Penentuan Berat Molekul Berdasarkan Peng

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
Perubahan keadaan seringkali ditemukan dalam reaksi kimia. Zat yang mula-mula dihasilkan
dalam keadaan gas dapat dengan cepat mengembun dalam bentuk cair. Perubahan energi yang
menyertai suatu reaksi kimia bergantung pada keadaan pereaksi dan hasil reaksi. Penentuan
massa molekul dapat dilakukan dengan konsep mol dimana massa molekulnya dapat diketahui
dengan mengalikan mol zat dengan massanya. Penentuan massa molekul juga dapat dihitung
menggunakan persamaan gas ideal yaitu dimulai dengan menghitung kerapatan jenis zat yang
akan dihitung massa molekulnya.
Massa molekul dapat dihitung dengan menjumlahkan massa atom relatif unsur-unsur
penyusun molekul tersebut. Massa molekul juga dapat dihitung dengan pengukuran untuk zat
yang bersifat volatil yaitu dengan menurunkan persamaan gas ideal. Persamaan gas ideal dapat
dihitung dengan mengetahui massa jenis, tekanan dan suhu zat.
Ada beberapa metode yang digunakan dalam penentuan berat molekul senyawa organik.
Salah satu metode yang digunakan adalah metode penentuan berat molekul berdasarkan massa
jenis gas menggunakan alat Victor Meyer. Selain menggunakan alat Victor Meyer, penentuan
berat molekul juga dapat menggunakan metode alternatif lain yang lebih sederhana seperti
menggunakan pengukuran massa jenis zat dengan mempertimbangkan faktor koreksinya agar
berat molekul yang diperoleh lebih tepat. Oleh karena itu, kita akan

mempelajari

cara

menentukan berat molekul berdasarkan pengukuran massa jenis yang menggunakan peralatan
yang sederhana .
1.2 Tujuan Praktikum
Menentukan berat molekul senyawa volatil berdasarkan pengukuran massa jenis gas
Melatih menggunakan persamaan gas ideal
1.3 Tinjauan Pustaka
1.3.1 MSDS
Bahan yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah kloroform (CHCl3/triklorometana).
Kloroform sering digunakan sebagai obat bius. Kloroform berupa cairan yang mudah menguap
dalam suhu ruang. Struktur geometri molekulnya berbentuk tetrahedral. Massa molarnya sebesar
119,5 g/mol serta massa jenis kloroform adalah 1,48 g/cm3. Titik leleh dan titik didih kloroform

adalah -63,5°C dan 61,2°C. Kloroform dapat menyebabkan iritasi ringan pada kulit, mata,
pernapasan serta mempengaruhi system saraf tengah, sistem kardiovaskular, liver bahkan dan
menyebabkan kanker. Kloroform dengan konsentrasi tinggi dapat digunakan sebagai obat bius
dan menimbulkan ketidaksadaran bahkan kematian. Apabila terhirup maka sebaiknya segara

keluar agar dapat menghirup udara yang segar. Jika tertelan maka berikan air sebanyak mungkin,
dan apabila terjadi kontak langsung dengan kulit segera basuh kulit dengan air sebanyak mungkin
selama 15 menit (http://www.sciencestuff.com/msds/C1498.html, 2014).
Senyawa volatil lainnya adalah etanol. Etanol dengan rumus molekul C2H5OH memiliki
berat molekul 46,07 g/mol. Etanol mempunyai titik didih 78,3 oC dan memiliki massa jenis
0,8101 kg/L. Etanol memiliki ciri-ciri fisik tidak berwarna, sedikit berbau alkohol, mudah
menguap, larut dalam air, dan mudah menyala. Apabila tertelan dapat ditangani dengan
mengkonsumsi air sebanyak-banyaknya. Etanol dapan mengiritasi pernafasan dan dapat ditangani
dengan membawa korban di udara terbuka. Hindari kontak dengan mata. Apabila terjadi iritasi
pada mata segera alirkan air segar selama 20 menit
(https://www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9923955, 2014).
Contoh senyawa volatil lainnya adalah aseton. Aseton berbentuk cairan dan memiliki bau
yang khas. Aseton memiliki berat molekul 58,08 g/mol dan massa jenis 0,79 g/mL. Aseton
memiliki titik didih 56,2oC dan titik leburnya yaitu titik leburnya -95,35oC. Aseton dapat merusak
saraf dan menyebabkan iritasi pada kulit dan mata. Apabila terkena mata segera basuh dengan air
mengalir selama 15 menit. Apabila terhirup segera mencari udara segar. Longgarkan pakaian
korban apabila korban sesak nafas dan berikan oksigen. Jauhkan bahan dari sumber api dan panas
(http://www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9927062, 2014).
1.3.2 Dasar Teori
Senyawa volatil merupakan senyawa yang mudah menguap bila terjadi peningkatan suhu.

