BAB I LARUTAN DAN KONSENTRASI LARUTAN

Transkripsi

1

2 BAB I LARUTAN DAN KONSENTRASI LARUTAN Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajarari pada bagian bab ini, diharapkan mahasiswa 1. Dapat menjelaskan Satuan konsentrasi larutan yang biasa digunakan di laboratorium. dapat mempersiapkan larutan dalam berbagai satuan konsentrasi 3. dapat mengubah satuan konsentrasi tertentu ke satuan konsentrasi lain 1.1 Definisi Larutan Campuran zat-zat terlarut dan pelarut yang komposisinya merata atau serba sama (homogen) disebut dengan Larutan. Suatu larutan dapat terdiri dari satu zat terlarut atau lebih dan satu macam pelarut, tetapi umumnya terdiri dari satu jenis zat terlarut dan satu pelarut. Berbicara tentang larutan, kata-kata solven (pelarut) dan Solut (zat yang terlarut) sudah umum disebutkan, Solven sebagai komponen yang secara fisik tidak berubah jika larutan terbentuk, sedangkan solut sebagai semua komponen yang larut dalam pelarut. Ditinjau dari ukuran partikel yang terlarut, Larutan homogen dibedakan menjadi yaitu larutan sejati dan koloid. Konsentrasi Larutan 1 Tabel 1.1 Tabel perbedaan larutan sejati dengan koloid Jenis Larutan Ukuran Contoh Sifat Larutan Sejati < 1 nm Larutan Garam dapur, larutan gula, larutan cuka Larutan Koloid nm koloid susu, Memiliki Efek Tyndal, Gerak Brown dan dapat dipisahkan dengan kertas semipermeabel 1. Proses Pelarutan dari sudut Pandang Molekul Pada cairan dan padatan, molekul-molekul saling terikat dengan adanya tarik-menarik antar molekul. Gaya ini akan memainkan peran penting dalam pembentukan larutan. Air sebagai pelarut dalam fasa cair memiliki ikatan hydrogen antara molekul HO yang satu dengan yang lainnya. Bila suatu zat melarut dalam pelarut seperti air, proses pelarutan dapat dibayangkan melalui tiga tahap. Tahap pertama adalah pemisahan molekul pelarut, tahap ke dua pemisahan molekul zat terlarut, dan tahap ke tiga molekul pelarut dengan zat terlarut bercampur. Proses pembentukan larutan dari padatan ion dalam air seperti larutan NaCl dalam air, molekul air yang memiliki dwikutub yang terdiri dari sisi negatif dan sisi positif. Sisi negative dari dwikutub ini Konsentrasi Larutan

3 mengelilingi ion positif dari ion Na + sedangkan sisi positif dwikutub mengelilingi ion negative dari ion Cl -. Seperti terlihat pada Gambar 1.1 SumberPetrucci Gambar 1.1 Pelarutan Kristal ion dalam air. Kemudahan partikel zat terlarut menggantikan molekul pelarut bergantung pada kekuatan relative dari tiga jenis interaksi a. interaksi pelarut-pelarut b. interaksi zat terlarut-zat terlarut c. interaksi pelarut-zat terlarut Kalor pelarutan mengikuti rumus : Hpelarutan Dimana :kalor pemutusan ikatan pelarut-pelarut kalor pemutusan ikatan zat terlarut- zat terlarut kalor pembentukan ikatan pelarut zat terlarut Konsentrasi Larutan 3 Kalau interaksi pelarut-zat terlarut lebih kuat dibandingkan interaksi pelarut-pelarut dan inetraksi zat terlarut-zat terlarut, maka proses pelarutannya disebut eksoterm ( Hpelarutan < 0), sebaliknya Kalau interaksi pelarut-zat terlarut lebih lemah dibandingkan interaksi pelarut-pelarut dan inetraksi zat terlarut-zat terlarut, maka proses pelarutannya disebut endoterm ( Hpelarutan > 0) 1.3 Konsentrasi Larutan Larutan yang merupakan campuran homogen, komposisinya dapat berbeda. Misalnya dua buah larutan garam yang pelarutnya samasama satu liter, sedangkan jumlah garam terlarut berbeda. Dari dua larutan tersebut orang lain tidak bisa mengetahui secara langsung berapa garam yang tekandung di dalamnya. Sebagai informasi mengenai jumlah realtif solut dan sovent dalam larutan digunakan istilah konsentrasi larutan Konsentrasi Larutan adalah Jumlah zat terlarut dalam setiap satuan larutan atau pelarut. Konsentrasi larutan merupakan suatu label larutan, agar larutan tersebut bisa memberikan gambaran atau informasi tentang perbandingan jumlah zat terlarut dan jumlah pelarutnya. Konsentrasi larutan yang sering dipergunakan dilaboratorium diantaranya adalah molaritas (M), Normalitas (N), Fraksi Mol ( X), molalitas (m) dan ppm. Berikut ini akan dibahas bagaimana mengungkapkan konsentrasi larutan beberapa satuan. Konsentrasi Larutan

