75761817-1-penentuan-kerapatan-dan-bobot-jenis.pdf
DESCRIPTION
jurnalTRANSCRIPT
LAPORAN PRAKTIKUM
KIMIA FISIKA
PERCOBAAN
PENENTUAN KERAPATAN DAN BOBOT JENIS
NAMA : YUSI ANDA RIZKY
NIM : H 311 08 003
KELOMPOK : II ( DUA )
TGL PERCOBAAN : 22 FEBRUARI 2010
ASISTEN : TIUR MAULI S.
LABORATORIUM KIMIA FISIKA
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS HASANUDDIN
MAKASSAR
2010
2
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Keadaan bahan secara keseluruhan dapat di bagi secara keseluruhan menjadi
padat dan fluida. Zat padat cenderung tegar dan mempertahankan bentuknya,
sementara fluida tak mempertahankan bentuknya, tetapi mengalir. Fluida meliputi
cairan yang mengalir di bawah gravitasi sampai menempati daerah terendah yang
mungkin dari penampungannya dan gas yang mengembang mengisi
penampungannya tanpa perduli bentuk. Perbedaan antara zat padat dan cairan tak
terlalu tajam.
Walaupun kebanyakan zat padat dan cair mengembang sedikit bila
dipanaskan dan menyusust sedikit bila dipengaruhi penambahan tekanan
eksternal. Perubahan dalam volume ini relatif kecil, sehingga dapat dkatakan
bahwa kerapatan kebanyakan zat padat dan cairan hampir tak bergantung pada
temperatur dan tekanan. Sebaliknya kerapatan gas sangat berpengaruh terhadap
temperatur dan tekanan, sehingga temperatur dan tekanan harus dinyatakan bila
memberikan kerapatan gas. Kerapatan gas sangat kecil bila dibandingkan dengan
kerapatan zat padat. Sebagai contoh adalah minyak dan air.
Berdasarkan hal tersebut, kita ingin membandingkan beberapa bobot jenis
air dengan senyawa-senyawa lain. Dalam hal ini adalah metanol dan gliserol,
maka dilakukanlah percobaan penentuan kerapatan dan bobot jenis ini.
3
1.2 Maksud dan Tujuan Percobaan
1.2.1 Maksud Percobaan
Untuk mengetahui cara pengukuran kerapatan dan bobot jenis suatu
larutan dengan menggunakan beberapa metode pengukuran.
1.2.2 Tujuan Percobaan
Menentukan kerapatan dan gravitas spesifik dari akuades, metanol, dan
gliserol dengan menggunakan neraca westphalt dan piknometer.
1.3 Prinsip Percobaan
Mengukur dan menghitung kerapatan bobot jenis larutan aquadest,
metanol, dan gliserol dengan menggunakan neraca westphalt dan piknometer serta
membandingkan dengan kerapatan bobot jenis sesuai dengan teori.
1.4 Manfaat Percobaan
Setelah melakukan percobaan ini, praktikan dapat mengetahui
bagaimana cara menentukan kerapatan dan bobot jenis dengan menggunakan
metode neraca westphalt dan piknometer serta dapat mengetahui bobot jenis dari
setiap bahan kimia yang digunakan dalam percobaan ini seperti akuades, metanol,
dan gliserol. Selain itu juga praktikan dapat mengaplikasikannya dalam kehidupan
sehari-hari, misalnya saja dengan mengetahui kerapatannya kita dapat
memprediksi oli mesin yang baik digunakan untuk kendaraan bermotor.
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Kerapatan dapat diartikan sebagai suatu sifat penting dari suatu zat rasio
massa terhadap volumenya. Gram semula didefenisikan sebagai massa
1 centimeter kubik air, kerapatan air dalam satuan CGS adalah 1 g/cm3, dimana
kerapatan air adalah 1,00 kh/L. Bila kerapatan suatu benda lebih besar dari
kerapatan air, maka benda akan tenggelam dalam air. Bila kerapatannya lebih
kecil, benda akan mengapung (Tipler, 1991).
