BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangZat dapat dibedakan menjadi tiga macam berdasarkan wujudnya yaitu zat padat, cair, dan gas. Zat ini terdiri dari partikel-partikel yang sangat kecil berupa atom, molekul, dan ion. Gas adalah materi yang bergerak bebas. Gas memiliki energi kinetik yang sangat besar. Pergerakannya yang sangat bebas membuat gas sukar diamati. Sifat gas sekarang dapat diamati dengan adanya pendekatan-pendekatan matematis. Gas dikatakan ideal apabila berada pada keadaan tertentu, seperti ada tidaknya gaya tarik menarik molekul, volume gas tersebutr diabaikan. Materi yang berupa gas, berat molekunya dapat ditentukan dari massa jenis zat yang diketahui. Berat molekul itu didapatkan dengan menurunkan persamaan gas ideal menjadi hubungan massa jenis gas 4. Senyawa volatil adalah senyawa yang mudah menguap. Senyawa ini akan mudah sekali diaamati perubahannya. Percobaan ini akan dibahas mengenai pengukuran berat molekul gas senyawa volatil berdasarkan massa jenis gas dengan menggunakan kloroform.

1.2 Tujuan1. Menentukan berat molekul senyawa volatil berdasarkan pengukuran massa jenis gas.2. Melatih menggunakan gas ideal.

1.3 Tinjauan Pustaka1.3.1 MSDS (Material Safety Data Sheet)a. KloroformKloroform mempunya nama lain triklorometana (CHCl3). Kloroform dikenal sebagai bahan pembius. Kloroform digunakan sebagai pelarut nonpolar dalam dunia perindustrian. Kloroform berwujud cair dan mudah menguap atau volatile pada suhu ruang. Kloroform mempunyai massa molar 119,38 gram/mol. Kerapatannya adalah 1,48 gram/cm3. Kloroform tidak berwarna. Titik lelehnya adalah -63,5oC sedangkan titik didih dari kloroform 61,2oC dengan kelarutan dalam air 0,8 gram/100 mL air pada suhu 20oC. Bentuk molekul dari kloroform (CHCl3) adalah tetrahedral. Kloroform merupakan bahan yang tidak mudah terbakar dan meledak namun jika terbakar menimbulkan asap beracun. Kloroform yang masuk ke saluran inhalasi akan menyebabkan mual, batuk, dan kantuk. Hal ini dapat dicegah dengan membuat ventilasi atau saluran pembuangan lokal dan penggunaan alat perlindungan pernapasan. Penanggulangannya dengan membawa korban ke udara segar dan memberikan nafas buatan jika dirasa perlu. Kloroform yang terkena mata maka diperlukan pembilasan dengan air sebanyak-banyaknya dan korban langsung dibawa ke pihak medis. Kloroform bila tertelan akan mengalami sakit perut atau keracunan sehingga dianjurkan untuk tidak makan dan minum selama bekerja. Berkumur dan meminum banyak air merupakan penanganan yang paling utama sebelum dibawa ke dokter. Kloroform sebaiknya disimpan dengan beriakan ventilasi sepanjang lantai dan dipisahkan dari oksidan yang kuat, basa kuat, logam, aseton, dan bahan makanan (Anonim, 2014).b. AsetonAseton adalah bahan kimia yang berwujud cair. Aseton berbau seperti buah-buahan, dan berbau, berbau tajam. Berat molekul aseton adalah 58,08 gram/mol. Titik didih aseton adalah 56,2 , sedangkan titik lelehnya adalah -95,35 . Aseton tidak berwarna. Aseton adalah senyawa kimia yang mudah menguap karena memiliki titik didih lebih rendah dari air. Zat ini mudah larut dalam air dingin dan air panas. Zat ini tidak bersifat korosif. Bahan kimia ini sebaiknya ditempatkan dari bahan panas dan cahaya. Aseton disimpan dalam suhu yang dingin dengan tempet yang ventilasinya terjaga dengan baik (Anonim, 2014).c. BenzenaBenzena adalah bahan kimia yang berwujud cair dengan berat molekul 78,11 gram/mol. Benzena berbau seperti gasoline (bensin), tidak berbau dan tidak berasa. Titik didih benzena adalah 80,1 , dan titik lelehnya 5,5 . Bahan ini mudah larut dalam air, dietil eter, dan aseton. Bahan ini akan menyebabkan iritasi atau inhalasi pada mata, dan kontak dengan kulit. Benzena tidak stabil dalam keadaan yang panas dan reaktif dengan asam atau zat pengoksidasi (Anonim, 2014).

