![k.wr ‘14
grafik tersebut, dapat ditentukan persamaan regresi linearnya. Intersep pada
persamaan regresi linear tersebut menunjukkan nilai viskositas intrinsic [µ]. Berat
molekul rata-rata PVOH dapat diperoleh dengan memasukkan nilai viskositas intrinsic
[µ] yang diperoleh ke dalam persamaan , di mana pada polimer PVOH
nilai K = 2,0 x 10-4
dan a = 0,76. Sementara itu, nilai rasio atau perbandingan berat
molekul polimer dengan berat molekul monomer-nya (derajat polimerisasi) dapat
diketahui dengan membagi berat molekul polimer PVOH rata-rata dengan berat molekul
monomernya (44 g/mol).
Berdasarkan analisis data pengamatan dengan viskosimeter Ostwald diperoleh
persamaan regresi linearnya yakni y = 0,101x + 0,982 dengan R2
= 0,267. Sehingga,
diperoleh berat molekul polimer PVOH rata-ratanya yakni 71892,93 g/mol. Sedangkan
derajat polimerisasinya diperoleh 1633,93.
Sementara itu, berdasarkan analisis data pengamatan dengan viskosimeter
Hoppler diperoleh persamaan regresi linearnya yakni y = 0,599x + 0,663 dengan R2
=
0,956. Sehingga, diperoleh berat molekul polimer PVOH rata-ratanya yakni 42876,09
g/mol. Sedangkan derajat polimerisasinya diperoleh 974,46.
Pada hasil penghitungan dengan viskosimeter Ostwald dan Hoppler
menunjukkan nilai berat molekul rata-rata polimer PVOH yang berbeda dengan
perbedaan yang cukup signifikan. Seharusnya, baik dengan menggunakan viskosimeter
Ostwald maupun Hoppler seharusnya memberikan nilai yang sama. Hal ini dapat
disebabkan kekurangtelitian dalam proses pengukuran (ditunjukkan pada penggunaan
viskosimeter Ostwald hasil grafik tidak linear karena R2
jauh kurang dari 1).
KESIMPULAN
... (cari sendiri ya :D ) ^^
DAFTAR PUSTAKA
Bird, T., 1993, Kimia Fisik Untuk Universitas, PT Gramedia, Jakarta.
Campbell, et. al., 2002, Biologi, Jilid 1, Edisi Kelima, (diterjemahkan oleh: Lestari, R.), Erlangga,
Jakarta.
Chang, R., 2003, Kimia Dasar: Konsep-Konsep Inti, Jilid 2, Edisi Ketiga, (diterjemahkan oleh:
Achmadi, S. S.), Penerbit Erlangga, Jakarta.
Habibah, R., Nasution, D. Y., Muis, Y., 2013, Penentuan Berat Molekul dan Derajat Polimerisasi
α-Selulosa yang Berasal dari Alang-Alang dengan Metode Viskositas, Jurnal Saintia Kimia,
Vol. 1, No. 2, Hal. 1 – 6.
Moechtar, 1990, Farmasi Fisik, UGM Press, Yogyakarta.](https://image.slidesharecdn.com/penentuanberatmolekulpolimer-150227085231-conversion-gate02/85/laporan-kimia-fisik-Penentuan-berat-molekul-polimer-5-320.jpg)
laporan kimia fisik - Penentuan berat molekul polimer
- 1. k.wr ‘14 PENENTUAN BERAT MOLEKUL POLIMER TUJUAN Menentukan berat molekul dari polimer polivinil alcohol (PVOH) dengan menggunakan teknik viskosimetri LANDASAN TEORI Polimer merupakan senyawa molekul yang ciri-cirinya memiliki massa molar yang tinggi, mulai dari ribuan hingga jutaan gram, dan terbuat dari banyak unit berulang. Sifat fisik dari apa yang dikenal juga sebagai makromolekul ini berbeda jauh dari sifat molekul biasa yang kecilnya (monomernya) (Chang, 2003). Sebagian besar maklomolekul adalam polimer. Polimer adalah suatu molekul panjang yang terdiri atas banyak blok penyusun yang identik atau serupa yang dihubungkan dengan ikatan-ikatan kovalen. Unit-unit yang disusun berulang-ulang yang berfungsi sebagai blok penyusun suatu polimer adalah molekul kecil yang disebut monomer. Monomer-monomer dihubungkan melalui suatu reaksi di mana dua molekul berikatan secara kovalen satu sama lain melalui pelepasan satu molekul air, reaksi ini disebut reaksi kondensasi atau dehidrasi (Campbell, dkk., 2002). Polivinil alcohol (PVOH) merupakan plastic dengan cirri termoplastik dan memiliki warna kuning keputihan. PVOH dapat larut dalam air. PVOH tidak berbau