ACARA IV PENENTUAN TETAPAN GAS DAN VOLUME MOLAR OKSIGEN
A. PELAKSAN PELAKSANAAN AAN PRAKTIK PRAKTIKUM UM 1. Tujuan Tujuan
Praktikum Praktikum
: a. Untuk mempelajari cara penentuan tetapan
gas dan volume molar oksigen. b. Untuk Untuk mem mempela pelaja jari ri
huk hukum-h um-huk ukum um
gas, gas,
seperti Hukum Boyle Boyle,, harl harles, es, !ay-" !ay-"uss ussac, ac, #alton #alton tentan tentang g tekanan parsial, dan Hukum $vogadro. %. &aktu Praktik Praktikum: um: 'umat, 'umat, () *ovember *ovember %+() . Tempat empat Praktik Praktikum um : "aborato "aboratorium rium imia #asar, #asar, "antai "antai , /akultas akultas 0ate 0atem matik atika a dan lmu lmu Penge engeta tah huan uan $lam $lam,, Universitas 0ataram. B. LANDAS LANDASAN AN TEORI TEORI
Pada tekana tekanan n dan suhu suhu terten tertentu, tu, semua semua 1at berupa berupa salah salah satu satu bentuk dari tiga 2ujud materi: padat, cair, atau gas. 3i4at-si4at 5sik suat su atu u 1at 1at seri sering ng ter tergant gantun ung g dari dari 2uju 2ujudn dnya ya.. 3i4a 3i4att gas gas jauh jauh lebi lebih h sederhana dibandingkan dengan si4at cairan atau padatan. !erakan mole molek kul sang sangat at acak acak,, dan dan gaya gaya-g -gay aya a anta antarr molek molekul ul sang sangat at kecil ecil,, sehingga masing-masing molekul dapat bergerak dengan bebas dan tidak tidak dipeng dipengaru aruhi hi oleh oleh molek molekul ul tetang tetanggan ganya. ya. Tingk Tingkah ah laku laku gas jika jika terjadi perubahan suhu dan tekanan diatur oleh hukum-hukum yang lebih sederhana dibanding dengan hukum-hukum yang berlaku pada cairan dan padatan 6Pur2oko, %++7 : (8. Hukum harless-!ay "ussac, hukum ini dinyatakan oleh $le9ander harl harless ess 6(+8 6(+8 seoran seorang g ahli ahli kimia kimia dari dari Pranc Prancis is yang yang tertar tertarik ik pada pada 2akt 2aktu u pana panas. s. #ia #ia memp mempel elaj ajar arii peng pengar aruh uh su suhu hu yang yang diub diubah ah-u -uba bah h ter terhada hadap p volu volume me pada pada tek tekanan anan teta tetap. p. #ari #ari data data per percoba cobaan an,, ia mendapatkan hubungan yang dikenal dengan Hukum harless, ;Pada (+<
tekanan tetap, volume suatu gas berbanding lurus dengan suhu mutlaknya=. 3ecara matematis, dirumuskan sebagai berikut: 6>a1id, %++< : ((8. V =k T
Berdasarkan hasil penyelidikan Boyle, harles, dan !ay-"ussac, $medeo $vogadro mengajukan hipotesis bah2a pada suhu dan tekanan sama semua gas mangandung jumlah molekul 6atau atom8 yang sama, sehingga ∝
?
