya berisi uap cairan dengan tekanan sama dengan tekanan atmosfer, volume sama dengan volume labu erlenmeyer, dan suhu sama dengan titik didih air dalam penangas air (kira-kira 100oC). Labu erlenmeyer ini kemudian diambil dari penangas air, didinginkan dan ditimbang sehingga massa gas yang terdapat di dalamnya dapat diketahui.Faktor koreksi digunakan untuk menentukan tingkat kesalahan. Nilai berat molekul (BM) hasil perhitungan akan mendekati nilai sebenarnya, tetapi juga terkadang terdapat kesalahan-kesalahan. Ketika labu erlenmeyer kosong ditimbang, labu ini penuh dengan udara. Setelah pemanasan dan pendinginan dalam desikator, tidak semua uap cairan ke bentuk cairannya, sehingga akan mengurangi jumlah udara yang masuk kembali ke dalam labu erlenmeyer. Jadi massa labu erlenmeyer dalam keadaan ini lebih kecil daripada massa labu erlenmeyer dalam keadaan semua uap cairan kembali ke bentuk cairnya. Oleh karena itu, massa cairan yang sebenarnya harus ditambahkan dengan massa udara yang tidak dapat masuk kembali ke dalam labu erlenmeyer karena adanya uap cairan yang tidak mengembun. Massa udara tersebut di atas dapat dihitung dengan mengasumsikan bahwa tekanan parsial udara yang tidak dapat masuk sama dengan tekanan uap cairan pada suhu kamar, dengan faktor koreksi:

Dimana, P adalah tekanan uap (mmHg) dan t adalah suhu kamar (oC). Jadi dengan menggunakan rumus di atas, tekanan uap pada berbagai suhu dapat diketahui.Dengan menggunakan nilai tekanan uap pada suhu kamar, bersama-sama dengan data mengenai volume labu erlenmeyer dan berat molekul udara (28,8 gram/mol) dapat dihitung faktor koreksi yang harus ditambahkan pada massa cairan. Dengan menggunakan faktor koreksi akan dapat diperoleh nilai berat molekul (BM) yang lebih tepat.Berikut disajikan tabel beberapa senyawa volatil dan berat molekul (BM) beberapa senyawa.NoNamaBerat Molekul

1Ether74

2Dichloromethane72

3Chlorobenzene113

4Chloroform119.5

5Dibutyl ether130

(Vogel, 1989)KloroformKloroform adalah nama umum untuk triklorometana (CHCl3). Kloroform dikenal karena sering digunakan sebagai bahan pembius, meskipun kebanyakan digunakan sebagai pelarut nonpolar di laboratorium atau industri. Wujudnya pada suhu ruang berupa cairan, namun mudah menguap. (Wikipedia, 2013)Pada suhu normal dan tekanan, kloroform adalah cairan yang sangat mudah menguap, jernih, tidak berwarna, berat, sangat bias, dan tidak mudah terbakar. Massa molar secara teoritis sebesar 119,5 g/mol. Densitas senyawa ini sebesar 1,48 g/cm3 dengan titik lebur sebesar -63,5C dan titik didih sebesar 61,2C. Kelarutan dalam air 0,8 g/100 ml pada 20C dengan bentuk molekul tetrahedral (Anonim, 2013).

IV. ALAT DAN BAHANTabel alatNo.Nama alatUkuranJumlah

1Labu erlenmeyer50 mL2 buah

2Gelas kimia 250 mL2 buah

3Pipet tetes-2 buah

4Karet gelang-2 buah

5Jarum -1 buah

6Neraca analitik -1 buah

7Desikator -1 buah

8Gelas ukur 5 mL1 buah

9Aluminium foil10 cm x 10 cm2 lembar

10Statif dan klem-1 buah

11Termometer -1 buah

Tabel bahanNo.Nama bahanKonsentrasiJumlah

1Cairan volatil yaitu kloroform (CHCl3)-5 mL

2Sampel unknown -5 mL

V. PROSEDUR KERJA DAN HASIL PENGAMATANNo.PROSEDUR KERJAHASIL PENGAMATAN

Senyawa Kloroform

1 Sebuah labu erlenmeyer berleher kecil yang bersih dan kering ditutup dengan aluminium foil, kemudian tutup dikencangkan menggunakan karet gelang.

