Selasa, 11 Oktober 2011

Berat Jenis


I.         Judul praktikum 
? Penentuan Berat Jenis
II. Tujuan Percobaan 
? Menentukan berat jenis larutan dengan piknometer dan aerometer.
? Menentukan berat jenis padatan dengan piknometer.           
? Mengenal faktor-faktor yang dapat mempengaruhi berat jenis.
      PerincianKerja     
? Menentukan berat jenis etanol dengan piknometer dan     aerometer.
? Menentukan berat jenis padatan ( pasir dan tanah ) dengan piknometer.
III. Bahan dan alat yang digunakan           
Bahan
? Ethanol 95 %
? Pasir Kwarsa
? Aquadest
? Tanah
Alat
? Piknometer 25 Ml
? Aerometer 600 – 800
? Gelas Kimia 250 Ml
? Gelas Ukur   250 Ml
? Pipet tetes
? Timbangan Analitik
? Spatula
IV. Dasar Teori           
Berat jenis adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda. Semakin tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya. Massa jenis rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total volumenya. Sebuah benda memiliki massa jenis lebih tinggi (misalnya besi) akan memiliki volume yang lebih rendah daripada benda bermassa sama yang memiliki massa jenis lebih rendah (misalnya air) Satuan SI massa jenis adalah kilogram per meter kubik (kg/m ) Massa jenis berfungsi untuk menentukan zat. Setiap zat memiliki massa jenis yang berbeda. Dan suatu zat berapapun massanya, berapapun volumenya akan memiliki massa jenis yang sama. Dengan rumus :
           
Ket :
p atau d adalah berat jnis
m adalah massa
V adalah volume
Satuan massa jenis dalam “CGS (centi-gram-sekon)” adalah: garam per centimeter kubik ( )
1 g/cm = 1000 kg/m

Berat jenis air murni adalah 1g/cm atau sama dengan 1000 kg/m  berat jenis merupakan suatu jenis karakteristik, yang digunakan dalam pengujian identitas dan kemurnian bahan obat dan bahan pembantu khususnya sifat cairan dan zat yang berjenis malam. Penentuan berat jenis dilakukan dengan piknometer, aerometer, timbangan hidrostatik (timbangan Mohr-Westphal) dan cara manometrik.
Berat jenis adalah konstanta/ tetapan bahan tergantung pada suhu untuk tubuh padat,cair,dan bentuk gas yang homogen. Didefinisikan sebagai hubungan dari massa (m) suatu bahan terhadap volume (v).
Kecuali dinyatakan lain dalam masing-masing monografi, penetapan bobot jenis digunakan hanya untuk cairan, dan kecuali dinyatakan lain, didasarkan pada perbandingan bobot zat di udara pada suhu 250 terhadap bobot air dengan volume dan suhu yang sama. Bila suhu ditetapkan dalam monografi, bobot jenis adalah perbandingan berat zat di udara pada suhu yang ditetapkan terhadap bobot air dengan volume dan suhu yang sama. Bila pada suhu 250C zat berbentuk padat, tetapkan berat jenis pada suhu yang telah tertera pada masing-masing monografi, dan mengacu pada air  yang tetap pada suhu 250C.
Seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya, penetapan bobot jenis biasanya dilakukan terhadap zat atau senyawa yang berbentuk cair. Untuk itu, sebelum dijelaskan lebih jauh tentang berat jenis maka lebih baik kita mengenal sifat dari zat cair tersebut. Adapun sifat dari zat cair, antara lain:
1.    Bentuk mengikuti tempat dan volumenya tetap.
2.    Molekulnya dapat bergerak tetapi tidak semudah gerak molekul gas.
3.    Jarak partikelnya lebih dekat daripada gas sehingga lebih sukar dimampatkan.
4.    Dapat diuapkan dengan memerlukan energi.
Bobot jenis suatu zat didefinisikan sebagai perbandingan bobot zat terhadap air dengan volum yang sama ditimbang di udara pada suhu yang sama.( Farmakope Indonesia Edisi III )
Bobot jenis yang juga dikenal dengan istilah Specific Gravity biasanya dilambangkan dengan huruf S dan memiliki persamaan rumus sebagai berikut:
S =
Dimana :   S  =  berat jenis
mx = massa suatu zat
mair = massa zat cair
pada keadaan volume (V) dan suhu (T) yang sama.
Bilangan berat jenis atau biasa disebut sebagai densiti merupakan perbandingan antara bobot jenis zat dengan bobot jenis air. Dari definisi tersebut dapat disimpulkan bahwa densiti merupakan ukuran yang tidak mempunyai satuan. Dapat dikatakan bahwa densiti merupakan n kali kerapatan air yang artinya zat tersebut mempunyai n kali kerapatan air.
d = ∫ ρ zat / ρ air = g/ml / g/ml
Densiti menunjukan jumlah massa per unit volume, dengan persetujuan sistem CGS. Ukuran densiti biasanya menunjukan jumlah gram per sentimeter kubik pada temperatur 20o C. Dalam farmakope, densiti yakni bobot jenis yang mengacu kepada ukuran berat dan merupakan perbandingan berat serta bagian volume yang sama dari zat yang diteliti terhadap air, dimana keduanya diukur pada suhu 20oC.

