KIMIA DASAR MULYAZMI

BAB.IV. LARUTAN DAN KOSENTRASI LARUTAN PERTEMUAN KE X,XI,XII BAB.IV. LARUTAN DAN KOSENTRASI LARUTAN

Kompetensi : Memiliki pemahanan sifat-sifat larutan dan kesetimbangan ion dalam larutan Memiliki kemampuan untuk menginterpretasikan serta menerapkan dalam perhitungan kimia.

Materi Pokok bahasan : Satuan Konsentrasi Masalah Konsentrasi Elektrolit Sifat Koligatif Larutan pH

adalah : campuran zat-zat yang homogen, yang memiliki LARUTAN adalah : campuran zat-zat yang homogen, yang memiliki komposisi merata atau serba sama diseluruh bagian volumenya. Larutan terdiri dari : Zat terlarut : komposisinya terkecil dalam larutan. Pelarut : komposisinya terbesar dalam larutan.

Berdasarkan jumlah zat terlarut, larutan terdiri dari : Larutan belum jenuh : suatu larutan yang mengandung zat terlarut kecil dari pelarut. Larutan jenuh : suatu larutan dengan jumlah maksimum zat terlarut Larutan lewat jenuh : suatu larutan dimana jumlah zat terlarut dalam larutan lebih banyak dari pada zat terlarut yang seharusnya dapat melarutkan pada temperatur tertentu. Kelarutan : banyaknya zat terlarut yang dapat menghasilkan “larutan jenuh”, dalam jumlah tertentu pelarut pada temperatur konstan.

Kelarutan suatu zat tergantung pada 1. sifat zat 2. molekul pelarut 3. temperatur dan tekanan. Disini kita akan membahas tentang larutan BINER, ( yang terdiri dari dua komponen ) Contoh larutan biner : Zat terlarut Pelarut Contoh Gas Cair Padat Udara, semua campuran gas CO2 dalam air Hidrogen dalam Platina Alkohol dalam air Raksa dalam tembaga Perak dalam platina Garam dalam air.

adalah : jumlah zat terlarut dalam setiap satuan Larutan atau pelarut. Pada umumnya satuannya adalah : • Satuan fisika : berat, volume. • Satuan kimia : mol, massa rumus, ekivalen dll. Satuan fisika : - %w/w , %w/v, % v/v. - gram zat terlarut/ l. larutan. - mg zat terlarut/ ml. larutan. - ppm ( part per million ) - ppb ( part per billion ) Satuan kimia : - Kemolaran (M) - Kenormalan (N) - Keformalan (F) - Kemolalan ( m ) - Fraksi mol (Xi) KOSENTRASI LARUTAN

A. Satuan Konsentrasi Persentase (%) : jumlah gram zat terlarut dalam tiap 100 gram larutan. Fraksi mol (X) : perbandingan jumlah mol suatu zat dalam larutan terhadap jumlah mol seluruh zat dalam larutan. Kemolaran (M) : jumlah mol zat terlarut dalam tiap liter larutan. Kemolalan (m) : jumlah mol zat terlarut dalam tiap 1000 gram pelarut. Kenormalan (N) : jumlah grek zat terlarut dalam tiap liter larutan.

Rumus –Rumus : % = gram zat terlarut x 100 gram larutan X = mol suatu zat / mol seluruh zat M = mol / liter = mol/l = mmol / ml m = (1000 : p) X (gram : Mr) N = grek / liter = mgrek / ml Grek = mol x jumlah H+ atau OH -

B. Masalah Konsentrasi Perhitungan jumlah zat terlarut: Mol zat terlarut = liter x M Pengenceran Larutan: V1M1 = V2 M2 Pencampuran konsentrasi yang berbeda: M camp = V1 M1 + V2M2 V1 + V2

HUKUM RAOULT

Syarat Larutan Ideal Larutan Molekul zat pelarut dan terlarut tersusun sembarang. Pada pencampuran tidak terjadi efek kalor. Pada pencampuran tidak terjadi ef perubahan volume Larutan PTOTAL = P = PA + PB = P0AXA + P0BXB Komponen B PB = PoB.XB Komponen A PA = PoA.XA

Komposisi uap setiap komponen dapat dihitung dengan “Hukum Roult “ Komposisi uap setiap komponen dapat dihitung dengan “Hukum Roult “. Misalnya : 75 mmHg 40,58 P total P Benzen P Toluen 22 mmHg 0 ----- Fraksi mol benzen --- 1 1 ----- Fraksi mol toluen ---- 0 P

