Laporan Praktikum Kimia Penentuan Massa Atom Relatif Mg dan Penentuan Rumus Suatu Hidrat

PRAKTIKUM I

A.      Judul Praktikum

Penentuan Massa Atom Relatif Mg dan Penentuan Rumus Suatu Hidrat

B.       Tujuan Praktikum

1.    Mempelajari suatu cara sedeharna penentuan massa atom relatif unsur.

2.    Menentukan rumus suatu hidrat.

C.      Dasar Teori

1.    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. (Modul Praktikum Kimia Dasar :2014)

Menurut Dalton , massa atom adalah sifat utama unsur yang membedakan satu unsur dengan yang lainnya. Karena atom sangat ringan, maka tidak dapat digunakan satuan gram dan kilogram untuk massa atom dan harus dicari massa atom sebagai standar. Perbandingan massa atom dengan satu macam atom standar disebut massa atom relatif. Pada mulanya digunakan hidrogen, dipilih sebagai standar karena merupakan atom yang ringan . Kemudian diganti dengan oksigen , karena dapat bersenyawa hampir dengan semua unsur. Salah satu syarat massa standar adalah stabil dan murni, tetapi karena oksigen terdapat dalam 3 isotop 0-16, 0-17, 0-18, akhirnya pada tahun 1960 ditetapkan C-12 sebagai standar dan C-12 ditetapkan mempunyai massa 12 sma, dengan 1 sma = 1,66 x 10-24   gram dan massa atom relatif tidak memiliki satuan. Massa atom relatif sangat penting dalam ilmu kimia untuk mengetahui sifat unsur dan senyawa. Ada 3 cara penentuan massa atom relatif , yaitu dengan hukum Dulong dan Petit, analisis Cannizzaro, dan Spektroskopi massa (Syukri, 1999 : 33).

Atom adalah partikel 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 relative 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 (James E. 1999)

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 (James E. 1999).

a.         Hukum Dulog 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

b.         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.

c.         Metoda spektometri massa

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

1)   Kelimpahan Isotop

2)   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.

2.      Penentuan Rumus Suatu hidrat

Air dapat berada dalam keadaan bebas sebagai zat cair atau padat. Ada zat dalam air terikat secara kimia dipermukaan. Sebagai contoh silika gel dan selilosa, dan ada zat lain yang mengikat air membentuk Kristal hidrat. Misalnya CuSO4, 5H2O dan Na2SO4, 10H2O. Hidrat-hidrat ini adalah zat murni dengan rumus-rumus tertentu dan stabil pada suhu tertentu serta kelembapan atmosfer. Garam hidrat ini dapat kehilangan air dan membentuk garam hidrat. Pada percobaan ini akan ditentukan jumlah air Kristal pada garam BaCl2.xH₂O. Air kristal dapat dihilangkan jika garam dipanaskan pada suhu 100⁰C. Dari berat hidrat yang diketahui dan jumlah garam anhidrat yang terbentuk maka harga X dapat dihitung. (Modul Praktikum Kimia Dasar : 2014)

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 amion atau species kaya electron 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. Ada macam-macam rumus yang dikenal dalam kimia. Pengolahan rumus menurut banyaknya informasi yang dapat diberikan oleh rumus-rumus, yaitu :

a.         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.

b.         Rumus molekul yaitu rumus yang menyatakan jumlah sebenarnya dari tiap jenis atom yang dijumpai dalam sebuah molekul. Contohnya : H₂O. Senyawa Hidrat adalah senyawa yang mengikat molekul air. Molekul air yang terikat tersebut dinamakan molekul hidrat. Berikut beberapa senyawa yang mengandung molekul hidrat. Cr₂O₇.3H₂O (mengikat 3 molekul hidrat) (Joan S. 1997).