Alumunium foil

ErlenmeyerKaret GelangGambar 1 Labu erlenmeyer yang ditutup dengan alumunium foil+karet gelang

2.Labu erlenmeyer kosong ditimbang dengan menggunakan neraca analitikGambar 2 Labu erlenmeyer kosong ditimbang

Massa dari labu erlenmeyer kosong adalah 42,12 gram

3Labu erlenmeyer beserta aluminium foil dan karet gelang ditimbang dengan menggunakan neraca analitik.

Gambar 3 Labu Erlenmeyer kosong + Alumunium Foil+ Karet Gelang ditimbang

Massa dari Labu Erlenmeyer kosong +Alumunium Foil+ Karet Gelang adalah 42, 70 gram

45 mL zat cair volatil (CHCl3) dimasukkan ke dalam labu erlenmeyer, selanjutnya ditutup kembali dengan kertas aluminium foil dan dikencangkkan dengan karet gelang erat-erat sehingga tutup ini bersifat kedap udara. Kemudian aluminium foil dilubangi dengan menggunakan jarum, agar uap dapat keluar.

Gambar 4 Labu Erlenmeyer + Alumunium+ Karet Gelang+ Cairan Volatil Ditimbang

Massa Labu Erlenmeyer + Alumunium+ Karet Gelang+ Cairan Volatil adalah 50,10gram

5Labu erlenmeyer direndam dalam penangas air bersuhu 100oC sedemikian rupa sehingga air 1 cm di bawah aluminium foil. Labu erlenmeyer dibiarkan dalam penangas air sampai semua larutan volatil (CHCl3) menguap. Kemudian Suhu penangas air dicatat.Gambar 5 Labu erlenmeyer senyawa volatil kloroform direndam dalam penangas air

Suhu penangas air adalah 100oC. Suhu cairan Volatil habis menguap adalah 101 oC.

6Setelah semua larutan kloroform (CHCl3) dalam labu erlenmeyer menguap, labu erlenmeyer kemudian diangkat dan dikeringkan bagian luar labu erlenmeyer dengan lap. Selanjutnya labu didinginkan dalam desikator. Udara akan masuk kembali ke labu Erlenmeyer melalui lubang kecil tadi dan uap cairan volatil yang terdapat dalam labu Erlenmeyer akan kembali mengembun menjadi cairan.Gambar 6 Labu Erlenmeyer Didinginkan Dalam Desikator

Labu erlemeyer didinginkan sampai tidak terdapat embun didalam erlenmeyer.

7Labu erlenmeyer yang telah dingin ditimbang dengan neraca analitik (tutup aluminium foil beserta karet gelang tidak dilepaskan sebelum labu tersebut ditimbang).

Gambar 7 Labu erlenmeyer hasil pendinginan senyawa volatil kloroform ditimbang

Massa Labu erlenmeyer hasil pendinginan adalah 42,95

8Volume labu erlenmeyer ditentukan dengan cara mengisi labu erlenmeyer dengan air sampai penuh dan massa air yang terdapat dalam labu Erlenmeyer diukur. Selanjutnya suhu air dalam labu erlenmeyer diukur, dimana volume air dapat diketahui bila massa jenis air pada suhu air dalam labu erlenmeyer diketahui dengan menggunakan rumus:

Gambar 8 Labu Erlenmeyer + air ditimbang

Massa labu erlenmeyer+ air adalah 112,51

9Tekanan atmosfer diukur dengan menggunakan barometer.

Gambar 9 Baromater

Tekanan atmosfer udara adalah 764,5mmHg

Zat Unknown X

1 Sebuah labu erlenmeyer berleher kecil yang bersih dan kering ditutup dengan aluminium foil, kemudian tutup dikencangkan menggunakan karet gelang.

