PENENTUAN BERAT MOLEKUL BERDASARKANMASSA JENIS GAS

PERCOBAAN 1

LAPORAN PRAKTIKUM

KIMIA FISIK

“PENENTUAN BERAT MOLEKUL BERDASARKAN

MASSA JENIS GAS”

Yang dibina oleh :

1.

Bapak Drs. Sumari, M.Si

2.

Bapak Drs. H. Ridwan Joharmawan M.Si.

OLEH: KELOMPOK: 2

1. Hanina Mardhiyah (140332603202)** 2. Onki Damara (14033260)

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MALANG

PERCOBAAN 1

“PENENTUAN BERAT MOLEKUL BERDASARKAN MASSA JENIS GAS”

A. TUJUAN PERCOBAAN

Setelah melakukan percobaan diharapkan mahasiswa dapat

menentukan berat molekul suatu senyawa yang mudah menguap dengan cara mengukur massa jenis uap dari senyawa tersebut.

B. DASAR TEORI

Percobaan ini dilakukan dalam rangka untuk menentukan berat molekul suatu senyawa volatile dengan menggunakan massa jenis. Perhitungan tersebut menggunakan rumus gas ideal. Persamaan gas ideal merupakan gabungan dari tiga hukum gas, yakni hukum gas boyle, Charles, dan Avogadro. Boyle menyatakan bahwa volume gas dalam suatu ruangan tertutup akan berbanding terbalik dengan tekanannya pada suhu konstan.

P

1

V

1

= P

2

V

2

Sedangkan Charles menyatakan bahwa volume dari gas dalam ruangan tertutup pada tekanan tetap adalah sebanding dengan suhunya yang dinyatakan dalam Kelvin.

V₁ T1

=V2

T2

Avogadro menyatakan bahwa volume yang sama dari berbagai gas pada suhu dari tekanan yang sama mengandung jumlah molekul yang sama. Jumlah molekul yang sama dari berbagai gas pada suhu dan tekanan yang sama akan mempunyai volume yang sama sehingga didapat persamaan gas ideal.

P V = n R T

senyawa tersebut dengan terlebih dahulu menurunkan rumus tersebut dalam bentuk massa jenis ( ρ¿ .

PV=n R T

PV= m

MmR T

P Mm=m

V R T P Mm=ρ R T

 Keterangan:

P : tekanan gas (atm) Mm : berat molekul (g/mol)

ρ: massa jenis (g/mL)

R : tetapan gas (0,082 L atm/mol K) T : suhu (K)

Berat molekul zat volatil tersebut dapat ditentukan jika gas sudah mencapai titik kesetimbangan. Keadaan kesetimbangan tercapai jika tekanan zat volatil dalam Erlenmeyer sama dengan tekanan atmosfer, volume sama dengan volume labu Erlenmeyer dan suhu sama dengan suhu titik didih air dalam penangas air. Dalam hal ini zat volatil dalam Erlenmeyer tertutup yang berlubang kecil akan ditentukan berat molekulnya, dipanaskan terlebih dahulu dalam penangas air yang bersuhu kurang lebih 100 o_{C (zat volatil memilki}

titik didih lebih rendah dari air).

Zat volatil tersebut akan menguap dan mendorong udara dalam Erlenmeyer sampai tercapai kesetimbangan.

C. ALAT DAN BAHAN

 ALAT :

 Labu erlemeyer (150 mL)

 Beaker glass (600 mL)

 Karet gelang

 Jarum

 Neraca analitik

 Desikator

 Barometer

 BAHAN

 Cairan Volatil (Klorofrom / CHCl3)

 Air

D. PROSEDUR PERCOBAAN

NO Langkah kerja

1 Diambil sebuah labu erlenmeyer berleher kecil yang bersih dan kering, tutup labu erlenmeyer dengan menggunakan aluminium foil dan karet gelang

2 Ditimbang labu Erlenmeyer + aluminium foil + karet gelang dengan neraca analitik

3 Dimasukkan kurang lebih 5 mL cairan volatil (CHCl3)

Digunakan jarum untuk membuat lubang kecil pada aluminium foil agar uap dapat keluar

4 Direndam labu Erlenmeyer dalam penangas air bersuhu kurang lebih 100℃

sampai air berada 1 cm dibawah aluminium foil (dibiarkan labu Erlenmeyer tersebut dalam penangas air sampai cairan volatil (CHCl3) menguap. Dicatat

suhu pwnangas air tersebut

5 Diangkat labu Erlenmeyer dari penangas, dikeringkan segera air yang terdapat pada bagian luar labu Erlenmeyer dengan lap

