LARUTAN

Pengantar : Larutan adalah campuran homogen atau serba sama antara dua zat atau lebih. Zat yang jumlahnya banyak disebut pelarut dan zat yang jumlahnya sedikit disebut zat terlarut. Larutan = pelarut + zat terlarut Pelarut : biasanya air, jumlahnya banyak Zat terlarut : jumlahnya lebih sedikit

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 = mmol : ml M = (1000 : p) X (gram : BM) 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

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 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) 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).

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 Definisi : sifat yang ditentukan oleh konsentrasi. Ada 4 hal yaitu : Kenaikan titik didih ( ΔTd) Penurunan titik beku ( ΔTb) Tekanan osmotik ( π ) Penurunan tekanan uap (Δp) Keempatnya 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 (BM=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 (BM=60) dilarutkan dalam 45 gram air (BM=18). Hitunglah : Konsentrasi larutan dalam % dan fraksi mol masing-masing zat. 2 gram NaOH (BM=40) dilarutkan dalam air sehingga volume larutan 250 ml. Hitung kemolaran larutan. 12 gram Urea (BM=60) dilarutkan dalam 500 gram air. Hitung kemolalan larutan. 4,9 gram H2SO4 (BM=98) dilarutkan dalam air sehingga volume larutan 400 ml. Hitunglah kenormalan larutan.

Sifat Koligatif Larutan Sifat  koligatif  larutan  adalah  sifat  larutan  yang  tidak tergantung pada macamnya zat terlarut tetapi semata-mata hanya ditentukan oleh banyaknya zat terlarut (konsentrasi zat terlarut).

Apabila suatu pelarut ditambah dengan sedikit zat terlarut (Gambar 6 Apabila suatu pelarut ditambah dengan sedikit zat terlarut (Gambar 6.2), maka akan didapat suatu larutan yang mengalami: Penurunan tekanan uap jenuh (ΔP) Kenaikan titik didih (ΔTb) Penurunan titik beku (ΔTf) Tekanan osmosis (л) Banyaknya partikel dalam larutan ditentukan oleh konsentrasi larutan dan sifat Larutan itu sendiri (elektrolit dan non elektrolit). Jumlah partikel dalam larutan non elektrolit tidak sama dengan jumlah partikel dalam larutan elektrolit, walaupun konsentrasi keduanya sama. Hal ini dikarenakan larutan elektrolit terurai menjadi ion-ionnya, sedangkan larutan non elektrolit tidak terurai menjadi ion-ion. Dengan demikian sifat koligatif larutan dibedakan atas sifat koligatif larutan non elektrolit dan sifat koligatif larutan elektrolit.

Penurunan Tekanan Uap Jenuh Pada setiap suhu, zat cair selalu mempunyai tekanan tertentu. Tekanan ini adalah tekanan uap jenuhnya pada suhu tertentu. Penambahan suatu zat ke dalam zat cair menyebabkan penurunan tekanan uapnya. Hal ini disebabkan karena zat terlarut itu mengurangi bagian atau fraksi dari pelarut, sehingga kecepatan penguapan berkurang.

Menurut Roult : p = po . XB keterangan: p     : tekanan uap jenuh larutan po  : tekanan uap jenuh pelarut murni XB  : fraksi mol pelarut (yang menguap pelarut) Karena XA + XB = 1, maka persamaan di atas dapat diperluas menjadi : P = Po (1 – XA) P = Po – Po . XA Po – P = Po . XA Sehingga : ΔP = po . XA ΔP   : penuruman tekanan uap jenuh pelarut po    : tekanan uap pelarut murni XA   : fraksi mol zat terlarut

Contoh : Hitunglah penurunan tekanan uap jenuh air, bila 45 gram glukosa (Mr = 180) dilarutkan dalam 90 gram air ! Diketahui tekanan uap jenuh air murni pada 20oC adalah 18 mmHg.

Kenaikan Titik Didih Adanya penurunan tekanan uap jenuh mengakibatkan titik didih larutan Lebih tinggi dari titik didih pelarut murni. Untuk larutan non elektrolit kenaikan titik didih dinyatakan dengan: ΔTb = m . Kb keterangan: ΔTb = kenaikan titik didih (oC) m = molalitas larutan Kb = tetapan kenaikan titik didih molal (0.52) (W menyatakan massa zat terlarut), maka kenaikan titik didih larutan dapat Dinyatakan sebagai: Apabila pelarutnya air dan tekanan udara 1 atm, maka titik didih larutan dinyatakan sebagai : Tb = (100 + ΔTb) oC

