Praktikum Kimia Fisika ITahun Ajaran 2014/2015

PENENTUAN BERAT MOLEKUL

BERDASARKAN MASA JENIS GAS

I. TUJUAN

Menentukan berat molekul senyawa volatil berdasarkan pengukuran masa jenis gas

Melatih penggunaan persamaan gas ideal

II. TINJAUAN PUSTAKAPada keadaan gas, partikel partikel bergerak secara acak. Jarak antara partikel partikel relatif jauh lebih besar daripada ukuran ukuran partikel, sehingga gaya tarik menarik antar partikel sangat kecil dan dapat diabaikan. Laju suatu partikel selalu berubah ubah, hal ini disebabkan terjadinya tumbukan antara partikel yang satu dengan yang lain ataupun antara partikel dengan dinding wadah. Tetapi, walaupun demikian laju rata rata partikel partikel gas pada suhu tertentu selalu konstan. Jika suhu meningkat, maka laju rata rata partikel juga akan meningkat.

Berbeda dengan cairan atau padatan, gas dapat mudah dimampatkan. Gas tidak mempunyai bentuk dan volume yang tetap, gas akan selalu mengisi setiap ruang dimana gas tersebut ditempatkan. Volume dari gas sangat kecil, bila dibandingkan dengan volume yang ditempati oleh gas tersebut. Sehingga sebenarnya banyak ruang yang kosong antara molekul molekulnya. Hal ini yang menyebabkan gas mempunyai rapat yang lebih kecil daripada cairan atau zat padatKarena molekul molekul gas selalu bergerak kesegala arah, maka gas yang satu mudah bercampur dengan gas yang lain ( difusi ), asal keduanya tidak bereaksi. Misalnya, gas nitrogen dengan oksigen, karbondioksida, hydrogen, dan yang lainnya. Pada dasarnya tumbukan antara gas dan dinding bejana menyebabkan adanya tekanan. Suatu gas tergantung pada suhu, tekanan, volume dari gas tersebut(Atkins,1994).JENIS JENIS GAS

a. Gas Ideal

Gas ideal adalah gas yang mengikuti secara sempurna hukum hukum gas seperti Boyle, Charles GayLussac, dan Avogadro. Pada gas ideal ini gaya tarik antar molekul dan volume yang dapat diabaikan terhadap volume gas itu sendiri atau ruang yang ditempati.Gas ideal sebenarnya tidak ada, akan tetapi hanya merupakan gas hipotetis yang mana gas itu bersifat tidak nyata. Sifat ideal ini hanya didekati oleh gas beratom satu pada tekanan rendah dan pada temperatur yang relatif tinggi.

b. Gas Non Ideal atau NyataAdalah gas yang hanya mengikuti hukum hukum gas pada tekanan rendah, dan gaya tarik antar molekul serta volumenya tetap diperhitungkan.

HUKUM HUKUM GAS

1. Hukum Boyle ( 1662 )

Robert Boyle menjelaskan bahwa : Volume dari sejumlah tertentu gas pada temperature tetap, berbanding terbalik dengan tekanannya.

Percobaan ini menggunakan udara dalam percobaannya.

Persamaan gas tersebut dapat ditulis

V = atau ( PV = konstan)

V = PV = atau = = Keterangan :

P= tekanan gas

V

= volume gas

K1. 2= tetapan yang besarnya bergantung pada temperature, berat gas, jenis gas dan satuan P dan V.

Atau persamaan gas tersebut dapat ditulis : = Untuk sejumlah tertentu gas, grafik P terhadap V pada tiap tiap temperature merupakan suatu hiperbola dan disebut grafik isoterm. P

P

T1T1T2 T2

T3

T3

V

V

( a ) ( b )

PV

P

( c ) Keterangan :

(a) : Hukum Boyle P vs V terlihat sebagai isoterm T1, T2, T3.

(b) : Hukum Boyle, P vs 1/V pada berbagai suhu

(c) : Hukum Boyle PV vs P

Catatan : T1 > T2 > T3

2. Hukum Charles atau Gay Lussac

Pada tahun 1787 Charles mendapatkan bahwa gas gas H2, udara, CO2, O2, berkembang dengan jumlah volume yang sama pada pemanasan antara 0 80oC pada tekanan tetap. Pada tahun 1802 Gay Lussac mendapatkan bahwa semua gas pada pemanasan dengan tekanan tetap, volumenya bertambah. 1/273 kali volumenya pada 0oC atau lebih tepat 1/273,15. Pada tekanan konstan volume sejumlah tertentu gas sebandung dengan suhu absolutnya.

