buku panduan 2015 fix

Panduan Praktikum Analisis Bahan 2015

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmatNya sehingga buku Panduan

Praktikum Analisis Bahan 2015 ini dapat terselesaikan. Buku panduan ini bertujuan membantu

praktikan, asisten, serta semua pihak yang bersangkutan demi kelancaran pelaksanaan

Praktikum Analisis Bahan Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada

Tahun 2015.

Isi buku ini disusun berdasarkan urutan kode mata praktikum secara terpisah satu dengan

yang lain agar lebih mudah dibaca dan dipahami. Pada edisi kali ini, terdapat penjelasan setiap

mata praktikum yang telah diperbaiki dan disempurnakan dari edisi sebelumnya sehingga

diharapkan terdapat peningkatan kualitas dari Praktikum Analisis Bahan secara keseluruhan.

Penyusun mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam

penyusunan buku ini antara lain :

1. Sang Kompiang Wirawan, S.T., M.T., Ph.D. selaku Kepala Laboratorium Praktikum

Analisis Bahan.

2. Sang Kompiang Wirawan, ST., MT., Ph.D, Ahmad Tawfiequrrahman Y., ST., MT.,

D.Eng., Himawan Tri Bayu Murti Petrus, ST., ME., Indra Perdana, ST., MT., Ph.D.,

Yuni Kusumastuti, S.T., M.Eng., Ir. Suprihastuti Sri Rahayu, M.Sc., Ir. Harry

Sulistyo, SU., Ph.D, dan Chandra Wahyu Purnomo, ST., M.Sc ; selaku dosen

pembimbing mata Praktikum Analisis Bahan.

3. Hariyanto dan Risma Wati selaku Laboran Laboratorium Analisis Bahan.

4. Seluruh asisten Praktikum Analisis Bahan 2015.

5. Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada serta semua pihak

terkait.

Penyusun menyadari masih terdapat kekurangan baik materi maupun penulisan. Oleh

karena itu, penyusun mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun demi perbaikan

selanjutanya. Semoga buku ini memberikan manfaat dalam perkembangan pendidikan di

Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada.

Yogyakarta, Maret 2015

Penyusun

ii


DAFTAR ISI

Kata Pengantar ............................................................................................................................... ii Daftar Isi ....................................................................................................................................... iii Daftar Dosen Pembimbing Praktikum dan Asisten ...................................................................... iv Format Penulisan Laporan Ringkas ............................................................................................... v Format Penulisan Laporan Resmi ................................................................................................ vii Tata Cara Penulisan Laporan ........................................................................................................ xi Keselamatan Kerja di Laboratorium ........................................................................................... xiii Pengukuran Suhu dan Kenaikan Titik Didih ...................................................................... 1 Peneraan Alat Ukur Laju Alir Fluida ................................................................................ 14 Pengukuran Rapat Massa dan Konduktansi...................................................................... 25 Modulus Patah dan Kuat Desak Bahan Padat ................................................................... 42 Pengukuran Tegangan Muka dan Kekentalan Zat Cair .................................................... 57 Analisis Volumetri ............................................................................................................ 75 Analisis Gravimetri ........................................................................................................... 88 Spektrofotometri ............................................................................................................... 96

iii


DAFTAR DOSEN PEMBIMBING PRAKTIKUM

DAN ASISTEN

A. PENGUKURAN SUHU DAN KENAIKAN TITIK DIDIH LARUTAN Dosen Pembimbing : Sang Kompiang Wirawan, ST., MT., Ph.D Asisten Praktikum : 1. Ardina Lukita Diyani Putri (pagi) 2. Fariz Azwar Azmi (siang)

B. PENERAAN ALAT UKUR LAJU ALIR FLUIDA Dosen Pembimbing : Ahmad Tawfiequrrahman Y., ST., MT., D.Eng

Asisten Praktikum : 1. Astrid Ellyana (pagi) 2. Lady Varesqua Valentina (siang)

C. PENGUKURAN RAPAT MASSA DAN KONDUKTANSI Dosen Pembimbing : Himawan Tri Bayu Murti Petrus, ST., ME

Asisten Praktikum : 1. Rizky Putri Armandani (pagi) 2. Alvin Febrian Riandi (siang)

D. MODULUS PATAH DAN KUAT DESAK BAHAN PADAT Dosen Pembimbing : Indra Perdana, ST., MT., Ph.D

Asisten Praktikum : 1. Dwi Reinaldy Gunawan (pagi) 2. Danang Tri Hartanto (siang)

E. PENGUKURAN TEGANGAN MUKA DAN KEKENTALAN ZAT CAIR Dosen Pembimbing : Yuni Kusumastuti, S.T., M.Eng.

Asisten Praktikum : 1. Inasanti Pandan Wangi (pagi) 2. Baskoro Ajie (siang)

F. ANALISIS VOLUMETRI Dosen Pembimbing : Ir. Suprihastuti Sri Rahayu, M.Sc

Asisten Praktikum : 1. Ayu Dwi Lestari Widianingrum (pagi) 2. Albertus Fuad Prajna Harto Subagyo (siang)

G. ANALISIS GRAVIMETRI Dosen Pembimbing : Ir. Harry Sulistyo, SU., Ph.D

Asisten Praktikum : 1. Nursepma Rismawati (pagi) 2. Wahyu Faizal Ardy (siang)

H. SPEKTROFOTOMETRI Dosen Pembimbing : Chandra Wahyu Purnomo, ST., M.Sc

Asisten Praktikum : 1. Niki Arini (pagi) 2. Rendy Bayu Aji (siang)

iv


FORMAT PENULISAN LAPORAN RINGKAS

JUDUL MATA PRAKTIKUM

I. TUJUAN PERCOBAAN Tujuan percobaan ini adalah:

1. ....

2. ....

II. CARA KERJA Cara kerja berupa uraian secara lengkap dan rinci mengenai tahap-tahap dalam percobaan.

Uraian tersebut dituliskan dalam bentuk narasi menggunakan kalimat pasif.

Setiap kalimat yang diawali dengan angka atau rumus senyawa tertentu, maka harus

dituliskan dalam kata-kata. Contoh: 5 gram .. ditulis Lima gram ., H2SO4 . ditulis Asam sulfat (H2SO4) ..

III. HASIL PERCOBAAN

A. Data Percobaan Semua data yang ada di laporan sementara ditulis kembali di bagian ini.

B. Analisis Data Berisi persamaan-persamaan yang digunakan untuk perhitungan, lengkap dengan nomor

persamaan dan keterangan dari variabel-variabel yang digunakan, dilengkapi dengan

perhitungan.

Penulisan angka di belakang koma:

Untuk data percobaan, ditulis berdasarkan ketelitian alat.

Untuk hasil perhitungan persen, 2 angka belakang koma.

Untuk hasil perhitungan dengan ketelitian alat kurang dari 4 abk, maka ditulis 4 angka

belakang koma.

IV. PEMBAHASAN Berisi penjelasan mengenai hasil percobaan yang diperoleh serta penjelasan mengenai grafik

yang dibuat (jika ada).

v

Panduan Praktikum Analisis Bahan 2015 V. KESIMPULAN

Kesimpulan yang dapat diambil dari percobaan ini adalah:

1. ....

2. ....

VI. SARAN Berisi saran untuk kemajuan Praktikum Analisis Bahan (bukan saran untuk asisten secara

pribadi).

Yogyakarta, 2015

Asisten, Praktikan,

Nama Lengkap Asisten Nama Lengkap Praktikan

Catatan: Laporan sementara disertakan di akhir laporan.

KETENTUAN PENGUMPULAN LAPORAN RINGKAS

1. Laporan dikumpulkan kepada asisten jaga maksimal 1 (satu) minggu setelah praktikum

dilakukan dan juga sebagai syarat untuk mengikuti praktikum selanjutnya.

2. Laporan dikumpulkan dalam bentuk sudah dijilid rapi.

3. Laporan akan dikoreksi oleh asisten dan dikembalikan kepada praktikan maksimal 2 (dua)

minggu setelah tanggal pengumpulan laporan untuk direvisi oleh praktikan.

4. Laporan yang telah direvisi dikembalikan kepada asisten dengan waktu sesuai dengan

kebijakan asisten.

5. Keterlambatan pengumpulan laporan yang telah direvisi akan dikenai pengurangan nilai

sebanyak 2 (dua) poin per hari.

6. Kartu acara harus selalu dibawa pada saat pengambilan dan pengumpulan laporan.

vi


FORMAT PENULISAN LAPORAN RESMI

JUDUL MATA PRAKTIKUM

I. TUJUAN PERCOBAAN Tujuan percobaan ini adalah:

1. ....

2. ....

II. DASAR TEORI

Berisi teori-teori yang berhubungan dengan praktikum terkait. Sumber dari dasar teori

yang digunakan harus dicantumkan. Contoh: dikenal sebagai pektin (Kertesz, 1951).

III. METODOLOGI PERCOBAAN

A. Bahan Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah:

1. ....

2. .

Sumber bahan juga harus ditulis, misalnya: Aquadest yang diperoleh dari laboratorium

Proses dan Analisis Bahan.

B. Alat Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini ditunjukkan oleh gambar rangkaian alat

berikut:

Gambar 1. Rangkaian Alat ............................................................

Alat yang digambar hanya alat utama saja. Merk dagang dari alat yang digunakan harus di cantumkan, contoh: Gelas beker pyrex 250 ml.

vii


C. Cara Percobaan Cara kerja berupa uraian secara lengkap dan rinci mengenai tahap-tahap dalam

percobaan. Uraian tersebut dituliskan dalam bentuk narasi menggunakan kalimat pasif.

D. Analisis Data Berisi persamaan-persamaan yang digunakan untuk perhitungan, lengkap dengan

nomor persamaan dan keterangan dari variabel-variabel yang digunakan.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

Berisi hasil percobaan dan penjelasan mengenai hasil percobaan yang diperoleh serta

penjelasan mengenai grafik yang dibuat (jika ada).

V. KESIMPULAN Kesimpulan yang dapat diambil dari percobaan ini adalah:

1. ....

2. ....

VI. DAFTAR PUSTAKA

Berisi daftar pustaka yang dijadikan acuan dalam penulisan laporan. Cara penulisan

dijelaskan pada bagian selanjutnya.

Yogyakarta, 2015

Praktikan, Praktikan,

Nama Lengkap Praktikan 1 Nama Lengkap Praktikan 2

Asisten,

Nama Lengkap Asisten

viii


VII. LAMPIRAN A. Identifikasi Hazard Proses dan Bahan Kimia

Identifikasi hazard terdiri dari:

Identifikasi hazard proses selama praktikum, merupakan identifikasi kegiatan yang

memiliki potensi bahaya selama praktikum beserta penanganannya. Contoh:

mengambil H2SO4 di lemari asam.

Identifikasi hazard dari bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan. Contoh: HCl.

B. Penggunaan Alat Perlindungan Diri Berisi poin-poin alat perlindungan diri apa saja yang harus digunakan selama

percobaan beserta kegunaannya. Contoh: Jas laboratorium lengan panjang.

C. Manajemen Limbah Berisi poin-poin limbah yang dihasilkan dalam percobaan disertai dengan

penanganannya. Contoh: Sisa larutan NaOH.

D. Data Percobaan Semua data yang ada di laporan sementara ditulis kembali di bagian ini.

E. Perhitungan Berisi perhitungan yang diperoleh dari hasil percobaan.

Catatan: Laporan sementara disertakan di akhir laporan.