dan tidak memberikan uap yang berbahaya. PVOH memiliki sifat adhesive (bahan perekat) dan dapat direnggangkan dengan kuat dan fleksibel. Aplikasi penggunaan PVOH yakni terkandung dalam sampo, obat salep, lem, dan hairsprays sebagai bahan perekat dan bahan pengental (Peters, 2011). Berat molekul merupakan variabel yang teristimewa penting sebab berhubungan langsung dengan sifat kimia polimer. Umumnya polimer dengan berat molekul tinggi mempunyai sifat yang lebih kuat. Teknik yang lebih umum digunakan untuk penetapan berat molekul polimer salah satunya adalah pengukuran viskositas larutan dengan cara menetapkan lamanya aliran sejumlah volume larutan melalui kapiler yang panjangnya tetap. Sedangkan derajat polimerisasi dapat menunjukkan ukuran molekul polimer yang berhubungan dengan berat molekul (Habibah, 2013). Viskositas suatu zat cairan murni atau larutan merupakan indeks hambatan aliran cairan. Viskositas dapat diukur dengan mengukur laju aliran cairan, yang melalui tabung berbentuk silinder. Cara ini merupakan salah satu cara yang paling mudah dan dapat digunakan baik untuk cairan maupun gas (Bird, 1993). Cara menentukan viskositas suatu zat menggunakan alat yang dinamakan viskometer. Tipe viskometer yang biasa digunakan antara lain (Moechtar, 1990):
- 2. k.wr ‘14 Viskometer kapiler / Ostwald; dengan mengukur waktu yang dibutuhkan bagi cairan untuk lewat antara 2 tanda ketika mengalir karena gravitasi melalui viskometer Ostwald. Viskometer Hoppler; berdasarkan hukum Stokes pada kecepatan bola maksimum, terjadi keseimbangan sehingga gaya gesek = gaya berat – gaya archimides. Prinsipnya, bola digelindingkan melalui tabung gelas yang berisi zat cair yang diselidiki. METODE PERCOBAAN ALAT DAN BAHAN Alat-alat yang dibutuhkan pada percobaan ini meliputi viskosimeter Ostwald, viskosimeter Hoppler, gelas arloji, labu takar 250 ml, labu takar 100 ml, gelas beker 250 ml, dan pengaduk gelas. Sedangkan bahan-bahan yang digunakan pada percobaan ini meliputi kristal polivinil alcohol (PVOH), larutan CH3COOH, dan akuades. CARA KERJA Kristal PVOH diambil 4 gram dan dimasukkan ke gelas beker 250 ml, serta ditambahkan akuades sampai ¾ penuh. Gelas beker dipanaskan sampai polimer larut semua, kemudian didinginkan. Larutan lalu dituangkan ke dalam labu takar 250 ml dan diisi akuades sampai batas dan tidak terdapat buih (1,6 g/100 ml). Larutan PVOH diambil 50 ml dan dimasukkan ke labu takar 100 ml serta ditambahkan akuades hingga tanda batas (0,8 g/100 ml). Selanjutnya dibuat larutan dengan variasi konsentrasi 0,4; 0,2; dan 0,1 g/100 ml dengan cara pengenceran. Untuk setiap konsentrasi PVOH tersebut dilakukan pengukuran viskositas menggunakan viskosimeter Ostwald dan Hoppler. Penggunaan viskosimeter ini ditentukan secara relative terhadap viskositas akuades, sehingga penggukuran juga dilakukan terhadap akuades. Setiap kali penggantian larutan, tabung viskosimeter dicuci dengan menggunakan asam asetat encer. HASIL DAN PEMBAHASAN HASIL PERCOBAAN Viskosimeter Ostwald Larutan Konsentrasi (g/100 ml) Waktu (s) Akuades 80,58
- 3. k.wr ‘14 PVOH 0,1 0,2 0,4 0,8 1,6 89,79 95,40 111,10 150,84 230,15 Viskosimeter Hoppler Larutan Konsentrasi (g/100 ml) Waktu (s) Akuades 58,53 PVOH 0,1 0,2 0,4 0,8 1,6 62,17 68,96 80,30 110,21 151,00 PEMBAHASAN Pada percobaan ini akan ditentukan berat molekul polivinil alcohol (PVOH) dengan menggunakan viskosimetri yang didasarkan pada kekentalan larutan. Berat molekul PVOH yang diperoleh nantinya merupakan berat molekul rata-rata, karena suatu polimer tidak terdiri dari individu molekul dengan berat molekul yang sama tetapi memiliki distribusi berat molekul. Viskositas larutan PVOH