Penentuan Massa Atom Relatif Magnesium

Mahsun saleh S.Si

0 Comment

Link
Penentuan Ar Mg

Penentuan Massa Atom Relatif Magnesium. Massa atom relatif dengan lambang Ar adalah istilah modern sebagai pengganti istilah berat atom. Pada permulaan abad ke-19 hidrogen digunakan sebagai unsur standard.

Dalton menekankan bahwa massa atom relatif adalah sifat yang paling utama suatu unsur. Hidrogen adalah unsur yang mempunyai atom yang paling ringan dan massanya ditentukan sebesar satu satuan. Demikian pula jika hidrogen bersenyawa dengan suatu unsur dan hidrogen digunakan sebagai dasar skala. Sejak Dalton dan Berzzellius berusaha untuk menentukan rumus suatu zat agar dapat menghitung massa atom relatif, akhirnya ditemukan suatu besaran yang dikenal dengan massa ekivalen (Achmad, 2001 : 12-13).

Baca juga: Penentuan persen Mg dan Eq

Fungsi dan Manfaat Atom Relatif

Massa suatu atom berkaitan dengan jumlah elektorn, proton dan neutron di dalamnya. Pengetahuan mengenai massa atom sangat penting sekali, namun karena atom adalah partikel yang sangat kecil maka kita dapat menimbang sebuah atom. Sekalipun demikian sangat dimungkinkan menentukan massa sebuah atom relatif terhadap atom lain melalui percobaan. Untuk itu kita perlu menentukan harga terhadap sebuah atom dari unsur tertentu yang dipakai sebagai standar (Purwoko, 2006: 7).

Salah satu syarat massa standar adalah stabil dan murni. Tetapi karena oksigen yang terdapat di alam merupakan campuran dari tiga isotop  O-16, O-17, O-18, akhirnya pada tahun 1960 ditetapkan karbon-12 atau C-12 sebagai standar, sehingga

Ar x = massa 1 atom y / (1/12 massa atom c-12)

dan C-12 ditetapkan mempunyai massa 12 sma. Setelah diteliti dengan cermat, 1 sma = 1,66 x 10-24 g dan massa isotop C-12 = 1,99 x 10-23 g. Perlu dicatat bahwa massa atom relatif unsur (Ar) merupakan perbandingan massa, sehingga tidak mempunyai satuan. Ada tiga cara penentuan massa atom relatif, yaitu dengan hukum Dulong dan Petit, analisis Cannizzaro, dan spektroskopi massa (Syukri, 1999: 33).

Spektrometri massa merupakan cara yang paling akurat untuk menentukan massa atom dan massa molekul relatif. Dalam spektrometri massa, satu atau beberapa elektron diambil dari setiap atom atau molekul spesies bermuatan yang dihasilkan dinamakan ion, dipercepat medan listrik lalu dilewatkan ke medan magnet.

Kelengkungan muatan partikel dengan massa yang berbeda dapat dipisahkan dan dideteksi. Sebagai contoh, eksperimen awal pada atom O : H adalah 16 : 1. Metode ini menggunakan teknik fisika yang berlandaskan kimia (Oxtoby, 2001 : 25).

Dengan menggunakan massa atom, kita dapat menghitung massa (dalam gr) dari satu atom karbon C-12. Persamaan dari kesamaan tersebut adalah :

(12,00 grm karbon -12) / (1 mol atom karbon-12) = 1

Sebagai contoh yaitu Tembaga adalah logam yang telah dikenal sejak zaman dahulu yang digunakan antara lain untuk kabel listrik dan uang logam. Dua isotop stabilnya, Cu (69,09 %) dan Cu (30,91), mempunyai massa atom masing-masing 62,93 sma dan 64,9278 sma. Hitung massa atom rata-rata dari tembaga. Persentase-persentase dalam tanda kurung menunjukan kelipatan relatif. Dari contoh tersebut, bisa dijelaskan bahwa tiap isotop memberi konstribusi terhadap massa atom tembaga tergantung dari kelimpahan alaminya. Maka dari itu, tahap pertama adalah mengubah persentase ke bentuk desimal. Jadi 69.09 persen menjadi 0,6909 dan 30,91 persen menjadi 0,3091. Kemudian , kita hitung massa atom rata-rata sebagai berikut (Chang, 2005:58-59):

(0,6909) (62,93 sma) + (0,3091) (64,9278 sma) = 63,55 sma.