KETENTUAN PENGUMPULAN LAPORAN RESMI

1. Laporan resmi yang ditulis tangan dikumpulkan kepada asisten jaga maksimal 1 (satu)

minggu setelah praktikum dilakukan. Setiap praktikan membuat satu laporan ditulis tangan.

2. Laporan dikumpulkan dalam bentuk sudah dijilid rapi.

3. Laporan akan dikoreksi oleh asisten dan dikembalikan kepada praktikan maksimal 1 (satu)

minggu setelah tanggal pengumpulan laporan untuk direvisi oleh praktikan.

4. Laporan yang telah direvisi dikembalikan kepada asisten dengan waktu sesuai dengan

kebijakan asisten. ix

Panduan Praktikum Analisis Bahan 2015 5. Laporan yang telah di-acc oleh asisten dikembalikan lagi kepada praktikan untuk diketik.

Setiap kelompok membuat satu laporan diketik.

6. Laporan yang telah diketik kemudian dikonsultasikan kepada dosen pembimbing masing-

masing mata praktikum.

7. Batas waktu pengumpulan laporan resmi yang sudah dikonsultasikan kepada dosen

pembimbing adalah 4 (empat) minggu setelah praktikum dilakukan.

8. Kartu acara harus selalu dibawa pada saat pengambilan dan pengumpulan laporan.

x


TATA CARA PENULISAN LAPORAN

1. Laporan yang ditulis tangan ditulis dengan tinta berwarna hitam di kertas folio bergaris,

TIDAK bolak balik.

2. Laporan yang diketik dicetak pada kertas HVS 80 gram/m2 ukuran A4 dengan line spacing

1,5 dan margin: Atas : 4 cm Bawah : 3 cm Kiri : 4 cm Kanan : 3 cm.

3. Menggunakan bahasa Indonesia yang baku.

4. Tidak diperbolehkan menyingkat kata.

5. Menggunakan tanda baca yang tepat.

6. Tidak diperbolehkan menggunakan kata penghubung untuk memulai kalimat.

7. Permulaan kalimat yang berupa bilangan, lambang, atau rumus kimia ditulis dengan kata-

kata. Contoh: NaOH dibuat.... ditulis Natrium hidroksida dibuat.... 8. Menggarisbawahi setiap istilah asing (jika ditulis tangan) atau dicetak miring (jika diketik).

Contoh: aquadest atau aquadest.

9. Penulisan sumber dijadikan satu dengan kalimat.

Contoh: ... dikenal sebagai pektin (Kertesz, 1951).

10. Penulisan pada cover menggunakan huruf kapital.

11. Judul mata praktikum ditulis dengan huruf kapital.

Contoh: PENGUKURAN SUHU DAN KENAIKAN TITIK DIDIH LARUTAN

12. Judul bab ditulis dengan huruf kapital (jika diketik) dan digaris bawah (jika ditulis tangan).

Contoh:

I. TUJUAN PERCOBAAN (jika diketik)

I. TUJUAN PERCOBAAN (jika ditulis tangan).

13. Daftar/tabel diberi border atas dan bawah dengan garis double dan tidak boleh dipenggal

kecuali lebih dari satu halaman. Nomor dan judul daftar ditempatkan di atas daftar.

14. Yang termasuk gambar adalah gambar alat, bagan serta grafik. Gambar alat merupakan

gambar penampang depan alat utama dan rangkaian alat. Keterangan dituliskan di tempat

yang kosong pada gambar, sedangkan nomor dan judul gambar ditempatkan di bawah

gambar.

15. Penomoran daftar, gambar, persamaan:

Daftar/tabel diberi nomor urut dengan angka romawi besar. Jika diketik tulisan dibuat

bold, sedangkan jika ditulis tangan tulisan diberi garis bawah. Contoh: Daftar I. Data Hasil.... atau Daftar I. Data Hasil....

xi


Gambar diberi nomor urut dengan angka arab (1, 2, 3, dst.). Jika diketik tulisan dibuat

bold, sedangkan jika ditulis tangan tulisan diberi garis bawah. Contoh: Gambar 1. Gambar.... atau Gambar 1. Gambar....

Persamaan diberi nomor urut dengan angka arab (1, 2, 3, dst.) di dalam kurung pada tepi

kanan. Contoh: CaSO4 + K2CO3 CaCO3 + K2SO4 (1)

16. Ketentuan penulisan daftar pustaka:

Ke bawah menurut abjad nama akhir penulis pertama.

Ke kanan:

Buku: Nama akhir penulis, tahun terbit, judul buku, jilid, edisi ke, nomor halaman,

nama penerbit, kota.

Majalah/ jurnal: Nama akhir penulis, tahun terbit, judul penelitian, nama majalah

(singkatan resmi), jilid, nomor halaman.

17. Ketentuan penulisan nomor halaman:

Laporan tulis tangan:

Jika terdapat bab baru : pojok kanan bawah

Tidak terdapat bab baru : pojok kanan atas

Laporan ketik : pojok kanan bawah

18. Syarat tidak inhall laporan:

Harus sesuai ketentuan (format) laporan.

Seluruh bab dan sub bab harus ada.

Gambar rangkaian alat utama harus ada dan lengkap.

xii


KESELAMATAN KERJA DI LABORATORIUM

Di dalam laboratorium praktikan harus:

Mencuci tangan ketika masuk dan keluar laboratorium, dan ketika kontak dengan

bahan-bahan kimia.

Selalu memakai jas laboratorium lengan panjang yang dikancingkan.

Memakai alat perlindungan diri seperti masker, sarung tangan, dan goggle.

Mengikat rambut panjang ke belakang dan memasukkan jilbab ke dalam jas

laboratorium.

Memastikan bahwa label telah sesuai dengan bahan-bahan kimia yang ada di

dalamnya dan dalam kondisi yang baik.

Mencabut dan mematikan aliran listrik dan air di akhir percobaan.

Di dalam laboratorium praktikan dilarang:

Bekerja di luar area kerja.

Menggunakan gelang, kalung, dan lengan yang terlalu longgar.

Bekerja sendiri di laboratorium, khususnya untuk resiko tinggi.

Merokok, makan, dan minum.

Meletakkan makanan di kulkas bersama bahan-bahan kimia.

Menggunakan lensa kontak.

Menggunakan kembali suatu wadah untuk bahan kimia lain tanpa membuang label awal.

Membawa bahan kimia dalam saku baju atau saku jas laboratorium.

Menghisap menggunakan mulut.

Menyentuh bahan kimia.

Menyimpan bahan kimia dalam jumlah besar di laboratorium.

Menuangkan bahan kimia ke wastafel.

xiii


Beberapa contoh simbol bahaya yang terdapat pada label bahan kimia:

Untuk informasi lebih lengkap lihat poster Keselamatan Kerja di Laboratorium yang ada di

Laboratorium Analisis Bahan.

xiv


PENGUKURAN SUHU DAN KENAIKAN TITIK DIDIH LARUTAN

(A)

I. TUJUAN PERCOBAAN Percobaan ini bertujuan untuk:

1. Mengetahui prinsip kerja termometer berisi zat alir dan thermocouple digital.

2. Mengetahui cara menera alat ukur suhu.

3. Menerapkan hasil peneraan untuk pengukuran kenaikan titik didih larutan.

4. Menentukan pengaruh konsentrasi zat terlarut elektrolit atau non elektrolit terhadap

kenaikan titik didih air.

II. DASAR TEORI Suhu (temperatur) merupakan peubah proses yang sangat penting dalam proses-

proses baik dalam skala laboratorium maupun skala industri, karena suhu dapat

mempengaruhi kinerja unit proses yang melibatkan reaksi kimia, maupun unit operasi

pada sistem pemisahan, seperti distilasi, pengeringan, penguapan, penyerapan, kristalisasi,

dan lain-lain. Pada dasarnya suhu berkaitan dengan energi kinetik molekul suatu senyawa.

Suhu dapat didefinisikan sebagai kondisi suatu benda (potensial) yang menentukan

perpindahan kalor (heat) menuju atau dari benda lain, atau secara lebih praktis sebagai

tingkat (derajat) kepanasan (hotness) atau kedinginan (coldness).

Ada beberapa skala (satuan) suhu, seperti Kelvin, Celcius, Fahrenheit, Reamur,

Rankine, dan International Practical Temperature Scale (IPTS). Prinsip kerja alat

pengukur suhu diantaranya adalah :

1. Kenaikan volume benda oleh kenaikan suhu, seperti pada termometer berisi zat alir

(fluida: cair dan gas) dan bimetal (padat).

2. Kenaikan tegangan listrik (emf) akibat naiknya beda suhu pada pasangan logam

(Seebeck Effect), seperti thermocouple digital.

3. Perubahan tahanan suatu bahan (logam maupun semi-logam) akibat perubahan suhu

media yang terukur, seperti bimetal.

4. Kenaikan intensitas radiasi kalor dengan naiknya suhu bahan, seperti pada pyrometer.

Secara umum, hubungan antara perubahan suhu dengan perubahan sifat fisis dapat

digambarkan sebagai berikut:

1


Gambar 1. Profil Perubahan Suhu dan Sifat Fisis Bahan

Hubungan tersebut dapat digunakan sebagai kurva baku, sehingga perubahan suhu

media dapat diketahui melalui perubahan sifat fisisnya. Alat ukur suhu yang merupakan

salah satu sistem pengukuran mungkin tersusun atas beberapa elemen, seperti ditunjukkan

pada bagan berikut:

Gambar 2. Elemen Sistem Pengukuran Suhu

Termometer dengan prinsip kerja perubahan volume merupakan termometer yang

elemen penyusunnya paling sedikit, yaitu elemen perasa dan elemen penampil.

Termometer berisi cairan mempunyai elemen perasa berupa cairan pengisi, dan elemen

penampil yang berupa gelas kapiler berskala. Demikian juga termometer berisi gas,

elemen perasanya berupa uap/gas, dan elemen penampilnya berupa simpangan. Elemen

perasa termometer bimetal berupa dua lapis logam yang mempunyai muai volume yang

berbeda, dan perubahan elemen perasanya ditunjukkan dengan simpangan.

Thermocouple merupakan elemen perasa sekaligus tranduser, karena hasil

pengukurannya berupa tegangan listrik. Pada umumnya, tegangan yang dihasilkan sangat

kecil, sehingga isyarat ini biasanya diolah lebih lanjut dengan penguat dan pengubah

Media terukur

Elemen perasa Primer

Tran-duser

Pengkondisi isyarat/ pengubah

Transmisi data/ telemetri

Pemroses data

Tampilan data

Pencetak data

Perekam data

Suhu, 0 C

Sifat fisis

2


isyarat dari tegangan menjadi suhu, untuk kemudian ditampilkan atau dicetak. Prinsip

kerja bimetal berdasarkan pemuaian dua buah logam yang disusun sedemikian rupa,

sehingga pada saat memuai, panjang kedua logam tidak sama yang diakibatkan oleh

koefisien muai logam yang berbeda.

Sifat koligatif larutan adalah sifat larutan yang tidak bergantung padajenis zat

terlarut tetapi tergantung pada banyaknya partikel zat terlarut dalam larutan. Titik didih

adalah suhu di mana terjadi perubahan wujud zat dari cair ke gas pada tekanan tertentu.

