PENENTUAN BERAT MOLEKUL
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Cairan yang mudah menguap terdiri dari molekul – molekul
yang mempunyai gaya antar molekul yang lemah, mereka cenderung bercerai berai
oleh gerakan masing – masing. Beberapa molekul meniggalakan molekul induk
cairan yang menguap. Gas mengembun menjadi cairan jika gaya antara molekul
menjadi cukup kuat untuk mengalahkan energi kinetika molekul.
Banyak pengukuran gas memperlihat bahwa pada tekanan
rendah, tekanan, volume dari jumlah gas dihubungkan dengan persamaan PV = nRT,
dimana konstanta gas R sama untuk setiap gas. Persamaan ini disebut persamaan
keadaan gas sempurna. Gas nyata bersifat tidak sempurna, yaitu gas yang tidak
mematuhi dengan tepat hukum gas sempurna. Penyimpangan hukum terutama lebih
terlibat pada tekanan tinggi dan temperatur rendah, khususnya pada saat gas
akan mengembun menjadi cairan. Sifat dasar untuk mempelajari gas adalah tekanan
dan temperaturnya.
Tekanan adalah gaya persatuan luas, dan makin besar gaya
yang bekerja pada permukaan tertentu, makin besar tekanannya sedang temperatur
adalah sifat yang menunjukkan arah aliran energi. Jadi, jika energi mengalir
dari A ke B, akan katakan bahwa A mempunyai temperatur yang tinggi daripada B.
Pada percobaan ini, menentukan berat molekul suatu senyawa
yang bersifat volatil berdasarkan pengukuran berat jenis gas dan syarat
percobaan ini adalah cairan atau sampel harus bersifat volatil dan gasnya (yang
dihasilkan) memenuhi persamaan gas ideal. Percobaan ini dilakukan untuk
mengetahui berat molekul kloroform (CHCl3) secara praktek.
1.2 Tujuan Percobaan
-
Mempengaruhi berat molekul kloroform secara
praktek yang diperoleh pada percobaan ini.
-
Mengetahui tentang hukum gas ideal.
-
Mengetahui sifat – sifat dari kloroform.
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
Penguapan
Cairan
Cairan yang mudah menguap terdiri dari molekul – molekul
yang mempunyai gaya antar molekul yang lemah, mereka cenderung bercerai berai
oleh gesekan masing – masing, seperti yang ditun jukkan pada gambar (a) dan (b)
dibawah, beberapa molekul meninggalkan induk cairan (menguap) jika kebetulan
molekul itu berarah keatas dan cukup kecepatannya untuk mengalahkan gaya tarik
yang lemah itu. Uap ialah nama keadaan gas suatu zat pada suatu tekanan dan
temperatur, pada mana zat itu lazimnya
Terbentuk cairan yang mudah menguapkan dikatakan atsiri
(volatil), etil eter adalah cairan yang sangat mudah menguap, minyak pelumas
sukar menguap.
a)
Penguapan dari suatu wadah terbuka lebih banyak molekul
yang pergi daripada yang kembali.
b)
Penguapam dalam wadah tertutup pada keadaan jenuh atau
kesetimbangan, banyaknya molekul yang meninggalkan cairan persatuan sama dengan
banyaknya molekul yang kembali.
Gas mengembun menjadi cairan, bila gaya antar molekul
menjadi cukup kuat untuk mengalahkan energi kinetika molekul. Temperatur diatas
mana suatu gas tak dapat dicairkan, beberapa besarnya tekanan disebut
temperatur kritis untuk gas itu, kritis keadaan gas suatu zat dibawah kondisi
pada mana lazimnya zat itu berbentuk suatu cairan atau zat padat disebut uap.
Tekanan yang dilakukan oleh tekanan suatu kesetimbangan dengan fase padat
ataupun fase cairan.
(Keenan, dkk.1996)
Tiga alasan utama mengapa tekanan udara beranekaragam
dari tempat ketempat ialah perubahan cuaca, tinggi atmosfer, dan gaya berat.