V = T atau ( V / T = konstan )

= atau V = K2 . T

V

P1

P2P3

-273,15oC 0oC T

Grafik V suatu gas terhadap T pada berbagai tekanan disebut Isobar. 3. Hukum Avogadro

Pada tahun 1811, Avogadro mengemukakan sebuah hukum yang penting mengenai sifat sifat gas, yang mengemukakan bahwa pada suhu yang sama, sejumlah volume yang sama dari berbagai gas akan mempunyai jumlah partikel yang sama pula banyaknya.

V = n atau ( V / n = konstan )

Satu mol didefenisikan sebagai masa dari suatu senyawa atau zat yang mengandung atom yang terdapat pada 12 g karbon dimana satu mol dari suatu zat mengandung 6,023 x 1023 molekul. Bilangan ini dikenal dengan bilangan Avogadro.

4. Hukum Dalton

Pada temperatur tetap, tekanan total suatu campuran gas yang sama dengan jumlah tekanan parsialnya.

P total = P1 + P2 + P3 + + Pn

Tekanan parsial gas adalah tekanan dari gas tersebut bila sendirian berada didalam ruangan.

5. Hukum Amagat

Hukum ini hampir sama dengan hukum Dalton, tetapi untuk volume parsial. Didalam tiap tiap campuran gas, volume total gas sama dengan jumlah volume parsialnya.

Vtotal = V1 + V2 + V3 + + Vn

Volume parsial didalam campuran gas adalah volume gas tersebut, bila sendiri didalam ruang, pada temperature dan tekanan campuran.

6. Hukum Graham

Pada temperature dan tekanan tetap, kecepatan difusi berbagai gas sebanding terbalik dengan akar rapatnya atau berat molekulnya.

= Pada tekanan dan temperature yang sama, dua gas mempunyai volume molar yang sama.(Petrucci,1992).

M = berat molekul gas

Persamaan gas ideal bersama sama dengan masa jenis gas dapat digunakan untuk menentukan berat molekul senyawa volatil.

Dari persamaan gas ideal didapat ;

(1)

(2)

Dengan mengubah persamaan dua akan diperoleh:

(3)Agar satu satuan yang digunalan pada persamaan ( 3 ) sesuai maka digunakan patokan sebagai berikut :

V ( L ), T ( K ), P ( atm ), ( g/L ), dan R ( 0,082 L atm mol K ).

Bila suatu cairan volatile dengan titik didih kecil dari 100C ditempatkan dalam Erlenmeyer bertutup yang mempunyai lubang kecil pada bagian tutupnya, kemudian Erlenmeyer tersebut dipanaskan sampai 100C maka cairan akan menguap dan uapnya akan mendorong udara yang ada didalamnya keluar, sampai akhirnya uap ini akan berhenti keluar bila keadaan setimbang dicapai yaitu tekanan uap cairan sama dengan tekanan udara luar. Pada keadaan ini Erlenmeyer hanya berisi uap cairan dimana pada saat itu volume sama dengan volume Erlenmeyer dan tekanan sama dengan tekanan udara luar serta suhu sama dengan titik didih air dalam penangas yaitu 100C. Erlenmeyer didinginkan dan ditimbang sehingga masa gas diperoleh, kemudian dengan persamaan (3) berat senyawa dapat ditentukan. (Sukardjo,1989)III. PROSEDUR PERCOBAAN

3.1 Alat dan Bahan

3.1.1 Alat

1. Erlenmeyer 100 mL: digunakan untuk meletakkan zat atau

larutan

2. Gelas piala 500 mL

: digunakan untuk mengukur volume cairan

3. Aluminium voil

: digunakan untuk menutup mulut

erlenmeyer

4. Neraca analitik

: untuk menimbang zat

5. Desikator

: untuk mendinginkan zat yang sudah dipanaskan

6. Karet gelang

: untuk mengencangkan aluminium voil

7. Jarum

: untuk membuat lubang pada aluminium

voil

3.1.2 Bahan

1. Kloroform: sebagai sampel/cairan yang mudah menguap

2. Aseton: sebagai sampel/cairan yang mudah menguap3.2 Cara Kerja

1. Diambil erlemeyer yang bersih dan kering, ditutup dengan aluminiuam voil dan diikat dengan karet.

2. Ditimbang dengan neraca analitik

3. Dimasukkan 5 mL cairan volatil kedalam erlenmyer, kemudian ditutup dengan aluminium voil, dikencangkan dengan karet agar tidak ada gas yang keluar, dilobangi dengan jarum agar gas dapat keluar.

