LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA (1)
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA
PENENTUAN BERAT MOLEKUL BERDASARKAN
PENGUKURAN MASSA JENIS GAS
OLEH:
IRMA MULYANI
1313031073
KOMANG AYU WIDIA ANTARI
1313031078
ADI RAHMAN
1413031022
JURUSAN PENDIDIKAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENDIDIKAN ALAM
UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA
SINGARAJA
2017
I. JUDUL
:
Penentuan Berat Molekul Berdasarkan Pengukuran Massa
Jenis Gas
II. TUJUAN
1.
Menentukan berat molekul senyawa CHCl3 dan zat unknown X
berdasarkan pengukuran massa jenis gas secara eksperimen
2.
Menentukan zat unknown X berdasarkan berat molekul hasil
eksperimen
III.
DASAR TEORI
Gas 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 :
PV = nRT atau P V =
Persamaan 1 dapat diubah menjadi:
atau
(1)
m
x RT
BM
P ( BM ) = (
m
x RT )
V
P ( BM ) = ρ R T
(2)
(3)
Dimana:
BM = Berat molekul
P = Tekanan gas (atm)
n = Jumlah mol
V = Volume gas (Liter)
T = Suhu (K)
R = Konstanta gas (0,08206 liter atm mol-1K-1)
ρ = 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 lubanglubang 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:
log P =
6,90328 − 1163, 03
(227,4 + t )
Yangmana, 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.
No
1
2
3
4
5
Nama
Ether
Dichloromethane
Chlorobenzene
Chloroform
Dibutyl ether
Berat Molekul
74
72
113
119.5
130
(Vogel, 1989)
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 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 -63,5 °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).
IV.
ALAT DAN BAHAN
Tabel alat
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Nama alat
Labu erlenmeyer
Gelas kimia
Pipet tetes
Karet gelang
Jarum
Neraca analitik
Desikator
Gelas ukur
Aluminium foil
Statif dan klem
Termometer
Ukuran
50 mL
250 mL
5 mL
10 cm x 10 cm
-
Jumlah
2 buah
2 buah
2 buah
2 buah
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
2 lembar
1 buah
1 buah
Konsentrasi
-
Jumlah
5 mL
-
5 mL
Tabel bahan
No.
1
2
Nama bahan
Cairan
volatil
yaitu
kloroform (CHCl3)
Sampel unknown
V.
PROSEDUR KERJA DAN HASIL PENGAMATAN
No
PROSEDUR KERJA
HASIL PENGAMATAN
.
Senyawa Kloroform
1
Sebuah labu erlenmeyer berleher kecil
yang bersih dan kering ditutup dengan
aluminium
foil,
kemudian
Alumunium foil
Karet Gelang
tutup
dikencangkan menggunakan karet gelang.
Erlenmeyer
Gambar1. Labu erlenmeyer kosong yang ditutup
dengan alumunium foil+karet gelang
2.
Labu
erlenmeyer
kosong
ditimbang Berat labu erlenmeyer kosong sebesar
dengan menggunakan neraca analitik
3
Labu erlenmeyer beserta aluminium foil Berat labu erlenmeyer di tutup dengan
dan
karet
gelang
ditimbang
menggunakan neraca analitik.
4
68,7187 gram
dengan aluminium foil dan karet gelang sebesar
69,2789 gram
5 mL zat cair volatil (CHCl 3) dimasukkan Berat labu erlenmeyer yang sudah berisi
ke dalam labu erlenmeyer, selanjutnya larutan CHCl3 kemudian ditutup aluminium
ditutup kembali dengan kertas aluminium foil dan karet sebesar 76,27 gram
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.
5
Labu
erlenmeyer
Labu telah dilubangi dengan jarum.
dalam Labu direndam dalam penangas air dan
direndam
penangas air bersuhu ± 100oC sedemikian semua larutan CHCl3 menguap pada suhu
rupa sehingga air
± 1 cm di bawah 95oC → 368 K
aluminium foil. Labu erlenmeyer dibiarkan
dalam penangas air sampai semua larutan
volatil (CHCl3) menguap. Kemudian Suhu
6
penangas air dicatat.
Setelah semua larutan kloroform (CHCl3) Terlihat
embun
pada
dinding
labu
dalam labu erlenmeyer menguap, labu erlenmeyer pada saat didinginkan dalam
erlenmeyer
kemudian
diangkat
dan desikator. Setelah lama, sudah tidak terdapat
dikeringkan bagian luar labu erlenmeyer embun
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
7
kembali mengembun menjadi cairan.
Labu erlenmeyer yang telah dingin Labu erlenmeyer yang sudah didinginkan
ditimbang dengan neraca analitik (tutup yang berisi larutan kloroform kemudian
aluminium foil beserta karet gelang tidak ditimbang = 69,89 gram
dilepaskan
8
sebelum
ditimbang).
olume labu
V
labu
erlenmeyer
tersebut
ditentukan Massa air = 147, 28 gram
dengan cara mengisi labu erlenmeyer
dengan air sampai penuh dan massa air
Volume air = 0,14791 L
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:
9
Tekanan
atmosfer
ρ=
diukur
m
V
dengan 765 mmHg
menggunakan barometer.
