Laporan Akhir Pemisahan dan Pemurnian

MODUL II

A.    Judul              :     Penentuan Massa Atom Relatif Mg dan Penentuan Rumus

                                    Suatu Hidrat

B.     Tujuan           :     a. Mempelajari suatu cara sederhana penentuan massa

                                         atom relatif unsur

                                    b. Menentukan rumus suatu hidrat

C.    Dasar Teori

a.       Penentuan Massa Atom Relatif Mg

Atom adalah sangat kecil dan mempunyai beberapa pertikel sub atom yang disebut proton, neutron dan elektron. Proton dan neutron merupakan bagian yang paling rapat, terletak ditengah atom disebut inti.Elektron merupakan partikel yang sangat kecil dan ringan diluar inti.Ruangan tempat kedudukam elektron disekitar ini dinamakan awan elektron.

Massa sebuah atom bergantung pada jumlah elektron, proton, dan neutron yang dimilikinya. Atom adalah partikel yang sangat kecil, sehingga kita tidak dapat menimbang massa sebuah atom tunggal. Akan tetapi, kita dapat menentukan massa suatu atom dengan membandingkannya terhadap atom lain. Dengan demikian, dibutuhkan suatu unsur yang dapat dijadikan sebagai standar pembanding.

Massa atom relatif dengan lambang Ar adalah istilah modern sebagai pengganti istilah berat atom.Pada permulaan abad ke-19 hidrogen digunakan sebagai unsur standard. Dalton menekankan bahwa massa atom adalah sifat yang paling utama suatu unsur. Hydrogen adalah unsur yang mempunyai nomor atom yang paling ringan dan massanya ditentukan sebagai suatu satuan. Demikian pula valensi adalah kemampuan bersenyawa suatu unsur dan hydrogen digunakan sebagai jumlah dasar skala.(Syukri. 1999.kimia dasar 1. Bandung: ITB)

Massa atom relatif sangat penting dan menjadi prinsip yang paling mendasar dalam perhitungan kimia. Pengertian massa atom relative (Ar) didalam ilmu kimia tidak dimaksudkan sebagai berat sesungguhnya dari sebuah atom, sebab atom dan molekul mempunyai massa yang sangat kecil. Dengan mengetahui massa atom relatif (Ar) unsur-unsur penyusun senyawa, kita dapat menentukan massa molekul relatif (Mr)senyawa tersebut. Massa molar senyawa (dalam satuan gram) sama dengan massa molekul relatifnya (dalam satuan amu). Sebagai contoh, massa molekul relatif air sebesar 18,016 sma. Dengan demikian, massa molar air adalah 18,016 gram. Hal ini berarti, massa satu mol molekul air adalah sebesar 18,016 gram dan terdapat 6,022 x 10²³ molekul air. Bila kita memiliki 54,048 gram air, maka akan setara dengan 54,048 gram / 18,016 (gram/mol) atau 3 mol molekul air. Jumlah molekul yang dimiliki oleh 3 mol molekul air adalah 3 x 6,022 x 10²³ molekul air.(H. Sugiarto, kristian. 2004. Kimia anorganik. Yogyakarta : Universitas Negeri Yogyakarta)

Penentuan massa atom relatif Mg

Massa atom suatu unsur didefinisikan sebagai massa atom unsur itu dibandingkan dengan massa atom lain yang dipakai sebagai standard. Berdasarkan atas perjanjian internasional pada tahun 1961, digunakan skala massa atom yang didasarkan isotop karbon = 12. Pada dewasa ini, massa atom suatu unsur ditentukan dengan metode spektrofhotometri massa. Di laboratorium, dapat ditentukan massa atom relatif Mg. Jika diketahui massa atom relatif oksigen = 16; maka dari MgO yang terbentuk dapat dihitung massa atom relatif Mg.

(Team teaching kimia dasar 1. 2011. Modul praktikum.Gorontalo : Universitas Negeri Gorontalo)

Ø  Hukum Dulong dan Petit (1819)

        Pada tahun 1819 dua orang Perancis , seorang sarjana kimia , Piere Duolojg, dan seorang fisika, Alexis Petit menemukan hunbungan antara kalor jenis unsur padat massa jenis atomnya. Ilmuwan ini mengukur kalor jenis beberapa unsur.

