LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA
PENENTUAN KERAPATAN DAN BOBOT JENIS
NAMA
: IMELDA SUNARYO
NIM
: H311 08 258
KELOMPOK
: IV (EMPAT)
HARI/TANG HARI/TANGGAL GAL PERC. PERC. : SENIN/15 SENIN/15 MARET MARET 2010 2010 ASISTEN
: TIUR MAULI
LABORATORIUM KIMIA FISIKA JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGEAHUAN ALAM UNIVERSITAS HASANUDDIN MAKASSAR 2010
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Latar Belakan Belakang g
Pengidenti Pengidentifikasi fikasian an suatu zat kimia dapat diketahui berdasarkan berdasarkan sifat-sifat yang yang khas khas dari dari zat tersebu tersebut. t. SifatSifat-sif sifat at terseb tersebut ut dapat dapat dibagi dibagi dalam dalam bebera beberapa pa bagia bagian n yang yang luas. luas. Salah Salah satuny satunyaa ialah ialah sifat sifat intens intensif if dan sifat sifat eksten ekstensif sif.. Sifat Sifat ekstensif adalah sifat yang tergantung dari ukuran sampel yang sedang diselidiki. Sedangkan sifat intensif adalah sifat yang tidak tergantung dari ukuran sampel. Kerapatan atau densitas merupakan salah satu dari sifat intensif. Dengan kata lain, kerapatan suatu zat tidak tergantung dari ukuran sampel. Kerapatan merupakan perbandingan antara massa dan volume dari suatu senyawa. Makin besar volume dan massa dari suatu senyawa, makin kecil kerapatannya. Begitu juga sebaliknya, makin kecil volume dan massa suatu senyawa, kerapatannya makin besar. Kebanyakan zat padat dan cairan mengembang sedikit bila dipanaskan dan menyus menyusut ut sediki sedikitt bila bila dipeng dipengaru aruhi hi penamb penambaha ahan n tekana tekanan n ekster eksternal nal.. Kerapat Kerapatan an kebanyakan zat padat dan cairan hampir tidak bergantung pada temperatur dan tekana tekanan. n. Sebalik Sebaliknya nya kerapa kerapatan tan gas sangat sangat bergan bergantun tung g pada pada temper temperatu aturr dan tekanan. Kerapatan gas diberikan pada kondisi standar (tekanan atmosfer pada ketinggian dan temperatur 0 0C). Kerapatan gas sangat kecil bila dibandingkan dengan kerapatan zat padat. Kerapatan dan bobot jenis dari tiap senyawa berbeda beda. beda. Berdas Berdasark arkan an pada pada teori teori ini, ini, maka maka dilaku dilakukan kanlah lah percob percobaan aan penent penentuan uan kerapatan dan bobot jenis beberapa larutan.
1.2 Maksud dan Tujuan Percobaan 1.2.1 Maksud Percobaan
Untuk mengetahui dan mempelajari cara pengukuran kerapatan dan bobot jenis suatu zat dengan menggunakan beberapa metode pengukuran.
1.2.2 Tujuan Percobaan
Untuk menentukan kerapatan dan gravitasi spesifik dari aquadest, metanol, dan gliserol dengan menggunakan neraca Wesphalt dan piknometer.
1.3 Prinsip percobaan
Mengukur dan menghitung kerapatan dan bobot jenis beberapa zat yaitu akuades, metanol dan gliserol dengan menggunakan neraca Wesphalt dan piknometer kemudian membandingkannya dengan nilai bobot jenis dan kerapatan secara teori.
