pengukuran berat molekul senyawa volatil fiks.docx
TRANSCRIPT
PERCOBAAN I
PENENTUAN BERAT MOLEKUL BERDASARKAN
PENGUKURAN MASSA JENIS GAS
I. Tujuan
1. Menentukan berat molekul senyawa CHCl3 dan zat unknown X
berdasarkan pengukuran massa jenis gas secara eksperimen
2. Menerapkan persamaan gas ideal dalam menentukan berat
molekul senyawa CHCl3 dan zat unknown X secara eksperimen
3. Menentukan zat unknown X berdasarkan berat molekul hasil
eksperimen
II. Dasar Teori
Gas adalah zat yang selalu dapat bercampur sempurna satu sama lain membentuk satu
fase yang homogen. Jika dicampurkan gas-gas O2, N2, dan CO2 di dalam ruang tertutup, maka
akan diperoleh suatu campuran yang homogen karena tidak terdapat perbedaan secara fisik
gas satu dengan yang lain.
Secara umum gas dapat dikelompokkan menjadi dua macam golongan, yaitu gas ideal
atau gas sempurna dan gas nyata atau sejati.
Gas ideal adalah gas yang mempunyai sifat-sifat yaitu sebagai berikut:
Molekul-molekul gas merupakan materi bermassa yang dianggap tidak mempunyai
volum.
Gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antar molekul dianggap nol.
Tumbukan antar molekul dan antar molekul dengan dinding bejana adalah lenting
sempurna.
Memenuhi hukum gas PV = nRT
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). Semua gas yang dikenal sehari-hari adalah termasuk gas sejati, sedangkan gas
ideal pada kenyataannya tidak pernah ada, namun sifat-sfatnya didekati oleh gas sejati pada
tekanan yang sangat rendah.
Massa molekul relatif merupakan angka banding massa suatu molekul zat terhadap
massa karbon-12. Atom-atom dapat bergabung membentuk molekul dan massa atom
relatifnya tidak berubah sehingga massa molekul relatif merupakan jumlah massa atom relatif
dari atom-atom di dalam rumusnya. Massa atom relatif dapat ditentukan dengan berbagai
cara berdasarkan pada jenis zat, apakah zat itu berupa gas, cairan, padatan yang menguap, zat
terlarut yang menguap, atau bisa juga untuk suatu zat terlarut yang tidak menguap dan
melarut dalam suatu pelarut.
Massa molekul relatif atau berat molekul (BM) senyawa volatil dapat ditentukan
dengan cara Dumas, Regnault, dan cara Victor Meyer. Berat molekul senyawa volatil dapat
ditentukan dari persamaan gas ideal bersama-sama dengan massa jenis gas, dengan asumsi
bahwa persamaan gas ideal diikuti oleh gas nyata pada tekanan rendah. Untuk menentukan
berat molekul ini maka ditimbang sejumlah gas tertentu kemudian diukur PV dan T-nya.
Sifat-sifat gas sejati hanya dapat dinyatakan dengan persamaan, yang lebih kompleks 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 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. Dari persamaan gas ideal didapat:
(1)
Persamaan 1 dapat diubah menjadi: P ( BM )= ( m
Vx RT )
(2)
(3)
Dimana, BM adalah berat molekul, P adalah tekanan gas, V adalah volume gas, T adalah
suhu mutlak, dan R adalah konstanta gas. Agar satuan yang dipergunakan pada persamaan 3
sesuai, maka dipergunakan patokan bahwa volume dinyatakan dalam liter, suhu dalam kelvin,
tekanan dalam atmosfir, ρ dinyatakan dalam gram per liter dan konstanta gas (R) adalah
0,08206 liter atm mol-1K-1 (Retug & Sastrawidana, 2003).
Bila suatu zat cair yang bersifat volatil dengan titik didih lebih kecil dari 100 oC
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
PV = nRT atau P V = mBM
x RT
P ( BM )= ρ R T
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. Kemudian dengan menggunakan persamaan 3, maka berat
molekul senyawa tersebut dapat diketahui (Tony Bird, 1987).
