penentuan berat molekul 112
TRANSCRIPT
PERCOBAAN I
PENENTUAN BERAT MOLEKUL
A. Tujuan Percobaan
Dapat menentukan berat molekul zat cair yang mudah menguap melalui
penerapan hukum gas ideal.
B. Perincian Kerja
1. Penentuan volume labu
2. Penentuan berat molekul 1,1,1 Tri Chloro Etana.
C. Alat dan Bahan :
1. Alat yang digunakan
Gelas kimia 1000 ml 1 buah
Gelas kimia 600 ml 1 buah
Buret 50 ml 1 buah
Labu alas bulat leher 500 ml 1 buah
Neraca analitik 1 buah
Pipie ukur 5 ml 1 buah
Klem dan Statif 1 buah
Termometer Asah 1 buah
Termometer 1 buah
Penagas listrik bentuk spiral 1 buah
Penagas air 1 buah
Selang karet 1 buah
2. Bahan yang digunakan
1,1,1 Tri Chloro Etana
Air
1
Alumunium Foil.
D. Dasar Teori
Salah satu penerapan hukum gas ideal didalam percobaan adalah menentukan
berat molekul gas dan uap. Untuk menentukan berat molekul untuk gas atau uap,
perlu diketahui. Berat gas tersebut pada suhu dan tekanan yang diketahui. Bila gas
tersebut memenuhi persamaan gas ideal, maka berlaku
P·V = n·R·T .................................. (1)
P adalah tekanan atmosfer,
V adalah volume dalam liter,
T adalah suhu dalam Kelvin,
n adalah jumlah mol gas,
R adalah tetapan ( 0,0821 L·Atm/Mol·K )
Jumlah mol n sama dengan berat (g) dibagi dengan berat molekul (BM)
Dengan mensubtitusikan ke dalam persamaan (1), maka diperoleh :
.....................................(2)
Percobaan yang dilakukan disini mencakup juga penentuan berat molekul
zat cair yang mudah menguap. Sejumlah zatcair dimasukkan ke dalam labu.
Kemudian labu dimasukkan ke dalam air yang mendidih, sehingga zat cair akan
menguap sempurna, mencorong udara yang berada dalam labu, sehingga seluruh
isi labu terisis uap pada tekanan barometer dan suhu pada titik air. Bila labu
didinginkan dan uap mengembun, maka dapat ditentukan berat dari uap, sehingga
BM dapat dihitung.
2
E. Prosedur Percobaan
a. Menentukan volume labu
1. Dimasukkan air ke dalam labu dengan menggunakan buret 50 ml sampai
batas leher labu,
2. Dicatat banyaknya volume air yang keluar dari buret,
3. Volume Air = Volume Labu.
4. Labu dikeringkan untuk digunakan pada percobaan menentukan berat
molekul 1,1,1 Tri Chloro Etana.
b. Penentuan Berat Molekul 1,1,1 Tri Chloro Etana volume labu
1. Ditimbang labu kosong (labu harus benar-benar kering),
2. Diisi labu dengan 5 ml 1,1,1 Tri Chloro Etana,
3. Dipasang peralatan seperti gambar berikut :
4. Dipanaskan air dengan pemanas air sampai mendidih, (diatur suhu
pemanasan dengan menggunakan termostat),
5. Pada bagian mulut labu alas bulat ditutup dengan kertas Alumunium Foil
dan dilubagi tengahnya dengan menggunakan peniti,
6. Dimasukkan labu alas bulat yang telah dilengkapi dengan termostat
sampai ujung leher labu tercelup di air,
7. Diuapkan zat cair sampai seluruhnya habis dan tidak ada lagi uap yang
keluar,
8. Diteruskan pendidihan air selama 5 sampai 8 menit,
9. Diukur suhu air yang mendidih dan tekan atmosfer pada saat itu,
10. Labu alas bulat dimasukkan ke dalam gelas kimia 1000 ml yang telah diisi
air, ditunggu sampai dingin, lalu ditimbang.