1.4 Manfaat Percobaan
Pengukuran kerapatan dan bobot jenis suatu zat dapat bermanfaat untuk menentukan daya apung suatu zat dalam cairan serta dapat untuk menentukan kerapatan suatu zat lain dari zat yang telah diketahui kerapatannya melalui percobaan ini.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Volume gas akan berubah dengan adanya perubahan suhu dan tekanan. Karenanya, berat jenis gas juga akan berubah bila suhu dan tekanan berubah. Semakin tinggi tekanan suatu jumlah tertentu gas pada suhu yang konstan akan menyebabkan volume menjadi semakin kecil dan akibatnya berat jenis akan semakin besar (Bird, 1993). The density of water is 1.00 g/ml at 4 oC. The metric system of measuring liquid density is based on this number. When comparing the density of liquids, generally they can be compared to water. This makes it easier to figure out whether liquids will mix or not, since two liquids of very different densities don’t usually combine. There are exceptions. Very dense ionic solutions like salt water will dissolve in water since both are polar. Oil which is non-polar will not dissolve in water even if the densities were close to each other. Their failure to mix is due to their properties, rather than density. For example, the densities of mercury (13.5 g/ml) and water (1.0 g/ml) are very different relative to each other. This relative density difference (sometimes called specific gravity) causes mercury to sink to the bottom of a container filled with water. Relative density (specific gravity) is the ratio of the density of a sample at 20 oC divided by the density of water at 4 oC (Williams, 2003). Kerapatan air adalah 1,00 g/ml pada 4 oC. Sistem perhitungan untuk kerapatan larutan didasari pada nilai ini. Untuk menghitung nilai kerapatan suatu larutan, umumnya larutan itu dibandingkan dengan air. Hal ini memudahkan
untuk melihat apakah suatu larutan akan bercampur atau tidak, karena dua larutan dengan kerapatan yang sangat berbeda biasanya tidak dapat bercampur. Terdapat pengecualian, dimana larutan ionik seperti larutan garam akan larut dalam air karena keduanya bersifat polar. Minyak yang nonpolar tidak dapat larut dalam air meskipun kerapatan keduanya tidak jauh berbeda. Keduanya gagal dicampurkan lebih disebabkan oleh sifat tersebut, dibandingkan dengan kerapatannya. Contoh, kerapatan merkuri (13,5 g/ml) dan air (1,0 g/ml) relatif berbeda. Perbedaan kerapatan relatif ini (kadang disebut Gravitas Spesifik) menyebabkan merkuri terbenam di dasar wadah yang berisi air. Kerapatan relatif (gravitas spesifik) adalah rasio dari kerapatan sampel pada 20 oC dibagi dengan kerapatan air pada 4 oC (Williams, 2003). Rapatan yang merupakan perbandingan antara massa dan volume adalah sifat intensif. Sifat-sifat intensif umumnya dipilih oleh para ilmuwan untuk pekerjaan ilmiah karena tidak tergantung pada jumlah bahan yang sedang diteliti. Karena volume berubah menurut suhu sedangkan massa tetap, maka rapatan merupakan fungsi suhu (Petrucci, 1999). Bobot jenis suatu zat menurut definisi lama adalah bilangan yang menyatakan berapa gram bobot 1 cm 3 suatu zat atau berapa kg bobot 1 dm 3 air pada suhu 4 0C. Jadi, bilangan yang menyatakan berapa kali bobot 1 dm 3 suatu zat dengan bobot 1 dm 3 air pada suhu 4 0C disebut juga bobot jenis (Taba dkk., 2010). Bobot jenis, dalam praktek, ditentukan dengan cara membandingkan bobot zat pada volume tertentu dengan bobot air pada volume yang sama pada suhu kamar (t 0C) sehingga bobot jenis menurut defenisi lama disebut kerapatan atau densitas (d) yang didefinisikan sebagai (Taba dkk., 2010):
bobot sejumlah
volume suatu zat pada t 0C
bobot sejumlah volume air pada
D=
4
0
C
Dalam industri kimia, pengukuran gravitasi spesifik dinyatakan dalam bilangan – bilangan tertentu seperti (Taba dkk, 2010): 1. Dalam industri soda digunakan derajat twadel (0Tw) 2. Dalam industri asam sulfat digunakan derajat Baume (0Be) 140 0
Be = 130 - S q
(bila Sg larutan > Sg air)
145 0
Be = S q
- 130 (bila Sg larutan < Sg air)
3. Dalam industri minyak digunakan derajat API (0API) 0
141
API = S - 131,5 q
4. Dalam industri gula digunakan derajat Brix (0Brix) 0
Brix =
400
S q
- 400
Bila kerapatan suatu benda lebih besar daripada kerapatan air maka benda akan tenggelam dalam air. Bila kerapatan lebih kecil maka benda akan mengapung. Untuk benda-benda yang mengapung bagian volume sebuah benda tercelup ke dalam cairan. Walaupun kebanyakan zat padat dan cairan mengembang sedikit bila dipanaskan dan menyusut sedikit bila dipengaruhi pertambahan eksternal, perubahan dalam volume ini relatif kecil sehingga dapat dikatakan bahwa kerapatan kebanyakan berasal dari zat padat dan cairan hampir tidak bergantung pada temperatur dan tekanan. Sebaliknya kerapatan gas sangat bergantung pada temperatur dan tekanan, sehingga tekanan dan temperatur harus dinyatakan bila memberikan kerapatan gas (Tipler, 1998).
