Berat Jenis [PDF]

Citation preview

BAB I PENDAHULUAN



1.1 Tujuan Percobaan 1. Untuk menentukan berat jenis zat padat dan zat cair 2. Untuk membandingkan berat jenis larutan dengan menggunakan piknometer dan dengan cara penimbangan



1.2 Dasar Teori 1.2.1 Berat Jenis Berat jenis didefinisikan sebagai massa suatu zat per satuan volume bahan tersebut. Bentuk persamaannya dapat ditulis sebagai berikut :



Berat Jenis =



𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 ( 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 ) 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒



atau



𝑚 𝑉



Satuan berat jenis adalah kg/dm3 atau gr/ml. berat jenis mempunyai harga konstan pada suatu temperatur tertentu dan tidak bergantung pada jumlah bahan cuplikan (sampel). Dikenal beberapa alat yang menentukan berat jenis, yairu Aerometer, Piknometer dan Neraca Whestpaal. Untuk pekerjaan secara rutin di laboratorium terdapat peralatan elektronik untuk menentukan berat jenis. Untuk menentukan massa dan volume tergolong bersifat ekstensif, yaitu sifat yang besarnya tergantung pada jumlah bahan yang diselidiki. Sedangkan berat jenis tergolong bersifat intensif, yaitu sifat yang tidak bergantung pada jumlah zat. Benda atau zat yang dapat diukur berat jenisnya antara lain gas, zat padat dan zat cair. Untuk berat jenis pada gas berbeda dengan berat jenis zat padat maupun zat cair dalam beberapa hal penting, yaitu :



a. Berat jenis gas pada umumnya dinyatakan dalam gr/L b. Berat jenis gas sangat bergantung pada tekanan ( P ) dan suhu ( T ), sedangkan berat jenis zat cair dan zat padat bergantung pada tekanan c. Berat jenis gas berbanding lurus terhadap massa molar, sedangkan berat jenis zat padat dan zat cair tidak langsung barbanding terballik pada massa molar



1.2.2 Penentuan Berat jenis dengan Piknometer Berat jenis zat padat dapat dihitung, yaitu dengan cara menghitung secara langsung berat zat dalam piknometer ( dengan menimbang ) dan volume zat (ditentukan dengan piknometer). Volume zat padat yang tidak beraturan dapat ditentukan secara tidak langsung dengan menggunakan zat cair yang berat jenisnya sudah diketahui, maka dapat dihitung berat jenisnya dengan mengguanakan persamaan berat jenis, yaitu berat berbanding volume.



 Berat jenis zat cair =



𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑧𝑎𝑡 𝑐𝑎𝑖𝑟 𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 𝑝𝑖𝑘𝑛𝑜𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑧𝑎𝑡 𝑐𝑎𝑖𝑟 𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 𝑝𝑖𝑘𝑛𝑜𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟



 Berat zat cair dalam piknometer = ( berat piknometer + berat zat cair ) – berat piknometer kosong  Volume zat cair dalam piknometer = volume piknometer Volume piknometer harus ditentukan terlebih dahulu dengan menggunakan zat cair lain yang diketahui berat jenisnya. Penentuan berat jenis zat padat yang mempunyai bentuk yang tidak beraturan dapat ditentukan secara tidak langsung dengan menggunakan zat cair yang telah diketahui berat jenisnya. Volume zat padat = volume piknometer – volume zat cair. Berat jenis zat padat yang mempunyai bentuk tidak beraturan adalah :



Berat jenis zat padat =



𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑧𝑎𝑡 𝑝𝑎𝑑𝑎𝑡 𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 𝑝𝑖𝑘𝑛𝑜𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑝𝑖𝑘𝑛𝑜𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟−𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑧𝑎𝑡 𝑐𝑎𝑖𝑟



Berat jenis zat padat dinyatakan dengan symbol 𝜌 atau d. Pada petunjuk praktikum digunakan symbol d. berat jenis relatif ( berat jenis spesifik ) adalah perbandingan berat jenis zat pada temperatur terhadap berat jenis air pada temperature pula.