3
F. Data Pengamatan
Hasil Percobaan I
Berat labu setelah dipanaskan &
didinginkan
190,53 gram
Berat labu + Kondensat 191,32 gram
Suhu didih air 85°C
Tekanan barometer 740 mm Hg
Volume labu 621,5 ml
Suhu uap 85°C
Tekanan uap 0,9736 atm
Volume uap (L) 0,6215L
Suhu uap (K) 358°K
Berat uap 0,79 gram
Berat molekul 38,37 gr/mol
G. Perhitungan
1. Tekanan uap
1 atm = 760 mmHg
Atm = 740 mmHg
760 mmHg
= 0,9736 atm
2. Volume uap dalam Liter
1 L = 1.000 ml
L = 621,5 × 1 L
1000 ml
= 0,6215 L4
3. Suhu uap dalam Kelvin
273°K = 1°C
°K = 273 + 85°C
= 358 °K
4. Berat Uap
Berat labu + Kondensat Berat labu = 191,32 gr 190,53 gr
= 0,79 gram
5. Berat Molekul
BM = 0,79 × 0,0821 ×358
0,9736 × 0,6215
BM = 38,37 gr/mol
5
H. Pembahasan
Dalam praktikum yang dilakukan dengan menggunakan larutan yang mudah
menguap (Trikloroetana) sebanyak 5 ml,tetapi setelah dipanaskan larutan
trikloroetana tersebut tidak sepenuhnya kembali cair seperti semula hingga massa
nya hanya tinggal 4,26 ml.
I. Kesimpulan
Dari data pengamatan yang diperoleh maka dapat disimpulkan bahwa berat molekul
untuk 1,1,1 Tri Chloro Etana adalah 38,37 gr/mol.
J. Pertanyaan
1. Seorang siswa menimbang labu dan memperoleh beratnya 55,441 gr, ia
memasukkan kedalam labu sebanyak 5 ml suatu zat cair yang tidak diketahui, lalu
memanaskan labu dalam penangas air pada suhu 100°C. Setelah zat cair menguap,
labu dikeluarkan dari penangas dan ditutup. Labu kemudian didinginkan sampai uap
zat cair mengembun. Tutup dibuka, kemudian labu ditimbang dan diperoleh berat
56,039 gram. Volume labu = 215,8 ml. Tekanan barometer = 752 mmHg.
a. Berapakah tekanan dari uap didalam labu dalam satuan atm ?
Jawaban : 1 Atm = 760 mmHg , jadi
b. Berapakah suhu uap dalam Kelvin ?
Jawaban : 273°K = 1°C
c. Berapakah volume labu dalam Liter ?
Jawaban : 1L = 1.000 ml
d. Berapakah berat uap yang ada dalam labu ?
Jawaban : Berat uap dalam labu= ( Berat Labu + Sampel ) ( Berat Labu )
= 56,039 gr 55,441 gr
= 0,598 gram
e. Berapakah berat 1 mol uap ?
Jawaban : Berat 1 mol = 0,598 gram/mol
f. Berapakah berat molekul zat cair yang tidak diketahui ?
Jawaban :
BM = 85,76 gr/mol
2. Bagaimanakah pengaruh kesalahan-kesalahan berikut terhadap hasil percobaan ?
diberikan alasan !
a. Tidak semua zat cair menguap ketika labu dikeluarkan dari penangas air. Maka
akan terjadi kesalahan pada berat zat yang menguap, dimana akan berpengaruh
pada penghitungan berat molekul.
b. Labu tidak benar-benar dikeringkan ketika anda akan menimbang kondensat di
dalam labu tersebut. Maka akan terjadi pertambahan bobot pada labu sehingga
akan mempengaruhi hasil perhitungan beratnya.
c. Labu dibiarkan terbuka ketika sedang didinginkan. Akan terjadi pengurangan
berat disebabkan adanya uap yang keluar dari dalam labu sehingga mengurangi
bobot labu tersebut.
d. Labu dikeluarkan dari penangas air sebelum mencapai suhu didih air. Maka
akan terjadi penambahan berat disebabkan karena seluruh air belum berubah
menjadi uap sehingga akan menambah beratnya.