dihitung dengan menggunakan variasi konsentrasi PVOH (1,6; 0,8; 0,4; 0,2; dan 0,1 g/100ml). Sementara itu, sebagai larutan pembanding digunakan akuades. Terdapat dua metode viskosimetri yang digunakan untuk menentukan viskositas pada percobaan ini, yakni dengan menggunakan metode Ostwald dan metode Hoppler. PVOH yang digunakan berupa serbuk (Kristal) PVOH, sehingga perlu dilarutkan terlebih dahulu dengan akuades. Akuades digunakan karena sifat kelarutan PVOH yang mudah larut dalam air (akuades). Proses pelarutan kristal PVOH harus dalam keadaan panas untuk mempercepat kelarutanya. Larutan PVOH yang telah larut perlu didinginkan terlebih dahulu sebelum dilakukan pengenceran karena alat gelas pada labu takar akan kurang akurat jika larutan yang digunakan dalam keadaan panas. Selain itu, pengenceran harus dilakukan dengan tidak menghasilkan buih karena buih yang dihasilkan dapat mempengaruhi keakuratan pengukuran terhadap meniskusnya. Sebelum digunakan untuk mengukur larutan PVOH, viskometer harus dicuci terlebih dahulu dengan menggunakan asam asetat encer agar dapat melarutkan PVOH yang terkandung di dalam larutan. selain itu, pencucian ini juga untuk membersihkan tabung viskosimeter dari sisa pengotor dan kontaminasi larutan sebelumnya.
- 4. k.wr ‘14 Pada penentuan viskositas dengan viskosimeter Ostwald, di mana viskosimeter ini menggunakan viskometer berbentuk pipa kapiler. Larutan PVOH dialirkan melalui pipa kapiler dan dihitung waktu yang dibutuhkan oleh larutan PVOH tersebut untuk mengalir melalui pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh berat larutan itu sendiri (karena gravitasi), di mana nilai viskositasnya dapat dihitung dengan membandingkannya dengan akuades (air). Larutan PVOH dimasukkan ke pipa kapiler di sebelah kiri, sedangkan pipa kapiler sebelah kanan dipasang pipet pump dan disedot larutanya. Tujuan penyedotan ini yakni untuk memberikan tekanan pada pipa kapiler di sebelah kanan, sehingga menyebabkan larutan akan mengalir naik menuju pipa kapiler di sebelah kanan (tekanannya lebih rendah). Setelah pipet pump dilepas, maka larutan PVOH akan mengalir turun yang mana aliran ini disebabkan oleh berat larutan tersebut (efek gravitasi), sehingga larutan yang memiliki berat larutan lebih tinggi (konsentrasinya besar) akan membutuhkan waktu yang lebih lama untuk menuruni pipa kapiler. Sementara itu, pada percobaan dengan menggunakan viskosimeter Hoppler, di mana digunakan media berupa bola untuk menentukan nilai viskositasnya. Bola digelindingkan pada tempat seperti tabung yang terbuat dari kaca yang telah diisi larutan PVOH dengan konsentrasi tertentu. Adanya gaya gravitasi akan menyebabkan bola tersebut jatuh melalui medium larutan tersebut dengan kecepatan tertentu. Kecepatan jatuhnya bola merupakan fungsi dari harga respirok sampel. Pengukuran yang dilakukan yaitu waktu yang diperlukan oleh sebuah bola untuk melewati larutan pada jarak atau tinggi tertentu. Berdasarkan hasil percobaan diperoleh bahwa baik pada metode Ostwald maupun Hoppler menunjukkan semakin besar konsentrasi larutan PVOH, maka waktu yang dibutuhkan untuk larutan turun pada pipa kapiler hingga tanda batas (viskosimeter Ostwald) dan waktu yang dibutuhkan bola turun dalam larutan pada tabung hingga tanda batas (viskosimeter Hoppler) akan semakin besar. Hal ini menunjukkan bahwa dalam larutan PVOH yang semakin besar konsentrasinya berarti mengandung tingkat kekentalan larutan PVOH yang semakin besar pula. Sehingga, laju alir yang dihasilkan akan semakin kecil, yang menyebabkan waktu yang dibutuhkan untuk mencapai tanda batas akan semakin lama. Dalam percobaan ini diperlukan larutan pembanding yaitu akuades yang berperan sebagai pelarut murni. Hal ini dibutuhkan karena berat molekul polimer PVOH dapat ditentukan dengan membandingkan antara viskositas larutan PVOH terhadap viskositas pelarut murninya (akuades). Untuk menentukan berat molekul PVOH, perlu dibuat grafik hubungan antara konsentrasi PVOH (C) terhadap viskositas tereduksi ( ), di mana viskositas tereduksi merupakan perbandingan antara viskositas spesifik terhadap konsentrasi larutan. Dari
