Laporan Resmi C (Mir, Wim) [PDF]

Citation preview

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM ANALISIS BAHAN PENGUKURAN RAPAT MASSA DAN KONDUKTANSI (C)



NAMA



: MUHAMMAD IRFAN RAHMAN : WINDA MUTIARA NISA



NIM



: 18/431256/TK/47849 : 18/431270/TK/47863



HARI/TGL



: SELASA / 12 MARET 2019



ASISTEN



: BENING ARDININGTYAS DINASTI



LABORATORIUM ANALISIS BAHAN DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS GADJAH MADA 2019



LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN RESMI PRAKTIKUM ANALISIS BAHAN 2019 Dengan judul mata praktikum : PENGUKURAN RAPAT MASSA DAN KONDUKTANSI



Disusun oleh: Nama Praktikan



NIM



Muhammad Irfan Rahman



18/431256/TK/47849



Winda Mutiara Nisa



18/431270/TK/47863



Tanda Tangan



Yogyakarta, 21 April 2019 Dosen Pembimbing Praktikum,



Himayan Tri Bayu Murti Petrus, S.T, M.Eng., D.Eng. NIP. 19780609 200212 1 003



Asisten,



Bening Ardiningtyas Dinasti



1



PENGUKURAN RAPAT MASSA DAN KONDUKTANSI (C)



I.



TUJUAN PERCOBAAN Tujuan dari percobaan pengukuran rapat massa dan konduktansi adalah : 1. Memahami serta mempraktikan cara pengukuran rapat massa dan konduktansi dengan alat ukur. 2. Menentukan konsentrasi larutan sampel dengan cara mengukur rapat massa dan konduktansinya dengan bantuan kurva standar.



II.



DASAR TEORI A. Rapat Massa Rapat massa adalah perbandingan antara massa suatu zat dengan volume zat tersebut (Brady, 2012). Rapat massa dilambangkan dengan simbol 𝜌 (rho). Rapat massa umumnya memiliki satuan kg/𝑚3 atau gram/mL. Rapat massa terdiri dari dua besaran yaitu besaran intensif dan ekstensif. Besaran ekstensif nilainya tergantung pada jumlah dan ukuran bahan yang ditinjau, sehingga massa (m) dan volume (V) merupakan besaran ekstensif. Sedangkan rapat massa termasuk besaran intensif yang artinya nilainya tidak tergantung pada jumlah dan ukuran material yang ditinjau (Atkins, 2006). Rapat massa berbanding lurus dengan massa suatu zat namun berbanding terbalik dengan volume. Semakin tinggi rapat massa benda berarti semakin besar massa setiap volumenya. Rapat massa dirumuskan dengan persamaan : 𝜌=



𝑚 𝑉



(1)



2



dengan,



𝜌 = rapat massa suatu zat m = massa zat V = volume zat



Volume mempunyai beberapa satuan yang sering digunakan seperti liter, cm3, galon, dan lainnya. Massa juga mempunyai beberapa satuan yang sering digunakan seperti kilogram, gram, ons, dan sebagainya. Berdasarkan data satuan tersebut, ada 30 kemungkinan yang berbeda untuk menyatakan perbandingan antara massa dan volume untuk rapat massa (Brady, 2012). Namun satuan standar internasional (SI) untuk rapat massa adalah kg/m3. Selain rapat massa, ada istilah lain yang penting, yaitu specific gravity. Specific gravity didefinisikan sebagai perbandingan antara rapat massa dibagi dengan rapat massa aquadest murni (Brady, 2012). Walaupun specific gravity mempunyai nilai yang sama dengan rapat massa senyawa yang diukur, namun specific gravity tidak memiliki dimensi atau satuan karena kedua densitas memiliki satuan yang sama (Brady, 2012). Specific gravity dilambangkan dengan Sg yang dapat dirumuskan dengan persamaan : 𝑆𝑔 = dengan,



𝑧𝑎𝑡 𝑎𝑞𝑢𝑎𝑑𝑒𝑠𝑡



(2)



Sg



= specific gravity



𝜌zat



= rapat massa zat yang diukur



𝜌𝑎𝑞𝑢𝑎𝑑𝑒𝑠𝑡



= rapat massa aquadest murni



Ada beberapa faktor yang mempengaruhi rapat massa, yaitu : (Smith, 2001)



3



1) Konsentrasi Larutan Konsentrasi larutan berbanding lurus dengan rapat massa larutan tersebut. Semakin besar konsentrasi larutan, maka semakin besar pula rapat massa larutan tersebut. Konsentrasi merupakan komposisi suatu zat terlarut di dalam suatu larutan. Konsentrasi pada umumnya dinyatakan dengan molaritas (M) yaitu jumlah mol zat terlarut dalam tiap liter larutan. Molalitas dapat dirumuskan dengan persamaan :



𝑀= dengan,



dan,



𝑛



(3)



𝑉



M = molalitas



( mol/L atau M )



n = jumlah mol zat terlarut



( mol )



V = volume larutan



( liter )



n=



𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑀𝑟 𝑠𝑒𝑛𝑦𝑎𝑤𝑎



=



𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑖𝑘𝑒𝑙 𝑏𝑖𝑙𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝐴𝑣𝑜𝑔𝑎𝑑𝑟𝑜



(4)



Dari persamaan (3) dan (4) dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi konsentrasi suatu larutan, maka semakin banyak jumlah partikel yang terlarut. Banyaknya zat terlarut di dalam larutan mengakibatkan massa larutan semakin besar, sehingga rapat massa akan ikut bertambah. 2) Suhu dan Tekanan Rapat massa pada cairan hanya sedikit berubah bila terjadi perubahan suhu atau tekanan karena sifat dari cairan yang incompressible. Sedangkan untuk gas, rapat massanya sangat dipengaruhi oleh suhu dan tekanan. Pada umumnya semakin tinggi suhu suatu fluida, maka volumenya akan ikut bertambah karena terjadi pemuaian volume, sehingga rapat massa zat tersebut berkurang. Oleh sebab itu suhu berbanding terbalik dengan rapat



4



massa. Pemuaian suatu zat dirumuskan dengan persamaan sebagai berikut. 𝑉𝑡 = 𝑉𝑜 ( 1 + 𝛾 ∆𝑇) dengan,



(5)



Vt = volume setelah perubahan suhu



(mL)



Vo = volume mula-mula



(mL)



𝛾



(°C)



= koefisien pemuaian volume



(°C)



∆𝑇 = perubahan suhu



Sementara itu, rapat massa akan bertambah jika tekanan zat bertambah atau rapat massa berbanding lurus dengan tekanan. Hal ini sesuai dengan Hukum Gas Ideal yatu: 𝑃𝑉 = 𝑛𝑅𝑇 𝑚 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑃 𝜌 = 𝑀𝑟 𝑅𝑇 𝑃= dengan,



(6) (7)



𝜌𝑅𝑇



(8)



𝑀𝑟



P = tekanan



(atm)



V = volume



(mL)



n = jumlah mol



(mol)



R = tetapan gas ideal



((atm.mol)/(mol.K))



T = suhu



(K)



Mr= massa relatif gas



(gram/mol)



𝜌 = rapat massa



(gram/mL)



Dari persamaan (8) dapat disimpulkan bahwa rapat massa berbanding lurus dengan tekanan. Gas merupakan fluida yang compressible maka semakin tinggi tekanan maka volumenya



5



menyusut sedangkan massa zat tetap sehingga rapat massa menjadi lebih besar. 3) Fasa Zat yang Diukur Setiap fasa zat mempunyai rapat massa yang berbeda-beda. Fasa padat memiliki rapat massa terbesar, kemudian fasa cair, dan fasa gas merupakan fasa yang paling kecil rapat massanya. Hal tersebut dikarenakan fasa padat mempunyai jarak antar molekul yang rapat, fasa cair memiliki jarak antar molekul yang renggang, dan fasa gas memiliki jarak antar molekul yang sangat renggang (Brady, 2012). Berdasarkan penjelasan tersebut, maka untuk massa atau jumlah partikel yang sama volume zat berkurang dari fasa gas, fasa cair, dan fasa padat. Volume berbanding terbalik dengan rapat massa yang berarti rapat massa bertambah dari fasa padat kemudian fasa cair dan fasa gas. Pengukuran rapat massa cairan dapat dilakukan dengan menggunakan alat ukur seperti piknometer, hidrometer, neraca Wesphalt, liquid column, beammeter, dan lain sebagainya. Pada percobaan ini, alat ukur yang digunakan adalah piknometer dan hidrometer. 1. Piknometer Piknometer bekerja dengan prinsip perbandingan massa cairan dengan volume piknometer. Piknometer diisi dengan larutan yang akan diukur rapat massanya hingga penuh dan ditutup. Kemudian piknometer yang sudah terisi tersebut ditimbang dengan menggunakan neraca analitis digital. Massa larutan yang diukur merupakan hasil pengurangan dari massa piknometer yang berisi larutan dan massa piknometer kosong. Rapat massa diperoleh dengan membagi massa larutan dengan volume aquadest.



6



Pengukuran rapat massa dengan piknometer mempunyai kelebihan, antara lain: a) Tidak



memerlukan



pembacaan



skala



sehingga



risiko



ketidakakuratan karena kesalahan pembacaan skala dapat dikurangi. b) Pengaruh perubahan suhu kecil karena tidak ada kontak langsung dengan udara. c) Memungkinkan untuk mengukur sampel yang volumenya sedikit karena kapasitas volume piknometer kecil. d) Dapat digunakan untuk mengukur rapat massa cairan yang bersifat volatil karena piknometer dilengkapi dengan penutup. Pengukuran rapat massa menggunakan piknometer juga mempunyai kekurangan, antara lain : a) Dapat terjadi kesalahan pengukuran apabila piknometer tidak terisi penuh dengan cairan, sehingga ada rongga udara di dalamnya yang ikut terukur massanya. b) Kurang praktis dan membutuhkan lebih banyak waktu dalam pengukuran karena membutuhkan perhitungan terlebih dahulu. c) Tidak dapat mengukur rapat massa cairan pada berbagai suhu. 2. Hidrometer Prinsip kerja hidrometer mengikuti Hukum Archimedes dimana gaya ke atas yang diberikan oleh zat cair sama dengan berat hydrometer tersebut. Tinggi hidrometer yang tercelup berbanding terbalik dengan rapat massa. Semakin rendah rapat massa zat cair, maka hidrometer akan semakin tenggelam. Pada keadaan setimbang jumlah gaya-gaya yang bekerja pada hidrometer adalah nol (Hukum Newton I). Gaya-gaya yang bekerja tersebut adalah



7



gaya berat hidrometer dan gaya Archimedes. Persamaan yang digunakan dalam menggunakan hidrometer dapat dituliskan sebagai berikut: F = 0



(9)



FArchimedes - Whidrometer = 0 FArcimedes = Whidrometer



(10)



f.Vtercelup.g = mh .g f.A.htercelup = mh . g 𝑚ℎ



htercelup = 



(11)



𝑓 .𝐴



dengan,



𝜌𝑓



= rapat massa fluida



(gram/mL)



g



= percepatan gravitasi



(m/s2)



Vtercelup = volume hidrometer tercelup (mL) mh



= massa hidrometer



(gram)



A



= luas penampang hidrometer (cm2)



htercelup = tinggi hidrometer tercelup (cm) Berdasarkan persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa semakin besar rapat massa larutan, maka makin besar pula gaya Archimedesnya sehingga semakin sedikit bagian hidrometer yang tercelup.