4 Molaritas Ada beberapa cara untuk memperoleh konsentrasi larutan secara kuantitatif. Suatu istilah yang sangat berguna yang berkaitan dengan stoikiometri suatu reaksi dalam larutan disebut konsentrasi molar atau molaritas, dengan simbol M. Dinyatakan sebagai jumlah Penyelesaian: Untuk menghitung molaritas, kita ambil perbandingan antara jumlah mol solut dengan jumlah liter larutan. Ini berarti kita mengetahui jumlah NaOH dalam mol dan volume larutan dalam liter. Massa rumus NaOH 0,0 g/mol, dengan demikian: mol suatu solut dalam larutan dibagi dengan volume larutan yang ditentukan dalam liter.,00 g NaOH 1molNaOH 0,0gNaOH = 0,0500 mol NaOH Molaritas( M) mol solut liter larutan Larutan yang mengandung 1 mol NaCl dalam 1 L larutan mempunyai molaritas 1 M. Jika larutan ada larutan tertulis HCl 0,1 M berarti dalam satu liter larutan terdapat 0,1 mol HCl. Sekarang cobalah diperhatikan suatu contoh yang memperlihatkan bagaimana menghitung suatu larutan. Jika dinyatakan dalam liter, 00 ml menjadi 0,00 L. dengan demikian molaritasnya adalah: 0,05 mol NaOH Molaritas = 0, L larutan = 0,50 mol NaOH/liter = 0,50 M NaOH Alasan molaritas merupakan konsentrasi yang sangat berguna adalah karena jika kita mengetahui molaritas suatu larutan, kita dapat Contoh Soal 1.,00 gram natrium hidroksida, NaOH (senyawa yang banyak ditemukan dalam pembersih Drano), dilarutkan dalam air dan membentuk larutan dengan volume 00 ml. Berapa molaritas NaOH dalam larutan? menentukan jumlah mol solut yang diinginkan dengan cara mengukur volumenya yang tepat. Sebagai contoh, misalnya kita mempunyai suatu wadah yang besar dan berisi 0,50 M larutan NaOH dan misalnya kita membutuhkan suatu reaksi jumlah NaOH tepat 0,50 mol. Label yang ada pada wadah itu tertulis setiap liter larutan mengandung 0,50 mol NaOH, dengan demikian apa yang akan kita kerjakan adalah mengambil sejumlah 1 L larutan dan kita akan memperoleh 0,5 mol NaOH. Demikian juga, jika kita ingin membutuhkan 0,5 mol NaOH Konsentrasi Larutan 5 Konsentrasi Larutan 6

5 untuk suatu percobaan, kita dapat mengambil larutan itu sejumlah L larutan dan jika membutuhkan hanya 0,15 mol NaOH, kita dapat mengambil sejumlah 0,5 L (500 ml) larutan. Oleh sebab itu untuk penggunaan molaritas secara tepat, kita harus mempelajari hubungan mol suatu solut dengan volume larutan dan contoh-contoh berikut ini memperlihatkan bagaimana hubungan ini dilaksanakan. Contoh Soal Berapa mililiter dari larutan 0,5 M NaOH yang dibutuhkan untuk mendapatkan 0,0 mol NaOH? Analisa: Untuk perhitungan, molaritas merupakan jembatan antara mol zat terlarut dan volume larutan. Pada label tertulis 0,5 M NaOH, dalam 1 liter larutan mengandung 0,5 mol NaOH. Angka ini dapat digunakan sebagai faktor konversi yang langsung dapat digunakan atau diubah lebih dahulu: 0,5 mol NaOH atau 1 L larutan 1L larutan 0,5 mol NaOH Kita dapat juga mengubah volume menjadi milliliter dan ditulis sebagai berikut: 0,5 mol NaOH 1000 ml larutan 1000 ml larutan 0,50 mol NaOH Kemudian untuk menjawab soal ini kita mulai dengan mengubah arti molaritas yang tertulis menjadi faktor konversi, dengan demikian soal ini dapat dijawab secara tepat. Penyelesaian: Kita dapat mengubah bentuk soal ini menjadi: Untuk 0,0 mol NaOH setara ml larutan NaOH 0,5 M Untuk mengubah mol NaOH menjadi milliliter larutan, kita butuhkan faktor konversi mol NaOH dalam denominator. Karena kita membutuhkan jawaban dalam milliliter, maka: 1000 ml larutan 0,0 mol NaOH = 80 ml larutan 0,5 mol NaOH Dengan demikian kita ambil 80 ml larutan 0,5 M NaOH, yang berarti mengandung 0,0 mol NaOH. Contoh Soal 3. Berapa gram NaOH yang ada dalam 50 ml larutan 0, M NaOH? Analisa: Kita dapat menulis soal ini menjadi: 50 ml larutan setara dengan berapa g NaOH Molaritas dapat digunakan sebagai faktor konversi suntuk mengubah ml larutan menjadi mol NaOH dan kemdian kita gunakan massa formula NaOH untuk mendapatkan jumlah gramnya. Konsentrasi Larutan 7 Konsentrasi Larutan 8

