B. EKSPERIMEN 1. Mencampur Cairan
4. Menggunakan Hukum Gas Ideal untuk Menentukan Persentase Asam Asetat dalam
177
2. Suatu sampel gas berada pada tekanan 101.325 Pa, suhu 26,85 °C, dan volume 10,00 mL. Jika temperatur dinaikkan menjadi 126,85 °C dan volume diturunkan menjadi 5,00 mL, berapakah tekanan sampel gas tersebut?
4. Menggunakan Hukum Gas Ideal untuk
178
CH3COOH(aq) + NaHCO3(aq)→ H2O(l) + CH3COONa(aq) + CO2(g)
….. (7.5)
Secara stoikiometri, satu mol CH3COOH bereaksi dengan satu mol NaHCO3 untuk menghasilkan satu mol H2O, satu mol CH3COONa, dan satu mol CO2. Karena nilai konstanta gas ideal (R) diketahui dan secara eksperimen kita dapat menentukan tekanan (P), suhu (T), dan volume CO2, maka Hukum Gas Ideal dapat digunakan untuk menentukan jumlah mol CO2. Setelah mol CO2
diketahui maka jumlah mol asam asetat (CH3COOH) yang ada dalam sampel cuka dapat ditentukan.
Dengan demikian, persentase massa asam asetat dalam sampel dapat diturunkan dengan perhitungan sederhana91.
Perlengkapan yang digunakan pada kegiatan eksperimen ini dapat diperoleh pada toko-toko penjual perlengkapan laboratorium, atau dapat juga dibuat sendiri dari wadah atau alat yang ada. Botol penghasil gas dapat menggunakan labu Erlenmeyer 250 mL, sumbat karet satu lubang, dan pipa kaca yang pendek.
Wadah tempat air bisa menggunakan bak plastik besar yang biasanya digunakan untuk penyimpanan bahan kimia. Wadah penampung gas dapat dibuat dari botol minuman 2 liter seperti gambar 7.6. Susun alat-alat madifikasi tersebut seperti Gambar 7.6.
91Ibit 260
179 Gambar 7.6
Rangkaian Peralatan Penghasil dan Penampung Gas Gelas ukur 100 mL juga bisa digunakan sebagai wadah penampung gas, yang akan memudahkan kita melakukan pengukuran volume gas secara langsung.
Namun sebelum memilih wadah yang akan digunakan perlu mempertimbangkan beberapa hal berikut:
1) Pada suhu dan tekanan standar (STP), satu mol gas memiliki volume sekitar 22,4 liter atau 22.400 mL.
2) Dengan kapasitas penuh gelas ukur 100 mL berisi sekitar (100 mL) / (22.400 mL/mol) mol gas, atau sekitar 0,0045 mol.
3) Massa molekul asam asetat adalah 60,05 g/mol, jadi 0,0045 mol memilik massa sekitar 0,27 g asam asetat.
4) Jika persentase massa larutan cuka 5%, 0,27 g asam asetat, maka akan diperlukan cuka sekitar 5,36 g.
5) Untuk memastikan agar volume gas yang dihasilkan tidak melebihi kapasitas gelas ukur, maka massa cuka yang digunakan harus kurang dari 5,36 g, misalnya berkurang 25% dibawahnya.
180
Jika pengurangannya 25% maka massa cuka yang digunakan sekitar 3,66 atau 4,00 g.
6) Menggunakan reaktan dengan massa kecil seperti itu dapat menimbulkan kesalahan eksperimental yang signifikan, karena ketelitian berkurang dalam menimbang dan mengukur volume.
7) Untuk mengurangi kesalahan maka dapat menggunakan wadah penampung gas yang lebih besar, dan tetap melakukan perhitungan perkiraan ideal massa reaktan yang akan digunakan92.
Pada kegiatan ini kita akan menggunakan wadah penampung gas dari botol minuman 2 liter. Memiliki kapasitas 20 kali kapasitas gelas ukur 100 mL.