Kloroform
Kloroform 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 mudahmenguap,
jernih, tidak berwarna, berat, sangat bias, tidak mudah terbakar. massa molar secara teoritis
sebesar119,38 g/mol. Densitas senyawa ini sebesar 1,48 g/cm3 dengan titik lebur sebesar -
63,5 °C dan titik didih sebesar 61,2 °C. Kelarutan dalam air 0,8 g/100 ml pada 20°C dengan
bentuk molekul tetrahedral (Anonim, 2013).
Faktor Koreksi
Nilai berat molekul (BM) hasil perhitungan akan mendekati nilai sebenarnya, tetapi
juga terkadang terdapat 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 (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 (Bird, 1987).
log P = 6 ,90328 − 1163 , 03(227 ,4 + t )
III. ALAT DAN BAHAN
Tabel alat
No. Nama alat Ukuran Jumlah
1 Labu erlenmeyer 100 mL 2 buah
2 Gelas kimia 500 mL 1 buah
3 Pipet tetes - 2 buah
4 Karet gelang - 4 buah
5 Jarum - 1 buah
6 Neraca analitik - 1 buah
7 Desikator - 1 buah
8 Gelas ukur 5 mL 1 buah
9 Aluminium foil 10 cm x 10 cm 2 lembar
10 Statif dan klem - 1 buah
11 Termometer - 1 buah
Tabel bahan
No. Nama bahan Konsentrasi Jumlah
1 Cairan volatil yaitu
kloroform (CHCl3)
- 5 mL
2 Sampel unknown - 5 mL
IV. PROSEDUR KERJA DAN HASIL PENGAMATAN
No
.
PROSEDUR KERJA HASIL PENGAMATAN
Senyawa Kloroform
1 Sebuah labu erlenmeyer berleher kecil
diambil yang bersih dan kering, kemudian
ditutup dengan aluminium foil, serta
dikencangkan dengan menggunakan karet
gelang.
Labu erlenmeyer yang digunakan berukuran
100 mL dengan massa labu erlenmeyer
adalah 66,37 gram. Labu erlenmeyer ditutup
dengan aluminium foil, serta dikencangkan
dengan menggunakan karet gelang.
2 Labu erlenmeyer beserta aluminium foil
dan karet gelang tersebut ditimbang
dengan menggunakan neraca analitik.
Setelah ditimbang, diperoleh massa labu
erlenmeyer beserta aluminium foil dan karet
gelang adalah 66,64 gram.
3 Sebanyak ± 5 mL larutan CHCl3,
dimasukkan ke dalam labu erlenmeyer,
ditutup kembali dengan kertas aluminium
foil dan dikencangkkan lagi dengan karet
gelang, sehingga tutup ini bersifat kedap
gas. Kemudian dibuat sebuah lubang kecil
pada aluminium foil dengan menggunakan
jarum, agar uap dapat keluar.
Cairan volatil yang digunakan adalah
senyawa CHCl3 berupa larutan bening tak
berwarna.
Sebanyak 5 mL larutan kloroform
(CHCl3) tersebut dimasukkan ke dalam
labu erlenmeyer, kemudian labu ditutup
kembali dengan aluminium foil,
dikencangkkan lagi dengan karet gelang,
dan dibuat lubang kecil pada aluminium
foil.
4 Labu erlenmeyer tersebut direndam dalam
penangas air bersuhu ± 100oC dengan
ketinggian air ± 1 cm di bawah aluminium
foil. Labu erlenmeyer tersebut dibiarkan
dalam penangas air sampai semua larutan
kloroform (CHCl3) menguap. Selanjutnya
Labu erlenmeyer tersebut direndam dalam
penangas air bersuhu ± 950C sedemikian
rupa, sehingga air ± 1 cm di bawah
aluminium foil
suhu penangas air tersebut dicatat.
Labu direndam sampai semua larutan
kloroform (CHCl3) menguap.
5 Setelah semua larutan kloroform (CHCl3)
dalam labu erlenmeyer menguap, labu
erlenmeyer tersebut diangkat dan bagian
luar labu erlenmeyer dikeringkan dengan
lap. Selanjutnya labu didinginkan dalam
desikator.