6 Penyelesaian: Mula-mula, 0, M diubah menjadi perbandingan mol dengan volume. 0,00 M berarti 0, mol NaOH 1000 ml larutan Kemudian perbandingan ini digunakan sebagai faktor konversi untuk menghitung ml larutan. 0, mol NaOH 50 ml larutan = 0,0 mol NaOH 1000 ml larutan Massa formula NaOH adalah 0,0 g/mol. Maka: 0,0 mol NaOH 0 g NaOH = 0,8 g NaOH 1mol NaOH Dengan demikian 50 ml NaOH 0, M mengandung 0,8 g NaOH. Kadang-kadang jika anda sedang bekerja di Laboratorium, membutuhkan larutan dengan konsentrasi tertentu. Untuk membuat larutan ini tidak begitu sukar, seperti dapat dilihat pada contoh berikut: Contoh Soal Berapa gram perak nitrat, AgNO3 dibutuhkan untuk membuat 500 ml larutan AgNO3 0,300 M? Analisa: Apa yang sebetulnya kita butuhkan disini adalah berapa gram AgNO3 yang harus ada dalam larutan akhir. Jika kita dapat membayangkannya, kita dapat menimbang solut yang dibutuhkan, kemudian dilarutkan Konsentrasi Larutan 9 dalam pelarut secukupnya sesuai dengan larutan yang diinginkan. Dengan demikian soal ini dapat dijawab seperti yang disajikan ini. Penyelesaian: Mula-mula, molaritas diubah menjadi 0,3 mol AgNO3 0,300 M AgNO3 berarti 1000 ml larutan Dalam larutan akhir, jumlah AgNO3 yang harus ada adalah: 0,3 mol AgNO3 500 ml larutan = 0,15 mol AgNO ml larutan Massa molar AgNO3 adalah 170 g/mol. Dengan demikian 0,15 mol AgNO3 170 g AgNO 1mol AgNO Konsentrasi Larutan = 5,5 g AgNO3 Untuk mempersiapkan larutan yang diminta pada contoh di atas, kita harus melarutkan 5,5 g AgNO3 dalam sejumlah air sehingga volume akhir menjadi tepat 500 ml. Untuk mengukur volume dengan tepat digunakan labu takar (Gambar 3.). Labu ini berisi volume tertentu jika diisi sampai tanda garis yang melingkar pada leher labu tersebut. Gambar 3.5 memperlihatkan langkah-langkah yang dilaksanakan untuk membuat larutan tersebut. Sebagai langkah akhir untuk pembuatan larutan dalam contoh ini adalah volume larutan diisi sampai volume akhir tepat 500 ml. Kita tidak boleh menambah air 500 ml ke perak nitrat, karena hal ini menyebabkan volume akhir menjadi sedikit lebih besar dari 500 ml

7 (baik solut maupun pelarut mengambil ruang yang ada dalam labu takar). Jika benar dilaksanakan penambahan air 500 ml, maka konsentrasi akan menjadi sedikit lebih kecil dari 0,3 M (sesuai dengan konsentrasi yang kita inginkan), karena solut lebih terpencar dalam volume yang sedikit lebih besar dari yang diharapkan Menentukan Molaritas Larutan Pekat Bahan atau zat berupa larutan yang tersedia dilaboratorium, seperti HNO3, HSO, NH3, HCl dan lain-lain umumnya berupa larutan pekat yang dikemas dalam suatu botol. Masing-masing larutan pekat tersebut diberi label perihal keterangan mengenai larutan. dahulu satuan dari molaritas molaritas yaitu mol suatu zat per liter larutan. Untuk mengubahnya dapat dilakukan sebagai berukut : massa zat per liter larutan = ( kg / L) xpersen(/100) x konsentrasi molaritas dapat ditulis : Molaritas (zat X) = ρ(kg/l). %. Mr(X) 1000g 1kg 1000g, sehingga 1kg Sedangkan untuk zat berupa padatan molaritan larutan dapat dihitung dengan persamaan Konsentrasi larutan pekat yang tersedia di laboratorium umumnya diberikan dalam bentuk persen (%). Larutan HSO/p biasanya mempunyai persentase %, HCl/p antara %. Bila kita menginginkan konsentrasi larutan dalam bentuk molaritas atau yang lainnya, maka perlu diperhatikan keterangan lain yang Molaritas = Contoh Soal 5. m(x) x Mr(X) 1 V(liter) terdapat pada label dari larutan tersebut, seperti berat jenis, Molekul relatif (Mr), dan yang lainnya. Sebelumnya Telah dibicarakan bahwa konsentrasi larutan dalam molaritas menyatakan banyaknya mol suatu senyawa setiap liter larutan. Yang perlu diperhatikan dalam mengubah konsentrasi dari % Asam sulfat pekat yang diproduksi dari pabrik dan disering digunakan dilaboratorium mempunyai konsetrasi antara 95 % - 97%. Berat jenis larutan asam tersebut adalah 1,8 kg/l (Mr = 98,08). Kalau larutan tersebut diubah konsentrasinya menjadi molaritas, berapa M konsentrasinya. ke konsentrasi lainnya adalah masalah satuan. Kalau kita akan merubah konsentrasi menjadi molaritas. Maka kita harus tahu terlebih Konsentrasi Larutan 11 Konsentrasi Larutan 1