D.      Alat dan Bahan

1.      Alat-alat

No	Nama Alat	Gambar Alat	Fungsi Alat
1.	Pembakar Bunsen (Kategori II)		Berfungsi untuk  atau memanaskan krus beserta isinya.
2.	Kaki Tiga (Kategori I)		Berfungsi sebagai penyangga dan tempat meletakkan segitiga perselin ketika melakukan pembakaran krus.
3.	Desikator (Kategori I)		Berfungsi menurunkan suhu atau mendinginkan krus setelah melakukan pembakaran.
4.	Segitiga Perselin (Kategori I)		Berfungsi sebagai tempat mendudukkan krus. Krus diletakkan di atas segitiga perselin pada saat dilakukan pembakaran.
5.	Krus (Kategori I)		Berfungsi sebagai wadah atau tempat memasukkan magnesium.
6.	Penjepit krus / krustang (Kategori I)		Berfungsi sebagai penjepit krus, pembuka tutup krus dan mengangkat krus yang panas setelah melakukan pembakaran.
7.	Neraca Analitik (Kategori II)			Berfungsi untuk menimbang berat Magnesium dan Barium Klorida sebelum dan sesudah dilakukan pembakaran, serta menimbang berat krus.

2.      Bahan-bahan

No	Nama Bahan	Sifat Kimia	Sifat Fisik
1.	Pita Magnessium (kategori khusus)	-  Dapat bereaksi dengan air. -  MgO + H2O Mg(OH)2. -  Tidak bereaksi terhadap hidrogen.	-  Nomor atom = 12. -  Memiliki titik didih yang lebih besar dibandingkan dengan titik lelehnya.
2.	Kertas Lakmus (kategori umum)	-  Kertas lakmus merupakan alat ukur pH yang murah dan akurat.	-  Digunakan untuk pengukuran pH.
3.	BaCL2 (kategori khusus)	-  Stabil dalam udara kering. -  Dapat bereaksi dengan air dalam udara lembab. -  Membentuk Oksida atau Hidroksida.	-  Merupakan logam putih perak. -  Dapat ditempa dan dilihat.

E.       Prosedur Kerja

1.      Ekperimen I : Penentuan massa atom relatif Mg

Magnesium

 

-          Menimbang krus kosong ± 0,1 gr

-          Menimbang 2 gr Magnesium

-          Memasukkan 2 gr Mg ke dalam krus kosong

-          Memanaskan krus yang telah diisi 2 gr Mg di atas api pembakaran dengan menggunakan segitiga perselin

-          Mendinginkan krus setelah menjadi putih

-          Memberi beberapa tetes air sampai uap yang keluar tidak membirukan kertas lakmus

-          Memijarkan krus sampai beratnya konstan

-          Mendinginkan krus

-         

Berat Magnesium (Mg) menjadi berkurang.

Menimbang krus

  

2.      Ekperimen II : Penentuan rumus suau hidrat

2 gr hidrat barium klorida (BaCl2)

 

-          Menimbang krus kosong ± 0,1 gr

-          Menimbang 2 gr BaCl2

-          Memasukkan ke dalam krus

-          Mendinginkan krus di udara.

-          Memanaskan krus yang telah di isi 2 gr BaCl2  pada api pembakar dengan bantuan segitiga perselin

-          Membesarkan nyala pembesar api sehingga krus menjadi merah pijar selama lebih dari 20 menit, sampai beratnya konstan

-          Mendinginkan krus di udara

-          Memasukkan krus ke dalam desikator

-         

Berat hidrat barium klorida (BaCl2) menjadi berkurang

Menimbang krus dengan isinya secara teliti

F.       Hasil Pengamatan dan Perhitungan

1.      Ekperimen I : Penentuan massa atom relatif Mg

a.       Pengamatan

1)      Sebelum pemijaran

Berat krus + Mg      =       45,76   gr

Berat Krus kosong =        45,66   gr  (-)

Berat Magnesium    =         0,1     gr                         misal (a)

2)      Sesudah pemijaran

Berat krus + Mg     =        45,95   gr

Berat krus kosong              =        45,91   gr (-)

Berat magnesium   =          0,04   gr                       misal (b)

b.      Perhitungan

Dik : a. Berat Mg sebelum pemijaran       =   0,1              gr

b. Berat Mg setelah pemijaran        =   0,04            gr

Dit : Ar Mg = ......... ?