4. Direndam erlenmeyer dalam penangas air 100C sampai semua cairan volatil menguap, dan dicatat suhu penangas air5. Dihentikan pemanasan setelah semua cairan nmenguap. Dikeringkan air yang melekat pada bagian luar, didinginkan dalam desikator sehingga udara akan masuk lagi kedalam erlenmyer dan uap menjadi cairan.6. Ditimbang erlenmeyer dingin.7. Ditentukan volume erlenmeyer dan diukur massa jenis yang terdapat dalam erlenmyer tersebut.8. Diukur tekanan atmosfir dengan menggunakan barometer.3.3 Skema Kerja

Ditutup dengan aluminium voil

Dikencangkan dengan karet gelang

Ditimbang dengan neraca analitik

Ditambah 5 ml cairan volatikl

Dibuat lubang kecil pada tutup dengan jarum

Direndam dalam penangas air pada suhu 1000C

Dicatat suhu penangas

Dibiarkan menguap seluruhnya

Setelah menguap, pemanasan dihentikan

Dikeringkan, didinginkan dengan desikator

Ditimbang

Dibersihkan

Diisi air sampai penuh

Ditentukan volume erlenmeyer

Ditentukan massa jenis gas

Ditentukan tekanan atmosfir dengan barometer

3.4 Skema Alat

Keterangan:

1. Standar

2. Klem

3. Termometer

4. Erlenmeyer

5. Gelas piala

6. Hot plate

IV. Hasil dan Pembahasan

4.1 Hasil Percobaan

A. Kloroform

1. Massa erlenmeyer kosong + aluminium voil + karet =67,765 g

2. Massa erlenmeyer kosong+ aluminium voil+ cairan X =75,003 g

3. Massa cairan

= 7,238 g

4. Massa erlenmeyer kosong

= 67,219 g

5. Massa Erlenmeyer + air

= 194,230 g

6. Massa erlenmeyer dingin

= 68,282 g

7. Suhu penangas

= 100C

8. Suhu air

=81C=354K

9. BJ air

= 0,998 g/ml

10. Tekanan udara

= 1 atm

B. Aseton

1. Massa erlenmeyer + aluminium voil + karet=51,252 g

2. Massa erlenmeyer + aluminum voil + karet + cairan X= 55,123 g

3. Massa aseton

= 3,871 g

4. Massa erlenmeyer kosong

= 50,886 g

5. Massa erlenmeyer + air

= 163,445 g

6. air

=0,998g/mol

7. Massa erlenmeyer dingin

= 51,397 g

8. Suhu air

=82C=355K

9. Suhu penangas

= 100C

10. Tekanan udara

= 1 atm

4.2 Perhitungan

4.2.1 Perhitungan berat molekul kloroform

a). Massa kloroform

= ( massa erlenmeyer dingin) ( massa erlenmeyer kosong+avo+karet)

= 68,282 g 67,765 g

= 0,517 g

b). Massa air

= ( massa erlenmeyer +air massa erlenmeyer kosong)

= 194,230 g 67,219 g

= 127,011 g

c). Volume erlenmeyer

= 127,265 mL

= 0,12726 L

d). Massa jenis kloroform

= 4,0625 g/L

e). Berat molekul kloroform

= 117,926 g/mol Berat molekul teori = 119,5 g/mol

= 1,32 %

4.2.2 Perhitungan berat molekul aseton

a) Massa Aseton

= ( massa erlenmeyer dingin massa erlenmeyer kosong + avo + karet)

= 51,397 g 51,252 g

= 0,145 g

b). Massa air

= ( massa erlenmeyer + air massa erlenmeyer kosong)

= 163,445 g 50,886 g

= 112,559 g

c). volume erlenmeyer

= 112,784 mL

= 0,11278 Ld). Massa jenis Aseton

= 1,286 g/Le). Berat molekul Aseton

= 37,435 g/mol Berat molekul teori = 58 g/mol

= 35,457 %

4.2 Pembahasan

Praktikum ini bertujuan untuk menentukan berat molekul senyawa volatil berdasarkan pengukuran massa jenisnya dan juga untuk melatih penggunaan persamaan gas ideal.