Suatu sifat yang besarnya tergantung pada jumlah bahan yang diselidiki
disebut sifat intensif. Baik massa maupun volume adalah sifat ekstensif, suatu
sifat yang tergantung pada sifat ekstensif disebut juga sifat intensif. Rapatan yang
merupakan perbandingan antara massa dan volume adalah sifat intensif (Petrucci,
1999).
Sifat-sifat intensif umumnya dipilih oleh para ilmuwan untuk pekerjaan
ilmiah karena tidak tergantung pada jumlah bahan yang sudah diteliti. Dimana
volume berubah menurut suhu sedangkan massa tetap, maka rapatan merupakan
fungsi suhu (Petrucci, 1999).
Berkaitan erat dengan rapatan ialah bobot jenis (specific grafity). Bobot
jenis suatu zat ialah angka banding massanya dan massa air pada volume yang
sama dan temperatur tertentu. Untuk menentukan bobot jenis suatu cairan, dapat
digunakan suatu wadah dengan volume cermat, yang disebut labu volumetrik
(volumetrik flask) (Keenan dkk., 1989).
5
Dalam praktek, bobot jenis ditentukan dengan cara membandingkan bobot
zat pada volume tertentu dengan bobot air pada volume yang sama pada suhu
kamar (T oC) sehingga bobot jenis menurut defenisi lama diberikan nama lain
yaitu kerapatan atau densitas (d) atau sering diberi lambing dt4. Bobot jenis
menurut defenisi baru diberi nama gravitas spesifik (specific gravity), Stg. Untuk
mencari harga dt4, harga S
tg yang diperoleh dari hasil pengukuran dikalikan
dengan harga dtaq yakni kerapatan atau densitas air pada suhu kamar, T
oC (Taba
dkk., 2010).
The majority of substances expand when heated. A notable exception is
water: when water at 0 oC and at a pressure of one atmosphere is heated, its
density increases to a maximum value of 999.972 kg m3 at 3.98
oC. Thereafter, the
density decreases with further heating in the usual manner. The magnitude of this
anomalous behaviour is small compared with the anomaly of water’s expansion
upon freezing—the latter corresponds to an 8.3% change in volume, compared
with a 0.013% volume contraction between 0 0C and 4
oC. Neither of these
anomalies in the behavior of water is as yet well understood (Cawley dkk., 2005).
Sebagian besar zat akan memuai jika dipanaskan, kecuali air, bila air
dipanaskan pada suhu 0 oC dan pada tekanan satu atmosfer, densitasnya akan
meningkat ke nilai maksimum 999,972 kg/m3 pada 3,98
oC. Setelah itu, kerapatan
akan semakin berkurang seiring dengan dilakukannya pemanasan lebih lanjut.
Besarnya perilaku menyimpang ini masih lebih kecil di bandingkan dengan
ekspansi anomali air atas titik beku. Sampai saat ini, tak satupun dari anomali ini
yang dapat dipahami dengan baik (Cawley dkk., 2005).
6
Rapatan suatu sample ialah nisbah massa terhadap volumenya (Oxtoby
dkk., 2001)
Rapatan =
Satuan dasar massa dalam satuan SI dibahas dalam lampiran ialah kilogram (kg)
tetapi ini sering kali terlalu besar untuk keperluan praktis di kimia. Yang sering di
gunakan ialah gram, selanjutnya gram merupakan satuan baku untuk menyatakan
massa molar. Ada beberapa satuan untuk volume yang sering digunakan. Satuan
SI dasar ialah meter kubik (m3) yang juga sangat jarang digunakan untuk
keperluan laboratorium. Oleh karena itu untuk volume kita menggunakan liter
(Oxtoby dkk., 2001).