Penggunaan Berat Jenis
Berat jenis dapat digunakan dalam berbagai hal untuk menentukan suatu zat antara lain :
• Menentukan kemurnian suatu zat
• Mengenal keadaan zat
• Menunjukkan kepekaan larutan
Selain karena angkanya yang mudah diingat dan mudah dipakai untuk menghitung, berat jenis air dipakai perbandingan untuk rumus ke-2 menghitung berat  jenis, atau yang dinamakan “berat Jenis Relatif”

Rumus berat jenis relatif = massa bahan / massa air yang volumenya sama.
Dalam beberapa kasus, massa jenis dinyatakan sebagai specific gravity atau massa jenis relatif. Umumnya digunakan untuk menyatakan massa jenis beberapa za, seperti air dan udara. Zat cair memiliki sifat-sifat yang unik berbeda dengan jenis zat yang lain. Dibawah ini merupakan penjelasan dasar mengenai hukum archimedes pada pelajaran fisika. Bunyi Hukum Archimedes. Benda yang dicelupkan atau dimasukkan sebagian ataupun seluruhnya kedalam suatu cairan akan mendapatkan gaya keatas sebesar zat cair yang didesak oleh benda yang dicelupkan atau dimasukkan tadi. Air termasuk salah satu zat cair. Beberapa benda padat, jika dimasukkan ke dalam air akan mengalami peristiwa yang berbeda-beda, diantaranya :

1.             Tenggelam
Benda dikatakan tenggelam jika benda tersebut turun sampai ke dasar air karena berat jenis benda lebih besar dari berat jenis air. Misalnya : batu,besi dan tanah
2.             Terapung
Benda dikatakan terapung jika benda itu berada di atas permukaan air karena berat jenis benda lebih kecil daripada berat jenis air. Contohnya : gabus, tutup botol, kayu dan kapal laut.
3.             Melayang
Benda dikatakan melayang jika benda itu berda di antara permukaan dan dasar air karena berat jenis benda sama dengan berat jenis air. Contohnya adalah kapal selam, penyelam dan telur ayam yang melayang dalam air garam.

V. Prosedur Kerja       
? Penentuan berat jenis dengan menggunakan Piknometer
     Penentuan volume piknometer
?  Timbang piknometer kosong, bersih dan kering (A gram),
?  Isi piknometer dengan aquadest sampai penuh, Setelah itu keringkan dengan menggunakan tissue,
?  Lalu timbang pada saat suhunya mencapai 31°C (B gram),
?  Hitung berat aquadest pada saat 31°C .

Penentuan berat jenis zat cair dengan piknometer
? Menimbang piknometer 25 ml kosong, bersih, kering (C gram),
? Isi piknometer dengan zat cair pada suhu 31°C,
? Lalu menimbang pada suhu 31°C (D gram),
? Hitung berat zat cair tersebut.
Penentuan berat jenis zat padat dengan piknometer
? Menimimbang piknometer 25 ml kosong, bersih, kering (E gram),
? Isi piknometer dengan zat padat sampai separuh volum piknometer, lalu timbang (F gram),
? Lalu menambahkan aquadest kedalam piknometer yang telah diketahui BJ nya pada suhu 31°C, lalu ditimbang (G gram) 
? Hitung berat jenis zat padat tersebut.