765/760 = 1,006 atm
Zat Unknown X
1
Sebuah labu erlenmeyer berleher kecil
yang bersih dan kering ditutup dengan
aluminium
foil,
kemudian
tutup
dikencangkan menggunakan karet gelang.
Labu erlenmeyer kosong yang ditutup dengan
alumunium foil+karet gelang
2
Labu
erlenmeyer
kosong
ditimbang Berat labu erlenmeyer kosong sebesar
dengan menggunakan neraca analitik
3
65,4272
Labu erlenmeyer beserta aluminium foil Berat labu erlenmeyer ditutup dengan
dan
karet
gelang
ditimbang
menggunakan neraca analitik.
dengan aluminium foil dan karet gelang sebesar
66,0350 gram
4
5 mL zat cair volatil sampel unknown
dimasukkan
Berat labu erlenmeyer yang berisi larutan
ke dalam labu erlenmeyer, sampel unknown ditutup aluminium foil dan
selanjutnya ditutup kembali dengan kertas karet sebesar 73,26 gram
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.
5
Labu
erlenmeyer
direndam
Labu erlenmeyer dilubangi dengan jarum.
dalam Labu direndam dalam penangas air dan
penangas air bersuhu ± 100oC sedemikian sampel semua menguap pada suhu 93oC
rupa sehingga air
± 1 cm di bawah
→ 366 K
aluminium foil. Labu erlenmeyer dibiarkan
dalam penangas air sampai semua larutan
sampel unknown menguap. Kemudian
6
Suhu penangas air dicatat.
Setelah semua larutan sampel unknown
Terlihat emnun pada dinding erlenmeyer
dalam labu erlenmeyer menguap, labu pada saat didinginkan dalam desikator.
erlenmeyer
kemudian
diangkat
dan
dikeringkan bagian luar labu erlenmeyer Setelah lama, sudah tidak terdapat embun.
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
7
kembali mengembun menjadi cairan.
Labu erlenmeyer yang telah dingin
Labu erlenmeyer yang berisi sampel
ditimbang dengan neraca analitik (tutup
unknown yang telah didinginkan sebesar
aluminium foil beserta karet gelang tidak
66,583 gram
dilepaskan
sebelum
labu
tersebut
ditimbang).
8
olume
V
labu
erlenmeyer
ditentukan Massa air = 147,07
dengan cara mengisi labu erlenmeyer
Volume air = 0,1477 L
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:
8
Tekanan
atmosfer
diukur
menggunakan barometer.
ρ=
m
V
dengan Tekanannya 765 mmHg
765/760 = 1,006 atm
Hasil Pengamatan Senyawa CHCl3
No
1
2
3
4
5
Pengamatan
Berat Erlenmeyer kosong
Berat Erlenmeyer + aluminium foil + karet
Berat Erlenmeyer + aluminium foil + karet + CHCl3
Suhu penangas air
Suhu cairan volatile habis menguap
Hasil
68,7188 gram
69,2789 gram
76,27 gram
93 0C
95 0C
6
7
8
Berat setelah dingin
Massa labu + air
Suhu air
69,89 gram
216 gram
30 0C
Hasil pengamatan zat unknown X
No
1
2
3
4
5
6
7
8
VI.
Pengamatan
Hasil
Berat Erlenmeyer kosong
65,4272 gram
Berat Erlenmeyer + aluminium foil + karet
66,0350 gram
Berat Erlenmeyer + aluminium foil + karet + zat
73,26 gram
unknown X
Suhu penangas air
92 0C
Suhu saat zat unknown X habis menguap
93 0C
Berat setelah dingin
66,583 gram
Massa labu + air
212,5 gram
Suhu air
30oC
PEMBAHASAN
Percobaan
ini
berjudul
Penentuan
Berat
Molekul
Berdasarkan
Pengukuran Massa Jenis Gas. Adapun tujuan dari percobaan ini adalah 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.
Penentuan berat molekul senyawa CHCl3 dan zat unknown X dapat
ditentukan dengan mengkombinasikan persamaan gas ideal dengan massa jenis
sehingga didapat suatu persamaan yang digunakan untuk menentukan berat
molekul dari senyawa CHCl3 dan zat unknown X. Berat molekul dari zat
unknown X yang telah diketahui kemudian dapat ditentukan senyawanya. Dalam
penentuan berat molekul senyawa CHCl3 dan zat unknown X terdapat faktor
koreksi yang harus diperhatikan agar nilai dari berat molekul yang didapatkan
lebih akurat.
