LARUTAN DAN SIFAT KOLIGATIF KTNT II 2009-2010

Pendahuluan LARUTAN TERDIRI DARI… 1 2 P E L A R U T ZAT T E R L A U

Campuran homogen dari dua atau lebih komponen yg berada dalam satu fase. LARUTAN Komponen yg paling banyak terda- pat dalam larutan / yg paling me – nentukan sifat larutannya PELARUT Komponen yg lebih sedikit ZAT TERLARUT

KARBONDIOKSIDA DLM AIR HIDROGEN DALAM PLATINA Contoh larutan biner ZAT TERLARUT PELARUT CONTOH GAS CAIR PADAT UDARA KARBONDIOKSIDA DLM AIR HIDROGEN DALAM PLATINA ALKOHOL DALAM AIR RAKSA DALAM TEMBAGA PERAK DALAM PLATINA GARAM DALAM AIR

GAYA ANTAR MOLEKUL 1 Terjadi antara molekul sejenis maupun tidak Berdasarkan perbedaan kekuatan gaya antar molekul, dapat terbentuk campuran heterogen atau homogen. Sampel yang mempunyai komposisi & sifat sera- gam secara keseluruhan disebut satu fase. CONTOH : 1. Air pada 25 oC, 1 atm → bentuk fase cair tunggal + sedikit NaCl → campuran homogen (terdiri dari 2 zat yang tercampur seragam) → larutan 2. Sedikit pasir (SiO2) ditambahkan ke dalam H2O → pasir mengendap / padatan tidak larut → campuran heterogen (campuran 2 fase)

A B DAPAT MENJELASKAN HASIL PENCAMPURAN YANG TERJADI BILA MENCAMPURKAN 2 JENIS ZAT. A B GAYA ANTAR MOLEKUL BERBEDA GAYA ANTAR MOLEKUL SEJENIS A B A A ATAU B B (MENGHASILKAN 4 KEADAAN YG MUNGKIN TERJADI)

KEMUNGKINAN 1… A B ≈ A A ≈ B B Gaya antarmolekul yang sejenis / tidak sejenis ± sama kuat, molekul-molekul dalam campuran akan berpasang- pasangan secara acak → terbentuk campuran homogen (larutan). Sifat larutannya dapat diramalkan dari sifat2 komponen pembentuknya → disebut larutan ideal. Volume larutan ideal yg terbentuk → jumlah volume kom- ponen energi interaksi antar molekul-molekul yg serupa/ berbeda bernilai sama. Tidak terdapat perubahan entalpi (∆H = 0) CONTOH : Benzena - toluena

KEMUNGKINAN 2… A B > A A , B B Gaya antarmolekul yang berbeda > antarmolekul yang sejenis, terbentuk larutan tetapi sifat larutannya tidak dapat diramalkan berdasarkan sifat2 zat pembentuknya → disebut larutan non ideal. Energi yang dilepas akibat interaksi molekul yang berbe- da > dibanding energi yang diperlukan untuk memisahkan molekul yang sejenis. Energi dilepas kesekeliling dan proses pelarutan bersifat EKSOTERM (∆H < 0) CONTOH : CHCl3 (kloroform) –aseton (CH3COCH3)

KEMUNGKINAN 3… A B < A A , B B Gaya tarik – menarik antarmolekul yang tidak sejenis < yg sejenis. Pencampuran masih dpt terjadi, larutan yang terbentuk non ideal. Proses pelarutannya bersifat ENDOTERM (∆H > 0 ). CONTOH : aseton-CS2 etanol-heksana

KEMUNGKINAN 4… A B << A A , B B Gaya antarmolekul pada molekul yang tdk sejenis << antarmolekul yg sejenis → pelarutan tdk terjadi. Kedua zat tetap terpisah sbg campuran heterogen. CONTOH : air dan oktana (komponen bensin)

KONSENTRASI LARUTAN 2 SIFAT SUATU LARUTAN KONSENTRASI DITENTUKAN OLEH JUMLAH ZAT TERLARUT DLM SATUAN VOLUME/ BOBOT PELARUT MAUPUN LARUTAN KONSENTRASI DPT DINYATAKAN DENGAN : %W/W,%W/V,%V/V, MOLARITAS, NORMALITAS, MOLALITAS, FRAKSI MOL,FORMALITAS, ppm/ppb.

HARUS SELALU DITETAPKAN UNTUK MENYATAKAN KONSENTRASI DLM SETIAP SISTEM HARUS SELALU DITETAPKAN Satuan yg digunakan utk menyatakan banyaknya zat terlarut Apakah zat terlarut itu dibandingkan dgn pelarut saja atau dgn keseluruhan larutan; Satuan yg digunakan untuk menyatakan banyaknya pembanding.  