Ditempatkan labu Erlenmeyer dalam desikator sampai uap yang terdapat dalam labu Erlenmeyer akan kembali menjadi cairan

7 Air dimasukkan dalam labu erlenmeyer tadi sampai penuh

Ditimbang labu erlenmeyer yang berisi air dengan neraca ohaous (untuk mengetahui volume air sehingga bisa dicari massa air dengan cara

m=ρ × v ( ρ pada su h u29℃¿

8 Diukur tekanan atmosfer dengan barometer

9 Dihitung factor koreksi

E. DATA PENGAMATAN

NO

. PENGAMATAN

HASIL PENGAMATAN 1. Massa erlenmeyer + aluminium foil +

gelang karet

75,303 g

2. Suhu penangas air 86,5°C

gelang karet + kloroform

4. Massa kloroform (CHCl3) 0,521 g

5. Massa erlenmeyer + air 219,34 g

6. Massa air 142,64 g

7. Suhu air (suhu kamar) 28o_C

8. Kerapatan (densitas) air pada suhu 28o_{C 0,9963 g/ml}

9. Tekanan atmosfer 740,0 mmHg

10. Massa erlenmeyer 74,559 g

F. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

Pada percobaan kali ini, dilakukan penentuan berat molekul suatu zat volatil yang memilki titik didih dibawah 100°C. Zat volatil yang digunakan adalah kloroform (CHCl3).

Dari percobaan yang telah dilakukan diperoleh data-data sebagai berikut :

NO

. PENGAMATAN

HASIL PENGAMATAN 1. Massa erlenmeyer + aluminium foil +

gelang karet

75,303 g

2. Suhu penangas air 86,5°C

3. Massa erlenmeyer + aluminium foil + gelang karet + kloroform

75,824 g

4. Massa kloroform (CHCl3) 0,521 g

5. Massa erlenmeyer + air 219,34 g

6. Suhu air (suhu kamar) 28o_C

7. Kerapatan (densitas) air pada suhu 28o_{C 0,9963 g/ml}

8. Tekanan atmosfer 740,0 mmHg

9. Massa erlenmeyer 74,559 g

Penentuan berat molekul zat kloroform dapat ditentukan denganmenggunakan

prinsip gas ideal,

P V = n R T.

 Diketahui :

Massa kloroform = 0.521 g

Volume air = massa air

Volume ruang erlenmeyer = volume uap kloroform = volume air= 0,145318 L

ρ_kloroform=mkloroform

Vkloroform

760mmHg=0.9730atm

R = 0.082 L atm mol-1 _K-1

T = 87 o_{C + 273 = 360 K}

 Ditanya : Berat molekul / M CHCl3?

 Jawaban :

Dengan menggunakan persamaan gas ideal:

P× V=n × R × T ; kemudian persamaan gas ideal tersebut diturunkan menjadi sebagai berikut:

M_{zat volatil}= mzat volatil

P xVzat volatil

× R ×T

M_{zat volatil}=ρzat volatil

Patmosfer

× R ×T

M_kloroform=ρkloroform

Patmosfer

Jadi berat molekul kloroform(CHCl3) berdasarkan hasil percobaan

kloroform(CHCl3) memiliki berat molekul sebesar 119,5 g mol-1. Sehingga

besarnya kesalahan atau penyimpangan didapatkan sebagai berikut.

error=

|

Mmteoritis−Mm eksperimen

Mmteoritis

|

×100

error=

|

119.5g mol −1

−108,8g mol−1

119.5g mol−1

|

×100

error=8,8

Hal ini dapat disebabkan oleh beberapa faktor, diantaranya pemanasan zat volatil yang tidak tepat, kondensasi yang terlalu cepat sehingga seluruh zat volatil belum kembali menjadi cairan dan ketika erlenmeyer diangkat dari penangas belum benar-benar dilap dengan kering akibatnya penimbangan massa zat volatil kurang baik. Selain itu suhu penangas dan tekanan atmosfer pada waktu percobaan juga mempengaruhi.

Faktor Koreksi

Hasil yang diperoleh sebenarnya masih mengandung kesalahan yaitu, adanya udara dalam Erlenmeyer yang hilang dan juga tidak semua uap cairan panas kembali ke bentuk cairnya ketika didinginkan. Oleh karena itu untuk mendapatkan hasil yang paling mendekati sebenarnya digunakan faktor koreksi.