8



Kelebihan pengukuran rapat massa menggunakan hidrometer antara lain : a) Waktu pengukuran relatif singkat. b) Rapat massa dapat langsung diketahui tanpa perhitungan, yaitu dengan membaca skala yang ada pada hidrometer. c) Dapat mengukur rapat massa cairan pada berbagai suhu . Sedangkan



kekurangan



pengukuran



rapat



massa



menggunakan hidrometer antara lain : a) Kemungkinan terjadi kesalahan pengukuran rapat massa yang disebabkan oleh ketidaktelitian dalam membaca skala pada hidrometer. b) Perubahan suhu ruangan berpengaruh pada pengukuran karena cairan berkontak langsung dengan udara atau lingkungan. c) Volume yang dibutuhkan untuk melakukan pengukuran banyak sehingga tidak efisien. Pengukuran rapat massa sangat diperlukan di dalam dunia industri. Berikut contoh aplikasi pengukuran rapat massa dalam industri. 1) Penentuan Konsentrasi Salah satu contoh aplikasi dari rapat massa yaitu penentuan konsentrasi larutan. Di dalam industri minuman ringan dibutuhkan penentuan konsentrasi larutan gula, hal ini dapat dilakukan dengan mengetahui rapat massa larutan gula sehingga kandungan gula dapat ditentukan. Penentuan konsentrasi juga dapat dilakukan jika terdapat campuran



9



beberapa senyawa dan hanya satu yang bervariasi sementara semua bahan lainnya konstan. 2) Penentuan Sifat Material Dalam dunia industri seperti industri petrokimia, kepadatan atau rapat massa suatu produk adalah angka konsentrasi yang sangat penting atau parameter kualitas. Setiap produk memiliki rapat massa yang berbeda, misalnya bahan bakar, minyak pelumas, atau minyak mentah. Menggunakan pengukuran rapat massa bahan-bahan ini dapat dibedakan berdasarkan sifatnya dan kualitas produk dapat ditentukan. 3) Kontrol Kualitas Aplikasi lain dari pengukuran rpat massa yaitu kontrol kualitas. Tidak hanya di industri petrokimia atau minuman ringan,



tetapi



juga



dalam



dunia



industri



minuman



beralkohol/wine, bahan bakar, kosmetik, obat-obatan, dan lainnya. Kontrol kualitas dari suatu produk dapat dilakukan dengan penentuan rapat massa produk yang dihasilkan. 4) Pembuatan Kapal Laut Dalam industri kapal laut menggunakan aplikasi rapat massa. Lambung kapal dibuat semacam ruang kosong dan terisi dengan udara. Rapat massa udara jauh lebih ringan dibanding rapat massa air laut sehingga massa jenis kapal lebih kecil dari massa jenis air laut. Dengan demikian kapal dapat mengapung diatas air laut.



10



5) Sebagai Kontrol Kualitas Zat Cair pada Dunia Pembangkit Listrik Tenaga Uap. Seperti diketahui bahwa pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) menggunakan kondenser, pompa, boiler, dan turbin uap. Kualitas uap air yang dihasilkan pada proses pemanasan boiler oleh batu bara menjadi penentu dari energi yang dihasilkan. Penentuan rapat jenis air pada tiap tahap yang digunakan dalam PLTU dapat meningkatkan efisiensi energi termal yang dihasilkan untuk menggerakan turbin uap. B. Konduktansi Konduktansi merupakan kemampuan suatu bahan untuk menghantarkan arus listrik (Hust 1969). Konduktansi merupakan kebalikan dari resistansi. Konduktansi dilambangkan dengan G dan dalam standar internasional (SI) satuan konduktansi adalah Siemens (S). Secara matematis hubungan antara konduktansi dan resistansi dinyatakan dalam persamaan berikut.



𝐺= dengan,



1



(13)



𝑅



G = konduktansi



(S)



R = resistansi



(Ω)



Dari persamaan tersebut, dapat dilihat bahwa semakin kecil nilai tahanan listrik atau resistansinya (R), maka nilai konduktansinya semakin besar dan begitu pula sebaliknya. Apabila konduktansi semakin besar maka bahan tersebut mampu mengantarkan arus listrik dengan baik. Sebaliknya, jika konduktansinya rendah, maka kemampuan bahan untuk menghantarkan arus juga rendah. Dalam menghantarkan listrik, konduktansi mengikuti prinsip Arrhenius. Apabila zat elektrolit dilarutkan dalam air, maka zat 11



tersebut akan terionisasi menjadi ion-ion bermuatan dan dapat bergerak bebas dalam larutan. Ion akan menghantarkan listrik dengan cara migrasi, kation akan menuju katoda dan anion akan menuju anoda. Faktor-faktor yang mempengaruhi nilai konduktansi antara lain (Hewitt, 1960): 1) Muatan Ion Semakin banyak muatan yang terkandung dalam ion, semakin besar muatan listrik yang dihantarkan sehingga konduktansinya semakin besar. Contohnya ion A+ dan ion A2+, ion A2+ akan menghantarkan listrik dua kali lebih besar daripada ion A+ meskipun jari-jari ionnya hampir sama besar. 2) Mobilitas Ion Mobilitas ion berkaitan dengan kecepatan ion bergerak di suatu larutan. Mobilitas ion sendiri dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu : a. Ukuran Ion Semakin kecil ukuran suatu ion, maka mobilitas ion tersebut semakin tinggi. Sebaliknya, jika ukuran ion makin besar, mobilitas ion makin rendah. Semakin besar mobilitas ion,



maka



semakin



besar



konduktansinya.



Hal



ini



menandakan konduktansi berbanding terbalik dengan ukuran ion. b. Viskositas pelarut Semakin kecil viskositas pelarut, maka jarak antar molekul dalam larutan semakin renggang sehingga mobilitas ion bertambah dan konduktansinya semakin besar. Hal ini berarti viskositas berbanding terbalik dengan konduktansi,



12



dimana semakin besar viskositas, maka konduktansi semakin kecil. c. Beda tegangan listrik Beda tegangan listrik yang besar akan membuat ion semakin cepat dan menyebabkan mobilitas ion semakin besar, sehingga nilai konduktansinya juga semakin besar. Berdasarkan hal tersebut, maka beda tegangan listrik berbanding lurus dengan konduktansi. d. Sifat Solven Ada dua jenis solven, yaitu solven protik dan solven aprotik. Solven protik dapat melarutkan kation dan anion, sehingga kedua ionnya memiliki ukuran yang lebih besar dari ukuran aslinya, Sehingga mobilitasnya semakin berkurang dan konduktansinya juga akan ikut berkurang. Solven aprotik hanya dapat melarutkan kation namun tidak dapat melarutkan anion, sehingga hanya kation yang bertambah ukurannya. Apabila



dibandingkan,



pelarut



protik



mengurangi



konduktansi lebih besar daripada pelarut aprotik.



3) Suhu Pada suhu yang tinggi, molekul bergerak semakin cepat sehingga mobilitas elektron meningkat. Hal ini karena pada suhu tinggi elektron akan menyerap energi dari lingkungan untuk ionisasi sehingga semakin banyak ion dalam larutan dan mengakibatkan konduktansinya semakin besar. 4) Konsentrasi Ion Konsentrasi ion merupakan jumlah ion pada larutan khususnya larutan elektrolit. Apabila larutan elektrolit diencerkan, konsentrasi ion menurun dan konduktansinya



13



berkurang. Hal ini dapat terjadi karena penambahan pelarut yang tidak diiringi dengan penambahan zat terlarut yang memecah molekul menjadi ion. Konduktivitas larutan elektrolit dengan konsentrasi tertentu dapat ditentukan dengan persamaan berikut. Λ=



𝐾.1000 𝐶𝑒𝑞



Λ



= konduktivitas ekuivalen



K



= konduktivitas spesifik



Ceq



= konsentrasi ekuivalen larutan



dengan,



(13)



Pengenceran larutan elektrolit kuat maupun lemah akan memperbesar konduktivitas. Konduktivitas bergantung pada jenis ion, yang mana masing-masing ion memiliki daya hantar ekuivalen. Konduktometri adalah metode analisis kimia berdasarkan daya hantar listrik suatu larutan. Alat untuk mengukur konduktansi disebut konduktometer. Prinsip kerja konduktometer adalah dengan mencelupkan probe konduktometer ke dalam larutan tertentu. Di dalam larutan yang dicelup probe konduktometer terdapat ion positif dan ion negatif yang menuju probe dan akan menghasilkan sinyal listrik berupa hambatan litrik larutan. Konduktometer biasanya berupa jembatan wheatstone dan cell konduktivitas.



14



Keterangan : A. B. C. D. E. F. G.



sel konduktivitas Hambatan variabel Kapasitor Hambatan tertentu Hambatan tertentu Osiloskop Tegangan AC



Gambar 1. Prinsip Penghantaran Listrik Berdasarkan Teori Jembatan Wheatston



Hambatan A merupakan cell yang berisi sampel yang akan



ditinjau



konduktivitasnya.



Hambatan



B



adalah



hambatan variabel, sedangkan tahanan D dan E sudah ditentukan nilai hambatannya. Hambatan B dan kapasitor C dapat diatur hingga titik seimbang dapat tercapai, sehingga berlaku persamaan : 𝑅𝑎 𝑅𝑏



=



𝑅𝑑



(14)



𝑅𝑒



dengan, Ra



= Hambatan di A



(Ω)



Rb



= Hambatan di B



(Ω)



Rd



= Hambatan di D



(Ω)



Re



= Hambatan di E



(Ω)



Mengetahui nilai hambatan B, D, dan E, maka hambatan dan juga konduktansi dari cell dapat diketahui.



15



Menganggap konstan faktor yang bersumber dari pelarut dan zat terlarut, maka ada dua faktor yang mempengaruhi konduktansi yaitu suhu dan konsentrasi. a) Suhu Suhu berbanding lurus dengan konduktansi sehingga semakin tinggi suhu larutan, maka semakin tinggi konduktansi larutan tersebut. Hal ini karena energi dalam larutan bertambah dan mempengaruhi pergerakan ion menjadi lebih cepat. b) Konsentrasi Konsentrasi berbanding lurus dengan konduktansi. Semakin besar konsentrasi larutan, maka jumlah ion akan bertambah dan konduktansi larutan akan semakin besar. Adapun aplikasi konduktometri dalam dunia industri antara lain: 1) Penentuan tingkat keasaman (pH) Dalam dunia perindustrian minuman ringan konduktometri dapat digunakan untuk menentukan tingkat keasaman suatu produk larutan/minuman ringan yang akan diproduksi sehingga dijaman sekarang, banyak sekali minuman ringan beraneka ragam yang memiliki ciri khas rasa tiap produk yang berbeda. Hal ini tidak terlepas dari manfaat konduktometri. 2) Penentuan kemurnian air Air merupakan bahan penting yang sering dijumpai dalam segala bidang dunia industri. Menggunakan konduktometri, suatu industri dapat mengetahui tingkat kemurnian air yang mereka gunakan atau limbah air yang mereka akan buang. 3) Penentuan secara kuantitatif dalam menganalisis senyawa Konduktometri dapat digunakan dalam analisa enzim menggunakan



prinsip



kerja



biosensor



konduktometri.



Contohnya pada analisis residu diazonin yang berlebihan pada



16



sayuran yang dapat membahayakan kesehatan jika dikonsumsi berlebihan. 4) Penentuan kandungan produk ion dalam air Dalam dunia industri otomotif terdapat limbah logam, untuk itu diperlukanlah penentuan kadar logam dalam pembuangan



air



limbah



industri



dengan



menggunakan



konduktometri yang digunakan untuk mendeteksi kandungan logam yang berbahaya. 5) Penentuan salinitas air laut Dalam



dunia



industri



garam,



konduktometri



dapat



digunakan untuk mengukur salinitas atau kandungan garam pada air laut. Hal ini tentu sangat penting untuk industri garam yang berasal dari air laut.



