PENENTUAN KERAPATAN DAN BOBOT JENIS
OLEH : IMELDA SUNARYO
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGEAHUAN ALAM UNIVERSITAS HASANUDDIN
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian penentuan kerapatan dan bobot jenis, dengan metode
neraca Wesphalt diperoleh hasil sebagai berikut: akuades memiliki kerapatan 1,0561 g/cm3
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/cm3
dan bobot jenis 1 ; metanol memiliki kerapatan 0,5103 g/cm3 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 4oC.
PENDAHULUAN
Pengidentifikasian suatu zat kimia dapat diketahui berdasarkan sifat-sifat yang khas
dari zat tersebut. Sifat-sifat tersebut dapat dibagi dalam beberapa bagian yang luas. Salah
satunya ialah sifat intensif dan sifat ekstensif. 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.
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
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 4oC (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 cm3 suatu zat atau berapa kg bobot 1 dm3 air pada suhu 4 0C. Jadi, bilangan
yang menyatakan berapa kali bobot 1 dm3 suatu zat dengan bobot 1 dm3 air pada suhu 40C
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 sejumlahvolumesuatu zat pada t0C
D = 0
bobot sejumlahvolumeair pada4C
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)
0 140
Be = 130 - (bila Sg larutan > Sg air)
0 145
Be = - 130 (bila Sg larutan < Sg air)
Sq
3. Dalam industri minyak digunakan derajat API (0API)
0 141
API = - 131,5
Sq
4. Dalam industri gula digunakan derajat Brix (0Brix)
0 400
Brix = - 400
Sq
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).
METODE PERCOBAAN
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilakukan di laboratorium Kimia Analitik Departemen Kimia ITB dan
Laboratorium Kimia Analisis Jurusan Kimia FMIPA UNHAS pada hari senin/15 maret 2010.
Penelitian ini masih merupakan tahap pendahuluan, dan masih dilanjutkan karakterisasinya
dengan berbagai faktor sensitivitas dan selektivitas.
Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah akuades, metanol, gliserol, dan
tissue roll. 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.
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.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Pengamatan Tabel 1. Neraca Wesphalt
No
1. 2.
3.
Contoh Pembacaan Skala Sunu ( C)
4
Tabel 2. Piknometer
No Contoh Pik. Kosong Pik. Kosong + Bobot Suhu
1. (g) contoh (g) Contoh ( W
Akuades 41,0694 62,8255 21,7561 30
2. Metanol 41,0694 58,2142 11,1448 28,6
3. Gliserol 41,0694 63,5031 22,4337 31
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
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 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.
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/cm3 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/cm3 dan bobot jenis 1,0311 pada suhu 31 °C.
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 ModernJilid 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
TeknikJilid 1, Erlangga, Jakarta. Williams, L.D., 2003,Chemistry
