Disusun oleh : Henk smith, Sulistyowati, Lutiyono, Hari Kristopo, Silvia Andini, Mita Septiani, Dian Novita Wijaya, Noviani Gunawan FAKULTAS SAINS dan MATEMATIKA UNIVERISTAS KRISTEN SATYA WACANA SALATIGA 2011 2 TATA TERTIB DAN PENILAIAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA I SEMESTER I 2010-2011 Tata Tertib: 1.Mematuhi tata tertib umum Laboratorium Kimia FSM. 2.Datang tepat waktu, keterlambatan lebih dari 15 menit, nilai 0. 3.Pada saat praktikum praktikan wajib membawa 1 set peralatan standard (pillius, spatula, tabung reaksi dll), korek api gas serbet. 4.Selamapraktikum,praktikanwajibmemakaijaspraktikumdansepatu tertutup. 5.TugasawaldikumpulkanpadaharijumatdiLab.KimiaAS3Bsebelumjam 12.00 WIB. 6.Tugas awal tanpa nama, NIM dan kelompok, nilai dikurangi 10%. 7.Keterlambatanpengumpulantugasawalpadahariyangtelahditentukan,nilai dikurangi 50%, lebih dari 1 hari tidak diterima. 8.Bagiyangtidakmengumpulkantugasawal,tidakdiperbolehkanmengikutiacara praktikum yang bersangkutan. 9.Laporansementaradibuatrangkapdua,padalembarlaporansementarayang telah ditentukan. 10. Laporansementaraditulisrapidanbersihselamawaktupraktikumdanharus ditandatangani oleh praktikan, asisten dan laboran. 11. Laporanresmipraktikum(ditulistangan)dikumpulkan1minggusetelahacara praktikum selesai (sebelum acara praktikum berikutnya dimulai) 12. Toleransi keterlambatan pengumpulan laporan resmi 15 menit. 13. Format laporan resmi adalah sebagai berikut : Judul Tujuan (5) Pendahuluan (10) Bahan dan Metoda (5) Hasil (5) Jawab pertanyaan (35) Pembahasan (20) Kesimpulan (10) Daftar Pustaka (5) Lampiran (5) 12. Sistematikalaporanyangtidaklengkapsesuaidenganformat,nilaidikurangi 20%. 13. Laporandantugasawalyangsama,akandikurangi50%untukmasing-masing praktikan. 14. Laporanresmipraktikumwajibdikumpulkanbersamalaporansementaradan tugas awal. Laporan yang tidak lengkap nilai dikurangi 10% 15. Penilaian: Total nilai 25% Tugas awal 5% Laporan resmi 10% Tes awal 7,5% (4x tes) Keaktifan 2,5% 3 ACARA DAN JADWAL PRAKTIKUM KIMIA FISIKA I SEMESTER I 2011-2012 1.Penghitungan Ralat ..4 2.Pengaruh Katalis untuk Orde Reaksi dan Energi Aktivasi .. 20 3.Pengaruh Suhu Terhadap Kesetimbangan; Kalorimetri tak langsung.. 26 4.Penentuan Massa Molar Polymer 30 5.Termodinmika Karet ...35 6.Titrasi Potensiometri Campuran Asam 39 7.Pelapisan Tembaga (Elektroplating) 46 8.Penurunan Titik Beku .. 49 9.Perubahan-Perubahan Energi pada Reaksi Kimia 55 10. Penentuan Massa Jenis Suatu Zat58 Tanggal Acara Praktikum / Kelompok IIIIIIIVV 28-09-1011111 05-10-1022222 12-10-1033333 19-10-1045678 26-10-1056789 02-10-10678910 09-11-10789104 16-11-10891045 23-11-10910456 30-11-10104567 KIMFIS IA: KELOMPOK I:KELOMPOK II:KELOMPOK III: 652009012652009011652009002 652009021652009005652009007 KELOMPOK IV:KELOMPOK V: 652009602652009019 652009603652009014 KIMFIS IB: KELOMPOK I:KELOMPOK II:KELOMPOK III: 652009018652009017652009015 652009009652009003572007005 