8 Penyelesaian : Dik : = 1,8 kg/l % = 96 % = 96/100 Mr(HSO= 98,08 Dit. Molaritas =? Penyelesaian : g 1,8 kg/l x x 100 1kg Molaritas HSO = Mr(H SO ) = 18,01 mol/l = 18 M Contoh Soal 6 1. Hitung kemolalan larutan metil alkohol (M r = 3), dengan melarutkan 37 g metil alkohol (CH3OH) dalam 1750 g air. Penyelesaian : 37 g mol zat terlarut 3,0 Kemolalan g mol 1,156 mol 1,156 mol 0,680 m 1,1750 kg. Suatu larutan asam sulfat sebanyak 00 ml mempunyai konsentrasi 0% berat, dan kerapatannya 1,00 g/ml. Hitung kemolalan larutan, Mr HSO = 98. Jawab : Molalitas (m) Molalitas merupakan suatu konsentrasi larutan yang menyatakan banyaknya mol senyawa atau zat setiap kilogram pelarut (solvent). Jika Mm adalah massa molar (g mol -1 ), maka : gram Kemolalan(m) M m zat terlarut kg pelarut 1,00 g Berat larutan 00 ml 0 g ml Berat H SO (zat terlarut) 0,00 Jumlah molh Berat (pelarut) Kemolalan SO 8,0 g 98 g mol 1 0,90 mol 0,19 0 8,0 g 8,0 g 0,90 mol H 19 g,55 m H SO SO Konsentrasi Larutan 13 Konsentrasi Larutan 1

9 Menentukan Molalitas Larutan Pekat Menentukan molalitas larutan dari larutan pekat, terlebih dahulu dihitung massa dari zat terlarut dan massa pelarutnya. Kalau larutan yang konsentrasinya dinyatakan dalam % dan berat jenisnya diketahui, maka massa zat dapat dihitung : Massa zat = 1000g ρ(kg/l)xpersen(/100)x 1Kg Kemudian jika dalam larutan tersebut hanya terdiri dari satu macam zat terlarut dan pelarut saja, maka massa pelarutnya adala sebagai berukut : Massa pelarut = ( kg / L) x( 100% %) molalitas = mol/kg pelarut ρ(kg/l). %. (1000g/1kg) molalitas = M (X).ρX).ρ().(100% %). m Untuk zat padat yang dilarutkan dalam air molalitas (m) larutan dihitung dengan persamaan Molalitas = Dimana m(x) m(x) x M (X) m 1 m(pelarut) = massa zat X dalam gram m(pelarut) = massa pelarut dalam kg Contoh Soal 7. Ubahlah konsentrasi larutan HSO pekat 96 % dan berat jenisnya = 1,8 mejadi molalitas Penyelesaian Molalitas HSO = Normalitas (N) = M m ρ(h SO ).%(H SO ).(1000g/1kg) (H SO ).ρ.ρ SO ).(100% %(H SO 1, 8( kg / L). 96 / 100.( 1000g / 1kg) 98( g / mol). 1, 8( kg / L)( 1 0, 96) =,9 mol/kg pelarut =,9 m Normalitas disefinisikan sebagai jumlah mol ekivalen dari suatu zat per liter larutan. Atau Normalitas = molekivalen V(Liter) gram zat terlarut Normalitas massa ekivalen x liter larutan )). Konsentrasi Larutan 15 Konsentrasi Larutan 16

10 Contoh Soal 8 1. Hitung kenormalan larutan yang mengandung 36,75 g HSO dalam 1,5 liter larutan. Mr HSO = 98. Jawab : Massa ekivalen 9 36,75 Kenormalan 0,50 N 91,50 Untuk padatan yang dilarutkan dalam air, normalitas larutan dapat ditentukan denga rumusan berikut: m(x) 1000 = x x n M (X) V(ml) m dimana n adalah banyaknya ekivalen setiap mol zat X., Harga n suatu zat dapat dihitung dari bobot ekivalennya. Bobot ekuivalen suatu zat yng terlibat dalam suatu reaksi, yang digunakan sebagai dasar untuk suatu titrasi, didefinisikan sebagai 1. Asam basa Bobot ekuivalen adalah bobot dalam gram (dari) suatu zat yang diperlukan untuk memberikan atau bereaksi dengan i mol (1,008 g) H +. Redoks. Bobot ekuivalen adalah botot dalam gram (dari suatu zat yang diperlukan untuk memberikan atau bereaksi dengan i mol elektro. 3. Pengendapan atau pembentukan kompleks bobot gram ekuivalen adalah bobot dalam gram (dari) zat itu yang diperlukan untuk memberikan atau bereaksi dengan i mol kation univalen, ½ mol kation divalen, 1/3 mol kation trivalen dan seterusnya Menentukan Normalitas Larutan Pekat Cara menentukan normalitas larutan pekat dapat ditentukan dengan persamaan g 1,8kg/L x x 100 1kg Normalitas = M (H SO ) m x n Hubungan bobot ekuivalen dan bobot molekul dapat dirumuskan sebagai berukut : Mr gram ekuivalen = n dimana untuk asam basa n = jumlah mol ion H +, untuk Redoks n = banyaknya elektron, dan untuk kompleks n = jumlah muatan kation. Catatan Parts per million (ppm) Konsentrasi Larutan 17 Konsentrasi Larutan 18

