Pemicu III : Larutan

Transkripsi

1 Pemicu III : Larutan Rizki Romadhon Akbar ( ) Rizqi Pandu S ( ) Ryan Januar Rusli ( ) Samhani Mahendra W. ( ) Zulfikar N. ( ) i

2 MIND MAP ii

3 Daftar Isi Kata Pengantar...i Mind Map...ii Daftar Isi...iii Bab I Pendahuluan...1 Bab II Isi II. 1 Larutan II.2 Penentuan Konsentrasi II.3 Sifat Koligatif II.4 Hukum Raoult II.5 Konduktansi II.6 Bilangan Transport dan Migrasi Ion...10 Bab III Jawaban Pemicu...13 Kesimpulan...23 Daftar Pustaka Lampiran iii

4 BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Larutan merupakan salah satu bagian terpenting dari mata kuliah kimia fisika-1. Oleh karena itu, makalah ini disusun untuk memudahkan kami dalam mempelajarinya serta memenuhi kewajiban tugas yang diberikan oleh dosen yang bersangkutan. Tujuan Makalah ini disusun untuk memenuhi tugas yang diberikan oleh dosen mata kuliah kimia fisika-1. Selain itu juga untuk memudahkan kami, tim penyusun, dalam menambah pengetahuan tentang larutan. Yang selanjutnya kami jadikan referensi dalam menjawab permasalahan yang ada dalam pemicu yang diberikan. Rumusan Masalah 1. Bagaimana perbedaan antara larutan elektrolit dan non elektrolit? 2. Bagaimana tentang penjelasan tentang larutan ideal dan tak ideal? 3. Bagaimana sifat koligatif larutan? 4. Mengapa tekanan osmosis memiliki efek yang lebih besar dalam penurunan titik beku air disbanding larutan non elektrolit? 5. Apakah yang dimaksud dengan konduktivitas? Dan bagaimana peranya dalam poengukuran kondktimetri larutan? 6. Bagaimana peran konsentrasi dalam mempengaruhi nilai konduktansi? 7. Bagaimana cara menentukan konduktansi ekuivalen? Metode Penulisan Metode yang kami gunakan dalam penyusunan makalah ini adalah dengan studi pustaka serta browsing internet. Metode ini kami pergunakan karena kami merasa buku dan internet cukup memenuhi kebutuhan kami dalam menggali informasi yang diperlukan demi terpecahkannya pemicu yang ada. iv

5 BAB II ISI II. 1 Larutan Larutan merupakan suatu sistem homogen yang terdiri dari pelarut dan zat terlarut. Pelarut merupakan komponen dengan jumlah yang lebih besar dan berwujud cair apabila larutan terdiri dari campuran antara cairan dengan padatan ataupun cairan dengan gas. Sementara itu, zat terlarut memiliki jumlah yang lebih sedikit bila dibandingkan dengan pelarut dan dapat memiliki wujud apapun. Larutan dibedakan menjadi dua jenis yaitu larutan ideal dan non ideal. Larutan ideal merupakan larutan yang interaksi antarmolekul komponen-komponennya sama besarnya dengan interaksi antarmolekul pada keadaan murni. Larutan ideal memenuhi Hukum Roult yang menyatakan bahwa tekanan uap dari zat pelarut adalah sama dengan fraksi mol zat pelarut di dalam larutan tersebut. Contoh dari larutan ideal adalah benzena dan toluena. Sementara itu, Larutan non ideal merupakan larutan yang penjumlahan volume zat terlarut murni dan zat pelarut murninya tidak sama dengan volume larutan. Terdapat beberapa jenis larutan jika dibedakan berdasarkan wujud komponen pelarut dan zat terlarut yang digunakan. Jenis-jenis dari larutan ini yaitu: (disajikan dalam bentuk zat terlarut dalam pelarut). Larutan gas dalam gas Larutan padatan dalam Larutan gas dalam cairan padatan Larutan cairan dalam cairan Larutan padatan dalam cairan Larutan gas dalam padatan Larutan cairan dalam padatan v