Contoh : d2030 etanol = 0,78238 d2030 etanol adalah perbandingan antara berat jenis etanol pada temperatur 30˚C terhadap berat jenis air pada temperatur 20˚C. Berat jenis relative tidak mempunyai satuan. Berat jenis relatif adalah sama dengan berat jenis absolut bila sebagai pembanding adalah pada temperatur 4˚C.



1.2.3 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Berat Jenis a. Komposisi Zat Komposisi zat dapat dinyatakan dalam % massa atau % volume dengan rumus : % massa



=



% volume



=



𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑧𝑎𝑡 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑐𝑎𝑚𝑝𝑢𝑟𝑎𝑛



x 100%



𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑧𝑎𝑡 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑐𝑎𝑚𝑝𝑢𝑟𝑎𝑛



x 100%



Pada penentua berat jenis penentuan zat sangat berpengaruh pada hasil yang akan diperoleh, karena harus mengetahui berat atau massa suatu zat atau volume zat tersebut. Dengan mengetahui berat dan volume zat yang digunakandapat menghitung berat jenis dari zat tersebut. b. Kondisi Alat Alat yang digunakan pada penentuan berat jenis salah satunya adalah piknometer, sebelum ditimbang dan digunakan sebaiknya piknometer dalam keadaan kering dan bersih. c. Suhu Suhu memiliki sifat yang sukar didefinisikan walaupun secara naluri dapat dirasakan. Suhu dapat digunakan dengan menggunakan thermometer. Pengaruh temperatur dan komposisi zat pada berat jenis dilihat pada tabel di bawah ini : Tabel 1.1 Berat Jenis Aquadest °C