Nilai BM hasil perhitungan hampir mendekati nilai yang sebenarnya
sehingga terdapat beberapa 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 factor koreksi berikut:
log P=
6,90328−1163,03
227,4 +T
Senyawa volatil yang akan ditentukan berat molekulnya dalam percobaan
ini adalah CHCl3 dan zat unknown X. 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 Koreksi
Diketahui:
Massa Erlenmeyer + aluminium foil + karet gelang = 69,2789 gram
Massa Erlenmeyer + aluminium foil + karet gelang + CHCl3 = 76,27gram
Massa jenis air (ρ) adalah 0,9957 gram/cm3 ( pada temperatur 30°C)
Massa labu erlenmeyer + air = 216 gram
Massa labu erlenmeyer kosong = 68,7188 gram
Suhu penangas air = 930C
Suhu cairan habis menguap = 950C = 3680K
Massa CHCl3 setelah didinginkan = 69,89 gram
Tekanan udara = 765 mmHg
R adalah 0,08206 liter atm mol-1 K-1
Berat molekul (BM) CHCl3 yang sebenarnya adalah 119,5 gram/mol
Dihitung:
Berat molekul CHCl3 = .... ?
Perhitungannya adalah sebagai berikut:
Massa zat CHCl3 = (massa labu erlenmeyer + aluminium foil + karet
gelang +
CHCl3 setelah didinginkan) - (massa labu erlenmeyer +
aluminium foil+ karet gelang)
= 69,89 gram – 69,2789 gram
= 0,6111 gram
Tekanan udara di ruangan setelah diukur dengan barometer adalah 765
mmHg
765 mmHg
x 1 atm
760 mmHg
Tekanan udara =
= 1,0065 atm
Volume air dihitung dengan menggunakan massa jenis air
Massa air = (massa labu erlenmeyer + air) – (massa labu Erlenmeyer
kosong)
= 216 gram – 68,7188 gram
= 147,28 gram
Massa jenis air pada suhu 30°C = 0,9957 gram/cm3
¿
massa air
volume air
massa air
❑
147,28 gram
volume air=
3
0,9957 gram/ cm
volume air=
= 147 , 91 cm3
= 0,14791 L
Volume air = volume erlenmeyer = 0,14791 L
Menghitung massa jenis gas
¿
massa senyawa CHCl 3
volume labu erlenmeyer
¿
0,6111 gram
0,14791 L
¿ 4,131
gram
L
Berat molekul (BM) CHCl3
PV =nRT
PV =(
m
) RT
BM
m
P BM =( ) RT
V
P BM =RT
BM =
RT
P
4,131
BM =
gram
× 0,08206 L atmmol−1 K −1 ×368 K
L
1,0065 atm
BM =123.94
gram
mol
BM hasil percobaan − BM secara teoritis
KR = |
| × 100
BM secara teoritis
123,94−119 ,5
=|
| × 100
119 ,5
= 3,71
2. Penentuan berat molekul senyawa CHCl3 Dengan Faktor Koreksi
Diketahui:
BMudara adalah 28,8 gram/mol
Suhu air adalah 30ºC = 303 K
Suhu penangas air adalah 95ºC = 3680 K
Dihitung:
Berat molekul CHCl3 = .... ?
Perhitungannya adalah sebagai berikut:
log P=6,90328−
1163,03
(227,4+T )
log P=6,90328−
1163,03
(227,4+30 0 C )
log P=6,90328−
1163,03
257,4
P=¿ 6,90328−4,51
log¿
P=¿ 2,39328
log ¿
P = 247,33
P=
247,33 mmHg
x 1 atm
760 mmHg
¿ 0,325 atm
Menghitung massa udara yang tidak masuk
massaudara=
PV BM udara
RT
massaudara=
0,325 atm × 0,14791 L ×28,8 gram /mol
−1 −1
0,08206 L atm mol K × 303 K
massaudara=0,05567 gram
Menghitung berat jenis udara
❑udara =
massa volatil+massa udara
Volume labu
¿
(0,6111+0,05567) gram
0,14791 L
¿ 4,5079 gram/L
Menghitung berat molekul
BM =
RT
P
BM =
4,5079 gram/ L× 0,08206 Latm mol K ×368 K
1,0065 atm
−1
−1
BM =135,25 gram/mol
BM hasil percobaan − BM secara teoritis
KR = |
| × 100
BM secara teoritis
135,25 −119,5
=|
| × 100
119 ,5
= 13,17
Dengan menggunakan faktor koreksi justru kesalahan relatifnya semakin
besar, hal ini mungkin dikarenakan pemanasan yang dilakukan saat
menguapkan kloroform dan juga pendinginan yang kurang lama, sehingga
mengakibatkan banyak udara yang tidak dapat masuk kembali ke erlenmeyer
dan menyebabkan faktor koreksi semakin besar
3. Penentuan berat molekul senyawa Unknown Tanpa Faktor Koreksi
Diketahui:
Massa Erlenmeyer kosong = 65,4272 gram
Massa Erlenmeyer + aluminium foil + karet gelang = 66,0350 gram
Massa Erlenmeyer + aluminium foil + karet gelang + zat unknown x =
73,26 gram
Massa jenis air (ρ) adalah 0,9957 gram/cm3 ( pada temperatur 30°C)
Massa labu erlenmeyer + air = 212,5 gram
Suhu penangas air = 920C
Suhu cairan habis menguap = 930C = 3660K
R adalah 0,08206 liter atm mol-1 K-1
Dihitung:
Berat molekul senyawa volatile unknown = .... ?
