LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA DASAR I
VOLUME MOLAR GAS
OLEH
INTAN PARA'PAK
1408105036
KELOMPOK 2 B
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS UDAYANA
2014
VOLUME MOLAR GAS
TUJUAN
Menentukan volume relatif dari zat dalam wujud yang berbeda
DASAR TEORI
Zat
Zat secara umum dibagi menjadi tiga jenis antara lain zat padat, zat gas dan zat cair. Zat didefinisikan sebagai segala sesuatu yang mempunyai massa dan menempati ruang. Maksud dari menempati ruang disini adalah memiliki volume.
Zat Padat
Benda yang termasuk zat padat identik dengan bentuk dan volume yang tetap. Selain itu benda padat memiliki partikel dengan sifat-sifat berikut :
Partikel-partikel yang menempati posisi yang tetap, jika partikel zat padat menempati posisi yang teratur disebut kristal, dan jika zat padat menempati posisi yang tidak teratur, maka disebut amorf.
Gaya tarik-menarik antar partikel sangat kuat, dan
Gerakan partikel hanya berupa getaran di sekitar posisi tetapnya.
Karena gaya tarik antar partikel pada zat padat sangat kuat maka bentuk zat padat cenderung tetap bila tidak ada gaya atau reaksinya yang mempengaruhinya. Contoh zat padat adalah batu, kayu, dan besi.
Zat Cair
Gaya tarik antar partikel zat cair agak kuat artinya lebih lemah dibanding dengan gaya tarik pada partikel zat padat. Agak lemahnya gaya tarik ini mengakibatkan bentuk zat cair dapat berubah-ubah sesuai dengan tempatnya (wadahnya). Sehingga dapat diketahui partikel-partikel zat cair sebagai berikut.
Jarak antar partikel tetap dan agak berjauhan
Gaya tarik menarik antar partikel lemah dibandingkan zat padat
Gerakan partikel lebih lincah dari pada zat padat dan partikel dapat berpindah tempat
Jarak antar partikel yang tetap menyebabkan zat cair mempunyai volume yang tetap. Gerakan partikel yang lincah dan dapat berpindah posisi menyebabkan zat cair dapat mengalir yang menyebabkan bentuk zat cair selalu mengikuti bentuk wadahnya. Contoh zat cair antara lain adalah air, dan air raksa.
Zat Gas
Gas melakukan tekanan pada permukaan apapun ketika saling bersentuhan, karena molekul-molekul gas senantiasa dalam keadaan bergerak. Atmosfer yang mengelilingi bumi adalah campuran berbagai gas. Tekanan atmosfer adalah tekanan yang diberikan oleh atmosfer bumi.
Partikel-partikel zat gas memiliki sifat sebagai berikut :
Memiliki jarak partikel yang berubah ubah
Hampir tidak ada gaya tarik-menarik
Gerakan partikel sangat bebas dibandingkan zat padat dan cair
Sedangkan untuk sifat-sifat fisis dari semua gas yaitu :
Mempunyai volume dan bentuk menyerupai wadahnya.
Merupakan wujud materi yang mudah dimampatkan.
Akan segera bercampur secara merata dan sempurna jika ditempatkan pada wadah yang sama.
Gas memiliki sifat berbeda, gas tersebut dapat ditempatkan dalam tempat tertutup, tetapi kalau dimasukkan ke dalam tempat yang lebih besar dari volume semula, gas dapat mengisi tempat itu secara merata. Dimana gas mempunyai sifat-sifat khusus antara lain :
Peka terhadap perubahan temperature
Peka terhadap perubahan tekanan
Zat cair dan zat padat mempunyai sifat yang berlainan dengan gas dimana zat cair dan zat padat tidak peka terhadap perubahan tekanan dan sedikit sekali mempunyai kemampuan untuk mengisi tempat secara merata. Volume molar gas menyatakan volume 1 mol gas pada suhu dan tekanan tertentu. Jika pengukuran dilakukan pada suhu 00C dan tekanan 1 atm, volum molar gas disebut sebagai volume molar standar. Hal itu disebabkan keadaan suhu 00C dan tekanan 1 atm merupakan keadaan standar gas dan disingkat stp (standard temperature and pressure). Nilai sesungguhnya dari tekanan atmosfer tergantung pada letak, suhu, dan kondisi cuaca. Tekanan atmosfer di ukur dengan barometer yang merupakan alat yang paling lazim digunakan. Barometer sederhana terdiri dari tabung kaca panjang, yang salah satu ujungnya tertutup dan pipa diisi dengan merkuri, sehingga tidak ada udara yang memasuki tabung, maka sebagian merkuri dari tabung akan mengalir keluar memasuki cawan, menimbulkan ruang hampa di bagian atas tabung yang tertutup.