1.3.2 Dasar teoriGas mempunyai sifat bahwa molekul-molekulnya sangat berjauhan satu sama lain, sehingga hampir tidak ada gaya tarik menarik atau tolak menolak di antara molekul-molekulnya. Hal tersebut mengakibatkan gas akan mengembang dan mengisi seluruh ruang yang ditempatinya. Gas ideal memiliki sifat-sifat :a. Tidak ada gaya tarik menarik di antara molekul-molekulnyab. Volume dari molekul-molekul gas sendiri dapat diabaikanc. Tidak ada perubahan energi dalam (internal energi)(Respati, 1999).Prinsip Avogadro hampir seluruhnya diabaikan setelah penemuannya pada tahun 1811. Prinsip Avogadro dapat digunakan untuk menentukan bobot molekul dengan cara yang sedikit berbeda. Satu mol zat (berat molekul dalam gram) mengandung 6,022 x 1023 (bilangan Avogadro). Prinsip Avogadro menyatakan jumlah satu mol zat itu sama dengan jumlah molekul dari dua gas di bawah kondisi yang sama temperatur dan tekanannya yang menempati volume yang sama pada satu mol gas. Oleh karena itu, pada satu mol gas harus menempati volume yang sama sebagai mol setiap gas lainnya jika suhu dan tekanan yang tetap. Volume satu mol gas apapun pada keadaan STP, adalah 22,4 liter. Berat molekul gas adalah massa dalam gram dari 22,4 liter gas pada STP. Deviasi nilai ideal bagi sebagian gas, adalah kurang dari 1 % (Mortimer, 1998). Partikel-partikel suatu zat akan bergerak bebas pada keadaan gas. Jarak antar partikelnya relatif jauh lebih besar daripada ukuran-ukuran partikel, sehingga gaya tarik-menarik antar partikel sangat kecil sehingga dapat diabaikan. Laju suatu partikel selalu berubah-ubah, hal ini disebabkan terjadinya tumbukan antara partiKel yang satu dengan yang lainnya ataupun antara partikel dengan dinding wadah. Tetapi walaupun demikian, laju rata-rata partikel gas pada suhu tertentu konstan. Jika suhu gas meningkat maka laju rata-rata partikelnya juga meningkat (Bird, 1987).Gas dapat digambarkan sebagai kumpulan molekul-molekul dengan gerakan kacau balau, acak tapi berkesinambungan, dengan kecepatan yang bertambah bila temperatur dinaikkan). Sifat dasar untuk mempelajari gas selain volume yang ditempati dan jumlah zatnya (jumlah mol, n adalah tekanan dan temperaturnya. Nilai V, n, p, dan T yang diketahui dari sampel zat murni dalam keadaan tersebut, zat tersebut akan mempunyai sifat-sifat yang sama (misalnya kerapatan, kapasitas, kalor, dan warna). Hal tersebut menandakan bahwa ada persamaan keadaan yang menghubungkan volume, tekanan, jumlah, dan temperatur dari setiap zat murni, dan hanya ada tiga variabel bebas yang diperlukan untuk menyatakan keadaan (Atkins, 1994).Persamaan gas ideal bersama-sama dengan massa jenis gas dapat digunakan untuk menentukan berat molekul senyawa volatil. Persamaan gas ideal:1

PV = nRTatau...2

PV = (m/BM)RTDengan mengubah persamaan (2) akan diperoleh:..3

P (BM) = (m/V)RT...4

P (BM) = R TBM = ...5

BM= berat molekulP = tekanan gas (atm)V = volume gas (liter)m = massa (gram)T = suhu muntlak (K)R = konstanta gas = 0,08206 liter atm mol-1K-1Persamaan itu merupakan hubungan antara dua variabel sampel suatu zat, dan disebut persamaan keadaan gas sempurna (Tim Kimia Fisik, 2014).Persamaan di atas berkaitan dengan hukum gas, antara lain;1. Hukum BoyleFisikawan dan kimiawan ternama Irlandia, Robert Boyle pada Tahun 1662 melakukan serangkaian percobaan menggunakan tabung gelas bentuk-J yang ujung bagian pendeknya tertutup. Hasil percobaan yang Boyle adalah perubahan volume gas berbanding terbalik dengan tekanan. Bentuk matematikanya dapat dituliskan sebagai berikut.pV = konstan 6