Alumunium foil

Karet GelangErlenmeyerGambar 10 Labu erlenmeyer yang ditutup dengan alumunium foil+karet gelang

2Labu erlenmeyer kosong ditimbang dengan menggunakan neraca analitikGambar 11 Labu Erlenmeyer Sampel Unknown ditimbang

Massa dari labu erlenmeyer kosong adalah 34,17 gram

3Labu erlenmeyer beserta aluminium foil dan karet gelang ditimbang dengan menggunakan neraca analitik. Gambar 12 labu erlenmeyer+aluminium foil+ karet gelang ditimbang

Massa dari Labu Erlenmeyer kosong +Alumunium Foil+ Karet Gelang adalah 34,74 gram

45 mL zat cair volatil sampel unknown dimasukkan ke dalam labu erlenmeyer, selanjutnya ditutup kembali dengan kertas aluminium foil dan dikencangkkan dengan karet gelang erat-erat sehingga tutup ini bersifat kedap udara. Kemudian aluminium foil dilubangi dengan menggunakan jarum, agar uap dapat keluar.

Gambar 13 Labu erlenmeyer+alumunium+karet gelang+sampel unknown ditimbang

Massa Labu Erlenmeyer + Alumunium+ Karet Gelang+ Cairan Volatil adalah 42,04 gram

5Labu erlenmeyer direndam dalam penangas air bersuhu 100oC sedemikian rupa sehingga air 1 cm di bawah aluminium foil. Labu erlenmeyer dibiarkan dalam penangas air sampai semua larutan sampel unknown menguap. Kemudian Suhu penangas air dicatat.Gambar 14 Labu erlenmeyer sampel unknown direndam dalam penangas air

Suhu penangas air adalah 100oC. Suhu cairan Volatil habis menguap adalah 99 oC.

6Setelah semua larutan sampel unknown dalam labu erlenmeyer menguap, labu erlenmeyer kemudian diangkat dan dikeringkan bagian luar labu erlenmeyer dengan lap. Selanjutnya labu didinginkan dalam desikator. Udara akan masuk kembali ke labu Erlenmeyer melalui lubang kecil tadi dan uap cairan volatil yang terdapat dalam labu Erlenmeyer akan kembali mengembun menjadi cairan.Gambar 15 Labu Erlenmeyer Didinginkan Dalam Desikator

Labu erlemeyer didinginkan sampai tidak terdapat embun didalam erlenmeyer.

7Labu erlenmeyer yang telah dingin ditimbang dengan neraca analitik (tutup aluminium foil beserta karet gelang tidak dilepaskan sebelum labu tersebut ditimbang). Gambar 16 Labu erlenmeyer hasil pendinginan sampel unknown ditimbang

Massa Labu erlenmeyer hasil pendinginan adalah 34,98 gram

8Volume labu erlenmeyer ditentukan dengan cara mengisi labu erlenmeyer dengan air sampai penuh dan massa air yang terdapat dalam labu Erlenmeyer diukur. Selanjutnya suhu air dalam labu erlenmeyer diukur, dimana volume air dapat diketahui bila massa jenis air pada suhu air dalam labu erlenmeyer diketahui dengan menggunakan rumus:

Gambar 17 Labu erlenmeyer+air

Massa labu erlenmeyer+ air adalah 100,80

8Tekanan atmosfer diukur dengan menggunakan barometer.