Perhitungannya adalah sebagai berikut:
Massa zat volatil unknown = (massa labu erlenmeyer + aluminium foil
+ karet gelang +
zat volatil setelah didinginkan) - (massa labu
erlenmeyer + aluminium foil+ karet gelang)
= 66,583 gram – 66,0350 gram
= 0,548 gram
Tekanan udara di ruangan setelah diukur dengan barometer adalah 765
mmHg
Tekanan udara =
765 mmHg
x 1 atm
760 mmHg
= 1,0065 atm
Volume labu erlenmeyer dihitung dengan menggunakan massa jenis air
Massa air = (massa labu erlenmeyer + air) – (massa labu Erlenmeyer
kosong)
= 212,5 gram – 65,4272 gram
= 147,07 gram
¿
massa air
volume air
massa air
❑
147,07 gram
volume air=
0,9957 gram/cm 3
volume air=
= 147,70 cm 3
= 0,14770 L
Menghitung massa jenis gas
volume labu=volume air
= 0,14770 L
¿
massa senyawa unknown
volume labuerlenmeyer
¿
0,548 gram
0,14770 L
¿ 3,71
gram
L
Berat molekul (BM) senyawa unknown
PV =nRT
m
) RT
BM
PV =(
m
P BM =( ) RT
V
P BM =RT
BM =
RT
P
3,71
BM =
gram
−1 −1
×0,08206 Latm mol K × 366 K
L
1,0065 atm
BM =110,7
gram
mol
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:
BM hasil percobaan − BM secara teoritis
KR = |
| × 100
BM secara teoritis
110 ,7−119 ,5
=|
| × 100
119 ,5
= 7,3
4. Penentuan berat molekul senyawa Unknown Dengan Faktor Koreksi
Diketahui:
BMudara adalah 28,8 gram/mol
Suhu air adalah 30ºC = 303 K
Suhu cairan habis menguap adalah 93ºC = 3660 K
Dihitung:
Berat molekul senyawa volatile unknown = .... ?
Perhitungannya adalah sebagai berikut:
log P=6,90328−
1163,03
(227,4+T )
log P=6,90328−
1163,03
0
(227,4+30 C )
log P=6,90328−
1163,03
257,4
P=¿ 6,90328−4,51
log¿
P=¿ 2,39328
log ¿
P = 247,33
P=
247,33 mmHg
x 1 atm
760 mmHg
¿ 0,325 atm
Menghitung massa udara yang tidak masuk
massaudara=
PV BM udara
RT
massaudara=
0,325 atm × 0,14770 L ×28,8 gram/mol
0,08206 Latm mol−1 K−1 × 303 K
massaudara=0,055 gram
Menghitung berat jenis udara
❑udara =
¿
massa volatil+massa udara
volumelabu
(0,548+0,055)gram
0,14770 L
¿ 4,082 gram/L
Menghitung berat molekul
BM =
RT
P
BM =
4,082 gram/L × 0,08206 Latm mol−1 K−1 × 366 K
1,0065 atm
BM =121,80 gram/mol
BM hasil percobaan − BM secara teoritis
KR = |
| × 100
BM secara teoritis
121,80 −119,5
=|
| × 100
119 ,5
= 1,9
Walaupun perhitungan yang dilakukan telah menggunakan faktor
koreksi namun, masih terdapat penyimpangan nilai berat molekul CHCl3 dan
sampel unknown X yang tidak tepat 119,5gram/mol. Adanya perbedaan berat
molekul CHCl3 dan sampel unknown ini disebabkan oleh beberapa faktor
kesalahan yaitu:
a. Uap senyawa volatil tidak berkondensasi secara sempurna ketika labu
erlenmeyer didinginkan dalam desikator
b. Penguapan senyawa volatil yang dilakukan kurang sempurna, masih ada
beberapa senyawa volatil yang belum teruapkan.
c. Penguapan senyawa volatil yang terlalu lama mengakibatkan senyawa
volatil keluar dari dalam labu erlenmeyer
VII.
KESIMPULAN
¿ 4,131
Massa jenis gas kloroform yang di dapat yaitu sebesar
¿ 3,71
massa jenis gas zat unknown x yang di dapat yaitu sebesar
menerapkan hukum gas ideal dengan persamaan
123.94
molekul dari senyawa unknown x adalah
110,7
dan
gram
dengan
L
RT
P
sehingga didapat
gram
mol
sedangkan berat
BM =
berat molekul dari senyawa kloroform adalah
gram
L
gram
mol
berdasarkan berat
molekul tersebut dapat ditentukan jenis senyawa volatil dari zat unknown tersebut
adalah senyawa kloroform.
DAFTAR PUSTAKA
Retug, Sastrawidana. 2003. Penuntun Praktikum Kimia Fisika. Singaraja: Jurusan
Pendidikan Kimia, Fakultas Pendidikan MIPA, IKIP Negeri Singaraja.
Keenan, C.W., Kleinfelter, D.C., dan Wood, J.H. 1980. Ilmu Kimia Untuk Universitas.
Jakarta: Erlangga
JAWABAN PERTANYAAN
1. Sumber utama kesalahan pada percobaan tersebut adalah Susahnya mengobservasi
apakah semua cairan volatil telah diuapkan seluruhnya.