6 Larutan dapat dibedakan berdasarkan daya hantar listriknya menjadi dua jenis, yaitu larutan elektrolit dan larutan non-elektrolit. 1. Larutan Elektrolit Larutan elektrolit merupakan larutan yang memiliki kemampuan untuk menghantarkan arus listrik. Hal ini disebabkan karena larutan dapat mengion. Larutan elektrolit dibedakan menjadi dua berdasarkan tingkat kemampuan dalam menyalurkan arus listrik, yaitu elektrolit kuat dan elektrolit lemah. a. Elektrolit Kuat Elektrolit kuat dapat menyalurkan arus listrik dengan baik karena zat terlarut dapat mengion seluruhnya disebabkan oleh derajat ionisasinya = 1. Larutan-larutan yang tergolong ke dalam elektrolit kuat antara lain larutan asam kuat, basa kuat, dan garam yang memiliki tingkat kelarutan yang tinggi. b. Elektrolit Lemah Elektrolit lemah dapat menyalurkan arus listrik walaupun dengan daya yang lemah karena zat terlarut yang terdapat pada larutan tidak seluruhnya dapat mengion karena derajat ionisasinya berada di antara skala 0 dan 1. Larutanlarutan yang tergolong ke dalam elektrolit lemah antara lain asam lemah, basa lemah, dan garam yang memiliki tingkat kelarutan rendah. 2. Larutan Non-elektrolit Larutan Non-elektrolit merupakan larutan yang tidak dapat menyalurkan arus listrik. Hal ini disebabkan karena zat terlarutnya tidak dapat menghasilkan ion-ion. Larutan urea, glukosa dan alkohol merupakan contoh dari larutan non-elektrolit. II.2 Penentuan Konsentrasi 1. Fraksi Mol (X) 2. Persen Mol (%) 3. Molaritas (M) 4. Molalitas (m) 6

7 Molalitas merupakan perbandingan mol zat terlarut dalam 1000 gram pelarut. Berbeda dengan molaritas, molalitas tidak dipengaruhi dengan perubahan suhu. 5. Persen Berat dan Persen Volume Persen berat merupakan bagian berat dari zat terlarut tiap 100 bagian berat larutan. Sedangkan, persen volume merupakan bagian volume dari zat terlarut tiap 100 bagian volume. Konsentrasi dari suatu larutan dapat dinyatakan dalam satuan berat dan volume sekaligus dimana didapat % (berat/volume). Apabila di dalam suatu larutan tindak dinyatakan persen yang digunakan, maka akan digunakan persen berat. 6. Molalitas Volume (m ) Molalitas volume merupakan suatu penentuan konsentrasi dengan menyatakan jumlah mol zat terlarut yang dilarutkan dalam satu liter larutan. III.3 Sifat Koligatif Sifat koligatif itu adalah sekumpulan sifat sifat umum yang diiliki larutan encer, dimana sifat-sifat tersebut hanya tergantung pada jumlah partikel/molekul dalam larutan yang ada, dan tidak bergantung pada ukuran ataupun berat molekul. (Tony Bird 1985:184). a. Penurunan Tekanan Uap Pada setiap suhu, zat cair selalu mempunyai tekanan tertentu. Penambahan suatu zat ke dalam zat cair menyebabkan penurunan tekanan uapnya. P= P o. X B (5) Karena X A + X B = 1, maka persamaan (1) dapat diperluas menjadi: P = po. XA (6) dimana: P = penunman tekanan uap jenuh pelarut P o = tekanan uap pelarut murni X A = fraksi mol zat terlarut, X B = fraksi mol pelarut 7

8 a. Kenaikan Titik Didih Setiap zat cair akan mendidih pada saat tekanan uapnya telah mencapai nilai tertentu yang memungkinkan. Adapun kenaikan titik didih larutan : T b = K b m (7) b. Penurunan Titik Beku Larutan akan membeku pada suhu di bawah titik beku pelarut murninya. Hal ini mirip seperti yang terjadi pada kenaikan titik didih yang telah dibahas sebelumnya. Maka akan didapatkan T f K f m (8) c. Tekanan Osmosis Tekanan osmosis ialah tekanan yang dibutuhkan agar mencegah pelarut tidak masuk lagi ke dalam larutan. Persamaan tekanan osmosis yakni : CRT (9) t hoff Selanjutnya untuk larutan elektrolitnilai dari sifat koligatif dikalikan bilangan van T f i (T ) f o (10) Dengan T f ialah penurunan titik beku dari larutan elektrolit dan ( T f ) o ialah penurunan titik beku dari larutan nonelektrolit. Persamaan baru untuk penurunan titik beku pada larutan elektrolit adalah T f i. K f. m Dengan cara yang sama maka akan didapatkan persamaan baru unutk penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih dan tekanan osmosis untuk larutan elektrolit,yakni: o P i. P. 2 (11) P i. o X (12) T i. K m P i. i. o b o b. i. n2. R. T V (13) (14) 8