11 Yaitu menyatakan banyaknya gram suatu zat dalam 10 6 gram larutan. m( zat) ppm = x10 6 ppm m( sampel) Fraksi mol menyatakan mol suatu zat per jumlah mol keseluruhan; Contoh Soal 9 1. Hitung berapa % berat NaCl yang dibuat dengan melarutkan 0 g NaCl dalam 55 g air. Penyelesaian : 0 % berat NaCl = X1 = mol( zat1) mol( total) Contoh Soal 10 : = 6,67 % berat Konsentrasi dalam Persen Dalam bidang kimia sering digunakan persen untuk menyatakan konsentrasi larutan. Persen konsentrasi dapat dinyatakan dengan persen berat (% W/W), persen volume (% V/V) dan persen berat/volume (% W/V). a. Persen berat (% W/W) gram zat terlarut Persen berat (% W/W) 100 gram larutan. Hitung % W/W, CH3COOH dalam 5 ml cuka dengan kerapatan 1,008 g/ml, yang mengandung 0,589 g CH3COOH. Penyelesaian 0,589 g CH 3COOH % CH3COOH = 100 g 5 ml 1,008 = 5,1% b. Persen volume (% V/V) mlzat terlarut Persen volume (% V/V) = 100 ml larutan ml Konsentrasi Larutan 19 Konsentrasi Larutan 0

12 Contoh Soal 11 : 50 ml alkohol dicampur dengan 50 ml air menghasilkan 96,5 ml larutan. Hitung persen volume masing-masing komponen. Penyelesaian 50 persen volume alkohol = ,5 = 51,79% 50 persen volume air = ,5 Contoh Soal 1 : = 51,79% Suatu larutan diperoleh dengan melarutkan 33 g alkohol, (C H5OH) dalam air sehingga diperoleh 100 ml larutan. Jika kerapatan CH5OH murni 0,785 g/ml, hitung konsentrasi CH5OH dinyatakan dalam persen volume. Penyelesaian Volume alkohol semula,0 Volume 100,0% 100 c. Persen berat/volume (% W/V) 33,0 ml 0,785 Konsentrasi Larutan 1 gram zat terlarut Persen berat-volume (% W/V) = 100 ml larutan Persen berat sering digunakan karena tidak bergantung pada temperatur. Parts Per Million dan Parts Per Billion Jika larutan sangat encer digunakan satuan konsentrasi parts per million, ppm (bagian per sejuta), dan parts per billion, ppb (bagian per milliard). Satuan ini banyak digunakan dalam analisis unsur dalam jumlah trace (kelumit) dengan SSA (Spektrometri Serapan Atom) Contoh ppm mg zat terlarut 1L larutan 1 μ g zat terlarut 1ppb 1L larutan 1. Suatu larutan aseton dalam air mengandung 8,60 mg aseton dalam 1, L larutan. Jika kerapatan larutan 0,997 g/cm 3, hitung konsentrasi aseton dalam (a) ppm dan (b) ppb. Penyelesaian : (a) ppm aseton = berat zat terlarut 10 berat larutan Berat aseton 8,60 mg = 8,60 x 10-3 g Konsentrasi Larutan 6 ppm

13 Berat air ppm aseton = (b) ppb aseton = Fraksi Mol (x) fraksi mol A X A fraksi mol zat terlarut = 1, L x 1000 ml/l x 0,997 g/ml = 1, x 10 g 8,60 g aseton 10 1,10 g air = 0,0 ppm = n berat aseton berat air 10 8,60g aseton 10 1,10 g air A n Total = 0 ppb jumlah mol zat terlarut jumlah mol zat terlarut jumlah mol pelarut jumlah mol pelarut fraksi mol pelarut jumlah mol zat terlarut jumlah mol pelarut Contoh Soal 1 Hitung berapa fraksi mol NaCl dan fraksi mol HO dalam larutan 117 g NaCl dalam 3 kg HO. Penyelesaian : kg g NaCl air ,5 mol ,6 mol fraksi mol NaCl 0,01 168,6 166,6 fraksi mol air 0, ,6 Contoh Soal 15 Hitung fraksi mol HSO dalam larutan yang mengandung 0,56 mol dalam 1 kg HO jika diketahui Mr. HO = 18 g/mol. Penyelesaian : Jumlah mo l air ,56 mol Konsentrasi Larutan 3 Konsentrasi Larutan