Konsentrasi Larutan KONSENTRASI DLM % a. Persen Berat (%W/W) gram zat terlarut X 100 gram zat terlarut + gram pelarut gram zat terlarut X 100 gram larutan

CONTOH SOAL … Hitung berapa % berat NaCl yang dibuat dengan melarutkan 20 g NaCl dalam 55 g air ? Jawab : % berat NaCl : 20 X 100 20 + 55 = 26,67%

b. Persen Volume (%V/V) mL zat terlarut X 100 mL larutan Contoh Soal : 50 mL alkohol dicampur dengan 50 mL air mengha- silkan 96,54 mL larutan. Hitung % volume masing- masing komponen ! Jawab : % Volume alkohol : (50/96,54) x 100 = 51,79% % Volume air : (50/96,54) x 100 = 51,79%

c. Persen Berat / Volume(%W/V) gram zat terlarut X 100 mL larutan KONSENTRASI DLM PPM DAN PPB 1 ppm : 1 mg zat terlarut 1 L larutan 1 ppm : berat zat terlarut x 106 berat larutan

1 ppb : 1 µg zat terlarut 1 L larutan 1 ppb : berat zat terlarut x 109 berat larutan Contoh Soal : Suatu larutan dalam air mengandung 8,6 mg aseton dalam 21,4 L larutan. Jika kerapatan larutan 0,997 g/cm3, hitung konsentrasi aseton dalam ppm! Jawab : ppm aseton : (berat aseton/berat air) x 106 Berat air = 21,4 L x 1000mL/L x 0,997 g/mL = 21,4.104g Ppm aseton = (8,60 g/21,4.104 g air) x 106 = 0,402 ppm

FRAKSI MOL (X) Fraksi mol A = Xa = Jumlah mol A Jml mol semua komponen Fraksi mol zat terlarut = Jumlah mol zat terlarut Jumlah mol zat terlarut + jumlah mol pelarut Fraksi mol zat pelarut = Jumlah mol pelarut Jumlah mol zat terlarut + jumlah mol pelarut

Contoh Soal : Hitung fraksi mol NaCl dan fraksi mol H2O dalam larutan 117 NaCl dalam 3 Kg H2O ! Jawab : 117 g NaCl = 117/58,5 = 2 mol 3 Kg air = 3000/18 = 166,6 mol Maka : Fraksi mol NaCl = 2/168,6 = 0,012 Fraksi mol air = 166,6/168,6 = 0,988

KEFORMALAN (F) Keformalan = jumlah massa rumus zat terlarut liter larutan Contoh Soal : Suatu larutan diperoleh dengan melarutkan 1,9 g Na2SO4 dalam 0,085 liter larutan. Hitung keforma- lannya! Jawab : Massa rumus Na2SO4 = 142 1,9 g Na2SO4 = 1,90/142 = 0,0134 berat rumus Keformalan = 0,0134/0,085 = 0,16 F

KONS.MOLAR (M) Kemolaran = mol zat terlarut liter larutan Contoh Soal : 80 g NaOH dilarutkan dalam air kemudian diencer- kan menjadi 1 L larutan. Hitung kemolaran larutan Mr NaOH = 40 Jawab : Jumlah mol NaOH = 80 g/40 g.mol-1 = 2 mol Kemolaran = mol/L = 2 mol/1 L = 2 M

KONS.MOLAL (m) Kemolalan = mol zat terlarut kg pelarut Contoh Soal : Hitung kemolalan larutan metil alkohol (Mr = 32) dengan melarutkan 37 g metil alkohol (CH3OH) Dalam 1750 g air Jawab : Mol zat terlarut = 37 g/32 g.mol-1 = 1,156 mol Kemolalan = 1,156 mol/1,1750 kg = 0,680 m

NORMALITAS (N) Kenormalan = ekivalen zat terlarut (Normalitas) liter larutan Contoh Soal : Hitung kenormalan larutan yg mengandung 36,75 g H2SO4 dalam 1,5 liter larutan. Massa molekul H2SO4 = 98 Jawab : Massa ekivalen : 49 Kenormalan = 36,75 / (49 x 1,5) = 0,50 N

KESETIMBANGAN LARUTAN 3 KESETIMBANGAN LARUTAN KESETIMBANGAN LARUTAN AKAN BERUBAH KARENA ZAT TERLARUT KONSENTRASINYA BERTAMBAH HINGGA JENUH ATAU MENGALAMI PENGENDAPAN ATAU LEWAT JENUH KARENA KEPEKATANNYA.