Pada tekanan 1 atm, air mendidih pada suhu 100 C karena pada suhu itu tekanan uap air

sama dengan tekanan udara di sekitarnya. Selisih antara titik didih larutan dengan titik

didih pelarut disebut kenaikan titik didih (Tb). Kenaikan titik didih tidak bergantung

pada jenis zat terlarut, tetapi hanya tergantung pada konsentrasi partikel (molalitas) dalam

larutan. Oleh karena itu, kenaikan titik didih tergolong sifat koligatif. Molalitas adalah

konsentrasi larutan yang dinyatakan dengan jumlah mol zat terlarut dalam 1000 gram

pelarut.

Mendidihnya suatu zat cair diamati dari timbulnya gelembung-gelembung udara

yang terbentuk secara terus-menerus pada berbagai bagian zat cair. Dengan adanya zat

terlarut dalam suatu zat cair (pelarut) menimbulkan interaksi antara partikel terlarut

dengan partikel pelarut sehingga tekanan uap larutan akan turun dan menyebabkan titik

didih larutan tersebut akan naik karena energi yang diperlukan oleh pelarut untuk

membentuk uap agar tekanan uap sama dengan tekanan udara di sekitarnya meningkat.

Kenaikan titik didih terjadi pada larutan di mana zat terlarut termasuk zat non-volatil.

Menurut Raoult hubungan antara kenaikan titik didih larutan dengan konsentrasi zat

terlarut adalah sebagai berikut :

b bT m K = (1)

dengan, bT = kenaikan titik didih (oC)

bK = tetapan kenaikan titik didih (

oC/molal)

m = molalitas larutan (molal)

Zat terlarut dalam larutan elektrolit bertambah jumlahnya karena terurai menjadi

ion-ion, sedangkan zat terlarut pada larutan nonelektrolit jumlahnya tetap karena tidak

terurai menjadi ion-ion, sesuai dengan hal-hal tersebut maka sifat koligatif larutan

nonelektrolit lebih rendah daripada sifat koligatif larutan elektrolit. Oleh karena itu untuk

larutan elektrolit berlaku persamaan :

3


( ){ }1 1b bT m K n = + (2) dengan, n = jumlah ion yang dihasilkan

misal untuk NaClNa+ + Cl- maka n=2 = derajat ionisasi zat elektrolit

untuk elektrolit kuat dapat dianggap terionisasi sempurna, 1

Diagram di bawah ini menunjukkan perubahan kenaikan titik didih dan

hubungannya dengan tekanan uap larutan. Semakin rendah tekanan uap larutan, semakin

tinggi juga titik didihnya. Dapat dilihat bahwa penambahan zat terlarut ke dalam solven

dapat menurunkan tekanan uap dan menaikkan titik didih.

Gambar 3. Phase Diagram for a Solvent and its Solution with a Nonvolatile Solute

III. PELAKSANAAN PERCOBAAN A. Bahan

Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah:

1. Garam dapur (NaCl) atau glukosa monohidrat (C6H12O6.H2O)

2. Aquadest

4


B. Alat Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah:

Gambar 4. Rangkaian Alat Utama Percobaan Peneraan Alat Ukur Suhu

Gambar 5. Rangkaian Alat Pengukuran Kenaikan Titik Didih Larutan

C. Cara Kerja Percobaan yang dilakukan meliputi peneraan alat ukur suhu dan pengukuran kenaikan

titik didih larutan.

Keterangan: 1. Panel instrument 2. Blower 3. Water heater 4. Vacuum flask 5. Bimetal udara 6. Termometer alkohol 1100C 7. Termometer raksa 1100C 8. Tombol on/off temperature

measurement bench 9. Tombol on/off blower 10. Tombol on/off water heater 11. Steker temperature measurement

bench 12. Sensor thermistor 13. Sensor platinum resistance 14. Sensor thermocouple 15. Display platinum resistance 16. Display thermistor 17. Display thermocouple 18. Display tegangan listrik

Keterangan: 1. Labu Leher tiga 2. Pendingin bola 3. Thermocouple 4. Pemanas mantel 5. Layar Penunjuk Suhu 6. Statif dan klem 7. Steker 8. Pengatur skala

pemanas

5


1. Peneraan Alat Ukur Suhu (Menggunakan Termomemeter Raksa)

a. Pengukuran Suhu Udara

Catat suhu udara yang ditunjukkan termometer raksa, termometer alkohol dan

thermocouple pada udara terbuka setelah suhu yang ditunjukkan alat ukur

konstan.

b. Pengukuran Suhu Air Ledeng

1. Masukkan air ledeng secukupnya kedalam gelas beker 250 mL.

2. Celupkan termometer raksa dalam air ledeng tersebut.

3. Catat suhu termometer raksa setelah nilainya konstan.

4. Ulangi percobaan dengan memakai termometer alkohol dan thermocouple.

c. Pengukuran Suhu Air Mendidih

1. Didihkan air ledeng secukupnya dalam water heater (skala water heater=4).

2. Celupkan termometer raksa, termometer alkohol dan probe

thermocoupledalam air pada water heater yang sedang mendidih.

3. Catat suhu tiap alat ukur setelah suhunya konstan.

d. Pengukuran Suhu Es Melebur

1. Masukkan es batu ke dalam vacuum flask sampai mencair.

2. Celupkan termometer raksa, termometer alkohol dan probe thermocouple

dalam leburan es melalui lubang pada tutup vacuum flask.

3. Catat suhu yang di tunjukkan tiap alat ukur setelah nilainya konstan.

e. Pengukuran Suhu Udara Panas

1. Pasang termometer raksa, termometer alkohol dan probe thermocouple pada

lubang yang tersedia pada pipa blower.

2. Hidupkan blower dengan menekan tombol on.

3. Catat suhu tiap alat ukur setelah nilainya konstan.

f. Pengukuran Suhu Es+Garam

1. Masukkan es batu ke vacuum flask dan menambah garam dapur secukupnya,

lalu membiarkan es batu mencair.

2. Celupkan termometer raksa, termometer alkohol dan probe thermocouple ke

dalam campuran garam dan leburan es melalui lubang pada vacuum flask.

3. Catat suhu tiap alat ukur setelah nilainya konstan.

6


2. Pengukuran Kenaikan Titik Didih

a. Pengukuran titik didih aquadest.

1. Ambil 250 mL aquadest dengan gelas beker PYREX 250 mL.

2. Panaskan gelas beker PYREX 250 mL berisi aquadest tersebut di atas kompor

sampai mendidih.

3. Catat suhu didih aquadest yang ditunjukkan termometer alkohol dan

thermocouple.

b. Pengukuran titik didih larutan gula

1. Timbang gula pasir sebanyak 85,5 gram pada gelas beker 250 mL

menggunakan neraca analitis digital.

2. Masukkan aquadest ke dalam labu ukur 250 mL sampai tanda batas.

3. Larutkan 85,5 gram gula pasir dengan aquadest dari labu ukur 250 mL

tersebut dalam gelas beker 600 mL. Akan diperoleh larutan gula 1 molal.

4. Tuang sebagian larutan gula tersebut (sekitar 100 mL) ke dalam labu leher tiga

500 mL dengan bantuan corong gelas.

5. Panaskan larutan gula dalam labu leher tiga yang dilengkapi pendingin bola di

atas pemanas mantel pada skala 8.

6. Sisa larutan gula yang di belum dimasukkan ke labu leher tiga, dipanaskan di

atas kompor listrik dengan wadah gelas beker PYREX 600 mL sampai

suhunya sekitar 80oC (suhu dicek secara berkala menggunakan thermocouple).

7. Masukkan larutan gula dari langkah 6 ke dalam labu leher tiga.

8. Panaskan larutan gula di dalam labu leher tiga sampai mendidih ditandai

dengan suhu yang konstan.

9. Catat suhu didih larutan gula yang ditunjukkan termometer alkohol dan

thermocouple.

10. Tuang larutan gula ke dalam gelas beker 600 mL lalu tambahkan 171 gram

gula pasir dan aduk dengan gelas pengaduk hingga homogen.

11. Ulangi langkah 4 sampai 10 dua kali lagi hingga diperoleh 3 data percobaan.

c. Pengukuran titik didih larutan garam

1. Timbang garam dapur (NaCl) sebanyak 14,625 gram pada gelas beker 250 mL

menggunakan neraca analitis digital.

2. Masukkan aquadest ke dalam labu ukur 250 mL sampai tanda batas.

3. Larutkan 14,625 gram NaCl dengan dari labu ukur 250 mL tersebut dalam

gelas beker 600 mL. Akan diperoleh larutan garam 1 molal.

7


4. Tuang sebagian larutan garam tersebut (sekitar 100 mL) ke dalam labu leher

tiga 500 mL dengan bantuan corong gelas.

5. Panaskan larutan garam dalam labu leher tiga yang dilengkapi pendingin bola

di atas pemanas mantel pada skala 8.

6. Sisa larutan garam yang di belum dimasukkan ke pemanas mantel dipanaskan

di atas kompor listrik dengan wadah gelas beker PYREX 600 mL sampai

suhunya sekitar 80oC (suhu dicek secara berkala menggunakan thermocouple).

7. Masukkan larutan garam dari langkah 6 ke dalam labu leher tiga.

8. Panaskan larutan garam di dalam labu leher tiga sampai mendidih ditandai

dengan suhu yang konstan.

9. Catat suhu didih larutan garam yang ditunjukkan termometer alkohol dan

thermocouple.

10. Tuang larutan garam ke dalam gelas beker 600 mL lalu tambahkan 29,25

gram garamdan aduk dengan gelas pengaduk hingga homogen.

11. Ulangi langkah 4 sampai 10 dua kali lagi hingga diperoleh 3 data percobaan.

D. Analisis Data 1. Peneraan Alat Ukur Suhu

Hubungan antara suhu yang ditunjukkan termometer raksa (T1, K) dengan suhu

yang ditunjukkan alat ukur yang ditera (T2, K) dinyatakan dengan persamaan :

2 1T AT B= + (3)

Dengan regresi linier (least-square method) diperoleh :

( )

1 2 1 222

1 1

n T T T TA

n T T

=

(4)

2 1T A T

Bn

= (5)

Data untuk perhitungan regresi linier disajikan dalam tabel :

No T1 T2 T12 T1 x T2

Dari nilai A dan B, diperoleh persamaan linier hubungan suhu termometer raksa

dengan suhu termometer yang ditera.

8


Kesalahan relatif persamaan terhadap data percobaan dihitung sebagai berikut:

2 22

100persamaan percobaan o opersamaan

T TKesalahan relatif

T

=

(6)

Data disajikan dalam bentuk tabel:

No T1 T2 percobaan T2 persamaan Kesalahan relatif

Kesalahan relatif

Kesalahan relatif rata ratan

= (7)

dengan, n = jumlah data

Grafik hubungan suhu termometer raksa dengan suhu termometer yang ditera

dapat dibuat dengan mengeplot nilai T2 hasil persamaan dan nilai T2 hasil

percobaan terhadap nilai T1.

Peneraan dilakukan terhadap termometer alkohol dan thermocouple digital. Grafik

masing-masing dibuat terpisah dan dilampirkan di pembahasan.

2. Pengukuran Kenaikan Titik Didih Larutan Suhu yang didapat dari percobaan kenaikan titik larutan, dimasukkan ke

persamaan yang Anda dapatkan dari perhitungan peneraan alat ukur suhu.

Persamaan yang digunakan untuk menera hasil suhu terukur ditulis kembali dan

disajikan dalam bentuk T1=f(T2) :

21T BT

A

= (8)

Persamaan (8) untuk termometer alkohol dan thermocouple.

