LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA II

PEMERIKSAAN KESALAHAN-KESALAHAN

OLEH:

Ni Made Dwi Desiyanti(1108105022) Kelompok II B

JURUSAN KIMIAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS UDAYANABUKIT JIMBARAN2013

PEMERIKSAAN KESALAHAN-KESALAHANNi MadeDwi Desiyanti1108105022Departement Of Chamestry Facultyof Mathematics and Natural Scince Udayana University,Bukit Jimbaran

ABSTRAKKalibrasi merupakan prosesverifikasi bahwa suatu akurasi alat ukur sesuai dengan rancangannya. Kalibrasi biasa dilakukan dengan membandingkan suatu standar yang terhubung dengan standar nasional maupun internasional dan bahan-bahan acuan tersertifikasi. Sumber kesalahan ini meliputi (1) derau (noise), waktu tanggap (respone time), (3) keterbatasan rancangan (design limitation), (4) pertambahan atau kehilangan energi karena interaksi, (5) transmisi , (6) keausan atau kerusakan sistem pengukuran, (7) pengaruh ruangan terhadap sistem, (8) kesalahan penafsiran oleh pengamat (human error). Berdasarkan analisis pengukuran yang telah dilakukan diperoleh simpangan rata-rata dari masing-masing alat yaitu: gelas ukur 50 ml sebesar 0,2726; gelas ukur 250 ml sebesar 2,044; buret 25 ml sebesar 0,2193; dan pipet volume sebesar 2,064. Jadi alat yang memiliki simpangan rata-rata terbesar selama praktikum adalah gelas ukur 250mL sedangkan alat yang memiliki simpangan rata-rata terkecil adalah buret 25mL. Sedangkan untuk kesalahan kalibrasi yaitu: gelas ukur 50mL sebesar 0,04667; gelas ukur 250mL sebesar 0,428; buret 25 mL sebesar 1,52667; dan ; pipet volume 25 mL sebesar 0,418. Maka dapat diketahui alat yang memiliki kesalahaan kalibrasi terbesar dalam percobaan ini adalah buret 25 mL sedangkan alat yang memiliki kesalahan kalibrasi terkecil adalah gelas ukur 50 mL. PENDAHULUANDalam melakukan pengukuran fisik, tujuan utamanya adalah memperoleh suatu nilai yang terdiri dari satuan yang diplih dan besarannya yang akan menyatakan besar kuantitas fisik yang diukur, menunjukkan kemampuan masing-masing alat sehubungan dengan ketepatan pengukuran dan melatih kemampuan untuk menentukan kesalahan baik dalam praktek maupun perhitungan. Semua percobaan kuantitatif menggunakan alat misalnya tibangan, pipet, gelas ukur dan sebagainya. Ketepatan sangat alat mempengaruhi hasil percobaan. Sebagai contoh dalam pengukuran tekanan, satuan yang diplih adalah bar dan besaranya adalah 100 jadi 100 bar. Contoh lainnya, termometer dapat dikalibrasi sehingga kesalahan indikasi atau koreksi dapat ditentukan dan disesuaikan (melalui konstanta kalibrasi), sehingga termometer tersebut menunjukan temperatur yang sebenarnya dalam celcius pada titik-titik tertentu di skala. Kalibrasi, pada umumnya, merupakan proses untuk menyesuaikan keluaran atau indikasi dari suatu perangkat pengukuran agar sesuai dengan besaran dari standar yang digunakan dalam akurasi tertentu. Tingkat kegagalan dalam menverifikasikan besaran ini secara pasti, dan ini berarti pula variasi kuantitas nilai yang dinayatakan dari nilai sebenarnya, merupakan kesalahan pengukuran. Kesalahan ini muncul dalam sistem pengukuran itu sendiri dan dari standar yang digunakan untuk kalibrasi sistem tersebut. Sebagai tambahan untuk kesalahan yang dihasilkan dari kalibrasi sistem pengukuran yang salah, ada sejumlah sumber kesalahanyang perlu diperiksa. Sumber kesalahan ini meliputi (1) derau (noise), waktu tanggap (respone time), (3) keterbatasan rancangan (design limitation), (4) pertambahan