KELOMPOK IV:KELOMPOK V: 652009008652009016 652010601652009004 4 1. PERHITUNGAN RALAT 1.PENDAHULUAN Maksud suatu pengukuran di dalam ilmu fisika ialah pada umumnya untuk menambahpengetahuankitatentangbesarnyasuatubesaranfisika.Karenapelbagai sebabtidakmungkinkitamengetahuibesaranitusecaraeksa;diantaranyakami sebutkan : 1.Padabanyakpembacaan,kitaharusmelakukansuatupengiraan,yaitujikalau penunjukan alat pengukur tidak tepat pada suatu garis skala. Hal itu menyebabkan ketidakpastian yang disebut ralat pembacaan. 2.Mengukurituberartimenghubungiataumempengaruhiyangdiukur,danhalitu pundapatmenyebabkanketidakpastian.Misalnyaseringkaliadayangharus disesuaikan sebelum pengamatan, dan penyesuaian itu tidak mungkin kita lakukan dengan sempurna. Maka kita mengatakan ada ralat penyesuaian. 3.Tidaksemuasebabyangmempunyaipengaruhterhadaphasilpengukuranselalu kitaketahuiataudapatkitaperhitungkan.Karenaituhasilpengukuransatu besaran dengan dua cara yang berbeda dapat berbeda juga. Dalam hal itu terdapat ralat sistematis. Karena hasil pengukuran selalu mengandung ketidakpastian maka hasil itu haruskitalaporkansebagaisuatubilangan,lengkapdenganbatastoleransi (kelonggaran). Batas itu member kesan ketelitian hasil tersebut. Ketiga jenis ralat yang kami sebutkan perlu dipahami dengan baik. Karena itukamimulaidenganmemberikancontohtiaptiapjenisralattersebut.Lalukami akanmembicarakanbeberapaperjanjianmengenaicaramengirakanralatsertacara melaporkan hasil pengukuran yang berlaku untuk praktikum fisika dasar.

2.CONTOH JENIS JENIS RALAT2.1.Ralat Pembacaan Guna menentukan panjangnya suatu batang.Batang itu kita impitkan dengan bilah ukur yang skalanya dibagi dalam cm (lihat Gambar 0-1) Gambar 0-1 Kitamelihatbahwapanjangbatangadadiantara10dan11cm.kita mengirakan10,2cm.Melaporaknhasilpengukuransebagai10,22cmtidakmasuk akalkarenaangkapertamadibelakangkomasudahtidakpasti.Pengamatdalam pemikirannyamembuatanakpembagiandanberdasarkanitudiperolehnya pengiraantersebut.Anakpembagiandalampersepuluhmasihcukupdapatdibuat, tetapi dalam perseratusan sudah tentu tidak terbuat. Nilai yang dibaca boleh jadi sebenarnya adalah 10,25 bahkan 10,3. Karean itu kita melaporkan panjang itu lengkap dengan batas toleransinya. Batas itu kita ambil 9111213141510 5 selonggarmungkin,kalaudalamcontohinikitamengandaikanbahwa penyimpangan yang mungkin itu tidak akan melewati 0,1 cm (kepada kedua nelah), maka kita melaporkan : L = (10,2 0,1) 10-2 m Denganitukitamengungkapkanbahwamenuruthematkitanilaisebenarnya sudah pasti diantara 10,1 dan 10,3. Sekalilagikitamengukurpanjangbatangtersebut,sekarangmemakaibilah ukur dengan pembagian skala dalam mm. (Gambar 0-2) Gambar 0-2 Panjangnya diantara 102 dan 103 mm, kita mengirakan 102,3, sekarang ralat maksimalbukan1/10selangskalalagi,karenasebenarnyatidakmungkinmelihat persepuluhanmm.Jadiralatyangkitakirakanharuskitasesuaikandenganselang yang lebih kecil , kita mengambil 1/5 atau 0,2 mm. Sehingga : L = (102,3 0,2) 10-2 m Mungkinkahkitamenggunakanbilahukurdenganpembagianskalayang lebih halus lagi. Akhirnya kita hanya masih dapat melihat apakah pembacaan lebih dekat garis yang satu atau yang lain. Ralat pembacaan dalam hal itu bagian skala, sebabdaerahbagiansekitargaristertentudihitungsamadengangarisitu; pembacaan dilakukan dalam bagian skala bulat. 