Hasil perhitungan peneraan alat ukur suhu disajikan dalam tabel berikut:

No Bahan

Suhu terukur dari percobaan

(T2)

Suhu hasil peneraan terhadap

termometer raksa (T1)

Termometer

alkohol, K

Thermocouple,

K

Termometer

alkohol, K

Thermocouple,

K

1. Aquadest

2. Garam /

Gula

3.

4.

9


Suhu yang telah ditera inilah yang kemudian digunakan untuk menghitung kenaikan

titik didih atau Tb pada bagian kenaikan titik didih larutan.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Deskripsi singkat mengenai tujuan dan manfaat percobaan.

Pembahasan dibahas per tahap prosedur kerja. Uraikan sedikit prosedur kerja, diikuti

dengan pembahasan terkait tahap tersebut.

Asumsi yang diambil dalam melakukan percobaan dan perhitungan pada tahap tersebut

serta mengapa asumsi tersebut Anda ambil.

Kesulitan-kesulitan yang dialami pada tahap tersebut.

Grafik hasil peneraan termometer alkohol dan thermocouple terhadap termometer

raksa. Bahas persamaan yang paling mewakili data percobaan berdasarkan kesalahan

relatif dan jika ada hasil yang menyimpang.

(9)

(1)

(2)

10


Grafik molalitas terhadap Tb dengan thermocouple dan termometer raksa (2 grafik).

Data percobaan ditampilkan dalam bentuk titik-titik (jangan disambung dengan garis). Hasil perhitungan Tb menggunakan persamaan ditampilkan dalam garis lurus (tanpa titik-titik). Bahas grafiknya, jika terdapat penyimpangan antara data percobaan dengan garis persamaan, berikan alasannya.

Tidak perlu menuliskan penyebab kesalahan relatif.

V. KESIMPULAN Buatlah kesimpulan yang sesuai dengan tujuan percobaan dan hal-hal yang anda temukan

dalam pelaksanaan praktikum. Jangan menulis ulang tujuan, cara kerja, dan dasar teori di bagian kesimpulan.

VI. DAFTAR PUSTAKA Brown, G.G., Fourst, A.S., and Scherdewind, R., 1950, Unit Operation, pp. 541-547,

John Wiley and Sons, Inc., New York.

Considine, D.M., 1957, Process Instruments and Controls Handbook, McGraw-Hill

Book Company, Inc., New York.

Eckman, D.P., 1966, Industrial Instrumentation, Wiley Eastern Ltd., John Wiley and

Sons, Inc., New York.

Jones, B.E., 1980, Instrumentation, Measurements, and Feedback, Tata McGraw-Hill

Publishing Company, Ltd., New Delhi.

Perry, R.H., and Green, D.W., 1984, Perrys Chemical Engineers Handbook, 6th ed., pp.

3-45, 3-127, 3-248, 12-3, 12-8, McGraw-Hill Company, Inc., New York.

Smith, J.M. and Van Ness, 1975, Introduction to Chemical Engineering

Thermodynamics, 3rd ed., pp. 573, McGraw-Hill Kogakusha, LTD., Tokyo.

Treybal, R.E., 1981, Mass Transfer Operation, 3rd ed., pp. 227-231, 237, McGraw-Hill

Kogakusha, LTD., Japan.

VII. LAMPIRAN

A. Identifikasi Hazard Proses dan Bahan Kimia a. Proses

b. Alat

c. Bahan

Penanganan Hazard

11


B. Penggunaan Alat Perlindungan Diri a. Jas laboratorium lengan panjang

b. Masker

c. Sarung tangan

d. Sepatu tertutup

C. Manajemen Limbah

D. Data Percobaan

E. Perhitungan

12


LAPORAN SEMENTARA

PENGUKURAN SUHU DAN KENAIKAN TITIK DIDIH LARUTAN (A)

Nama Praktikan : 1. NIM : 1.

2. 2.

3. 3.

Hari / tanggal :

Asisten : Ardina Lukita Diyani Putri / Fariz Azwar Azmi

Data Percobaan 1. Peneraan Alat Ukur Suhu

Media Terukur Termometer Raksa (C) Termometer Alkohol (C) Thermocouple(C)

Air mendidih

Udara blower

Udara

Air

Es Melebur

Air es + garam

2. Pengukuran Kenaikan Titik Didih Larutan

Tekanan : 1 atm

Titik didih aquadest (pelarut) : Thermocouple :

: Termometer alkohol :

Massa pelarut : 250 gram

Larutan Massa (gram) Titik didih (oC)

Termometer alkohol Thermocouple

+

+ +

Yogyakarta, 2015

Asisten jaga, Praktikan,

1.

2.

3

13


PENERAAN ALAT UKUR LAJU ALIR FLUIDA

(B)

I. TUJUAN PERCOBAAN Tujuan dari percobaan ini adalah membuat kurva standar hubungan antara tinggi

pelampung dalam rotameter cairan dengan laju alir air dan kurva standar hubungan antara

tinggi pelampung dalam rotameter gas dengan laju alir udara.

II. DASAR TEORI

Dalam perancangan alat dan pemipaan dalam industri terdapat beberapa besaran

yang perlu diperhatikan. Selain sifat fluida itu sendiri seperti densitas dan viskositas

fluida, debit fluida dan laju alir fluida juga memegang peranan penting. Terdapat beberapa

pilihan alat yang dapat digunakan untuk mengukur laju alir fluida, salah satunya adalah

rotameter.

Rotameter berbentuk tabung yang terbuat dari gelas, kaca atau plastik yang

transparan. Tabung ini memiliki diameter atas yang sedikit lebih besar dibandingkan

diameter bawahnya. Pada dinding rotameter terdapat garis-garis skala ukuran panjang

untuk mengukur ketinggian float atau pelampung yang terdapat di dalam tabung.

Bahan pelampung dapat diganti-ganti sesuai dengan rapat massa dan laju

maksimum zat cair yang diukur. Pelampung dapat bergerak naik dan turun secara bebas

karena didorong oleh zat alir yang mengalir dari bagian bawah rotameter ke atas. Pada

keadaan stabil yaitu ketika tinggi pelampung tidak lagi berubah-ubah, terbentuk

keseimbangan gaya dimana gaya ke atas (gaya Archimedes) dan gaya gesek pelampung

sama dengan gaya berat pelampung.

Rotameter bekerja dengan prinsip beda tekanan tetap. Semakin besar perbedaan

tekanan, laju alir fluida menjadi semakin besar yang menyebabkan ketinggian pelampung

juga semakin besar karena gaya dorong dari fluida yang bertambah kuat.

Pada pengukuran laju alir cairan pengukuran dapat dilakukan langsung dengan

mengukur debit cairan yang tertampung selama jangka waktu tertentu, berbeda dengan

pengukuran laju alir gas. Pengukuran laju alir gas dilakukan secara tidak langsung, dengan

mengukur debit air yang terdesak oleh aliran gas. Dalam hal ini diasumsikan volume air

yang terdesak sama dengan volume gas yang mengalir.

Kalibrasi dapat didefinisikan sebagai suatu operasi untuk mencari hubungan antara

suatu kuantitas dari suatu alat ukur dan kuantitas terkait berdasarkan suatu standar pada

14


kondisi tertentu. Hal penting yang perlu diperhatikan adalah hasil kalibrasi tersebut hanya

berlaku pada kondisi saat kalibrasi dilakukan.

Kalibrasi suatu alat ukur laju alir fluida menghasilkan hubungan antara suatu

variabel bebas dengan laju alir fluida. Misalnya pada rotameter, dihasilkan hubungan

antara variabel bebas tinggi pelampung dalam rotameter dengan variabel terikat laju alir

fluida. Laju alir fluida dapat dinyatakan dalam massa per satuan waktu, volume per satuan

waktu, dan besaran lain yang berhubungan dengan laju alir fluida.

Alat ukur laju alir dapat dikalibrasi secara gravimetrik dengan menimbang berat

fluida yang tertampung di dalam suatu bejana. Selain itu, alat ukur laju alir juga dapat

dikalibrasi secara volumetrik dengan mengukur volume fluida yang tertampung dalam

bejana.

Idealnya, semua alat ukur laju alir dikalibrasi secara in situ, untuk menghindari

perbedaan fluida dan pengaruh instalasi terhadap kalibrasi alat ukur laju alir.


Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah:

1. Air Ledeng

2. Udara

B. Alat Alat yang digunakan dalam percobaan ini ditunjukkan oleh gambar rangkaian

alat berikut:

Gambar 1. Rangkaian Alat Percobaan Pengukuran Laju Alir Zat Alir Cairan

Keterangan:

1. Pipa pengeluaran air

2. Statif

3. Rotameter

4. Float (Pelampung)

5. Bak penampung air

6. Pipa pengatur aliran ke bak

7. Pipa overflow

8. Pipa pengatur aliran ke rotameter

15


Keterangan:

1. Meteran tekanan

2. Kran overflow

3. Kompresor

4. Kran pengatur aliran

5. Rotameter

6. Float (Pelampung)

7. Pipa pengeluaran

8. Botol penampung air

9. Statif

10. Kran overflow

11. Kran pengatur aliran gas

12. Tabung pengaman

Gambar 2. Rangkaian Alat Percobaan Pengukuran Laju Alir Zat Alir Gas

C. Cara Kerja Peneraan Laju Alir Zat Cair 1. Suhu air ledeng diukur di gelas ukur dengan termometer alkohol 110 o C.

2. Kran Pemasukan dibuka untuk mengisi bak penampungan air hingga penuh dan

terjadi aliran overflow.

3. Ketinggian float diatur pada ketinggian 6,0 cm.

4. Debit cairan yang mengalir dalam rotameter diukur pada selang waktu 5 0,20

detik dengan menggunakan stopwatch dan gelas ukur 50 mL atau 100 mL.

5. Volume air tertampung dan waktu stopwatch dicatat.

6. Pengambilan data dilakukan sebanyak 5 kali berurutan untuk ketinggalan float yang

sama.

7. Debit untuk ketinggian float yang lain 5,5; 5,0; 4,5; 4,0; 3,5; 3,0; 2,5; 2,0; 1,5 cm.

Peneraan Laju Alir Zat Gas 1. Suhu udara diukur dengan termometer ruangan.

2. Rangkaian alat disiapkan dan semua kran pada rangkaian alat ditutup.

3. Botol penampung diisi air hingga tanda batas.

4. Ketinggian cairan pada selang pengeluaran akhir dengan tinggi cairan pada botol

penampung diatur agar sejajar.

16


5. Kompresor dinyalakan dan diisi udara hingga tekanan 5 kg/cm.

6. Kran penghubung tabung pengaman dan kompresor dibuka, tabung gas pengaman

diisi.

7. Tekanan udara di kompresor dicatat, kran penghubung tabung gas dan rotameter

dibuka.

8. Ketinggian float rotameter diatur 10,0 cm dengan menggunakan kran pada tabung

pengaman, dijaga konstan.

9. Debit aliran yang keluar diukur pada selang waktu 3 0,20 detik dengan bantuan

stopwatch dan gelas ukur 50 mL.

10. Volumer air tertampung dan waktu di stopwatch dicatat. Pengambilan data

dilakukan sebanyak 5 kali untuk ketinggian float yang sama.