14 fraksi mol Keformalan (F) H SO 0,56 0,56 55,56 0,56 56,1 0,010 jumlah massa rumus zat terlarut Keformalan liter larutan Contoh Soal 16 Hitung keformalan suatu larutan diperoleh dengan melarutkan 1,90 g NaSO dalam 0,085 liter larutan.. Penyelesaian : Massa Molar, NaSO : 1 1,90 1,90 g Na SO 0,013 berat rumus 1 0,013 keformalan 0,16 F 0,185 Konsentrasi larutan di atas dikelompokkan dalam satuan fisik atau satuan kimia. Konsentrasi yang termasuk dalam satuan Fisika dan Kimia dapat di lihat pada tabel berikut Konsentrasi Larutan 5 Tabel 1.1 Konsentasi Larutan dalam Satuan Kimia Lambang Nama Rumus % W/W persen berat % V/V persen volume % W/V persen berat-volume % mg persen miligram Ppm Ppb parts per milion parts per bilion gram zat terlarut gram larutan 100 ml zat terlarut 100 ml larutan gram zat terlarut ml larutan 100 mg zat terlarut ml laru tan 1 mg zat terlarut 1 L larutan 1 μ g zat terlarut 1 L larutan Tabel 1. Konsentrasi Larutan dalam satuan Kimia Lambang Nama Rumus X F M 1 3 fraksi mol Formal Molar mol zat terlarut mol zat terlarut mol pelarut massa rumus zat terlarut liter larutan mol zat terlarut liter larutan Konsentrasi Larutan 6

15 1 3 M Molal mol zat terlarut kg pelarut N normal ekivalen zat terlarut liter larutan m Eq miliekivalen seperseribu mol muatan Osm osmolar osmols liter larutan Soal Latihan Konsentrasi Larutan 1. 0,395 g KMnO dimasukkan ke dalam labu ukur 50 ml, kemudian ditambah dengan air hingga volume larutan mencapai tanda batas pada labu. Tentukan konsentrasi dari larutan KMnO tersebut dalam molaritas. Hitung konsentrasi larutan dalam molaritas dari : a. gram NaOH dalam 750 ml larutan b. 0,5 mol HCl dalam liter larutan c. 56,5 g NaCl yang larut dalam liter larutan d. 0,1 mol HSO dalam 1 liter larutan 3. Hitung konsentrasi larutan dalam molaritas dari : a. HCl pekat 3 % yang mempunyai berat jenis 1,16 kg/l b. HNO3 pekat 69 % dengan berat jenis 1,0 kg/l c. KClO3 pekat 60 % yang berat jenisnya 1,530 Konsentrasi Larutan 7. Hitung normalitas dari masing-masing larutan soal no.dan 3 5. Berapa gram NaCO3 yang diperlukan untuk membuat liter larutan NaCO3 1,5 M. 6. Bila 0,585 g padatan NaCl dilarutkan dalam 500 ml air (berat jenis air = 1 kg/l). hitung konsentrasi larutan ini dalam molalitas (m). 7. Berapa gram KCrO7 yang diperlukan untuk membuat laruran : liter larutan KCrO7 0, M Suatu larutan dibuat dengan cara melakukan HSO 100% sebanyak 80 gram dalam 10 gram air mempunyai berat jenis 1,303 g/ml. Hitung : a). Persen berat b). Kemolalan c). Kemolaran d). Fraksi mol 8. Suatu larutan 5% berat dari NaNO3 mempunyai kerapatan 1,368 g/ml. Hitung a. fraksi mol, b. kemolaran dari NaNO3. 9. Kerapatan dan persen berat suatu larutan asam sulfat 1,8 g ml -1 dan 37% W/W.Hitung : a). Keformalan larutan b). Kemolaran c). Kemolalan d). Fraksi mol HSO 10. Berapa gram zat terlarut berikut yang diperlukan untuk membuat : Konsentrasi Larutan 8

16 a. Larutan KCl 0, M sebanyak liter b. Larutan KMnO 1 M sebanyak 50 ml c. Larutan KMnO yang mengandung mol Mn sebanyak 500 ml d. Larutan Fe(SO)3 yang mengandung 5 ppm besi 11. Berapa ml larutan pekat yang diperlukan untuk membuat larutan berikut : a. Laruran HSO 0,1 N sebanyak liter dari asam sulfat pekat ( 97 %, berat jenisnya 1.8 kg/l) b. Laruran HCl 1 M sebanyak 750 ml dari HCl pekat 3 % yang mempunyai berat jenis 1,16 kg/l c. Larutan HNO3 10 % sebanyak liter dari HNO3 pekat 69 % dengan berat jenis 1,0 kg/l Konsentrasi Larutan 9

17 BAB II KONSENTRASI PENGENCERAN Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajarari pada bagian bab ini, diharapkan mahasiswa : 1. Menjelaskan prinsip-prinsip dalam pengenceran. dapat mlakukan pengenceran latutan dan perhitungannya 3. mengggunakan konsep pengenceran dalam mempersiapkan larutan di laboratorium.1 Pengertian Pengenceran Dalam pekerjaan sehari-hari di Laboratorium, biasanya kita menggunakan larutan yang lebih rendah konsentrasinya dengan cara menambah pelarutnya. Di laboratorium kimia membeli larutan senyawa kimia dalam air yang konsentrasinya pekat, sebab cara ini adalah cara yang sangat ekonomis. Biasanya senyawa kimia yang dibeli ini demikian pekatnya, untuk keperluan sehari-hari larutan ini harus diencerkan. Proses pengenceran adalah mancampurkan larutan pekat (konsentrasi tinggi) dengan cara menambahkan pelarut agar diperoleh volume akhir yang lebih besar atau konsentrasi yang lebih kecil. Gambar.1 Pelarutan dan Pengenceran. Menentukan konsentrasi larutan hasil pengenceran Pengenceran yang dimaksudkan dalam larutan kimia, yaitu memperbesar jumlah pelarut pada suatu larutan yang mempunyai jumlah mol zat tertentu. Pengenceran yang biasa dilakukan adalah dengan mengambil larutan yang mempunyai konsentrasi volume tertentu kemudian ditambah dengan pelarut (aquades untuk pelarut air) sampai volumenya sesuai dengan yang diharapkan. Hasil pengenceran jumlah mol zat terlarut yang ada dalam larutan tidak berubah, akan konsentrasi larutan berubah, hal ini disebabkan oleh perubahan volume pelarut. Konsentrasi Pengenceran 30 Konsentrasi Pengenceran 31