Suatu gas selalu dipengaruhi oleh perubahan tekanan dan suhu lingkungan. Molekul-molekul gas
selalu bertumbukan sehinggan menyebabkan adanya tekanan. Gas ideal adalah gas yang
mengikuti secara sempurna hukum-hukum gas, sedangkan gas nyata adalah gas yang hanya
mengikuti hukum-hukum gas pada tekanan rendah (Sukardjo, 1989).
Prinsip dari percobaan ini adalah penentuan massa molekul dan kerapatan zat yang mudah
menguap yaitu kloroform melalui proses penguapan yang dilanjutkan dengan proses
pengembunan serta penentuan selisih massa senyawa sebelum dan sesudah penguapan. Sejumlah
larutan dipanaskan agar tekanan uapnya sama dengan atmosfir dan dapat diketahui massa zat
yang menguap serta volumenya. Prinsip Avogadro menyatakan satu mol zat mengandung

6,022x1023 (bilangan Avogadro) dan jumlah itu sama dengan jumlah molekul dari dua gas
dibawah kondisi temperatur dan tekanan sama yang menempati volume yang sama pada satu mol
gas. Volume satu mol gas apapun pada kondisi STP adalah 22,4 L (Mortimer, 1998).
Molekul-molekul gas sangat berjauhan sehingga akan mengembang dan mengisi seluruh
ruangan yang ditempatinya. Sifat-sifat gas ideal adalah sebagai berikut:
1. Tidak ada gaya tarik-menarik diantara moleku-molekulnya
2. Volume dari molekul-molekul gas sendiri diabaikan
3. Tidak ada perubahan energi dalam pada saat pemuaian
Kerapatan gas digunakan untuk menghitung berat molekul suatu gas. Salah satu caranya adalah
dengan menempatkan suatu volume gas yang akan dihitung berat molekulnya (sebagai standart)

pada suhu atau temperature serta tekanan yang sama atau tetap. Hasil yang diperoleh berupa
massa jenis gas yang dinyatakan dalam gram per liter (g/L). Persamaan gas ideal bersama-sama
dengan massa jenis gas dapat digunakan untuk menentukan berat molekul senyawa volatil
(Brady, 1999).
Rumus molekul merupakan kelipatan bilangan bulat dari rumus empiris. Hal ini menyatakan
jumlah atom yang sesungguhnya yang bergabung dengan ikatan kimia untuk membentuk
molekul. Rumus molekul dapat ditentukan jika massa molekul dan rumus empiris suatu senyawa
diketahui. Rumus molekul tidak hanya menentukan jumlah relatif atom dari setiap elemen tetapi
juga jumlah sebenarnya atom unsur dalam satu molekul senyawa (Brensick, 2002).
Berbeda dengan gas ideal, pada gas nyata apabila semua gas berada pada suhu tinggi, pada
tekanan yang relative rendah maka gas tersebut dikatakan berada dalam kondisi ideal. Hal inilah
yang membuat hukum gas yang dipakai merupakan gabungan dari beberapa hukum gas dan
berlaku untuk semua macam gas (Brady,1999).
Gas ideal adalah gas yang memenuhi sifat-sifat berpartikel banyak, antarpartikel tidak
berinteraksi, arah gerak setiap partikel sembarang, ukuran partikel terhadap ruang tempatnya
dapat diabaikan, tumbukan antar partikel bersifat lenting sempurna, partikel gas terdistribusi
merata di seluruh ruang. Persamaan gas ideal adalah persamaan keadaan suatu gas ideal.
Persamaan gas ideal dapat digunakan untuk menentukan massa molekul zat yang mudah
menguap.
P V = n R T .......................... (1)

P V = g/BM R T ................... (2)
P V = g/BM R T ................... (3)
P (BM) = g/V R T ................ (4)

P (BM) =  R T ..................... (5)
BM =  R T
P

....................... (6)