Tekanan udara seringkali mempunyai pengaruh yang
penting pada volume gas yang diukur, karena tekanan rata – rata udara pada
permukaan laut mendukung kolom merkurium tertinggi 760 mm, maka tekanan itu
dirujuk sebagai satu atmosfer (atm) atau tekanan atmosfer, standar.
1 atm = 760 mmHg (atau 760 mm) = 760 torr
=
1.01325 x 105 pascal (pa)
= 14,7
pound perinch kuadrat (psi)
Hukum gas ideal merupakan bentuk gabungan dari keempat
hukum gas yaitu hukum gas charles, hukum gas gay lussac, hukum boyle dan hukum
Avogadro.
(Keenan, dkk.1996)
Gas
Sempurna
1.1 Keadaan gas
Selain volume (V) sifat
dasar untuk mempelajari gas adalah tekanan (P) dan temperatur (T).
Tekanan adalah gaya
persatuan luas, dan makin besar gaya yang bekerja pada permukaan tertent, makin
besar tekanannya. Satuan SI tekanan, Pascal (Pa) dinyatakan sebagai 1 newton
permeter persegi :
1 Pa = 1 Nm-2
Namun demikian, beberapa satuan lain
masih banyak digunakan, yaitu meliputi Bar dan atmosfer (atm) :
1
bar = 100 kPa tepat
1
atm = 101,325 kPa tepat
Tekanan suatu sample gas dalam sebuah
wadah diukur dengan manometer.
Temperatur adalah
sifat yang menunjukkan arah aliran energi. Hukum ke Nol temodinamika : jika A
dalam keseimbangan termal dengan B dan B keseimbangan termal dengan C maka C
juga dalam keseimbangan termal dengan A.
1.2
Hukum – Hukum Gas
PV
= nRT …..(1)
Dimana konstanta gas (R) sama untuk
setiap gas, persamaan ini disebut persamaan keadaan gas sempurna. Persamaan 1
adalah hukum perbatasan, dengan pengertian semua gas memenuhi pada batas
tekanan nol. Gas ini secara tepat disebut gas ideal atau gas sempurna. Gas
nyata adalah gas sebenarnya, seperti hidrogen, oksigen atau udara, yang
mematuhi persamaan 1 dengan tepat kecuali pada batas tekanan nol.
Nilai konstanta gas
dapat diperoleh dengan mengevaluasi PV/nT untuk gas pada batas tekanan nol.
Namun nilai yang paling tepat dapat diperoleh dengan mengukur suara didalam gas
tekanan rendah dan mengekstrapolasikan nilainya ke tekanan nol :
R = 8,314 JK-1
mol-1
(P.W.Atkins.1999)
Dengan menimbang
sevolume tertentu gas pada P dan T tertentu dengan memakai rumus diatas dapat
ditentukan berat molekul.
1.
Cara regnault
Dipakai
untuk menentukan BM zat pada suhu kamar berbentuk gas untuk itu suatu bola
gelas (300-500cc) dikosongkan ditimbang kembali dari tekanan dan temperatur gas
dengan memakai rumus diatas dapat ditentukan M berat gas adalah selisih berat
kedua penimbangan.
2.
Cara victor meyes
Dipakai untuk menentukan BM
zat cair yang mudah menguap. Alat ini terdiri dari tabung B (± 500cc) yang
didalamnya dimasukkan pula tabung C. Tabung A berisi zat cair dengan titik
didih ± 30oC lebih tinggi dari zat cair yang akan ditentukan BM nya.
3.
Cara himiting density
BM yang ditentukan
berdasarkan hukum – hukum gas ideal hanya kira – kira, namun hasilnya telah
cukup untuk penentuan rumus – rumus molekul. Hal ini disebabkan karena hukum gas
ideal sudah menyimpang, walaupun pada tekanan atmosfer.