Kelebihan menggunakan botol minuman antara lain ukuran lebih besar, mudah dimodifikasi, gampang diperoleh, dan memiliki tutup ulir yang menjadikannya mudah disegel. Ukurannya yang lebih besar memberikan kita dapat menggunakan jumlah reaktan yang lebih besar, sehingga dapat meminimalkan kesalahan pengukuran93.
Alat dan Bahan
1) Kacamata pelindung, sarung tangan, dan pakaian pelindung.
2) Timbangan
3) Paper towel (handuk kertas/Tisu makan) 4) Barometer (opsional)
5) Termometer 6) Gelas ukur 100 mL 7) Corong
92Ibid 261 93Ibid 261
181 8) Labu Erlenmeyer 250 mL 9) Sumbat labu, 1 lubang
10) Pipa kaca, 75 mm (sesuai dengan sumbat) 11) Pipa plastik (sekitar 500 mm; sesuai ukuran pipa
kaca)
12) Botol minuman, 2 liter, beserta tutupnya 13) Bak besar, 17 L
14) vinegar (75.0 g)
15) Sodium hidrogen karbonat (7.5 g)
Prosedur
1) Gunakan kacamata pelindung, sarung tangan, dan pakaian pelindung
2) Pasang wadah penampung gas seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 7.6. (Hati-hati saat anda memasukkan pipa kaca ke dalam sumbat labu;
lumasi dengan vaseline, dan putar pipa secra perlahan dan terus-menerus sambil sedikit menekannya agar pipa masuk perlahan. Gunakan handuk tebal atau barang serupa sebagai pelindung tangan anda jika pipa kaca pecah).
Alternatif dan Modifikasi
• Jika anda tidak memiliki barometer, anda dapat mencari perkiraan tekanan udara di situs BMKG wilayah anda atau situs/aplikasi cuaca lainnya.
• Anda dapat menggunakan wadah penampung gas komersial sebagai pengganti peralatan yang ditunjukkan pada Gambar 7.6.
• Jika kesulitan memperoleh pipa kaca yang sesuai, dapat menggunkan jarum suntik besar atau jarum pengisi tinta printer.
• Pipa plastik bisa menggunakan pipa impus.
182
3) Ukur volume wadah dengan cara mengisi gelas ukur 100 mL dengan air kemudian menuangkannya ke dalam wadah penampung gas, lakukan secara berulang-ulang sampai wadah penuh. Catat volume dalam satuan liter seakurat mungkin pada baris A 7.4.
4) Wadah ditutup (dalam hal ini botol minuman) kembali dan letakkan di meja.
5) Letakkan gelas ukur 100 mL di atas timbangan, nolkan timbangan, dan timbang 75,00 g cuka.
Catat massa cuka sampai ketelitian 0,01 g pada baris B Tabel 7.4.
6) Pindahkan cuka ke dalam wadah penghasil gas (dalam hal ini gelas Erlenmeyer). Untuk memastikan semua cuka dipindahkan ke dalam wadah, bilas gelas ukur dua atau tiga kali dengan beberapa mL air dan tuangkan air bilasan ke dalam wadah penghasil gas.
7) Letakkan seperempat lembar Paper towel (tissue makan) di atas timbangan, nolkan kemudian timbang sekitar 7,5 g natrium hidrogen karbonat.
Jumlah pastinya tidak penting, selama natrium hidrogen karbonat secara stoikiometri berlebih dari jumlah asam asetat.
8) Kumpulkan natrium hidrogen karbonat di bagian tengah tissu makan, kemudian gulung tisu tersebut hingga beberapa lapis tisu menutupi natrium hidrogen karbonat. Ikat dengan karet gelang atau selotip kecil.
9) Letakkan wadah penampung gas (botol minuman besisi air) dengan posisi terbalik di dalam bak plastik. Dengan posisi mulut wadah terendam di dalam air, buka tutupnya dan sandarkan wadah ke sudut bak. (Jika wadah/botol tidak bisa diam di