18 mol zat sebelum diencerkan = mol zat setelah diencerkan n1 = n Lar. Sebelum diencerkan Lar. setelah diencerkan + a Gambar.. a) 50 ml larutan CuSO M, b) larutan a yang sudah ditembah dengan 750 ml pelarut b 50 ml 0,1 mol NaCl Kon. NaCl = 0,1 mol 0,5 liter 50 ml H ml 0,1 mol NaCl = M Kons. NaCl = 0,1 mol = M 0,50 liter Gambar.3 Perubahan konsentrsasi yang terjadi dalm pengenceran Kalau kita memisalkan : volume dan konsentrasi larutan n, adalah : Hubungan antara konsentrasi M (molaritas), Volume V dan mol M n, maka n = M x V V Pada pengenceran jumlah zat terlarut tidak berubah, yang berubah adalah jumlah pelarut, sehingga jumlah mol zat terlarut sebelum dan sesudah diencerkan tetap. sebelum diencerkan masing-masing adalah V1 dan M1 (M untuk molaritas) sedangkan volume dan konsentrasi larutan sesudah diencerkan masing-masing adalah V dan M, maka berlaku hubungan : n1 = n M1 x V1 = M x V Konsentrasi Pengenceran 3 Konsentrasi Pengenceran 33

19 Demikian juga untuk konsentrasi yang lainnya seperti : N (normalitas), mol ekivalen zat terlarut sebelum dan sesudah dilakukan pengenceran tidak berubah. grek. sebelum diencerkan = grek setelah diencerkan molek1 = molek N1 x V1 = N x V Dimana : N1 V1 N V = konsentrasi (normalitas ) larutan sebelum diencerkan = volume larutas sebelum diencerkan = konsentrasi (normalitas) larutan setelah diencerkan = volume larutan setelah diencerkan Tabel.1 Larutan Pekat yang konsentrasinya tinggi di Laboratorium Reagen Berat jenis Persen Molaritas (g/ml) massa Asam sulfat (HSO) 1, Asam klorida (HCl) 1, Asam fosfat (H3PO) 1, Asam nitrat (HNO3) 1, Asam asetat (HCH3O) 1, ,5 Larutan ammonia dalam air ( NH3) 0, Konsentrasi Pengenceran 3 Contoh Soal 1 Seorang asisten mahasiswa memelukan larutan HCl 1 M sebanyak 1000 ml untuk kegiatan praktikum mahasiswa bimbingannya. Larutan yang ada di laboratorium adalah HCl pekat 3 % yang berat jenisnya 1,16 kg/l. (Mr(HCl) = 36,5 g/mol) a. Berapa ml larutan HCl pekat yang diperlukan. b. berapa meliliter aquades yang diperlukan untuk pengenceran. c. bagaimana cara membuatnya. Contoh Soal Contoh Soal. Berapa ml HSO pekat (18,0 M) yang dibutuhkan untuk membuat 750 ml larutan HSO 3,00 M? Penyelesaian: Gunakan rumus 3.1 M1V1 = MV M1 = 18,0 M M = 3,00 M V1 =? V = 750 ml Jawab Vi adalah: Konsentrasi Pengenceran 35

20 V 1 V1 = M V M 1 (3,00M )(750mL) 18,0M V1 = 15 ml Untuk membuat larutan ini, diencerkan 15 ml HSO pekat menjadi volume akhir 750 ml. Ada hal penting untuk pengamanan yang perlu diperhatikan pada contoh di atas. Jika suatu larutan senyawa kimia yang pekat diencerkan, kadang-kadang sejumlah panas dilepaskan. Hal ini terutama dapat terjadi pada pengenceran asam sulfat pekat. Agar panas ini dapat dihilangkan dengan aman, asam sulfat pekat yang harus ditambahkan ke dalam air, tidak boleh sebaliknya. Jika air ditambahkan ke dalam asam sulfat pekat, panas yang dilepaskan sedemikian besar yang dapat menyebabkan air mendadak mendidih dan menyebabkan asam sulfat memercik. Jika kita berada didekatnya, percikan asam sulfat ini merusak kulit. Contoh Soal 3 Berapa banyak air yang harus ditambahkan ke dalam 5,0 ml KOH 0,500 M agar diperoleh konsentrasi 0,350 M? Penyelesaian: Persamaan untuk pengenceran adalah: M1V1 = MV M1 = 0,500 M M = 0,350 M V1 = 5,0 ml V =? Dengan cara substitusi kita peroleh: (0,500M)x(5,0mL) V 0,350 M V = 35,7 ml Larutan mula-mula adalah 5,0 ml, harus ditambah 10,7 ml. (Dapat dianggap bahwa penambahan volume bersifat aditif. Bekerja dengan larutan encer biasanya anggapan ini masih cukup valid). Contoh Soal Misalnya 00 ml air ditambahkan ke dalam 300 ml larutan yang pada labelnya tertulis HNO3 0,600 M. Berapa konsentrasi solutdalam larutan akhir? Penyelesaian Kenbali digunakan rumus, Konsentrasi Pengenceran 36 Konsentrasi Pengenceran 37