¿
? 'umlah
mol
ditunjukkan
oleh
n k n n
dan
67.78 k
adalah
konstanta
proporsionalitas. Persamaan 67.78 merupakan rumus matematis dari pernyataan $vogadro, yang berbunyi, ;Pada tekanan dan suhu tetap, volume gas proporsional dengan jumlah mol= 6Pur2oko, %++7 : (@8. 3emua hukum gas yang dijelaskan sejauh ini hanya berlaku untuk gas yang jumlahnya tertentu. 'ika ada gas yang dihasilkan selama reaksi kimia atau ada beberapa bagian gas yang hilang selama terjadinya proses reaksi, hukum-hukum gas ini tidak dapat diterapkan. Hukum gas ideal berlaku untuk semua jenis gas. Persamaannya adalah: PV T
¿ k ( konstan)
'ika jumlah mol gas ditingkatkan pada suhu dan tekanan tetap, volumenya harus meningkat pula. 0aka dapat disimpulkan bah2a tetapan k dapat dianggap sebagai hasil kali dua buah konstanta, yang salah satunya melambangkan jumlah mol gas. emudian didapatkan persamaan: PV T
= nR
atau
PV= nRT
(+7
di mana n adalah jumlah mol molekul gas dan A adalah tetapan baru yang berlaku untuk semua jenis gas. A +.+C%( ".atmD6mol.8. persamaan ini dikenal sebagai hukum gas ideal 6!oldberg, %++) : @8. !as yang mengikuti hukum Boyle dan hukum harles, yakni hukum gas ideal, disebut gas ideal. *amun, didapatkan bah2a gas yang dijumpai, yakni gas nyata, tidak secara ketat mengikuti hukum gas ideal. 3emakin rendah tekanan gas pada temperatur tetap, semakin kecil deviasinya dan perilaku ideal. 3emakin tinggi tekanan gas atau dengan kata lain semakin kecil jarak intermolekulnya, semakin besar deviasinya. Paling tidak ada dua alasan yang menjelaskan ini. Pertama, de5nisi temperatur absolut didasarkan asumsi bah2a volume gas real sangat kecil, sehingga bisa diabaikan. 0olekul gas pasti memiliki volume nyata 2alaupun mungkin sangat kecil. 3elain itu, ketika jarak antar molekul semakin kecil, beberapa jenis interaksi antar molekul akan muncul 6Takeuchi, %++7 : (((8. #ari persamaan gas ideal, P? nAT, dapat diketahui bah2a untuk ( mol 6n(8 gas
PV / RT
sama dengan (, pada tekanan berapapun.
Hasil percobaan pada gas nyata menunjukkan bah2a hanya berlaku pada tekanan yang relative rendah 6
PV / RT ≤5 atm
(
8. Pada
tekanan yang lebih tinggi dari < atm terjadi penyimpangan yang cukup signi5kan. !aya tarik antar molekul terjadi pada jarak yang relative dekat. Eleh karena itu, pada tekanan atmos4er, gaya tarik dapat diabaikan sebab molekul-molekul gas saling berjauhan. 3ebaiknya pada tekanan tinggi, jarak antar molekul lebih kecil dan gaya tariknya menjadi cukup signi5kan, sehingga tidak bersi4at ideal lagi. $danya gaya tarik-menarik antar molekul gas menyebabkan tekanan yang ditimbulkan
oleh
gas
menjadi
lebih
kecil
disbanding
dengan
seandainya gas tersebut bersi4at ideal. Tekanan gas ideal 6Pideal8 menurut ?an der &aals berhubungan dengan tekanan riil 6Priil8. Hasil dari percobaannya sebagai berikut: Pideal Priil
F
an% (+
?%
hasil percobaan
4aktor koreksi
#engan dua 4aktor koreksi pada persamaan gas menjadi:
(
2
an P+ 2 V
)(
V-nb ) =nRT
67.(%8
Persamaan 7.(% lebih dikenal sebagai persamaan ?an der &aals. Tetapan ?an der &aals a dan b dipilihDdihitung untuk masing-masing gas,
sehingga
memberikan
kesesuaian
yang
terbentuk
antara
persamaan dengan hasil percobaan 6Pur2oko. %++7 : ()@8.