Untuk menentukan atau mengukur bobot jenis suatu zat
dapat
menggunakan alat seperti aerometer, neraca Wesphalt dan piknometer (Taba dkk, 2010). Berat jenis suatu benda adalah massa jenis benda dibagi dengan massa jenis standar. Massa jenis udara dipakai sebagai massa jenis standar untuk keadaan gas. Massa jenis air dipakai sebagai patokan untuk benda cair dan benda padat. Jadi, berat jenis hanyalah suatu perbandingan dari massa jenis suatu benda terhadap massa jenis substansi standar (Bresnick, 2002).
BAB III
METODE PERCOBAAN
3.1 Bahan
Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah akuades, metanol, gliserol, dan tissue roll.
3.2 Alat
Alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah 1 set neraca Wesphalt, piknometer 25 mL, neraca analitik, termometer 100oC, gelas kimia 250 ml, gelas kimia 100 mL, dan labu semprot.
3.3 Prosedur Kerja
A. Penentuan kerapatan dan bobot jenis dengan neraca Westpalt Neraca dirangkai. Diisi gelas ukur dengan akuades sampai batas skala atas. Diukur suhu akuades, lalu dicatat. Penyelam dimasukkan ke dalam gelas ukur yang berisi akuades. Anting diletakkan pada skala lengan tunggal sedemikian rupa hingga neraca Westphalt seimbang. Dibaca skala pada anting, dimulai dari anting yang terbesar hingga terkecil. Isi dari gelas ukur diganti berturut-turut dengan metanol dan gliserol, dan dilakukan pengerjaan yang sama seperti di atas. Penyelam dan gelas ukur dibersihkan dan dikeringkan.
B. Penentuan kerapatan dan bobot jenis dengan Piknometer Piknometer yang telah bersih dan kering ditimbang kosong. Piknometer diisi dengan akuades sampai penuh, kemudian ditutup dengan penutup yang memiliki termometer. Diukur suhu akuades dalam piknometer, dan dicatat. Piknometer yang berisi air, dibersihkan bagian luarnya dengan tissue, ditimbang dan dicatat
bobotnya. Piknometer dibersihkan dan dikeringkan lalu diisi dengan metanol kemudian dengan gliserol dengan pengerjaan yang sama seperti pada akuades.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengamatan Tabel 1. Neraca Wesphalt
Pembacaan Skala No
Contoh
Ia
IIa
IIb
IV
Suhu (oC)
1.
Akuades
9
8
8
9
30,4
1,0609
2.
Metanol
7
6
8
9
30
0,8409
3.
Gliserol
9
9
9
9
30,5
1,0809
Tabel 2. Piknometer
No
Contoh
.
Pik. Kosong
Pik. Kosong +
Bobot
Suhu
contoh (g) 62,8255
Contoh 21,7561
(oC) 30
1.
Akuades
(g) 41,0694
2.
Metanol
41,0694
58,2142
11,1448
28,6
3.