Unsur-unsur logam hasil kali massa atom relative dan kalor jenis kira-kira 26,8 j mol ¯¹ k¯¹

Massa atom relative x kalor jenis

Ø  Metoda Carnnizaro (1858)

Pada tahun 1858 Stainslao Cannizaro, menggunakan gagasan Avogadro dalam menyusun cara yang dapat dipahami benar untuk menghitung untuk berat atom unsur yang dapat membentuk senyawa beberapa gas.

Ø  Metoda spektometri massa

Metoda ini merupakan cara yang paling teliti dalam penentuan massa atom relative. Dengan metoda ini dapat diperlukan dua data yaitu :

a)         Kelimpahan Isotop

b)         Massa isotop relative

Istilah massa molar relatif mencakup massa molekul relative, massa unsur rumus relative dan massa atom relative. Oleh karena itu, massa atom relative tidak mempunyai satuan maka sering digunakan massa molar.(http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-sma-ma/menentukan-rumus-kimia-hidrat/Online)

Massa atom suatu unsur di defenisikan sebagai massa atom unsur itu dibandingkan dengan massa atom lain yang lain sebagai standar. Berdasarkanatas perjanjian internasional pada tahun 1961,digunakan skala massa atomyang di dasarkan isotop karbon = 12.Pada dewasa ini,massa atom relatif unsur ditentukan dengan metode spektrofhotometri massa. Dilaboratorium,dapat di tentukan massa atom relatif Mg. Jika diketahui massaatom relatif Oksigen = 16 maka MgO yang terbentuk dapat di hitung massaatom relatif unsur.

Atom adalah partikel yang sangat kecil sehingga massa atom jugaterlalu kecil bila dinyatakan dengan satuan gram. Karena itu, para ahlikimia menciptakan cara untuk mengukur massa suatu atom, yaitu denganmassa atom relatif. Massa atom relatif (Ar) adalah perbandingan massa rata-rata suatu atom dengan satu per dua belas kali massa satu atom karbon-12. Unit terkecil suatu zat dapat juga berupa molekul.Molekul disusunoleh dua atau lebih atom-atom yang disatukan oleh ikatan kimia.Massamolekul relatif (Mr) adalah perbandingan massa rata-rata suatu molekuldengan satu per dua belas kali massa satu atom karbon12.(http://www.scribd.com/doc/76146560/Lap-Akhir-Kimia-Modul-1)

Paling baik adalah cara sfektofotometri massa. Dalam percobaan ini menentukan massa atom relatif Mg jika diketahui massa atom O. penentuan ini berdasarkan atas reaksi Mg + ½ O₂      MgO, selain itu Mg akan bereaksi dengan N₂  diudara sesuai dengan reaksi 3 Mg + N₂

Mg3N_2. (www.google.com.Anonim. 2005)

b.      Penentuan Rumus Suatu hidrat

Hidrat adalah zat padat yang mengikat beberapa molekul air sebagai bagian dari struktur kristalnya, hidrat juga merupakan padatan yang tersusun oleh molekul senyawa tertentu dan molekul air.Jumlah molekul air biasanya tertentu dan terikat pada kation melalui atom oksigen (O) atau pada anion atau spesies kaya elektron melalui atom oksigen.Jika suatu senyawa hidrat dipanaskan, maka ada sebagian atau seluruh air kristalnya dapat dilepas (menguap). Jika suatu hidrat dilarutkan dalam air, maka air kristalnya akan lepas.(Syukri. 1999.kimia dasar 1. Bandung: ITB)

Air dapat berada dalam keadaan bebas sebagai gas, cair, atau padat.Ada zat dalam air terikat secara kimia di permukaan.Sebagai contoh silica gel dalam selulosa. Pada zat ini yang mengikat air membentuk kristal hidrat. Misalnya CuSO₄, 5H₂O, dan Na₂SO₄.