Dalam percobaan ini digunakan kloroform sebagai senyawa volatil yang akan diukur massa jenisnya. Setelah dilakukan penimbangan, diperoleh massa kloroform sebesar 6,84 g. Kloroform seharusnya dipanaskan pada suhu 100C, sehingga suhu air yang dididihkan harus mencapai 100C. Oleh karena itu, kloroform dipanaskan dengan menggunakan suhu 100C. Setelah kloroform menguap akibat pemanasan, erlenmeyer yang berisi uap kloroform didinginkan didalam desikator. Fungsi pendinginan ini adalah agar uap-uap kloroform yang tertinggal didalam erlenmeyer kembali menjadi cairan. Pendinginan didalam desikator dilakukan selama lebih kurang 15 menit. Setelah melakukan pemanasan didalam desikator, diperoleh kembali massa kloroform sebanyak 0,27 g. Untuk menghitung volume dari kloroform, maka kita menimbang air penuh pada erlenmeyer, sehingga diperoleh massa air sebesar 112,51 g.

Dengan membandingkan massa air dan massa jenis air tersebut diperoleh volume erlenmeyer sebesar 0,11273 L. Untuk menghitung massa jenis dari kloroform pada percobaan ini, kita dapat membandingkan antara massa kloroform dengan volume erlenmeyer yang telah diperoleh tadi, sehingga massa jenis kloroform yang didapatkan adalah 2,3 g/L Dalam menentukan berat molekul kloroform itu, dapat digunakan persamaan gas ideal yang telah dimodifikasi. Dengan massa jenis kloroform 2,3 g/L, tekanan 1 atm, dan pada suhu 3450K, diperoleh berat molekul kloroform percobaan sebesar 67,61 g/mol. Sedangkan berat molekul kloroform secara teori adalah 119,5 g/mol. Dengan membandingkan berat molekul percobaan dan berat molekul yang sebenarnya diperoleh persen kesalahan sebesar 43,4%.

Untuk percobaan yang menggunakan aseton sebagai senyawa volatil yang akan diukur massa jenisnya. Setelah dilakukan penimbangan, diperoleh massa aseton sebesar 3,48 g. Sama dengan kloroform, aseton seharusnya juga dipanaskan pada suhu 100C, dan suhu air yang dididihkan harus mencapai 100C. Oleh karena itu, aseton dipanaskan dengan menggunakan suhu 100C. Setelah aseton menguap akibat pemanasan, erlenmeyer yang berisi uap aseton didinginkan didalam desikator. Fungsi pendinginan ini adalah agar uap-uap aseton yang tertinggal didalam erlenmeyer kembali menjadi cairan. Pendinginan didalam desikator dilakukan selama lebih kurang 15 menit. Setelah melakukan pemanasan didalam desikator, diperoleh kembali massa aseton sebanyak 0,08 g. Untuk menghitung volume dari aseton, maka dapat dilakukan penimbangan air dengan penuh pada erlenmeyer, sehingga diperoleh massa air sebesar 112,51 g.

Dengan membandingkan massa air dan massa jenis air tersebut diperoleh volume erlenmeyer sebesar 0,11273 L. Untuk menghitung massa jenis dari aseton pada percobaan tersebut, kita dapat membandingkan antara massa aseton dengan volume erlenmeyer yang telah diperoleh, sehingga massa jenis aseton yang didapatkan adalah 0,70 g/L. Dalam menentukan berat molekul aseton itu, dapat digunakan persamaan gas ideal yang telah dimodifikasi. Dengan massa jenis aseton 0,70 g/L, tekanan 1 atm, dan pada suhu 3460K, diperoleh berat molekul aseton percobaan sebesar 19,86 g/mol. Sedangkan berat molekul aseton secara teori adalah 58 g/mol. Dengan membandingkan berat molekul percobaan dan berat molekul yang sebenarnya diperoleh persen kesalahan sebesar 65,7 %.