11. Debit untuk ketinggian float yang lain 8,0 ; 6,0 ; 4,0 ; 2,0 cm.

12. Tekanan akhir udara yang tersisa di kompresor dicatat.

13. Udara yang tersisa didalam kompresor dan tabung pengaman dikeluarkan secara

perlahan.

D. Analisis Data

Pengukuran laju alir zat cair dan gas 1. Menghitung debit rata-rata untuk tiap ketinggian float h dengan rumus:

iii

VQt

= (1)

5

54321 QQQQQQavg++++

= (2)

2. Menentukan Hubungan Debit Fluida Cair dan Gas Q dengan Ketinggian Float (h)

a. Dengan Pendekatan Linear

Q ah b= + (3)

Penyelesaian dilakukan dengan regresi linear hingga didapatkan nilai konstanta a

dan b untuk persamaan (3)

b. Dengan pendekatan Logaritmik

bQ ah= (4)

Melakukan linearisasi sehingga diperoleh persamaan :

ln ln lnQ a b h= + (5)

17


Dengan pemisalah dituliskan kembali menjadi :

y A Bx= + (6)

Penyelesaian dilakukan dengan regresi linear hingga didapatkan nilai konstanta

A dan B untuk persamaan (4)

3. Menghitung Kesalahan Relatif dengan persamaan :

100%Qpersamaan QpercobaanEr

Qpersamaan

= (7)

Kesalahan Relatif Rata-Rata :

linearavliEr

Ern

= (8)

logaritmikavloEr

Ern

= (9)

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil yang harus dibahas :

Penjelasan singkat mengenai tujuan dan prosedur percobaan setiap tahapnya.

Penjelasan umum flowmeter, prinsip kerja rotameter, dan fungsi float pada rotameter.

Asumsi yang diambil dalam melakukan percobaan.

Hal yang perlu diperhatikan selama melakukan percobaan dan kesulitan yang praktikan

alami selama percobaan.

Pembahasan hubungan / trend debit fluida dengan ketinggian float berdasarkan data

percobaan.

Kurva standar hubungan antara tinggi pelampung (float) dalam rotameter cair dan gas

dengan laju alir fluida (cair dan gas) serta tujuan dibuat kurva tersebut. Pembahasan

mengenai kurva dan persamaan yang diperoleh kemudian dibandingkan dengan teori.

Pembahasan setiap metode pendekatan yang dilakukan berdasarkan hasil perhitungan.

Pilih metode yang paling sesuai dan penjelasan mengapa memilih metode tersebut.

Penjelasan penyebab kesalahan relatif.

V. KESIMPULAN Buatlah kesimpulan berdasarkan hasil percobaan. Jangan menulis ulang tujuan, cara

kerja, dan dasar teori di bagian kesimpulan.

18


VI. DAFTAR PUSTAKA Brown, G.G., 1950, Unit Operations, John Wiley and Sons, Inc., New York.

Halliday, D. and Resnick, R., alih bahasa Silaban, P. dan Sucipto, E., 1994, Fisika I,

edisi ke-3, Penerbit Erlangga, Jakarta.

McCabe, W.L., Smith , C.J., and Harriot, P., alih bahasa Jisyi, E.,Operasi Teknik Kimia

Jilid I, edisi ke-4, Penerbit Erlangga, Jakarta.

Nevers, N.D., 1970, Fluid Mechanics, 2 ed., Addison Wesley Publishing Company,

New York.

Paton, R., 2005, Calibration and Standards in Flow Measurement, pp. 1-3, 5, National

Engineering Laboratory, Scotland.

Perry, R.H. and Green, D.W., 1997, Perrys Chemical Engineers Hand Book, 7 ed.,

McGraw-Hill Book Co., Singapore.

VII. LAMPIRAN A. Identifikasi Hazard Proses dan Bahan Kimia

Semua bahan yang digunakan untuk praktikum ini diidentifikasi tingkat ke-

hazard-annya sesuai dengan MSDS dan proses praktikum yang berbahaya

diidentifikasi dan disertakan cara penanganannya.

B. Penggunaan Alat Perlindungan Diri 1. Jas Laboratorium lengan panjang

2. Masker

3. Sarung Tangan

4. Sepatu tertutup

C. Manajemen Limbah Setiap limbah yang dihasilkan dalam praktikum dijelaskan dibuang kemana dan

disertai alasan. Limbah praktikum ini berupa air ledeng dan udara bertekanan.

D. Data Percobaan Lampirkan data percobaan yang telah diperoleh pada praktikum.

19


E. Perhitungan Pengukuran Laju Alir Zat Cair dan Zat Gas

Menghitung debit rata-rata untuk tiap ketinggian float (h) dan tabelkan data yang

diperoleh.

iii

VQt

= (1)

5

54321 QQQQQQavg++++

= (2)

No. v t Q,cm3/s Qavg , cm3/s H,cm

1.

2.

3.

4.

5.

v1

v2

v3

v4

v5

t1

t2

t3

t4

t5

Q1

.

.

.

.

Qavg 1 H1

Menentukan Hubungan Debit Fluida Cair dan gas (Q) dengan Ketinggian Float h 1. Pendekatan Linear

Q ah b= + (3) Penyelesaian dilakukan dengan regresi linear dengan terlebih dahulu membuat tabel

seperti berikut :

No. Q, cm3/s h,cm (h)2 Qh

1.

n.

..

Kemudian evaluasi tetapan a dan b dengan formulasi :

( )22

n hQ Q ha

n h h

=

(10)

Q a h

bn

= (11)

20


2. Pendekatan Logaritmik

bQ ah= (4)

Dengan linearisasi diperoleh:

ln ln lnQ a b h= + (5)

Dengan pemisalah dituliskan kembali menjadi :

y A Bx= + (6)

Penyelesaian dilakukan dengan regresi linear dengan terlebih dahulu membuat tabel

seperti berikut:

No. Q,cm3/s ln Q (y) ln h,cm (x) x2 x * y

1.

n

Kemudian evaluasi tetapan A dan B dengan formulasi :

( )22

n xy x yB

n x x

=

(12)

y B x

An

= (13)

Setelah nilai A dan B diketahui, cari nilai a dan b dengan menyubsitusi ke rumus pemisalan lalu tuliskan kembali persamaan lengkapnya :

bQ ah= (4)

3. Menghitung Kesalahan Relatif

Ambil contoh data dan hasil perhitungan baik dengan pendekatan linear maupun

eksponensial:

Q percobaan = . cm3/s Q persamaan linear = ..cm3/s Q persamaan eksponensial = ..cm3/s

Hitung kesalahan relatif tiap pendekatan kemudian tabelkan dan hitung kesalahan

relatif rata-ratanya :

21


ooQpersamaanQpercobaanQpersamaanEr 100=

(7)

No. Q percobaan,cm3/s Q persamaan,cm3/s Er Linear,% Er eksponensial,%

1.

...

...

n.

. .

Kesalahan Relatif Rata-Rata :

linearavliEr

Ern

= (8)

logaritmikavloEr

Ern

= (9)

Buat grafik yang menggambarkan hubungan antara debit aliran zat cair dan zat gas

dengan ketinggian float dengan menggunakan persamaan pendekatan linear dan

logaritmik.

Bandingkan hasilnya pada masing-masing grafik persamaan pendekatan dengan grafik

yang diperoleh dari hasil percobaan.

22


LAPORAN SEMENTARA

PENERAAN ALAT UKUR LAJU ALIR FLUIDA (B)


2. 2.

3. 3.

Hari / tanggal :

Asisten : Astrid Ellyana / Lady Varesqua Valentina.

DATA PERCOBAAN 1. Peneraan Laju Alir Zat Cair

h(cm) 6,0 5,5 5,0

T (C) C C C

Q=V/t

(cm3/s)

4,5 4,0 3,5

C C C

3,0 2,5 2,0

C C C

1,5

C

23

Panduan Praktikum Analisis Bahan 2015 2. Peneraan Laju Alir Gas

P awal : kg/cm

P akhir : kg/cm

T udara : C

h(cm) 10,0 8,0

Q =V/t

(cm3/s)

6,0 4,0

2,0

Yogyakarta, 2015


1.

2.

3.

24


PENGUKURAN RAPAT MASSA DAN KONDUKTANSI

(C)

I. TUJUAN PERCOBAAN Tujuan dari praktikum ini adalah :

1. Memahami, dan mempraktikkan cara pengukuran rapat massa dan konduktansi dengan

alat ukur.

2. Menentukan konsentrasi larutan sampel dengan mengukur rapat massa dan

konduktansinya dengan bantuan kurva standar.

II. DASAR TEORI A. Rapat Massa

Rapat massa atau densitas, didefinisikan sebagai massa per satuan volume yang

biasa dilambangkan dengan dan dapat dirumuskan dengan persamaan :

mv

= (1)

Rapat massa umumnya mempunyai satuan kg/m3 atau gram/ml. Massa (m) dan

volume (V) adalah sifat ekstensif, artinya nilainya tergantung pada jumlah bahan yang

sedang diselidiki, sedangkan densitas adalah sifat intensif yang nilainya tidak

tergantung pada jumlah bahan yang diselidiki, atau nilainya tetap untuk suatu kondisi

yang tetap pula.

Di samping rapat massa ada istilah specific gravity yang didefinisikan sebagai

perbandingan antara rapat massa yang diukur dengan rapat massa pembanding

(referensi). Specific gravity tidak mempunyai satuan, karena merupakan suatu

perbandingan. Umumnya yang dijadikan rapat massa referensi adalah rapat massa

aquadest murni pada suhu 4 C dan pada tekanan atmosferik (1 atm), karena pada suhu

dan tekanan tersebut rapat massa dari air adalah 1 gram/mL. Specific gravity

dilambangkan dengan Sg yang dapat dirumuskan dengan persamaan :

cai r a na qu a d est

Sg

= (2)

25


Rapat massa dipengaruhi oleh beberapa faktor :

1. Konsentrasi larutan.

Semakin besar konsentrasi larutan maka rapat massa dari larutan itu juga akan

bertambah. Hal ini disebabkan karena semakin besar konsentrasinya, maka jumlah

dari partikel yang terlarut juga bertambah sehingga rapat massanya juga akan

bertambah besar.

2. Suhu dan tekanan.

Untuk cairan, rapat massa hanya sedikit berubah bila terjadi perubahan suhu

atau tekanan karena sifat dari cairan yang incompressible, sedangkan untuk gas,

rapat massa sangat dipengaruhi oleh suhu dan tekanan. Pada umumnya semakin

tinggi suhu, maka volume dari fluida akan bertambah besar. Rapat massa

berbanding terbalik dengan volume, sehingga jika volume dari fluida bertambah

maka rapat massanya akan berkurang. Sedangkan tekanan tidak mempunyai

pengaruh langsung terhadap rapat massa, namun tekanan berpengaruh terhadap

suhu. Jika tekanan bertambah maka suhu juga akan meningkat.

3. Fasa dari zat yang diukur rapat massanya.

Tiap fasa dari zat mempunyai rapat massa yang berbeda. Secara umum

perbandingan dari rapat massa untu tiap fasa dari yang terbesar hingga yang terkecil

adalah fasa padat, cair dan gas.

Rapat massa cairan dapat ditentukan dengan menggunakan berbagai alat antara

lain dengan menggunakan piknometer, hidrometer, dan neraca Wesphalt. Untuk

padatan dapat digunakan metode Archimedes. Pada percobaan ini digunakan

piknometer dan hidrometer.