Setelah semua larutan kloroform (CHCl3)
dalam labu erlenmeyer menguap, labu
erlenmeyer tersebut dikeringkan dengan lap
dan didinginkan dalam desikator, sehingga
udara masuk kembali ke dalam labu
erlenmeyer melalui lubang kecil dan uap
senyawa CHCl3 yang terdapat dalam labu
erlenmeyer akan mengembun kembali
menjadi cairan.
6 Labu erlenmeyer yang telah dingin
ditimbang dengan neraca analitik(tutup
aluminium foil beserta karet gelang tidak
dilepaskan saat ditimbang).
Labu erlenmeyer yang telah dingin,
kemudian ditimbang dan diperoleh massa
hasil penimbangan yaitu 67,14 gram.
7 Volume labu erlenmeyer ditentukan
dengan jalan mengisi labu erlenmeyer
dengan air sampai penuh dan mengukur
massa air yang terdapat dalam labu
erlenmeyer. Suhu air dalam labu
erlenmeyer diukur pula. Jadi volume air
dapat diketahui, apabila massa jenis air
pada suhu air dalam labu erlenmeyer
diketahui dengan rumus: ρ = m
V
Labu erlenmeyer diisi dengan air sampai
penuh dan massa air + labu erlenmeyer
adalah 209,70 gram. Massa labu
erlenmeyer 66,37 gram. Massa air
(209,70 -66,37) gram = 143,33 gram.
Suhu air dalam labu erlenmeyer adalah
28oC (ρ air = 0,9963 gram/mL)
8 Tekanan atmosfer diukur dengan
menggunakan barometer.
Tekanan atmosfer setelah diukur dengan
barometer adalah 763 mmHg.
Zat Unknown X
1 Sebuah labu erlenmeyer berleher kecil
diambil yang bersih dan kering, kemudian
ditutup dengan aluminium foil, serta
dikencangkan dengan menggunakan karet
gelang.
Labu erlenmeyer yang digunakan berukuran
125 mL dengan massa labu erlenmeyer
adalah 78,83 gram.
Labu erlenmeyer ditutup dengan aluminium
foil, serta dikencangkan dengan
menggunakan karet gelang.
2 Labu erlenmeyer beserta aluminium foil
dan karet gelang tersebut ditimbang
dengan menggunakan neraca analitik.
Setelah ditimbang, diperoleh massa labu
erlenmeyer beserta aluminium foil dan karet
gelang adalah 79,14 gram.
3 Sebanyak ± 5 mL zat unknown,
dimasukkan ke dalam labu erlenmeyer,
ditutup kembali dengan kertas aluminium
foil dan dikencangkkan lagi dengan karet
gelang, sehingga tutup ini bersifat kedap
gas. Kemudian dibuat sebuah lubang kecil
pada aluminium foil dengan menggunakan
jarum, agar uap dapat keluar.
Cairan volatil yang digunakan adalah zat
unknown berupa larutan bening tak
berwarna.
Sebanyak 5 mL zat unknown tersebut
dimasukkan ke dalam labu erlenmeyer,
kemudian labu ditutup kembali dengan
aluminium foil, dikencangkkan lagi
dengan karet gelang, dan dibuat lubang
kecil pada aluminium foil.
4 Labu erlenmeyer tersebut direndam dalam
penangas air bersuhu ± 100oC dengan
ketinggian air ± 1 cm di bawah aluminium
foil. Labu erlenmeyer tersebut dibiarkan
Labu erlenmeyer tersebut direndam dalam
penangas air sedemikian rupa, sehingga air
± 1 cm di bawah aluminium foil.
dalam penangas air sampai semua larutan
zat unknown menguap. Selanjutnya suhu
penangas air tersebut dicatat.
Labu direndam sampai semua larutan zat
unknown menguap suhu penangas air saat
itu 690C.
5 Setelah semua larutan zat unknown dalam
labu erlenmeyer menguap, labu erlenmeyer
tersebut diangkat dan bagian luar labu
erlenmeyer dikeringkan dengan lap.
Selanjutnya labu didinginkan dalam
desikator.
