PENENTUAN BERAT MOLEKUL BERDASARKAN PENGUKURAN MASSA JENIS GAS
Tujuan
: 1. Menentukan berat molekul senyawa volatil berdasarkan pengukuran massa jenis gas. 2. Melatih penggunaan persamaan gas ideal.
Hari/tanggal
:
Kamis, 23 Februari 2012
Jurusan/Fak
:
Pendidikan Kimia/MIPA
Nama anggota kelompok
:
Putu Mentari Armayanti
(0913031001) (0913031001)
Ana Imroatun Nafiah
(0913031015) (0913031015)
I Ketut Suarta
(0913031026) (0913031026)
I.
Landasan Teori
Sifat gas secara umum dapat dinyatakan dengan persamaan keadaan. Persamaan keadaan secara matematik menunjukkan hubungan antara tekanan, temperatur, volume dan jumlah mol. Persamaan keadaan untuk gas ideal bersama-sama bersama-s ama dengan massa mass a jenis gas dapat digunakan untuk menentukan berat molekul senyawa volatil. Persamaan gas ideal dapat disusun ulang untuk mengukur massa satu mol molekul gas dari hasil pengukuran massa jenis gas, dimana jumlah mol gas dapat dinyatakan dengan
m BM
. Sehingga penurunan rumusnya
yaitu: PV nRT atau PV
m BM
RT
Persamaan di atas dapat diubah menjadi P (BM) = (
m V
RT )
atau P (BM) = (ρ R T)
Keterangan : P
= Tekanan (atm)
V = Volume (Liter) n
= Jumlah mol
R = Tetapan gas (0,08206 Liter atm mol-1 K -1) T = Temperatur (K) ρ
= Kerapatan gas (gram/Liter) 1
Dalam hal ini kerapatan gas berbanding lurus dengan berat molekul (BM). Berat molekul gas dapat dinyatakan dengan beberapa cara yaitu dengan cara Regrault, Victor Meyer dan cara Dumas. (Sukardjo; 25-28). Percobaan ini merupakan alternatif lain dari metode penentuan massa jenis gas dengan alat Victor Meyer. Bila suatu cairan volatil dengan titik didih lebih kecil dari 100 oC ditempatkan dalam labu Erlenmeyer bertutup yang mempunyai lubang kecil pada bagian tutupnya, dan kemudian labu Erlenmeyer tersebut dipanaskan sampai 100 oC maka cairan tersebut akan menguap dan uap itu akan mendorong udara yang terdapat pada labu Erlenmeyer keluar melalui lubang kecil tersebut. Setelah semua udara keluar, pada akhirnya uap itu sendiri yang akan keluar sampai akhirnya uap ini berhenti keluar bila keadaan keseimbangan telah tercapai. Keadaan keseimbangan ini dicapai apabila tekanan uap cairan dalam labu Erlenmeyer sama dengan tekanan uap udara luar. Pada kondisi keseimbangan 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. Labu Erlenmeyer ini kemudian diambil dari penangas air, didinginkan, dan ditimbang sehingga massa gas yang terdapat di dalamnya dapat diketahui. Kemudian berat molekul senyawa tersebut dapat ditentukan. Faktor koreksi dipentingkan di dalam perhitungan sebab nilai BM hasil perhitungan akan mendekati nilai sebenarnya, tetapi sebenarnya mengandung kesalahan. Ketika labu Erlenmeyer kosong ditimbang labu ini penuh dengan udara. Setelah dilakukan pemanasan yang dilanjutkan dengan pendinginan dalam desikator, maka tidak semua uap cairan berada dalam bentuk cairannya, sehingga akan mengurangi jumlah udara yang masuk kembali ke dalam labu Erlenmeyer. Oleh karena itu, massa cairan X sebenarnya harus ditambahkan dengan massa udara yang tidak dapat masuk kembali ke dalam labu Erlenmeyer karena adanya uap cairan yang tidak mengembun. Massa udara di atas dapat dihitung dengan mengasumsikan bahwa tekanan parsial udara yang tidak dapat masuk tadi sama dengan tekanan uap cairan X pada suhu kamar. Nilai ini dapat diketahui dari tabel (misalnya yang terdapat dalam HandBook of Phisics and Chemistry). Massa udara tersebut di atas dapat dihitung dengan mengasumsikan bahwa tekanan parsial udara yang tidak dapat masuk tadi sama dengan tekanan uap cairan pada suhu kamar, dengan faktor koreksi : log P = (6,90328-1163,03)/(227,4 + t)
dimana , P = Tekanan uap (mmHg) t = suhu kamar (0C) 2
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, maka dapat diperoleh nilai berat molekulnya yang lebih tepat.