Rapatan zat bukanlah kuantitas tetap, melainkan beragam tergantung pada
tekanan dan suhu ketika pengukuran. Untuk beberapa zat terutana zat dan cairan
volume akan mudah diukur tanpa ada massanya, dan bila rapatannya diketahui,
maka fakta konversi antara volume dan massa dapat diperoleh (Oxtoby dkk.,
2001).
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 benda 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
tak bergantung pada temperatur dan tekanan, sehingga tekanan dan temperatur
harus dinyatakan bila memberikan kerapatan gas (Tipler, 1991).
7
Westphalt balance atau neraca Mohr lebih akurat dibandingkan dengan
pengukuran yang menggunakan hidrometer. Neraca Mohr bekerja berdasarkan
prinsip Archimedes, kesusaian berat dari zat pada benda yang mengapung.
Penyelam digantungkan ke dalam zat cair, dengan berat yang diseimbangkan
lengan neraca Mohr hingga berada pada skala nol. Penyelam dimasukkan ke
dalam zat cair yang kerapatannya ingin dicari. Berat yang paling kecil diatur
sedemikian rupa sehingga skala dapat menunjukkan kesetimbangan yang akurat.
Ada banyak anting yang digunakan sebagai pemberat, dengan berat masing-
masing berbeda, dimulai dari 0,1 g, 0,01 g, 0,001 g, dan seterusnya. Pada skala
memberikan jumlah angka yang dibaca, jika pada pemberat 0,1 g pada skala 9,
0,01 g pada skala 8 dan 0,001 pada skala 7, maka bobot jenisnya adalah 0,987.
Suhu dibaca pada termometer yang terdapat pada penyelam (0xtoby dkk., 2001).
8
BAB III
METODE PERCOBAAN
3.1 Bahan
Bahan yang digunakan pada percobaan ini antara lain aquadest, metanol,
gliserol, dan tissue roll.
3.2 Alat
Alat yang digunakan pada percobaan ini yaitu satu set neraca Westphalt,
satu set piknometer 25 mL, neraca analitik, pipet tetes, gelas piala 100 mL, labu
semprot dan termometer.
3.3 Prosedur Percobaan
3.3.1 Neraca Westphalt
Neraca Westphalt dirangkai, gelas ukur diisi dengan aquadest secukupnya
sampai mencapai batas skala atas, suhu aquades diukur dan dicatat, penyelam
dimasukkan ke dalam gelas ukur berisi aquadest, anting-anting diletakkan pada
skala lengan tunggal mulai dari anting terbesar hingga anting yang terkecil
sehingga neraca Westphalt setimbang, angka skala yang ada antingnya dibaca
mulai dari anting yang terbesar ke anting yang terkecil, gelas ukur dan penyelam
dibersihkan lalu dikeringkan, kerja tersebut diulangi dengan menggunakan contoh
lain.
3.3.2 Piknometer
Disiapkan piknometer yang bersih dan kering, kemudian menimbang berat
kosong piknometer dengan menggunkan neraca ohaus, aquadest dimasukkan ke
9
dalam piknometer hingga mencapai garis batas, menutup piknometer hingga tidak
ada lagi gelembung lalu dibersihkan dan dikeringkan pada dinding luar
piknometer selanjutnya suhu yang ditunjukkan pada tutup piknometer dicatat,
piknometer yang berisi aquadest ditimbang kembali, hasil pengamatan dicatat dan
kerja tersebut diulangi dengan menggunakan contoh lain.
10
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengamatan
Tabel 1. Neraca Westphalt
No. Nama Contoh
Pembacaan Skala
Bobot
Jenis Anting I Anting
IIa
Anting
IIb
Anting
IV
1.
2.
3.