Setelah semua larutan zat unknown dalam
labu erlenmeyer menguap, labu erlenmeyer
tersebut dikeringkan dengan lap dan
didinginkan dalam desikator, sehingga udara
masuk kembali ke dalam labu erlenmeyer
melalui lubang kecil dan uap zat unknown
yang terdapat dalam labu erlenmeyer akan
mengembun kembali menjadi cairan.
6 Labu erlenmeyer yang telah dingin
ditimbang dengan neraca analitik (tutup
aluminium foil beserta karet gelang tidak
dilepaskan saat ditimbang).
Labu erlenmeyer yang telah dingin,
kemudian ditimbang dan diperoleh massa
hasil penimbangan yaitu 79,405 gram.
7 Volume labu erlenmeyer ditentukan
dengan jalan mengisi labu erlenmeyer
dengan air sampai penuh dan mengukur
massa air yang terdapat dalam labu
erlenmeyer. Suhu air dalam labu
erlenmeyer diukur pula. Jadi volume air
Labu erlenmeyer diisi dengan air sampai
penuh dan massa air + labu erlenmeyer
adalah 227,79 gram. Massa labu
erlenmeyer 78,83 gram. Massa air
(227,79 -78,83) gram = 148,96 gram.
Suhu air dalam labu erlenmeyer adalah
dapat diketahui, apabila massa jenis air
pada suhu air dalam labu erlenmeyer
diketahui dengan rumus: ρ = m
V
29oC (ρ air = 0,996 gram/mL)
.
8 Tekanan atmosfer diukur dengan
menggunakan barometer.
Tekanan atmosfer setelah diukur dengan
barometer adalah 763 mmHg.
V. PEMBAHASAN
a. Penentuan Berat Molekul CH3Cl (Kloroform)
Praktikum penentuan berat molekul senyawa volatil CHCl3 berdasarkan pengukuran
massa jenis gas CHCl3 telah dilakukan. Adapun untuk penentuan berat molekul senyawa
volatil CHCl3 didapatkan data sebagai berikut:
Pengamatan Data Hasil Percobaan
Massa labu Erlenmeyer, aluminium foil, karet gelang dan
pengembunan uap kloroform
67,14 gram
Massa labu Erlenmeyer, aluminium foil dan karet gelang 66,64 gram
Massa cairan kloroform 0,5 gram
Massa labu Erlenmeyer dan air 209,70 gram
Massa labu erlenmeyar 66,37 gram
Massa air 143,33 gram
Suhu air yang terdapat dalam labu erlenmeyer 28oC (=0,9963 g/ml)
Suhu penangas air 80oC
Tekanan atmosfer 763 mmHg = 1,003 atm
Perhitungan berat molekul CHCl3 dari data yang diperoleh di atas dapat dilakukan dengan
perhitungan langsung tanpa faktor koreksi dan dengan faktor koreksi, untuk tanpa faktor
koreksi adalah sebagai berikut:
Massa zat volatil (CHCl3) = (Massa labu Erlenmeyer, aluminium foil, karet gelang dan
pengembunan uap kloroform) - (Massa labu Erlenmeyer,
aluminium foil dan karet gelang)
= 67,14 gram - 66,64 gram
= 0,50 gram
Tekanan udara di ruangan setelah diukur dengan barometer adalah 763 mmHg
763 mmHg760 mmHg
x 1 atm = 1 ,003 atm
Volume labu erlenmeyer dihitung dengan menggunakan massa jenis air
Massa air = (massa labu erlenmeyer + air) – (massa labu erlenmeyer)
Massa air = 209,70 gram- 66,37 gram
Massa air = 143,33 gram
Karena suhu air saat itu adalah 280C maka massa jenis air saat itu adalah 0,9963
g/mL
¿ massa airvolume air
volumeair=massa air❑
volumeair= 143,33 gram0,9963 gram /mL
volumeair=143,86 mL
volumeair=0 , 14386 L
Menghitung massa jenis gas kloroform
volume labu=volume gas=volume air=0,14386 L
¿ massa senyawavolatilvolume labu erlenmeyer
¿ 0 ,5 gram0,14386 L
¿3 ,476gram
L
Berat molekul (BM) CHCl3