Ada macam-macam rumus yang dikenal dalam kimia. Pengolahan rumus menurut banyaknya informasi yang dapat diberikan oleh rumus-rumus, yaitu :

1)                              Rumus empiris yaitu rumus yang menggunakan perangkat terkenal subskripsi bilangan bulat untuk menyatakan banyak relative atom-atom tiap unsur yang ada dalam suatu satuan rumus. Contohnya : NaCl, H₂O, dan CH_2.Rumus molekul yaitu rumus yang menyatakan jumlah sebenarnya dari tiap jenis atom yang dijumpai dalam sebuah molekul. Contohnya : H₂O.( H. Sugiarto, kristian. 2004. Kimia anorganik. Yogyakarta : Universitas Negeri Yogyakarta

    Sifat polar molekul air penting bila air digunakan sebagai suatupelarut.Air mudah melarutkan banyak senyawa ion karena hidrasi ion-ionitu. Sebuah ion terhidrasi adalah suatu penggugusan ion itu dengan satumolekul air atau lebih.Dalam larutan banyaknya molekul air yangmenggerumuni ion-ion nampaknya tak tentu, namun sering kali bila suatularutan air dari suatu garam yang larut diuapkan, garam itu mengkristaldengan banyaknya molekul air yang tepat tertentu, yang disebut airkristalisasi. Dalam kebanyakan hal ternyata air kristalisasi dalam garam-garam dikaitkan dengan ion positif sering kali dalam menamai garam atau dalam menulis rumus untuk menamainya, nama atau rumus garam tak terhidrasi digunakan untuk garam berhidrasi. Misalnya suatu larutantembaga sulfat dapat dinyatakan dengan rumus CuSO₄ dalam persamaan,padahal dalam kenyataan baik ion Cu²⁺ maupun ionSO₄^-.(http://www.scribd.com/doc/76146560/Lap-Akhir-Kimia-Modul-1)

D.    Alat dan Bahan

                                           

               Pembakar Spritus                                         Eksikator

             

                                Krus                                  Neraca Analitik

                      2 gr BaCl₂                                             Kaki Tiga

                        0,5 gr Mg                                    Penjepit Krus / Krustang

                    Kertas Lakmus                            Segitiga Perselin

Fungsi-fungsinya :

·         Pembakar Spritus        :    Digunakan untuk membakar krus yang berisi Mg

     dan BaCl₂

·         Eksikator                     :    Digunakan untuk mendinginkan krus yang panas.

·         Krus                            :    Digunakan sebagai tempat bahan yang akan diuji.

·         Neraca Analitik           :    Digunakan untuk menimbang krus, Mg, dan BaCl₂

·         BaCl₂ dan Mg             :    Digunakan sebagai objek

·         Kaki Tiga                    :    Digunakan sebagai penyangga

·         Segitiga Perselin          :     Digunakan sebagai dasar pemanasan yang

     diletakkan diatas kaki tiga untuk meletakkan krus

     dalam proses pembakaran/pemanasan

·         Penjepit Krus              :    Digunakan untuk menjepit krus

·         Pita magnesium           :    Digunakan sebagai sampel.

·         Tembaga                      :    Digunakan sebagai sampel.

·         Kertas lakmus             :    Digunakan untuk melihat apakah bahan yang diuji mengalami perubahan warna atau tidak.

E.     Prosedur kerja

Ø  Eksperimen 1       

2 gr Mg

 

                                                                       

-          Menimbang

-         

Krus kosong ± 1 Mgr +2 gr Mg

Memasukkan kedalam krus

                                   

-          Memanaskan diatas api pembakar dengan menggunakan segitiga perselin.

-          Mendinginkan krus.

-          Meneteskan air sampai uap keluar tidak membirukan kertas lakmus merah

-          Memijarkan kurs sampai beratnya konstan

-          Mendinginkan.

-          Menimbang.

Ar       Mg

 

Ø  Eksperimen 2

2 gr BaCl2 + H2O

 

                                                           

-          Menimbang

-          Memasukkankedalamkrus

Krus kosong ± 1 gr +2 gr BaCl2

                                

-          Memanaskan kurs dengan isinya yang  diberi tutup.

-          Memperbesar nyala api.

-          Mendinginkan kurs diudara.

-          Memasukkan kedalam eksikator.

-         

Rumus hidrat Barium klorida

Menimbang kurs dengan isinya.