PENENTUAN BERAT MOLEKUL BERDASARKAN
PENGUKURAN MASSA JENIS GAS
OLEH:
IRMA MULYANI
1313031073
KOMANG AYU WIDIA ANTARI
1313031078
ADI RAHMAN
1413031022
JURUSAN PENDIDIKAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENDIDIKAN ALAM
UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA
SINGARAJA
2017
I. JUDUL
:
Penentuan Berat Molekul Berdasarkan Pengukuran Massa
Jenis Gas
II. TUJUAN
1.
Menentukan berat molekul senyawa CHCl3 dan zat unknown X
berdasarkan pengukuran massa jenis gas secara eksperimen
2.
Menentukan zat unknown X berdasarkan berat molekul hasil
eksperimen
III.
DASAR TEORI
Gas 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 :
PV = nRT atau P V =
Persamaan 1 dapat diubah menjadi:
atau
(1)
m
x RT
BM
P ( BM ) = (
m
x RT )
V
P ( BM ) = ρ R T
(2)
(3)
Dimana:
BM = Berat molekul
P = Tekanan gas (atm)
n = Jumlah mol
V = Volume gas (Liter)
T = Suhu (K)
R = Konstanta gas (0,08206 liter atm mol-1K-1)
ρ = 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 lubanglubang 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:
log P =
6,90328 − 1163, 03
(227,4 + t )
Yangmana, 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.
No
1
2
3
4
5
Nama
Ether
Dichloromethane
Chlorobenzene
Chloroform
Dibutyl ether
Berat Molekul
74
72
113
119.5
130
(Vogel, 1989)
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 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 -63,5 °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).
IV.
ALAT DAN BAHAN
Tabel alat
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Nama alat
Labu erlenmeyer
Gelas kimia
Pipet tetes
Karet gelang
Jarum
Neraca analitik
Desikator
Gelas ukur
Aluminium foil
Statif dan klem
Termometer
Ukuran
50 mL
250 mL
5 mL
10 cm x 10 cm
-
Jumlah
2 buah
2 buah
2 buah
2 buah
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
2 lembar
1 buah
1 buah
Konsentrasi
-
Jumlah
5 mL
-
5 mL
Tabel bahan
No.
1
2
Nama bahan
Cairan
volatil
yaitu
kloroform (CHCl3)
Sampel unknown
V.
PROSEDUR KERJA DAN HASIL PENGAMATAN
No
PROSEDUR KERJA
HASIL PENGAMATAN
.
Senyawa Kloroform
1
Sebuah labu erlenmeyer berleher kecil
yang bersih dan kering ditutup dengan
aluminium
foil,
kemudian
Alumunium foil
Karet Gelang
tutup
dikencangkan menggunakan karet gelang.
Erlenmeyer
Gambar1. Labu erlenmeyer kosong yang ditutup
dengan alumunium foil+karet gelang
2.
Labu
erlenmeyer
kosong
ditimbang Berat labu erlenmeyer kosong sebesar
dengan menggunakan neraca analitik
3
Labu erlenmeyer beserta aluminium foil Berat labu erlenmeyer di tutup dengan
dan
karet
gelang
ditimbang
menggunakan neraca analitik.
4
68,7187 gram
dengan aluminium foil dan karet gelang sebesar
69,2789 gram
5 mL zat cair volatil (CHCl 3) dimasukkan Berat labu erlenmeyer yang sudah berisi
ke dalam labu erlenmeyer, selanjutnya larutan CHCl3 kemudian ditutup aluminium
ditutup kembali dengan kertas aluminium foil dan karet sebesar 76,27 gram
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.
5
Labu
erlenmeyer
Labu telah dilubangi dengan jarum.
dalam Labu direndam dalam penangas air dan
direndam
penangas air bersuhu ± 100oC sedemikian semua larutan CHCl3 menguap pada suhu
rupa sehingga air
± 1 cm di bawah 95oC → 368 K
aluminium foil. Labu erlenmeyer dibiarkan
dalam penangas air sampai semua larutan
volatil (CHCl3) menguap. Kemudian Suhu
6
penangas air dicatat.
Setelah semua larutan kloroform (CHCl3) Terlihat
embun
pada
dinding
labu
dalam labu erlenmeyer menguap, labu erlenmeyer pada saat didinginkan dalam
erlenmeyer
kemudian
diangkat
dan desikator. Setelah lama, sudah tidak terdapat
dikeringkan bagian luar labu erlenmeyer embun
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
7
kembali mengembun menjadi cairan.
Labu erlenmeyer yang telah dingin Labu erlenmeyer yang sudah didinginkan
ditimbang dengan neraca analitik (tutup yang berisi larutan kloroform kemudian
aluminium foil beserta karet gelang tidak ditimbang = 69,89 gram
dilepaskan
8
sebelum
ditimbang).
olume labu
V
labu
erlenmeyer
tersebut
ditentukan Massa air = 147, 28 gram
dengan cara mengisi labu erlenmeyer
dengan air sampai penuh dan massa air
Volume air = 0,14791 L
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:
9
Tekanan
atmosfer
ρ=
diukur
m
V
dengan 765 mmHg
menggunakan barometer.