Karena suhu penangas air 950C maka T = 386K
PV=nRT
PV=( mBM
)RT
P BM=( mV
)RT
P BM=RT
BM=RTP
BM=3 , 476
gramL
×0,08206 L .atm . mol−1 K−1 ×36 8 K
1,003 atm
BM=104 ,7grammol
Dengan Faktor Koreksi
Berat molekul hasil perhitungan di atas masih memiliki beberapa kesalahan. Ditinjau
ketika labu erlenmeyer ditimbang, labu erlenmeyar tersebut telah terisi udara. Setelah
pemanasan dan pendinginan dengan desikator tidak semua uap cairan kembali ke bentuk
cairnya, sehingga tidak ada udara yang masuk kembali ke dalam labu erlenmeyer karena
adanya uap dari larutan volatile yang memenuhi ruang erlenmeyer. Dengan demikian, massa
labu erlenmeyer dalam keadaan ini lebih kecil dari massa labu erlenmeyer ketika ditimbang
pertama kali, karena adanya massa udara yang ikut tertimbang saat penimbangan erlenmeyer
dalam kondisi kosong sedangkan penimbangan Erlenmeyer setelah dilakukan pendinginan di
desikator tidak ada udara yang masuk. Sehingga, dalam perhitungan pencarian berat molekul
seharusnya massa cairan CHCl3 ditambahkan dengan massa udara yang tidak dapat masuk
kembali ke dalam labu erlenmeyer sebanyak massa udara pada Erlenmeyer ketika pertama
kali ditimbang sebagai massa CHCl3 yang digunakan dalam perhitungan. Massa udara
tersebut dapat dihitung dengan mengasumsikan bahwa tekanan parsial udara yang tidak dapat
masuk tadi sama dengan tekanan uap cairan CHCl3 pada suhu kamar (280C) dengan rumus:
Log P = 6,90328 – 1163,03/(227,4+t)
Berikut merupakan perhitungan berat molekul senyawa CHCl3 dengan menggunakan
faktor koreksi.
Diketahui:
Karena sebagian besar penyusun udara di atmosfer adalah gas nitrogen, maka :
BMudara adalah 28,8 gram/mol
Suhu air adalah 28ºC = 301 K
Suhu penangas air adalah 95ºC = 368 K
Maka,
log P=6,90328− 1163,03(227,4+t)
log P=6,90328− 1163,03
(227,4+28o C)
log P=6,90328− 1163,03
(227,4+28o C)
log P=6,90328−¿ 4,55375¿
log P=¿2,34953¿
P=223,63 mmHg
223,63 mmHg760 mmHg
×1 atm=0 , 294 atm
Menghitung massa udara yang tidak masuk :
massaudara=PV BM
RT
massaudara=0 ,294 atm ×0,14386 L ×28,8 gram /mol
0,08206 Latm mol−1 K−1 ×301 K
massaudara=0,0 494 gram
Menghitung massa total
Massa total = massa udara + massa senyawa volatil (CHCl3)
Massa total = 0,0 494 gram+0,5 gram
Massa total = 0,5 494 gram
Menghitung berat molekul
BM=m × R ×TP × V
BM=0,5 494 gram× 0,08206 Latm mol−1 K−1× 3 6 8 K1,003 a tm ×0,14386 L
BM=114 ,89 gram /mol
Berdasarkan data hasil percobaan berat molekul CHCl3 yang diperoleh sebesar 114,89
gram/mol. Dimana berbeda dengan berat molekul CHCl3 secara teoritisnya yaitu sebesar
119,5 gram/mol. Perbedaan tersebut diduga disebabkan oleh sebagai berikut :
1. Kurang telitinya praktikan dalam mengamati keadaan kesetimbangan,
kemungkinan saja labu erlenmeyer dipindahkan ke desikator setelah titik
kesetimbangan. Setelah titik kesetimbangan tekanan di dalam tabung erlenmeyer
semakin besar, dan menyebabkan uap terus keluar selama pemindahan ke
desikator yang berada di ruang laboratorium yang terpisah, selama pendinginan di
desikator dan selama penimbangan dilakukan, sehingga hal tersebut mengurangi
massa CHCl3 yang seharusnya didapatkan.