Dimana P adalah tekanan mutlak pada gas, V adalah volume, n adalah jumlah partikel pada gas
(dalam mol), T adalah temperatur (dalam Kelvin) dan R adalah konstanta gas ideal yaitu 0,08206
L atm/mol K (Rosenberg, 1996).
Besarnya nilai BM hasil perhitungan sebenarnya kurang tepat atau dapat dikatakan
mendekati bahkan terkadang sangat berbeda dengan berat molekul seharusnya. Hal ini dapat
dipengaruhi beberapa faktor kesalahan seperti kurang teliti dan lain – lain. Pada saat menimbang
erlemeyer kosong, erlemeyer tersebut berisi penuh udara. Setelah dilakukan pemanasan dan
pendinginan, uap cairan volatil tidk seluruhnya berubah menjadi cairan kembali sehingga volume
udara yang masuk ke dalam erlemeyer berkurang. Hal ini akan membuat massa erlemeyer pada
proses ini lebih ringan dibandingkan massa erlemeyer kosong, sehingga mass cairan volatile (X)

harus ditambah dengan massa udara yang tidak dapat masuk kembali kedalam erlemeyer. Mass
udara tersebut dapat dihitung dengan mengasumsikan bahwa tekanan parsial udara yang tidak
dapat masuk sama dengan besarnya tekanan uap cairan pada suhu kamar. Besarnya nilai ini dapat
diketahui dengan melihat tabel yang ada dalam literatur. Oleh karena itu, faktor koreksi perlu
ditambahkan agar berat molekul yang diperoleh menjadi lebih tepat (Tim Penyusun
FMIPA,2014).

BAB 2. METODE PRAKTIKUM

2.1 Alat dan Bahan
2.1.1 Alat
Alat yang digunakan dalam percobaan tentang pengukuran berat molekul ini adalah sebagai
berikut :
- Erlenmeyer
- Gelas piala
- Aluminium foil
- Karet gelang
- Neraca analitik
2.1.2 Bahan
Bahan yang digunakan dalam percobaan tentang pengukuran berat molekul ini adalah cairan

volatil (kloroform).
2.2 Skema Kerja
5 mL kloroform
- dimasukkan dalam labu erlenmeyer 100 mL yang telah ditimbang dan ditutup
dengan aluminium foil
- dilubangi dengan jarum agar udara dapat keluar
- direndam dalam penangas air bersuhu 100oC hingga cairan volatil menguap dan
dicatat suhunya (hingga cairan menguap seluruhnya)
- diangkat dan dikeringkan dalam desikator sehingga uap akan mengembun
dalam cairan
- ditimbang dalam neraca analitik
- diisi air hingga penuh untuk mengukur volume erlenmeyer
- diukur tekanan atmosfernya
Hasil

BAB 3. HASIL

3.1 Hasil
Massa erlenmeyer, alumunium foil,
karet gelang dan cairan X

Massa erlenmeyer, alumunium foil,
karet gelang
Massa cairan X
Massa erlenmeyer dan air
Massa erlenmayer
Massa air
Suhu yang terdapat dalam labu