Prinsip pengukuran rapat massa dengan piknometer adalah dengan mengukur

massa dari cairan menggunakan neraca analitis digital dan kemudian dibandingkan

dengan volume piknometer yang telah diketahui sehingga dapat diperoleh rapat

massanya. Pada percobaan ini, suhu yang digunakan adalah suhu lingkungan.

Prinsip pengukuran dengan hidrometer adalah memakai hukum Archimedes di

mana gaya ke atas yang diberikan oleh cairan sama dengan berat hidrometer tersebut.

Rapat massa fluida berbanding terbalik dengan tinggi bagian hidrometer yang tercelup.

Makin besar rapat massa dari suatu cairan, maka bagian dari hidrometer yang tercelup

akan semakin sedikit.

26


B. Konduktometri Konduktansi adalah kebalikan dari tahanan, atau bisa ditulis:

1Kondukta siR

n = (3)

Parameter penting yang banyak digunakan dalam mempelajari mekanisme

penghantaran listrik dalam larutan adalah kebalikan dari tahanan spesifik yang disebut

konduktansi spesifik ( ), mempunyai satuan -1m-1 atau sering disebut dengan S

adalah siemen. Dalam suatu larutan elektrolit muatan listrik akan dibawa oleh ion-ion.

Ion-ion positif (kation) akan bergerak dalam larutan menuju katoda (kutub negatif)

sedangkan ion-ion negatif (anion) bergerak menuju anoda. Ion-ion yang paling mudah

tereduksi atau teroksidasi mungkin akan menerima atau melepaskan elektron sehingga

akan menyebabkan perubahan komposisi larutan akibat penghantaran arus searah.

Konduktivitas larutan elektrolit tergantung pada tiga faktor: jumlah muatan,

mobilitas, dan konsentrasi ion. Ion dengan dua muatan misalnya A2- akan mampu

menghantarkan dua kali muatan listrik yang dapat dihantarkan ion A-1. Mobilitas ion

adalah kecepatan bergerak ion dalam larutan. Mobilitas ion dipengaruhi olah sifat-sifat

solven, beda tegangan listrik, dan ukuran ion (yakni semakin besar ion akan semakin

kurang mobilitasnya). Mobilitas ion juga dipengaruhi oleh suhu dan viskositas dari

solven. Untuk ion, solven, dan suhu tertentu, konduktansi ditentukan oleh konsentrasi

ion. Oleh karena itu, konsentrasi ion dapat ditentukan berdasar nilai konduktansi

larutan. Konsentrasi merupakan variabel yang penting dalam larutan elektrolit maka

biasanya konduktivitas larutan elektrolit dihubungkan dengan konsentrasi melalui

besaran konduktivitas ekivalen yang didefinisikan sebagai :

eqC

= (4)

dengan: = konduktivitas ekivalen

= konduktivitas per satuan volume larutan Ceq = konsentrasi ekivalen larutan

Dalam literatur (Dean, 1992) pada umumnya data ekivalen konduktansi diberikan

dalam satuan -1.cm2. gram ekivalen-1 sedangkan konsentrasi sering diberikan dalam

grek/liter dan dalam -1.cm-1, maka persamaan di atas sering ditulis dalam bentuk:

1000

eqC

= (5)

27


Karena masing-masing ion adalah bermuatan listrik, maka dalam larutan akan

terjadi interaksi elektrostatik (saling tolak atau saling tarik) diantara ion-ion tersebut.

Interaksi ini akan semakin besar dengan semakin tinggi konsentrasi. Maka hanya

dalam keadaan sangat encer (infinite solution) sajalah larutan elektrolit akan

berkelakuan ideal. Maka biasanya pengukuran dilakukan konsentrasi larutan elektrolit

dengan prinsip konduktometri harus dilakukan dengan pengenceran atau untuk larutan

yang sangat encer.

Gambar1. Prinsip Penghantaran Listrik Berdasarkan Wheatstone

Konduktometer pada dasarnya adalah alat pengukur konduktansi yang biasanya

berupa sebuah jembatan Wheatstone dan cell konduktivitas seperti yang secara

skematik terlihat dalam Gambar 1. Tahanan A adalah sebuah cell yang berisi sampel

yang ditinjau. Tahanan B adalah tahanan variabel sedangkan tahanan D dan E sudah

tertentu harganya. Tahanan B dan kapasitor C dapat diatur hingga titik setimbang dapat

tercapai. Dalam keadaan ini berlaku persamaan:

A DB E

R RR R

= (6)

dengan mengetahui harga tahanan B, D, dan E, maka tahanan (dan juga konduktansi)

dari cell dapat ditentukan.

Nilai konduktometri dipengaruhi oleh beberapa hal, yaitu :

a) Suhu

Pada suhu yang semakin tinggi, ternyata mobilitas elektron bergerak semakin

cepat. Hal ini disebabkan pada suhu tinggi elektron akan menyerap energi dari

lingkungan untuk melakukan ionisasi. Semakin banyak jumlah ion-ion dalam

larutan, mengakibatkan semakin besar nilai dari konduktansinya.

28


b) Kosentrasi

Konduktansi juga dipengaruhi oleh konsentrasi. Semakin besar konsentrasi

menyebabkan semakin besarnya konduktansi. Hal ini disebabkan pada laruta yang

pekat interaksi ionnya akan semakin mudah jika dibandingkan dengan larutan yang

encer. Selain itu konsentrasi yang besar juga akan menyebabkan tumbukan partikel

semakin serig, yang memberi dampak pada semakin banyak pula on yang

dihasilkan, dan oleh karena itu konduktansi dari suatu larutan elektrolit akan

semakin besar. Konduktansi akan menghasilkan hasil yang akurat apabila diukur

pada larutan yang encer. Karena ion-ion yang terdapat pada larutan yag encer

mempunyai mobilitas yang tinggi jika dibandingkan dengan larutan pekat.


Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah :

1. Natrium klorida (NaCl)

2. Aquadest

3. Air ledeng

B. Rangkaian Alat Percobaan

Gambar 2. Rangkaian Alat Pengukuran Rapat Massa dengan Hidrometer

Keterangan: 1. Gelas Ukur 250 mL 2. Hidrometer 3. Fluida cair yang diukur 4. Beban pemberat hidrometer

29


Keterangan : 1. Neraca analisis digital 2. Pintu neraca 3. Display 4. Pan neraca 5. Tombol On/Off 6. Tombol re-zerro 7. Tombol konversi 8. Piknometer 25 mL+tutup 9. Steker

Gambar 3. Rangkaian Alat Pengukuran Rapat Massa Fluida Cair dengan Piknometer 25 mL dan Neraca Analisis Digital

Keterangan :

1. Larutan KOH

2. Gelas beker

3. Konduktometer

4. Knop on/off

5. Knop pengatur skala pembacaan

6. Probe

7. Adaptor

8. Steker

9. Penyangga probe

Gambar 4. Rangkaian Alat Pengukuran Konduktansi

C. Cara Kerja 1. Pembuatan Larutan NaCl Berbagai Konsentrasi

a. Timbang NaCl sebanyak 25 gram dengan bantuan gelas arloji dan menggunakan

neraca analitis digital.

b. Larutkan NaCl dengan aquadest sebanyak 300 mL di dalam gelas beker 500 mL

dan aduk hingga homogen.

c. Masukkan larutan tersebut ke dalam labu ukur 500 mL dengan bantuan corong

gelas dan tambahkan aquadest hingga tanda batas, kemudian gojog larutan

hingga homogen.

d. Tuangkan larutan tersebut ke dalam gelas beker 500 mL.

1 2

3 4 5

6

7 8 9

30


e. Ambil 100 mL larutan NaCl yang telah dibuat dengan menggunakan gelas ukur

100 mL, kemudian masukkan ke dalam labu ukur 500 mL. Tambahkan aquadest

hingga tanda batas dan gojog larutan hingga homogen.

f. Tuang larutan NaCl yang telah diencerkan tersebut ke dalam gelas beker 500 mL.

g. Ambil 100 mL larutan NaCl yang telah diencerkan, kemudian masukkan ke

dalam labu ukur 500 mL. Tambahkan aquadest hingga anda batas dan gojog

larutan hingga homogen.

h. Tuang larutan NaCl yang telah diencerkan tersebut ke dalam gelas beker 500 mL.

2. Pengukuran Rapat Massa Berbagai Cairan dengan Menggunakan Piknometer pada

Suhu Percobaan

a. Ukur suhu percobaan (lingkungan) dengan menggunakan termometer dan catat

hasil pengukurannya.

b. Timbang piknometer kosong dengan neraca analitis digital dan catat hasil

pengukurannya.

c. Isi piknometer dengan aquadest hingga penuh dengan bantuan pipet tetes,

kemudian tutup piknometer hingga tidak ada udara di dalamnya. Timbang

piknometer tersebut dan catat hasil pengukurannya.

d. Keluarkan aquadest pada piknometer, kemudian cuci dan keringkan piknometer

tersebut.

e. Ulangi langkah percobaan c dan d untuk pengukuran rapat massa air ledeng,

larutan NaCl berbagai konsentrasi, dan larutan sampel.

3. Pengukuran Rapat Massa Berbagai Cairan dengan Menggunakan Hidrometer pada

Suhu Percobaan

a. Tuang aquadest ke dalam gelas ukur 250 mL.

b. Ukur rapat massa aquadest dengan memasukkan hydrometer 0,900 1,000

gr/mL atau 1,000 1,200 gr/mL dengan perlahan-lahan.

c. Baca skala hidrometer dan catat hasil pengukuran.

d. Ulangi langkah percobaan a sampai c untuk pengukuran rapat massa air ledeng,

larutan NaCl berbagai konsentrasi, dan larutan sampel.

31


4. Pengukuran Rapat Massa Larutan NaCl dengan Menggunakan Hidrometer pada

berbagai Suhu

a. Siapkan baskom plastik berisi air dan es batu.

b. Tuang larutan NaCl hasil pengenceran 25x sebanyak 300 mL ke dalam gelas

beker 500 mL, kemudian dinginkan larutan tersebut hingga suhu larutan 20C.

c. Setelah suhu larutan mencapai 20C, tuang larutan tersebut ke dalam gelas ukur

250 mL dan ukur rapat massa larutan dengan menggunakan hidrometer 0,900

1,000 gr/mL atau 1,000 1,200 gr/mL dengan perlahan-lahan. Catat hasil

pengukurannya.

d. Tuang kembali larutan NaCl tersebut ke dalam gelas beker 500 mL, lalu

panaskan larutan dengan menggunakan kompor listrik hingga suhu larutan 30C.

e. Setelah suhu larutan mencapai 30C, tuang larutan tersebut ke dalam gelas ukur



pengukurannya.

f. Tuang kembali larutan NaCl tersebut ke dalam gelas beker 500 mL, lalu

panaskan larutan dengan menggunakan kompor listrik hingga suhu larutan 40C.

g. Setelah suhu larutan mencapai 40C, tuang larutan tersebut ke dalam gelas ukur



pengukurannya.

h. Ulangi langkah percobaan b sampai g untuk larutan NaCl hasil pengenceran 5x

dan larutan NaCl hasil pengenceran 1x.

5. Pengukuran Konduktansi Larutan NaCl Berbagai Konsentrasi pada Berbagai Suhu

a. Tuang aquadest sebanyak 40 mL ke dalam gelas beker 50 mL.

b. Letakkan gelas beker 50 mL yang beri aquadest ke dalam baskom plastik yang

berisi air es dan dinginkan larutan hingga suhu larutan 20C.

c. Ukur konduktansi aquadest pada suhu 20C tersebut dengan menggunakan

konduktometer dan catat hasil pengukurannya.

d. Cuci probe pada konduktometer dengan aquadest dalam gelas beker 50 mL.

e. Panaskan aquadest tersebut dengan menggunakan kompor listrik hingga suhu

larutan 35C.

