Laporan Praktium Kimia Dasar 1

ACARA IV

PENENTUAN  TETAPAN GAS DAN VOLUME MOLAR OKSIGEN

A.    PELAKSANAAN PRKATIKUM

1. Tujuan Praktikum  : Untuk mempelajari cara penentuan tetapan gas dan volume    molar oksigen juga untuk mempelajari hukum-hukum gas seperti, hukum boyle, charles, gay lusac, dalton, tentang tekanan parsial dan hukum Avogadro.

2. Waktu Praktikum      : Jumat, 2 November 2012

3. Tempat Praktikum     : Laboratorium Kimia Dasar I, Lantai III, Fakultas Matematika

 dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Mataram.

B.     LANDASAN TEORI

Sifat fisis zat mempengaruhi oleh wujudnya, yaitu padat, cair atau gas. Diantara ketiga wujud ini, sifat gas lebih sederhana dibandingkan wujud lainnya. Terdapat empat variabel penting yang mempengaruhi sifat-sifat fisis gas yakni suhu, tekanan, volume dan jumlah gas. Gas memiliki karakteristik sebagai berikut : bentuk dan volumenya mengikuti wadahnya , dapat dimanfaatkan , kecepatan paling rendah , dan dapat bercampur secara sempurna dalam satu wadah (Purwoko, 2006 : 136

Gas terdiri atas molekul yang bergerak menurut jalan-jalan yang lurus ke segala arah, dengan kecepatan yang sangat  tinggi. Molekul gas ini selalu bertumbukan dengan molekul yang lain atau dengan dinding bejana. Tumbuhan terhadap dinding. Beja ini yang menyebabkan adanya tekanan. Volume dari molekul gas sangat kecil bila dibandingkan dengan volume yang ditempat oleh gas tersebut, sehingga sebenarnya banyak ruang kosong antara molekulnya. Hal ini menyebabkan gas mempunyai rapat yang lebih kecil daripada cairan atau zat padat, sehingga menyebabkan gas bersifat kompresibel atau mudah ditekan, dalam pembicaraan tentang gas, semua gas dibagi menjadi dua jenis :

a.       Gas ideal yaitu gas yang mengikuti secara sempurna.

Hukum-hukum gas (Boyle, gay lussac, dsb)

b.      Gas non ideal atau nyata yaitu gas yang hanya mengikuti hukum-hukum gas pada tekanan rendah.

Gas ideal sebenarnya tidak ada, jadi hanya merupakan gas hipotesis. Semua gas sebenarnya tidak nyata. Pada gas ideal dianggap, bahwa molekul tidak tarik menarik dan volume molekulnya dapat diabaikan terhadap volume gas itu sendiri atau ruang yang ditempati. Sifat ideal ini hanya didekati oleh gas berartom satu pada tekanan rendah dan pada temperatur yang relatif tinggi. Bila digunakan harga STP (1 atm 0⁰C atau 273 k) dan kita ambil 1 mol gas, maka volume gasnya dapat diukur yang kita sebut volume molar pada STP, karena merupakan voluem dari 1 mol gas pada tekanan 1 atm dan o⁰C. bila kita lakukan hal ini untuk berbagai gas terlihat harganya berbeda-beda karena memang gas nyata bukan “gas ideal”. Dari berbagai pengukuran volume rata-rata ditempat oleh satu mol gas pada STP = 24 L. maka harganya ini diambil untuk volume molar dari gas ideal dengan menggunakan harga-harga tersebut, dapat dihitung dengan R.

R =

    =

Konstanta R angkanya dapat berbeda tergantung dari satuan yang digunakan dalam menyatakan tekanan dan volume (Brady, 1999 : 483).

Hukum – hukum yang berkaitan dengan gas meliputi :

1.      Hukum Boyle

Boyle mengatakanbahwa jika suhu dijaga konstan maka volume (v) sampel gas berkurang seiring dengan bertambahnya tekanan luar,yakni tekanan atmosfer plus tekanan akibat penambahan air raksa. Pernyataan Hukum Boyle volume gas pada suhu tetap berbanding terbalik secara proporsional dengan tekanannya. Hasil tekanan dan volume suatu gas pada suhu tetap adalah konstan.