21 M1V1 = MV M1 = 0,600 M M =? V1= 300 ml V= 00 ml ml = 500 ml Jawab M menjadi: M M1 V V 1 (0,600M )(300mL) (500mL) dileher labu. Dengan cara ini solute larutan awal yang pekat (konsentrasinya tinggi) didistribusi tepat sekali dalam volume akhir. Contoh Soal 5 Bagaimana cara membuat 1 L larutan HCl 1 M dari larutan pekat 30 %, yang berat jenisnya 1,16 kg/l = 0,360 M Konsentrasi HNO3 dalam larutan akhir adalah 0,360 M. Dalam contoh ini, kita menganggap penambahan volume dapat diabaikan. Pada contoh di atas kiat anggap 00 ml HO ditambah 300 ml larutan pekat menghasilkan volume total akhir 500 ml. hal ini sebetulnya kurang benar. Untuk kebanyakan larutan yang biasa digunakan cara ini cukup memadai, tetapi untuk analisa yang harus tepat sekali, harus menggunakan labu takar. Pelarut harus ditambahkan sedikit-sedikit sampai volume larutan mencapai tanda garis yang mengelilingi leher labu takar. Untuk memperoleh larutan dengan molaritas yang diinginkan, kita ambil sejumlah tertentu larutan yang pekat dimasukkan dalam labu takar. Kemudian pelarut ditambahkan sedikit-sedikit sampai volume larutan mencapai tanda garis yang ada Penyelesain: Konsentrasi larutan HCl pekat (M 1) sebagai larutan sebelum diencerkan adalah : M1 = 1,16(kg/L)x(3/100)x(1000g/1Kg) 36,5(g/mol) = 10,17 mol/l Konsentrasi larutan yang akan dibuat (k onsentrasi larutan setelah diencerkan) adalah 1 M yang volumenya 1000 ml (M = 1 mol/l; V = 1000 ml ), sehingga : a. Volume larutan HCl pekat yang diperlukan adalah : M1 x V1 = M x V Konsentrasi Pengenceran 38 Konsentrasi Pengenceran 39

22 V1 = M. V M 1 1(mol/l)x1000 ml = 10,17 (mol/l) = 98,33 ml b. Volume aquades yang diperlukan untuk pengenceran adalah V - V1 = 1000 ml - 98,33 ml = 901,67 ml c. Cara membuatnya adalah sebagai berukut : diambil sebanyak 98,33 ml larutan HCl pekat dengan pipet volum. kemudian dimasukkan ke dalam labu ukur berukuran 1000 ml. larutan tambah dengan aquadet sampai tanda batas. larutan diaduk dan disimpan pada botol penyimpan larutan. Soal Latihan: 1. Larutan NaCl N diencerkan sampai konsentrasinya menjadi 0,5 N. berapa kali lipat volume akhir pengenceran dibanding dengan volume sebelum diencerkan. gram padatan NaOH dilarutkan dalam air sampai volumenya menjadi 100 ml. a. berapa molar konsentrasi larutan tersebut b. bila larutan tersebut ditabah dengan 00 ml air, berapa konsentrasinya. 3. Untuk membuat larutan HSO 0,1 N sebanyak 500 ml, berapa ml asam sulfat pekat yang diperlukan untuk membuat larutan, bila asam sulfat pekat mempunyai konsentrasi 96 %, berat jenisnya 1,8 kg/l. (Ar : H = 1; S = 3 dan O = 16). 150 ml Larutan HCl 0,1 M dicampur dengan 50 ml larutan HCl 0,5 M. Hitung berapa konsentrasi campuran HCl tersebut 5. Bila 5 ml etanol 99,8 % yang berat jenisnya 0,79 kg/l diencerkan sehingga konsentrasinya menjadi 5 %. Berapa volume larutan sesudah diencerkan. 6. Berapa volume larutan AgNO3 0,1 M harus bereaksi dengan 10 ml larutan KCrO M untuk mengendapkan semua kromat sebagai AgCrO. 7. Berapa volume larutan KNO3 1,0 M harus diencerkan dengan air untuk membuat 50 ml larutan KNO3 0, M. 8. Satu liter larutan sampel yang mengandung KOH yang belum diketahui konsentrasi, dilakukan analisis dengan cara mengambil 5 ml kemudian diencerkan dengan aquades sampai volumenya 100 ml selanjutnya dititrasi dengan menggunakan asam. Hasil titrasi ditemukan konsentrasinya 0,1 M. Berapakah konsentrasi pada larutan sampel tersebut. Konsentrasi Pengenceran 0 Konsentrasi Pengenceran 1