d



°C



d



0



0,99984



16



0,99894



1



0,9999



17



0,99877



2



0,99994



18



0,99859



3



0,99996



19



0,9984



4



0,99997



20



0,9982



5



0,99996



21



0,99799



6



0,99994



22



0,99777



7



0,9999



23



0,99753



8



0,99985



24



0,99729



9



0,99978



25



0,99704



10



0,9997



26



0,99678



11



0,9996



27



0,99651



12



0,99949



28



0,99623



13



0,99937



29



0,99594



14



0,99924



30



0,99564



15



0,9991



31



0,99534



Tabel 1.2 Berat Jenis Etanol %



10%



15%



20%



25%



30%



0,99973



0,99913



0,99823



0,99708



0,99568



0,99098



0,99032



0,98398



0,98817



0,98670



0,98398



0,98304



0,98187



0,98043



0,97875



0,97000



0,97669



0,9754



0,97334



0,97173



0 5 10 15



0,97252



0,97068



0,96864



0,96698



0,96395



0,96665



0,96168



0,96168



0,95825



0,95607



0,95977



0,95686



0,95382



0,95067



0,94741



0,95162



0,94832



0,94494



0,94146



0,93790



0,94328



0,93882



0,93518



0,93148



0,92770



0,93226



0,92852



0,92472



0,92085



0,91692



0,9826



0,91776



0,91384



0,90985



0,90580



0,91055



0,90659



0,90258



0,89850



0,89437



0,89997



0,89593



0,89113



0,88699



0,88278



0,88774



0,88364



0,87948



0,87527



0,87100



0,8602



0,87187



0,86766



0,86340



0,85908



0,86408



0,85988



0,85564



0,85134



0,84698



0,85197



0,84772



0,84344



0,83911



0,83473



0,83951



0,85525



0,83095



0,82660



0,82220



0,82654



0,8227



0,81797



0,81322



0,80372



0,80094



0,80670



0,80234



0,78814



0,78382



0,79784



0,79360



0,78506



0,78506



20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90



99 100



0,78675



1.2.4 Pemuaian Pemuaian adalah bertambahnya ukuran suatu benda karena pengaruh perubahan suhu atau bertambahnya ukuran suatu benda karena menerima kalor. Pemuaian terjadi pada 3 zat, yaitu pemuaian pada zat padat, zat cair dan zat gas. Pemuaian ada 3, yaitu : 1. Pemuaian Panjang Adalah bertambahnya ukuran panjang suatu benda karena menerima kalor. Pada pemuain panjang nilai lebar dan tebal sangat kecil dibandingkan niali panjang zat tersebut. Sehingga kalor dan tebal dianggap tidak ada. 2. Pemuaian Luas Adalah pertambahan ukuran luas suatu benda karena karena menerima kalor. Pemuaian luas terjadi pada benda yang mempunyai ukuran panjang dan lebar, sedangkan tebalnya sangat kecil dan dianggap tidak ada. 3. Pemuaian Volume Adalah pertambahan ukuran volume suatu benda karena karena menerima kalor. Pemuaian volume terjadi pada benda yang mempunyai ukuran panjang, lebar dan volume. Contoh benda yang mempunyai pemuaian volume adalah kubus, air dan udara.



BAB II METODOLOGI



2.1 Alat a. piknometer b. neraca digital c. gelas kimia 250 ml dan 50 ml d. pipet volume 10 ml e. bulp f. thermometer g. botol semprot h. labu ukur 50 ml



2.2 Bahan a. aquades b. etanol c. Pasir kuarsa



2.3 Prosedur Kerja 



Menentukan volume piknometer a. Menimbang piknometer kosong yang kering dan bersih (a gram) b. Mengisi piknometer dengan aquadest temperatur 18oC yang telah diketahui berat jenisnya c. Menimbang piknometer yang berisi aquadest tepat pada temperature 20oC (b gram) d. Menghitung berat aquadest pada temperature (b-a gram) e. Menghitung volume aquadest (volume aquadest sama dengan volume piknometer) Volume aquadest =







𝑏−𝑎 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑗𝑒𝑛𝑖𝑠 𝑎𝑖𝑟 𝑝𝑎𝑑𝑎 20ᵒ𝐶



Penentuan berat jenis zat cair dengan piknometer a. Menimbang piknometer kosong yang kering dan bersih yang telah ditentukan volumenya (c gram)



b. Mengisi piknometer dengan zat cair pada suhu 18oC c. Menimbang piknometer yang berisi zat cair pada temperature 20oC (d gram) d. Menghitung berat zat cair (d-c) gram e. Menghitung berat zat cair pada suhu 20oC Berat zat cair =



𝑑−𝑐 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑝𝑖𝑘𝑛𝑜𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟



f. Melakukan percobaan secara duplo







Penentuan berat jenis padatan (pasir kuarsa) dengan piknometer a. Menimbang volume piknometer kosong yang kering dan bersih yang telah ditentukan volumenya ( e gram ) b. Mengisi piknometer dengan zat padat setengah dari piknometer terisi zat padat (pasir kuarsa) c. Menimbang piknometer yang berisi zat padat (f gram) d. Menambahkan ke dalam piknometer yang berisi zat padat suatu zat cair pada temperatur 18oC yang telah diketahui berat jenisnya, memperhatikan tidak boleh terdapat gelembung udara dalam piknometer e. Menimbang piknometer yang berisi padatan dan aquadest tepat pada temperature 20oC ( g gram) f. Menghitung volume zat padat Berat zat cair = (g-f) gram Volume zat cair =



𝑔−𝑓 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑗𝑒𝑛𝑖𝑠 𝑎𝑖𝑟 𝑝𝑎𝑑𝑎 20ᵒ𝐶



𝑑−𝑐 𝑔−𝑓 = 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑗𝑒𝑛𝑖𝑠 𝑝𝑎𝑑𝑎 20ᵒ𝐶 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑗𝑒𝑛𝑖𝑠 𝑎𝑖𝑟 𝑝𝑎𝑑𝑎 20ᵒ𝐶 g. Menghitung berat zat padat : Berat zat padat = (f - e) gram h. Menghitung berat jenis zat padat : Berat zat padat =



𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑧𝑎𝑡 𝑝𝑎𝑑𝑎𝑡 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑧𝑎𝑡



𝑎𝑡𝑎𝑢



𝑓−𝑒 𝑔−𝑓 𝑏−𝑎 − 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑗𝑒𝑛𝑖𝑠 𝑎𝑖𝑟 𝑝𝑎𝑑𝑎 20℃ 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑗𝑒𝑛𝑖𝑠 𝑎𝑖𝑟 𝑝𝑎𝑑𝑎 20℃



i. Melakukan percobaan secara duplo



BAB III HASIL DAN PEMBAHASAN



3.1 Data Pengamatan 3.1.1



No.