PERCOBAAN II
GAS DAN TITIK NOL ABSOLUT
A. Tujuan :
1. Setelah melakukan percobaan, dapat menerangkan kelakuan gas pada volume
konstan dengan kondisi tekanan dan temperatur yang berbeda.
2. Dapat mengerti prinsip kerja Hg-U manometer dan termometer gas.
3. Dapat membedakan antara skala Celcius dan skala Kelvin, dan memperkirakan
temperatur nol absolut.
B. Perincian kerja :
1. Menyelidiki kelakuan gas pada berbagai kondisi tekanan, temperatur (Hukum gas).
2. Menggunakan Hg – U manometer.
3. Menentukan koefisisen ekspansi untuk udara.
4. Menentukan/memperkirakan temperatur titik nol absolut.
5. Menggunakan termometer digital dan termokopel.
C. Alat dan Bahan
1. Alat yang digunakan:
Gelas kimia 5.000 ml 1 Buah
Labu leher bulat 1.000 ml 1 Buah
Termometer 3 Buah
Manometer Hg – U 1 Buah
Pipa kaca dan pengaduk 1+1 Buah
Sumbat labu leher bulat 1 Buah
Klem + Selang 2+3 Buah
Heater Spiral 1 Buah
2. Bahan yang digunakan:
Air demineral
Es
D. Dasar teori :
1. Hukum-hukum gas :
Hukum Boyle
Penemuan bahwa tekanan udara dapat diukur dalam bentuk tinggi kolom
cairan, segera mendorong pengkajian yang cermat mengenai perubahan volume
contoh-contoh gas dengan berubahnya tekanan. Perilaku yang dibuktikan oleh
eksperimen yang serupa bersifat khas dari semua gas. Pada temperatur konstan
apa saja, makin besar tekanan suatu contoh gas, makin kecil volumenya. Karena
semua gas bertindak seperti ini disebut suatu hukum alam. Pertama kali
diperagakan kira-kira dalam tahun 1660 oleh Robert Boyle, hukum ini dikenal
dengan hukum Boyle. Jika temperatur tetap konstan, volume suatu massa
tertentu berbanding terbalik dengan tekanan. Secara matematis dapat ditulis :
Dengan menggunakan data dari contoh khusus nampak bahwa perkalian
tekanan dan volume adalah konstan:
1.480 mm x 50 ml = 74.000 mm.ml
740 mm x 100 ml = 74.000 mm.ml
Artinya : v = Konstan jika dinyatakan secara matematis dengan cara lain.
…………… (1)
Lambang V1 dan P1 merujuk ke volume dan tekanan awal, V2 dan P2 merujuk ke
volume dan tekanan pada kondisi baru atau yang telah diubah.
Memecahkan masalah-masalah Hukum Gas
Banyak diantara masalah yang berkaitan dengan hukum gas yang dapat
dipecahkan dengan cara sistematis yang sama. Pertama, harus dipahami bahwa
untuk memeriksa dengan lengkap suatu contoh gas, empat besaran harus
diketahui : Banyaknya materi yang ada (Dinyatakan dalam massa atau
banyaknya mol), Volume, Tekanan dan Temperatur. Kedua, seringkali ternyata
menolong untuk mendaftar satu perangkat kondisi yang memberikan gas itu
dalam keadaan aslinya dan seperangkat lain yang memerikan gas itu dalam
keadaan yang telah berubah. Biasanya problem itu dapat dirumuskan sebagai
problem dimana suatu besaran anu dalam keadaan berubah harus dicari.
Katakan terdapat gas dengan massa tertentu m , menghuni volume asli V 1,
pada tekanan tertentu P1, dan gas itu diubah ke tekanan P2. problemnya ialah
menghitung volume V2 dalam keadaan terubahkan. Informasi tambahan ialah
bahwa temperatur awal dan akhir sama, sebesar T. Tentu saja diandaikan
(Biasanya tidak disebut) bahwa tak ada kebocoran dalam alat, sehingga massa
gas juga konstan. Dapatlah informasi ini ditata dalam tabel berikut:
M V P T
Asli K V1 (diketahui) P1 (diketahui) k
Diubah K V2 (?) P2 (diketahui) k
Untuk menyatakan bahwa suatu variabel tidak berubah, ditulis lambang k,
yang menunjukkan suatu tetapan (konstanta). Mentabelkan informasi itu akan
memperjelas bahwa hanya tekanan dan volume berubah, dan karena itu hukum
Boyle dapat diterapkan.