Gambar 14 Baromater

Tekanan atmosfer udara adalah 764,5mmHg

Hasil Pen gamatan Senyawa Volatil CHCl3NOPENGAMATANHASIL

1Berat Erlenmeyer kosong42,12 gram

2Berat Erlenmeyer + aluminium foil + karet42,70 gram

3Berat Erlenmeyer + aluminium foil + cairan volatil50,10 gram

4Suhu penangas air1000C

5Suhu cairan volatile habis menguap1010C

6Berat setelah dingin42,95 gram

7Massa labu + air112,51 gram

8Suhu air280C

Hasil pengamatan senyawa volatil UnknownNOPENGAMATANHASIL

1Berat Erlenmeyer kosong34,17 gram

2Berat Erlenmeyer + aluminium foil + karet37,74 gram

3Berat Erlenmeyer + aluminium foil + cairan volatil42,04 gram

4Suhu penangas air1000C

5Suhu cairan volatile habis menguap990C

6Berat setelah dingin34,98 gram

7Massa labu + air100,80 gram

8Suhu air280C

VI. PEMBAHASANTujuan dari percobaan ini adalah untuk menentukan berat molekul dari dua senyawa volatil. Kombinasi dari massa jenis gas dan persamaan gas ideal dapat digunakan untuk menentukan berat molekul senyawa volatil. Nilai BM hasil perhitungan hampir mendekati nilai yang sebenarnya sehingga terdapat kesalahan yang terjadi. Ketika labu erlenmeyer ditimbang, labu Erlenmeyer kosong tersebut telah berisi udara. Setelah pemanasan dan pendinginan dengan desikator tidak semua uap cairan kembali ke bentuk cairnya. Hal tersebut mengurangi jumlah udara yang kembali ke labu. Akibatnya, massa labu erlenmeyer kosong lebih kecil dari massa labu erlenmeyer dalam keadaan semua uap kembali ke bentuk cair. Oleh karena itu, massa sebenarnya dari cairan volatil harus ditambahkan dengan massa udara yang tidak bisa kembali ke dalam labu erlenmeyer karena uap cairan terkondensasi. Massa udara dapat dihitung dengan mengasumsikan bahwa tekanan parsial udara yang tidak bisa masuk sama dengan tekanan uap cairan volatil pada suhu kamar menggunakan rumus berikut:

Senyawa volatil yang akan ditentukan berat molekulnya dalam percobaan ini adalah CHCl3 dan senyawa unknown. Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, berat molekul yang diperoleh dari masing-masing senyawa ini dapat dilihat dari perhitungan berikut:1. Penentuan berat molekul senyawa CHCl3 Tanpa Faktor KoreksiDiketahui: Massa Erlenmeyer + aluminium foil + karet gelang = 42,70 gram Massa Erlenmeyer + aluminium foil + karet gelang + zat volatil = 50,10 gram Massa jenis air () adalah 0,9960 gram/cm3 ( pada temperatur 28C) Suhu air dalam labu erlenmeyer adalah 28oC Massa labu erlenmeyer + air = 112,51 gram Massa labu erlenmeyer kosong = 42,12 gram Suhu penangas air = 1000C Suhu cairan habis menguap = 1010C = 3740K R adalah 0,08206 liter atm mol-1 K-1 Berat molekul (BM) CHCl3 yang sebenarnya adalah 119,5 gram/molDihitung: Berat molekul CHCl3 = .... ?Perhitungannya adalah sebagai berikut: Massa zat volatil (CHCl3) = (massa labu erlenmeyer + aluminium foil + karet gelang + zat volatil setelah didinginkan) - (massa labu erlenmeyer + aluminium foil+ karet gelang) = 42,95 gram 42,70 gram = 0,25 gram Tekanan udara di ruangan setelah diukur dengan barometer adalah 764,5 mmHgTekanan udara = = 1,0059 atm Volume labu erlenmeyer dihitung dengan menggunakan massa jenis air Massa air = (massa labu erlenmeyer + air) (massa labu Erlenmeyer kosong)= 112,51 gram 42,12 gram= 70,39 gram

= = Menghitung massa jenis gas

=

Berat molekul (BM) CHCl3

1. Penentuan berat molekul senyawa CHCl3 Dengan Faktor KoreksiDiketahui: BMudara adalah 28,8 gram/mol Suhu air adalah 28C = 301 K Suhu penangas air adalah 101C = 3740 KDihitung: Berat molekul CHCl3 = .... ?Perhitungannya adalah sebagai berikut:

P = 225,57

Menghitung massa udara yang tidak masuk

Menghitung berat jenis udara

Menghitung berat molekul

1. Penentuan berat molekul senyawa Unknown Tanpa Faktor KoreksiDiketahui: Massa Erlenmeyer + aluminium foil + karet gelang = 34,74 gram Massa Erlenmeyer + aluminium foil + karet gelang + zat volatil = 42,04 gram Massa jenis air () adalah 0,9960 gram/cm3 ( pada temperatur 28C) Suhu air dalam labu erlenmeyer adalah 28oC Massa labu erlenmeyer + air = 100,80 gram Massa labu erlenmeyer kosong = 34,17 gram Suhu penangas air = 1000C Suhu cairan habis menguap = 990C = 3740K R adalah 0,08206 liter atm mol-1 K-1Dihitung: Berat molekul senyawa volatile unknown = .... ?Perhitungannya adalah sebagai berikut: Massa zat volatil (CHCl3) = (massa labu erlenmeyer + aluminium foil + karet gelang + zat volatil setelah didinginkan) - (massa labu erlenmeyer + aluminium foil+ karet gelang) = 34,98 gram 34,74 gram = 0,24 gram Tekanan udara di ruangan setelah diukur dengan barometer adalah 764,5 mmHgTekanan udara = = 1,0059 atm Volume labu erlenmeyer dihitung dengan menggunakan massa jenis air Massa air = (massa labu erlenmeyer + air) (massa labu Erlenmeyer kosong)= 100,80 gram 34,17 gram= 66,63 gram