II. Alat dan Bahan
Tabel 1. Alat yang digunakan dalam praktikum No.
Nama alat
Ukuran
Jumlah
1
Labu erlenmeyer
150 mL
1 buah
2
Gelas kimia
600 mL
1 buah
3
Pipet tetes
-
2 buah
4
Karet gelang
-
2 buah
5
Jarum
-
1 buah
6
Neraca analitik
-
1 buah
7
Desikator
-
1 buah
8
Gelas kimia
50 mL
1 buah
9
Gelas ukur
5 mL
1 buah
10
Thermometer
100oC
1 buah
Tabel 2. Bahan yang digunakan untuk praktikum No.
Nama bahan
Konsentrasi
Jumlah
1
Aluminium foil
-
secukupnya
2
Cairan volatile (CHCl3)
-
5 mL
3
Sampel unknown
4
Air
5 mL -
secukupnya
III. Prosedur Kerja dan Hasil Pengamatan
Tabel 3. Prosedur dan hasil pengamatan praktikum No.
1
Prosedur kerja
Hasil pengamatan
- Diambil sebuah labu erlenmeyer yang
bersih
dan
kering
kemudian labu tersebut ditutup dengan
menggunakan 3
aluminium foil. - Tutup
dikencangkan
dengan
menggunakan karet gelang.
2
- Labu
erlenmeyer
ditimbang
beserta aluminium foil dan karet gelang tersebut menggunakan neraca analitik.
3
- 5 mL cairan volatil dimasukkan ke
dalam
labu
Erlenmeyer.
Cairan volatile yang digunakan adalah kloroform dan sampel unknown
- Labu kembali
erlenmeyer
ditutup
dengan menggunakan
aluminium foil hingga rapat sehingga tutup ini bersifat kedap gas. - Sebuah lubang dibuat dengan jarum pada aluminium foil agar uap
dapat
keluar
saat
pemanasan. 4
- Labu
erlenmeyer
direndam
dalam penangas air bersuhu ± 1000C hingga air ± 1 cm di bawah aluminium foil.
- Labu
erlenmeyer
tersebut
dibiarkan dalam penangas air
4
sampai
semua
cairan
volatil
menguap.
- Suhu dari penangas air dicatat 5
- Setelah semua cairan volatile menguap, labu diangkat dari penangas. - Air yang terdapat pada bagian luar dikeringkan dengan lap. - Labu erlenmeyer ditempatkan pada
desikator
untuk
mendinginkannya. Udara akan masuk kembali ke dalam labu erlenmeyer melalui lubang kecil tadi dan uap cairan volatil yang terdapat dalam labu erlenmeyer akan
kembali
mengembun
menjadi cairan 6
- Labu erlenmeyer yang telah dingin
ditimbang
menggunakan
dengan
neraca
analitik
(tutup aluminium foil dan karet gelang tidak boleh dilepaskan sebelum
labu
erlenmeyer
labu
Erlenmeyer
ditimbang) 7
- Volume
ditentukan dengan jalan mengisi labu
erlenmeyer
dengan
air
sampai penuh dan massa air yang
terdapat
dalam
labu
diukur. - Suhu air yang terdapat dalam
5
labu Erlenmeyer diukur. - Volume air bisa diketahui, bila massa jenis air pada suhu air dalam labu erlenmeyer diketahui dengan menggunakan rumus ρ = m/v
8
- Tekanan udara diukur dengan menggunakan barometer.
Hasil percobaan Yang diamati
Hasil
Massa labu Erlenmeyer, aluminium foil, karet gelang dan cairan X
6
Massa labu Erlenmeyer, aluminium foil dan karet gelang Massa cairan X Massa labu Erlenmeyer dan air Massa labu Erlenmeyer Massa air Suhu air yang terdapat dalam labu Erlenmeyer Suhu penangas air Tekanan atmosfer
Pengampu I
Pengampu II
…………………………
…………………………..
7