2.      Hukum Charles dan Gay Lussac

Jeagues Charless dan Gay Lussac mengamati bahwa tekanan tetap suatugas akan mengembang bila dipanaskan dan sebaliknya menyusut bila didinginkan. Hukum Charless dan Gay Lussac berbunyi “volume suatu gas pada tekanan tetap proporsional dengan suhu absolutnya”.

3.      Hukum Avogadro

Berdasarkan hasil penyelidikan Boyle,Charless dan Gay Lussac Amedeo Avogadro mennagjukan hipotesis bahwa “pada suhu dan tekanan yang sama,semua gas mengandung jumlah molekul (atom) yang sama.”oersamaan umum gas : empat kuantitas (variabel) yang secara lengkap sejumlah tertentu gas:M,V,T dan P. Banyaknya yang ada juga dapat dinyatakan dalam banyaknya mol (n) sebagai ganti massanya. Volume suatu gas sebanding langsung dengan banyaknya mol yang ada. Jumlah mol n pada temperatur yang mutlak berbanding terbalik dengan P. Gabungannya dalam satu pernyataan dari hukum Boyle,Charless,Gay Lussac dan Avogadro ini disebut hukum gas ideal,secara matematis (Pudjaatmaka, 1998 : 263) :

P.V = n.R.T

 Campuran gas : misalnya suatu campuran menempatisebuah wadah pada suhu tertentu. Kita dapat definisikan tekanan parsial sebuah gas seolah-olah tekanan gas ditimbulkan sendiri jika ia berada dalam wadah itu. Hukum Dalton  kemungkinan menyatakan bahwa tekanan total adalah jumlah tekanan parsial setiap gas. Hukum ini berlaku pada kondisi yang sama seperti hukum gas ideal itu sendiri dengan pendekatan tekanan sedang,tetapi cermat jika tekananya diturunkan (Oxtoby, 2001:106).

Koefisian reaksi menyatakan perbandingan mol-mol dari zat-zat yang ada dalam reaksi. Dalam hal reaksi gas,koefisien reaksi juga menyatakan perbandingan volume gas yang terlibat reaksi awal pada P,T yang sama (menurut Hukum Gay-Lussac). Hubungan antara volume gas standar dengan jumlah mol. Hubungan volume molar gas menunjukkan volume 1 mol gas pada keadaan standar ( Wahyuni, 2003 : 23).

C.    ALAT DAN BAHAN PRAKTIKUM

1.      Alat-alat Praktikum

a.       Bunsen

b.      Dongkrak

c.       Gelas erlenmeyer 250 ml

d.      Gelas ukur 250 ml

e.       Gelas arloji

f.       Klem

g.      Labu alas bundar 500 ml

h.      Pipa

i.        Selang

j.        Spatula

k.      Statif

l.        Tabung reaksi

m.    termometer

n.      Timbangan analitik

2.      Bahan-bahan Praktikum

a.       Aquades

b.      KClO_{3 (s)}(Kalium klorat)

c.       MnO_{2 (s)}(Mangan Oksida)

D.  PROSEDUR PERCOBAAN

1.      Ditimbang satu tabung reaksi yang bersih dan kering.

2.      Dimasukkan 1,2 gr KClO₃/MnO₂ ke dalam tabung reaksi tersebut,kemudian timbang lagi dengan teliti.

3.      Diisi labu alas bundar dengan air dan dimasukkan sedikit air kedalam labu erlenmeyer.

4.      Diisikan air kedalam labu ukur dengan gelas ukur dan erlenmeyer dengan cara ditiup dari ujung pipa yang dihubungkan dengan tabung reaksi.

5.      Dikeluarkan gelembung udara yang terdapat diantara labu ukur dan erlenmeyer dengan cara menaikkan atau menurunkan labu ukur atau erlenmeyer.