Volume Aquades



Massa Aquades



ρ Aquades



1.



10 ml



9,4354 gram



0,94354



3.1.2



No.



1. 3.1.3



No.



Penentuan Berat Jenis dengan Pipet Volume



Penentuan Berat Jenis dengan Piknometer



Massa



Volume



Berat Jenis



aquades



piknometer



aquades



24,1767 gram



24,2202 ml



0,9982 gr/ml



Massa etanol



Berat Jenis etanol



19,556 gr



0,8074 gr/ml



Penentuan Berat Jenis Padatan ( pasir kuarsa ) dengan Piknometer



Massa



Massa



Massa



Volume



Berat



Berat jenis



pikno



pikno +



pikno +



kuarsa



kuarsa



kuarsa



kosong



kuarsa



kuarsa +



2,622 gr/ml



aquades 1.



22,1348



42,58625



58,9834



16,4267



20,4515



gram



gram



gram



gram



gram



3.2 Pembahasan Percobaan ini bertujuan untuk menentukan berat jenis zat cair menggunakan piknometer. Berat jenis merupakan hasil perbandingan massa dengan volume, dalam percobaan ini menggunakan zat cair (Aquades) sebagai sampel. Aquades diukur berat jenisnya dan didapatkan hasil 0.9982 gr/ml. Hal ini sesuai dasar teori bahwa suhu yang diukur sebesar 20°C memiliki densitas 0.9982 gr/ml. Dalam percobaan kedua menggunakan etanol 99% sebagai sampel.Etanol diukur dan didapatkan massa jenis etanol sebesar 0,8074 gr/ml.Hal ini sesuai dengan dasar teori yang menyatakan bahwa pada suhu 20°C etanol memiliki densitas sebesar 0,80234 gr/ml. Berat jenis juga dipengaruhi oleh suhu,semakin tinggi suhu maka berat jenis akan semakin kecil. Hal ini disebabkan oleh pemuaian zat,pemuaian zat merupakan pertambahan ukuran suatu zat apabila zat tersebut menerima kalor atau panas. Pemuaian terjadi pada panjang, luas,dan volume. Yang terjadi pada zat cari adalah pemuaian volume,inilah yang menyebabkan penurunan berat jenis apabila suhu semakin tinggi. Etanol akan memuai apabila suhu semakin besar, sehingga volume etanol akan semakin besar.massa dan volume berbanding terbalik sehingga apabila massa yang tetap dibagi dengan volume yang semakin besar akan menghasilkan berat jenis yang lebih kecil dibanding berat jenis pada etanol yang bersuhu rendah. Dalam percobaan diatas berat jenis etanol yang didapat sebesar 0,8074 gr/ml sudah mendekati berat jenis menurut teoritis sebesar 0,80234 gr/ml sudah mendekati berat jenis menurut teoritis sebesar 0,80234 gr/ml berat jenis hasil percobaan tidak persis sama dengan hasil teoritis, hal ini disebabkan oleh suhu pada saat percobaan dapat berubah atau dengan kata lain tidak persis sama 20°C. Percobaan ketiga adalah menentukan berat jenis padatan (pasir kuasa) dengan piknometer. Menentukan berat jenis zat cair berbeda dengan zat padat berat jenis zat cair dapat ditentukan langsung dengan piknometer sedangkan berat jenis padat khusunya pasir kuarsa perlu ditambah zat lain untuk menentukan berat jenisnya. Penambahan zat cair ini memiliki fungsi sebagai penyatu antara rongga atau pori-pori yang ditimbulkan pasir kuarsa.



Karena jika tidak ditambahkan zat cair berat jenis zat padat akan berbeda, dan didapatkan hasil 2,624 gram.



BAB IV PENUTUP



4.1 Kesimpulan Dari percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa berat jenis etanol pada suhu 20˚C adalah 0,8074 gr/ml dan berat jenis pasir kuarsa didapat sebesar 2,622 gr.