Erlenmeyer 1

Erlenmeyer 2

Erlenmeyer 3

42,740 g

42,846 g

43,668 g

35,471 g

35,646 g

36,541 g

0,218 g
99,611 g
34,278 g
65,333 g

0,362 g
100,50 g
34,879 g
65,621 g

0,336 g
101,96 g
35,851 g
66,109 g

erlenmeyer
Suhu penangas air
Tekanan atmosfer

280C

280C

270C

910C
1 atm

920C
1 atm

930C
1 atm

Erlenmeyer 1
Erlenmeyer 2
Erlenmeyer 3
Rata - rata

Volume air
65,615 mL
65,904 mL
66,394 mL
65,971 mL

Berat molekul
82,070 g/mol
135,67 g/mol
124,58 g/mol
114,11 g/mol

Efisiensi
68,7 %
114 %
104 %
95,6 %

Konstanta R
Densitas air
BM standar CHCl3

0,08206 L atm mol-1 K-1
0,9957 g/mL
119,5 g/mol

BAB 4. PEMBAHASAN

Percobaan kali ini bertujuan untuk mengetahui cara menentukan berat molekul suatu
senyawa volatil berdasarkan pengukuran massa jenis senyawa tersebut. Penentuan berat molekul
ini , dilakukan dengan menggabungkan persamaan gas ideal dan massa jenis gas senyawa volatil.
Metode ini digunakan sebagai bentuk alternatif dari metode penentuan massa jenis gas
menggunakan alat Victor Meyer.
Senyawa volatil adalah suatu senyawa yang mudah menguap. Senyawa volatil merupakan
senyawa yang mengandung karbon yang akan menguap pada suhu atau temperatur dan tekanan
tertentu. Selain itu, senyawa volatil ini juga memungkinkan untuk memiliki tekanan uap yang
cukup tinggi pada temperatur ruangan. Senyawa volatil yang dapat dijumpai dalam kehidupan
sehari- hari contohnya: pewangi atau pengharum ruangan, parfum, dan lain – lain.
Prinsip kerja dari penentuan berat molekul berdasarkan pengukuran massa jenis adalah suatu
cairan volatil yang memiliki titik didih dibawah 100 ⁰C dimasukkan kedalam labu erlemeyer
yang ditutup dengan aluminium foil dan karet gelang. Senyawa volatil tersebut diuapkan pada
penangas air bersuhu 100 ⁰C sampai semuanya menjadi uap dengan memberikan lubang pada
aluminium foil. Cairan volatil akan menguap dan mendorong udara yang ada didalam erlemeyer
sampai udara tersebut keluar semua dari erlemeyer melalui lubang yang telah dibuat dan akan
berhenti jika kondisinya telah mencapai kesetimbangan yaitu tekanan uap didalam erlemeyer
sama dengan tekanan udara diluar erlemeyer. Sehingga, yang tersisa didalam erlemeyer hanyalah
uap cairan volatil yang memiliki tekanan sama dengan tekanan udara diluar erlemeyer (atmosfir),
volume yang sama dengan titik didih air dalam labu erlemeyer dan suhu yang hampir sama
dengan suhu penangas air. Setelah itu labu erlemeyer didinginkan dan dikeringkan supaya uap
dari cairan kloroform mengembun dan menjadi cairan kembali. Kemudian ditimbang massanya.
Berat molekul senyawa volatil dicari menggunakan persamaan:
m
BM =
RT
V air x p
Langkah pertama yang dilakukan adalah menentukan massa dari erlemeyer kosong supaya
kita dapat menghitung massa cairan volatil yang tersisa. Pada perlakuan ini, erlenmeyer ditutup
dengan aluminium foil dan dikareti agar cairan kloroform tidak menguap. Kloroform merupakan
cairan yang sangat mudah menguap (volatil). Massa cairan volatil sebelum diuapkan adalah
7,269 g; 7,2 g dan 7,127 g. Selanjutnya kloroform dipanaskan pada penangas air dengan suhu 100

⁰ C sampai semua cairan kloroform menguap. Setelah menguap seluruhnya, erlenmeyer diangkat
dan didinginkan untuk selanjutnya dihitung massanya. Pendinginan ini bertujuan untuk
mengembunkan uap yang tersisa didalam erlenmeyer sehingga menjadi cairan kembali. Massa
kloroform setelah diuapkan adalah 0,218 g; 0,362 g dan 0,336 g. Dengan mengubah cairan
kloroform menjadi gas, sesuai dengan sifatnya yang mudah berubah, gas tersebut akan
menempati seluruh ruang atau volume labu erlenmeyer dan akan berhenti ketika tekanannya
sama dengan tekanan udara di luar erlenmeyer. Selain mencari massa kloroform, kita juga
menentukan massa air dengan perlakuan yang sama dengan kloroform yaitu mengisi penuh
erlenmeyer dengan air kemudian dihitung massanya. Sebelum erlenmeyer terisi air, praktikan
harus menimbang massa kosong erlenmeyer. Massa air yang didapatkan adalah 65,333 g; 65,621
g dan 66,109 g. Selanjutnya, penentuan volume cairan kloroform dapat ditentukan dengan
membandingkan nilai massa cairan yang telah ditimbang dengan massa jenis

yang telah

ditentukan dengan penentuan volume air yaitu 1 g/mL. Volume rata – rata yang diperoleh adalah
65,971 mL. Selanjutnya adalah penentuan berat molekul dari kloroform menggunakan
persamaan:
m
BM =
RT
V air x p
Persamaan diatas dihitung dengan tekanan 1 atm dan dengan nilai R = 0,08206 l atm/ml K.
Berat molekul rata- rata yang diperoleh adalah 114,11 g/mol. Sedangkan berat molekul kloroform
menurut tabel yang ada pada literatur adalah 119,5 g/mol. Hasil ini tidak sesuai dengan berat
molekul kloroform sebenarnya. Hal ini dikarenakan ada beberapa faktor yang mengakibatkan
kesalahan dalam pengukuran. Kesalah itu adalah saat melakukan penimbangan pada labu
erlenmeyer kosong. Massa yang didapat tidak murni massa dari erlenmeyer melainkan
didalamnya penuh dengan udara. Selain itu saat melakukan pemanasan terlalu lama sehingga
semua zat benar-benar menguap seluruhnya. Saat pendinginan juga tidak semua uap yang tersisa
kembali menjadi cairan sehingga mengurangi massanya. Selain itu praktikan juga kurang teliti
ketika mengambil cairan kloroform sehingga membuat massa cairan kloroform berubah atau bisa
saja karena kloroform termasuk senyawa volatil, kloroform menguap dahulu sebelum dipanaskan
dalam penangas. Dari pengukuran ini, diperoleh efisiensi rata-rata sebesar 95,6%.
Penentuan berat molekul senyawa dengan menggunakan metode pengukuran massa jenis gas
ini memiliki kelebihan dan kekurangan sebagai berikut:

Kelebihan:
1. Dapat menentukan berat molekul suatu senyawa volatil dengan peralatan yang lebih
sederhana
2. Cocok untuk senyawa yang memiliki titik didih kurang dari 100oC karena menggunakan
penangas air sebagai pengatur suhu.
3. Dapat meminimalkan kesalahan perhitungan data hasil percobaan karena adanya faktor
koreksi
Kekurangan:
1. Ketidaktepatan pengamatan pada saat cairan telah menguap seluruhnya atau belum dapat
mengakibatkan kesalahan dalam perhitungan. Jika masih ada cairan yang belum menguap
atau masih ada cairan yang tersisa dalam erlenmeyer, maka dapat mengakibatkan
kesalahan pada perhitungan berat molekul.
2. Praktikan tidak mengetahui dengan pasti titik didih sampel (kloroform) sehingga akan
mempengaruhi nilai berat molekul
3. Metode ini tidak cocok untuk senyawa dengan titik didih di atas 100oC

BAB 5. PENUTUP

5.1 Kesimpulan
Berdasarkan percobaan penentuan berat molekul yang didasarkan pada pengukuran massa
jenis gas, dapat disimpulkan bahwa:
1. Penentuan berat molekul senyawa yang mudah menguap (volatil) dapat dilakukan dengan
metode pengukuran massa jenis senyawa menggunakan persamaan gas ideal.
2. Nilai berat molekul kloroform rata-rata yang diperoleh pada percobaan ini adalah sebesar
114,11 g/mol, sedangkan menurut literatur berat molekul kloroform adalah sebesar 119,5
g/mol.
5.2 Saran
Untuk praktikum selanjutnya agar sampel yang digunakan tidak hanya satu macam bahan
saja. Diharapkan ada 2-3 sampel volatil, singga praktikan dapat membandingkan hasil dari ketiga
sampel.

DAFTAR PUSTAKA

Brady, James, E,. 1999. Kimia Universitas Jilid 1. Jakarta : Erlangga.
Brensick, S,. 2002. Intisari Kimia Umum diterjemahkan oleh Lies Wibisono. Jakarta :
Hipokrates.
Mortimer, C.E,. 1998. Introduction to Chemistry. New York : Van Nostrand Company.
Rosenberg, J.L,. 1996. Theory and Problems Of Collage Chemistry Sixth Edition. London :
Metric Edition.
Sukardjo, Prof. 2004. Kimia Fisika. Jakarta : PT. Rineka Cipta.

LAMPIRAN

1. Menentukan volume air
a. Erlenmeyer 1
m
65,333 g
V1 = ρ = 0,9957 g/mL = 65,615 mL
b. Erlenmeyer 1
m
65,621 g
V2 = ρ = 0,9957 g/mL = 65,904 mL
c. Erlenmeyer 1
m
66,109 g
V1 = ρ = 0,9957 g/mL = 66,394 mL

Vrata-rata = 65,971 mL
2. Menentukan berat molekul
a. Erlenmeyer 1
mRT
0,218 g × 0,08206 L atm /K mol × 301 K
BM = Vair.P = 0,065615 L × 1 atm
= 82,070 g/mol
b. Erlenmeyer 1
mRT
0,362 g × 0,08206 L atm /K mol × 301 K
BM = Vair.P = 0,065904 L × 1 atm
= 135,67 g/mol
c. Erlenmeyer 1
mRT
0,336 g × 0,08206 L atm /K mol × 300 K
BM = Vair.P = 0,066394 L × 1 atm
= 124,58 g/mol

BMrata-rata = 114,11 g/mol
3. Menentukan efisiensi
a. Erlenmeyer 1
BM percobaan
µ = BM standar
b. Erlenmeyer 1

82,070 g/mol

× 100 %= 119,5 g/mol × 100 %

= 68,7 %

BM percobaan
µ = BM standar

× 100 %= 119,5 g/mol × 100 %

c. Erlenmeyer 1
BM percobaan
µ = BM standar

× 100 %= 119,5 g/mol × 100 %

µrata-rata = 95,6 %

135,67 g/mol

124,58 g/mol

= 114 %

= 104 %