2. Kurang tepatnya pengukuran tekanan di tempat praktikum, hal ini disebabkan
tidak adanya barometer di laboratorium tempat dilaksanakannya praktikum, dan
tekanan udara yang digunakan berdasarkan angka yang ditunjukkan barometer di
laboratorium lain yang memiliki ketinggian berbeda, sehingga mempengaruhi
perhitungan berat molekul.
3. Adanya kebocoran uap CHCl3 yang tidak mengembun ketika penimbangan
dilakukan, karena pada saat penimbangan karet yang digunakan untuk mengikat
aluminium foil putus dan terlepas, sehingga aluminium foil sedikit terbuka
walaupun segera ditutup sehingga memungkinkan massa yang terukur menjadi
berkurang.
4. Perhitungan yang digunakan untuk menghitung berat molekul CHCl3 merupakan
perhitungan untuk mencari berat molekul suatu gas ideal, padahal pada praktikum
yang digunakan adalah suatu gas nyata yaitu uap dari CHCl3. Hal ini mungkin
berpengaruh dalam perhitungan pencarian berat molekul, seharusnya dilakukan
perhitungan dengan adanya koreksi-koreksi pada gaya tarik menarik antara
molekul-molekul, dan koreksi untuk ukuran efektif molekul-molekul. Dalam
perhitungan mungkin bisa digunakan persamaan van der Waals yang telah berisi
koreksi terhadap hal-hal yang telah disebutkan di atas yaitu persamaannya
( p+ n2 aV 2 ) (V−nb )=nRT
dimana a = koreksi gaya tarik-menarik antara molekul-molekul, b= koreksi untuk
ukuran efektif molekul-molekul
b. Penentuan Berat Molekul Unknown X
Praktikum penentuan berat molekul senyawa volatil unknown X berdasarkan
pengukuran massa jenis gas unknown X telah dilakukan. Adapun untuk penentuan berat
molekul senyawa volatil unknown X adalah sebagai berikut didapatkan data sebagai berikut:
Pengamatan Data Hasil
Massa labu Erlenmeyer, aluminium foil, karet gelang dan
pengembunan cairan X
79,405 gram
Massa labu Erlenmeyer, aluminium foil dan karet gelang 79,14 gram
Massa cairan X 0,265 gram
Massa labu Erlenmeyer dan air 227,79 gram
Massa labu erlenmeyar 78,83gram
Massa air 148,96 gram
Suhu air yang terdapat dalam labu erlenmeyer 29oC ( =0,996 g/ml)
Suhu penangas air 69oC
Tekanan atmosfer 763 mmHg=1,003 atm
Perhitungan berat molekul senyawa unknown dari data yang diperoleh di atas dapat dilakukan
dengan perhitungan tanpa faktor koreksi dan dengan faktor koreksi, yaitu sebagai berikut:
Tanpa Faktor Koreksi
Perhitungannya adalah sebagai berikut:
Massa zat unkown = (massa labu erlenmeyer + aluminium foil + karet gelang + zat
volatil) - (massa labu erlenmeyer + aluminium foil+ karet gelang)
= 79,405 gram – 79,14 gram
= 0,265 gram
Tekanan udara di ruangan setelah diukur dengan barometer adalah 763 mmHg
763 mmHg760 mmHg
x 1 atm = 1 ,003 atm
Volume labu erlenmeyer dihitung dengan menggunakan massa jenis air
Massa air = (massa labu erlenmeyer + air) – (massa labu erlenmeyer)
Massa air = 227,79 gram - 78,83 gram
Massa air = 148,96 gram
Karena suhu air=29oC maka air = 0,9963 g/mL
¿ massa airvol ume air
volumeair=massa air❑
volumeair= 148,96 gram0,9963 gram /m L
volumeair=147,5 mL
vo lumeair=0 , 147 5 L
Menghitung massa jenis gas
volume labu=volume gas=volume air=0,1475 L