765/760 = 1,006 atm
Zat Unknown X
1
Sebuah labu erlenmeyer berleher kecil
yang bersih dan kering ditutup dengan
aluminium
foil,
kemudian
tutup
dikencangkan menggunakan karet gelang.
Labu erlenmeyer kosong yang ditutup dengan
alumunium foil+karet gelang
2
Labu
erlenmeyer
kosong
ditimbang Berat labu erlenmeyer kosong sebesar
dengan menggunakan neraca analitik
3
65,4272
Labu erlenmeyer beserta aluminium foil Berat labu erlenmeyer ditutup dengan
dan
karet
gelang
ditimbang
menggunakan neraca analitik.
dengan aluminium foil dan karet gelang sebesar
66,0350 gram
4
5 mL zat cair volatil sampel unknown
dimasukkan
Berat labu erlenmeyer yang berisi larutan
ke dalam labu erlenmeyer, sampel unknown ditutup aluminium foil dan
selanjutnya ditutup kembali dengan kertas karet sebesar 73,26 gram
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.
5
Labu
erlenmeyer
direndam
Labu erlenmeyer dilubangi dengan jarum.
dalam Labu direndam dalam penangas air dan
penangas air bersuhu ± 100oC sedemikian sampel semua menguap pada suhu 93oC
rupa sehingga air
± 1 cm di bawah
→ 366 K
aluminium foil. Labu erlenmeyer dibiarkan
dalam penangas air sampai semua larutan
sampel unknown menguap. Kemudian
6
Suhu penangas air dicatat.
Setelah semua larutan sampel unknown
Terlihat emnun pada dinding erlenmeyer
dalam labu erlenmeyer menguap, labu pada saat didinginkan dalam desikator.
erlenmeyer
kemudian
diangkat
dan
dikeringkan bagian luar labu erlenmeyer Setelah lama, sudah tidak terdapat embun.
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
7
kembali mengembun menjadi cairan.
Labu erlenmeyer yang telah dingin
Labu erlenmeyer yang berisi sampel
ditimbang dengan neraca analitik (tutup
unknown yang telah didinginkan sebesar
aluminium foil beserta karet gelang tidak
66,583 gram
dilepaskan
sebelum
labu
tersebut
ditimbang).
8
olume
V
labu
erlenmeyer
ditentukan Massa air = 147,07
dengan cara mengisi labu erlenmeyer
Volume air = 0,1477 L
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:
8
Tekanan
atmosfer
diukur
menggunakan barometer.
ρ=
m
V
dengan Tekanannya 765 mmHg
765/760 = 1,006 atm
Hasil Pengamatan Senyawa CHCl3
No
1
2
3
4
5
Pengamatan
Berat Erlenmeyer kosong
Berat Erlenmeyer + aluminium foil + karet
Berat Erlenmeyer + aluminium foil + karet + CHCl3
Suhu penangas air
Suhu cairan volatile habis menguap
Hasil
68,7188 gram
69,2789 gram
76,27 gram
93 0C
95 0C
6
7
8
Berat setelah dingin
Massa labu + air
Suhu air
69,89 gram
216 gram
30 0C
Hasil pengamatan zat unknown X
No
1
2
3
4
5
6
7
8
VI.
Pengamatan
Hasil
Berat Erlenmeyer kosong
65,4272 gram
Berat Erlenmeyer + aluminium foil + karet
66,0350 gram
Berat Erlenmeyer + aluminium foil + karet + zat
73,26 gram
unknown X
Suhu penangas air
92 0C
Suhu saat zat unknown X habis menguap
93 0C
Berat setelah dingin
66,583 gram
Massa labu + air
212,5 gram
Suhu air
30oC
PEMBAHASAN
Percobaan
ini
berjudul
Penentuan
Berat
Molekul
Berdasarkan
Pengukuran Massa Jenis Gas. Adapun tujuan dari percobaan ini adalah 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.
Penentuan berat molekul senyawa CHCl3 dan zat unknown X dapat
ditentukan dengan mengkombinasikan persamaan gas ideal dengan massa jenis
sehingga didapat suatu persamaan yang digunakan untuk menentukan berat
molekul dari senyawa CHCl3 dan zat unknown X. Berat molekul dari zat
unknown X yang telah diketahui kemudian dapat ditentukan senyawanya. Dalam
penentuan berat molekul senyawa CHCl3 dan zat unknown X terdapat faktor
koreksi yang harus diperhatikan agar nilai dari berat molekul yang didapatkan
lebih akurat.