Pengaruh Temperatur
Jika kuantitas tertentu gas dikurung pada tekanan konstan dalam sebuah
bejana, volume gas akan berubah dengan temperatur. Gas terkurung diatas
cairan dalam suatu silinder berskala yang diselubungi suatu selubung lewat
mana dapat dialirkan suatu cairan pada temperatur tertentu. bila temperatur
dinaikkan, volume gas bertambah, bila diturunkan volume berkurang. Dengan
menaik turunkan labu pengatur permukaan cairan, permukaan dalam labu ;
dengan cara ini tekanan gas yang terkurung dapat dijaga agar konstan dan sama
dengan tekanan udara luar (tekanan gas dapat juga dibuat konstan dibawah atau
diatas tekanan udara luar, dengan meletakkan labu itu pada posisi yang benar).
Katakan suatu silinder mengandung 100 ml udara kering pada 0 C. Tabel 4-
1 mencantumkan volume udara itu pada pelbagai temperatur lain. Untuk
mengurung udara dibawah –38,87 C, haruslah digunakan cairan lain pengganti
merkurium, karena merkurium membeku pada dan dibawah temperatur itu ;
juga diatas 100 C penguapan merkurium mulai menambah volume gas yang
terkurung.
Tabel 4.1 Perubahan volume udara dengan berubahnya temperatur,
pada tekanan konstan.
Temperatur, C Volume, ml
273
200
150
200
173
155
100
50
0
- 50
- 100
- 150
137
128
100
82
63
45
Data dari tabel dialurkan pada grafik pada gambar 4.3. Dalam jangka
temperatur yang luas, terdapat hubungan garis lurus antara perubahan
temperatur dan perubahan volume. Pada temperatur yang sangat rendah, udara
akan mencair. Volume mengecil secara mendadak bila terbentuk cairan.
Hubungan garis lurus antara temperatur dan volume menunjukkan bahwa
perubahan dalam volume gas berbanding lurus dengan perubahan temperatur,
artinya :
ΔV α ΔT
Kesebandingan ini pertama-tama dijumpai oleh ilmuan Perancis, Jacque
Charles kira-kira dalam tahun 1787 dan dinyatakan dalam rumus umum oleh
J.L. Gay-Lussac dalam tahun 1802.
Skala Mutlak Temperatur
Ekstrapolasi garis lurus dalam Gambar 4.3 mendorong ke gagasan bahwa
seandainya temperatur cukup direndahkan volume yang dihuni oleh udara itu
akan menjadi nol. Meskipun sukar dibayangkan bahwa materi dapat bervolume
nol, temperatur yang berkaitan dengan “volume nol” pada grafik itu sangat
penting artinya. Temperatur ini, yang menurut perhitungan adalah 273,15
dibawah 0Celcius, disebut nol mutlak. Meskipun ekstrapolasi sederhana seperti
yang ditunjukkan dalam gambar 4.3 menyatakan bahwa temperatur nol mutlak
itu ada, baru dalam tahun 1848 Lord Kelvin secara meyakinkan memperagakan
berlakunya skala temperatur mutlak.
Pada skala Kelvin itu, nol mutlak diberi harga 0K. suatu perubahan 1K
sama besarnya dengan perubahan 1C, sehingga titik beku air, yang 273,15
derajat diatas nol mutlak, mempunyai harga sebesar 273,15K pada skala
Kelvin. Mengubah 0C ke K, 273 (lebih tepat 273,15) harus ditambahkan ke
temperatur Celcius.