C. ALAT DAN BAHAN PRAKTIKUM
(. $lat-alat Praktikum a. #ongkrak b. Grlenmeyer %<+ ml c. !elas arloji d. !elas ukur <+ ml e. lem 4. "abu alas datar <++ ml g. "ap h. Pembakar spiritus i. Pipa j. 3elang k. 3patula l. 3tati4 m. Tabung reaksi n. Termometer o. Timbangan analitik %. Bahan-bahan Praktikum a. $uades 6H%E6l88 b. alium klorat 6lE6s88 c. orek api d. 0angan 68 oksida 60nE%6s88 e. Tissue D. PROSEDUR PERCOBAAN
(. #itimbang satu tabung reaksi yang bersih dan kering, lalu dicatat hasilnya. %. #itimbang campuran lE dan 0nE% hingga massanya (,% gram. . #imasukkan campuran lE dan 0nE% ke dalam tabung reaksi. ). #imasukkan auades ke dalam labu alas datar setengah penuh. (+C
<. #ipasang selang untuk menghubungkan labu alas datar dengan erlenmeyer. 7. #imasukkan air ke dalam selang penghubung dengan cara ditiup dari pipa yang akan dihubungkan dengan tabung reaksi. #itiup hingga tidak ada gelembung udara. . 'ika sudah tidak ada gelembung, selang penghubung dijepit dengan klem. C. #ibuang auades yang masuk ke erlenmeyer ketika ujung pipa ditiup, lalu erlenmeyer dipasang kembali. @. #ipasang tabung reaksi yang berisi campuran lE dan 0nE% pada ujung pipa. (+. #ipanaskan tabung reaksi menggunakan pembakar spiritus dengan
cara
digerakkan
agar
reaksi
dalam
tabung
reaksi
berlangsung sempurna. ((. #ibuka klem sedikit agar auades dapat masuk ke erlenmeyer selama tabung reaksi dipanaskan. (%. 'ika auades berhenti menetes ke erlenmeyer, klem ditutup lalu pembakar spiritus dipadamkan. (. #icatat suhu gas dalam labu alas datar pada termometer. (). Grlenmeyer dipindahkan, lalu auades dituang ke dalam gelas ukur. (<. #ihitung volume auades dalam gelas ukur. (7. Tabung reaksi dan isinya ditimbang kembali, lalu dicatat hasilnya. E. HASIL PENGAMATAN NO PROSEDUR PERCOBAAN
HASIL PENGAMATAN
.
(.
Tabung
reaksi
dan
kering
menggunakan %.
yang
kosong 0assa tabung reaksi kosong
ditimbang adalah (%,)) gram. timbangan
analitik yang sudah dikalibrasi. #itimbang campuran 0assa •
lED0nE%
lED0nE% adalah
menggunakan
(,% gram. a2al timbangan analitik yang sudah &arna adalah abu. dikalibrasi hingga massanya •
.
lED0nE%
(,% gram. "abu alas datar diisi auades (+@
setengah penuh. ). a. #ipasang selang
untuk
menghubungkan labu alas datar dengan erlenmeyer. b. #itiup pipa yang akan dihubungkan dengan tabung reaksi
untuk
memasukkan
air ke dalam selang. c. lem dibuka sampai gelembung ditutup. <. a. #ipasang
hilang tabung
lalu reaksi lED0nE%
setelah
yang berisi lED0nE% pada dipanaskan ber2arna hitam pipa. b. #ipanaskan
pekat. tabung
menggunakan spiritus
reaksi
pembakar
dengan
cara
digerakkan. c. 3etelah ada uap pada labu, klem dibuka sedikit sampai air menetes. 7. a. #icatat suhu gas dalam labu T alas datar pada termometer. b. #iukur volume auades di ? dalam .
¿
(o
=78 ml
erlenmeyer
menggunakan gelas ukur. #itimbang padatan sisa reaksi 0assa tabung reaksi dengan pembakaran
menggunakan lED0nE%
adalah
(,)
timbangan analitik yang sudah gram. dikalibrasi. F. ANALISIS DATA
(. !ambar alat penentu volume molar oksigen
((+
eterangan gambar dan 4ungsinya: (. "abu alas datar Ber4ungsi sebagai
2adah
pemanasan tabung reaksi. %. Grlenmeyer Ber4ungsi sebagai 2adah
penyimpanan
penyimpanan
auades
auades
selama
hasil
pemanasan tabung reaksi. . Tabung reaksi Ber4ungsi sebagai 2adah penyimpanan campuran lE dan 0nE% yang dipanaskan. ). Pembakar spiritus Ber4ungsi sebagai pembakar untuk memanaskan tabung reaksi dan isinya. <. 3elang Ber4ungsi sebagai penyalur untuk menyalurkan auades yang terdesak oleh E% ke erlenmeyer. 7. Termometer Ber4ungsi sebagai pengukur untuk mengukur suhu yang ada di dalam labu alas datar. . lem Ber4ungsi untuk menjepit selang. C. 3tati4 Ber4ungsi untuk menyangga labu alas datar. @. #ongkrak Ber4ungsi untuk menyangga erlenmeyer. (+. Pipa Ber4ungsi untuk menyalurkan E% hasil dari pemanasan lE dan 2.