Pada sistem larutan benzen-toluen diketahui fraksi mol benzen 0,35, fraksi mol toluen 0,65. Tekanan uap benzen murni 75 mmHg (200C). P uap toluen murni 22 mmHg (200C). Ptotal = Pbenzen + Ptoluen = 75 x 0,35 + 22 x 0,65 = 26,25 + 14,33 = 40,58 mmHg Menurut Dalton : P2 P2 P2 X2 = ---------- = ----------- = --------------------- Ptotal P2 + P1 X2 P⁰2 + X1 P⁰1 P1 P1 P1 X1 = ---------- = ----------- = --------------------- Ptotal P1 + P2 X1 P⁰1 + X2 P⁰2 X1 = Fraksi mol uap (1) X2 = Fraksi mol uap (2) x1 + x2 = 1

X2 = ------------ = ------------ = 0,264 == CONTOH== Suatu campuran etil bromida (C2H5Br) dan etil Iodida (C2H5I), dengan komposisi masing-masing 0,5 fraksi mol pada 16,7 0C. Jika P0 C2H5Br = 45,16 mmHg dan P0 C2H5I = 16,20 mmHg : Hitung komposisi uap Jika uap pada (a) dikondensasikan hitung komposisi uap yang baru. JAWAB P01 = 45,16 mmHg P02 = 16,20 mmHg P1 = P01 x1 = 45,16 x 0,5 = 22,58 mmHg P2 = P02 x2 = 16,20 x 0,5 = 8,10 mmHg Ptotal = P1 + P2 = 22,58 + 8,10 = 30,68 mmHg 22,58 P1 X1 = ----------- = --------------- = 0,736 Ptotal 30,68 P2 8,10 X2 = ------------ = ------------ = 0,264 Ptotal 30,68

X2 = ------------ = ------------ = 0,146 Jika uap (a) dikondensasikan, maka perbandingan molnya = perbandingan tekanan partialnya. P1 = P01 . x1 = 45,6 x 0,738 = 33,24 mmHg P2 = P02 . x2 = 16,20 x 0,264 = 5,70 mmHg P total = P1 + P2 = 33,24 + 5,70 mmHg = 38,94 mmHg P1 33,24 X1 = ----------- = --------------- = 0,854 Ptotal 38,94 P2 5,70 X2 = ------------ = ------------ = 0,146 38,94 Ptotal

Larutan yang menyimpang dari hukum Roult disebut larutan non ideal. Larutan Ideal == Larutan yang memenuhi hukum Roult, tapi ini hanya sedikit. Larutan yang menyimpang dari hukum Roult disebut larutan non ideal. Penyimpangan disebabkan oleh karena : Perbedaan interaksi antara partikel sejenis dengan yang tidak sejenis. Misal : campuran senyawa A dan B. Daya tarik (daya tolak) antara A – B ≠ dengan B – B dan A - B

Gaya Tarik Menarik Relatif Penyimpangan dari Hukum Roult Kalor Pelarutan Penyimpangan dari Hukum Roult Contoh (A-A, B-B) = A-B (A-A, B-B) < A-B (A-A, B-B) > A-B Nol Negatif (eksotermik) Positif (endotermik) Tidak Negatif Positif C6H6 – CHCl3 Aseton-kloroform Air-asam nitrat Aseton-air Aseton-CS2 Etanol-heksana Eter-CCl4 Jika daya tarik A – B > A – A atau B – B maka kemungkinan bercampur lebih besar dan saat bercampur keluar energi (eksotermik). CH3 – C – CH3 O -------------H – C – Cl Cl 1 k.H Contoh :

Tekanan uap larutan CH3COCH3 – CHCl3 ( penyimpangan - ) Akibat adanya 1k. H, menyebabkan kedua komponen lebih sulit menjadi uap dibandingkan dalam keadaan murni. Akibatnya, jumlah uap kedua zat < larutan ideal (penyimpangan negatif) dari hukum Roult. Tekanan uap larutan CH3COCH3 – CHCl3 ( penyimpangan - ) P0B P0A P total P B ---- XA xB -------- Puap P A A B

Tekanan uap larutan eter – CCl4 ( penyimpangan + ) P0B P0A P total PB ---- XA xB -------- Puap PA A B