6.      Dijepit tabung reaksi dengan klem yang akan menghubungkan labu ukur dan labu erlenmeyer.

7.      Dipasang tabung reaksi.

8.      Dongkrak dibuka dan di naikturunkan erlenmeyer hingga permukaan air dalam labu ukur dan erlenmeyer sama tingginya. Jepit lagiselang dengan klem.

9.      Dipindahkan erlenmeyer dengan hati2 sehingga air tidak menetes.

10.  Dibersihkan erlenmeyer dan diletakkan hati-hati pipa dalm bejana erlenmeyer.

11.  Dipanaskan tabung reaksi dengan hati-hati sehingga oksigen mengalir kedalam labu ukur. Dipanaskan kikra-kira 5 menit sehingga semua KClO₃ terurai.

12.  Jika oksigen tidak terurai lagi,dipindahkan pembakar dan biarkan sampai semua alat mencapai suhu kamar.

13.  Jika telah dingin,selang dijepit dan dipindahkan erlenmeyer.

14.  Diukur suhu gas dalam labu ukur dengan termometer dengan hati-hati dan termometer jangan sampai terkena air.

15.  Diukur volume air dalam erlenmeyer dengan gelas ukur.

16.  Dicatat kedudukan termometer dan KClO₃/MnO₂ yang sudah dipanaskan,ditimbang kembali dan dicatat.

E.  HASIL PENGAMATAN

NO	PROSEDUR PERCOBAAN	HASIL PENGAMATAN
1	Tabung reaksi kosong ditimbang dengan neraca analitik	Berat tabung reaksi =7,87 gram
2	KClO3 dan MnO3 ditimbang	Tabung + KClO3 + MnO2 =9,06 gram
3	Dimasukkan air ke dalam labu alas bundar dan gelas erlenmeyer
4	Dipasang set alat penentuan volume molar, dihubungkan selang dengan labu alas bundar, selang dengan gelas Erlenmeyer dipasangkn klem,ditiup sampai tidak ada gelembung .
5	Dihubungkan selang dengan tabung reaksi yang di dalamnya MnO3 dan KClO3.
5	Dipanaskan dengan Bunsen selama 5 menit
7	Klem dibuka, biarkan air mengalir sampai berhenti mengalir	T=32
8	Diukur volume air dalam labu ukur dengan gelas ukur	Volume air = 55 ml
9	Tabung reaksi ditimbang kembali	KclO3 + MNO3 (setelah dipanaskan) = 8,83 gram

F.   ANALISIS DATA

1.      Gambar Alat Praktikum

Keterangan :

A.    Labu alas bundar

B.     Gelas erlenmeyer

C.     Klem

D.    Dngkrak

E.     Bunsen

F.      Penjepit labu alas bundar

G.    Statif

H.    Termometer

I.       Tabung reaksi

J.       Selang penghubung erlenmeyer

K.    Selang

L.     Aquades

M.   KClO₃ dan MnO₂

2.      Persamaan Reaksi:

2 KClO_3(s)  ^Mno2    2KCl_(s) + 3O_2(g)

3.      Perhitungan

a.       Tetapan Gas

Diketahui:

−        Massa tabung reaksi kosong = 7,87 gram

−        Massa KClO₃ + MnO₂ = 1,19 gram

−        Massa tabung reaksi + (KClO₃ + MnO₂) = 9,06 gram

−        Voleume H2O = 55  mL

−        Massa tabung reaksi + (KClO₃ + MnO₂) setelah dipanaskan

= 8,83 gram

−        T O₂ = 32  = 305 K

−        Massa O₂ = (massa tabung kosong + massa KClO₃ + MnO₂) ­­– (massa tabung + KClO₃ + MnO₂ setelah dipanaskan)

= 9,06-8,83

=0,23 gram

−        Mol O₂  =

                                                  =  

                                                  = 0,007 mol

a.       Penentuan tetapan gas O₂ (R)