2.2.Ralat Penyesuaian Dalam contoh kedua ini, pengamat harus membaca tingginya sebbuah kolom air raksa dengan menggunakan skala yang ditempatkan pada jarak tertentu (Gambar 0-3) Gambar 0-3 Karenakolomdanskalatidaksamajauhnyadarimatapengamat.Maka terdapatgejalabedalihat(paralaks).Perlumelihattepatmendataruntuk memperoleh pembacaan yang tepat (tanpa memperhayikan ralat pembacaan). Kalau 9101112131415 77 76 75 a b 6 orangmengamatidariposisia,akanmemperolehpembacaanskalayangterlalu rendah, sedangkan dalam pembacaan b, diperoleh pembacaan yang terlalu tinggi. Bilamanadiadakanbeberapapengamatan,sambilmelihatmendattarsebaik mungkin maka hasil hasil pengamatan itu pada umumnya berbeda. Dalam hal ini tidakantara3kemungkinan(10,1;10,2;dan10,3)haruskitapilihsepertidalam conto pertama, melainkan kemungkinannya lebih banyak. Maka untuk menentukan selangyangterkecilyangdidalamnyapastilahletakkedudukanyangnyataterlalu rendah sedikit, dan yang lain dari kedudukan yang sedikit terlalu tinggi. Selisih hasil kedua pengamatan dibagi 2 itu kita laporkan sebagai ralat. Nilai rataratanyakitanyatakansebagaitinggiyangdicari.Disinipundapattimbul kesulitan, andaikan kita temukan seperti Gambar 0-4 Untuk nilai tertinggi h2 = (76,3 0,1) 10-2 m Untuk nilai terendah h1 = (76,0 0,1) 10-2 m Separuhselangterkecilyangdidalamnyapastiterletakhasilpengamatan bukanlah.(76,376,0)=0,15melainkan.(76,475,9)=0,25.10-2m, karena ralat pengiraan. Maka kita peroleh : h = (76,15 0,25 ) 10-2 m Inibertentangandenganpertimbanganpadacontoh1,yaitubahwakitatidak akanmelaporkanhasilpengamatandengandecimallebihbanyakdaripadayang ditentukanolehralatpenaksiran(0,1).Kalaukitaterusberpeganganpada pertimbanganitu,makakitaharusmembulatkanhasilitu.Danmengenai pembulatanituperludibuatperjanjian,bahwaharusdikerjakansedemikianrupa sehinggabatasselangbaruletaknyadiluarbataslama;maksudnyaagarkepastian tidak berkurang. Akantetapikitatidakakanbertindaksejauhitu,dankitamengadakan pengecualianuntukkombinasiduaangka10,15,20,25,kombinasiituboleh dipakai bila menurut kesan kita pembulatan terlalu akan memperbesar ralat. 2.3. Ralat Sistematis Jikalaukitamaumengukursekaligustegangandanaruslewatsuaturesistor, maka ada dua cara untuk menempatkan meter tegangan dan meter arus (gambar 0-4a & 4b) Gambar 0-4aGambar 0-4b