Praktik Penentuan Massa Atom Relatif Magnesium

Alat dan Bahan

Alat-alat Praktik

  • Krus
  • Tanur
  • Timbangan analitik
  • Penjepit krus
  • Pipet tetes
  • Sarung tangan
  • Kertas label
  • Lap
  • Tissue

Bahan-bahan Praktikum

  • Aquades (H2O(l))
  • Logam Magnesium 0,1 gr
  • Kertas lakmus merah

Metode Penentuan Massa Atom Relatif Magnesium 

Berikut metode praktik Penentuan Massa Atom Relatif Magnesium

  • Timbang berat krus kosong
  • Timbang logam magnesium (Mg) 0,1 gr, kemudian masukkan dalam krus.
  • Panaskan Krus dan isisnya dalam tanur dengan suhu 600°C.
  • Setelah logam magnesium berubah warna menjadi putih, keluarkan krus dan isinya  dari dalam tanur.
  • Beri 3 tetes air dalam logam di dalam krus
  • Periksa uap yang keluar dengan menggunakan kertas lakmus.
  • Pijarkan kembali Krus dan isinya, lalu timbang.
  • Hitung massa atom relatif Mg.

E. Hasil Pengamatan Penentuan Massa Atom Relatif Magnesium 




Perhitungan Penentuan Massa Atom Relatif Magnesium 

1. Persamaan reaksi

Reaksi pembakaran Mg

Mg(s) + ½ O2(g) → MgO(s)

Reaksi Mg dengan gas N2

3Mg(s) + N2(g) → Mg3N2(aq)

Reaksi pembebasan N2, dari Mg3N2 dengan air

Mg3N2(aq) + 6H2O(l) → 3Mg(OH)2(aq)+2NH3(aq)

Reaksi pemijaran Mg

Mg(OH)2(aq → MgO(s)+H2O(l)

2. Perhitungan

a. Massa krus kosong = 20,91 gram

b. Massa logam Mg (a) = 0,1 gram

c. Massa (krus kosong+Mg) setelah dipanaskan = 21,06 gram

d. Massa MgO (b) = Massa (krus kosong + Mg) setelah dipanaskan – massa krus kosong

= 21,06 – 20,91

= 0,15 gr

e. Ar Mg = 2 x (8/b-a) x a

2 x (8/0,15 – 0,1 ) x 0,1

= 2 x 160 x 0,1

= 32

Pembahasan Hasil Praktik Penentuan Massa Atom Relatif Magnesium 

Teori

Atom adalah partikel yang sangat kecil yang tidak dapat dilihat walaupun dengan mikroskop, sehingga massa atom juga terlalu kecil bila dinyatakan dengan satuan gram ataupun kilogram. Karena itu, para ahli kimia menciptakan cara untuk mengukur massa suatu atom, yaitu dengan massa atom relatif. Massa atom relatif (Ar) adalah perbandingan massa rata-rata suatu atom dengan satu per dua belas kali massa satu atom karbon-12.

Magnesium adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol Mg dan nomor atom 12 dan merupakan elemen terbanyak kedelapan yang membentuk 2% berat kulit bumi, serta merupakan unsur terlarut ketiga terbanyak pada air laut.

Magnesium adalah logam yang kuat, putih keperakan, berat ringan (satu pertiga lebih ringan daripada aluminium) dan akan menjadi kusam jika terpapar di udara. Dalam bentuk serbuk, logam ini sangat reaktif dan bisa terbakar dengan nyala putih apabila udaranya lembab. Apabila pita logam magnesium dibakar lalu direndam dalam air, maka akan tetap terbakar hingga pita magnesiumnya habis. Rapat massa magnesium adalah 1,738 gram/cm3 dan massa atom relatimya adalah 24,31. Magnesium meleleh pada suhu 111°C.

Percobaan

Pada percobaan kali ini, yaitu penentuan massa atom relatif logam magnesium, logam magnesium dipanaskan (reaksi pembakaran) di dalam tanur dengan suhu 600°C.  Penggunaan suhu tinggi ini (600°C)  agar logam magnesium melebur dengan sempurna dan energi dari magnesium mengalami peningkatan sehingga mampu untuk bereaksi. Logam magnesium yang dipanaskan di dalam tanur pada suhu 600°C akan berubah warna menjadi warna putih. Hal ini membuktikan bahwa logam magnesium mampu bereaksi atau berikatan dengan udara di sekitarnya pada suhu tertentu dan serbuk yang berwarna putih merupakan persenyawaan kimia antara logam magnesium (Mg) dan oksigen (O2). Reaksi yang terjadi adalah Mg(s) + ½ O2(g) → MgO(s).