Definisi mula-mula dari standar atmosfer sama dengan tekanan yang dilakukan kolom air raksasa setinggi 760 mm pada permukaan air laut dan temperatur 0oC adalah 1 atm = 760 mmHg. Satuan mmHg juga disebut torr, yang berasal dari ilmuwan Italia bernama Evangelista Torriceli, yang menemukan barometer.
Maka :
1 torr = 1 mmHg
dan
1 atm = 760 mmHg
= 1 torr
Hubungan antara atmosfer dan pascal :
1 atm = 101.325 Pa
= 1,01325 x 105 Pa
dan karena 1000 Pa = 1 kPa (kilopascal),
1 atm = 1,01325 x 102 kPa
Untuk gas ideal berlaku persamaan sebagai berikut :
P.V = n.R.T
Dimana:
P = tekanan gas (atmosfir)
V = volume gas (liter)
n = mol gas
R = tetapan gas universal= 0.082 lt.atm/mol
T = suhu mutlak (Kelvin)
Perubahan-perubahan dari P, V dan T dari keadaan 1 ke keadaan 2 dengan kondisi-kondisi tertentu dicerminkan dengan hukum-hukum berikut:
Hukum Boyle (Boyle's Law)
Boyle memperhatikan bahwa, jika suhu dijaga konstan, volume (V) dari sejumlah tertentu gas menurun, sejalan dengan kenaikan tekanan totalnya (P), yaitu tekanan atmosfir ditambah dengan tekanan yang disebabkan oleh penambahan merkuri. Hukum Boyle berbunyi : tekanan dari sejumlah tetap suatu gas pada suhu yang dijaga konstan adalah berbanding terbalik dengan volumenya.
Hukum ini diturunkan dari persamaan keadaan gas ideal dengan
n1 = n2 dan T1 = T2 ;
sehingga diperoleh :
P1.V1 = P2.V2
Hukum Charles (Charles's Law)
Hukum Charles berbunyi : volume dari sejumlah tetap gas pada tekanan konstan adalah berbanding lurus dengan suhu mutlak gas itu. Jadi untuk: P1 = P2 dan T1 = T2 berlaku :
9,99 .10-1 kg.m/s2 1,68 . 10-7 m3
Hukum Avogadro (Avogrado's Law)
Hukum ini menyatakan bahwa : pada tekanan dan suhu konstan, volume suatu gas berbanding langsung dengan jumlah mol gas yang ada. Dari pernyataan ini ditentukan bahwa pada keadaan STP (0o C 1 atm) 1 mol setiap gas volumenya 22.4 liter volume ini disebut volume molar.
Persamaannya dinyatakan dengan rumus berikut :
P.V = n. R. T
Dimana :
P = tekanan total (atm)
V= Volume (L)
n = mol gas (mol)
R = konstanta (0,082 L.atm/K.mol)
T = temperatur (K)
ALAT DAN BAHAN
a. Alat-alat :
- Gelas ukur 250 ml
- Ember
- Neraca analitik
- Termometer
- Barometer
b. Bahan-bahan :
- Air
- Butana cair (korek api yang bahan bakunya dari butana)
CARA KERJA
Korek api yang bahan bakarnya butana dan dindingnya tembus cahaya disiapkan dan ditimbang lalu diperkirakan volume dari cairan butana dalam korek api tersebut. Lalu, gelas ukur yang berisi penuh air diletakkan terbalik di atas ember yang berisi air. Gelas ukur tersebut berfungsi sebagai alat penampung gas. Selain itu, disiapkan pula 2 gelas ukur lain yang penuh air.