Keduacaramengandungralatsistematis.Dalamrangkaianmenurutgambar 0-4a,meterarustidakmengukurarusmelaluiresistorRsaja,melainkanarus melaluiresistorRdanvoltmeterbersama.Makapembacaanmeterarusterlalu besar, terdapat ralat yang selalu positif dan tidak dapat sekedar ditulis sebagai a. Dalam rangkaian 4a, pembacaan voltmeter tidak mempunyai ralat siostematis, tetapidalamrangkaian4b,voltmeterlahyangyangmengukurteganganlewat resistor dan amperemeter besama, sehingga pembacaan terlalu besar. Besarnyaralatitutergantunghambatanmasingmasingmeterdanmudah dihitung,asalkanhambatanmeteritudiketahui.Misalnyadalam4a,voltmeter menunjukanVv=(5,40,2)VdanhambatanRv=20KO.makaarusmelalui A R v A R v 7 voltmeteradalahIv=V/Rv=(0,2700,01)mA.lalukitadapatmengadakan kkoreksiuntukmemperolehnilaiarusmelauiRyangtepat.Andaikanpembacaan meter arus adalahIA= (9,7 0,1)mA, maka arusyang sebenarnya melalui resistor R letaknya pasti diantaraIR max = (9,7 +0,1) (0,27 0,01) = 9,54 mA IR min = (9,7 0,1) (0,27+ 0,01) = 9,32 mA JadiIR=(9,430,11)mA,danmenurutperjanjianperjanjiankitahasil harus dibulatkan menjadiIR = (9,45 0,15) mA Demikian pula dapat kita mengadakan koreksi dalam hal 4b, hitunglah sendiri nilaiVRyangpalingtepatkalauhambatanmeterialahRA=100O,pembacaan meter VV = (6,3 0,2)V, serta IA = (9,4 0,1) mA.(Jawab : VR = (5,35 0,25) V) Dalampercobaaninikitamelihatbahwahasilpembacaanberlainanbilakita mengubahpenempatanmeter,karenaadaralatsistematis.Itullahmerupakansuatu sifatpentingralatsistematis.Kitadapatmennemukannyadenagnmengubahcara mengukur.Kalauhasilcarayangberlainanadabedanyaitumerupakanpetunjuk bahwa terdapat ralat sistematis. Juga dengan memakai meter lain pembacaan akan berbeda. Khususnya kalau kita memakai meter tegangan denagn hambatan lebih besar dan meterarus dengan hambatankecil.Makralatsistematisdapatdibuatlebihkecil,sehinggadapat diabaikan. Coba ulangi perhitungan di atas dengan Rv = 200 KO san RA = 10O. 3.RALAT KEBETULAN & RALAT SISTEMATIS Dengancontohyangdiberikandiatas,telahkamiperlihatkanbahwa umumnyaterdapatperbedaanantaranilaihasilpengukurandannilaisejatisuatu besaran.Asalmulanyaperbedaanitudapatkitabedakan2macam:terdapatnyaralat kebetulan dan terdapatnya ralat sistematis. 3.1.RalatKebetulandapatdidefinisikansebagipenyimpangandarinilaisejatiyang boleh positif maupun negative, sedangkan besarannya dapat berbeda beda waktu mengukur berulang kali (Contoh 1 & 2). 3.2.RalatSistematisdidefinisikansebagaipenyimpanganyangdalamkeadaan keadaan serupa selalu mempunyai tandayang sama dan sering juga besarnya sama (Contoh 3). Ralatkebetulaseringkalidapatdibatasidenganberkalikalimengulangi pengamatan itu dan menghitung nilai rata- rata. Cara kerja itu dalam praktikum fisika dasarkurangpraktis,karenaitukitabekerjadenganpapyangdisebutralatyang mungkin. Ralatsistematisbesarnyadalambeberapahalmudahditentukandandalam haliusewajarnyakitamenghitungkoreksiuntukmemperbaikihasilpengukuran (Contoh3).Tetapiseringkaliperlumengadakananalisateoritisatauperluasan penelitian yang cukup mendalam, misalnya mengulangi pengukuran denagn cara yang berbeda.Karenaitudalampraktikumfisikadasarbiasanyadianggapcukupkalau sumber sumber ralat sistematis dipahami, tanpa menghitung besarnya (kecuali dalam halyangmudah).Danyangdimaksuddenganperhitunganralatialahbiasanya perhitungan ralat kebetulan. 