ZAT TERLARUT LARUTAN JENUH LARUTAN LEWAT JENUH PELARUT LARUTAN LARUTAN TAK JENUH LARUTAN JENUH LARUTAN LEWAT JENUH BILA LARUTAN DAN ZAT TERLARUT BER- CAMPUR PADA SEGA- LA PERBANDINGAN BILA PELARUTAN SAMA CEPATNYA DGN PENGENDA- PAN BILA KESELURU- HAN ZAT TERLA- RUT TETAP BERA- DA DLM LARUTAN

PENGARUH TEKANAN TERHADAP KELARUTAN HK.HENRY : C = K.Pgas Tetapan penyesuaian (k) mempunyai nilai yang tergantung pada satuan C (konsentrasi) dan P (tekanan) yang dipilih. Kesetimbangan antar gas di atas larutan dan gas terlarut di dalam larutan tercapai bila laju penguapan = pelarutan molekul gas. Laju pelarutan tergantung pada banyaknya molekul per satuan volume gas; sedang laju penguapan tergantung pada banyaknya molekul yang terlarut per satuan volume larutan. Jadi, bila banyaknya molekul per satuan volume ditingkatkan (dengan cara meningkatkan tekanan), maka banyaknya molekul gas dalam larutan akan meningkat. Berarti, molekul zat terlarut tidak berinteraksi dengan molekul pelarut, karena gas bersifat non reaktif.

SIFAT KOLIGATIF 4 Sifat yg hanya tergantung pada banyaknya partikel zat yg terlarut dalam larutan dan tidak tegantung pada jenis atau sifat zat pelarutnya. PENURUNAN TEKANAN UAP KENAIKAN TITIK DIDIH PENURUNAN TITIK BEKU TEKANAN OSMOSIS

PENURUNAN TEKANAN UAP HK.F.M.RAOULT (1880) : PA = XA.PA0 PB = XB.PB0 ∆P = XA.PA0 BILA ZAT TERLARUTNYA BERSIFAT ATSIRI ∆P = XB.PA0 = (1 – XA).PA0 ∆P = PA0 – PA = PA0 – XA.PA0 DALAM LAR. BINER (PA) : Tekanan uap larut yg terdapat di atas larutannya (PA0) : Hasil kali tekanan uap pelarut murni (PA0) (XA) : fraksi molnya dlm larutan (XA) ∆P : Tekanan uap pelarut (XB) : fraksi molnya dlm larutan (XB)

Contoh Soal : Bagaimana komposisi uap yg berada pada kesetimbangan dalam larutan benzene/toluene yg jumlah molekulnya sama pd 250C ? Tekanan parsial benzene 47,6 mmHg dan toluene 14,2 mmHg. Lihat Tabel di bawah !

HUBUNGAN ANTARA TEKANAN UAP DAN KOMPOSISI CAIRAN-UAP CAMPURAN BENZENA-TOLUENA PD 250C Komposisi cairan, Dinyatakan sebagai fraksi mol benzena Tekanan uap, mmHG Komposisi uap, Dinyatakan sebagai fraksi mol benzene Pbenzena Ptoluena Ptotal 0,000 0,0 28,4 0,100 9,5 25,6 35,1 0,271 0,200 19,0 22,7 41,7 0,456 0,300 28,5 19,9 48,4 0,589 0,400 38,0 17,0 55,0 0,691 0,500 47,6 14,2 61,8 0,770 0,600 57,1 11,4 68,5 0,834 0,700 66,6 8,5 75,1 0,887 0,800 76,1 5,7 81,8 0,930 0,900 85,6 2,8 88,4 0,968 1,000 95,1

PENURUNAN TITIK BEKU DAN KENAIKAN TITIK DIDIH ∆tb = Kb.m MOLALITAS ∆td = Kd.m TETAPAN TURUN TITIK BEKU KRIOSKOPIK TETAPAN NAIK TITIK DIDIH EBULIOSKOPIK ZAT TERLARUT NON ATSIRI AKAN MENYEBABKAN PENURUNAN TITIK BEKU DAN KENAIKAN TITIK DIDIH

TETAPAN KRIOSKOPIK DAN EBULIOSKOPIK Pelarut Kb (Tetapan Titik Beku) Kd (Tetapan Titik Didih) Asam asetat 3,90 3,07 Benzena 4,90 2,53 Nitrobensena 7,00 5,24 Fenol 7,40 3,56 Air 1,86 0,512