Klep dari korek api dibuka dan diletakkan di bawah alat penampung gas sehingga gas yang dibebaskan tertampung. Alat penampung ditandai dan dicatat bila telah penuh kemudian diganti dengan alat penampung yang lain. Lalu, dilanjutkan mengumpulkan gas yang dibebaskan sampai korek api tersebut hampir kosong. Setelah itu, klep dari korek api tersebut ditutup. Semua gas butana yang dikumpulkan dicatat. Lalu, korek api tersebut ditimbang dan diperkirakan volume dari cairan butana yang berubah menjadi gas. Selanjutnya perbandingan dari volume gas butana dengan volume cairan butana yang massanya sama dihitung.
DATA PENGAMATAN
No.
Identifikasi
Keterangan
1.
Volume cairan butana
4 ml
2.
Massa awal korek (m1)
12,9 gram
3.
Volume gas butana
1450 ml
4.
Tekanan (P)
1 atm
5.
Suhu (T)
27oC
6.
Tetapan (R)
0,082 liter. atm/mol.K
7.
Massa korek yang kosong (m2)
10,5 gram
Massa butana yang digunakan = m1 – m2
= 12,9 gram – 10,5 gram
= 2,4 gram
PEMBAHASAN
Praktikum kali ini bertujuan untuk menentukan volume relatif dari zat dalam wujud yang berbeda. Digunakan butana cair yang diperoleh dari korek gas yang bahan bakarnya dari butana. Wujud dari butana yang digunakan adalah wujud cair, berwarna bening dan biasanya digunakan untuk bahan bakar. Di antaranya pengisian tabung gas LPG dan pengisian korek gas.
Jika dilihat dari rumus molekul butana (C4H10) yaitu :
= Ar (C) . 4 + Ar (H) . 10
= (12.4) + (1.10)
= 48 + 10
= 58 gram/mol
Tetapi melalui perhitungan hasil percobaan ini diperoleh Mr butana sebesar 40,71 gram/mol dengan perhitungan sebagai berikut :
Diketahui : Volume gas butana = V = 1450 mL = 1,45 L
Massa gas butana = m = 2,4 gr
Suhu = T = 270 C = 300 K
Tekanan = P = 1 atm
Konstanta molar gas = R = 0,082 L.atm/K.mol
Ditanya : Mr butana (C4H10) = …?
Jawab :
P . V = n. R. T
P . V = m . R . T
Mr
1 . 1,45 = 2,4 . 0,082 . 300
Mr
Mr = 59,04
1,45
= 40,71 gram/mol
Dalam praktikum ini digunakan korek api dari bahan butana berwujud cair. Setelah percobaan dalam praktikum ini dilakukan, diperoleh data pengamatan berupa massa awal korek api seberat 12,9 gram dan massa akhir seberat 10,5 gram, perkiraan volume awal butana dalam korek api sebanyak 4 ml serta tidak menyisakan volume akhir. Kemudian saat pengukuran volume gas dalam gelas ukur, didapatkan volume gas mencapai 1450 ml saat cairan butana dalam korek api habis. Sehingga dapat dihitung volume cairan butana dengan cara volume awal butana dikurangi volume akhir butana sebanyak 4 ml. Begitupula dengan massa butana yang digunakan dapat dihitung dengan menghitung selisih massa korek api awal dikurangi massa korek api akhir yaitu 2,4 gram.
Dari hasil data percobaan tersebut, dapat diperoleh perbandingan dari volume cairan butana dengan volume gas butana yang massanya sama yaitu 4 ml berbanding 1450 ml atau disederhanakan menjadi 1 ml berbanding 362,5 ml. Data ini kemudian dihitung menggunakan hukum avogrado yaitu pada tekanan dan suhu konstan, volume suatu gas berbanding langsung dengan jumlah mol gas yang ada. Sehingga didapatkan massa 1 mol gas butana atau massa molekul relatif (Mr) pada percobaan ini sebesar 40,71 gr/mol. Tetapi menurut literatur, butana dengan rumus kimia C4H10 ini memiliki massa molekul relatif sebesar 58 gram dengan perhitungan empat dikali massa atom karbon sebesar 12 ditambah sepuluh dikali satu yang merupakan massa atom hidrogen. Sehingga diperoleh massa molekul relatifnya yaitu 58 gram/mol.