0nE%. Persamaan reaksi %lE6s8 0nE%6s8 %l6s8 F E%6g8
. Perhitungan a. 0assa tabung reaksi kosong
(%,)) gram (((
b. 0assa 6lE F 0nE%8 (,% gram c. 0assa tabung reaksi F massa 6lE F 0nE%8
(,7)
gram d. 0assa tabung reaksi F massa 6lE F 0nE%8 setelah dipanaskan a.
(,) gram 0assa E% c-d (,7) gram I (,) gram +,+ gram Massa O2
b. 0ol E%
Mr O 2
0,30 gram 32 gram /mol
+,++@ mol c. ?olume E% ?olume H%E 6"8 C ml C 9 (+- " d. 3uhu E% (o ( F % +) e. Penentuan tetapan gas a (,7+ "% atmDmol% b +,+(C "Dmol P ( atm Persamaan ?an der &aals
[
2
P+
an V
2
](
[
)
V-nb = nRT
an P+ 2 V R= nT
¿
[
2
](
V-nb )
2
1,30 1 atm +
L atm mol
2
( 0,00!37 mol )2 2
( 78 x 10−3 L )
]
(
−3
78 x 10
L −0,00!37 mol x 0"0318
0,00!37 mol x 30# K
¿
L mol
)[ =
0,07!23 atm $ 2,8#8#8 mol"%
¿ 0,02781 atm "Dmol 4. Penentuan volume moler oksigen P. ?m nAT ((%
1 atm +
1,
?m
nRT P 0,00!37 mol & 0,02781 atm $ / mol % & 30# % 1 atm
+,+@%% " g. Persentase E% dalam lE %lE6s8 0nE%6s8 %l6s8 F E%6g8 %o'()s)'n %*lO3
a. 0ol lE
%o'()s)'nO 2
2 & 0,00!37 mol 3
9 mol E%
0,0187# mol 3
7,%)77 9 (+- mol b. 0assa lE mol lE 9 0r lE 7,%)77 9 (+- mol 9 (%%,< gramDmol +,7<%% gram massa O 2
JE%
massa %*lO3
0,30 gram 0,7522 gram
x 100
9 (++J
@,%+))(J G. PEMBAHASAN
?olume molar adalah volume ( mol gas, pada suhu dan tekanan yang
sama,
gas-gas
yang
memiliki
volume
yang
sama
akan
mengandung jumlah molekul yang sama pula. $rtinya, pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas dengan jumlah molekul yang sama akan mempunyai volume yang sama pula. arena ( mol setiap gas mempunyai jumlah molekul yang sama, yaitu 7,+% 9 (+% molekul, maka pada suhu dan tekanan yang sama, ( mol setiap gas mempunyai volume yang sama. 'adi, pada suhu dan tekanan yang sama, volume gas hanya bergantung pada jumlah molnya.oksigen adalah unsur ketiga
terbanyak
yang
ditemukan
berlimpah
di
matahari
dan
memainkan peranan penting dalam siklus karbon-nitrogen. Eksigen memiliki nomor atom C dengan massa atom (<,@@@ gramDmol atau ((
biasa dibulatkan menjadi (7 gram.mol. titik leburnya adalah -%(@o dan titik didihnya adalah -(Co. Eksigen dalam kondisi tereksitasi memberikan 2arna merah terang dan kuning-hijau pada $uroraBorealis, sedangkan 2arna oksigen cair adalah biru langit. !as oksigen biasanya terdapat dalam bentuk molekul diatomik dan ada juga dalam bentuk triatomik. !as memiliki si4at 5sik, seperti volume dan bentuknya yang mengikuti 2adah, 2ujud yang paling dapat dimampatkan, dapat bercampur secara sempurna dalam satu 2adah, dan kerapatannya paling rendah. Pada praktikum ini memilik tujuan untuk menentukan tetapan gas dan volume molar oksigen dan untuk mempelajari hukumhukum gas. Hukum-hukum gas meliputi Hukum Boyle, Hukum harles, !ay-"ussac, #alton tentang tekanan parsial, dan Hukum $vogadro. Hukum gas ideal merupakan hukum yang berlaku untuk semua jenis gas. Persamaan gas ideal adalah: P? nAT di mana besarnya tetapan A +,+C%< " atmDmol . Untuk
mendapatkan
volume
molar
E%
digunakan
metode
pendesakan air oleh gas yang terbentuk pada saat reaksi berlangsung. Proses yang dilakukan adalah dengan memanaskan bubuk alium klorat 6lE8 dengan katalis 0nE%6s8 yang keduanya a2alnya ber2arna abu-abu. /ungsi katalisator adalah untuk memperbesar kecepatan reaksinya dengan jalan memperkecil energi pengakti4an suatu reaksi dan dibentuknya tahap-tahap yang baru. #engan menurunnya energi pengakti4an, maka pada suhu yang sama, reaksi dapat berlangsung lebih cepat. Persamaan reaksinya adalah: 0nE%6s8 %l86s8 %l6s8 F E%6g8 Pada percobaan ini, digunakan tabung reaksi yang bersih dan kering dengan tujuan agar tidak ada 1at-1at yang lain yang dapat mempengaruhi reaksi. 3aat gelembung gas dimasukkan ke air 6ditiup8, gelembung-gelembung
akan
keluar.