9 Untuk larutan elektrolit kuat, harga derajat ionisasinya mendekati 1, sedangkan untuk elektrolit lemah, harganya berada di antara 0 dan 1 (0 < α < 1). Atas dasar kemampuan ini, maka nilai i dari persamaan (11),(12),(13)dan (14) dapat dituliskan i 1( v 1) II. 4 Hukum Raoult Hukum ini berbunyi : Tekanan uap pelarut (P A ) pada permukaan larutan besarnya sama dengan hasil kali tekanan uap murni (P A ) dengan fraksi mol pelarut tersebut di dalam larutan (X A ). Hukum ini dapat ditulis sebagai: P A = X A P A... (15) Bila zat terlarut juga bersifat mudah menguap (volatil) sehingga tekanan uapnya dapat diukur, maka tekanan uap zat terlarut dapat dicari dengan persamaan serupa, yaitu: P B = X B P B...(16) Bila diasumsikan bahwa sistem hanya mengandung dua komponen (A dan B), maka tekanan uap total (P) dari sistem tersebut dapat dicari dengan persamaan. P = P A + P B...(17) P = X A P A + X B P B...(18) Campuran Ideal Hukum Raoult akan dipenuhi pada campuran ideal. Salah satu contohnya adalah campuran benzena dan toluena. Campuran ideal memiliki sifat sifat: ΔH mix = 0 ΔV mix = 0 ΔS mix = - R Σn i ln x i Tekanan uap total di atas campuran adalah: P = P 1 + P 2...(19) o o P P x P... (20) x Karena x 2 = 1 x 1, maka o o P 1 P 2 1 P P...(21) o 2 x 9

10 P x ' i i...(22) P Keadaan campuran ideal yang terdiri dari dua komponen dapat digambarkan dengan kurva tekanan tehadap fraksi mol berikut(dalam lampiran). Sedangkan garis titik embun (dew point line) dibuat dengan menggunakan persamaan sebagai berikut P P P P P...(23) o 1 o 1 o 2 o 2 P o x o 1 1 Pada tekanan yang sama, titik titik pada garis titik gelembung dan garis titik embun dihubungkan dengan garis horisontal yang disebut tie line (lihat Gambar 2). Jika diandaikan fraksi mol toluena adalah x, maka jumlah zat yang berada dalam fasa cair adalah C cair x v...(24) l v Sedangkan jumlah zat yang berada dalam fas uap adalah C uap l x...(25) l v Penentuan jumlah zat pada kedua fasa dengan menggunakan persamaan (24) dan (25) disebut sebagai Lever Rule. Campuran non-ideal Campuran campuran non ideal mengalami penyimpangan dari hukum Raoult. Terdapat dua macam penyimpangan hukum Raoult, yaitu penyimpangan negatif dan positif (dalam lampiran). II.5 Konduktansi Senyawa elektrolit, akan memenuhi hukum Ohm yakni: Besarnya arus listrik yang mengalir melalui larutan sama dengan perbedaan potensial ibagi dengan tahanan/hambatan. 10

11 I = V / R (26) Dimana, I = besarnya arus (ampere) V = beda potensial (volt) R = hambatan (Ohm) Satuan Ohm akan sering ditulis dengan symbol omega (Ω). Sedangkan besarnya hambatan suatu larutan bergantung pada dimensi larutan lainya. Secara matematika ditulis : R = ρ x l / A (27) Dimana, ρ = hambatan spesifik atau resistivitas (Ohm m) l = panjang (meter) A = luas penampang lintang (m 2 Gbr. 1 konduktansi larutan Kebalikan dari Ohm (Ω) adalah konduktansi atau daya hantar (Ω -1 ). Dengan rumus : L = 1 / R. (28) Dimana, L= konduktansi (S) Konduktivitas adalah kebalikan dari resistivitas, dinamakan juga sebagai konduktansi spesifik. Ls = 1 / ρ (29) Dimana, Ls = konduktivitas suatu larutan (Ω -1 m -1 ) Dengan menggabungkan persamaan (2), (3), dan (5) maka akan diperoleh : L = Ls x A / l (30) Besaaran A / l dikenal sebagai konstanta sel. 11