Gliserol
41,0694
63,5031
22,4337
31
4.2 Perhitungan 4.2.1 Neraca Westphalt a. Akuades
Berat anting yang digunakan : Berat anting
I : 9 x 0,1 g = 0,9 g
IIa : 8 x 0,01 g = 0,08 g IIb : 8 x 0,01 g = 0,08 g IV : 9 x 0,0001 = 0,0009 g = 1,0609 (30,4 oC) = 0,9955 g/cm 3 =
x
(30,4 oC)
= 1,0609 x 0,9955 g/cm 3 = 1,0561 g/cm 3 b. Metanol
Berat anting yang digunakan : Berat anting
I : 7 x 0,1 g = 0,7 g IIa : 6 x 0,01 g = 0,06 g IIb : 8 x 0,01 g = 0,08 g IV : 9 x 0,0001 = 0,0009 g = 0,8409 (30 oC) = 0,9957 g/cm 3 =
x
(30 oC)
= 0,8409 x 0,9957 g/cm 3 = 0,8373 g/cm3
c. Gliserol
Berat anting yang digunakan : Berat anting
I : 9 x 0,1 g = 0,9 g
IIa : 9 x 0,01 g = 0,09 g IIb : 9 x 0,01 g = 0,09 g IV : 9 x 0,0001 = 0,0009 g = 1,0809 (30,5 oC) = 0,9955 g/cm 3 =
x
(30,5 oC)
= 1,0809 x 0,9955 g/cm 3 = 1,0760 g/cm 3
4.2.2 Piknometer a. Akuades
Bobot piknometer + akuades = 62,8255 gram Bobot piknometer kosong
= 41,0694 gram_ _
Bobot akuades
= 21,7561 gram
Bobot akuades =
21,7561 gram =
Bobot akuades Dik
= 1 21,7561 gram
(30 oC ) = 0,9956 g/cm 3 =
x
= 1 x 0,9956 g/cm 3 = 0,9956 g/cm 3
b. Metanol
Bobot piknometer + metanol
= 57,3762 gram
Bobot piknometer kosong
= 41,0694 gram_ _
Bobot metanol
= 17,1448 gram
Bobot metanol =
17,1448 gram =
= 0,7880
Bobot akuades
21,7561 gram
(28,6 oC) = 0,9961 g/cm 3
Dik
=
x
= 0,5123 x 0,9961 g/cm 3 = 0,5103 g/cm 3
c. Gliserol
Bobot piknometer + gliserol = 63,5031 gram Bobot piknometer kosong
= 41,0694 gram___ _
Bobot akuades
= 22,4337 gram
Bobot gliserol =
22,4337 gram =
Bobot akuades
= 1,0311 21,7561 gram
(31 oC) = 1,0244 g/cm3
Dik
=
x
= 1,0311 x 1,0244 g/cm 3 = 1,0562 g/cm 3 4.3 Pembahasan
Pada percobaan ini, penentuan kerapatan dan bobot jenis dilakukan melalui dua metode pengukuran, yaitu pengukuran dengan neraca Wesphalt dan pengukuran dengan piknometer. Sampel yang digunakan ialah aquades, metanol, dan gliserol.
Pengukuran dengan neraca Wesphalt,
sebelum
digunakan
lengan
timbangan harus diatur sedemikian rupa agar seimbang. Penyeimbangan lengan neraca dilakukan saat neraca telah siap digunakan, namun tanpa adanya sampel maupun anting pada lengan neraca. Hal ini digunakan agar pada saat suatu sampel diukur dengan neraca ini, hasilnya dapat sesuai dengan bobot jenis sampel yang sebenarnya. Penyelam diatur sedemikian sehingga tidak menyentuh dinding gelas ukur dan jaraknya 2 cm dari permukaan cairan. Setelah digunakan, penyelam harus dibersihkan dalam keadaan kering karena akan mempengaruhi bobot contoh yang akan ditimbang selanjutnya. Adapun pengukuran dengan menggunakan neraca Wesphalt menggunakan anting dengan skala sebagai berikut: Anting I = 0,1 gram Anting IIb = 0,01 gram Anting IIa = 0,01 gram Anting IV = 0,0001 gram Pengukuran dengan menggunakan piknometer, sebelum digunakan harus dibersihkan dan dikeringkan hingga tidak ada sedikitpun titik air di dalamnya. Hal ini bertujuan untuk memperoleh bobot kosong dari alat. Jika masih terdapat titik air di dalamnya, dapat mempengaruhi hasil yang diperoleh. Pada pengisiannya dengan sampel, harus diperhatikan baik-baik agar di dalam alat tidak terdapat gelembung udara, sebab akan mengurangi bobot sampel yang akan diperoleh. Alat piknometer yang digunakan telah dilengkapi dengan termometer, sehingga langsung dapat diketahui suhu sampel tersebut. Sama halnya pada neraca Wesphalt, sebelum piknometer digunakan untuk sampel berikutnya, alat tersebut
