Materi Tiga : LARUTAN

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

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

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

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 Pencampuran konsentrasi yang berbeda: M camp = V1 M1 + V2M2 V1 + V2

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 : Asam-asam kuat ( asam halogen, HNO3, H2SO4 ) 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). 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 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.

Sifat Koligatif Larutan Nonelektrolit Sifat koligatif adalah sifat yang bergantung hanya pada banyaknya partikel zat terlarut dalam larutan dan tidak bergantung pada jenis partikel zat pelarut. Penurunan Tekanan-Uap P1 = X1 P 1 P 1 = tekanan uap pelarut murni X1 = fraksi mol pelarut Hukum Raoult Jika larutan hanya mengandung satu zat terlarut: X1 = 1 – X2 P 1 - P1 = DP = X2 X2 = fraksi mol zat terlarut 13.6

PA = XA P A Larutan Ideal PB = XB P B PT = PA + PB PT = XA P A Larutan Ideal PB = XB P B PT = PA + PB PT = XA P A + XB P B 13.6

Kenaikan Titik-Didih DTb = Tb – T b Tb > T b DTb > 0 DTb = Kb m T b adalah titik didih pelarut murni T b adalah titik didih larutan Tb > T b DTb > 0 DTb = Kb m m adalah molalitas larutan Kb adalah konstanta kenaikan titik-didih molal (0C/m) 13.6

Penurunan Titik-Beku DTf = T f – Tf T f > Tf DTf > 0 DTf = Kf m T f adalah titik beku pelarut murni T f adalah titik beku larutan T f > Tf DTf > 0 DTf = Kf m m adalah molalitas larutan Kf adalah konstanta penurunan titik-beku molal (0C/m) 13.6

Soal: Hitunglah titik didih dan titik beku dari larutan benzena jika 257g naftalena (C10H8) dilarutkan ke dalam 500,00g benzena (C6H6). naftalena = 128,16g/mol

DTf = Kf m Kf air = 1,86 0C/m DTf = Kf m Berapakah titik beku suatu larutan yang mengandung 478 g etilena glikol (antibeku) dalam 3202 g air? Massa molar etilena glikol adalah 62,01 g. DTf = Kf m Kf air = 1,86 0C/m = 3,202 kg pelarut 478 g x 1 mol 62,01 g m = mol zat terlarut massa pelarut (kg) = 2,41 m DTf = Kf m = 1,86 0C/m x 2,41 m = 4,48 0C Tf = -4,48 0C 13.6

Tekanan Osmotik (p) Osmosis adalah aliran molekul pelarut secara selektif melewati membran berpori dari larutan encer ke larutan yang lebih pekat. Membran semipermeabel memungkinkan molekul pelarut melewatinya tetapi menhalangi lewatnya zat terlarut. Tekanan osmotik (p) tekanan yang dibutuhkan untuk menghentikan osmosis lebih pekat encer 13.6

Menentukan Massa Molar dari Tekanan Osmotik Soal: seorang dokter yang meneliti sejenis hemoglobin melarutkan 21,5 mg protein dalam air pada 5,00C hingga terbentuk 1,5 ml larutan dengan tujuan untuk menghitung tekanan osmotiknya. Pada kesetimbangan, larutan tersebut memiliki tekanan osmotik sebesar 3,61 torr. Berapakah massa molar hemoglobin tersebut? Petunjuk: Kita ketahui tekanan osmotik (), R, dan T. Kita konversi  dari torr ke atm dan T dari 0C ke K dan gunakan persamaan tekanan osmotik untuk mencari molaritas(M). Kemudian kita hitung mol hemoglobin dari volume dan gunakan massa untuk mencari M. Solusi: 1 atm 760 torr P = 3,61 torr x = 0,00475 atm Suhu = 5,00C + 273,15 = 278,15 K

im = konsentrasi partikel Sifat-sifat Koligatif Larutan Ionik Untuk larutan ionik, banyaknya ion yang ada harus diperhitungkan i = faktor van’t Hoff atau banyaknya ion yang ada Untuk penurunan tekanan uap: P = i XterlarutP 0pelarut Untuk kenaikan titik didih: Tb = i Kb m Untuk penurunan titik beku: Tf = i Kf m Untuk tekanan osmotik:  = i MRT im = konsentrasi partikel

Sifat Koligatif Larutan Elektrolit 0,1 m larutan NaCl 0,1 m Na+ ion & 0,1 m Cl- ion Sifat koligatif adalah sifat yang bergantung hanya pada jumlah partikel zat terlarut dalam larutan dan tidak bergantung pada jenis partikel zat pelarut. 0,1 m larutan NaCl 0,2 m ion dalam larutan jumlah partikel sebenarnya dalam lar. setelah penguraian faktor van’t Hoff(i) = jumlah satuan rumus yang semula terlarut dalam larutan i seharusnya nonelektrolit 1 NaCl 2 CaCl2 3 13.6

Sifat Koligatif Larutan Elektrolit Kenaikan Titik-Didih DTb = i Kb m Penurunan Titik-Beku DTf = i Kf m Tekanan Osmotik (p) p = iMRT 13.6

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.

H+ OH- H+ OH- H+ OH- OH- Autoprotolisis Air H+ H+ OH- H+ pH 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 [H3O+] 10o 10-2 10-4 10-6 10-9 10-11 10-13 10-7 H+ H+ H+ H+ H+ H+ asam basa OH- OH- OH- OH- OH- [OH-] 10-14 10-12 10-10 10-8 10-7 10-5 10-3 10-1

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.

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.