Penye :

Rumus Ar Mg = 32 x a                    Rumus c = Ia – bI

  2 x c                                   = 0,1 – 0,04

 =   32 x 0,1                               = 0,06

     2 x 0,06

 =   3,2

     0,12

=  26,6 gr

2.      Ekperimen II : Penetuan rumus suatu hidrat

a.       Pengamatan

1)      Sebelum pemijaran

Berat krus + BaCl   =          45,76               gr

Berat krus kosong   =          45,66               gr (-)

Berat BaCl             =              0,1               gr             misal (a)

2)      Sesudah pemijaran

Berat krus + BaCl  =           45,95               gr

Berat krus kosong  =           45,91               gr (-)

Berat BaCl             =             0,04   gr                         misal (b)

b.      Perhitungan

Dik : a. B erat BaCl sebelum pemijaran   =       0,1          gr

    b. Berat BaCl setelah pemijaran      =       0,04        gr

Dit : Rumus hidrat = ......... ?

Penye :

Rumus Ar Mg = 32 x a                    Rumus c = Ia – bI

  2 x c                                   = 0,1 – 0,04

 =   32 x 0,1                               = 0,06

     2 x 0,06

 =   3,2

     0,12

=  26,6 gr

G.      Pertanyaan  dan Jawaban Pertanyaan

a)      Ekperimen I : Penentuan massa atom relatif unsur

Soal !!!

1.    Apa gunanya penambahan air ?

2.    Dengan menggunakan pengertian massa ekuivalen, hitung massa atom relatif Mg tanpa menggunakan persamaan reaksi ?

Jawaban :

1.    Air diteteskan pada Mg yang telah dipijarkan, hal ini bertujuan untuk mengeluarkan uap air yang keluar sebagai indicator pada kertas lakmus. Selain itu, secara singkat kata berguna untuk mengetahui uap agar tidak memerahkan lakmus.

2.    Ar = massa ekuivalen x valensi

Ar (kira-kira) =

Valensi            =

Ar                    = massa ekivalen x valensi

                                         = 78,249

b)      Ekperimen II : Penentuan rumus suatu hidrat

Soal !!!

1.    Apa sebabnya krus tersebut harus ditutup ?

2.    Jika setelah pemijaran, krus dibiarkan terbuka sehingga isinya kena udara, maka beratnya akan kembali seperti semula, apa sebabnya ?

3.    Apa yang dinamakan anhidrat dan higraskopis ?

Jawaban :

1.    Karena apabila krus dibiarkan terbuka maka isinya akan terkontaminasi dengan udara dan beratnya akan kembali seperti semula.

2.    Sebabnya yaitu uapnya keluar setelah diberikan beberapa tetes air, udara yang masuk bersamaan dengan Mg ke dalam krus dalam proses pemijaran terjadi reaksi antara magnesium dengan oksigen.

3.    Anhidrat merupakan suatu istilah umum, sebuah substansi jika tidak mgandung air, sedangkan higraskopis adalah kemampuan suatu zat untuk menyerap molekul air dari lingkungannya baik melalui absorbs atau adsorpsi.

 

H.      Pembahasan

1.      Penentuan Massa Atom Relatif Mg

Dalam praktikum ini, pertama-tama yang kami lakukan adalah kami menimbang krus kosong beserta penutupnya dan menghasilkan berat krus setelah ditimbang adalah 45,66 gr. Disisi lain krus yang berisi magnesium ditimbang dengan menggunakan neraca analitik menghasilkan berat sebesar 45,76 gr. Tujuan kami menimbang krus kosong yaitu untuk mengetahui ketelitian dari krus tersebut dan menimbang magnesium (Mg) yang akan kami cari adalah massa atom relatifnya. Krus disini berfungsi sebagai tempat untuk melakukan pemisahan magnesium, kemudian krus yang berisi magnesium tadi dipanaskan dengan menggunakan alat kaki tiga dan segitiga perselin diatas api pembakar. Segitiga perselin berfungsi sebagai penyangga krus dan diletakkan diatas kaki tiga agar tidak mudah jatuh, dan tepat berada diatas api pembakar,  menunggu sampai 30 menit sampai magnesium berubah menjadi berwarna putih.