DAFTAR PUSTAKA



Anonim. 2009. Pemuaian. www.google.com. 29 Oktober 2011. 15.05 WITA. Tim Laboratorium Kimia Dasar. 2009. Penentuan praktikum Dasar Proses Kimia. Laboratorium Kimia Dasar Jurusan Teknik Kimia Polnes: Samarinda.



LAMPIRAN



PERHITUNGAN 



Penentuan berat jenis dengan pipet volume Diketahui: Volume Aquadest = 10 ml Massa Aquadest



= 9,4354 gram



Ditanya:



ρ= ? Jawab:



𝑚



ρ = = =



𝑣 9.4354 𝑔𝑟 10



0.94354 gr/ml



 Penentuan berat jenis dengan piknometer Rata-rata pikno kosong : 22,1348 gr Rata-rata pikno isi Aquadest : 46,3115 Massa Aquadest : 46,3115 – 22,1348 = 24,1767 gram Suhu 20°C = 0.9982 Volume piknometer



=



𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑎𝑞𝑢𝑎𝑑𝑒𝑠𝑡 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑠𝑢ℎ𝑢 20°𝐶



=



24.1767 0.9982



=24.2202 Berat jenis aquadest



=



𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑎𝑞𝑢𝑎𝑑𝑒𝑠𝑡 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑝𝑖𝑘𝑛𝑜𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟



=



24,1767, 𝑔𝑟 24,2202 𝑚𝑙



= 0,9982



𝑔𝑟 ⁄𝑚𝑙



Rata-rata Pikno kosong



= 22,1348 gr



Rata-rata Pikno isi Etanol



= 41,69155 gr



Massa Etanol



= 41,69115 – 22,1348 = 19,556 gr



Berat jenis Etanol



=



𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙



=



19,556 𝑔𝑟 24,2202 𝑚𝑙



=



0,8074



𝑔𝑟 ⁄𝑚𝑙



 Penentuan berat jenis padatan (pasir kuarsa) dengan piknometer Massa piknometer kosong = 22,1348 gram Massa piknometer + kuarsa Percobaan I



= 44,2327 gram



Percobaan II



= 40,9398 gram



Rata –rata massa piknometer + kuarsa = 42,58625 gram Massa piknometer +kuarsa+aquadest Percobaan I = 56,7693 gram Percobaan II = 61,1975 gram Rata –rata massa piknometer+kuarsa+aquadest =58,9834 gram Volume kuarsa : 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑝𝑖𝑘𝑛𝑜𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 + 𝑎𝑞𝑢𝑎𝑑𝑒𝑠𝑡 + 𝑘𝑢𝑎𝑟𝑠𝑎 − 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑝𝑖𝑘𝑛𝑜𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 + 𝑘𝑢𝑎𝑟𝑠𝑎 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑠𝑢ℎ𝑢 20°𝐶



58,9834 𝑔𝑟 − 42,58625 𝑔𝑟 0,9982 =16,4267 ml Berat jenis kuarsa : 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑝𝑖𝑘𝑛𝑜𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 + 𝑘𝑢𝑎𝑟𝑠𝑎 − 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑝𝑖𝑘𝑛𝑜𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑘𝑜𝑠𝑜𝑛𝑔 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑝𝑖𝑘𝑛𝑜𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 + 𝑘𝑢𝑎𝑟𝑠𝑎 − 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑝𝑖𝑘𝑛𝑜𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑘𝑜𝑠𝑜𝑛𝑔 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑝𝑖𝑘𝑛𝑜𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 + 𝑘𝑢𝑎𝑟𝑠𝑎 − 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑝𝑖𝑘𝑛𝑜𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑘𝑜𝑠𝑜𝑛𝑔 − 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑗𝑒𝑛𝑖𝑠 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑠𝑢ℎ𝑢 20°𝐶 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑗𝑒𝑛𝑖𝑠 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑠𝑢ℎ𝑢 20°𝐶



20, 45145 𝑔𝑟𝑎𝑚 24, 1767 16, 39715 0, 9982 − 0, 9982 20, 45145 24, 2202 − 16, 4267 =2, 624 gr



GAMBAR ALAT



Piknometer



Pipet Volume



Botol Semprot



Neraca Digital



Gelas Kimia



Bulp



Labu Ukur



Termometer