4.RALAT YANG MUNGKIN Ralatyangmungkinatausingkatnyaralatyangmungkindapatdirumuskan sebagai separuh selang terkecilyang di dalamnya terletak nilaiyang dicari. Perlu kita 8 menyadari batas kepastian itu: asal kita tidak terlalu optimis menilai rala itu. Kita dapat memberdefinisilain,yakniralatterbesaryangdianggapdapatterjadidalamkeadaan yang berlaku. Tetapiyangpalingditekankanadalahkepastiannya,bukankemungkinannya. Karena itu ralat yang mungkin selalu dibulatkan keatas. Suatucederaralatyangmungkinadalahbahwakitaselalumenentukanralat yanglebihbesardaripadayangmasukakal.Dengandemikian,kitatidakmenggali seluruhketeranganyangterdapatdalampengamatan.Tetapikeuntungannyabesar. Salahsatuyangterpenting(yangbersangkutandengancaramenyatakanralatyang mungkinhanyadengansatuangkaataupalingbanyakduaangka)ialahpenghematan perhitungan seperti kita akan melihat berikut ini. 5.MELAPORKAN HASIL YANG MUNGKIN 5.1.Satuan dan Desimal Hasilakhirkitalaporkansebagaisuatubilanganplusatauminusralatyang mungkin, dengan satuannya menurut S.I. Kelipatan decimal satuan itu dituliskan denagn pangkat sepuluh (atau dengan awalan),sedemikianrupasehinggapangkatitutakterpandangtandanyamerupakan kelipatanm 3. Jadi : (10,2 0,1) cm menjadi (102 1) 10-3 m. Ralatyangmungkindinyatakandengansatuangkasaja(terlepasdariangka- angka nol dimuka angka itu), dengan pengecualian : antara 10 sampai 25 dua angka. Jumlah angka dala hasil akhir dibatasi oleh ralat yang mungkin, maka sampai denagn angka yang mengandung ketidakpastian : 34,256 0.1 tidak diperkenankan! semestinya 34,3 0,2. Bilamanaangkaterakhirituangkanol,makanolitujugadituliskan:bukan 10 0,1 melainkan 10,0 0,1. 5.2.Ralat Nisbi Kadang-kadangralatyangmungkindilaporkansebagairalatnisbiatauralat relative,yaituralatyangmungkindibagibilanganyangmengandungralatitu, dalam rumus : k= a/a. Ralat relative itu sering dinaytakan dalam % Akantetapikitatidakbolehmenuliskanak%,karenaamemilikidimensi sedangkan k tidak! Notasi yang boleh digunakn : a (1 k%) Bilamanahasilpengamatanmisalnyaa=10,0.10-3mdanralata=0,1.10-3 m, maka kita dapat menyatakan ralat nisbi (yang mungkin) besarnya 1% 6.KELANJUTANRALATDALAMPENGOLAHANHASILPENGUKURAN MENJADI HASIL AKHIR Seringkali hasil pengukuran harus diolah lebih lanjut untuk memperoleh hasil akhiryang dituju denagn pengukuran itu. Dalamhal itu ralat pengukuranmempunyai kelanjutannyadalamhasilakhiritu,danperhitunganhasilituharusmeliputi perhitungan ralat di dalamnya. 6.1. Contoh : isi sebuah balok Untukmengetahuiisisepotonglogamyangsikusikukitatelahmengukur sisinya. a a = (200 1) 10-3m b b = (100 1) 10-3m 9 c c = (300 1) 10-3m Isinya kita hitung dengan cara : V = a . b . c = 200 . 100 . 300 .10-9 = 6 . 