= = Menghitung massa jenis gas

=

Berat molekul (BM) CHCl3

Berdasarkan berat molekul yang diperoleh maka dapat diduga senyawa unknown tersebut merupakan klorofofm. Sehingga perhitungan kesalahan relative dapat dibandingkan dengan berat molekul kloroform secara teoritis yaitu 119,5 gram. Perhitungannya sebagai berikut:

1. Penentuan berat molekul senyawa Unknown Dengan Faktor KoreksiDiketahui: BMudara adalah 28,8 gram/mol Suhu air adalah 28C = 301 K Suhu penangas air adalah 99C = 3720 KDihitung: Berat molekul senyawa volatile unknown = .... ?Perhitungannya adalah sebagai berikut:

P = 225,57

Menghitung massa udara yang tidak masuk

Menghitung berat jenis udara

1. Menghitung berat molekul

Walaupun perhitungan yang dilakukan telah menggunakan faktor koreksi namun, masih terdapat penyimpangan nilai berat molekul CHCl3 dan sampel unknown yang tidak tepat 119,5gram/mol. Adanya perbedaan berat molekul CHCl3 dan sampel unknown ini disebabkan oleh beberapa faktor kesalahan yaitu:a. Massa cairan volatil lebih besar disebabkan karena belum tercapainya kesetimbangan ketika labu erlenmeyer dipindahkan dari penangas airb. Uap senyawa volatil tidak berkondensasi secara sempurna ketika labu erlenmeyer didinginkan dalam desikatorc. Dalam kehidupan nyata tidak ada gas ideald. Perbedaan pembulatan dalam perhitungan e. Susahnya mengobservasi apakah semua cairan volatil telah diuapkan seluruhnya.

VII. KESIMPULAN3. Berat molekul senyawa volatil memiliki titik didih berkisar 1000C dapat ditentukan dari pengukuran massa jenisnya3. Untuk senyawa volatil CHCl3a) Berat molekul tanpa faktor koreksi adalah 107,96 gram/molb) Berat molekul senyawa volatil dengan faktor koreksi adalah 118,529 gram/molc) Kesalahan relatif tanpa faktor koreksi adalah 9,65%d) Kesalahan relatif dengan faktor koreksi 0,81%3. Untuk senyawa volatile unknowna) Berat molekul tanpa faktor koreksi adalah 108,9 gram/molb) Berat molekul senyawa volatil dengan faktor koreksi adalah 119,34 gram/molc) Kesalahan relatif tanpa faktor koreksi adalah 8,87%d) Kesalahan relatif dengan faktor koreksi 0,13%3. Berdasarkan berat molekul yang diperoleh maka dapat disimpulkan bahwa senyawa unknown merupakan CHCl3 dimana berat molekul yang diperoleh mendekati berat molekul senyawa CHCl3 yang memiliki berat molekul secara teoritis 119,5 gram/mol

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, Kloform. http://id.wikipedia.org/wiki/Kloroform, diunduh pada tanggal 23 Pebruari 2014Brady, James E. 1999. Kimia Universitas Jilid 1 edisi kelima. Jakarta: Binarupa Aksara. Keenan, C.W., Kleinfelter, D.C., dan Wood, J.H. 1980. Ilmu Kimia Untuk Universitas. Jakarta: ErlanggaRetug, Sastrawidana. 2003. Penuntun Praktikum Kimia Fisika. Singaraja: Jurusan Pendidikan Kimia, Fakultas Pendidikan MIPA, IKIP Negeri Singaraja.Vogel. 1989. Textbook Of Practical Organik Chemistry Fifth Edition. New York: Longman Scientific & Tecnical