    Penentuan berat jenis dengan menggunakan Aerometer
? Masukkan ethanol kedalam gelas ukur 250 ml kemudian masukkan aerometer secara perlahan kedalam ethanol tersebut.
? Tenangkan sebentar, lalu lihat skalanya, pada skala berapa batas miniskus atas ethanol itu berada.
? Catat hasilnya sebagai berat jenis ethanol tersebut.

VI. Data pengamatan 
? Pengukuran  Berat Jenis Dengan Aerometer
No
Nama sampel
BJ jenis zat (gr/ml)

Aquades
Etanol
Etanol 10 ml + aquades 90 ml
Etanol 20 ml + aquades 80 ml
Etanol 30 ml + aquades 70 ml
Etanol 40 ml + aquades 60 ml
0,96
0,92
0,82
0,72
0,56
0,44
                                             
                                       
                                     





? Pengukuran Berat Jenis Dengan Piknometer
          Percobaan I (menggunakan sampel pasir Kwarsa)
Penentuan Berat Jenis Zat Cair Dengan Piknometer
-            Berat piknometer kosong   : 33, 4126 gram
-            Berat piknometer + zat cair            : 58, 4266 gram
-            Berat zat cair                                  : 25,014 gram
Penentuan Berat Jenis Padatan (Pasir Kwarsa) Dengan Piknometer
-            Berat piknometer kosong               : 33, 4126 gram
-            BP kosong + P. kwarsa                  : 36,8313 gram
-            BP kosong + P. kwarsa + H2O       : 60,8272 gram
-            Berat zat cair                                              : 23,9959 gram
Percobaan II (menggunakan sampel tanah)
Penentuan Berat Jenis Zat Cair Dengan Piknometer
-            Besar piknometer kosong   : 33, 4221 gram
-            Besar piknometer + zat cair            : 58, 4284 gram
-            Berat zat cair                                  : 25,014
Penentuan Berat Jenis Padatan (tanah) Dengan Piknometer
-            Besar piknometer kosong   : 33, 3987 gram
-            BP kosong + tanah             : 34,6778 gram
-            BP kosong + tanah + H2O : 58, 7760 gram
-            Berat zat cair                                  : 24,0982 gram
VII. Perhitungan          
Penentuan berat jenis dengan menggunakan aerometer
Dik :
-       Volume 1    : etanol 10 ml dengan 90 ml aquades
-       Volume 2    : etanol 20 ml dengan 80 ml aquades
-       Volume 3    : etanol 30 ml dengan 70 ml aquades
-       Volume 4    : etanol            40 ml dengan 60 ml aquades
Dit : grafik hubungan antara densiti dengan konsentrasi?
Penyelesaian :
Konsentrasi percampuran antara 10 ml etanol 95% dengan aquades 90 ml
V1M1 = V2M2
10 x 95% = 20 x M2
M2           =  9, 5 %
No
BJ jenis zat (gr/ml)
Konsentrasi (%)

0,96
0,92
0,82
0,72
0,56
0,44
-
95%
9,5 %
23,75 %
40, 7143 %
63,33 %








Grafik Hubungan Antara Konsentrasi larutan ( etanol 95 % + aquades) dengan Densitasnya

BJ (gr/ml)


 

·    densitas
0,82
 
 


  • 0,72
     
  • 0,56
     
  • 0,44
     
  •  

                                                                    M (%)
           9,5     23,75  40,7    63,33


konsentrasi
 


Penentuan berat jenis dengan piknometer
-                 Pasir Kwarsa
? Penentuan volume piknometer
·           Berat piknometer kosong             =          33,4126  gram
·           B. Piknometer + H2O ( 20°C)      =          58,4266  gram
·           Berat air ( 20°C)                           =          25,014    gram
·           Volume piknometer                     =            =  25,1311  ml
? Penentuan BJ padatan dengan piknometer
·           Berat piknometer kosong             =          33,3948           gram
·           Berat piknometer + P. Kwarsa     =          36,8313           gram
·           Berat piknometer + pasir + air     =          60,8272           gram
·           Berat pasir kwarsa                        =          36,8313 – 33,3948=3,4365 gr
·           Berat zat cair                                =          60,8272 – 36,8313  = 23,9959 gram
·           Volume zat cair   
·           Volume zat padat                         = Volume zat cair I – volume zat cair II
                                                     = 25,131124,112 = 1,091 ml
·           BJ P.kwarsa        
·           Berat jenis relatif                          =
-            Tanah
Penentuan volume piknometer
·           Berat piknometer kosong             =          33,4221  gram
·           B. Piknometer + H2O ( 20°C)      =          58,4284  gram
·           Berat air ( 20°C)                           =          25,0063  gram
·           Volume piknometer                     =            =  25,1234  ml