(Atkins, 1994).2. Hukum CharlesTahun 1787, fisikawan Perancis, Jacques Charles menemukan bahwa oksigen, nitrogen, hidrogen, karbon dioksida, dan udara memuai ke tingkat yang sama pada interval temperatur yang sama, pada lebih dari 80 kelvin. Hal ini mengindikasikan adanya hubungan linear antara volume dan temperatur. Volume gas dengan massa tertentu, berbanding lurus dengan temperatur mutlak jika tekanan tidak berubah.V T....87

(Keenan, 1990)3. Hukum Gay LussacPersamaan yang digunakan untuk meramalkan volume gas sempurna sewaktu sejumlah tertentu gas tersebut dipanasakan (atau didinginkan) pada tekanan tetap, adalah sebagai berikut:.......9

Gay-Lussac menyatakan bahwa gas nyata bisa terdapat pada berbagai keadaan yang berbeda dari keadaan gas sempurna, dan digambarkan dengan permukaan P, T dalam bentuk yang berbeda-beda, tetapi permukaan kita akan sama dengan permukaan gas sempurna pada tekanan rendah (Atkins, 1994).

4. Hukum AvogadroBejana yang volumenya tertentu mengandung sejumlah tertentu molekul gas, tanpa tergantung pada macam gas. Hubungan ini dirumuskan oleh Amadeo Avogadro pada tahun 1811 dan dikenal sebagai hukum Avogadro. Molekul yang sama banyak terdapat dalam gas-gas berlainan yang volumenya sama, jika tekanan dan temperaturnya sama. Banyaknya gas diukur dengan mudah dalam benttuk banyaknya mol, dan diberi lambang n. Pada temperatur dan tekanan konstan, hukum ini dinyatakan secara matematis sebagai..10

(Keenan, 1990).Zat-zat yang volatil adalah senyawa kovalen dengan titik didihnya rendah, sehingga pada suhu kamar sudah cukup banyak yang menguap. Suatu cairan volatil dengan titik didih lebih kecil dari 100 C ditempatkan dalam erlenmeyer tertutup yang mempunyai lubang kecil pada bagian tutupnya, kemudian labu erlenmeyer dipanaskan sampai 100 oC, maka cairan tadi akan menguap dan mendorong udara yang labu erlenmeyer tersebut keluar melalui lubang kecil tadi. Setelah semua udara keluar akhirnya uap itu sendiri yang akan keluar, sampai uap itu akan berhenti keluar ketika sama dengan tekanan udara luar. Keadaan ini merupakan kondisi setimbang yaitu labu erlenmeyer hanya berisi uap cairan dengan tekanan sama dengan tekanan atmosfir, volumenya sama dengan labu erlenmeyer dan suhu sama dengan titik didih air dalam penangas air (kira-kira 100 oC). Labu erlenmeyer ini kemudian diambil dari penangas air, dinginkan dan ditimbang sehingga massa gas yang terdapat didalamnya dapat diketahui (Tim Kimia Fisik, 2014).

BAB 2. METODE PRAKTIKUM

2.1 Alat dan Bahan2.1.1 Alata. Labu erlenmeyerb. Gelas pialac. Aluminium foild. Karet gelange. Neraca analitik

2.1.2 Bahana. Cairan volatil (kloroform)

2.2 Cara Kerja diambil labu erlenmeyer 100 ml yang bersih dan kering, ditutup labu tersebut dengan alumunium foil dan dikencangkan dengan karet. ditimbang dengan neraca analitik. dimasukkan bahan ke dalam erlenmeyer, ditutup kembali dengan alumunium foil dan dikencangkan dengan karet hingga kedap udara, dilubangi dengan jarum agar udara bisa keluar. direndam labu erlenmeyer dalam penangas air bersuhu 100oc sehingga air di bawah. dibiarkan hingga cairan menguap. dicatat suhu penangas air tersebut. diangkat labu erlenmeyer setelah cairan menguap, dikeringkan air di bagian luar dengan desikator, udara masuk dan kloroform mengembun dalam cairan. ditimbang labu erlenmeyer yang telah dingin dengan menggunakan neraca analitik (alumunium foil dan karet tidak dilepas sebelum ditimbang). ditentukan volume labu erlenmeyer dengan diisi air dan diukur massa air dalam labu. diukur suhu air dalam labu erlenmeyer. diketahui volume air, jika massa jenis air pada suhu air dalam labu erlenmeyer diketahui dengan rumus = m/v. diukur tekanan atmosfer menggunakan barometer.