Tak terdapat temperatur tertinggi yang dapat dihitung karena tak dikenal
data atas teoritis untuk temperatur. Temperatur didalam matahari diperkirakan
setinggi 30.000.000 K ; temperatur yang dicapai dalam ledakan bom hidrogen
diperkirakan 100.000.000 K.
Hukum Charles
Dalam gambar 4.3 grafik garis lurus temperatur suatu gas versus volumenya
menunjukkan bahwa perubahan dalam besaran – besaran ini berbanding lurus
satu sama lain. Namun, angka banding langsung antara volume dan temperatur
tak diperoleh jika temperatur yang digunakan diambil dari skala Celsius atau
Fahrenheit. Bilangan dalam skala-skala ini hanyalah harga relatif. Baik 0C
maupun 0F tidak menyatakan ketiadaan temperatur, karena pada masing-
masing skala ini masih dapat dibaca temperatur “dibawah nol”.
Karena hanya dalam skala mutlak nol berarti tak ada temperatur, rujukan apa
saja ke angka banding langsung antara volume dan temperatur haruslah
menyebut bahwa digunakan harga-harga mutlak. Pernyataan hubungan ini
dikenal sebagai hukum Charles. Jika tekanan tak berubah, volume gas dengan
massa tertentu, berbanding lurus dengan temperatur mutlak. Secara matematis,
V α T
Dengan menggunakan data dari tabel dan mengubah ke temperatur mutlak,
nampak bahwa koefisien volume dibagi oleh temperatur mutlak suatu
konstanta :
Artinya, V/T = suatu konstanta, atau :
……………. (2)
Hubungan antara Tekanan dan Temperatur
Terutama dinegeri subtropis, setelah diukur pada pagi hari yang dingin,
tekanan udara dalam ban ditengah hari dimusim panas dapat naik secara
menyolok setelah mobil dikendarai beberapa jam. Sementara itu volume ban
praktis tidak bertambah. Hubungan antara tekanan dan temperatur pada volume
konstan tidak lazim dirujuk ke nama penemunya, agaknya karena hubungan ini
dikenal secara bertahap oleh beberapa penyelidik. Kadang-kadang diberi nama
menurut nama Joseph Gay-Lussac dan kadang-kadang menurut nama
Guillaume Amontons, yang menghubungkan tekanan gas ke temperaturnya dan
membuat suatu termometer gas atas dasar ini dalam tahun 1703. sumbangan
kedua ilmuan ini akan kita hargai dengan menyebut hubungan itu hukum Gay
Lussac dan Amontons. Tekanan gas dengan massa tertentu berbanding lurus
dengan temperatur mutlak, bila volume tidak berubah. Dinyatakan secara
matematis:
P α T
Atau P/T = suatu konstanta. Pernyataan yang setara adalah
……………. (3)
Aplikasi hukum-hukum gas pada percobaan
Percobaan kali ini akan diselidiki hubungan antara tekanan dan temperatur
gas pada volume konstan. Selanjutnya akan digunakan hubungan antara tekanan
dan temperatur untuk membuat kurva antara tekanan vs temperatur. Dari hukum
Charles dapat diketahui bahwa jika sejumlah volume gas dijaga agar tekanannya
konstan, maka volume gas akan berbanding lurus dengan temperatur absolut.
Dapat dilihat pula bahwa dari ekstrapolasi terhadap garis lurus akan
diperoleh harga volume nol, pada temperatur –273C atau 0K. Tetapi karena
volume pada tekanan konstan dan tekanan pada volume konstan adalah
berbanding lurus terhadap temperatur (hukum Gay Lussac) volume pada grafik
4.3 (sumbuY) dapat diganti dengan tekanan, sehingga diperoleh grafik yang
sejenis (tekanan vs temperatur) jika kita lakukan ekstrapolasi terhadap garis
lurus maka akan diperoleh harga tekanan nol, pada temperatur –273C atau 0K.
Untuk membuat grafik tekanan vs temperatur paling sedikit dibutuhkan 3
titik yang diukur pada volume konstan.