Diketahui :      a = 1,360 L² atm/mol²

b = 0,0318 L/mol

Persamaan  Van Der Waals

             nRT

            R         =

= (1atm +

                        =

                        =

                        = 0,025 L atm/mol K

b.      Penentuan volume molar O₂

P.V =  n.R.T

V = 

   =

               = 0,053375 L

c.       Persentase O₂ dalam KClO₃

Mol O₂ = 0,007 mol

Massa O₂ = 0,23 gram

Reaksi:

2 KClO_3(s)  ^Mno2    2KCl_(s) + 3O_2(g)

Mol KClO₃      =

=

                                                = 0,0047 mol

Massa KClO₃  =  n x Mr

                                                = 0,0047 x 123,5

                                                = 0,58045 gram

Persentase O₂ dalam KClO₃

% O₂ =

                     =

                    = 39,65 % 

G. PEMBAHASAN

Pada percobaan ini bertujuan untuk menentukan tetapan gas dan volume molar oksigendengan percobaan yang sederhana yakni dengan pendesakan air oleh gas yang terbetuk pada saat reaksi berlangsung. Percobaan ini dilakukan pemanasan KClO₃ dan MnO₂ dimana MnO₂ sebagai katalis yang dapat mempercepat reaksi. Saat gelembung gas air dimasukan ke air, penguapan air menambah tekanan pada agas, akibatnya air yang ada di albu alas bundar akan terdesak dan akan mengalir menuju gelas erlenmeyer.

Ketika KClO₃ + MnO₂ dipanaskan mengalami massa yang berkurang, ini disebabkan karena kandungan O₂ yang ada di dalamnya teruarai sehingga dari penimbangan dihasilkan massa O₂ yaitu 0,23 gram. Berdasarkan perhitungan R yaitu 0,025 atm.L/mol.K, berbeda dengan R yang sudah ditetapkan yaitu 0,082 L.atm/mol.K. Perbedaan atau selisih ini disebabkan oleh ketidaktelitian pada saat praktikum yaitu kesalahan dalam pengukuran atau pada perhitungan pada saat itu.

Volume molar O₂ sesuai perhitungan adalah 0,053 L sedangkan pada standar STP adalah 22,4 L, perbedaan nilai ini adalah disebabkan oleh adanya kekeliruan ketika menggunakan perkiraan waktu, ataupun perhitungan yang lainnya sehingga data yang dihasilkan tidak begitu mendekati nilai standar, disebabkan juga oleh proses pembakaran KClO₃ + MnO₂ yang sempat terhambat karena alat pemanas padam (bunsen).

H.    KESIMPULAN

Berdasarkan percobaan di atas dapat diambil kesimpulan bahwa untuk menentukan volume molar O₂ dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan gas ideal pada suhu dan tekanan standar. Sedangkan tetapan gas dapat diketahui dengan menggunakan persamaan Van der Walls yaitu:

 

Gas dalam ruang tertutup  memiliki tekanan tertentu dan mengisi semua ruang tertutup. Penentuan tetapan R dan volume molar menggunakan penerapan hukum-hukum gas, sehingga didapatkan tetapan R sebesar 0,025 atm.L/mol.K. Volume molar oksigen didapatkan sebesar 0,053 L dengan persentassi oksigen dalam KClO₃ sebesar 39,65 %.

DAFTAR PUSTAKA

Brady, james E. 1999. Kimia Universitas Asas dan Struktur. Jakarta : Binarupa Aksara.

Oxtoby,David W,H,P,dkk.2001. Prinsip-Prinsip Kimia Modern Edisi Ke-4 Jilid 1. Jakarta : Erlangga.

Purwoko, Agus Abh. 2006. Kimia Dasar 1. NTB : Mataram University Press.

Pudjaatmaka, A. H.1998. Ilmu-Ilmu untuk Universitas. Jakarta : Erlangga.

Wahyuni, Sri. 2003. Kimia Master . Jakarta : Erlangga.