5 mL Kloroform

BAB III. HASIL DAN PENGOLAHAN DATAHasil

3.1 HasilKeteranganHasil pengukuran

Percobaan 1Percobaan 2Percobaan 3

Massa erlenmeyer, aluminium foil, karet gelang35,4 gram36,6 gram35,71 gram

Massa erlenmeyer, aluminium foil, karet gelang, dan cairan X42,55 gram43,98 gram42,65 gram

Massa cairan X0,241 gram0,36 gram0,314 gram

Massa erlenmeyer dan air100,354 gram102,39 gram100,042 gram

Massa erlenmeyer34,818 gram35,889 gram34,88 gram

Massa air65,536 gram66,506 gram65,162 gram

Suhu yang terdapat pada erlenmeyer301 K301 K301 K

Suhu penangas air90 92 92

Tekanan atmosfer1 atm1 atm1 atm

3.2 pengolahan DataPercobaan ke-Massa cairan XVolume airBM cairan XEfisiensi ()

1. 0,241 gram0,0658 L90,47 gram/mol75,7 %

2. 0,36 gram0,0658 L135,1 gram/mol113,0 %

3. 0,341 gram0,0654 L118,6 gram/mol99,2 %

BAB 4. PEMBAHASAN

Percobaan keenam ini tentang penggunaan berat molekul berdasarkan pengukuran massa jenis gas dengan menggunakan senyawa volatil. Senyawa volatil yang digunakan adalah kloroform. Langkah kerja yang digunakan cukup mudah, dengan menggunakan erlenmeyer yang ditutup dengan aluminium foil dan diikat dengan karet gelang. Cairan x dmasukkan ke dalam erlenmeyer tersebut lalu diuapkan dalam penangas air dengan lubang kecil pada penutupnya. Percobaan ini dilakukan sebanyak tiga kali untuk mendapatkan hasil yang akurat. Prinsip percobaan ini adalah cairan volatil (kloroform) yang memiliki titik didih lebih rendah dari titik didih air (100) dalam erlenmeyer tertutup dan dilubangi pada bagian atasnya, maka cairan tersebut akan menguap. Uap kloroform tersebut akan mendorong udara dalam erlenmeyer keluar melalui lubang kecil. Uap yang mendorong udara akan keluar apabila semua udara yang ada dalam erlenmeyer telah keluar. Uap kloroform akan berhenti keluar apabila tekanan udara luar sama dengan tekanan pada erlenmeyer. Kondisi ini berisi uap cairan dengan tekanan sama dengan atmosfir. Volume cairan tersebut sama dengan volume erlenmeyer dengan suhu pada titik didih air. Erlenmeyer tersebut kemudian diambil dan didinginkan, lalu ditimbang dan didapatkan massa gas yang ada didalamnya. Berat molekul didapatkan dari persamaan 5 pada bab 2 (Tim Kimia Fisik, 2014).Zat cair dalam erlenmeyer pertama yang telah diisi dengan kloroform sebanyak 5 mL dipanaskan dalam penangas air yang telah mendidih. Semua kloroform menguap pada suhu 90 , artinya pada suhu ini tekanan dalam erlenmeyer sama dengan tekanan atmosfir. Erlenmeyer tersebut lalu dikondensasi, dan ditimbang. Kondensasi bertujuan untuk mengubah partikel gas yang berada dalam partikel menjadi fase cairnya. Massa zat cair yang didapatkan setelah kondensasi adalah 0,241 gram. Massa ini didapatkan dengan mengurani massa Erlenmeyer sesudah pemanasan dikurangi dengan massa erlenmeyer awal yang keduanya sama-sama ditutup dengan aluminium foil dan diikat karet gelang. Volume gas sama didapatkan dengan menghitung massa air dengan mengisi erlenmeyer tersebut secara penuh. Volume gas tersebut adalah 65,819 . Cara yang sama dilakukan pada percobaan kedua dan ketiga. Kloroform pada erlenmeyer kedua dan ketiga menguap pada suhu 92 . Massa kloroform kedua dan ketiga adalah 0,36 gram dan 0,314 gram. Volume gas pada percobaan kedua dan ketiga adalah 65,789 dan 65,443 . Berat molekul kloroform dengan menggunakan persamaan gas ideal pada persamaan 5 di atas. Massa jenis air yang digunakan adalah massa jenis air pada suhu 30 yaitu 0,9957, sehingga didapatkan berat molekul sebesar 90,47 gram/mol, 135,1 gram/mol, dan 118,6 gram/mol. Berat molekul kloroform (CHCl3) standar yaitu 119,5 gram/mol. Berat molekul rata-rata yang didapatkan adalah 114,7 gram/mol. Nilai ini mendekati berat molekul yang sebenarnya. Hasil yang didapatkan pada percobaan ini kurang sesuai dengan berat molekul yang sebenarnya. Hal ini disebabkan volume kloroform yang diambil tidak tepat 5 mL, karena kondisi alat yang digunakan (pipet mohr) kurang baik. Faktor lain yaitu kloroform menguap ketika dipindahkan dari botol ke dalam erlenmeyer. Suhu erlenmeyer yang ditimbang setelah pemanasan belum pada suhu kamar, sehingga ada partikel gas yang belum berubah wujud menjadi cair dan masih bergerak bebas. Massa erlenmeyer ini lebih ringan dibandingkan dengan erlenmeyer yang sebenarnya. Uap yang dihasilkan akan keluar melalui lubang pada penutup, sebab pada proses kondensasi hanya menggunakan tissue basah. Hal tersebut membutuhkan waktu yang lama untuk mengubah uap air menjadi fase cairny, sehingga banyak udara yang keluar. Peralatan yang digunakan pada percobaan ini kurang sesuai, sehingga faktor-faktor lain yang tidak dapat diamati ketika percobaan mungkin saja terjadi.