17



III.



METODOLOGI PERCOBAAN



A. Bahan Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan pengukuran rapat massa dan konduktansi adalah: 1.



Natrium Klorida (NaCl)



2.



Aquadest



3.



Air ledeng



Bahan-bahan tersebut diperoleh dari laboratorium Analisis Bahan Teknik Kimia Universitas Gadjah Mada. B. Alat Alat-alat yang dugunakan dalam perocobaan pengukuran rapat massa dan konduktansi ini adalah sebagai berikut 1



Keterangan: 1. Gelas ukur 250 mL



3



2. Hidrometer 2



3. Zat cair yang akan diukur 4. Pemberat hidrometer



4



Gambar 2.



Rangkaian Alat Pengukuran Rapat Massa dengan Hidrometer



18



2



Keterangan: 1. Neraca Analitis Digital 2. Pintu neraca 3. Display 8



4. Pan neraca 5. Tombol on/off



9



6. Tombol re-zero 7. Tombol konversi



1



8. Piknometer 6



7



5



mL



+



tutup



3



4



25



9. Steker



Gambar 3. Rangkaian Alat Pengukuran Rapat Massa dengan Piknometer 4



Keterangan : 1. Gelas Beker 3



2



2. Konduktometer 3. Probe



1



4. Penyangga probe 5. Steker



5



Gambar 4. Rangkaian Alat Pengukuran Konduktansi



19



C. Cara Percobaan 1. Pembuatan Larutan NaCl Berbagai Konsentrasi Natrium Klorida (NaCl) ditimbang sebanyak 35,0113 gram dengan bantuan gelas arloji menggunakan neraca analitis digital. Natrium Klorida (NaCl) dilarutkan dengan aquadest sebanyak 300 mL di dalam gelas beker 500 mL dan diaduk menggunakan gelas pengaduk hingga homogen. Larutan tersebut dimasukkan ke dalam labu ukur 500 mL dengan bantuan corong gelas dan aquadest ditambahkan hingga tanda batas kemudian larutan digojog hingga homogen. Larutan tersebut dituangkan ke dalam gelas beker 500 mL dengan label 1x. Larutan NaCl yang telah dibuat tadi, diambil sebanyak 100 mL dengan gelas ukur 100 mL, kemudian larutan dimasukkan ke dalam labu ukur 500 mL. Aquadest ditambahkan hingga tanda batas dan larutan digojog hingga homogen. Larutan NaCl yang telah diencerkan dituang ke dalam gelas beker 500 mL dengan label 5x. Larutan NaCl yang telah diencerkan tersebut diambil sebanyak 100 mL kemudian dimasukkan ke dalam labu ukur 500 mL. Aquadest ditambahkan hingga tanda batas dan larutan digojog hingga homogen. Larutan NaCl yang telah diencerkan tersebut dituang ke dalam gelas beker.. 2. Pengukuran Rapat Massa Berbagai Cairan dengan Menggunakan Piknometer pada Suhu Percobaan Suhu lingkungan diukur dengan menggunakan termometer ruangan dan hasil pengukuran sebesar 29 ℃ dicatat. Kemudian piknometer kosong ditimbang dengan menggunakan neraca analitis digital dan hasil penimbangan sebesar 21,2883 gram dicatat. Piknometer diisi dengan aquadest hingga penuh dengan bantuan pipet tetes kemudian piknometer ditutup sehingga tidak



20



ada udara yang terjebak di dalam piknometer. Piknometer tersebut ditimbang dan hasil pengukurannya sebesar 46,2867 gram dicatat. Aquadest pada piknometer dikeluarkan, kemudian piknometer dicuci kemudian dikeringkan. Langkah percobaan setelah penimbangan piknometer kosong diulangi untuk pengukuran rapat massa air ledeng, larutan NaCl berbagai konsentrasi, dan larutan sampel yang hasilnya sebesar 46,3062 gram untuk air ledeng, 47,4342 gram untuk larutan NaCl pengenceran 1x, 46,5240 gram untuk larutan NaCl pengenceran 5x, 46,3256 gram untuk larutan NaCl pengenceran 25x, dan sebesar 46,7021 gram untuk larutan sampel semua data yang diperoleh lalu dicatat. 3. Pengukuran



Rapat



Massa



Berbagai



Cairan



dengan



Menggunakan Hidrometer pada Suhu Percoban Aquadest dituang ke dalam gelas ukur 250 mL. Rapat massa aquadest diukur dengan cara memasukkan hidrometer 0,9001,000 gr/mL atau 1,000-1,200 gr/mL dengan perlahan-lahan. Skala pada hidrometer dibaca hasil pengukurannya sebesar 0,994 gr/mL dan dicatat. Langkah percobaan diulang untuk pengukuran rapat massa air ledeng dengan hasil pengukuran 0,995 gr/mL, larutan NaCl pengenceran 1x sebesar 1,044 gr/mL, larutan NaCl pengenceran 5x sebesar 1,006 gr/mL, larutan NaCl pengenceran 25x sebesar 0,997 gr/mL, dan larutan sampel sebesar 1,014 gr/mL, semua data percobaan yang diperoleh kemudian dicatat. 4. Pengukuran Rapat Massa Larutan NaCl dengan Hidrometer pada Berbagai Suhu Baskom plastik disiapkan lalu diisi dengan air dan es batu. Larutan NaCl hasil pengenceran 25x dituang sebanyak kurang



21



lebih 250 mL ke dalam gelas beker 250 mL, kemudian larutan didinginkan hingga suhu larutan mencapai 20C dengan cara gelas beker dimasukkan ke dalam baskom plastik yang berisi es batu dan air . Larutan NaCl pengenceran 25x tersebut dituang ke gelas ukur 250 mL setelah suhunya mencapai 20C, kemudian larutan diukur rapat massanya dengan menggunakan hidrometer 0,900-1,000 gr/mL atau 1,000-1,200 gr/mL dengan perlahanlahan. Hasil pengukuran rapat massa menggunakan hidrometer dicatat.



Larutan



pengenceran



25x



dipanaskan



dengan



menggunakan kompor listrik hingga suhu larutan mencapai 40C. Termometer alkohol digantungkan pada statif kompor listrik dengan ujung termometer mengenai larutan agar memudahkan pengecekan suhu. Larutan NaCl pengenceran 25x yang sudah mencapai suhu 40C dituang ke dalam gelas ukur 250 mL dan rapat massanya diukur dengan menggunakan hidrometer 0,900-1,000 gr/mL atau 1,000-1,200 gr/mL dengan perlahan-lahan.



Hasil



pengukuran



dengan



menggunakan



hidrometer sebesar 0,992 gr/mL kemudian dicatat. Langkah percobaan diulang untuk larutan NaCl pengenceran 5x pada suhu 20℃ sebesar 1,010 gr/mL dan suhu 40℃ sebesar 1,002 gr/mL dan untuk larutan NaCl pengenceran 1x pada suhu 20℃ sebesar 1,048 gr/mL dan suhu 40℃ sebesar 1,038 gr/mL, semua data percobaan yang diperoleh kemudian dicatat 5. Pengukuran



Konsduktansi



Larutan



NaCl



Berbagai



Konsentrasi pada Berbagai Suhu Aquadest sebanyak 250 mL dituang ke dalam gelas beker 250 mL. Gelas beker 250 mL tersebut diletakkan ke dalam baskom plastik yang berisi air dan es dan dinginkan larutan hingga suhu larutan 20℃. Konduktansi Aquadest pada suhu 20C diukur dengan menggunakan konduktometer dan hasil pengukurannya 22



sebesar 0,14 µS kemudian dicata. Probe pada konduktometer dicuci dengan menggunakan aquadest dalam gelas beker 250 mL. Aquadest yang didinginkan tadi kemudian dipanaskan dengan menggunakan kompor listrik hingga suhunya mencapai 40C. Konduktansi aquadest 40C diukur dengan menggunakan konduktometer dan hasil pengukuran sebesar 2,29 µS dicatat. Probe pada konduktometer dicuci dengan aquadest dalam gelas beker 250 mL. Langkah percobaan diulang untuk pengukuran konduktansi air ledeng pada suhu 20℃ sebesar 31,3 µS dan suhu 40℃ sebesar 50 µS dan larutan NaCl pengenceran 1x pada suhu 20℃ sebesar 6,24 mS dan suhu 40℃ sebesar 10,03 mS, larutan NaCl pengenceran 5x pada suhu 20℃ sebesar 1699 µS dan suhu 40℃ 2,52 mS, larutan NaCl pengenceran 25x pada suhu 20℃ sebesar 398 µS dan suhu 40℃ sebesar 625 µS, semua data yang diperoleh kemudian dicatat. 6. Pengukuran Konduktansi Larutan Sampel pada Suhu Percobaan Larutan sampel sebanyak 250 mL dituang ke dalam gelas beker 250 mL. Konduktansi larutan sampel diukur dengan menggunakan konduktometer dan hasil pengukuran sebesar 3,42 mS dicatat. Probe pada konduktometer dicuci dengan aquadest dalam gelas beker 250 mL. Larutan sampel dituang kembali ke botol penampungnya. D. Analisis Data Percobaan menggunakan



pengukuran beberapa



rapat



massa



dan



konduktansi



asumsi



untuk



menyederhanakan



perhitungan, diantaranya adalah : 1.



Air ledeng, aquadest, es batu, dan NaCl yang digunakan



tidak ada zat pengotor sehingga semua larutan murni.



23



2.



Suhu dan tekanan lingkungan konstan sehingga tidak



berpengaruh terhadap volume larutan. 3.



Tidak ada kontaminasi yang terjadi saat pergantian alat



sehingga konsentrasi sampel bersih dan perhitungan pun sesuai. 4.



Pengaruh tegangan muka dan gaya gesek larutan pada gelas



ukur, hidrometer, dan piknometer diabaikan ,sehingga hasil pengukuran rapat massa akurat. 5.



Volume larutan saat dipanaskan tidak ada yang berkurang



(volume konstan) sehingga konsentrasi larutan tetap. Menggunakan asumsi-asumsi tersebut, maka dilakukanlah analisis data menggunakan persamaan-persamaan berikut. 1.



Penentuan Rapat Massa Berbagai Cairan pada Suhu



Percobaan a.



Penentuan Volume Piknometer Vaquadest = Vp



(15)



maquadest = mpa - mpo



(16)



Vaquadest =



𝑚𝑎𝑞𝑢𝑎𝑑𝑒𝑠𝑡 𝜌𝑟𝑒𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑠𝑖



dengan, maquadest = massa aquadest



(17) (gram)



mpa



= massa piknometer + aquadest



(gram)



mpo



= massa piknometer kososng



(gram)



Vaquadesr = volume aqudest



(mL)



ρreferensi = ρaquadest pada suhu percobaan



(g/mL)



Vp



(mL)



= volume piknometer



24



b.



Penentuan Rapat Massa Berbagai Cairan pada Suhu



Percobaan mcair



= mpc - mpo



ρcair



=



dengan, mcair



𝑚𝑐𝑎𝑖𝑟 𝑉𝑝



(19)



= massa zat cair



(gram)



mpc



= massa piknometer + cairan



(gram)



ρcair



= massa jenis cairan



(g/mL)



2.