Nilai BM hasil perhitungan hampir mendekati nilai yang sebenarnya
sehingga terdapat beberapa 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 factor koreksi berikut:
log P=
6,90328−1163,03
227,4 +T
Senyawa volatil yang akan ditentukan berat molekulnya dalam percobaan
ini adalah CHCl3 dan zat unknown X. 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 Koreksi
Diketahui:
Massa Erlenmeyer + aluminium foil + karet gelang = 69,2789 gram
Massa Erlenmeyer + aluminium foil + karet gelang + CHCl3 = 76,27gram
Massa jenis air (ρ) adalah 0,9957 gram/cm3 ( pada temperatur 30°C)
Massa labu erlenmeyer + air = 216 gram
Massa labu erlenmeyer kosong = 68,7188 gram
Suhu penangas air = 930C
Suhu cairan habis menguap = 950C = 3680K
Massa CHCl3 setelah didinginkan = 69,89 gram
Tekanan udara = 765 mmHg
R adalah 0,08206 liter atm mol-1 K-1
Berat molekul (BM) CHCl3 yang sebenarnya adalah 119,5 gram/mol
Dihitung:
Berat molekul CHCl3 = .... ?
Perhitungannya adalah sebagai berikut:
Massa zat CHCl3 = (massa labu erlenmeyer + aluminium foil + karet
gelang +
CHCl3 setelah didinginkan) - (massa labu erlenmeyer +
aluminium foil+ karet gelang)
= 69,89 gram – 69,2789 gram
= 0,6111 gram
Tekanan udara di ruangan setelah diukur dengan barometer adalah 765
mmHg
765 mmHg
x 1 atm
760 mmHg
Tekanan udara =
= 1,0065 atm
Volume air dihitung dengan menggunakan massa jenis air
Massa air = (massa labu erlenmeyer + air) – (massa labu Erlenmeyer
kosong)
= 216 gram – 68,7188 gram
= 147,28 gram
Massa jenis air pada suhu 30°C = 0,9957 gram/cm3
¿
massa air
volume air
massa air
❑
147,28 gram
volume air=
3
0,9957 gram/ cm
volume air=
= 147 , 91 cm3
= 0,14791 L
Volume air = volume erlenmeyer = 0,14791 L
Menghitung massa jenis gas
¿
massa senyawa CHCl 3
volume labu erlenmeyer
¿
0,6111 gram
0,14791 L
¿ 4,131
gram
L
Berat molekul (BM) CHCl3
PV =nRT
PV =(
m
) RT
BM
m
P BM =( ) RT
V
P BM =RT
BM =
RT
P
4,131
BM =
gram
× 0,08206 L atmmol−1 K −1 ×368 K
L
1,0065 atm
BM =123.94
gram
mol
BM hasil percobaan − BM secara teoritis
KR = |
| × 100
BM secara teoritis
123,94−119 ,5
=|
| × 100
119 ,5
= 3,71
2. Penentuan berat molekul senyawa CHCl3 Dengan Faktor Koreksi
Diketahui:
BMudara adalah 28,8 gram/mol
Suhu air adalah 30ºC = 303 K
Suhu penangas air adalah 95ºC = 3680 K
Dihitung:
Berat molekul CHCl3 = .... ?
Perhitungannya adalah sebagai berikut:
log P=6,90328−
1163,03
(227,4+T )
log P=6,90328−
1163,03
(227,4+30 0 C )
log P=6,90328−
1163,03
257,4
P=¿ 6,90328−4,51
log¿
P=¿ 2,39328
log ¿
P = 247,33
P=
247,33 mmHg
x 1 atm
760 mmHg
¿ 0,325 atm
Menghitung massa udara yang tidak masuk
massaudara=
PV BM udara
RT
massaudara=
0,325 atm × 0,14791 L ×28,8 gram /mol
−1 −1
0,08206 L atm mol K × 303 K
massaudara=0,05567 gram
Menghitung berat jenis udara
❑udara =
massa volatil+massa udara
Volume labu
¿
(0,6111+0,05567) gram
0,14791 L
¿ 4,5079 gram/L
Menghitung berat molekul
BM =
RT
P
BM =
4,5079 gram/ L× 0,08206 Latm mol K ×368 K
1,0065 atm
−1
−1
BM =135,25 gram/mol
BM hasil percobaan − BM secara teoritis
KR = |
| × 100
BM secara teoritis
135,25 −119,5
=|
| × 100
119 ,5
= 13,17
Dengan menggunakan faktor koreksi justru kesalahan relatifnya semakin
besar, hal ini mungkin dikarenakan pemanasan yang dilakukan saat
menguapkan kloroform dan juga pendinginan yang kurang lama, sehingga
mengakibatkan banyak udara yang tidak dapat masuk kembali ke erlenmeyer
dan menyebabkan faktor koreksi semakin besar
3. Penentuan berat molekul senyawa Unknown Tanpa Faktor Koreksi
Diketahui:
Massa Erlenmeyer kosong = 65,4272 gram
Massa Erlenmeyer + aluminium foil + karet gelang = 66,0350 gram
Massa Erlenmeyer + aluminium foil + karet gelang + zat unknown x =
73,26 gram
Massa jenis air (ρ) adalah 0,9957 gram/cm3 ( pada temperatur 30°C)
Massa labu erlenmeyer + air = 212,5 gram
Suhu penangas air = 920C
Suhu cairan habis menguap = 930C = 3660K
R adalah 0,08206 liter atm mol-1 K-1
Dihitung:
Berat molekul senyawa volatile unknown = .... ?