Aquadest
Metanol
Gliserol
9
7
9
9
6
9
-
3
9
9
2
9
0,9909
0,7902
1,0809
Tabel 2. Piknometer
NO NAMA CONTOH
BOBOT (gram)
SUHU
(⁰C) piknometer
kosong
piknometer +
sampel sampel
1 Aquadest 41,1561 62,7397 21,5836 34
2 Metanol 41,1561 58,3567 17,2006 28
3 Gliserol 41,1561 63,9900 22,8339 28,6
11
4.2 Perhitungan
4.2.1 Neraca Westphalt
a. Aquadest
Berat anting yang digunakan :
Berat anting I : 0,1 gram = 9 x 0,1 = 0,9 gram
Berat anting IIa : 0,01 gram = 9 x 0,001 = 0,09 gram
Berat anting IIb : 0,01 gram = 0 x 0,001 = 0 gram
Berat anting III : 0,001 gram = 0 x 0,001 = 0 gram
Berat anting IV : 0,0001 gram = 9 x 0,0001 = 0,0009 gram +
Stg = 0,9909
dtaq ( 20
0C ) = 0.9982 gr/cm
3
dt4 = S
tg x d
taq ( 20
0C )
= 0.9909 x 0,9982
= 0,9891 gr/cm3
b. Metanol
Berat anting yang digunakan :
Berat anting I : 0,1 gram = 7 x 0,1 = 0,7 gram
Berat anting II : 0,01 gram = 6 x 0,01 = 0,06 gram
Berat anting IIb : 0,01 gram = 3 x 0,01 = 0,03 gram
Berat anting III : 0,001 gram = 0 x 0,001 = 0 gram
Berat anting IV : 0,0001 gram = 9 x 0,0001 = 0,0009 gram +
Stg = 0,7902
dtaq ( 19,5
0C ) = 0.9983 gr/cm
3
dt4 = S
tg x d
taq ( 19,5
0C )
12
= 0,7902 x 0.9983
= 0,7889 gr/cm3
c. Gliserol
Berat anting yang digunakan :
Berat anting I : 0,1 gram = 9 x 0,1 = 0,9 gram
Berat anting IIa : 0,01 gram = 9 x 0,001 = 0,09 gram
Berat anting IIb : 0,01 gram = 9 x 0,001 = 0,09 gram
Berat anting III : 0,001 gram
Berat anting IV : 0,0001 gram = 9 x 0,0001 = 0,0009 gram +
Stg = 1,0809
dtaq ( 19,4
0C ) = 0.998325 gr/cm
3
dt4 = S
tg x d
taq ( 19,4
0C )
= 1,0809 x 0.998325
= 1,0791 gr/cm3
4.2.2 Piknometer
a. Aquadest
Bobot piknometer + aquadest = 62,7397 gram
Bobot piknometer kosong = 41,1561 gram -
Bobot aquadest = 21,5836 gram
Stg =
=
= 1
dtaq ( 34
0C ) = 0,9944 gram
dt4 = S
tg x d
taq ( 34
0C )
= 1 x 0,9944
= 0,9944 gr/cm
13
b. Metanol
Bobot piknometer + metanol = 58,3567 gram
Bobot piknometer kosong = 41,1561 gram -
Bobot metanol = 17,2006 gram
Stg =
=
= 0,7969
dtaq ( 28
0C ) = 0.9962 gr/cm
3
dt4 = S
tg x d
taq ( 28
0C )
= 0,7969 x 0.9962
= 0,7939 gr/cm3
c. Gliserol
Bobot piknometer + gliserol = 63,9900 gram
Bobot piknometer kosong = 41,1561 gram -
Bobot gliserol = 22,8339 gram
Stg =
=
= 1,0579
dtaq ( 28,6
0C ) = 0.9960 gr/cm
3
dt4 = S
tg x d
taq ( 28,6
0C )
= 1,0579 x 0.9960
= 1,0537 gr/cm3
4.3 Pembahasan
Pada percobaan kali ini yakni dalam penentuan kerapatan dan bobot jenis,
digunakan dua metode pengukuran yakni dengan menggunakan neraca westphalt
dan piknometer. Adapun bahan-bahan yang akan di ukur kerapatan dan bobot
jenisnya adalah aquadest, metanol, dan gliserol.