Penentuan Konsentrasi Larutan NaCl



a.



Penentuan Konsentrasi Larutan NaCl Awal 𝑚



𝑁𝑎𝐶𝑙 Co = 𝑉 𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡𝑎𝑛



dengan, Co



b.



(18)



= konsentrasi awal NaCl



(20) (g/mL)



mNaCl = massa NaCl tertimbang



(gram)



VNaCl = volume NaCl



(mL)



Penentuan Konsentrasi NaCl Hasil Pengenceran V1 . C1 = V2 . C2



(21)



dengan,V1 = volume NaCl sebelum diencerkan yang diambil



(mL)



C1 = konsentrasi NaCl sebelum pengenceran (g/mL) V2 = volume larutan setelah diencerkan



(mL)



C2=konsentrasi larutan setelah diencerkan



(g/mL)



25



3.



Pembuatan Kuva Standar Rapat Massa Larutan Pembuatan hubungan antara rapat massa dan konsentrasi



dapat didekati dengan pesamaan linier dengan bentuk umum y=Ax+B



(22)



Menggunakan regresi linier, nilai A dan B dapat ditentukan dengan persamaan: A= B= dengan,



𝑛∑𝑥𝑦− ∑𝑥∑𝑦



(23)



𝑛∑𝑥 2 −(∑𝑥)2 ∑𝑦−𝐴∑𝑥



(24)



𝑛



x = konsentrasi larutan NaCl



(g/mL)



y = rapat massa larutan NaCl



(g/mL)



Kesalahan relatif dan kesalahan relatif rata-rata dihitung menggunakan persamaan 𝑦𝑝𝑒𝑟𝑠𝑎𝑚𝑎𝑎𝑛 −𝑦𝑝𝑒𝑟𝑐𝑜𝑏𝑎𝑎𝑛



Kesalahan relatif = |



𝑦𝑝𝑒𝑟𝑐𝑜𝑏𝑎𝑎𝑛



Kesalahan relatif rata-rata =



| x 100%



∑𝑘𝑒𝑠𝑎𝑙𝑎ℎ𝑎𝑛 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑓 𝑛



(25)



(26)



dengan, n = jumlah data 4.



Penentuan Konsentrasi Larutan Sampel yang Terukur



dengan Menggunakan Piknometer dan Hirdometer Persamaan (22) dapat diubah bentuknya untuk menentukan nilai x menjadi x=



𝑦−𝐵 𝐴



dengan, x = konsentrasi larutan sampel y = rapat massa sampel



(27) (g/mL) (g/mL)



A dan B merupakan Konstanta. 26



5.



Penentuan Kurva Standar Rapat Massa pada Berbagai Suhu



pada Setiap Konsentrasi Menggunakan Hidrometer Perubahan y terhadap T dapat didekati dengan persamaan linier, dengan bentuk umum y=AT+B



(28)



Nilai A dan B ditentukan menggunakan metode regresi linier A= B=



𝑛∑𝑇𝑦− ∑𝑇∑𝑦 𝑛∑𝑇−(∑𝑇)2 ∑𝑦−𝐴∑𝑇 𝑛



dengan, y = rapat massa



(29) (30) (g/mL) (oC)



T = Suhu n = Jumlah data



Perhitungan kesalahan relatif dan kesalahan relatif rata-rata menggunakan persamaan (26) dan (27). 6.



Pembuatan Kurva Standar Konduktansi Larutan NaCl pada



Berbagai Konsentrasi Setiap Suhu dengan Konduktometer K=AN+B



(31)



nilai A dan B ditentukan menggunakan metode regresi linier A= B=



𝑛∑𝐾𝑁− ∑𝐾∑𝑁 𝑛∑𝑁−(∑𝑁)2 ∑𝐾−𝐴∑𝑁 𝑛



dengan, K = konduktansi N = Rapat massa NaCl



(32) (33) (S) (g/mL)



n = Jumlah data 27



Perhitungan kesalahan relatif dan kesalahan relatif rata-rata menggunakakan persamaan berikut : 𝐾𝑝𝑒𝑟𝑠𝑎𝑚𝑎𝑎𝑛 −𝐾𝑝𝑒𝑟𝑐𝑜𝑏𝑎𝑎𝑛



Kesalahan relatif = |



𝐾𝑝𝑒𝑟𝑐𝑜𝑏𝑎𝑎𝑛



Kesalahan relatif rata-rata =



| x 100%



∑𝑘𝑒𝑠𝑎𝑙𝑎ℎ𝑎𝑛 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑓 𝑛



(34)



(35)



7.



Penentuan Konsentrasi Sampel dengan Konduktometer



a.



Penentuan Konduktansi pada Suhu Percobaan 𝑇− 𝑇20 𝑇40 − 𝑇20



𝐾− 𝐾20



=𝐾



40 − 𝐾20



dengan, T = Suhu Percobaan



b.



T20



= Suhu sebesar 20 oC



T40



= Suhu sebesar 40 oC



K



= Konduktansi pada suhu percobaan



(36) (oC)



(S)



K20 = Konduktansi pada suhu 20 oC



(S)



K40 = Konduktansi pada suhu 40 oC



(S)



Pembuatan Kurva Standar pada Suhu Percobaan Pembuatan kurva standar pada suhu percobaan dilakukan



dengan menggunakan persamaan (31), (32), dan (33). c.



Penentuan Konsentrasi Larutan Sampel Penentuan konsentrasi larutan sampel dilakukan dengan



menggunakan persamaan yang diperoleh dari perhitungan (31).



28



IV.



HASIL DAN PEMBAHASAN A. Pengukuran Rapat Massa 1)



Pengukuran Rapat Massa Menggunakan Piknometer Pengukuran



rapat



massa



menggunakan



piknometer



dilakukan pada suhu ruang sebesar 29℃. Pengukuran rapat massa larutan dengan piknometer dilakukan dengan cara mengukur massa cairan ke dalam piknometer dan ditimbang massanya dengan neraca analitis digital. Massa cairan yang terukur merupakan pengurangan dari massa piknometer larutan dengan piknometer kosong. Massa cairan yang terukur dibagi dengan volume piknometer sehingga didapat nilai rapat massa larutan. Pengukuran rapat massa dengan piknometer dilakukan untuk 6 larutan, diantaranya adalah aquadest, air ledeng, larutan NaCl pengenceran 1x, larutan NaCl pengenceran 5x, larutan NaCl pengenceran 25x, dan larutan sampel. Rapat massa aquadest terukur sebesar 0,9956 gr/mL dan rapat massa air ledeng terukur sebesar 0,9964 gr/mL. Serta untuk larutan NaCl pengenceran 1x dengan konsentrasi 0,0700 gr/mL memiliki rapat massa sebesar 1,0413 gr/mL, larutan NaCl pengenceran 5x dengan konsentrasi 0,0140 gr/mL memiliki rapat masssa sebesar 1,0051 gr/mL, dan larutan NaCl pengenceran 25x dengan konsentrasi 2,8000 x 10-3 gr/mL memiliki rapat massa sebesar 0,9971 gr/mL. Sedangkan pengukuran rapat massa untuk larutan sampel sebesar 1,0121 gr/mL. Terlihat bahwa rapat massa antara aquadest dan air ledeng dapat dibandingkan, bahwa rapat massa air ledeng lebih besar dibandingkan dengan aquadest karena aquadest telah mengalami penghilangan ion sehingga rapat massanya lebih kecil, sedangkan untuk air ledeng masih mengandung



ion-ion



yang



terlarut



di



dalamnya.



29



Dari data hasil pengukuran rapat massa menggunakan piknometer diperoleh grafik hubungan antara rapat massa



Rapat massa larutan NaCl, g/mL



dengan konsentrasi larutan NaCl, yaitu sebagai berikut : 1.0450 1.0400 1.0350 1.0300 1.0250 1.0200 1.0150 1.0100 1.0050 1.0000 0.9950 0.9900 0.0000



Keterangan:



y = 0.6537x + 0.9956 R² = 0.9998



ρ percobaan



ρ persamaan



0.0200



0.0400



0.0600



0.0800



Konsentrasi larutan NaCl, g/mL



Gambar 5. Grafik Hubungan Rapat Massa dan Konsentrasi Larutan NaCl Menggunakan Piknometer Grafik di atas menunjukkan trend linier positif. Dapat dilihat bahwa semakin tinggi konsentrasi larutan NaCl maka semakin besar rapat massanya. Hal ini sesuai teori dimana rapat massa berbanding lurus dengan konsentrasi, semakin tinggi konsentrasi maka semakin besar rapat massanya karena makin tinggi konsentrasi makin banyak jumlah NaCl yang terlarut pada volume yang sama, sehingga rapat massa semakin besar. Dengan menggunakan perhitungan metode regresi linier dan kurva standar, diperoleh hubungan antara konsentrasi larutan NaCl dengan rapat massa menggunakan piknometer dengan persamaan y = 0,6537 x + 0,9956 (22).



30



Dari persamaan tersebut dapat diperoleh rapat massa untuk larutan NaCl berbagai konsentrasi dan dapat digunakan untuk perhitungan kesalahan relatif rata-rata pengukuran rapat massa dengan piknometer adalah sebesar 0,33%. 2)



Pengukuran Rapat Massa Menggunakan Hidrometer Pengukuran



rapat



massa



menggunakan



hidrometer



mempunyai cara kerja yang berbeda dengan piknometer. Cara kerja dari pengukuran ini dengan mencelupkan hidrometer ke dalam suatu larutan yang akan diukur rapat massanya. Maka larutan tersebut memberi gaya yang besarnya sama dengan berat hidrometer yang tercelup. Skala yang ditunjukkan hidrometer merupakan rapat massa cairan tersebut. Pengukuran



rapat



massa



menggunakan



hidrometer



dilakukan untuk mengukur larutan aquadest, air ledeng, larutan NaCl pengenceran 1x dengan konsentrasi 0,0700 gr/mL, larutan NaCl pengenceran 5x dengan konsentrasi 0,0140 gr/mL, larutan NaCl pengenceran 25x dengan konsentrasi 2,8000 x 10-3 gr/mL, dan larutan sampel diperoleh data berturut-turut sebesar 0,994 gr/mL; 0,995 gr/mL; 1,044 gr/mL; 1,006 gr/mL; 0,997 gr/mL; dan 1,014 gr/mL. Dari data hasil pengukuran rapat massa menggunakan hidrometer diperoleh grafik hubungan antara rapat massa dengan konsentrasi larutan NaCl, yaitu sebagai berikut :



31



Rapat massa larutan NaCl, g/mL



1.0500



Keterangan:



1.0400 1.0300



y = 0.6924x + 0.9956 R² = 0.9994



1.0200



ρ percobaan ρ persamaan



1.0100 1.0000 0.9900 0.0000



0.0200



0.0400



0.0600



0.0800



Konsentrasi larutan NaCl, g/mL



Gambar 6. Grafik Hubungan Rapat Massa dan Konsentrasi Larutan NaCl Menggunakan Hidrometer Grafik di atas menunjukkan trend linear. Dapat dilihat bahwa semakin tinggi konsentrasi larutan NaCl maka semakin besar rapat massanya. Hal ini dikarenakan semakin tinggi konsentrasi larutan maka semakin banyak jumlah zat yang terlarut dalam larutan tersebut, ini sesuai dengan teori bahwa rapat massa berbanding lurus dengan konsentrasi. Dengan menggunakan perhitungan metode regresi linier dan kurva standar, maka hubungan antara konsentrasi larutan NaCl dan rapat massa dengan menggunakan hidrometer dapat dinyatakan dengan persamaan y = 0,6924 x + 0,9956 (22). Dari persamaan tersebut dapat dihitung rapat massa untuk larutan NaCl berbagai konsentrasi dan dapat digunakan untuk menghitung kesalahan relatif rata-rata pengukuran rapat massa menggunakan hidrometer yaitu sebesar 0,05%.