F.     Hasil Pengamatan

a.          Penentuan massa atom relatif Mg

Ø  Sebelum pemijaran

Berat kurs + Mg        = 48,9132 gram

Berat krus kosong      = 48,4132 gram

Berat Mg                   = 0,5gram

Ø  Setelah pemijaran

Berat kurs + Mg        = 48,5999 gram

Berat kurs kosong      = 48,4299 gram

Berat Mg                   = 0,17 gram

b.         Penentuan rumus suatu hidrat

Ø  Sebelum pemijaran

Berat kurs + BaCl₂    = 53,5464 gram

Berat kurs kosong      = 51,5464 gram

Berat BaCl₂               = 2,0 gram

Ø  Setelah pemijaran

Berat kurs + BaCl₂    = 53,2828 gram

Berat kurs kosong      = 51,6253 gram

Berat BaCl₂               = 1,6575  gram

G.    Perhitungan

a.       Penentuan massa atom relatif Mg

Dik :   a) berat Mg sebelum pemijaran =  2,0gr

           b) beratMg setelah pemijaran   = 0,17     gr

Dit :   : Ar Mg………….?

Penyelesaian:

Rumus Ar Mg                       rumusc = (a-b)

                                        = (0,5 – 0,17)                          =  = 0,33gram

b.      Penentuan rumus suatu hidrat

Dik :    a) berat BaCl₂ sebelum pemijaran = 2,0          gr

b) berat BaCl₂ setelah pemijaran  = 1,6575 gr

Dit : rumus hidrat..?

Penyelesaian:

Rumus : % H₂O :  =                                    c = (a-b)

                                    =                         = (2,0-1,6575)

                                    = 17,125 %                              = 0,3425 gr

%BaCl₂                       = 100% - % H₂O        

                                    = 100% - 17,5 %

                                    = 82,5%

Perbandingan dari BaCl₂ dan H₂O

            Rumus =

                                    =

                                    = 0,4%   :          0,9%

                                    = 1       : 2

            Rumus hidratnya = BaCl₂ . xH₂O

                                         = BaCl₂ . 2H₂O

           

H.    Pembahasan

a.    Penentuan Massa Atom Relatif Mg

Massa atom relatif adalah massa atom unsur itu dibandingkan dengan massa atom lain yang dipakai sebagai standar.  Berdasarkan atas perjanjian internasional tahun 1961 digunakan skala massa atom yang didasarkan isoptop karbon-12. Dalam, percobaan ini akan ditentukan massa atom relatif magnesium jika diketahui massa atom relatif unsur O adalah 16,00. Maka, dari MgO yang terbentuk dapat dihitung massa atom relatif magnesium. Proses terbentuknya MgO yaitu saat magnesium dimasukkan ke dalam kurs sehingga ada oksigen yang masuk ke dalam kurs.

Pada percobaan ini dilakukan dua kali pengamatan yaitu pengamatan setelah dilakukan pemanasan terhadap magnesium dan pengamatan sebelum magnesium dipanaskan. Tujuan diadakan pengamatan sebelum magnesium dipanaskan adalah agar mengetahui berat magnesium mula-mula. Setelah magnesium dipanaskan, kemudian ditimbang kembali beratnya untuk membandingkannya dengan berat magnesium mula-mula sebelum magnesium dipanaskan.

Berdasarkan data pada hasil pengamatan kurs dan Mg yang berada di dalamnya memiliki berat sebesar 48,9132 gram. Sedangkan berat keduanya apabila dipisahkan adalah masing-masing 48,4132 gr dan 0,5 gr. Kemudian  kurs beserta Mg dipanaskan diatas api pembakar. Eksperimen ini memakan waktu yang cukup lama, hal ini dikarenakan harus menunggu lama sampai Magnesiummemutih lalu didinginkan.Kurs yang belum memutih belum dapat dijadikan sebagai acuan bahwa percobaan tersebut telah maksimal, karena titik berat pada prilaku ini adalah untuk membuat berat dari kurs dan Mg tersebut konstan.Setelah terlihat putih selanjutnya kurs didinginkan, hal ini bertujuan untuk menghilangkan derajat panas sehingga uap tidak berlebihan keluar.

Setelah melakukan proses pemijaran, kurs hendaknya ditimbang untuk mengetahui apakah kurs tersebut konstan atau tidak. Ternyata setelah ditimbang, berat kurs dan Mg menjadi 48,5999gram. Hal ini juga membenarkan bahwa dugaan terhadap pemutihan sebagai titik acuan konstan adalah benar. Akan tetapi pada kurs kosong beratnya berubahyaitu  48,4299 gram, dan berat mg sebesar 0,17 gram. Ternyata dapat diduga bahwa proses pemijaran dapat menurunkan berat yang cukup konstan. Disebut konstan karena bila dijumlahkan beratnya 48,4299  + 0,17 = 48,5999gram.

b.   Penentuan Rumus Suatu Hidrat.