Faktor koreksi untuk kloroform adalah :

logP=6.90328− 1163.03 (227.4+T)

Keterangan :

P = tekanan (mmHg) T = suhu (o_C)

menghitung massa zat volatil yang hilang sebagai berikut. Setelah faktor koreksi dihitung maka massa udara yang hilang dapat diketahui dan dapat dihitung kembali berat molekul dari kloroform.

logP=6.90328− 1163.03

P=232,62482mmHg

P=232,62482mmHg

760mmHg =0,30608atm

P× Mmudara=massa zat volatil yang hilang

V zat volatil × R ×T massa zat volatil yang hilang

m total = 0.521g+0.0519g=0.5729g

Maka dapat dihitung berat molekul sebagai berikut.

0.9730atm × M_kloroform= 0.5729g

0,14 5318L× 0.082 L atm mol-1 K-1 × 360 K

Mkloroform=116,3793061g atm mol

−1

0.9730atm Mkloroform=119,6087g mol

−1

error=

|

Mmteoritis−Mm eksperimen

Mmteoritis

|

×100

error=

|

119.5g mol −1

−119,6087g mol−1

119.5g mol−1

|

×100

error=0,09

Tingkat kesalahan ( error¿ dengan faktor koreksi ternyata lebih kecil daripada hasil percobaan. Menghitung % error dengan faktor koreksi mempertimbangkan hilangnya gas zat volatile (kloroform), sehingga hasilnya mendekati hasil sebearnya.

G. KESIMPULAN

 Berat molekul zat volatile (CHCl3) yang diperoleh dari hasil percobaan

adalah sebesar 108,8g mol−1 _{dengan tingkat kesalahan 8,8 .}

H. DAFTAR PUSTAKA

Atkins, Peter dan Julio De Paula.2010.Physical Chemistry 9th_edition.New

York: W. H. Freeman and Company Brady, James E. 1999. Kimia Universitas, Jilid 1, edisikelima.BinarupaAksara: Jakarta.

HallidaydanResnick. 1978. FisikaJilid I. Erlangga: Jakarta.

PERTANYAAN

1) Apakah yang menjadi sumber kesalahan utama dalam bercobaan ini ? Sumber kesalahan utama pada percobaan yang telah dilakukan yaitu:

 Pada saat penimbangan labu Erlenmeyer yang ditutup aluminium foil

yang diikat dengan karet gelang, dalam labu Erlenmeyer tersebut terdapat udara sehingga berat udara tersebut juga ikut tercatat oleh neraca

 Adanya uap zat volatil yang keluar pada saat pemanasan yang tidak

bisa dikembalikan lagi pada proses pendinginan dalam desikator

 Ketidaktepatan dalam pemanasan dan kondensasi. Pemanasan yang

dilakukan terlalu lama mengakibatkan gas zat volatil banyak yang hilang. Sedangkan pada kondensasi, pengembunan dilakukan cukup cepat sehingga terdapat gas volatil yang belum menjadi cair. Hal tersebut mempangaruhi pengukuran massa zat.

 Saat pemanasan zat volatile kurang tepat dalam menentukan suhu zat

saat menguap karena suhu air yang tidak konstan.

2) Dari analisis penentuan berat molekul suatu cairan X yang bersifat volatil diperoleh nilai = 120 g/mol. Hasil analisis menunjukkan bahwa senyawa tersebut mengandung unsur karbon 10 %, klor 89 %, dan hydrogen 1%. Tentukan rumus molekul senyawa tersebut.

Diketahui :

Berat molekul cairan X = 120 g/mol  C = 10 %  Cl = 89 %  H = 1 % Ditanya : rumus molekul zat X Jawab :

Misal massa total zat 100 gram. Massa C = ₁₀₀10 x100g=10g

Massa Cl = 89

Massa H = 1

100 x100g=1g

Maka,

mol C=10g×1mol

12g =0.833mol mol Cl=89g × 1mol

35.5g=2.51mol mol H=1g ×1mol

1g =0.833mol

Perbandingan mol = C : Cl : H = 0.833 mol : 2.51 mol : 1mol ≅1 :3:1 Rumus empiris zat X yaitu : CHCl3

Rumus molekul zat X : CnHnCl3n

(12× n)+(1×n)+(35.5×3n)=120 119.5n=120

n= 120 119,5

n≅1