·           Berat piknometer kosong             =          33,3987           gram
·           Berat piknometer + P. Kwarsa     =          34,6778           gram
·           Berat piknometer + pasir + air     =          58,7760           gram
·           Berat tanah                                   =          34,6778 – 33,3987=0,2791
·           Berat zat cair                                =          58,7760 – 34,6778 = 24,211 gram
·           Volume zat cair   
·           Volume zat padat                         = Volume zat cair I – volume zat cair II
                                                     = 25,1234 24,211 = 0,9124 ml
·           BJ tanah  
Berat jenis relatif                          =
Nama sampel
Volume (ml)
Massa (gram)
BJ (gram/ml)
P.kwarsa
1,091
3,4365
3,14986
Tanah
0,9124
1,2791
1,4019


VIII. Pembahasan      
Berat jenis suatu zat adalah perbandingan antara bobot zat dibanding dengan  volume zat pada suhu tertentu (biasanya pada suhu 25ºC), sedangkan rapat jenis (specific gravity) adalah perbandingan antara bobot zat pada suhu tertentu ( dalam bidang farmasi biasanya digunakan 25º/25º).  Berat jenis didefenisikan sebagai perbandingan kerapatan suatu zat terhadap kerapatan air. Harga kedua zat itu ditentukan pada temperatur yan g sama, jika dengan tidak cara lain yang khusus. Oleh karena itu, dilihat dari defenisinya, istilah berat jenis sangat lemah. Akan lebih cocok apabila dikatakan sebagai kerapatan relatif. Berat jenis adalah perbandingan relatif antara massa jenis sebuah zat dengan massa jenis air murni. Air murni bermassa jenis 1 g/cm³ atau 1000 kg/m³. Berat jenis merupakan bilangan murni tanpa dimensi (Berat jenis tidak memiliki satuan), dapat diubah menjadi kerapatan dengan menggunakan rumus yang cocok.
Praktikum kali ini bertujuan untuk dapat menentukan berat jenis zat cair dan zat padat dengan menggunakan alat aerometer dan piknometer. Pada percobaan ini dipergunakan sampel aquades, etanol, tanah, dan pasir kwarsa.
1.             Dengan Alat piknometer
Untuk melakukan percobaan penetapan berat jenis dengan menggunakan piknometer, terlebih dahulu piknometer dibersihkan dengan menggunakan aquadest, kemudian dibilas dengan alkohol untuk mempercepat pengeringan piknometer kosong tadi. Pembilasan dilakukan untuk menghilangkan sisa dari permbersihan, karena biasanya pencucian meninggalkan tetesan pada dinding alat yang dibersihkan, sehinggga dapat mempengaruhi hasil penimbangan piknometer kosong, yang akhirnya juga mempengaruhi nilai bobot jenis sampel. Pemakaian alkohol sebagai pembilas memiliki sifat-sifat yang baik seperti mudah mengalir, mudah menguap dan bersifat antiseptikum. Jadi sisa-sisa yang tidak diinginkan dapat hilang dengan baik, baik yang ada di luar, maupun yang ada di dalam piknometer itu sendiri.
Piknometer kemudian dikeringkan. Hal ini dilakukan dengan tujuan untuk mengembalikan piknometer pada berat sesungguhnya. Setelah itu piknometer ditimbang pada timbangan analitik dalam keadaan kosong dengan diperoleh berat = 33, 4126 gram untuk pengukuran berat jenis aquades, 33,3948  gram untuk pasir, dan 33,4221 untuk tanah. Setelah ditimbang kosong, piknometer lalu diisikan dengan sampel  mulai dengan aquadest , sebagai pembanding nantinya dengan sampel yang lain dimana diperoleh berat aquades yakni 25,014 gram. Pengisiannya harus melalui bagian dinding dalam dari piknometer untuk mengelakkan terjadinya gelembung udara. Proses pemindahan piknometer harus dengan menggunakan tissue. Akhirnya piknometer yang berisi sampel ditimbang. Ahirnya diperoleh berat jenis pasir kwarsa yakni 3,15 grm/ml dan berat jenis tanah yakni 1,4019 gr/ml.
Adapun keuntungan dari penentuan berat jenis dengan menggunakan piknometer adalah mudah dalam pengerjaan. Sedangkan kerugiannya yaitu berkaitan dengan ketelitian dalam penimbangan. Jika proses penimbangan tidak teliti maka hasil yang diperoleh tidak sesuai dengan hasil yang ditetapkan literatur. Disamping itu penentuan bobot jenis dengan menggunakan piknometer memerlukan waktu yang lama.
2.        Aerometer
Untuk melakukan percobaan penetapan berat jenis dengan menggunakan aerometer, terlebih dahulu gelas ukur dibersihkan dengan menggunakan aquadest, kemudian dibilas dengan alkohol untuk mempercepat pengeringan. Pembilasan dilakukan untuk menghilangkan sisa dari permbersihan, karena biasanya pencucian meninggalkan tetesan pada dinding alat yang dibersihkan, setelah kering kita isikan di dalamnya zat cair (etanol dan aquades) dimana diperoleh BJ etanol yakni 0,92 gram/ml dan aquades 0,96 gram/ml. selanjutnya kita ukur lagi BJ pada campuran antara etanol 95 % dengan aquades. Dan disini didapat bahwa larutan (etanol 95% + aquades) jika semakin besar densitasnya maka konsentrasinya semakin kecil, densitas dengan konsentrasinya berbanding terbalik.
Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi berat jenis suatu zat adalah :
1.         Temperatur, dimana  pada suhu yang tinggi senyawa yang diukur berat jenisnya dapat menguap sehingga dapat mempengaruhi bobot jenisnya, demikian pula halnya pada suhu yang sangat rendah dapat menyebabkan senyawa membeku sehingga sulit untuk menghitung bobot jenisnya. Oleh karena itu, digunakan suhudimana biasanya senyawa stabil, yaitu pada suhu 25oC (suhu kamar).
2.         Massa zat, jika zat mempunyai massa yang besar maka kemungkinan berat jenisnya juga menjadi lebih besar.
3.         Volume zat, jika volume zat besar maka berat jenisnya akan berpengaruh tergantung pula dari massa zat itu sendiri, dimana ukuran partikel dari zat, bobot molekulnya serta kekentalan dari suatu zat dapat mempengaruhi berat jenisnya.
4.         Kekentalan/viskositas sutau zat dapat juga mempengaruhi berat jenisnya. Hal ini dapat dilihat dari rumus :
V  =  k x d x t
Dari rumus tersebut, viskositas berbanding lurus dengan bobot jenis (d). Jadi semakin besar viksositas suatu zat maka semakin besar pula berat jenisnya.
IX. Kesimpulan    