Isi labu gelas dengan udara dan dihubungkan dengan pipa karet vakum
(vacum rubber hose). Setelah labu gelas didinginkan hingga 0C, tekanan udara
dalam labu akan turun. Hal ini dapat diukur dengan Hg – U manometer p antara
nol mmHg dan kenaikan tinggi kolom pada sisi kiri sesuai dengan penurunan
tekanan. Dengan demikian diperoleh :
P0 = Patm – ΔP
T0 = 0C atau 273K
P0 adalah tekanan pada 0C atau 273K, ini adalah titik pertama pada grafik
antara tekanan vs temperatur. Jika temperatur dalam labu yang berisi udara
dinaikkan 1C atau 1K tekanan akan bertambah sebanding dengan kenaikan
temperatur (pers 3 Hukum Gay Lussac).
P0 = P1 P1 = Tekanan pada T1
T0 T1 T1 = 1C atau 274K
Dengan demikian dapat kita tulis :
=
Atau dalam bentuk yang lebih umum
Pt = Po ( 1 + Δt)………..(4)
Perbedaan temperatur dalam C atau K
Pt = Tekanan pada temperatur t
Δt = Temperatur dalam C
= 1/273 K-1 (koefisien ekspansi untuk gas ideal)
Persamaan (4) adalah bentuk persamaan dari grafik, tekanan vs temperatur yang
ada, yang percobaan ini divariasikan untuk temperatur 0 – 100C. Jika P0
(tekanan pada 0C) diketahui, tekanan Pt pada temperatur (C) yang lain dapat
dihitung.
Jika garis lurus pada grafik tekanan vs temperatur diekstrapolasi hingga Pt = C,
maka dari persamaan (4) dapat dilihat temperatur yang sesuai adalah sekitar –
273C, atau 0K.
Koefisien ekspansi ……………… (4)
Hanya berlaku untuk gas ideal.
Tapi pada kenyataannya tidak terdapat gas ideal. Semua gas akan mencair pada
kondisi temperatur dan tekanan tertentu. dengan demikian grafik vs tekanan
untuk gas nyata hanya beralaku untuk range tertentu, tetapi dalam range ini
untuk kebanyakan gas nyata hampir sama, seperti dapat dilihat pada table.
Koefisien ekspansi γ- untuk beberapa gas :
Udara 0,003674 K-1
H2 0,003663 K-1
He 0,003660 K-1
CO2 0,003726 K-1
Untuk tujuan-tujuan praktis dapat kita asumksikan bahwa pada temperatur dan
tekanan lingkungan, H2, helium dan udara berkelakuan mendekat gas ideal
sebab jauh dari titik cairnya (embunnya). Pada percobaan ini udara ditentukan
dengan persamaan (4) :
Pt1 = Po (1 + γ Δt1) atau Po = Pt / (1 + γ Δ t1)
Pt2 = Po (1+ γ Δt2) atau Po = Pt / (1 + γ Δ t2)
Dari dua persamaan diatas diperoleh :
Prinsip Termometer gas
Pada termometer gas penentuan temperatur didasarkan pada prinsip alat ukur
tekanan dengan hukum Gay – Lussac.Dengan dapat digerakkannya tabung sebelah
kanan, maka permukaan Hg pada kaki sebelah kiri dapat diatur pada ketinggian hL
dengan menyentuh jarum), oleh sebab itu volume gas dalam labu dapat dibuat
konstan untuk setiap pengukuran temperatur. Perbedaan tekanan yang diakibatkan
kenaikan temperatur sebanding dengan perbedaan tinggi permukaan h = hr – hL
(mmHg).
Adanya perbedaan temperatur t1 dan t2 akan mengakibatkan perbedaan tinggi
permukaan Hg, h1 dan h2. dari hubungan tekanan h1 dan h2 serta dari tekanan
barometer b kita peroleh tekanan dalam labu A.