Pada percobaan ini akan ditentukan jumlah air kristal pada garam BaCl₂ x H₂O. Air kristal dapat dihilangkan , jika garam ini dipanaskan pada suhu diatas 100°C. Hal ini disebabkan karena titik didih air adalah 100 °C , maka jika air kristal dari suatu garam dapat hilang jika dipanaskan diatas suhu ini. Dari berat hidrat yang diketahui dan jumlah garam air hidrat  yang terbentuk , maka harga x dapat dihitung.

Untuk menentukan rumus senyawa hidrat digunakan suatu metode pemisahan anhidrat dari hidratnya dengan cara pemijaran,sehingga dapatdiketahui jumlah molekul air yang terikat dalam persenyawaan itu. Perlakuan umum pada eksperimen kedua ini, sama dengan eksperimen pertama, yaitu memijarkan sampai beratnya konstan, hidrat yang dipilih adalah BaCl₂, dari garam ini akan ditentukan berapa jumlah kristal air (x H2O) yang akan terberbentuk berdasarkan berat yang diketahui. Pada eksperimen ini juga kurs harus ditutup untuk menjaga kandungan H₂O yang keluar sebagai uap agar tidak berlebihan.

Sebelum melakukan proses pemijaran berat total kurs dan BaCl adalah 53,5464 gram, dengan berat masing-masing 51,5464 gram dan 2,0  gram. Setelah selesai ditimbang krus berisi BaCl₂ dipanaskan ± 20 menit. Hal ini dilakukan untuk menghentikan air kristal yang terdapat pada BaCl₂

Setelah proses pemijaran dapat diperoleh berat kurs beserta BaCl₂ adalah konstan 53,2828 gram, dengan masing-masing berat sebesar 51,6253 gram dan 1,6575 gram. Hal ini padat menjelaskan bahwa pemijaran melakukan proses sedemikian rupa yang dapat mengurangi berat BaCl2.

Pada analisis perhitungan dicari terlebih dahulu presentase dari H2O yang keluar sebagai uap air.Diketahui persen dari H2O dicari melalui rumus c adalah berat dari BaCl₂(1) dikurangi dengan berat BaCl₂(2). Setelah dicari diketahui H₂O sebesar 17,5 %, sedangkan persen untuk BaCl₂ adalah 82,5 %

Perbandingan dari kedua komposisi ini terlihat 0,4 : 0,9 ini menjelaskan bahwa sebesar apapun presentase hidrat, dia akan berkurang pada saat pemijaran, sehingga rumus yang tepat untuk eksperimen 2 adalah BaCl₂ . x H2O dengan harga x adalah 2.

I.       Kesimpulan

a.       Cara sederhana untuk menentukan massa atom relatif unsur, pada percobaan ini diwakili oleh Mg (magnesium). Eksperimen satu ini dapat memperoleh Mg, asalkan berat diketahui.

b.      Rumus suatu hidrat, dalam percobaan ini dapat ditentukan dengan percobaan dan perlakuan yang sederhana. Apabila berat hidrat diketahui dan jumlah gram anhidrat diketahui maka dengan penganalisaan yang sederhana dapat ditentukan rumus hidrat dan harga hidrat.

c.       Perbandingan dari %BaCl₂ dan %H₂O adalah 1 : 2 sehingga dapat ditentukan rumus hidratnya adalah BaCl₂. 2H₂O

J.      Kemungkinan Kesalahan

1.      Kurang terampilnya para praktikan dalam mengkalkulasikan berat pada neraca analitik.

Daftar Pustaka

Syukri. 1999.kimia dasar 1. Bandung: ITB

H. Sugiarto, kristian. 2004. Kimia anorganik. Yogyakarta : Universitas Negeri Yogyakarta

Team teaching kimia dasar 1. 2011. Modul praktikum.Gorontalo : Universitas Negeri Gorontalo

http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-sma-ma/menentukan-rumus-kimia-hidrat/Online (diakses pada tanggal 29 November 2012)

http://www.scribd.com/doc/76146560/Lap-Akhir-Kimia-Modul-1.(diaksespada tanggal 29 November 2012)

(www.google.com. Anonim. 2005). (diakses pad tanggal 29 November 2012)