Oktober 26, 2012

Penentuan berat molekul dengan metode densitas gas


Massa jenis adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda. Semakin tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya. Massa jenis rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total volumenya. Sebuah benda yang memiliki massa jenis lebih tinggi (misalnya besi) akan memiliki volume yang lebih rendah daripada benda bermassa sama yang memiliki massa jenis lebih rendah (misalnya air).
Satuan SI massa jenis adalah kilogram per meter kubik (kg·m-3)
Massa jenis berfungsi untuk menentukan zat. Setiap zat memiliki massa jenis yang berbeda. Dan satu zat berapapun massanya berapapun volumenya akan memiliki massa jenis yang sama.
Rumus untuk menentukan massa jenis adalah:


p = m/v

dengan
ρ adalah massa jenis,
m adalah massa,
V adalah volume.
Satuan massa jenis dalam 'CGS [centi-gram-sekon]' adalah: gram per sentimeter kubik (g/cm3).
1 g/cm3=1000 kg/m3
Massa jenis air murni adalah 1 g/cm3 atau sama dengan 1000 kg/m3
Selain karena angkanya yang mudah diingat dan mudah dipakai untuk menghitung, maka massa jenis air dipakai perbandingan untuk rumus ke-2 menghitung massa jenis, atau yang dinamakan 'Massa Jenis Relatif'
Rumus massa jenis relatif = Massa bahan / Massa air yang volumenya sama
Contoh Massa Jenis Beberapa Material (1 kg = 1000 gr)

Berat jenis adalah perbandingan relatif antara massa jenis sebuah zat dengan massa jenis air murni. Air murni bermassa jenis 1 g/cm³ atau 1000 kg/m³. Berat jenis tidak mempunyai satuan atau dimensi.
Berat jenis mempunyai rumusn m.g/v atau w/v dengan satuan n/m^3 dengan m = massa, g = gravitasi, v = volume dan w = weight (berat).


Rapat massa adalah suatu besaran turunan dalam fisika yang secara umum lebih dikenal massa jenis. Penggunaan istilah rapat massa bisa lebih umum dengan melihatnya sebagai persoalan satu, dua atau tiga dimensi. Pada kasus yang terakhir ini lebih dikenal karena sifatnya yang lebih nyata. Berbagai rapat massa
Untuk berbagai kasus tertentu ada kalanya tidak diperlukan informasi massa jenis dalam tiga dimensi melainkan hanya dalam satu atau dua dimensi (suatu kawat panjang untuk kasus yang pertama dan suatu lempengan lebar untuk kasus yang kedua), di mana ukuran suatu dimensi jauh lebih besar dari dimensi yang lain.
Berbagai rapat massa
Rapat massa Dimensi Rumus Satuan (SI)
\lambda\! 1 \lambda = \frac m l\! kg/m\!
\sigma\! 2 \sigma = \frac m a\! kg/m^2\!
\rho\! 3 \rho = \frac m v\! kg/m^3\!
dengan l adalah panjang, a adalah luas dan v adalah volum.
Persamaan keadaan atau gas ideal adalah persamaan termodinamika yang menggambarkan keadaan materi di bawah seperangkat kondisi fisika. Persamaan gas ideal adalah sebuah persamaan konstitutif yang menyediakan hubungan matematik antara dua atau lebih fungsi keadaan yang berhubungan dengan materi, seperti temperatur, tekanan, volume dan energi dalam (Atkins, 1993).
Gas yang terdiri atas molekul yang bergerak menurut jalannya yang lurus ke segala arah, dengan kecepatan yang sangat tinggi. Molekul-molekul gas ini selalu bertumbukkan dengan molekul-molekul lainnya atau dengan dinding bejana. Tumbukan terhadap dinding bejana ini yang menyebabkan adanya tekanan. Karena molekul gas selalu bergerak ke segala rah, maka gas yang satu mudah bercampur dengan gas yang lain (diffusi), asal keduanya tidak bereaksi. Misal: N2 dan O2, CO2 dan H2 dan sebagainya. Semua gas dibagi 2: gas ideal dan nyata. Gas ideal merupakan gas yang
mengikuti secara semprna hukum-hukum gas (Gay Lusac, Boyle, dan sebagaina). Gas nyata merupakan gas yang hanya mengikuti hukum-hukumnya gas pada tekanan rendah. Gas ideal sebenarnya tidak ada, jadi hanya merupakan gas hipotesis. Semua gas sebenarna gas nyata. Pada gas ideal dianggap bahwa molekul-molekulna tidak tarik menarik dan volume molekulnya dapat diabaikan terhadap volume gas itu sendiri atau ruang yang ditempati. Sifat gas ideal hanya didekati oleh gas beratom satu pada tekanan rendah dan temperatur yang relatif tinggi (Sukardjo, 1989).
Gas ideal sifat-sifatnya dapat dinyatakan dengan persamaan yang sederhana ialah PV = n.R.T,  maka sifat-sifat gas sejati hanya dapat dinyatakan dengan persamaan, yang lebih kompleks lebih-lebih pada tekanan yang tinggi dan temperatur yang rendah. Bila diinginkan penentuan berat molekul suatu gas secara teliti maka hukum-hukum gas ideal dipergunakan pada tekanan yang rendah. Tetapi akan terjadi kesukaran ialah bila tekanan rendah maka suatu berat tertentu dari gas akan mempunyai volume yang sangat besar. Suatu berat tertentu bila tekanan berkurang volume bertambah dan berat per liter berkurang. Densiti yang didefinisikan dengan  berkurang tetapi perbandingan densiti dan tekanan  atau  akan tetap, sebab berat total W tetap dan bila gas dianggap gas ideal pV juga tetap sesuai dengan persamaan berikut :
P V   =  R T
M   =    R T  =  R T
Suatu aliran dari udara kering yang bersih dilewatkan cairan yang diukur tekanan uapnya. Ketelitian dari pengukuran ini tergantung pada kejenuhan udara tersebut. Kejenuhan udara dilewatkan cairan tersebut secara seri. Bila V adalah volume dari W gram cairan tersebut dalam keadaan uap, M berat mol cairan dan tekanan uap dari cairan tersebut pada temperatur T maka tekanan uap dapat dihitung dengan hukum gas ideal :
P   =   R T
(Respati, 1992).
Pendekatan yang lebihm langsung untuk menetapkan BM dibandingkan metode Cannizaro adalah menggunakan persamaan gas ideal untuk tujuan ini perlu mengubah persamaan itu sedikit. Jumlah mol gas yang biasanya dinyatakan dengan n adalah sama dengan massa gas, m dibagi oleh massa molar, µ (satuannya gr/mol). Jadi n = m/µ. BM tidak bersatuan, secara numeris sama dengan massa molar PV =
Dimana :
µ menentukan BM gas
persamaan µ =  diperlukan pengukuran volume (v) yang dipunyai oleh suatu gas yang diketahui massanya (m) pada suhu (T) dan tekanan (P) tertentu. Bentuk dari persamaan gas ideal yang µ =  tidak terbatas untuk menentukan BM, tapi dapat digunakan dalam berbagai penggunaan lain dimana jumlah gas diberi atau dicari dalam bentuk gram bukan mol (Petruci, 1996).
Persamaan gas ideal bersama-sama dengan massa jenis gas dapat digunakan untuk menentukan berat molekul senyawa volatil. Dari persamaan gas ideal di dapat:
PV = n.R.T…………………………(1)
atau
                                    PV = RT………………….(2)
dengan mengubah persamaan (2) akan diperoleh:
                                    P (BM) = RT……………(3)