Pada saat logam magnesium telah berubah warna menjadi putih, logam magnesium  dikeluarkan dari dalam tanur menggunakan penjepit krus. Setelah itu logam magnesium diberi 3 tetes air. Setelah ditetesi air,  terbentuklah gas. Gas yang terbentuk ini  uapnya dipaparkan pada kertas lakmus merah. Ternyata uap gas yang dihasilkan mengubah warna kertas lakmus merah tersebut menjadi biru. Atmosfer bumi terdiri dari 78,08% nitrogen, 20,95% oksigen, 0,93% argon dan 0,04% gas lainnya. Sehingga nitrogen sebanyak 78,08% inilah yang bereaksi dengan logam magnesium menghasilkan Mg3N2. Kemudian dengan penetesan air (H2O) menyebabkan kertas lakmus merah berubah warna menjadi biru dan membuktikan bahwa gasnya bersifat basa. Persamaan rekasi yang terjadi adalah Mg3N2(aq) + 6H2O(l) → 3Mg(OH)2(aq)+2NH3(aq). Ini berarti bahwa senyawa nitrogen (N2) dan hidrogen (H) yang bersifat basa dan berbentuk gas pada suhu kamar, tidak lain adalah amoniak (NH3).

Tujuan dari percobaan ini adalah untuk menentukan masa atom relatif Mg, jadi yang dibutuhkan adalah massa Mg dan MgO. Dari hasil reaksi antara Mg3N2 dan H2O terbentuk Mg(OH)2. Untuk mendapatkan unsur MgO murni, maka kandungan air harus dihilangkan, yaitu dengan cara pemijaran (pemanasan) kembali dengan tanur yang berada dalam keadaan off. Dalam proses pemijaran, air akan menguap dan yang tertinggal hanyalah MgO saja. Setelah krus dipijarkan, krus ditimbang kembali, pada saat ditimbang terjadi penambahan massa krus. Awalnya krus dengan Mg memiliki massa 21,01 gram, bertambah menjadi 21,06 gram. Hal ini terjadi karena massa Mg dalam krus tidak berupa Mg murni melainkan ditambah dengan massa oksigen yang telah diberikan pada saat pemanasan menjadi MgO, sehingga massanya menjadi bertambah. Massa MgO (b) dapat diperoleh dari selisih antara massa (krus kosong + Mg ) setelah dipanaskan dengan massa krus kosong. Sehingga diperoleh massa MgO (b) sebesar 0,15 gr.

Kesalahan praktik

Pada analisis data didapatkan massa atom relatif (Ar) magnesium adalah 32 gr/mol. Hasil pengamatan massa atom relatif Mg ini berbeda jika dibandingkan dengan standar internasional bahwa massa atom relatif Mg adalah 24,31 gr/mol. Perbedaan ini dapat disebabkan oleh beberapa faktor. Faktor-faktor tersebut diantaranya yaitu ketidaktepatan dalam menghitung massa Mg. Selain itu karena percobaan tergolong sederhana sehingga hasilnya kurang valid. Magnesium kurang dapat bereaksi dengan H2O karena Mg merupakan golongan alkali tanah sehingga ketika bereaksi dengan air sangat lambat. Ketidaktepatan ini juga dapat disebabkan karena banyaknya unsur-unsur lain diudara terbuka yang dapat mempengaruhi reaksi dan yang terakhir yaitu dapat dikarenakan magnesium terbakar kurang sempurna (suhu urang maksimal).

Kesimpulan dari Praktik Penentuan Massa Atom Relatif Magnesium 

Berdasarkan hasil pengamatan, maka dapat kami simpulkan bahwa massa atom relatif Mg yang diperoleh dalam praktikum  adalah 32 gr/mol. Hasil ini didapat dengan massa Mg sebelum proses ditimbang terlebih dahulu, kemudian dilanjutkan dengan pemanasan dan pemijaran di dalam tanur sehingga menghasilkan MgO. Kemudian hasilnya dihitung dengan menggunakan persamaan 2 x  x a, dengan a = massa Mg, dan b = massa MgO.

Pustaka

Achmad, Hiskia. 2001. Stoikiometri dan Energitika Kimia. Bandung: Citra Aditya Bakti.
Chang, Raymond. 2005.Konsep Dasar Kimia Inti. Jakarta: Erlangga.
Oxtoby, David W. 2001. Kimia Modern. Jakarta: Erlangga.
Purwoko, Agus Abhi. 2006. Kimia Dasar I. Mataram: Mataram University Press.
Syukri.1999.Kimia Dasar I. Bandung: ITB.

Share:

Related Post

Tinggalkan komentar