Salah satu cara yang tepat
untuk menentukan BM ialah cara himiting density. Cara ini berdasarkan rumus gas
ideal :
PV = nRT
PV =w/m x RT ; P = w/v x RT/m
= d x RT/m
d / p = RT/m = Tetap
Dimana d / p untuk gas ideal tetap,
tidak tergantung P.
(Sukardo.1990)
BAB 3
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Alat dan
Bahan
3.1.1 Alat
-
Erlenmeyer
-
Oven
-
Neraca ohaus
-
Jarum
-
Desikator
-
Pipet gondok
-
Bulp
3.1.2 Bahan
-
Aluminium foil
-
Karet
-
Kloroform
-
Aquadest
3.2 Prosedur
Percobaan
-
Diambil sebuah erlenmeyer berleher kecil yang bersih
dan kering
-
Ditutupi labu tersebut dengan meggunakan aluminium
foil, lalu dikencangkan tutup tadi dengan menggunakan karet gelang
-
Ditimbang labu erlenmeyer beserta aluminium foil dan
karet gelang tadi dengan menggunakan neraca ohauss.
-
Dimasukkan 5 ml cairan volatil di dalam labu
erlenmeyer, kemudian ditutup kembali dengan karet gelang sehingga tutup ini
bersifat kedap gas.
-
Digunakan sebuah jarum dan dibuatlah sebuah lubang
kecil pada aluminium foil agar uap dapat keluar.
-
Dimasukkan labu erlenmeyer dalam sebuah oven bersuhu ±
100 oC sedemikian sehingga ± 1 cm di bawah aluminium foil.
-
Dibiarkan labu erlenmeyer tersebut di dalam penangas
air hingga semua cairan volatil menguap. Dicatat temperatur di dalam oven
tersebut.
-
Setelah semua cairan volatil dalam labu erlenmeyer
menguap, diangkatlah labu tersebut dari
oven tersebut.
-
Dimasukkan labu dalam desikator untuk mendinginkan
erlenmeyer selama ± 15 menit.
-
Ditimbang labu erlenmeyer yang telah dingin tadi dengan
menggunakan neraca ohaus (aluminium foil dan karet gelang jangan dilepas
sebelum erlenmeyer ditimbang).
-
Ditentukan volume labu erlenmeyer dengan jalan mengisi
labu Erlenmeyer dengan air hingga penuh dan diukur massa jenis air yang terdapat
di dalam erlenmeyer.
-
Diukur temperatur air yang terdapat dalam labu
erlenmeyer. Volume air bisa diketahui bila massa jenis air pada temperatur air
dalam labu erlenmeyer diketahui dengan menggunakan rumus ρ = m/V.
-
Diukur tekanan atmosfer dengan menggunakan barometer.
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
Pengamatan
- Massa labu erlenmeyer+aluminium foil+karet = 113,6 gr
- Massa labu erlenmeyer, aluminium foil, karet gelang dan
kloroform = 115,1gr
- Massa kloroform 5 ml
= 1,5 gr
- Massa labu erlenmeyer dan air = 395,9 gr
- Massa labu Erlenmeyer = M =
101,3 gr
- Massa air sebeumnya = 297,6 gr
- Temperature oven = 100 oC
- Temperatur air yang dalam labu Erlenmeyer = T=
28 oC
- Tekanan atmosfer, P = 1 mmHg
4.3 Pembahasan
Prinsip percobaan BM ini adalah
menentukan suatu berat molekul dari senyawa volatil, yaitu CHCl3
dengan menggunakan proses penguapan cairan volatil dan pengumpulan uap air yang
akan diserap oleh desikator. Uap yang telah lepas inilah yang pada erlenmeyer
yang akan ditimbang dan ditentukan berat molekul dari cairan volatil ini.
Syarat untuk memudahkan dalam penentuan berat molekul senyawa volatil ini
adalah kemampuan dari suatu cairan yang mudah menguapdan harus sesuai dengan
hukum gas ideal.