32



3)



Pengukuran



Rapat



Massa



dengan



Hidrometer



pada



Berbagai Suhu dan Konsentrasi a.



Larutan NaCl pengenceran 1x dengan konsentrasi 0,0700



gr/mL. Menggunakan metode regresi linier dan kurva standar maka diperoleh persamaan hubungan rapat massa larutan dengan suhu yaitu ρ = -5,0166 x 10-4 T + 1,0582 (28).Pada suhu 20C, rapat massa hasil percobaan sebesar 1,048 gr/mL dan rapat massa hasil persamaan sebesar 1,0482 gr/mL. Pada suhu 29C, rapat massa hasil percobaan sebesar 1,044 gr/mL dan rapat massa hasil persamaan sebesar 1,0437 gr/mL. Pada suhu 40C, rapat massa hasil percobaan sebesar 1,038 gr/mL dan rapat massa hasil persamaan sebesar 1,0381 gr/mL. Kesalahan relatif



rata-rata



pada



pengukuran



rapat



massa



dengan



menggunakan hidrometer untuk larutan NaCl pengenceran 1x dengan konsentrasi 0,0700 gr/mL sebesar 0,02%. b.



Larutan NaCl pengenceran 5x dengan konsentrasi 0,0140



gr/mL. Menggunakan metode regresi linier dan kurva standar maka diperoleh persamaan hubungan rapat massa larutan dengan suhu yaitu ρ = -3,9867 x 10-4 T + 1,0178 (28). Pada suhu 20C, rapat massa hasil percobaan sebesar 1,010 gr/mL dan rapat massa hasil persamaan sebesar 1,0099 gr/mL. Pada suhu 29C, rapat massa hasil percobaan sebesar 1,006 gr/mL dan rapat massa hasil persamaan sebesar 1,0063 gr/mL. Pada suhu 40C, rapat massa hasil percobaan sebesar 1,002 gr/mL dan rapat massa hasil persamaan sebesar 1,0019 gr/mL. Kesalahan relatif



rata-rata



pada



pengukuran



rapat



massa



dengan



33



menggunakan hidrometer untuk larutan NaCl pengenceran 5x dengan konsentrasi 0,0140 gr/mL sebesar 0,02%. c.



Larutan NaCl pengenceran 25x dengan konsentrasi



2,8000 x 10-3 gr/mL Menggunakan metode regresi linier dan kurva standar maka diperoleh persamaan hubungan rapat massa larutan dengan suhu yaitu ρ = -4,0199 x 10-4 T + 1,0083(28). Pada suhu 20C, rapat massa hasil percobaan sebesar 1,000 gr/mL dan rapat massa hasil persamaan sebesar 1,0002 gr/mL. Pada suhu 29C, rapat massa hasil percobaan sebesar 0,997 gr/mL dan rapat massa hasil persamaan sebesar 0,9966 gr/mL. Pada suhu 40C, rapat massa hasil percobaan sebesar 0,992 gr/mL dan rapat massa hasil persamaan sebesar 0,9922 gr/mL. Kesalahan relatif



rata-rata



pada



pengukuran



rapat



massa



dengan



menggunakan hidrometer untuk larutan NaCl pengenceran 5x dengan konsentrasi 2,8000 x 10-3 gr/mL sebesar 0,03%. Hubungan rapat massa larutan NaCl dengan berbagai konsentrasi pada berbagai suhu dapat digambarkan dalam grafik berikut.



34



1.060



y = -0.0005x + 1.0582 R² = 0.9967



Rapat massa larutan NaCl, g/mL



1.050



Keterangan: ρ percobaan (pengenceran 1x) ρ percobaan (pengenceran 5x) ρ percobaan (pengenceran 25x) ρ persamaan (pengenceran 1x) ρ persamaan (pengenceran 5x) ρ persamaan (pengenceran 25x)



1.040 y = -0.0004x + 1.0178 R² = 0.9967 y = -0.0004x + 1.0083 R² = 0.9927



1.030 1.020 1.010 1.000 0.990 0.980 0



20



40 Suhu, ◦C



60



Gambar 7. Grafik Hubungan Rapat Massa dan Suhu pada Larutan NaCl Berbagai Konsentrasi Grafik di atas menunjukkan bahwa grafik tersebut trend linear. Dapat dilihat pada grafik bahwa konsentrasi larutan berbanding lurus



dengan



rapat



massa.



Semakin



tinggi



konsentrasi maka semakin banyak jumlah zat terlarut pada volume yang sama, sehingga rapat massa semakin besar. Dari grafik



tersebut



menunjukkan



pula



bahwa



rapat



massa



berbanding terbalik dengan suhu. Semakin tinggi suhu maka rapat massanya semakin kecil. Hal ini sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa jika suhu meningkat maka akan terjadi pemuaian dan volume zat akan meningkat karena suhunya makin tinggi dan gerak partikel akan semakin cepat sehingga jarak antar partikel akan semakin jauh dan volume pun akan bertambah. Rapat massa berbanding terbalik dengan volume sehingga rapat massa berbanding terbalik pula dengan suhu karena volume berbanding lurus dengan suhu.



35



B. Pengukuran Konduktansi Pengukuran konduktansi menggunakan konduktometer yang dilakukan pada suhu 20C, 29C, dan 40C. Larutan yang akan diukur konduktansinya adalah aquadest, air ledeng, larutan NaCl pengenceran 1x, larutan NaCl pengenceran 5x, dan larutan NaCl pengenceran 25x, dan larutan sampel. Pengukuran konduktansi dimulai dari larutan dengan konsentrasi yang paling rendah ke konsentrasi tinggi. Hal ini dilakukan agar probe konduktometer tidak terpengaruh oleh larutan yang memiliki konsentrasi tinggi. Larutan dengan konsentrasi tinggi memiliki jumlah ion yang lebih banyak, sehingga bisa menyebabkan probe konduktometer terkontaminasi ion-ion tersebut. Oleh karena itu, urutan pengukuran konduktansi dimulai dari aquadest, air ledeng, larutan NaCl pengenceran 25x, larutan NaCl pengenceran 5x, larutan NaCl pengenceran 1x, dan larutan sampel. Berikut data pengukuran konduktansi larutan. a. Larutan NaCl Pengenceran 1x 1.



Pada 20C = 6,24 x 10-3 S



2.



Pada 29C = 8,14 x 10-3 S



3.



Pada 40C = 10,03 x 10-3 S



b. Larutan NaCl Pengenceran 5x 1. Pada 20C = 1699 x 10-6 S 2. Pada 29C = 1963 x 10-6 S 3. Pada 40C = 2,52 x 10-3 S c. Larutan NaCl Pengenceran 25 x 1. Pada 20C = 398 x 10-6 S 2. Pada 29C = 457 x 10-6 S 3. Pada 40C = 625 x 10-6 S



36



d. Air Ledeng 1. Pada 20C = 31,3 x 10-6 S 2. Pada 29C = 38,7 x 10-6 S 3. Pada 40C = 50 x 10-6 S e. Aquadest 1. Pada 20C = 0,14 x 10-6 S 2. Pada 30C = 1,2 x 10-6 S 3. Pada 40C = 2,29 x 10-6 S f. Konduktansi larutan sampel pada suhu percobaan = 3,42 x 10-3 S Berdasarkan hasil percobaan tersebut dapat dilihat bahwa semakin tinggi suhu maka semakin besar konduktansi suatu larutan. Hal ini sesuai dengan teori bahwa ion semakin cepat bergerak apabila suhu semakin tinggi. Bertambahnya kecepatan ion membuat nilai mobilitas semakin besar. Dari data tersebut dapat



dilihat



bahwa



semakin



tinggi



konsentrasi



maka



kondukansinya semakin besar. Terlihat dari larutan NaCl pengenceran 25x sampai larutan NaCl pengenceran 1x sangat jauh perbedaan nilai konduktansinya. Hal ini sesuai dengan teori semakin tinggi konsentrasi, jumlah zat terlarut semakin banyak sehingga kemungkinan tumbukan meningkat dan jumlah ion pun meningkat sehingga konduktansinya bertambah. Terdapat perbedaan konduktansi antara air ledeng dan aquadest, ini karena zat terlarut yang ada di dalamnya. Air ledeng banyak mengandung ion-ion yang lebih besar dari aquadest karena aquadest sudah mengalami proses distilasi dimana dalam proses tersebut terjadi penghilangan kandungan ion-ion. Sehingga konduktansi aquadest lebih rendah dari air ledeng.



37



1)



Konduktansi Larutan NaCl Berbagai Konsentrasi pada suhu



20C dan 40C Hubungan konduktansi dengan konsentarsi larutan NaCl pada suhu 20C dapat dibuat grafik seperti : 0.0070



Konduktansi larutan NaCl, S



Keterangan: 0.0060



y = 0.085x + 0.0003 R² = 0.9967



0.0050 0.0040



K percobaan



0.0030



K persamaan 0.0020 0.0010 0.0000 0.0000



0.0200



0.0400



0.0600



0.0800



Konsentrasi larutan NaCl,



Gambar 8. Grafik Hubungan Konduktansi dan Konsentrasi Larutan NaCl pada Suhu 20C Menggunakan metode regresi linier dan kurva standar, diperoleh hubungan konduktansi dan konsentrasi larutan NaCl pada suhu 20℃ yaitu K = 0,0850 N + 3,1825 x 10-4 (31) Dari persamaan tersebut dapat didapatkan nilai konduktansi persamaan larutan NaCl pengenceran 1x dengan konsentrasi 0,0700 gr/mL sebesar 6,2717 x 10-3 S. Konduktansi persamaan larutan NaCl pengenceran 5x dengan konsentrasi 0,0140 gr/mL sebesar 1,5089 x 10-3 S. Konduktansi persamaan larutan NaCl



38



pengenceran 25x dengan konsentarsi 2,8000 x 10-3 gr/mL sebesar 5,5639 x 10-4 S. Dari data ini dapat diperoleh kesalahan relatif rata-rata sebesar 17,16%. Pendekatan yang dilakukan merupakan pendekatan linear sehingga kesalahan relatifnya lebih dari 10% serta besarnya kesalahan relatif ini bisa terjadi karena larutan yang diukur merupakan larutan yang pekat, karena hanya dalam keadaan sangat encer larutan elektrolit dapat bersifat ideal, maka pengukuran konduktansi akan lebih akurat apabila larutan yang diukur merupakan larutan encer (Atkins, 2006). Kesalahan relatif sebesar itu mungkin juga dikarenakan hubungan konduktansi dan konsentrasi larutan bukan menggunakan metode persamaan regresi linier. Hubungan konduktansi dengan larutan NaCl berbagai konsentrasi pada suhu 40C dapat dilihat pada gambar berikut.