harus dibilas terlebih dahulu dengan sampel yang akan dimasukkan untuk mencegah pengaruh dari sampel sebelumnya terhadap hasil yang diperoleh. Pada sampel yang mudah menguap seperti metanol, pengukuran harus segera dilakukan ketika piknometer telah diisi sampel, sebab sampel akan terus berkurang bobotnya dalam piknometer. Dari percobaan yang telah dilakukan, dengan metode neraca Wesphalt diperoleh hasil sebagai berikut: akuades memiliki kerapatan 1,0561 g/cm 3 dan bobot jenis 1,0609 ; metanol memiliki kerapatan 0,8372 g/cm3 dan bobot jenis 0,8409 ; dan gliserol memiliki kerapatan 1,0760 g/cm3 dan bobot jenis 1,0809. Sedangkan dengan metode piknometer diperoleh hasil sebagai berikut: akuades memiliki kerapatan 0,9956 g/cm 3 dan bobot jenis 1 ; metanol memiliki kerapatan 0,5103 g/cm 3 dan bobot jenis 0,9961 ; dan gliserol memiliki kerapatan
1,0562
g/cm3 dan bobot jenis 1,0311. Sedangkan jika dibandingkan dengan teori, gliserol memiliki kerapatan 1,1261 g/cm3 pada suhu 25 oC, metanol memiliki kerapatan 0,7913 g/cm3 pada suhu 20 oC, dan air memiliki kerapatan 1,0000 g.cm -3 pada suhu 4 oC. Dari hasil yang diperoleh terlihat perbedaan antara nilai yang didapatkan pada saat praktek baik menggunakan neraca Wesphalt maupun piknometer dengan nilai secara teoritis. Hal ini mungkin disebabkan kesalahan dalam pengukuran seperti kesalahan dalam mengkalibrasi, pembacaan skala, kondisi neraca dan anting yang sudah tidak baik, piknometer yang tidak terlalu kering saat ditimbang dan sebagainya. Dilihat dari nilai bobot jenis dan kerapatan yang diperoleh dari pengukuran dengan piknometer dan neraca Wesphalt terlihat bahwa hasil yang
diperoleh pada neraca Wesphalt lebih mendekati dengan nilai pada teori sehingga dapat disimpulkan bahwa neraca Wesphalt lebih akurat daripada piknometer.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Setelah melakukan percobaan ini, dapat diambil kesimpulan yaitu dengan metode neraca Wesphalt, akuades memiliki kerapatan 1,0561 g/cm3 dan bobot jenis 1,0609 pada suhu 30,4 °C ; metanol memiliki kerapatan 0,8372 g/cm 3 dan bobot jenis 0,8409 pada suhu 30 °C ; dan gliserol memiliki kerapatan 1,0760 g/cm3 dan bobot jenis 1,0809 pada suhu 30,5 °C. Sedangkan dengan metode piknometer diperoleh hasil sebagai berikut: akuades memiliki kerapatan 0,9956 g/cm3 dan bobot jenis 1 pada suhu 30 °C ; metanol memiliki kerapatan 0,5103 g/cm3 dan bobot jenis 0,9961 pada suhu 28,6 °C ; dan gliserol memiliki kerapatan 1,0562 g/cm 3 dan bobot jenis 1,0311 pada suhu 31 °C.
5.2 Saran
Sebaiknya semua alat pengukuran yang ada dalam penuntun pada percobaan ini dilengkapi atau diperbaiki agar semua metode pengukuran dapat dilakukan. Adapun saran untuk asisten, tetap mempertahankan cara membimbing. Cara membimbingnya sudah baik.
DAFTAR PUSTAKA
Bird, T., 1993, Kimia Fisik untuk Universitas , PT Gramedia, Jakarta. Bresnick, S., 2002, Intisari Fisika, Hipokrates, Jakarta. Petrucci, R.H., 1999, Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern Jilid 1, Erlangga, Jakarta.
Taba, P., Zakir, M., dan Fauziah, S., 2010, Penuntun Praktikum Kimia Fisika, Universitas Hasanuddin, Makassar. Tipler, P.A., 1998, Fisika Untuk Sains dan Teknik Jilid 1, Erlangga, Jakarta. Williams, L.D., 2003, Chemistry Demystified , McGraw Hill, New York
LEMBAR PENGESAHAN
Makassar, 15 Maret 2010 Asisten
( TIUR MAULI)
Praktikan
(IMELDA SUNARYO)