32


f. Ukur konduktansi aquadest pada suhu 35C tersebut dengan konduktometer dan

catat hasil pengukurannya.

g. Cuci probe pada konduktometer dengan aquadest dalam gelas beker 50 mL.

h. Ulangi langkah percobaan a sampai g untuk air ledeng, larutan NaCl berbagai

konsentrasi.

6. Pengukuran Konduktansi Larutan Sampel pada Suhu Percobaan

a. Tuang larutan sampel sebanyak 40 mL le dalam gelas beker 50 mL.

b. Ukur konduktansi larutan sampel tersebut dengan konduktometer dan catat hasil

pengukurannya.

c. Cuci probe pada konduktometer dengan aquadest dalam gelas beker 50 mL.

D. Analisis Data 1. Penentuan Rapat Massa Berbagai Cairan pada Suhu Percobaan

a. Penentuan volume piknometer

a qu a p a pom m m= (7)

a qau

qua

e fa

r

Vm

= (8)

p a qu aV V= (9)

dengan : maqua = massa aquadest (gram)

mpa = massa piknometer + aquadest (gram)

mpo = massa piknometer kosong (gram)

Vaqua = volume aquadest (ml)

ref = rapat massa aquadest referensi pada suhu percobaan

(gram/mL)

Vp = volume piknometer (mL)

b. Penentuan rapat massa berbagai cairan pada suhu percobaan

cai r pc pom m m= (10)

cai rcai rp

mV

= (11)

dengan : mcair = massa cairan yang diukur (gram)

mpc = massa piknometer + cairan yang diukur (gram) 33


cair = rapat massa cairan yang diukur (gram/mL)

2. Penentuan Konsentrasi Larutan NaCl

a. Penentuan konsentrasi larutan NaCl awal

N a Ca l

ol

N C

mV

C = (12)

dengan : C0 = konsentrasi larutan NaCl mula-mula (gram/mL)

mNaCl = massa NaCl yang tertimbang (gram)

VNaCl = volume larutan NaCl (mL)

b. Penentuan konsentrasi larutan NaCl hasil pengenceran

V1.C1 = V2.C2 (13)

dengan : V1 = volume larutan NaCl sebelum pengenceran yang diambil (mL)

C1 = konsentrasi larutan NaCl sebelum pengenceran (gram/mL)

V2 = volume larutan NaCl sesudah pengenceran (mL)

C2 = konsentrasi larutan NaCl sesudah pengenceran (gram/mL)

3. Pembuatan Kurva Standar Rapat Massa Larutan NaCl pada Suhu Percobaan dengan

Menggunakan Piknometer dan Hidrometer

Persamaan hubungan antara konsentrasi larutan NaCl dengan rapat massa tiap

larutan pada suhu lingkungan adalah :

y = A.x + B (14)

dengan : y = rapat massa larutan NaCl (gram/mL)

x = konsentrasi larutan NaCl (gram/mL)

( )22

n xy x yA

n x x

=

(15)

y A x

Bn

= (16)

Untuk menghitung kesalahan relatif, persamaan yang digunakan adalah :

Kesalahan relatif = rapat massa persamaanrapat massa percobaanrapat massa persamaan x 100%(17)

Kesalahan relatif rata-rata = kesalahan relatifn

(18)

34


dengan : n = jumlah data

Kurva/grafik yang dibuat adalah :

Grafik hubungan antara rapat massa dengan konsentrasi larutan NaCl pada suhu

percobaan dengan menggunakan piknometer.

Grafik hubungan antara rapat massa dengan konsentrasi larutan NaCl pada suhu

percobaan dengan menggunakan hidrometer.

4. Penentuan Konsentrasi Larutan Sampel yang Terukur dengan Piknometer dan

Hidrometer

Persamaan yang diperoleh dari perhitungan no 3, digunakan untuk menentukan

konsentrasi larutan sampel.

y = A.x + B (14)

x = y B A

(19)

dengan : x = konsentrasi larutan sampel (gram/mL)

y = rapat massa larutan sampel yang terukur (gram/mL)

A dan B = konstanta

5. Pembuatan Kurva Standar Rapat Massa Larutan NaCl pada Berbagai Suhu Tiap

Konsentrasi dengan Menggunakan Hidrometer

Persamaan hubungan antara suhu dengan rapat massa tiap larutan adalah :

y = A.T + B (20)

dengan : y = rapat massa larutan NaCl (gram/mL)

T = suhu larutan NaCl (oC)

( )22

n Ty T yA

n T T

=

(21)

y A T

Bn

= (22)

Untuk menghitung kesalahan relatif, digunakan persamaan (17) dan (18).

35



Grafik hubungan antara rapat massa dengan suhu larutan NaCl untuk setiap

konsentrasi dalam satu grafik.

6. Pembuatan Kurva Standar Konduktansi Larutan NaCl pada Berbagai Konsentrasi

Setiap Suhu dengan Menggunakan Konduktometer

Persamaan hubungan antara konsentrasi dengan konduktansi tiap larutan adalah :

K = A.N + B (23)

dengan : N = rapat massa larutan NaCl (gram/mL)

K = konduktansi larutan NaCl (S)

( )22

n KN K NA

n N N

=

(24)

K A N

Bn

= (25)

Untuk menghitung kesalahan relatif, persamaan yang digunakan adalah :

Kesalahan relatif = konduktansi persamaankonduktansi percobaankonduktansi persamaan x 100%(26)

Kesalahan relatif rata-rata = kesalahan relatifn

(27)

dengan : n = jumlah data


Grafik hubungan antara konduktansi dengan konsentrasi larutan NaCl pada tiap

suhu.

7. Penentuan Konsentrasi Larutan Sampel dengan Konduktometer

a. Penentuan nilai konduktansi pada suhu percobaan

Persamaan yang digunakan adalah :

20 2030 20 30 20

T T K KT T K K

=

(28)

36


dengan : T = suhu percobaan (oC)

T20 = suhu sebesar 20 oC

T30 = suhu sebesar 30 oC

K = konduktansi pada suhu percobaan (S)

K20 = konduktansi pada suhu 20 oC (S)

K30 = konduktansi pada suhu 30 oC (S)

b. Pembuatan kurva standar pada suhu percobaan

Pembuatan kurva standar pada suhu percobaan dilakukan dengan menggunakan

persamaan (23), (24), dan (25).

c. Penentuan konsentrasi larutan sampel

Penentuan konsentrasi larutan sampel dilakukan dengan menggunakan

persamaan yang diperoleh dari perhitungan (23).

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Hal-hal yang harus dibahas adalah :

1. Prinsip kerja Piknometer dan Hidrometer.

2. Hasil pengukuran rapat massa untuk aquadest, air ledeng, dan larutan NaCl

berbagai konsentrasi menggunakan Piknometer dan Hidometer.

3. Grafik hubungan antara rapat massa dengan konsentrasi larutan NaCl dengan

piknometer.

4. Grafik hubungan antara rapat massa dengan konsentrasi larutan NaCl dengan

hidrometer.

5. Hasil pengukuran rapat massa menggunakan hidrometer pada berbagai suhu dan

konsentrasi.

6. Grafik hubungan antara rapat massa dengan suhu untuk berbagai konsentrasi.

7. Hasil percobaan pengukuran konduktansi larutan NaCl berbagai

konsentrasi,aquadest, air ledeng pada berbagai suhu.

8. Grafik hubungan antara konduktansi dengan konsentrasi larutan pada suhu 20oC.

9. Grafik hubungan antara konduktansi dengan konsentrasi larutan pada suhu 35oC.

10. Penjelasan pengaruh konsentrasi dan suhu terhadap konduktansi.

11. Penjelasan perbedaan konduktansi dan rapat massa antara aquadest dan air ledeng.

12. Grafik hubungan konduktansi dengan konsentrasi larutan NaCl pada suhu

percobaan.

13. Hasil konsentrasi larutan sampel.

37


14. Asumsi yang digunakan serta penjelasan jika terjadi penyimpangan.

V. KESIMPULAN Berisi tentang kesimpulan berdasarkan tujuan dan hasil percobaan.

VI. DAFTAR PUSTAKA Basset, J., R.C. Denney, G.H. Jefery, dan J. Mendhem, 1994, Kimia Analisis Kuantitatif

Anorganik, Penerbit Buku Kedokteran EGC, Jakarta.

Brown, G.G., 1950, Unit Operations, John Willey and Sons, Inc., New York.

Brown R.D., 1985, Introduction to Chemical Analysis, p.p 3290332, Mc Graw-Hill Book

Co., Singapore.

Dean, J.A., 1992, Langes Hand Book of Chemistry, 14th edition, Mc. Graw-Hill Inc.,

New York.

Holman, J. P., 1985, Metode Pengukuran Teknik, 4 ed, Erlangga, Jakarta.

Khopkar, S.M., 2003, Konsep Dasar Kimia Analitik, UI Press, Jakarta.

VII. LAMPIRAN

A. Identifikasi Hazard Proses dan Bahan Kimia Hazard proses dari praktikum ini diantaranya adalah penggunaan alat-alat yang

rentan pecah, penggunaan kompor listrik dan penggunaan alat konduktometer.

Hazard bahan kimia pada praktikum ini adalah garam NaCl.

B. Penggunaan Alat Perlindungan Diri Alat perlindungan diri yang dipakai adalah : jas lab, masker, sarung tangan karet.

Jas lab digunakan untuk melindungi tubuh dari bahan-bahan kimia yang digunakan

selama praktikum.

(Tulislah alat perlindungan diri lain yang dirasa penting pada praktikum ini

beserta alasan pemakaiannya).

C. Manajemen Limbah Tuliskan limbah apa saja yang dihasilkan pada praktikum ini, tuliskan juga

analisis kandungannya dan tempat pembuangannya.

38


D. Data Percobaan

E. Perhitungan

39


LAPORAN SEMENTARA

PENGUKURAN RAPAT MASSA DAN KONDUKTANSI (C)


2. 2.

3. 3.

Hari/Tanggal :

Asisten : Rizky Putri Armandani / Alvin Febrian Riandi

DATA PERCOBAAN A. Pengukuran Rapat Massa

Suhu percobaan = ................... oC

Massa NaCl = ................... gram

Volume larutan NaCl = ................... mL

Massa piknometer kosong = ................... gram

Pengukuran rapat massa berbagai cairan dengan piknometer dan hidrometer pada suhu percobaan.

No Cairan Berat piknometer +

cairan, gram

Densitas cairan dengan

hidrometer, gram/ml

1 Aquadest

2 Air Ledeng

3 Larutan NaCl Pengenceran 1 x



6 Larutan Sampel

40


Pengukuran rapat massa larutan NaCl dengan hidrometer pada berbagai suhu dan konsentrasi.

No Suhu, oC Densitas larutan NaCl, gram/mL

Pengenceran 1x Pengenceran 5 x Pengenceran 25 x

1 20

2 30

3 40

B. Pengukuran Konduktivitas Pembuatan Kurva Standard

No. Cairan Konduktansi pada

20oC, S

Konduktansi pada

35oC, S

1. Larutan NaCl pengenceran 1 x



4. Aquadest

5. Air Ledeng

Penentuan Konsentrasi Larutan Sampel pada Suhu Percobaan Konduktansi = ................... S

Yogyakarta, 2015


1.