Konduktansi larutan NaCl, S



0.012



Keterangan:



0.01 y = 0.1381x + 0.0004 R² = 0.9987



0.008 0.006



K percobaan K persamaan



0.004 0.002 0 0.0000



0.0200 0.0400 0.0600 Konsentrasi larutan NaCl, g/mL



0.0800



Gambar 9.Grafik Hubungan Konduktansi dengan Konsentrasi Larutan NaCl pada Suhu 40C



39



Dengan metode regresi linier dan kurva standar, diperoleh hubungan konduktansi dan konsentrasi larutan NaCl pada suhu 40℃ yaitu K = 0,1381 N + 3,9688 x 10-4 (31). Dari persamaan tersebut dapat diperoleh konduktansi persamaan larutan NaCl pengenceran 1x dengan konsentrasi 0,0700 gr/mL sebesar 10,03 x 10-3 S. Konduktansi persamaan larutan NaCl pengenceran 5x dengan konsentrasi 0,0140 gr/mL sebesar 2,52 x 10-3 S. Konduktansi persamaan larutan NaCl pengenceran 25x dengan konsentarsi 2,8000 x 10-3 gr/mL sebesar 6,25 x 10-4 S. Dari data tersebut dapat diperoleh kesalahan relatif rata-rata percobaan ini sebesar 9,57%. 2)



Konduktansi Larutan NaCl Berbagai Konsentrasi pada



Suhu Percobaan. Menggunakan metode interpolasi diperoleh konduktansi larutan NaCl pengenceran 1x dengan konsentrasi 0,0700 gr/mL sebesar 8,0000 x 10-3 S. Konduktansi larutan NaCl pengenceran 5x dengan konsentrasi 0,0140 gr/mL sebesar 2,0000 x 10-3 S. Sedangkan untuk konduktansi larutan NaCl pengenceran 25x dengan konsentrasi 2,8000 x 10-3 gram/mL sebesar 1,0000 x 10-3 S. Dari data tersebut dapat ditentukan persamaan hubungan antara konduktansi dengan konsentrasi larutan NaCl dengan regresi linier maka didapatkan persamaan K = 0,1089 N + 3,5363 x 10-4 (31).



40



0.009



Keterangan:



0.008



Konduktansi larutan NaCl, S



0.007



y = 0.1089x + 0.0004 R² = 0.998



0.006 0.005



K persamaan



0.004



Larutan sampel 0.003



K persamaan



0.002 0.001 0.000 0.0000



0.0200



0.0400



0.0600



0.0800



Konsentrasi larutan NaCl, g/mL



Gambar 10. Grafik Hubungan Konduktansi dan Konsentrasi Larutan NaCl pada Suhu Percobaan Konsentrasi



larutan



sampel



dapat



ditentukan



menggunakan persamaan K = 0,1089 N + 3,5363 x 10-4 (31) Sehingga diperoleh konsentrasi larutan sampel sebesar 0,0279 gr/mL. Pada pengukuran dengan piknometer, larutan sampel ditentukan dengan persamaan : x = Sedangkan



𝜌−0,9956



(27)



0,6537



pada



hidrometer



larutan



sampel



dapat



ditentukan dengan menggunakan persamaan : 𝜌−0,9956



x=



0,6924



(27)



Konduktometer larutan sampel dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan : 𝐾−3,5363 𝑥 10−4



x=



0,1083



(31)



41



Persamaan tersebut tidak bisa digunakan untuk semua jenis larutan karena ada faktor-faktor lain yang mempengaruhi rapat massa dan konduktansi. Sehingga hanya berlaku untuk larutan NaCl murni pada berbagai konsentrasi.



42



V.



KESIMPULAN Kesimpulan dari percobaan ini adalah: 1. Hubungan dan faktor-faktor yang memengaruhi rapat massa dan konduktansi : a.



Rapat massa berbanding lurus dengan konsentrasi. Semakin



tinggi konsentrasi semakin besar rapat massa. b.



Rapat massa berbanding terbalik dengan suhu. Semakin



tinggi suhu semakin kecil rapat massa. c.



Pengukuran rapat massa dengan hidrometer lebih akurat



daripada dengan piknometer. d.



Hubungan rapat massa dengan konsentrasi larutan NaCl



pada suhu percobaan. 2. Piknometer y = 0,6537 x + 0,9956



(22)



Kesalahan relatif rata-rata = 0,33% 3. Hidrometer y = 0,6924 x + 0,9956



(22)



Kesalahan relatif rata-rata = 0,05% 4. Hubungan rapat massa dengan suhu pada berbagai konsentrasi larutan NaCl a.



Larutan NaCl 0,0700 gram/mL y = -5,0166 x 10-4 T + 1,0852



(28)



Kesalahan relatif rata-rata = 0,02% b.



Larutan NaCl 0,0140 gram/mL y = -3,9867 x 10-4 T + 1,0178



(28)



Kesalahan relatif rata-rata = 0,02% c.



Larutan NaCl 2,8000 x 10-3 gram/mL y = -4,0199 x 10-4 T + 1,0083



(28)



Kesalahan relatif rata-rata = 0,03%



43



5. Nilai konduktansi suatu larutan berbanding lurus dengan suhu dan konsentrasi larutan tersebut, maka Semakin tinggi suhu maupun konsentrasi larutan maka konduktansinya semakin besar. 6. Hubungan konduktansi dengan suhu menggunakan metode regresi linier a.



Pada Suhu 20℃ K = 0,0850 N + 3,1825 x 10-4



(31)



Kesalahan relatif rata-rata = 17,16% b.



Pada Suhu 29℃ K = 0,1130 N + 2,4963 x 10-4



(31)



Kesalahan relatif rata-rata = 8,90% c.



Pada Suhu 40℃ K = 0,1381 N + 3,9688 x 10-4



(31)



Kesalahan relatif rata-rata = 9,57% d.



Konduktansi larutan NaCl pada suhu percobaan Konsentrasi NaCl 0,0700 gram/mL = 7,9445 x 10-3 S Konsentrasi NaCl 0,0140 gram/mL = 2,0685 x 10-4 S Konsentrasi NaCl 2,8000 x 10-3 gram/mL = 5,0015 x 10-4 S



7. Konsentrasi larutan sampel a.



Menggunakan pengukuran rapat massa



1)



Piknometer Konsentrasi sampel = 0,0700 gram/mL



2)



Hidrometer Konsentrasi sampel = 0,0700 gram/mL



b.



Menggunakan pengukuran konduktansi Konsentrasi sampel = 0,0282 gram/mL



8. Persamaan untuk menentukan konsentrasi hanya berlaku untuk larutan NaCl murni pada berbagai konsentrasi.



44



VI.



DAFTAR PUSTAKA



Atkins, P.W., 2006, Student’s Solutions Manual to Accompany Physical Chemistry, 8th edition, Oxford University Press, New York. Brady, James E., 2012, Chemistry The Molecular Nature of Matter, 6th edition, Courier Kendallville, United States of America. Chiara C., Layla B. L., Orjan G. M., dan Arto H. K. “Conductometric Analysis in Bio-Applications:A Universal Impedance Spectroscopy-based Approach Using Modified Electrodes”. Jurnal Biochemistry (2015): 545-549. G.F. Hewitt, Chemical Engineering Division, U.K.A.E.A Research Group Atomic Energy Research Establishment, Harwell, U.K., October 1960. H. Fehlauer dan H. Wolf. “Density Reference Liquids Certified by the Physikalisch Techische Bundenstalt Meas. Sci. Technol”. Jurnal Science 17 (2006): 2588-2592. Perry, R.H., 2012, Perry’s Chemical Engineer’s Handbook, Mc. Graw-Hill Book Company Inc., New York. Rawson K., Tupper E. (2001). Basic Ship Theory, 5th edition. London. Smith J. M., Van Ness H. C., Abbott M. M., 2001, Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics, 6th edition,Mc. Graw-Hill Book Company



45



VII. LAMPIRAN A. Identifikasi Hazard Proses dan Bahan Kimia Praktikum Pengukuran Rapat Massa dan Konduktansi memiliki proses percobaan yang berpotensi hazard, diantaranya saat melakukan proses pemanasan larutan hingga suhu mencapai 40 oC, walaupun tidak terlalu panas tetapi berpotensi mencederai praktikan jika terpapar cukup lama. Saat menghancurkan es batu berpotensi mencederai tangan karena adanya benturan keras dan es batu tersebut dapat membuat tangan mati rasa karena memegang terlalu lama tanpa alat pelindung. Penggunaan alat elektronik seperti konduktometer apabila tidak berhati-hati saat mengukur larutan dan terjadi tumpahan akibat larutan bisa menyebabkan kerusakan alat dan adanya risiko tersengat listrik. Selain hazard proses, praktikum ini juga memiliki hazard bahan yang harus diperhatikan oleh praktikan diantaranya adalah garam dapur yang didapatkan dari laboratorium analisis bahan tergolong bahan yang bersifat irritant terhadap mata dan kulit jika berkontak langsung. Jika terkena mata dan kulit, bilas dengan air bersih yang mengalir. Garam dapur juga dapat berbahaya bila tertelan dan terhirup berlebihan. Jika garam dapur terhirup maka segera berikan udara bersih.



Sedangkan air ledeng dan aquadest yang didapatkan dari



laboratorium analisis bahan termasuk bahan non-hazard. Akan tetapi, apabila air ledeng dan aquadest memiliki suhu yang terlalu tinggi dapat menyebabkan kulit praktikan panas dan melepuh jika tersiram dan apabila terjadi tumpahan ke lantai dapat membahayakan praktikan karena lantai menjadi licin.



B. Penggunaan Alat Pelindung Diri a. Jas Laboratorium Lengan Panjang



46



Jas laboratorium lengan panjang berfungsi untuk melindungi bagian tubuh yang tidak ditutupi langsung oleh baju (terutama lengan) agar tidak terkena cipratan bahan kimia serta mencegah praktikan terkena kontaminasi dari bahan-bahan yang membahayakan. b. Masker Masker berfungsi untuk melindungi saluran pernapasan dan menghindari



kontak



langsung



dari



bahan-bahan



kimia



yang



membahayakan serta melindungi dari debu-debu halus yang terdapat di laboratorium dengan cara menyaring partikel-partikel debu ataupun bahan-bahan kimia sehingga udara yang dihirup dan masuk ke dalam tubuh bersih. c. Goggles Goggles berfungsi melindungi mata dari cipratan bahan kimia, percikan benda kecil, dan uap-uap panas dari bahan kimia agar tidak berkontak langsung dengan mata karena hampir semua bahan kimia yang ada di laboratorium adalah iritan terhadap mata. d. Sepatu Tertutup dan Kaos Kaki Sepatu tertutup berfungsi melindungi kaki dari tumpahan bahan kimia, barang padat yang jatuh, terkena cairan panas, dan memperkuat alas kaki dengan lantai agar tidak mudah terpeleset. Sedangkan kaos kaki berfungsi untuk melindungi bagian kaki yang tidak tertutup celana agar perlindungan lebih maksimal. e. Sarung Tangan Sarung tangan berfungsi untuk menghindari kontak langsung dengan bahan-bahan kimia dan melindungi tangan dari percikanpercikan bahan kimia yang membahayakan serta melindungi jari-jari tangan dari api, suhu panas atau dingin, dan goresan benda-benda.



C. Manajemen Limbah Limbah yang dihasilkan dari praktikum ini yaitu NaCl atau garam dapur dibuang ke limbah halogenik karena mengandung ion



47



klorida yang merupakan unsur halogenik. Sedangkan air ledeng dan aquadest dapat dibuang langsung ke wastafel. Sisa aquadest dan larutan sampel dapat dikembalikan ke tempatnya masing-masing. Serta sarung tangan, tisu, dan masker dapat dibuang di tempat sampah yang sudah disediakan.



D. Data Hasil Percobaan 1.



Pengukuran rapat massa Suhu pencobaan



: 29 oC



Massa NaCl



: 35,0113 gram



Volume Larutan NaCl



: 500 mL



Massa Piknometer kosong



: 21,2883 gram



48



Tabel I.