                                P (BM) = ρ R T
Dimana :
BM = berat molekul
P    = tekanan gas (atm)
V   = volume gas (liter)
T    = suhu muntlak (K)
R    = konstanta gas = 0,08206 liter mol-1K-1
Persamaan itu merupakan hubungan antara dua variable sampel suatu zat, dan disebut persamaan keadaan gas sempurna. Berdasarkan persamaan diatas, ada beberapa hukum bekaitan dengan persamaan gas tersebut (Tim kimia fisik, 2011).
Zat-zat yang volatil adalah senyawa kovalen dengan titik didihnya rendah, sehingga pada suhu kamar sudah cukup banyak yang menguap. Bila suatu cairan volatil dengan titik didih lebih kecil dari 100 0C ditempatkan dalam erlenmeyer tertutup yang mempunyai lubang kecil pada bagian tutupnya, kemudian labu erlenmeyer dipanaskan sampai 100 oC, maka cairan tadi akan menguap dan mendorong udara yang labu erlenmeyer tersebut keluar melalui lubang kecil tadi. Setelah semua udara keluar akhirnya uap itu sendiri yang akan keluar, sampai uap itu akan berhenti keluar ketika sama dengan tekanan udara luar. Pada kondisi kesetimbangan ini, labu erlenmeyer hanya berisi uap cairan dengan tekanan sama dengan tekanan atmosfir, volumenya sama dengan labu erlenmeyer dan suhu sama dengan titik didih air dalam penangas air (kira-kira 100 oC). Labu erlenmeyer ini kemudian diambil dari penangas air, dinginkan dan ditimbang sehingga massa gas yang terdapat didalamnya dapat diketahui. Kemudian menggunakan persamaan (3) berat senyawa dapat ditentukan (Tim kimia fisik. 2009).
Hukum gabungan gas untuk suatu sampel gas menyetakan bahwa perbandingan :
 adalah konstan.
  dimana                                     n = konstant
Gas-gas real (nyata) seperti metana (CH3) dan oksigen dilakukan pengukuran secara cermat, ternyata hal ini tidak benar. Gas hipotesis yang dianggap akan mengikuti hukum gabungan gas pada berbagai suhu dan tekanan hukum gabungan gas pada berbagai suhu dan tekanan disebut gas ideal. Gas nyata akan menyimpang dari sifat gas ideal.. Pada tekanan yang relatif rendah termasuk pada tekanan atmosfer serta suhu yang tinggi, semua gas akan menempati keadaan ideal sehingga hukum gas gabungan dapat dipakai untuk segala macam gas yang digunakan (Brady, 1999).

1 komentar:

  1. saya ingin tau hasil dari soal ini donk..
    "sebuah percobaan 50kg gas rata rata 10% H2 40% CH4 30% CO dan 20% CO2. berapkah berat mlekul gas rata rata?

    BalasHapus

.:: Search

.:: Jurnal

Science Direct

.:: LibGen

http://libgen.org/scimag/

.:: Facebook

.:: Koleksi e-Book

.:: Followers

.:: Traffic

Diberdayakan oleh Blogger.