Pada percobaan ini diperlukan faktor
koreksi, karena nilai BM hasil perhitungan akan mendekati nilai sebenarnya,
tetapi sebenarnya mengandung kesalahan dan tidak semua uap cairan kembali
terbentuk cairan lagi, sehingga masa cairan yang sebenarnya harus ditambahkan
dengan massa udara yang tidak masuk kembali ke dalam labu erlenmeyer, karena
adanya uap caian yang tidak mengembun.
Faktor utama kesalahan pada
praktikum ini adalah adanya uap cairan yang tidak kembali terbentuk
cairan/tidak mengembun lagi sehingga massa cairannya (kloroform) yang didapat
bukan massa kloroform sebenarnya. Selain itu, pada proses penimbangan, alat
yang digunakan tidak begitu teliti dan pada saat pembacaannya kurang teliti.
Dengan data yang diolah diperoleh
berat molekul secara praktek yaitu 155, 267 gr/mol sedangkan berat molekul
secara teoritis diperoleh 163,8174 gr/mol. Hasil yang diperoleh jauh berbeda
(kurang) itu disebabkan karena adanya fakor kesalahan utama yaitu cairan
volatil yang telah menguap tidak mengembun lagi atau tidak kembali berbentuk
cair lagi.
Metode lain yang digunakan yaitu:
1.
Cara Regnault
Dipakai untuk menentukan BM zat pada suhu kamar
berbentuk gas. Untuk itu suatu bola gelas (300-500 cc) dikosongkan dan
ditimbang, kemudian diisi dengan gas yang bersangkutan dan ditimbang kembai.
Dari tekanan dan temperature gas dengan memakai rumus:
2.
Cara Victor Mayer
Dipakai untuk menentukan BM zat cair yang mudah menguap. Alat ini terdiri
dari tabung B (± 50 cc) yang di dalamnya dimasukkan pula tabung C, tabung A
berisi zat cair dengan titik didihnya ± 30 oC lebih tinggi dari zat
cairyang akan detentukan BMnya.
3.
Cara Limiting Density
BM yang ditentukan bisa menggunakan metode ini
berdasarkan rumus gas ideal :
Dimana d/p untuk gas ideal tetap, tidak tergantung
P.
Metode ini tidak valid, karena hasil
yang diperoleh tidak sama dengan literatur, karena BM CHCl3 secara
teori adalah 163,817 gr/mol sedangkan
secara teori adalah155,267 gr/mol
BAB 5
PENUTUP
5.1
Kesimpulan
-
Pada percobaan ini diperoleh berat molekul kloroform
adalah 155, 267 gr/mol
-
Kegunaan kloroform dalam kehidupan sehari-hari adalah:
o
Pelarut untuk lemak ”dry cleaning”
o
Obat bius
o
Pelarut efektif untuk senyawa organik
-
Kloroform memiliki berat molekul tetrahedral dengan
rumus molekul CHCl3, memiliki massa molar 119, 38 gr/mol densitas =
1, 48 g/cm3, titik leleh -63,5 oC, titik didih 61,2 oC
serta kelarutan dalam air 0,8 g/100 ml pada 20 oC, dan berbau bebas
khas serta berupa cairan yang mampu membuat yang menghirupnya pingsan, tidak
sadarkan diri.
5.2 Saran
Sebaiknya pada percobaan ini
menggunakan sampel lain seperti eter, etanol, heksena, dan lain-lain serta
dapat menggunakan metode lain yaitu menggunakan metode regnault atau victor
mayer agar percobaan ini lebih bervariasi lagi.
DAFTAR PUSTAKA
Atkins, P. W.
1999. Kimia Fisika Jilid 1. Jakarta : Erlangga
Keenan, dkk.
1996. Kimia untuk Universitas Jilid 4. Jakarta : Erlangga.
Sukardjo. 1990. Kimia
Fisika. Jakarta : Rineka Cipta