P1 = b + h1 P2 = b + h2
Sesuai dengan persamaan (4) maka :
P2 = P1 (1 + γ Δ t) jika P1 = Tekanan pada 0C (camp. Air – es)
E. Prosedur Pengerjaan
1. Ditempatkan labu gelas pada sandaran dan dihubungkan dengan Hg – U
manometer,
2. Dicatat temperatur dan tekanan ruang serta diatur agar Hg – U manometer pada
posisi 0 mmHg,
3. Dimasukkan labu gelas secara keseluruhan kedalam air es, di tunggu agar
permukaan Hg menjadi konstan,
4. Dikeluarkan dari air es dan dibiarkan labu menjadi panas sesuai dengan temperatur
ruangan,
5. Diambil waterbath dan dimasukkan labu secara lengkap didalamnya, dipanaskan
sekitar 30C, dicatat temperatur sesungguhnya jika temperatur sudah konstan,
6. Air dipanaskan hingga mencapai suhu 40C dicatat temperatur sesungguhnya jika
temperatur sudah konstan (diulangi untuk suhu 50C dan 60C),
7. Dihitung tekanan P didalam labu dari perbedaan tekanan dan tekanan barometer b
untuk tiap temperatur yang sesuai
8. Dibuat grafik tekanan P dan temperatur dan ekstrapolasi garis yang terbentuk
sampai P = 0 mmHg, untuk temperatur digunakan skala C atau K
9. Ditentukan udara dari pengukuran P pada 0C dan titik didih t b dengan
menggunakan persamaan 5 dan dibuat hubungan antara tekanan dan temperatur.
F. Data Pengamatan:
Posisi seimbang pada manometer (kiri:kanan)= 31:69
Temperatur (C) Kiri Kanan
70 29,5 67,4
65 31,9 69,6
60 32,7 70,4
55 33,4 71
50 33,8 71,8
Pengukuran manometer dengan pompa vakum
Kiri Kanan
34,5 72,6
36 74,1
40,4 78,3
45,4 83,5
48,2 87,4
Volume labu : 1219,705 cm3
Diameter selang : 8 mm = 0,8 cm
G. Perhitungan :
1. T = 70C
V = Vlabu – π / 4 . d2 . t
= 1219,705 cm3 – 3,14 / 4 x 0,82 x ½ 8 cm
= 1219,705 cm3 – 0,785 x 0,64 x 4 cm
= 1219,705 cm3 – 2,0096 cm
=1217,6954 cm3 =1217,6954 ml
2. Untuk T = 70C
Dik:
To = 70C +273=343K
P1 = Pruang = 746 mmHg
T1 = Truang = 31 + 273K = 304K
V1 = 1219,705 cm3
Dit:
P0C = ….?
Penyelesaian:
3. Untuk T = 65C
V = Vlabu – π / 4 . d2 . t
= 1219,705 cm3 – 3,14 / 4 x 0,82 x ½ 0 cm
= 1219,705 cm3 – 0,785 x 0,64 x 0 cm
= 1219,705cm3 – 0 cm
= 1219,705 cm3 = 1219,705 ml
4. Untuk T = 60C
V = Vlabu – π / 4 . d2 . t
= 1219,705 cm3 – 3,14 / 4 x 0,82 x ½ 6 cm
= 1219,705 cm3 – 0,785 x 0,64 x 3 cm
= 1219,705 cm3 – 1,5072 cm
= 1218,1978 cm3 = 1218,1978 ml
5. Untuk T = 55C
V = Vlabu – π / 4 . d2 . t
= 1219,705 cm3 – 3,14 / 4 x 0,82 x ½ 12,4 cm
= 1219,705 cm3 – 0,785 x 0,64 x 6,2 cm
= 1219,705 cm3 – 3,1149 cm
= 1216,5901 cm3 = 1216,5901 ml
6. Untuk T = 50C
V = Vlabu – π / 4 . d2 . t
= 1219,705 cm3 – 3,14 / 4 x 0,82 x ½ 19,4 cm
= 1219,705cm3 – 0,785 x 0,64 x 9,7 cm
= 1219,705 cm3 – 4,8733 cm
= 1214,8317 cm3 = 1214,8317 ml
7. Untuk harga koefisien ekspansi
Dimana :
P2 = T
P1 = R
Δt2 = 343K – 304K = 39K
Δt1 = 273K – 304K = 31K
H. Pembahasan hasil percobaan :
Percobaan ini bertujuan untuk menyelidiki hubungan antara tekanan dan temperatur
gas pada volume konstan. Hubungan ini dapat dilihat dari gambar grafik. Dilihat dari
grafik tampak jelas masih terdapat kesalahan dalam percobaan.