C. Elektrolit Definisi : zat yang jika dilarutkan ke dalam air akan terurai menjadi ion-ion (terionisasi), sehingga dapat menghantarkan listrik. Elektrolit kuat : zat yang dalam air akan terurai seluruhnya menjadi ion-ion (terionisasi sempurna) Elektrolit lemah : zat yang dalam air tidak seluruhnya terurai menjadi ion-ion (terionisasi sebagian)

Perbandingan : Elektrolit kuat : Elektrolit lemah : Asam –asam lainnya adalah asam-asam lemah. Basa-basa lainnya adalah basa-basa lemah. Garam yang tergolong elektrolit lemah adalah garam merkuri (II) Reaksinya kesetimbangan (elektrolit hanya terionisasi sebagian). Asam-asam kuat ( asam halogen, HNO3, H2SO4 ) Basa-basa kuat ( Basa alkali, Sr(OH)2, Ba(OH)2 ) Hampir semua garam adalah elektrolit kuat Reaksinya berkesudahan (berlangsung sempurna ke arah kanan) Perbandingan :

Lanjutan elektrolit : Besaran lain untuk menentukan kekuatan elektrolit adalah DERAJAD IONISASI (α ) α = mol zat yang terionisasi dibagi mol zat yang dilarutkan. Elektrolit kuat : α = 1 Elektrolit lemah : 0 < α < 1 Non Elektrolit : α = 0

D. SIFAT KOLIGATIF LARUTAN NON ELEKTROLIT

Sifat Koligatif Larutan Non Elektrolit HUKUM ROULT Keempat sifat koligatif itu yaitu : Penuruan tekanan uap ( P ) Kenaikan titik didih (Tb ) Penurunan titik beku ( Tf ) Tekanan osmosis (  ) Dasar dari 4 macam sifat larutan encer (non elektrolit) yang disebut dengan sifat koligatif

Keempat sifat koligatif itu ditentukan oleh konsentrasi atau banyaknya partikel zat terlarut. Makin besar konsentrasi makin besar pula sifat koligatifnya.

E. ph H2O memiliki sedikit sifat elektrolit, artinya air dapat terionisasi menghasilkan ion H+ dan ion OH- Jika air dilarutkan asam, maka asam akan melepaskan ion H+ Jika air dilarutkan basa, maka basa akan melepaskan ion OH- Jadi besarnya [H+] dalam larutan dapat digunakan untuk menyatakan larutan basa, asam atau netral.

Ingat : Makin rendah harga pH larutan makin bersifat asam dan sebaliknya makin tinggi bersifat basa. Larutan netral : pH =7 Larutan asam : pH < 7 Larutan basa : pH > 7

Soal-soal : Berapa gramkah NaOH (Mr=40) yang terlarut dalam 250 ml larutan NaOH 0,4 M. Berapa volume air yang harus ditambahkan pada 250 ml larutan HCl 0,3 M untuk mendapatkan larutan HCL dengan konsentrasi 0,1 M. 150 ml larutan H2SO4 0,2 M dicampurkan dengan 100 ml larutan H2SO4 0,3 M. Berapa konsentrasi larutan setelah dicampurkan?

soal – soal : 30 gram asam asetat (Mr=60) dilarutkan dalam 45 gram air (Mr=18). Hitunglah : Konsentrasi larutan dalam % dan fraksi mol masing-masing zat. 2 gram NaOH (Mr=40) dilarutkan dalam air sehingga volume larutan 250 ml. Hitung kemolaran larutan. 12 gram Urea (Mr=60) dilarutkan dalam 500 gram air. Hitung kemolalan larutan. 4,9 gram H2SO4 (Mr=98) dilarutkan dalam air sehingga volume larutan 400 ml. Hitunglah kenormalan larutan.

Soal : 15 gram urea, dilarutkan didalam etilalkohol. Hitung tekanan uap larutan pada 34,9⁰C, pelarut etil alkohol = 218.5 gram, P⁰ etil alkohol( 34.9 ⁰C)=100 mmHg. 10 gram senyawa A dilarutkan dalam 200 gr etileter. Hit ∆Tbdan Tb larutan. Diketahui Mr A ==m100, Kb etil eter 2,02 ⁰C/m dan titk didih etil eter 34,51 ⁰C.

KESIMPULAN Dalam suatu industri fungsi suatu larutan sangat penting, baik yang berfungsi sebagai pelarut maupun zat terlarut. Air merupakan pelarut yang paling murah, paling mudah dan paling banyak digunakan sebagai pelarut dalam banyak industri.

See You Next day…