¿ massa senyawaunknownvolumelabu erlenmeyer
¿ 0 ,265 gram0,1475 L
¿1,797gra m
L
Berat molekul (BM) unknown
Suhu penangas air=690C maka T= 342
PV=nRT
PV=( mBM
)RT
P BM=( mV
)RT
P B M=RT
BM=RTP
BM=1,797
gramL
×0,08206 Latm mol−1 K−1×342 K
1,003 atm
BM=50,23g rammol
Dengan Faktor Koreksi
Berat molekul hasil perhitungan di atas masih memiliki beberapa kesalahan. Ditinjau
ketika labu erlenmeyer ditimbang, labu erlenmeyar tersebut telah terisi udara. Setelah
pemanasan dan pendinginan dengan desikator tidak semua uap cairan kembali ke bentuk
cairnya, sehingga tidak ada udara yang masuk kembali ke dalam labu erlenmeyer karena
adanya uap dari larutan volatile yang memenuhi ruang erlenmeyer. Dengan demikian, massa
labu erlenmeyer dalam keadaan ini lebih kecil dari massa labu erlenmeyer ketika ditimbang
pertama kali, karena adanya massa udara yang ikut tertimbang saat penimbangan erlenmeyer
dalam kondisi kosong sedangkan penimbangan Erlenmeyer setelah dilakukan pendinginan di
desikator tidak ada udara yang masuk. Sehingga, dalam perhitungan pencarian berat molekul
seharusnya massa cairan CHCl3 ditambahkan dengan massa udara yang tidak dapat masuk
kembali ke dalam labu erlenmeyer sebanyak massa udara pada Erlenmeyer ketika pertama
kali ditimbang sebagai massa CHCl3 yang digunakan dalam perhitungan. Massa udara
tersebut dapat dihitung dengan mengasumsikan bahwa tekanan parsial udara yang tidak dapat
masuk tadi sama dengan tekanan uap larutan unknown pada suhu kamar (280C) dengan
rumus:
Log P = 6,90328 – 1163,03/(227,4+t)
Berikut merupakan perhitungan berat molekul senyawa unknown dengan
menggunakan faktor koreksi.
Diketahui:
BMudara adalah 28,8 gram/mol
Suhu air adalah 29ºC = 302 K
Suhu penangas air adalah 69ºC = 342 K
Maka,
log P=6,90328− 1163,03(227,4+t)
log P=6,90328− 1163,03
(227,4+2 9o C)
log P=6,90328− 1163,03
(2 56,4oC )
log P=6,90328−¿ 4,53 6¿
log P=¿2,36728¿
P=232,96 mmHg
232,96 mmHg760mmHg
×1atm=0 , 30 atm
Menghitung massa udara yang tidak masuk
mas saudara=PV BM
RT
massaudara=0 ,30 atm × 0,1475 L ×28,8 gram /mol
0,08206 Latm mol−1 K−1× 302K
massaudara=0,0515 gram
Menghitung massa total
Massa total = massa udara + massa senyawa unknown X
Massa total = 0,0515+0,265 gram
Massa total = 0,31645 gram
Menghitung berat molekul
BM=m × R ×TP × V
BM=0,31645 gram ×0,08206 Latm mol−1 K−1 ×342 K1,003 atm× 0,1475 L
BM=59 , 98 gram /mol
Dari hasil perhitungan di atas, diperoleh bahwa berat molekul senyawa unknown
dengan memperhatikan factor koreksi adalah 59,98 gram/ mol.
Mengidentifikasi Senyawa Unknown X
Senyawa unknown X dapat ditentukan dengan cara mencocokkan massa jenis dari
senyawa unknown X, berat molekul hasil percobaan senyawa X, dan cirri-ciri fisik dari
senyawa unknown X dengan senyawa-senyawa yang menyerupai sifat fisik, massa jenis dan
terutama berat molekul senyawa X. Setelah mencari diberbagai sumber, maka senyawa yang
memiliki ciri-ciri mendekati senyawa unknown X tersebut adalah aseton, komparasi antara
unknown X dan aseton dapat dilihat di dalam table di bawah ini.