Sehingga diperoleh bahwa massa molekul relatif butana dalam percobaan tidak sama dengan massa molekul relatif butana pada literatur. Perbedaan ini dapat disebabkan karena ketidaktelitian melihat hasil pengukuran saat menimbang massa korek api awal maupun akhir. Dapat juga disebabkan karena tidak teliti dalam memperkirakan volume awal butana dalam korek api. Selain itu, gas dan suhu juga sangat mempengaruhi keadaan suatu gas. Gas butana yang digunakan ini berasal dari korek api yang bebas dibeli di toko, sehingga kemurnian gas ini tidak dapat dipertanggungjawabkan. Selain itu pula, suhu ruangan jelas berbeda dengan suhu saat keadaan gas tersebut ada dalam keadaan bebas di udara. Semua itu dapat menjadi faktor ketidaksesuaian massa molekul relatif gas butana dalam percobaan dengan literatur.
KESIMPULAN
Kerapatan molekul gas sangat kecil sehingga volumenya mudah berubah-ubah sesuai dengan tempatnya.
Pada temperatur tetap, volume gas akan berubah jika tekanannya diubah. Yang dijabarkan dalam persamaan berikut :
atau (konstan)
Perbandingan volume gas sesuai dengan perbandingan temperatur absolutnya.
Pada tekanan (P) dibuat tetap
atau (konstan)
Pada volume (V) dibuat tetap
atau (konstan)
Pada temperatur dan tekanan yang sama setiap 1 mol gas akan mempunyai volume yang sama. Dapat dilihat pada persamaan berikut :
atau
Dari hasil perhitungan percobaan ini diperoleh massa 1 mol gas butana adalah 40,71 gr/mol sedangkan menurut literatur adalah 58 gr/mol. Terdapat ketidaksesuaian dalam percobaan ini disebabkan oleh beberapa hal, antara lain :
Ketidaktelitian dalam pengukuran massa korek api awal dan akhir.
Ketidaktelitian dalam memperkirakan volume cairan butana yang digunakan.
Ketidakmurnian gas butana yang digunakan.
Selain itu, gas dan suhu juga sangat mempengaruhi keadaan suatu gas. Keadaan gas yang diukur dalam suhu ruangan tentu jelas berbeda dengan suhu saat keadaan gas tersebut ada dalam keadaan bebas diudara.
DAFTAR PUSTAKA
Chang, Raymond. 2004. Kimia Dasar : Konsep-Konsep Inti, Edisi Ketiga. Jakarta : Erlangga.
E-dukasi.net. 2011.Zat dan Wujudnya. Sumber :. http://genius.smpn1-mgl.sch.id/file.php/1/ANIMASI/fisika/Zat%20dan%20Wujudnya/gas.htmlTim.
Karim, Saeful dkk. 2009. Membuka Cakrawala Alam Sekitar . Jakarta.
Laboratorium Kimia Dasar. 2014. Penuntun Praktikum Kimia Dasar I. Bukit Jimbaran : Jurusan Kimia, F.MIPA, UNUD.
Petrucci, Ralph.H. 1999. Kimia Dasar – Prinsip dan Terapan Modern Edisi Keempat Jilid. Jakarta : Erlangga.
Sudarmo, Unggul. 2004. Kimia Untuk SMA. Jakarta : Erlangga.
LAMPIRAN
Pertanyaan :
Gas yang keluar dari sumber gas yang ditampung sebanyak 1,30 liter. Berat gas tersebut adalah 2,9 gram. Bila suhu dan tekanan pada kondisi tersebut adalah 27oC dan 72cmHg. Hitunglah massa 1 mol gas tersebut.
Penyelesaian :
Diketahui : V = 1,30 L
m = 2,9 gram
T = 27oC = 300 K
P = 72 cmHg
= 0,95 atm
Ditanya : massa 1 mol gas tersebut = .... ?
Jawaban : P . V = n . R . T
P . V = m . R . T
Mr
0,95 . 1,3 = 2.9 . 0,082 .300
Mr
Mr = 71,34 = 58 gr/mol
1,23
mol = m
Mr
= 2,9
58
= 0,05 mol
n1 = m1
n2 m2
0,05 = 2,9
x
0,05 x = 2,9
x = 58 gram
Jadi, massa 1 mol gas tersebut adalah 58 gram.
LAMPIRAN