Pengukuran Rapat Massa pada Berbagai Zat Cair dengan Piknometer dan Hidrometer pada Suhu Percobaan



No



Cairan



Berat piknometer +



Densitas cairan dengan



cairan, gram



hidrometer, gram/mL



1.



Aquadest



46,2867



0,994



2.



Air Ledeng



46,3062



0,995



3.



Laurtan NaCl Pengenceran 1x



47,4342



1,044



4.



Larutan NaCl Pengenceran 5x



46,5240



1,006



5.



Larutan NaCl Pengenceran 25x



46,3256



0,997



6.



Larutan Sampel



46,7021



1,014



Tabel II.



Pengukuran Rapat Massa NaCl pada Berbagai Suhu dan Konsentrasi Menggunakan Hidrometer



No



Suhu, ◦C



1.



Densitas larutan NaCl, gram/mL Pengenceran 1x



Pengenceran 5x



Pengenceran 25x



20



1,048



1,010



1,000



2.



29



1,044



1,006



0,997



3.



40



1,038



1,002



0,992



49



2. Pengukuran konduktivitas zat cair Tabel III.



Hasil Percobaan Pengukuran Konduktivitas pada Zat Cair Konduktansi



Konduktansi



Konduktansi



pada suhu



pada suhu



pada suhu



No



Cairan



20◦C



29◦C



40◦C



1.



Laurtan NaCl Pengenceran 1x



6,24 mS



8,14 mS



10,03 mS



2.



Larutan NaCl Pengenceran 5x



1699 µS



1963 µS



2,52 mS



Larutan NaCl Pengenceran



398 µS



457 µS



625 µS



3.



25x



4.



Aquadest



0,14 µS



1,2 µS



2,29 µS



5.



Air Ledeng



31,3 µS



38,7 µS



50 µS



Konduktansi larutan sampel = 3,42 mS E. Perhitungan 1. Penentuan Volume Piknometer a. Penentuan Volume Piknometer vaquadest



= vp



maquadest



= mpa - mpo = 46,2867-21,2883= 24,9984 g



ρreferensi



= 0,9956 g/mL (Perry,2008)



vaquadest



=



vp



= 25,1089 mL



𝑚𝑎𝑞𝑢𝑎𝑑𝑒𝑠𝑡 𝜌𝑟𝑒𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑠𝑖



=



24,9984 𝑔 0,9956 𝑔/𝑚𝐿



= 25,1089 mL



b. Penetuan rapat massa berbagai cairan pada suhu percobaan Ambil contoh untuk perhitungan massa jenis aquadest ρaquadest



=



𝑚𝑎𝑞𝑢𝑎𝑑𝑒𝑠𝑡 𝑣𝑝



25,1089 𝑔



= 24,8415 𝑔/𝑚𝐿 = 0,9956 g/mL



Menggunakan cara perhitungan yang sama, diperoleh tabel sebagai berikut.



50



Tabel IV. No



Hasil Pengukuran Rapat Massa Menggunakan Piknometer



Cairan



mpc, g



mpo, g



mc, g



Vp, mL



ρcairan, g/mL



1.



Aquadest



46,2867



21,2883



24,9984



25,1089



0,9956



2.



Air Ledeng



46,3062



21,2883



25,0179



25,1089



0,9964



47,4342



21,2883



26,1459



25,1089



1,0413



46,5240



21,2883



25,2357



25,1089



1,0051



46,3256



21,2883



25,0373



25,1089



0,9971



46,7021



21,2883



25,4138



25,1089



1,0121



3.



4.



5. 6.



Laurtan NaCl Pengenceran 1x Larutan NaCl Pengenceran 5x Larutan NaCl Pengenceran 25x Larutan Sampel



2. Penentuan Konsentrasi Nacl a. Penentuan konsentrasi larutan NaCl awal Ambil kasus untuk pengenceran 1 x 𝑚



𝑁𝑎𝐶𝑙 Co = 𝑣 𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡𝑎𝑛 =



35,0113 𝑔𝑟𝑎𝑚 500 𝑚𝐿



= 0,0700 g/mL



b. Penentuan konsentrasi larutan NaCl hasil pengenceran Untuk pengenceran 5 x V1 . C1 = V2 . C2 100 mL . 0,0700 g/mL = 500 mL . C2 C2 = 0,0140 g/mL Untuk pengenceran 25 x V2 . C2 = V3 . C3 100 mL . 0,0140 g/mL = 500 mL . C2 C2 = 2,8000 x 10-3 g/mL 3. Pembuatan Kurva Standar ρnacl pada Berbagai Konsentrasi Dengan Pinkometer dan Hidrometer



51



Data untuk perhitungan disajikan dalam tabel berikut Tabel V. Data untuk Membuat Persamaan Linier Hubungan Rapat Massa dengan Konsentrasi



No



cNaCl (x),



Piknometer



x2



g/mL



ρ (y)



Hidrometer ρ (y)



x*y



x*y



1



0,0700



4,9032 x 10-3



1,0413



0,0729



1,044



0,0731



2



0,0140



1,9600 x 10-4



1,0051



0,0141



1,006



0,0141



3



2,8000 x 10-3



7,8400 x 10-6



0,9971



2,7920 x 10-3



0,997



2,7916 x 10-3



∑



0,0868



5,1070 x 10-3



3,0435



0,0898



3,047



0,0900



Maka, nilai A dan B untuk piknometer A= A=



𝑛∑𝑥𝑦− ∑𝑥∑𝑦 𝑛∑𝑥 2 −(∑𝑥)2 3 . 0,0898 − 0,0868 . 3,0435 3 . 5,1070.10−3 −(0,0868)2



A= 0,6537 B= B=



∑𝑦−𝐴∑𝑥 𝑛 3,0435−0,6537 . 0,0868 3



B = 0,9956 Dari perhitungan tersebut, didapat persamaan kurva standar hubungan x (konsentrasi) dan y (rapat massa) yaitu: y = 0,6537x + 0,9956



(22)



Sedangkan perhitungan untuk kurva standar menggunakan hidrometer adalah A=



𝑛∑𝑥𝑦− ∑𝑥∑𝑦 𝑛∑𝑥 2 −(∑𝑥)2



52



A=



3 . 0,0900 − 0,0868 . 3,0470 3 . 5,1070.10−3 −(0,0868)2



A= 0,6924 B= B=



∑𝑦−𝐴∑𝑥 𝑛 3,0470−0,6924 . 0,0868 3



B = 0,9941 Dari perhitungan tersebut, didapat kurva standar untuk hubungan konsentrasi (x) dan massa jenis (y) yaitu: y = 0,6980 x + 0,9941



(22)



Perhitungan kesalahan relatif dan kesalahan relatif rata rata, panggil kembali persamaan (25) dan persamaan (26). Gunakan data pengenceran 1 kali sebagai contoh perhitungan. 



Piknometer y = 0,6537 x + 0,9956 y = 0,6537 (0,0700) + 0,9956 y = 1,0414 g/mL 1,0414−1,0413



Kesalahan relatif = |



Kesalahan relatif rata-rata = 



| x 100 % = 0,01%



1,0414



0,99 % 3



= 0,33 %



Hidrometer y = 0,6924 x + 0,9956 y = 0,6924 (0,0700) + 0,9956 y = 1,0441 g/mL



53



1,0441−1,0440



Kesalahan relatif = |



Kesalahan relatif rata-rata = Tabel VI. No



| x 100 % = 0,01%



1,0441



0,14 % 3



= 0,05 %



Data Kesalahan Relatif untuk Pengukuran Rapat Massa



x, g/mL



Piknometer



Hydrometer



ρpercobaan ρpersamaan K.R., %



ρpercobaan Ρpersamaan



K. R., %



1



0,0700



1,0413



1,0414



0,01



1,044



1,0441



0,01



2



0,0140



1,0051



0,9966



0,85



1,006



1,0553



0,07



3



2,8000



x 0,9971



0,9958



0,14



0,997



0,9976



0,06



10-3 ∑



0,99



0,14



Rata-rata



0,33



0,05



4.



Penentuan Konsentrasi Larutan Sampel yang Terukur dari Piknometer dan Hidrometer Dari persamaan (26) diperoleh 



Piknometer x=







0,6537



= 0,0700 g/mL



Hidrometer x=



5.



1,0414 −0,9956



1,0441 −0,9956 0,6924



= 0,0700 g/mL



Pembuatan Kurva Standar Rapat Massa Larutan Nacl pada Berbagai



Suhu



Tiap



Konsentrasi



Dengan



Menggunakan



Hidrometer a. Konsentrasi larutan NaCl pengenceran 1x



54



Tabel VII.



Data untuk Membuat Persamaan Linear Hubungan Antara Rapat Massa dan Suhu pada Larutan NaCl Pengenceran 1x



No



ρcairan (y), g/mL



T, oC



T2



y.T



1



1,048



20



400,0000



20,9600



2



1,044



29



841,0000



30,2760



3



1,038



40



1600,0000



41,5200



∑



3,130



89



2841,0000



92,7560



A= A=



𝑛∑𝑇𝑦− ∑𝑇∑𝑦 𝑛∑𝑇 2 −(∑𝑇)2 3 . 92,7560 − 89 . 3,130 3 . 2841,0000−(89)2



A= - 5,0166 x 10-4 B= B=



∑𝑦−𝐴∑𝑇 𝑛 3,130−(− 5,0166 x 10−4) . 89 3



B = 1,0582 Maka, persamaan bakunya adalah ρ = - 5,0166 x 10-4T + 1,0582



(28)



Kesalahan relatif dan kesalahan realtif rata-rata dihitung menggunakan persamaan (25) dan (26) Gunakan suhu 20 oC sebagai contoh perhitungan ρ = - 5,0166 x 10-4 (20) + 1,0582 ρ = 1,0482 g/mL 1,0482−1,0480



Kesalahan relatif = |



1,0482



| x 100 % = 0,02%



55



Kesalahan relatif rata-rata = Tabel VIII.



0,06 % 3



= 0,03 %



Tabel Kesalahan Relatif untuk Kurva Standar Larutan NaCl Pengenceran 1 x



No



T, oC



ρpersamaan, g/mL



ρpercobaan, g/mL



K. R., %



1



20



1,0482



1,048



0,02



2



29



1,0437



1,044



0,03



3



40



1,0381



1,038



0,01



∑



0,06



Rata-rata



0,02



b.