10-3 m3 Sekarang ditanyakan : berapakah besar ralat yang mungkin? KitabolehmenghitungnilaimaksimumdanminimumV,lalumelaporkan separuhselisihnyasebagairalat.Perhitungancaraituagakmemboroskanwaktu, karenaperludibuatdenagnteliti.AkantetapiralatVtidakperludihitungsangat teliti, maka kita dekati dengan:V = bca + acb + abc. (Selidikilah!), sehingga : V = (3.104 . 1 + 6.104 . 1 + 2.104 . 1) 10-9 = 11.10-5 m3 Hasilitumenurutperjanjiandibulatkanmenjadi0,15.10-3m3,jadiV=(6,00 0,15)10-3m3. Perhitunganitumasihjadilebihsederhanakalaukitaberalih menggunakan ralat nisbi. 6.2. Kaidah Menghitung Ralat Selanjutnyakamiakanmenurunkanbebrapakaidahuntukmenghitungralat dalamhasilakhir,yaituuntukjumlahdanselisihduabesaran,untukhasilkalidan hasilbagi,sertauntuksuatupangkatn.karenabanyakperhitunganmerupakan gabunganhalhaltersebut,seringkaliralatyangmungkindapatdituliskandengan mudah kalau kaiadah ini dipakai. 6.2.1.Ralat dalam Jumlah AndaikansuatubeasaranFmerupakanjumlah2besaranadanb,yangmasing masing mengandung ralatnya, F = a+b Maka ralat dalam F adalah jumlah ralat dalam a dan b : F = a + b Bukti : F max = a + a + b + b F min = a - a + b - b F = (F max - F min ) / 2 = a + b 6.2.2.Ralat dalam Selisih Kalau F = a b, maka F = a + b Bukti : F max = a + a - b + b F min = a - a - b - b F = (F max - F min ) / 2 = a + b 6.2.3.Ralat dalam Hasil Kali Kalau F = a . b, maka F/F = a/a + b/b Bukti : F max = (a + a) (b + b) = a . b + a . b + b . a + a . b F min = (a - a) (b - b) = a . b - a . b - b . a - a . b F = (F max - F min ) / 2 = a . b + b . a Jikalaukitaberalihkepadaralatnisbidenganmembagidengana.b=F,maka hasilnya F/F = b/b + a/a Atau : F = a(1 o%) x b(1 |%) = ab (1 (o+|)%) 6.2.4.Ralat dalam Hasil Bagi Kalau F = a/b, maka F/F = a/a + b/b 10 Bukti :

,

(

)

Jikalaukitamengabaikan(b)2terhadapb2daanberalihlagikepadaralatnisbi, maka sekali lagi kita peroleh : F/F = a/a + b/b Atau :

6.2.5.Ralat dalam Pangkat n Kalau F = an, maka F/F = n(a/a) Bukti : Fmax =(a + a)n = an + n . an-1 . a + . Fmin =(a - a)n = an - n . an-1 . a + . 7.MENGHITUNG RALAT DENGAN DIFERENSIAL TOTAL Menghitungralatdapatkitaanggapsebagaimencariperubahandalambesaran F . (a, b, c, ..) sebagai akibat perubahan kecil dalam perubahan perubahan a,b,c,.JikalauFmerupakanfungsiduapeubahadanb,yangdapat dideferensialkan, maka bagi perubahan kecil dalam a dan b berlaku deret Taylor : F(a,b)=F(a+a,b+b)F(a,b)=

(

)+pangkatadanbyanglebihtinggi.(0-1) ArtiF/aialahhasilbagidiferensialparsialdariFkea,sambilsemua peubahlain(bdanlainlainkalauada)tetap.Sebagicontohderet(01)kita membicarakansuatufungsisatupeubahsaja.Dimintamenentukanralatdalamluas lingkaran F (r) = tr2, sebagai akibat ralat dalam jari jarinya. F (r) = (tr2) =

(r)2 = 2trr + t(r)2 (0-2) Turunan yang lebih tinggi jadi nol semua (selidikilah !) Arti rumus (0-2) dapat dilihat dalam grafik ini ! 11 Gambar 0-5 dF/dr = tg = AB/AC, maka AB = tg , AC = 2trr dan RD =F (r) - 2trr = t(r)2 Kita membatasi penguraian kita untuk ralat yang kecil, jadi pangkat dua ke atas boleh kita abaikan. Dalam contoh ini, (r)2