Gambar 4.1 Viktor meyer

Alat viktor meyer digunakan untuk menentukan berat molekul senyawa berdasarkan penentuan massa jenis gas. Alat ini ditemukan oleh kimiawan Jerman Viktor Meyer. Penentuan berat molekul senyawa dengan alat tersebut akan didapatkan hasil yang sesuai, sebab uap yang didapatkan pada saat pemanasan tidak akan keluar dari alat tersebut. Uap yang dihasilkan akan mengalir pada tabung viktor meyer dan mengalir pada selang yang berada dalam air. Air tersebut bertujuan untuk menurukan suhu sehingga semua uap air yang dihasilkan akan berubah menjadi fase cair. Nilai efisiensi yang didapatkan adalah 75,7 %, 113,0%, dan 99,2%. Nilai efisiensi yang pertama terlalu jauh dari dua nilai efisiensi yang lain. Hal ini terjadi pada saat penimbangan massa cairan kloroform, sebagian besar kloroform dalam keadaan gas, sehingga massa yang didapatkan lebih ringan. Efisiensi kedua lebih besar dari 100% karena kesalahan praktikan pada saat pengukuran. Efisiensi percobaan ketiga bisa dikatakan tepat karena mendekati 100%. Efisiensi rata-rata yaitu 96%. Nilai ini cukup baik, karena mendekati 100%.

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan1. Berat molekul kloroform adalah 90,47 gram/mol; 135,1 gram/mol; dam 118,6 gram/mol.2. Efisiensi berat molekul kloroform adalah 75,7%; 113,0%; dan 99,2%.3. berat molekul senyawa volatil dapat ditentukan dengan massa jenis gas.

5.2 Saran1. Peralatan yang digunakan seharusnya benar-benar standar, sehingga didapatkan nilai yang akurat.2. praktikan harus lebih teliti dalam melakukan pengukuran, sehingga didapatkan nilai yang akurat.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2014. Aseton. [Serial Online]. http://www.sciencelab.com/msds.php?msdsId= 9927062. [diakses 29 Maret 2014].Anonim. 2014. Benzena. [Serial Online]. http://www.sciencelab.com/msds.php?msdsId= 9927062. [diakses 29 Maret 2014].Anonim. 2014. Kloroform. [Serial Online]. http://www.scienelab.com/msds/php?msdsld= 9924120. [diakses 15 Maret 2014].Atkins, P.W. 1994. Kimia Fisika. Jakarta : Erlangga.Bird, Tony. 1993. Kimia Fisika Untuk Universitas. Jakarta: Gramedia: Pusaka Utama.Keenan, C.W. dkk. 1990. Ilmu Kimia untuk Universitas Edisi Keenam Jilid 1. Jakarta: Erlangga.Mortimer, C.E. 1998. Introduction to Chemistry. New York: Van Nostrand Company.Respati. 1992. Dasar-dasar Ilmu Kimia untuk Universitas. Rineka Cipta: Yogyakarta.Tim Kimia Fisik. 2014. Penuntun Praktikum Kimia Fisik I. Jember: FMIPA Universitas Jember.