Apabila magnesium menjadi warna putih, yang menyebabkan pita magnesium menjadi  warna putih adalah titk leleh dan tingkat oksidasi yang tinggi serta sifat diantara suhu 100⁰ sehinggamudah terbakar. Setelah itu krus diangkat dan didinginkan sampai krus tersebut tidak terlalu panas dan dimasukkan kedalam eksikator. Setelah krus tersebut dingin kami mengeluarkan dari dalam eksikator,kemudian kami menimbang  kembali dengan neraca analitik sehinngga manghasilkan berat 49.0213, dan krus kosong menghasilkan berat 48,9922. Jadi berat krus sebelum pemijaran lebih kecil dari pada berat krus setelah pemijar.

2.      Penentuan rumus suatu hidrat

Pertama-tama krus kosong ditimbang beserta penutupnya dan menghasilkan berat sebesar 44 gr. Selain itu barium klorida ditimbang seberat 2 gr, kemudian BaCl tersebut dimasukan kedalam krus yang ditimbang tadi. Selanjutnya krus tersebut dipanaskan diatas pembakar dengan menggunakan kaki tiga dan segitiga perselin selama lebih dari 30 menit. Setelah mencapai waktu tesebut krus diangkat dan diangin-angikan sampai dingin, setelah itu krus yang telah dingin tadi dimasukan kedalam eksikator untuk mengetahui berat konstan dari krus tersebut dan menghasilkan berat sebesar 46,3427 gr. Kemudian langkah terakhir kami menimbang ulang krus yang tadi dengan BaCl dikeluarkan dari krus tersebut dan mengahasilkan berat sebesar 44,6129 gr. Dalam percobaan ini kami mengetahui bahwa berat dari BaCl mengalami penurunan, yang dimana sebelum pemijaran berat BaCl sebesar 2 gr setelah melewati proses pemijaran beratnya berkurang menjadi 1,7298 gr.

 

I.         Kesimpulan

Dari hasil pengamatan yang kami lakukan, maka kami dapat menyimpulkan bahwa suatu bahan Mg dan BaCl₂ setelah dilakukan pemijaran massa atom relatif yang terdapat 45,07 gr dan secara teoritis bahwa massa atom relatif Mg adalah 24 gr yang didapat dari ekperimen lebih besar dari pada massa atom relatif Mg secara teoritis.

Bahan Mg dan BaCl₂ setelah dilakukan pemijaran ternyata sangat berpengaruh terhadap berat bahan. Sebelum melakukan pemijaran berat bahan masih memiliki berat sekian, namun setelah melakukan pemijaran selam waktu yang ditentukan berat bahan berubah. Dalam perubahan bahan tidak menunjukan secara cepat perubahannya. Setelah melakukan praktikum kedua, dapat menyelesaikan rumus suatu hidrat yang diperoleh dari ekperimen dengan prosedur-prosedur yang ada.

J.        Kemungkinan kesalahan yang dilakukan

1.      Kurangnya ketepatan waktu dalam memanaskan senyawa.

2.      Kurangnya ketelitian dalam mereaksikan suatu unsur.

3.      Kurangnya keterampilan dalam menggunakan alat ukur untuk menimbang suatu senyawa

DAFTAR PUSTAKA

Brady, James E. 1999.  Kimia Universitas Asas & Struktur. Jakarta : Binapura Aksara.

Chang, Raymond. 2004. Kimia Dasar. Jakarta : Erlangga.

Fessenden, Joan S. 1997. Dasar – Dasar Kimia. Jakarta : Binapura Aksara.

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

http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-sma-ma/menentukan-rumus-kimia-hidrat/  Online (diakses pada tanggal 19 November 2014 pukul 20.00 WITA)

JurnalPdf. 2012. Menentukan Rumus Suatu Hidrat. Dapat di akses di http://jurnalpdf.info/pdf/menentukan-rumus-suatu-hidrat.html (diakses pada tanggal 19 November 2014 pukul 19.45 wita)

Oxtoby, David W. 2001. Prinsip-Prinsip Kimia Modern. Edisi Keempat Jilid 1. Jakarta: Erlangga

Syukri. 1999.kimia dasar 1. Bandung: ITB

Team Teaching Kimia Dasar 1. 2014. Modul Praktikum. Gorontalo : Universitas Negeri Gorontalo