Kesimpulan yang dapat diperoleh dari praktikum ini antara lain :
1.    Penentuan berat jenis zat cair dan zat padat dapat diukur dengan menggunakan aerometer dan piknometer.
2.    Nilai BJ yang diperoleh dari percobaan untuk aquades 0,96 gr/ml sedangkan nilai BJ teoritisnya sebesar 1 gr/ml.
3.    Nilai BJ yang diperoleh dari percobaan untuk pasir kwarsa 3,14986 gr/ml sedangkan nilai BJ teoritisnya sebesar 2,62 – 2,68  gr/ml.
4.    Konsentrasi larutan etanol berbanding terbalik dengan densitasnya.
?   BJ dipengaruhi oleh suhu dan komposisinya.
?   Piknometer dapat digunakan untuk zat berbentuk liquid maupun solid, sedangkan aerometer hanya dapat digunakan untuk zat yang berbentuk liduid saja.
?   Pengukuran BJ untuk cairan lebih praktis bila menggunakan aerometer, karena langsung membaca skalanya saja.

X. Daftar pustaka      
Jhon Willey & sons, Laboratory eksperiments for chemistry and the living organisme, 3th, Molly bloomfield.
Emil j. Slowinsky, Wayne wolsey, William L. Masterton, Chemical principle in the laboratory with qualitatives analisis, Japan, Holt-saunders Int.ed.
Laborpraxis, 2 Messmethoden, Brikhaeuser.
Situswebsite: http://www.google.co.id/search?hl=id&source=hp&q=%C2%A0makalah%C2%A0tentang%C2%A0percobaan+kerapatan+dan+berat+jenis&btnG=Penelusuran+Google&aq=o&aqi=&aql=&oq=&gs_rfai