Koefisien ekspansi untuk gas ideal yaitu 0,00366 K-1, namun dalam kenyataannya
dalam percobaan kami memperoleh beda yang sangat jauh. Ini mungkin diakibatkan
karena semua gas akan mencair pada tekanan dan temperatur tertentu.
Sesuai dengan hukum gay lussac dan Amontons tentang hubungan tekanan dan
temperatur diperoleh bahwa tekanan udara di dalam labu bulat berbanding lurus dengan
temperatur mutlak bila volumenya tidak berubah. Artinya semakin besar tekanan di
dalam labu maka temperatur di dalam labu pun akan meningkat jika volumenya tetap.
Pada temperatur di bawah suhu ruang dalam artian 0oC diperoleh Hg-U manometer
bergerak ke arah labu sehingga volume udara di dalam labu mengecil dan sebaliknya
pada temperatur di atas suhu ruang dalam artian setelah air dipanaskan dari 50C
sampai 70C volume udara dalam labu bertambah sehingga cairan Hg-U manometer
bergerak ke arah berlawanan
Grafik hubungan antara Tekanan dengan Temperatur
I. Kesimpulan :
Tekanan pada suhu 50C adalah
Tekanan pada suhu 55C adalah
Tekanan pada suhu 60C adalah
Tekanan pada suhu 65C adalah
Tekanan pada suhu 70°C adalah 834,09303716 mmHg
Dari hasil percobaan disimpulkan bahwa Koefisien ekspansi dari udara dalam
ruangan pada saat praktikum adalah
J. Jawaban Pertanyaan :
1. Pada thermometer gas, pada kaki sebelah kiri Hg dapat digerak-gerakkan untuk
menjaga agar permukaan Hg pada kaki kiri konstan (volume yang tetap dalam labu
A mengikuti hukum Gay Lussac). Pada percobaan ini tabung Hg – U manometer
adalah tetap. Apa akibatnya. Berikan pernyataan dan buat perkiraan untuk
menunjukan kemungkinan perbedaan besarnya tekanan di dalam labu.
Akan berakibat volume gas didalam labu akan dapat kita buat konstan untuk
setiap pengukuran temperatur.
Kita dapat memperkirakan besarnya beda tekanan yang terjadi didalam labu
karena tekan gas dengan cara memperhatikannya pada tabung Hg – U
manometer besarnya skala yang ditunjukan oleh kedua sisi Hg, dengan jalan
mengukur jauhnya setiap sisi dan hal ini dijadikan besarnya beda tekanan yang
terjadi didalam labu.
2. Yang mana dari 2 temperatur tetap (fix points) dalam skala Celcius dan bagaimana
cara mengukurnya ?
Yaitu 0C, diukur dengan menggunakan thermometer raksa, dengan melihat
skalanya pada thermometer yang terdapat didalam labu bulat dan ditunggu
selama 2 menit hingga suhu konstan.
3. Bagaimana hubungan antara skala Celcius dan Kelvin !
Skala celcius jika dihubungkan dengan skala Kelvin maka harga temperatur 0C
akan setara dengan 273K (tetapi sebenarnya yang tepat adalah 273,15K), dan
jika celcius ingin dikompersikan kedalam Kelvin maka cukup tinggal
menambahkan besarnya xC dengan 273K
4. Apa defenisi titik nol absolut !
Titik nol absolut adalah temperature yang berkaitan dengan volume nol yang
menurut perhitungan adalah 273,17 derajat dibawah 0C
5. Bagaimana caranya mengkalibrasi (secara kasar) thermometer gas, jika tidak
terdapat thermometer yang tepat ; sedang yang ada hanya barometer.
Untuk pertanyaan ini tidak terjawab, karena berhubung tidak dipraktekkan.