Contoh Soal : Berapakah molalitas zat terlarut dalam larutan berair yg titik bekunya -0,4500C? Bila larutan itu diperoleh dg melarutkan 2,12 g senyawa X dlm 48,92 g H2O. Berapa bobot molekul senyawa tersebut ? Jawab : Molalitas zat terlarut dapat ditentukan dgn persamaan Roult menggunakan nilai dari tetapan pada tabel. m = / Kb Tb air = 0 ; = 0,450 0C = 0,450/I,86 0Ckg.air (mol zat terlarut) = 0,242 mol zat terlarut/kg air b. mol = gram/Mr atau Ar = 2,12 g/Mr m = …../kg pelarut (air) = …../48,92.1000-1 g = 0,242 maka : Mr = 2,12 /(0,04892x 2,42) = 179 ∆tb ∆tb

BANYAKNYA MOL ZAT TERLARUT TEKANAN OSMOSIS Tekanan osmosis merupakan satu sifat koligatif karena besar nilainya hanya tergantung pd banyaknya partikel zat terlarut per satuan volume larutan. Tekanan osmosis tidak tergantung pada jenis zat terlarutnya. = (n/v)RT = MRT SUHU DLM KELVIN π TEKANAN OSMOSIS VOLUME LAR TETAPAN GAS (0,0821.1 atm.mol-1.K-1) BANYAKNYA MOL ZAT TERLARUT PERSAMAAN VAN’T HOFF

CONTOH SOAL : Berapakah tekanan osmosis larutan C6H12O6 (sukrosa) 0,0010 M dlm air pd suhu 250C ? JAWABAN : Dengan menggunakan persamaan di atas : 0,0010 mol X 0,08211 atm.mol-1.K-1x 2980K π = ------------------------------------------------------- 1 = 0,024 atm ∞ 18 mmHg

5. DISSOSIASI ELEKTROLIT MEMILIKI KEMAMPUAN MENGHANTARKAN ARUS LISTRIK ZAT TERLARUT ELEKTROLIT KUAT TERDISSOSIASI SEMPURNA α = 1 KONDUKTIVITAS LISTRIKNYA SANGAT RENDAH, SEHINGGA TIDAK TERDAPAT ION DALAM LARUTAN NON ELEKTROLIT ELEKTROLIT LEMAH ZAT TERLARUT SEBAGIAN KECIL BERDISSOSIASI DAN SEBAGIAN BESAR BELUM TERDISSOSIASI

SIFAT ELEKTROLIT BEBERAPA JENIS LARUTAN DLM AIR CATATAN: AIR MERUPAKAN PENGHANTAR ARUS YG BURUK (NON KONDUKTOR), SE- INGGA PENAMBAHAN ZAT TERLARUT TERTENTU KE DLM AIR DAPAT MEMBENTUK SUATU LARUTAN YG DAPAT MENGHANTARKAN ARUS LISTRIK DENGAN BAIK SIFAT ELEKTROLIT BEBERAPA JENIS LARUTAN DLM AIR Non elektrolit Elektrolit kuat Elektrolit lemah H2O (Air) NaCl HCl HCHO2-asam format C2H5OH-etanol MgCl2 HBr HC2H3O2-asam asetat C6H12O6-glukosa KBr HI HClO-asam hipokhlorit C12H22O11-sukrosa KClO4 HNO3 HNO2-asam nitrit CO(NH2)2-urea CuSO4 H2SO4 H2SO3-asam sulfit C2H6O2-etil-glikol Al2(SO4)3 HClO4 NH3-amoniak C3H8O3-gliserol LiNO3 lainnya C6H5NH2

SIFAT ANOMALI DISOSIASI Disosiasi elektrolit akan menyebabkan senyawa terlarut terurai dlm bentuk ion. Jumlah zat terlarut akan tergantung pada α (derajat disosiasi). Jika kita campurkan NaCl dan HCl dlm larutan akan berdisosiasi sempurna menjadi: HCl ==  H+ + Cl- NaCl  ==  Na+ Cl-

secara nyata partikel menjadi tiga jenis ion dan zat terlarut ini menghasilkan sifat koligatif yg lebih besar daripada satu jenis zat terlarut (diduga). Maka zat terlarut akan berubah menjadi : nilai terukur nilai percobaan i = ------------------ = ---------------------- nilai yg diduga nilai teoritis untuk kebanyakan zat terlarut seperti urea, gliserol, sukrosa nilai i besarnya = 1. Zat terlarut lainnya nilai i lebih besar dari 1. i = 1 + (n-1)α, dimana n = jumlah partikel yg terbentuk.

TERIMAKASIH ATAS PERHATIANNYA SELESAI… TERIMAKASIH ATAS PERHATIANNYA