atau kehilangan energi karena interaksi, (5) transmisi , (6) keausan atau kerusakan sistem pengukuran, (7) pengaruh ruangan terhadap sistem, (8) kesalahan penafsiran oleh pengamat (human error).Kesalahan saat melakukan pengukuran bisa saja terjadi. Selama melibatkan alat dan manusia maka kesalahan apapun dan sekecil apapun pasti ada kemungkinan terjadi. Jenis-jenis salah ukur pada dasarnya ada 3, yaitu kesalahan sistematik, kesalahan paralaks dan kesalahan acak. Berikut ini adalah jenis-jenis kesalahan saat mengukur:Jenis-jenis salah ukur1. Kesalahan sistematikKesalahan sistematik adalah kesalahan pengukuran yang terjadi karena hal-hal berikut: Kesalahan pada alat ukur yang digunakan, meliputi:kesalahan kalibrasi, alat ukur tidak tepat menunjuk ke nilai nol yang sebenar, jarum penunjuk alat tidak akurat Kondisi saat penggunaan alat ukur. Kesalahan karena kondisi saat penggunaan alat ukur ini bisa terjadi jika kondisi saat alat digunakan tidak sesuai atau berbeda dengan kondisi pada waktu alat dikalibrasi. Perbedaan itu dapat menyangkut perbedaan suhu, tekanan dan kelembaban udara. Peletakan alat ukur yang tidak pada posisi yang tepat seperti kondisi permukaan bidang yang miring, tidak rata ,dan lain-lain2. Kesalahan paralaksKesalahan paralaks disebut juga kesalahan manusia (human error). Kesalahan paralaks terjadi jika pembacaan skala analog dilakukan dari sudut yang salah.3. Kesalahan acakKesalahan acak adalah kesalahan yang terjadi karena kondisi lingkungan yang tidak menentu hingga menganggu kerja alat ukur, misalnya gerak Brown pada molekul udara, fluktuasi (naik-turunnya) tegangan listrik, dan derau (noise) elektronik yang bersifat acak dan sukar dikendalikan.METODEMetode yang digunakan dalam percobaan ini metode kalibrasi yaitu suatu keadaan dimana semua masukan (yang dikehendaki, yang mengganggu, yang mengubah) kecuali satu masukan dipertahankan pada nilai tetap. Masukan yang dipelajari tersebut kemudian diubah-ubah sepanjang rentang nilai konstanta yang sama, yang menyebabkan nilai keluaran berubah sepanjang rentang nilai konstanta tertentu. Prosedur yang sama diulangi secara bervariasi sesuai dengan setiap masukan yang teliti berdasarkan minat, sehingga mengembangkan satu kumpulan hubungan masukan-keluaran statis. Jumlah data yang sedikit dapat dihitung secara statistik untuk memeperoleh nilai spesifik dari suatu tes signifikansi. Hubungan masukan-keluaran harus disajikan dengan grafik yang menyatakan keadaan ketika hubungan tersebut dibuat. Curve fitting yang dibuat nampaknya memegang peranan penting dalam menggambarkan hubungan masukan-keluaran alat ukur. Metode kuadrat terkecil dari suatu curve fitting digunakan untuk tujuan ini dalam penggunaaan yang luas. Kalibrasi merupakan prosesverifikasi bahwa suatu akurasi alat ukur sesuai dengan rancangannya. Kalibrasi biasa dilakukan dengan membandingkan suatu standar yang terhubung dengan standar nasional maupun internasional dan bahan-bahan acuan tersertifikasi.Di beberapa negara, termasuk Indonesia, terdapat direktorat metrologi yang memiliki standar pengukuran (dalam SI dan satuan-satuan turunannya) yang akan digunakan sebagai acuan bagi perangkat yang dikalibrasi. Direktorat metrologi juga mendukung infrastuktur metrologi di suatu negara (dan, seringkali, negara lain) dengan membangun rantai pengukuran dari standar tingkat tinggi/internasional dengan perangkat yang digunakan.Kesalahan kalibrasi dapat diketahui dengan cara sebagai berikut:

Keterangan:= volume rata-rata pengukuranVseharusya= volume aquades seharusnyaDimana Berat jenis air diperkirakan 1,000 g/ml pada suhu kamar, jadi berat= volume.Penentuan simpangan pengukuran volume ditentukan untuk mengetahui adanya kesalahan pengukuran akibat kesalahan yang dilakukan oleh praktikan. Simpangan pengukuran volume dapat dituliskan sebagai:

Keterangan:d= SimpanganV= Volume/berat tiap pengamatan= Volume rata-rata (mL)Setelah didapatkan simpangan masing-masing data, maka dapat dihitung simpangan rata-rata dari data tersebut sebagai berikut:

Keterangan:= Simpangan rata-rata= Jumlah total simpanganN= Jumlah pengukuran

ALAT DAN BAHANDalam percobaan praktikum ini dilakukan pengujian terhadap ketepatan alat-alat volumetri yang sering digunakan dalam laboratorium dan digolongkan menjadi empat kelompok, yaitu: Kelompok A : Gelas ukur 50 ml atau Gelas ukur 100 ml dan yang digunakan adalah gelas ukur 50 ml Kelompok B : Gelas ukur 250 ml atau Gelas ukur 1000 ml dan yang digunakan adalah gelas ukur 250 ml Kelompok C : Buret 25 ml Kelompok D : Pipet volume 25 mlDengan peralatan yang digunakan yaitu timbangan dengan ketelitian 0,01 g, gelas piala atau gelas beaker dan bahan yang di timbang adalah air (akuades).CARA KERJAPertama tama alat-alat yang akan diuji disiapkan terlebih dahulu kemudian dicuci hingga bersih dan keringkan. Ambil gelas beaker yang bersih dan keringkan, kemudian beratnya ditimbang. Dan diketahui berat gelas beaker 101,53 g. Salah atu alat dari kelompok A yaitu gelas ukur 50 ml digunakan untuk mengukur air sebanyak 20 ml (kecuali untuk pipet volume, air yg digunakan 25 ml) dan setelah itu air dipindahkan kedalam gelas beaker yang telah ditimbang tadi lalu timbang berat beaker gelas dan air tersebut (hal tersebut diulang sampai 15x pengukuran tiap satu alat. Dan dilakukan juga pada alat-alat dari kelompok B,C dan D. HASIL DAN PEMBAHASANDalam percobaan ini alat-alat yang diukur adalah terdiri dari empat kelompok yaitu; kelompok A yang digunakan gelas ukur 50 ml; kelompok B yang digunakan gelas ukur 250 ml; kelompok C yang digunakan buret 25 ml dan kelompok D yang digunakan pipet volume 25 ml. Sehingga diperoleh data percobaan sebagai berikut:Kelompok A (g)Kelompok B (g)Kelompok C (g)Kelompok D (g)

19,9519,9021,5424,57

19,9319,8721,5024,55

19,9419,8521,5224,56

19,9819,6921,5324,57

19,9919,5221,5424,30

19,9119,5221,5024,90

19,9219,5121,5524,81

19,9719,4821,5224,35

19,9719,4721,5324,54

19,9619,4821,5424,51

19,9519,4621,5324,50

19,9419,4521,5024,80

19,9819,4521,5424,85

19,9519,4721,5124,40

19,9619,4621,5524,52

299,3293,58322,9368,73

Tabel 1. Hasil percobaanBerat jenis air diperkirakan 1,000 g/ml pada suhu kamar, jadi berat= volume. Harga volume (berat) rata-rata , yaitu jumlah seluruh berat air dari pengujian ketepatan satu alat dibagi N kali pengamatan. Maka diperoleh volume rata-rata :Volume rata-rata Kelompok A : x N = = 19,95333Volume rata-rata Kelompok B : x N = = 19,572Volume rata-rata Kelompok C : x N = = 21,52667Volume rata-rata Kelompok D : x N = = 24,582Dari Tabel 1. Dapat dilihat range dari volume pengukuran akuades 20 ml berkisar antara 20 19,45 21,55 mL. Sementara range dari pengukuran aquades 25 ml dengan pipet volume didapatkan berkisar 24,30 24,90. Range yang didapat masih berkisar 1mL pada volume seharusnya. Hal ini berarti pengukuran dapat dikatakan masih teliti.Setelah diperoleh volume rata-rata maka dapat dihitung simpangan masing-masing pengamatan, yaitu volume tiap pengamatan dikurangi volume rata-rata, sehingga diperoleh hasil sebagai berikut:Jumlah pengukuranKelompok A Kelompok BKelompok CKelompok D

Vol air (ml)Simpangan (d)Vol air (ml)Simpangan (d)Vol air (ml)Simpangan (d)Vol air (ml)Simpangan (d)

1200,0033200,328200,0133250,012

2200,0233200,298200,0266250,032

3200,0133200,278200,0066250,022

4200,0266200,118200,0033250,012

5200,0366200,052200,0133250,282

6200,0433200,052200,0266250,318

7200,0333200,062200,0233250,228

8200,0166200,092200,0066250,232

9200,0166200,102200,0033250,042

10200,0066200,092200,0133250,072

11200,0033200,112200,0033250,082

12200,0133200,122200,0266250,218

13200,0266200,122200,0133250,268

14200,0033200,102200,0166250,182

15200,0066200,112200,0233250,062

Tabel 2.Hasil PengukuranDimana hasil yang nilainya negatif diubah menjadi positif (nilai mutlak). Setelah diperoleh simpangan dari masing-masing pengamatan maka dapat dihitung simpangan rata-ratanya dengan rumus:

Dan dapat dihitung juga kesalahan kalibrasi alatnya (volume rata-rata)- 20,00 ml, sehingga diperoleh data sebagai berikut:KelompokAlatVolume rata-rataSimpangan Kesalahan kalibrasi

AGelas ukur 50 ml19,953330,27260,04667

BGelas ukur 250 ml19,5722,0440,428

CBuret 25 ml21,526670,21931,52667

DPipet volume 25 ml24,5822,0640,418

Tabel 3. Hasil Kalibrasi, Simpangan rata-rata dan Volume rata-rataDari Tabel 3. Dapat diketahui alat yang memiliki simpangan rata-rata terbesar adalah gelas ukur 250mL dan alat yang memiliki kasalahan kalibrasi yang terbesar adalah buret 25 ml.Selanjutnya alat yang memiliki simpangan rata-rata terkecil adalah buret 25 ml danyang memiliki kesalahaan kalibrasi terendah adalah gelas ukur 50mL. Dari data kesalahan kalibrasi yang didapatkan pada Tabel 3 dapat diketahui besarnya kesalahan kalibrasi pada alat-alat dipengaruhi oleh simpangan yang diperoleh pada praktikum/ percobaan. Semakin besar kesalahan kalibrasi menunjukkan bahwa alat tersebut semakin kurang teliti atau kurang ketepatannya. Namun dari literatur yang dibaca, seharusnya alat yang paling teliti diantara gelaas ukur 50 ml, gelas ukur 250 ml, buret 25 ml dan pipet volume 25 ml adalah buret 25 ml yang memiliki ketepatan yang lebih akurat daripada ketigaa alat lainnya terutama gelas ukur karena ketepatan gelas ukur seharusnya paling rendah. Hal ini berbalik dengan percobaan yang diperoleh. Dan sumber kesalahan ini dapat meliputi (1) derau (noise), waktu tanggap (respone time), (3) keterbatasan rancangan (design limitation), (4) pertambahan atau kehilangan energi karena interaksi, (5) transmisi , (6) keausan atau kerusakan sistem pengukuran, (7) pengaruh ruangan terhadap sistem, (8) kesalahan penafsiran oleh pengamat (human error).

KESIMPULANBerdasarkan analisis pengukuran yang telah dilakukan diperoleh kesimpnlan bahwa simpangan rata-rata dari masing-masing alat yaitu: gelas ukur 50 ml sebesar 0,2726; gelas ukur 250 ml sebesar 2,044; buret 25 ml sebesar 0,2193; dan pipet volume sebesar 2,064. Jadi alat yang memiliki simpangan rata-rata terbesar selama praktikum adalahgelas ukur 250mL sedangkan alat yang memiliki simpangan rata-rata terkecil adalah buret 25mL. Sedangkan untuk kesalahan kalibrasi yaitu: gelas ukur 50mL sebesar 0,04667; gelas ukur 250mL sebesar 0,428; buret 25mL sebesar 1,52667; dan ; pipet volume 25 mL sebesar 0,418. Maka dapat diketahui alat yang memiliki kesalahaan kalibrasi terbesar dalam percobaan ini adalah buret 25mL sedangkan alat yang memiliki kesalahan kalibrasi terkecil adalah gelas ukur 50mL. DAFTAR PUSTAKA Godfrey, A. B., "Juran's Quality Handbook", 1999, ISBN 007034003 http://74.125.153.132/search?q=cache:_0y Morris, Alan S., "Measurement and Instrumentation Principles", 2001, Butterworth Heinemann, ISBN 0-7506-5081-8 Pyzdek, T, "Quality Engineering Handbook", 2003, ISBN 0-8247-4614-7 Staff Lab Kimia Fisika. 2013. Bahan Ajar Kimia Fisika I dan II. Jurusan Kimia F.MIPA. Universitas Udayana: Bukit Jimbaran. Tim Lab Kimia Fisika. 2009. Diktat Penuntun Praktikum Kimia Fisika. Jurusan Kimia F.MIPA. Universitas Udayana: Bukit Jimbaran.