Aspek Senyawa Unknown X Aseton
Berat molekul 59,98 g/mol 58,08 g/mol
Massa Jenis 1,797 g/L 0,7 g/L
Wujud Cair Cair
Titik didih 69 0C < 710C
Warna Bening Bening
Bau Ada Ada
Perbedaan massa jenis yang diperoleh dari hasil praktikum jika dibandingkan dengan
massa jenis teoritisnya, hal tersebut mungkin di dalam ruang Erlenmeyer masih
terkandung udara selain uap air dari gas senyawa volatile. Adanya udara di dalam
Erlenmeyer kemungkinan terjadi ketika perpindahan Erlenmeyer dari desikator ke ruang
timbang. Adanya udara dalam tabung Erlenmeyer kemungkinan menyebabkan massa
jenis dari senyawa volatil yang terhitung berdasarkan hasil percobaan menjadi lebih besar
dibandingkan massa jenis dari tinjauan teoritis. Namun karena aspek utamanya sudah
mendekati yaitu berat molekul zat unknown X 59,98 g/mol maka dapat ditentukan bahwa
senyawa unknown X adalah aseton.
VI. SIMPULAN
Berdasarkan data hasil percobaan, dapat disimpulkan bahwa :
1. Berat molekul senyawa kloroform berdasarkan pengukuran massa jenis gas secara
eksperimen yaitu 114,89 g/mol sedangkan berat molekul zat unknown adalah 59,98
g/mol
2. Zat unknown X adalah aseton, karena berat molekulnya hampir sama dengan aseton
(BM teoritis aseton = 58,8 g/mol)
VII. JAWABAN PERTANYAAN
1. Apakah yang menjadi sumber kesalahan utama dalam percobaan ini?
Jawab:
Sumber kesalahan utama, yaitu setelah pemanasan dan pendinginan dengan
desikator, tidak semua uap cairan kembali ke bentuk cairnya, sehingga akan mengurangi
jumlah udara yang masuk kembali ke dalam labu Erlenmeyer. Jadi, massa labu
Erlenmeyer dalam keadaan ini lebih kecil dari massa labu Erlenmeyer dalam keadaan
semua uap cairnya kembali ke bentuk cairnya. Oleh karena itu, massa volatil sebenarnya
harus ditambahkan dengan massa udara yang tidak dapat masuk kembali ke dalam labu
Erlenmeyer karena adanya uap cairan yang tidak mengembun.
2. Dari hasil analisis penentuan berat molekul suatu cairan X yang bersifat volatil diperoleh
nilai = 120 gram/mol.
Hasil analisis menunjukkan bahwa unsur tersebut mengandung:
Karbon : 10%
Klor : 89,0%
Hidrogen : 1,0%
Tentukan rumus molekul senyawa ini!
Jawab:
massa karbon =10100
x 100 g = 10 gram
massa klor = 89100
x 100 g = 89 gram
massa hidrogen = 1100
x 100 g = 1 gram
Perbandingan mol C : mol H : mol Cl
=10 g12
: 1 g1
:89 g35,5
= 0,83 : 1 : 2,5= 1 : 1 : 3
Rumus molekul = (Rumus empiris)n
120 = (12 + 1 + 106,5 )n
120 = (119,5)n
n = 1
Rumus molekul = (CHCl3)1
= CHCl3
Jadi, rumus molekul X yaitu CHCl3 yang merupakan senyawa kloroform..
VIII. DAFTAR RUJUKAN
Anonim, Penentuan Berat Molekul Berdasarkan Pengukuran Massa Jenis gas.
http://staff.uny.ac.id/system/files/pendidikan/Isana%20Supiah%20YL.,%20Dra.,
%20M.Si./PKF1.pdf, diunduh pada tanggal 24 Pebruari 2013
Anonim,Massa Jernis Gas. http://www.scribd.com/doc/123443346/Laporan-Praktikum-
Masa-Jenis-Gas, diunduh pada tanggal 24 Pebruari 2013
Anonim, Kloform. http://id.wikipedia.org/wiki/Kloroform, diunduh pada tanggal 24 Pebruari
2013
Anonim, Kloform. http://www.scribd.com/doc/71875513/Kloroform, diunduh pada tanggal
24 Pebruari 2013
Bird, Tony. 1987. Penuntun Praktikum Kimia Universitas. Jakarta: PT Gramedia.
Brady, 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: Erlangga
Retug & Sastrawidana. 2003. Penuntun Praktikum Kimia Fisika. Singaraja: Jurusan
Pendidikan Kimia, Fakultas Pendidikan MIPA, IKIP Negeri Singaraja.