- 5. k.wr ‘14 grafik tersebut, dapat ditentukan persamaan regresi linearnya. Intersep pada persamaan regresi linear tersebut menunjukkan nilai viskositas intrinsic [µ]. Berat molekul rata-rata PVOH dapat diperoleh dengan memasukkan nilai viskositas intrinsic [µ] yang diperoleh ke dalam persamaan , di mana pada polimer PVOH nilai K = 2,0 x 10-4 dan a = 0,76. Sementara itu, nilai rasio atau perbandingan berat molekul polimer dengan berat molekul monomer-nya (derajat polimerisasi) dapat diketahui dengan membagi berat molekul polimer PVOH rata-rata dengan berat molekul monomernya (44 g/mol). Berdasarkan analisis data pengamatan dengan viskosimeter Ostwald diperoleh persamaan regresi linearnya yakni y = 0,101x + 0,982 dengan R2 = 0,267. Sehingga, diperoleh berat molekul polimer PVOH rata-ratanya yakni 71892,93 g/mol. Sedangkan derajat polimerisasinya diperoleh 1633,93. Sementara itu, berdasarkan analisis data pengamatan dengan viskosimeter Hoppler diperoleh persamaan regresi linearnya yakni y = 0,599x + 0,663 dengan R2 = 0,956. Sehingga, diperoleh berat molekul polimer PVOH rata-ratanya yakni 42876,09 g/mol. Sedangkan derajat polimerisasinya diperoleh 974,46. Pada hasil penghitungan dengan viskosimeter Ostwald dan Hoppler menunjukkan nilai berat molekul rata-rata polimer PVOH yang berbeda dengan perbedaan yang cukup signifikan. Seharusnya, baik dengan menggunakan viskosimeter Ostwald maupun Hoppler seharusnya memberikan nilai yang sama. Hal ini dapat disebabkan kekurangtelitian dalam proses pengukuran (ditunjukkan pada penggunaan viskosimeter Ostwald hasil grafik tidak linear karena R2 jauh kurang dari 1). KESIMPULAN ... (cari sendiri ya :D ) ^^ DAFTAR PUSTAKA Bird, T., 1993, Kimia Fisik Untuk Universitas, PT Gramedia, Jakarta. Campbell, et. al., 2002, Biologi, Jilid 1, Edisi Kelima, (diterjemahkan oleh: Lestari, R.), Erlangga, Jakarta. Chang, R., 2003, Kimia Dasar: Konsep-Konsep Inti, Jilid 2, Edisi Ketiga, (diterjemahkan oleh: Achmadi, S. S.), Penerbit Erlangga, Jakarta. Habibah, R., Nasution, D. Y., Muis, Y., 2013, Penentuan Berat Molekul dan Derajat Polimerisasi α-Selulosa yang Berasal dari Alang-Alang dengan Metode Viskositas, Jurnal Saintia Kimia, Vol. 1, No. 2, Hal. 1 – 6. Moechtar, 1990, Farmasi Fisik, UGM Press, Yogyakarta.
- 6. k.wr ‘14 Peters, S., 2011, Material Revolution: Sustainable and Multi-Purpose Materials for Design and Architecture, Birkhauser Publisher, Switzerland. GRAFIK Viskosimeter Ostwald Grafik di atas merupakan grafik antara vs Chubungan pada penentuan berat molekul rata-rata polimer PVOH dengan viskosimeter Ostwald. Berdasarkan grafik tersebut diperoleh persamaan garis y = 0,101x + 0,982 dan R² = 0,267. Dengan persamaan tersebut, diperoleh berat molekul polimer PVOH rata-ratanya 71892,93 g/mol dan derajat polimerisasinya 1633,93. Viskosimeter Hoppler Grafik di atas merupakan grafik hubungan antara vs C pada penentuan berat molekul rata-
- 7. k.wr ‘14 rata polimer PVOH dengan viskosimeter Hoppler. Berdasarkan grafik tersebut diperoleh persamaan garis y 0,599x + 0,663 dan R² = 0,956. Dengan persamaan tersebut, diperoleh berat molekul polimer PVOH rata-ratanya 42876,09 g/mol dan derajat polimerisasinya 974,46.