14
Pada pengukuran kerapatan dan bobot jenis dengan neraca westphalt, hal
pertama yang harus dilakukan yakni neraca dikalibrasi untuk mendapatkan hasil
perhitungan normal, adapun bahan yang akan di ukur dimasukkan ke dalam gelas
ukur hingga tanda batas pada penyelam. Penyelam dari neraca westphalt disini
memiliki peranan yang sangat penting karena dari penyelam itulah kita dapat
menentukan bobot dari bahan. Oleh karenanya, pada saat melakukan pemasangan
penyelam harus dilakukan dengan sangat hati-hati. Penyelam tersebut tak boleh
berkontak langsung dengan dinding gelas ukur karena akan mempengaruhi hasil
dari pengukuran. Bahan yang dimasukkan pada gelas ukur harus berada 2 cm dari
permukaan larutan atau tanda batas pada penyelam. Lalu untuk menentukan nilai
dari bobotnya digunakan anting-anting yang merupakan pemberat hingga lengan
neraca menjadi seimbang. Adapun anting-anting yang digunakan pada lengan
neraca memiliki berat yang berbeda-beda. Mulai dari 0,1 gram, 0,01 gram,
0,001 gram dan 0,0001 gram. Maka dari itu, makin banyak anting yang
dipergunakan maka makin banyak pula angka desimal yang diperoleh dan
keakuratan hasil pengukurannyapun semakin tepat.
Walaupun demikian, ada saja kekurangan yang terdapat pada neraca
westphalt, yakni tidak pernah terdapat 2 bandul dalam 1 gantungan, karena neraca
westphalt tidak dapat mengukur bobot jenis suatu larutan yang lebih dari sama
dengan 1 g/cm3 tetapi hanya dapat mengukur dibawah 1 g/cm
3. Adapun hasil
pengukuran yang diperoleh dengan menggunakan neraca westphalt dari
pengolahan data, yakni kerapatan aquadest, metanol, dan gliserol berturut-turut
adalah 0,9891 gr/cm3, 0,7889 gr/cm
3, 1,0791 gr/cm
3, sedangkan bobot jenis dari
15
aquadest, metanol, dan gliserol berturut-turut adalah 0,9909 gram, 0,7889 gram,
dan 1,0809 gram.
Pada pengukuran kerapatan bobot jenis dengan menggunakan piknometer,
yang harus dilakukan sebelumnya adalah mencuci bersih kemudian mengeringkan
piknometer terlebih dahulu. Jika tak dilakukan hal tersebut, maka zat atau bahan
yang akan ditimbang sudah terkontaminasi zat-zat lain, hal ini akan berpengaruh
pada kemurnian zat tersebut dan mempengaruhi bobot piknometer yang kosong.
Langkah selanjutnya, piknometer diisi dengan bahan, lalu ditutup rapat-rapat,
kemudian ditimbang. Adapun bobot dari bahan dapat ditentukan dari selisih
antara bobot bahan + piknometer dengan bobot piknometer kosong. Sama seperti
penggunaan neraca westphalt, piknometer pun harus dibersihkan dan dikeringkan
terlebih dahulu sebelum diganti dengan sample lain.
Adapun hasil pengukuran yang diperoleh dengan menggunakan
piknometer dari pengolahan data, yakni kerapatan aquadest, metanol, dan gliserol
berturut-turut adalah 0,9944 gr/cm, 0,7939 gr/cm3, dan 1,0537 gr/cm
3 sedangkan
bobot jenis dari aquadest, metanol, dan gliserol berturut-turut adalah 1 gram,
0,7969 gram, dan 1,0579 gram .
Sama halnya seperti neraca westphalt, pengukuran kerapatan dan bobot
jenis dengan menggunakan piknometerpun memiliki kekurangan, yaitu pada
piknometer tak boleh terdapat rongga kosong untuk memperoleh hasil yang
akurat, jika terdapat rongga kosong sedikit saja, maka volumenya akan berkurang.