Perhitungannya adalah sebagai berikut:
Massa zat volatil unknown = (massa labu erlenmeyer + aluminium foil
+ karet gelang +
zat volatil setelah didinginkan) - (massa labu
erlenmeyer + aluminium foil+ karet gelang)
= 66,583 gram – 66,0350 gram
= 0,548 gram
Tekanan udara di ruangan setelah diukur dengan barometer adalah 765
mmHg
Tekanan udara =
765 mmHg
x 1 atm
760 mmHg
= 1,0065 atm
Volume labu erlenmeyer dihitung dengan menggunakan massa jenis air
Massa air = (massa labu erlenmeyer + air) – (massa labu Erlenmeyer
kosong)
= 212,5 gram – 65,4272 gram
= 147,07 gram
¿
massa air
volume air
massa air
❑
147,07 gram
volume air=
0,9957 gram/cm 3
volume air=
= 147,70 cm 3
= 0,14770 L
Menghitung massa jenis gas
volume labu=volume air
= 0,14770 L
¿
massa senyawa unknown
volume labuerlenmeyer
¿
0,548 gram
0,14770 L
¿ 3,71
gram
L
Berat molekul (BM) senyawa unknown
PV =nRT
m
) RT
BM
PV =(
m
P BM =( ) RT
V
P BM =RT
BM =
RT
P
3,71
BM =
gram
−1 −1
×0,08206 Latm mol K × 366 K
L
1,0065 atm
BM =110,7
gram
mol
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:
BM hasil percobaan − BM secara teoritis
KR = |
| × 100
BM secara teoritis
110 ,7−119 ,5
=|
| × 100
119 ,5
= 7,3
4. Penentuan berat molekul senyawa Unknown Dengan Faktor Koreksi
Diketahui:
BMudara adalah 28,8 gram/mol
Suhu air adalah 30ºC = 303 K
Suhu cairan habis menguap adalah 93ºC = 3660 K
Dihitung:
Berat molekul senyawa volatile unknown = .... ?
Perhitungannya adalah sebagai berikut:
log P=6,90328−
1163,03
(227,4+T )
log P=6,90328−
1163,03
0
(227,4+30 C )
log P=6,90328−
1163,03
257,4
P=¿ 6,90328−4,51
log¿
P=¿ 2,39328
log ¿
P = 247,33
P=
247,33 mmHg
x 1 atm
760 mmHg
¿ 0,325 atm
Menghitung massa udara yang tidak masuk
massaudara=
PV BM udara
RT
massaudara=
0,325 atm × 0,14770 L ×28,8 gram/mol
0,08206 Latm mol−1 K−1 × 303 K
massaudara=0,055 gram
Menghitung berat jenis udara
❑udara =
¿
massa volatil+massa udara
volumelabu
(0,548+0,055)gram
0,14770 L
¿ 4,082 gram/L
Menghitung berat molekul
BM =
RT
P
BM =
4,082 gram/L × 0,08206 Latm mol−1 K−1 × 366 K
1,0065 atm
BM =121,80 gram/mol
BM hasil percobaan − BM secara teoritis
KR = |
| × 100
BM secara teoritis
121,80 −119,5
=|
| × 100
119 ,5
= 1,9
Walaupun perhitungan yang dilakukan telah menggunakan faktor
koreksi namun, masih terdapat penyimpangan nilai berat molekul CHCl3 dan
sampel unknown X yang tidak tepat 119,5gram/mol. Adanya perbedaan berat
molekul CHCl3 dan sampel unknown ini disebabkan oleh beberapa faktor
kesalahan yaitu:
a. Uap senyawa volatil tidak berkondensasi secara sempurna ketika labu
erlenmeyer didinginkan dalam desikator
b. Penguapan senyawa volatil yang dilakukan kurang sempurna, masih ada
beberapa senyawa volatil yang belum teruapkan.
c. Penguapan senyawa volatil yang terlalu lama mengakibatkan senyawa
volatil keluar dari dalam labu erlenmeyer
VII.
KESIMPULAN
¿ 4,131
Massa jenis gas kloroform yang di dapat yaitu sebesar
¿ 3,71
massa jenis gas zat unknown x yang di dapat yaitu sebesar
menerapkan hukum gas ideal dengan persamaan
123.94
molekul dari senyawa unknown x adalah
110,7
dan
gram
dengan
L
RT
P
sehingga didapat
gram
mol
sedangkan berat
BM =
berat molekul dari senyawa kloroform adalah
gram
L
gram
mol
berdasarkan berat
molekul tersebut dapat ditentukan jenis senyawa volatil dari zat unknown tersebut
adalah senyawa kloroform.
DAFTAR PUSTAKA
Retug, Sastrawidana. 2003. Penuntun Praktikum Kimia Fisika. Singaraja: Jurusan
Pendidikan Kimia, Fakultas Pendidikan MIPA, IKIP Negeri Singaraja.
Keenan, C.W., Kleinfelter, D.C., dan Wood, J.H. 1980. Ilmu Kimia Untuk Universitas.
Jakarta: Erlangga
JAWABAN PERTANYAAN
1. Sumber utama kesalahan pada percobaan tersebut adalah Susahnya mengobservasi
apakah semua cairan volatil telah diuapkan seluruhnya.