Konsentrasi larutan NaCl pengenceran 5x



Tabel IX. Data untuk Membuat Persamaan Linear Hubungan Antara Rapat Massa dan Suhu pada Larutan NaCl Pengenceran 5x No



ρcairan (y), g/mL



T, oC



T2



y.T



1



1,010



20



400,0000



20,2000



2



1,006



29



841,0000



29,1740



3



1,002



40



1600,0000



40,0800



∑



3,018



89



2841,0000



89,4540



A= A=



𝑛∑𝑇𝑦− ∑𝑇∑𝑦 𝑛∑𝑇 2 −(∑𝑇)2 3 . 89,4540 − 89 . 3,018 3 .2841,0000−(89)2



A= - 3,9867 x 10-4 B= B=



∑𝑦−𝐴∑𝑇 𝑛 3,018−(− 3,9867 x 10−4) . 89 3



56



B = 1,0178 Maka, persamaan bakunya adalah ρ = - 3,9867 x 10-4T + 1,0178 Kesalahan



relatif



dan



kesalahan



(28)



relatif



rata-rata



dihitung



menggunakan persamaan (25) dan (26) Gunakan suhu 20 oC sebagai contoh perhitungan ρ = - 3,9867 x 10-4 (20) + 1,0178 ρ = 1,0099 g/mL 1,0099−1,010



Kesalahan relatif = |



1,0099



Kesalahan relatif rata-rata = Tabel X.



| x 100 % = 0,01%



0,05 % 3



= 0,02 %



Tabel Kesalahan Relatif untuk Kurva Standar Larutan NaCl Pengenceran 5 x



No



T, oC



ρpersamaan, g/mL



ρpercobaan, g/mL



K. R., %



1



20



1,0099



1,010



0,01



2



29



1,0063



1,006



0,03



3



40



1,0019



1,002



0,01



∑



0,05



Rata-rata



0,02



57



c. Konsentrasi larutan NaCl pengenceran 25x Tabel XI. Data untuk Membuat Persamaan Linear Hubungan Antara Rapat Massa dan Suhu pada Larutan NaCl Pengenceran 25x No



ρcairan (y), g/mL



T, oC



T2



y.T



1



1,000



20



400,0000



20,0000



2



0,997



29



841,0000



28,9130



3



0,992



40



1600,0000



39,6800



∑



2,989



89



2841,0000



88,5930



𝑛∑𝑇𝑦− ∑𝑇∑𝑦



A= A=



𝑛∑𝑇 2 −(∑𝑇)2 3 . 88,593− 89 . 2,989 3 . 2841,0000−(89)2



A= - 4,0199 x 10-4 B= B=



∑𝑦−𝐴∑𝑇 𝑛 2,989−(− 4,0199 x 10−4) . 89 3



B = 1,0083 Maka, persamaan bakunya adalah ρ = - 4,0199 x 10-4T + 1,0083 Kesalahan



relatif



dan



kesalahan



relatif



(28) rata-rata



dihitung



menggunakan persamaan (25) dan (26) Gunakan suhu 20 oC sebagai contoh perhitungan ρ = - 4,0199 x 10-4 (20) + 1,0083 ρ = 1,0002 g/mL



58



1,0002−1,000



Kesalahan relatif = |



1,0002



Kesalahan relatif rata-rata =



Tabel XII.



| x 100 % = 0,02%



0,08 % 3



= 0,03 %



Data Kesalahan Relatif untuk Kurva Standar Larutan NaCl Pengenceran 1 x



No



T, oC



ρpersamaan, g/mL



ρpercobaan, g/mL



K. R., %



1



20



1,0002



1,000



0,02



2



29



0,9966



0,997



0,04



3



40



0,9922



0,992



0,02



∑



0,08



Rata-rata



0,03



6. Pembuatan Kurva Standar Konduktansi Larutan Setiap Suhu dengan Konduktometer a. Pengukuran konduktansi pada suhu 20 oC Tabel XIII. Perhitungan untuk Membuat Persamaan Linear Hubungan Antara Konduktansi dan Konsentrasi NaCl pada Suhu 20oC No



K, S



N, g/mL



N2



k.N



1



6,24 x 10-3



0,0700



4,9000 x 10-3



4,3680 x 10-4



2



1,699 x 10-3



0,0140



1,9600 x 10-4



2,3786 x 10-6



3



3,98 x 10-4



2,8000 x 10-3



7,8400 x 10-6



1,1144 x 10-6



∑



8,3370 x 10-3



0,0868



5,1038 x 10-3



4,6170 x 10-4



59



A=



A=



𝑛∑𝐾𝑁− ∑𝐾∑𝑁 𝑛∑𝑁 2 −(∑𝑁)2 3 . 4,6170 .10−4 − 8,3370 .10−3 . 0,0868 3 . 5,1038 .10−3 −(0,0868)2



A= 0,0850 B= B=



∑𝐾−𝐴∑𝑁 𝑛 8,3370 .10−3 −0,0850 . 0,0868 3



B = 3,1825 x 10-4 Maka, persamaan bakunya adalah K = 0,0850 N + 3,1825 x 10-4



(31)



Kesalahan relatif dan kesalahan relatif rata-rata dihitung menggunakan persamaan (34) dan (35) Gunakan pengenceran 1 x sebagai contoh perhitungan K = 0,0850 (0,0400) + 3,1825 x 10-4 K = 6,2717 x 10-3



S 6,2717.10−3 −6,24.10−3



Kesalahan relatif = |



6,2717.10−3



| x 100 %



=0,34% Kesalahan relatif rata-rata =



51,49% 3



= 17,16 %



60



Tabel XIV.



Data Kesalahan Relatif untuk Kurva Standar Larutan NaCl Berbagai Konsentrasi pada Suhu 20oC



No



N, g/mL



Kpercobaan, S



Kpersamaan, S



K. R., %



1



0,0700



6,24 x 10-3



6,2717 x 10-3



0,51



2



0,0140



1,699 x 10-3



1,5089 x 10-3



11,19



3



2,8000 x 10-3



3,98 x 10-4



5,5639 x 10-4



39,80



∑



51,49



Rata-rata



17,16



b. Tabel XV.



Pengukuran konduktansi pada suhu 29 oC



Perhitungan untuk Membuat Persamaan Linear Hubungan Antara Konduktansi dan Konsentrasi NaCl pada Suhu 29oC



No



K, S



N, g/mL



N2



k.N



1



8,14 x 10-3



0,0700



4,9000 x 10-3



5,6980 x 10-3



2



1,963 x 10-3



0,0140



1,9600 x 10-4



2,7482 x 10-5



3



4,57 x 10-4



2,8000 x 10-3



7,8400 x 10-6



1,2796 x 10-6



∑



0,0106



0,0868



5,1038 x 10-3



5,9856 x 10-4



A=



A=



𝑛∑𝐾𝑁− ∑𝐾∑𝑁 𝑛∑𝑁 2 −(∑𝑁)2 3 . 5,9856 .10−4 − 0,0106 . 0,0868 3 . 5,1038 .10−3 −(0,0868)2



A= 0,1130 B= B=



∑𝐾−𝐴∑𝑁 𝑛 0,0106−0,1130 . 0,0868 3



B = 2,4963 x 10−4



61



Maka, persamaan bakunya adalah K = 0,1130N + 2,4963 x 10−4 Kesalahan



relatif



dan



kesalahan



(31)



relatif



rata-rata



dihitung



menggunakan persamaan (34) dan (35) Gunakan pengenceran 1 x sebagai contoh perhitungan K = 0,1130 (0,0700) + 2,4963 x 10−4 K = 8,1618 x 10−3 S 8,1618 .10−3 −8,14 .10−3



Kesalahan relatif = |



8,1618 .10−3



| x 100 % =



= 0,27% Kesalahan relatif rata-rata =



Tabel XVI.



26,69% 3



= 8,90 %



Tabel Kesalahan Relatif untuk Kurva Standar Larutan NaCl Berbagai Konsentrasi pada Suhu 29 oC



No



N, g/mL



Kpercobaan, S



Kpersamaan, S



K. R., %



1



0,0700



8,14 x 10-3



8,1618 x 10−3



0,27



2



0,0140



1,963 x 10-3



1,8321 x 10−3



7,15



3



2,8000 x 10-3



4,57 x 10-4



5,6611 x 10−3



19,27



∑



26,69



Rata-rata



8,90



62



c. Pengukuran konduktansi pada suhu 40 oC Tabel XVII. Perhitungan untuk Membuat Persamaan Linear Hubungan Antara Konduktansi dan Konsentrasi NaCl pada Suhu 40oC No



K, S



N, g/mL



N2



k.N



1



0,0100



0,0700



4,9000 x 10-3



7,0210 x 10-4



2



2,52 x 10−3



0,0140



1,9600 x 10-4



3,5280 x 10-5



3



6,25 x 10−4



2,8000 x 10-3



7,8400 x 10-6



1,7500 x 10-6



∑



0,0132



0,0868



5,1038 x 10-3



7,3913 x 10-4



𝑛∑𝐾𝑁− ∑𝐾∑𝑁



A=



A=



𝑛∑𝑁 2 −(∑𝑁)2 3 . 7,3913.10−4 − 0,0132 . 0,0868 3 . 5,1038 .10−4 −(0,0868)2



A= 0,1381 B= B=



∑𝐾−𝐴∑𝑁 𝑛 0,0132−0,1381 . 0,0868 3



B = 3,9688 x 10−4 Maka, persamaan bakunya adalah K = 0,1381 N + 3,9688 x 10−4 Kesalahan



relatif



dan



kesalahan



relatif



(31) rata-rata



dihitung



menggunakan persamaan (34) dan (35)



Gunakan pengenceran 1 x sebagai contoh perhitungan K = 0,1381 (0,0400) + 3,9688 x 10−4



63



K = 0,0101 S 0,0101−10,03 .10−3



Kesalahan relatif = |



0,0101



| x 100 % =



0,31% Kesalahan relatif rata-rata =



28,70% 3



= 9,57 %



Tabel XVIII. Tabel Kesalahan Relatif untuk Kurva Standar Larutan NaCl Berbagai Konsentrasi pada Suhu 40 oC No



N, g/mL



Kpercobaan, S



Kpersamaan, S



K. R., %



1



0,0700



10,03 x 10−3



0,0101



0,31



2



0,0140



2,52 x 10−3



2,3298 x 10−3



8,16



3



2,8000 x 10-3



6,25 x 10−4



7,8347 x 10−4



20,23



∑



28,70



Rata-rata



9,57



7.



Penentuan Konsentrasi Sampel dengan Konduktometer



a.



Penentuan nilai Konduktansi pada suhu percobaan Persamaan yang digunakan adalaah persamaan (37) Ambil contoh N = 0,0700 g/mL 29−20



𝐾−6,24 .10−3



= 40−20 0,0101−6,24 .10−3 K = 7,9455 x 10−3 S



64



Tabel XIX.



Data untuk Perhitungan Kpercobaan



No



N, g/mL



K20, S



K40, S



Kpercobaan



1



0,0700



6,24 x 10-3



0,0100



7,9455 x 10−3



2



0,0140



1,699 x 10-3



2,52 x 10−3



2,0684 x 10−3



3



2,8000 x 10-3



3,98 x 10-4



6,25 x 10−4



5,0015 x 10−4



∑



0,0868



8,3370 x 10-3



0,0132



0,0105



b. Pembuatan kurva standar Tabel XX.



Data Perhitungan untuk Penentuan Kurva Standar



No N, g/mL



N2



K, S



K. N



1



0,0700



4,9000 x 10-3



7,9455 x 10−3



5,5619 x 10-4



2



0,0140



1,9600 x 10-4



2,0684 x 10−3



2,8958 x 10-5



3



2,8000 x 10-3



7,8400 x 10-6



5,0015 x 10−4



1,4004 x 10-6



∑



0,0868



5,1038 x 10-3



0,0105



5,8654 x 10-4



A=



A=



𝑛∑𝐾𝑁− ∑𝐾∑𝑁 𝑛∑𝑁 2 −(∑𝑁)2 3 . 5,8654 .10−4 − 0,0105 . 0,0868 3 . 5,1038 .10−3 −(0,0868)2



A= 0,1089 B= B=



∑𝐾−𝐴∑𝑁 𝑛 0,0105−0,1089 . 5,1038 .10−3 3



B = 3,5363 𝑥10−4 Maka, persamaan baku K terhadap N adalah K = 0,1089 N + 3,5363 𝑥10−4



(31)



65



c. Penentuan konsentrasi sampel K = 0,1089 N + 3,5363 𝑥10−4 3,42 x 10-3 = 0,1089 N + 3,5363 𝑥10−4 N = 0,0282 g/mL



66