Besarnya persen kesalahan yang diperoleh disebabkan oleh beberapa faktor seperti kurang sempurnanya saat melakukan pemanasan sehingga masih ada cairan atau penguapan yang terjadi kurang sempurna. Kesalahan juga dapat terjadi karena adanya cairan yang menguap terlebih dahulu sebelum dipanaskan dalam erlenmeyer sehingga dapat mengurangi volume. Tekanan juga dapat mempengaruhi hasil percobaan karena tekanan dianggap ideal yaitu 1 atm sehingga digunakan persamaan ideal, tetapi tekanan yang terjadi pada percobaan adalah tidak stabil sehingga memberikan hasil yang berbeda dengan yang seharusnya.

V. PENUTUP

5.1 Kesimpulan

1. Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa Berat molekul kloroform yang diperoleh adalah 67,61 g/mol dengan tingkat kesalahan 43,4 %.

2. Berat molekul aseton yang diperoleh adalah 19,86 g/mol dengan tingkat kesalahan 65,7 %.

3. Dalam menentukan berat molekul suatu senyawa volatil sangat dipengaruhi oleh tekanan udara.

5.2. Saran

Untuk praktikum selanjutnya disarankan hal-hal sebagai berikut :

1. Memahami prosedur dan prinsip percobaan.

2. Bekerja dengn teliti dalam penimbangan, maupun dalam pembacaan skala termometer.

3. Berhati-hati dalam menggunakan senyawa volatil, dan diusahakan agar tidak terbuang uapnya.

DAFTAR PUSTAKA

Atkins, P.W. 1994. KIMIA FISIKA JILID I. Jakarta: Erlangga.Bird, Tony. 1993. KIMIA FISIKA UNTUK UNIVERSITAS. Jakarta: Erlangga.Brady, James E. 1999. KIMIA UNIVERSITAS. Jakarta: Binarupa Aksara.Petrucci, Ralph H. 1992. KIMIA DASAR. Jakarta: Erlangga.Sukardjo. 1989. KIMIA FISIKA. Jakarta: PT Rineka Cipta

LAMPIRAN 1Gambar Hasil Praktikum

Pendinginan kloroform dan aseton

LAMPIRAN 2Sruktur Senyawa

Struktur dari senyawa aseton

Struktur dari senyawa kloroform

LAMPIRAN 3Simbol1. P = Tekanan Gas

2. V = Volume Gas

3. K1,2 = Tetapan dengan satuan P dan V

4. M = Berat Molekul Gas

5. Vm = Volume Molar

6. Mr = Massa Relatif Atom

7. T = Suhu

8. R = 0,082 L atm / mol K

9. m = Massa

LAMPIRAN 4

Analisa Atikel IlmiahA. Judul Artikel Ilmiah:

Isolasi Albumin dan Karakteristik Berat Molekul Hasil Ekstraksi Secara Pengukusan Ikan Gabus (Ophiochepalus striatus)

B. Tujuan:

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengisolasi albumin dan penentuan berat molekul dari ekstraksi secara pengukusan ikan gabus (Ophiocephalus striatus).

C. Skema Kerja

Dipanaskan sampai dengan suhu 40-90C

Waktu yang diperlukan lebih kurang 25-35 menit

Berupa kadar albumin Dilakukan analisa isolasi albumin

Hitung berat molekul dari hasil eksraksiD. Analisis:

Dari percobaan yang dilakukan diperoleh bahwa kadar albumin isolat tertinggi adalah 1,77 mg/g, pengaruh suhu pengukusan adalah 400C selama 30 menit pada pengambilan 5 ml fraksi ke-2. Elektroforesis SDS-PAGE dengan jumlah protein paling kompleks adalah isolai albumin dengan pengaruh suhu pengukusan 400C selama 30 menit, terletak pada 5 ml fraksi ke-1, 5 ml fraksi ke-2, dan 5 ml fraksi ke-3. Pita protein terdiri dari 2 pita mayor dan 5 pita minor dengan berat molekul 14,6-133 Kd.E. Kelebihan dan Kekurangan

a. Kelebihan

Pada penelitian yang telah dilakukan dalam jurnal tersebut, proses dari kerjanya berlangsung dengan cepat.

b. Kekurangan

Sedangkan kekurangan dari penelitian yang telah dilakukan adalah dalam proses dari penelitiannya memiliki interaksi antara berbagai faktor perlakuan.

Erlenmeyer

Cairan Volatil

Erlenmeyer Dingin

Erlenmeyer Kosong

Hasil

Ekstraksi

Rendemen

Hasil

Penentuan Berat Molekul Berdasarkan Massa Jenis Gas

_1477298973.unknown

_1477301129.unknown

_1477298885.unknown