Penurunan Titik Beku Untuk penurunan titik beku persamaannya dinyatakan sebagai: ΔTf = penurunan titik beku m     = molalitas larutan Kf     = tetapan penurunan titik beku molal ( 0.86) W     = massa zat terlarut Mr   = massa molekul relatif zat terlarut p      = massa pelarut Apabila pelarutnya air dan tekanan udara 1 atm, maka titik beku larutannya dinyatakan sebagai: Tf = (O – ΔTf) oC

Tekanan Osmosis Tekanan osmosis adalah tekanan yang diberikan pada larutan yang dapat menghentikan perpindahan molekul-molekul pelarut ke dalam larutan melalui membran semi permeabel (proses osmosis) seperti ditunjukkan pada. Menurut Van’t hoff tekanan osmosis mengikuti hukum gas ideal: PV = nRT Karena tekanan osmosis = Π , maka : π° = tekanan osmosis (atmosfir) C   = konsentrasi larutan (M) R   = tetapan gas universal. = 0,082 L.atm/mol K T   = suhu mutlak (K)

TEKANAN OSMOSIS LARUTAN ELEKTROLIT Larutan yang mempunyai tekanan osmosis lebih rendah dari yang lain disebut larutan Hipotonis. Larutan yang mempunyai tekanan lebih tinggi dari yang lain disebut larutan Hipertonis. Larutan yang mempunyai tekanan osmosis sama disebut Isotonis. LARUTAN ELEKTROLIT Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa larutan elektrolit  di  dalam  pelarutnya  mempunyai  kemampuan  untuk mengion. Hal ini mengakibatkan larutan elektrolit mempunyai jumlah partikel yang lebih banyak daripada larutan non elektrolit pada konsentrasi yang sama. Contoh : Larutan 0.5 molal glukosa (Non elektrolit) dibandingkan dengan iarutan 0.5 molal garam dapur (elektrolit). Untuk larutan glukosa dalam air jumlah partikel (konsentrasinya) tetap, yaitu 0.5 molal. Untuk larutan garam dapur: NaCl(aq) → Na+(aq) + Cl-(aq) karena terurai menjadi 2 ion, maka konsentrasi partikelnya menjadi 2 kali semula = 1.0 molal.

Larutan Elektrolit Karena dalam larutan elkektrolit terdapat ion –ion, maka larutan elektrolit mempunyai sifat dapat menghantarkan listrik. Zat-zat yang tergolong elektrolit adalah asam, basa dan garam. Selain asam basa dan garam disebut zat non elektrolit, karena tidak terionisasi dan tidak menghantar listrik Elektrolit kuat , akan terisonisasi sempurna, dan terurai seluruhnya menjadi ion-ion, memilki daya hantar listrik yang kuat 1. Asam-asam kuat H2SO4 , HNO3, asam-asam halogen kecuali HF 2. Basa – Basa Kuat Sr (OH) 2 dan Ba(OH)2 3. hampir semua garam Elektrolit lemah, terionisasi sebagian, sehingga mempunyai daya hantar listrik yang lemah 1. Asam-Asam lemah contoh : CH3COOH, HF, H3PO4, H2S 2. Basa lemah contoh : NH4OH, Mg(OH)2, Al(OH)3 3. Garam yang tergolong elektrolit lemah hanyalah garam-garam merkuri (II)

Yang menjadi ukuran untuk mengion adalah derajat ionisasi Yang menjadi ukuran untuk mengion adalah derajat ionisasi. Besarnya derajat ionisasi ini dinyatakan sebagai : α° = jumlah mol zat yang terionisasi/jumlah mol zat mula-mula Untuk larutan elektrolit kuat, harga derajat ionisasinya =1 , untuk elektrolit lemah, (0 < α < 1). Non elektrolit α = 0

Atas dasar kemampuan ini, maka larutan elektrolit mempunyai pengembangan di dalam perumusan sifat koligatifnya. Untuk Kenaikan Titik Didih dinyatakan sebagai : n menyatakan jumlah ion dari larutan elektrolitnya. Untuk Penurunan Titik Beku dinyatakan sebagai :

Untuk Tekanan Osmosis dinyatakan sebagai : π° = C R T [1+ α(n-1)] Faktor Van’t Hoff = [1+ α(n-1)] Contoh : Hitunglah kenaikan titik didih dan penurunan titik beku dari larutan 5.85 gram garam dapur (Mr = 58.5) dalam 250 gram air ! (untuk air, Kb= 0.52 dan Kf= 1.86) Jawab : Larutan garam dapur,