#an
pada
saat
dilakukan
pemanasan, oksigen yang terbentuk dari penguraian lE6s8 akan mengisi labu alas datar dan mendesak air keluar dari labu alas datar, karena adanya tekanan yang diberikan oleh oksigen, sehingga air akan (()
terdesak keluar menuju erlenmeyer. ?olume yang tertampung pada erlenmeyer sebanding dengan volume molar gas oksigen. ?olume yang diperoleh adalah sebanyak C ml atau C 9 (+- ". 3etelah dilakukan perhitungan, volume molar oksigen yang diperoleh adalah +,+@%% ". 'ika ada gelembung udara di dalam selang, maka air yang akan menetes akan semakin sedikit. 3etelah terjadi pembakaran, 2arna pada campuran lE6s8 dan 0nE%6s8 berubah menjadi hitam pekat. Hal ini disebabkan karena pemanasan oleh spiritus menyebabkan lE6s8 menguap, sehingga 2arna campuran lE6s8 dan 0nE%6s8 berubah menjadi hitam pekat mengikuti 2arna 0nE%6s8 sebagai katalisatornya. #alam menentukan tetapan gas digunakan persamaan ?an der &aals. *ilai tetapan A +,+C%< " atmDmol , tetapi perhitungan kami menunjukkan angka +,+%C( atm "Dmol . perhitungan yang diperoleh sangat berbeda dari tetapan seharusnya. Hal ini disebabkan karena adanya 4aktor ;human error=,
yaitu
ketidaktelitian
praktikan
dalam
membaca
hasil
pengukuran dan sebenarnya air belum selesai menetes dan suhunya yang seharusnya %o menjadi (o. #iperoleh juga persentase oksigen, yaitu @,%+))(J.
H. KESIMPULAN
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bah2a: a. Penentuan
volume
molar
oksigen
dilakukan
dengan
cara
pendesakan air oleh gas oksigen. ?olume oksigen yang diperoleh sebanding dengan volume air pada erlenmeyer dan didapatkan volume molar oksigen, ?m +,+@%% ". sedangkan tetapan gasnya adalah +,+%C( atm "Dmol yang berbeda jauh dari tetapan yang seharusnya. 3elain itu, diperoleh juga J E%, yaitu @,%+))(J. b. Hukum-hukum gas, seperti Boyle, !ay-"ussac, $vogadro, dan ?an der &aals dapat diaplikasikan melalui percobaan ini. Hal-hal yang mempengaruhinya adalah tekanan, suhu, volume, molaritas, dan massa.
((<
DAFTAR PUSTAKA !oldberg, #avid G. %++). Kimia untuk Pemula. 'akarta: Grlangga.
Pur2oko, $gus $bhi. %++7. Kimia Dasar Jilid 1. 0ataram: 0ataram University Press. Takeuchi, >ashito. %++7. Pengantar Kimia. Tokyo: 2anami 3hoten. >a1id, Gstien. %++<. Kimia Fisika untuk Paramedis. >ogyakarta: $n
((7