2.

3.

41


MODULUS PATAH DAN KUAT DESAK BAHAN PADAT

(D)

I. TUJUAN PERCOBAAN Percobaan ini bertujuan untuk :

1. Mengukur modulus patah dan kuat desak bahan padat berupa plester yang merupakan

campuran semen dan pasir.

2. Mencari hubungan antara komposisi campuran dengan kuat mekanik bahan.

II. DASAR TEORI Material dalam bahan padat sangat penting perannya dalam kehidupan manusia,

termasuk diantaranya industri kimia. Pada setiap praktek di lapangan tentunya banyak

dijumpai material padat yang digunakan. Dalam pemilihan bahan padat banyak hal yang

perlu diperhatikan seperti ketahanan terhadap gaya mekanik, ketahanan terhadap suhu,

dan ketahanan terhadap bahan kimia. Salah satu parameter tersebut adalah ketahanan

terhadap gaya mekanik, dimana parameter ini meliputi kuat tarik, kuat desak, modulus

patah, dan momen puntir. Pada percobaan ini akan dipelajari penentuan modulus patah

dan kuat desak suatu bahan.

A. Modulus Patah Modulus patah merupakan tegangan lengkung maksimum yang mampu ditahan

suatu benda agar tidak patah. Percobaan ini menggunakan dua metode pengukuran

modulus patah, yaitu metode three point bending strength dan four point bending

strength.

Pada bahan getas yang memiliki hubungan tegangan-regangan linier, nilai

modulus patah dapat dihitung menggunakan persamaan (1).

b = M.yIx (1) dengan : b = Modulus patah padatan, kg/cm2 M = Resultan momen di sebelah kiri atau kanan penampang yang

menerima gaya, kg.cm

Y = Jarak tepi benda ke sumbu netral, cm

Ix = Momen inersia penampang yang menerima gaya (terhadap sumbu

netral), cm4 42


(2)

a. Metode Three Point Bending Strength

Gaya-gaya yang bekerja pada pengukuran modulus patah dengan metode

three point bending strength disajikan pada gambar 1.

Gambar 1. Gaya-gaya yang Bekerja pada Padatan

Resultan momen di sebelah kiri atau kanan dari gaya F pada gambar 1 dapat

dinyatakan sebagai berikut:

= 2L.

2F

=

4F.L

M = 4

F.L

Gambar 2. Luas Penampang Padatan yang Menerima Gaya F.

Pada gambar 2 diketahui bahwa sumbu netral dari bahan berada di

pertengahan tebal benda (t) dan membujur searah dengan lebar benda (w), sehingga

secara matematis dapat dinyatakan sebagai berikut:

= 12 (3)

= . (4) Dari persamaan (3) dan (4), maka momen inersia penampang benda yang

menerima gaya dapat diperoleh sebagai berikut:

43


(5)

(6)

(7)

Ix = 21 t .d(w.t)

2

= w. dtt ..41 2

= 3..121 tw

Apabila persamaan (2), (3), dan (5), disubstitusikan ke persamaan (1), maka

akan menghasilkan:

Bila gaya F dihasilkan oleh dongkrak hidrolik, maka nilai F dapat ditentukan

sebagai berikut:

dengan:

Apabila persamaan (7) disubstitusikan ke persamaan (6), maka akan

menghasilkan persamaan (8). 2

b 23.P..d .L

=8.w.t

(8)

Pada persamaan (8) di atas hanya berlaku jika diambil asumsi sebagai berikut:

Permukaan benda uji halus dan rata.

Posisi pisau pematah tepat diantara kedua penumpu.

Penekanan secara kontinyu dan steady.

Titik berat sampel berada tepat di antara kedua penumpu.

Gaya berat sampel diabaikan.

b =

3w.t121

2t

4F.L

b = 22wt3FL

F = pistonP.A

F = 2P..d

4

P = Tekanan hidrolik pembacaan, kg/cm2

d = Diameter piston, cm

44


(9)

b. Metode Four Point Bending Strength

Gaya-gaya yang bekerja pada pengukuran modulus patah dengan metode four

point bending strength disajikan pada gambar 3.

Gambar 3. Gaya-gaya yang Bekerja pada Padatan

Resultan momen di sebelah kiri atau kanan dari gaya F/2 pada gambar 3 dapat

dinyatakan sebagai berikut:

Gambar 4. Luas Penampang Padatan yang Menerima Gaya F.

Pada gambar 4 diketahui bahwa sumbu netral dari bahan berada di

pertengahan tebal benda (t) dan membujur searah dengan lebar benda (w), sehingga

secara matematis dapat dinyatakan sebagai berikut:

= 12 (3)

= . (4) Dari persamaan (3) dan (4), maka momen inersia penampang benda yang

menerima gaya dapat diperoleh sebagai berikut:

= F L.4 4

= F.L16

M = F.L16

45


(5)

(11)

(7)

Ix = 21 t .d(w.t)

2

= w. dtt ..41 2

= 3..121 tw

Pada gambar 4, terdapat dua gaya yang menekan sampel, apabila persamaan

(2), (3), dan (5), disubstitusikan ke persamaan (1), maka akan menghasilkan:

Bila gaya F dihasilkan oleh dongkrak hidrolik, maka nilai F dapat ditentukan

sebagai berikut:

dengan:

Apabila persamaan (7) disubstitusikan ke persamaan (10), maka akan

menghasilkan persamaan (11). 2

23.P..d .L=

16.w.tb (12)

Persamaan (12) di atas hanya berlaku jika diambil asumsi sebagai berikut:

Permukaan benda uji halus dan rata.

Pisau-pisau pematah memiliki panjang yang sama.

Jarak antar pisau pematah tepat setengah dari jarak antar pisau penumpu.

Penekanan secara kontinyu dan steady.

Gaya berat sampel diabaikan.

b = 3

F.L t16 22 x 1 w.t

12

b = 23FL4wt

F = pistonP.A

F = 2P..d

4

P = Tekanan hidrolik pembacaan, kg/cm2

d = Diameter piston, cm

46


Rangkaian alat percobaan modulus patah dapat dilihat pada gambar 3.

(a) (b)

Keterangan :

1. Rangka alat uji kuat desak

2. Pisau pematah

3. Mur

4. Sampel/plester padatan

5. Pisau-pisau penumpu

6. Piston

7. Kaca pelindung

8. Dongkrak hidrolik

9. Indikator tekanan

10. Valve pelepas tekanan

11. Tuas pengungkit.

Gambar 5. Rangkaian Alat Percobaan untuk Mengukur Modulus Patah Plester (a) Metode Three Point Bending Strength dan (b) Metode Four Point Bending Strength

B. Kuat Desak

Kuat desak adalah besaran yang menyatakan nilai gaya desak per satuan luas

permukaan penahan benda (A) atau tegangan desak (C) maksimum yang mampu

ditahan suatu benda agar benda tidak mengalami keretakan.

Gambar 6. Gaya yang Bekerja Pada Plester pada

Percobaan Pengukuran Kuat Desak Plester

47


(13)

Keterangan :

1. Rangka alat uji kuat desak

2. Plat penekan atas

3. Sampel/plester padatan

4. Plat penekan bawah

5. Piston

6. Kaca pelindung

7. Dongkrak hidrolik

8. Indikator tekanan

9. Valve pelepas tekanan

10. Tuas pengungkit.

Tegangan yang ditimbulkan karena pengaruh gaya F adalah sebagai berikut:

dengan, c = kuat desak padatan, kg/cm2

A = luas permukaan yang di arsir, cm2

d = diameter piston, cm

P = tekanan hidrolik pembacaan, kg/cm2

N pada gambar 4 adalah gaya normal yang diberikan permukaan penahan benda.

Jika N tidak ada, benda tidak akan mengalami pendesakan tetapi justru bergerak ke

bawah.

Persamaan (13) diatas hanya berlaku jika mengambil asumsi:

1. Permukaan sampel halus dan rata.

2. Penekanan berlangsung secara kontinyu dan steady.

Rangkaian alat percobaan modulus patah dapat dilihat pada gambar 5.

Gambar 7. Rangkaian Alat Percobaan untuk Mengukur Kuat Desak Plester

C. Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan bahan Berdasarkan posisinya dalam sistem periodik unsur, umumnya material

dikelompokan menjadi 3, yaitu logam, non-logam dan transisi. Logam mudah melepas

elektron menjadi ion positif dan berikatan dengan elemen non-logam yang cenderung

c = AF

c = 2P..d

4.A

48


bermuatan negatif. Bahan keramik berdasarkan terminologi umum adalah bahan non-

organik padat yang tersusun atas elemen metalik dan non metalik (van Vlack, 1964).

Bahan yang termasuk keramik sederhana adalah MgO, BaTiO3, SiO2, dan SiC

sedangkan yang termasuk keramik kompleks antara lain clay, mullite dan amorphous

glass.

Bahan yang diuji kekuatannya dalam percobaan ini adalah bahan keramik yang

terbuat dari campuran semen dan pasir. Ada beberapa faktor yang menentukan

kekuatan bahan, antara lain:

Bentuk agregat.

Ukuran agregat, ada ukuran optimum agar kekuatannya maksimum.

Homogenitas.

Unsur.

Porositas.

Kondisi saat pembuatan.

Dalam percobaan ini akan dihitung nilai dari modulus patah dan kuat desak

bahan pada berbagai perbandingan komposisi semen dan pasir.

III. METODOLOGI PERCOBAAN A. Bahan

Sampel A (semen : pasir = 1:3)

Sampel B (semen : pasir = 1:5)

Sampel C (semen : pasir = 1:7)

Sampel D (semen : pasir = 1:9)

Sampel E (semen : pasir = 1:10)

Sampel F (semen : pasir = 1:12)

Sampel G (semen : pasir = 1:14)

Sampel H (semen : pasir = 1:16)

B. Alat Alat uji modulus patah (gambar 3)

Alat uji kuat desak (gambar 5)

Penggaris 30 cm

49


Jangka sorong

Kaca pembesar/lup

C. Cara Kerja 1. Modulus Patah

Persiapkan alat uji modulus patah dengan memasang tuas pengungkit pada

dongkrak hidrolik, dan memastikan valve pelepas tekanan tertutup rapat.

Ukur dimensi sampel A, yakni lebar sampel (w) dan tebal sampel (t)

menggunakan penggaris.

Ukur jarak kedua ujung pisau penumpu (L) menggunakan penggaris, dan

diameter piston (d) menggunakan jangka sorong.

Letakkan sampel di atas kedua pisau penumpu sedemikian sehingga posisi pisau

pematah tepat berada di tengah sampel.

Naikkan posisi sampel dengan cara mengungkit tuas sampai permukaan atas

sampel menyentuh pisau pematah.

Amati indikator tekanan dan lanjutkan pengungkitan secara perlahan sampai

sampel patah.

Catat angka yang ditunjukkan indikator pada saat sampel patah.

Turunkan posisi pisau penumpu dengan membuka valve pelepas tekanan.

Lakukan lagi percobaan untuk sampel A sebanyak 2 kali.

Lakukan hal yang sama untuk sampel B, C dan D (masing-masing 3 kali).

2. Kuat Desak

Persiapkan alat uji kuat desak dengan memasang tuas pengungkit pada dongkrak

hidrolik, mem

buku panduan 2015 fix

Documents