Hal – Hal Yang Perlu diperhatikan Sehubungan dengan jumlah ion (n) , kita mengenal beberapa: Elektrolit biner : elektrolit yang memiliki dua ion (n = 2) , misalnya NaCl, CuSO4, KNO3, AlPO4, CH3COOH, dsb elektrolit terner : elektrolit yang memiliki tiga ion (n=3), misalnya H2SO4, CaSO4, Ca(OH)2, Na2CO3, BaCl2, dsb c. elektrolit kuarterner : elektrolit yang memiliki empat ion (n=4) misalnya FeCl3, AlCl3, dsb. Untuk elektrolit dengan n > 4, tidak ada istilah khusus Makin besar harga n , makin besar harga ΔTb dan ΔTf Makin besar harga α° (makin kuat elektrolit) makin besar pula harga ΔTb dan ΔTf, (Jika di dalam soal tidak diberi keterangan mengenai harga derajat ionisasi, tetapi kita mengetahui bahwa larutannya tergolong elektrolit kuat, maka harga derajat ionisasinya dianggap 1. ) Khusus untuk elektrolit kuat (α° = 1) , berlaku : ΔTb = Kb . m. n ΔTf = kf . m . n

Untuk elektrolit biner (n=2), berlaku : ΔTb = kb . m. (1 + α° ) ΔTf = kf . m . (1 + α° ) Pada konsetrasi yang sama, larutan elektrolit selalu memiliki harga ΔTb dan ΔTf yang lebih besar jika dibandingkan dengan larutan non elektrolit. ΔTb makin besar = titik didih makin tingggi ΔTf makin besar = titik beku makin rendah Contoh Soal : Hitunglah titik didih larutan H2SO4 0.1 molal (Kb = 0.52) Jawab : ΔTb =kb. m. n = 0.52 x 0.1 x 3 = 0.156 oC maka titik didih larutan = 100.156 oC 2. Larutan 0.05 mol suatu elektrolit biner dalam 100 gram air (Kb = 1.86) ter nyata membeku pada suhu -1,55 oC , Berapa derajat ionisasi ? jawab : ΔTb = kb . m. (1 + α° ) 1.55 = 1.86. (1000 / 100 ). 0.05 (1 + α° ) α° = 2/3

SOAL 46 gr etanol (BM = 46) dilarutkan dalam 72 gr air (BM = 18). Jika tekanan uap jenuh air pada suhu tersebut 20 mmHg. Hitung tekanan uap larutan! 10 gr NaOH (α = 1; BM = 40) dilarutkan dalam 90 gr air (BM = 18). Jika tekanan uap jenuh air pada suhu tersebut 21 cmHg. Hitung tekanan uap larutan! Tekanan uap jenuh air pada 25oC adalah 26,4 mmHg dan fraksi mol suatu zat non elektrolit dalam air adalah 0,056 mol. Pada suhu 25oC, hitung tekanan uap larutan!

SOAL 17,1 gr sukrosa (BM = 342) dilarutkan dalam 500 gr air (BM = 18). Jika Kb air = 0,52. Hitung titik didih larutan sukrosa tersebut! Agar 250 gr air (Kb = 0,52) mendidih pada suhu 100,104oC.Berapa massa NaOH yang harus ditambahkan ke dalam air tersebut? 20 gr suatu zat non elektrolit dilarutkan dalam 500 gr air. Ternyata larutan tersebut mendidih pada suhu 100,26oC. Jika Kb air = 0,52. Berapa BM dari zat no elektrolit tersebut?

SOAL 0,6 gr urea (BM = 60) dilarutkan dalam 200 gr air (BM = 18). Jika Kf air = 1,86. Berapa titik beku dari larutan tersebut? 3 gr suatu zat non elektrolit dilarutkan dalam 100 gr air. Ternyata larutan tersebut membeku pada suhu – 0,279oC. Jika Kf air = 1,86. Hitung BM dari zat tersebut! Sebanyak 0,1 mol zat elektrolit terner (n=3) dilarutkan dalam 500 gr air. Ternyata larutan trsebut membeku pada suhu – 0,744oC. Jika Kf air = 1,86. Tentukan derajad ionisasi dari zat tersebut!

SOAL 23,4 gr NaCl (BM = 58,5) dilarutkan dalam air sampai volume larutannya 250 ml. Tentukan tekanan osmotik larutan tersebut pada suhu 0oC! Tekanan osmotik dari 500 ml larutan yang mengandung 9 gr zat non elektrolit pada suhu 27oC adalah 2,46 atm. Jika rumus empiris zat tersebut : CH2O (BM = 30). Tentukan rumus molekul zat tersebut! Sebanyak 18 gr glukosa (BM = 180) dilarutkan ke dalam air sampai volumenya 500 ml (0,5 liter). Jika suhu percobaan 27oC, tentukan tekanan osmotik larutan!