Pada pengukuran yang telah dilakukan, sangatlah berbeda jauh dengan
kenyataannya, dimana kerapatan aquadest pada literatur sebesar 1 g/cm3,
sedangkan metanol sebesar 0,81 g/cm3. Hal ini mungkin disebabkan karena
16
pembacaan skala neraca yang kurang teliti dan juga terkontaminasinya alat
pengukuran dengan zat lain yang disebabkan oleh ketidakbersihan alat pengukur.
Selain itu, faktor eksternal juga berpengaruh besar, dalam hal ini yang menjadi
faktor eksternalnya salah satunya yaitu suhu.
17
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Hasil pengukuran yang diperoleh dengan menggunakan neraca westphalt
dari pengolahan data, yakni kerapatan aquadest, metanol, dan gliserol
berturut-turut adalah 1,0789 gr/cm3, 0,7795 gr/cm
3, 1,0791 gr/cm
3, sedangkan
bobot jenis dari aquadest, metanol, dan gliserol berturut-turut adalah 1,0809 gram,
0,7809 gram, dan 1,0809 gram.
Hasil pengukuran yang diperoleh dengan menggunakan piknometer dari
pengolahan data, yakni kerapatan aquadest, metanol, dan gliserol berturut-turut
adalah 0,994454 gr/cm, 0,7938 gr/cm3, dan 1,0537 gr/cm
3 sedangkan bobot jenis
dari aquadest, metanol, dan gliserol berturut-turut adalah 1 gram, 0,7969 gram,
dan 1,0579 gram.
5.2 Saran
Adapun saran yang dapat saya berikan pada percobaan kali ini yakni
seharusnya laboratorium mengadakan alat aerometer dalam laboratorium Kimia
Fisika, karena alat tersebut sangat dibutuhkan mahasiswa sebagai tambahan
pengalaman dalam melakukan penelitian di laboratorium
18
DAFTAR PUSTAKA
Cawley, M. F., dkk., 2005, Measurement of The Temperature of Density
Maximum of Water Solutions Using A Convective Flow Technique
(online), http://eprint.nuim.ie/935/diakses tanggal 27 Februari 2010.
Keenan, C. W., Kleinfelter, D. C., dan Wood J. H., 1989, Kimia Untuk
Universitas, Erlangga, Jakarta.
Oxtoby, D., W., Gillis, H. P., dan Nachtriebe, N. H., 2001, Kimia Modern,
Erlangga, Jakarta.
Petrucci, R. H., dan Suminar, 1992, Kimia Dasar, Erlangga, Jakarta.
Taba, P., Zakir, M., Fauziah, St., 2009, Penuntun Praktikum Kimia Fisika,
Universitas Hasanuddin, Makassar.
Tipler P. A., 1991, Fisika Untuk Sains dan Teknik Jilid 1, Erlangga, Jakarta.
19
LEMBAR PENGESAHAN
MAKASSAR, MARET 2010
ASISTEN PRAKTIKAN
(TIUR MAULI SINAGA) (YUSI ANDA RIZKY)
20
BAGAN PENENTUAN KERAPATAN DAN BOBOT JENIS
A. Penentuan bobot jenis dengan neraca Westphalt
AQUADEST
- diisi dalam gelas ukur secukupnya
- diukur dan dicatat suhunya
- penyelam dimasukkan ke dalam gelas ukur tersebut
- lengan neraca diatur sehingga penyelam ± 2 cm dari permukaan
cairan
- anting-anting diletakkan pada skala lengan tunggal
- skala dibaca mulai dari anting yang terbesar sampai yang terkecil
DATA
Aquadest diganti dengan metanol dan gliserol
B. Penentuan bobot jenis dengan piknometer
AQUADEST
- diisi ke dalam piknometer (sebelumnya piknometer yang kosong
sudah ditimbang)
- ditutup dan dicatat suhunya
- piknometer yang berisi akuades ditimbang dan dicatat bobotnya
DATA
Aquadest diganti dengan metanol dan gliserol