12 Ada juga yang disebut sebagai Daya Hantar Ekivalen atau Konduktansi Ekivalen (Λ) yaitu daya hantar larutan elektrolit sebanyak 1 grek diantara 2 elektrode dengan jarak 1 cm. Nilai Λ = 1000 / n. Ls Ohm -1 cm 2-1 cc `(31) Ada penurunan dari pers (6), yakni : Ls = L (l / A) = l / R (l / A) Besarnya nilai l / A untuk setiap jenis electrode tetap disebut tetapan cell (K). Ls = K / R K tidak ditentukan dengan mengukur l dan A, tetapi ditentukan dengan mengukur R suatu larutan yang telah diketahui Ls nya. Baik Ls ataupu Λ berubah dengan konsentrasi Untuk elektrolit kuat,ls naik dengan cepat dengan naiknya konsentrasi. Untuk elektrolit lemah, Ls naiknya perlahan dengan naiknya konsentrasi. Hal ini disebabkan karena elektrolit kuat terurai sempurna, dan sebaliknya. Baik elektrolit kuat maupun lemah, nilai Λ nya naik pada pengenceran dan mencapai harga maksimal pada pengenceran. Λ pada pengenceran disebut Λ o, dan untuk masing masing elektrolit berbeda. Untuk elektrolit kuat : Λ = Λ o - b n -1/2 (32) Dimana : n = konsentrasi B = tetapan Λ = daya hantar Λ o = daya hantar pada pengenceran Pada larutan encer, grafik Λ terhadap n -1/ linier dengan jalan ekstrapolasi dapat ditentukan besarnya Λ o. Untuk elektrolit lemah : 12

13 Hali ini tidak berlaku bagi elektrolit lemah. Λ o dapat dicari dari huku kohlrausch tentang gerakan bebas dari ion ion yang mengatakan : pada gerakan tak terhingga, masing- -masing ion elektrolit bergerak bebas, tanpa dipengaruhi oleh ion- -ion lawannya. Dengan kata lain daya hantar ekivalen elektrolit adalah jumlah daya hantar ekivalen ion ion Λ o = I o + + I o - (33) Dimana, I o + = t o + x Λ o atau I o - = t o - x Λ o Adapun : I o = daya hantar ekivalekn ion pada pengenceran tak terhngga t = bilangan angkutan Pengaruh temperature terhadap daya hantar Daya hantar elektrolit naik dengan naiknya temperature. Λ o (t) = Λ o (25o C) [ l + β ( t 25)] (34) Adapun β = tetapan untuk garam garam : 0,022 0,025 Untuk asam asam : 0,016 1,019 Daya hantar pada konsentrasi tertentu untuk elektrolit kuat, berubah sesuai dengan. untuk eletrolit lemah, perubahan ini tak teratur, karena kecuali kecepatan dan gaya interionik berubah, juga derajat ionisasi berubah. II.6 Bilangan transport dan migrasi ion Nilai ekuivalen konduktan ionik pada pengenceran tak berhingga dapat dihitung bila fraksi konduktansi ekuivalen elektrolit dapat dihubungkan dengan ion-ionnya. Fraksi ini dikenal sebagai bilangan transfer ion dan biasa diberi simbol t + untuk kation dan t untuk anion. Bilangan transpor atau bilangan transfer merupakan fraksi dari jumlah arus total yang dibawa oleh sebuah ion tertentu. Bilangan transpor kation dan anion dapat ditentukan dengan mengukur perubahan konsentrasi elektrolit di sekitar anoda dan katoda ketika peristiwa elektrolisis berlangsung atau dapat dihitung dari migrasi ionnya. Sekarang dimisalkan dua piring paralel dengan diameter d cm, berisi larutan elektrolit dan dialirkan dengan potensial e volts. Migrasi kecepatan rata-rata dari kation ini adalah v + cm per detik, dengan jumlah muatan ion z + (dalam mol per cm 3 ), dan jumlah ion n +. Dan 13

14 untuk anion adalah v -, z -, dan n - Bila z + adalah muatan ion positif dan e adalah jumlah arus listrik, maka jumlah muatan/arus listrik yang diangkut kation adalah, dan dalam bentuk yang sama untuk anion adalah, sehingga, jumlah arus yang dibawa oleh kedua ion adalah, (35) namun syarat untuk elektronetralitas adalah harga kation harus sama dengan anion, yaitu sehingga, (36) Dari persamaan diatas, fraksi dari total arus yang dibawa oleh kation t + adalah sebagai berikut. Sementara itu, fraksi dari total arus yang dibawa oleh anion, t- adalah, ( ) di mana dan t + t- adalah transportasi atau pemindahan nomor dari kation dan anion masingmasing. Angka ini memberikan pecahan dari total saat ini dibawa oleh suatu ion dalam solusi. Sehingga dari dua persamaan diatas yaitu pda t + dan t -,dapat dirumuskan sebagai, (37) Untuk suatu elektrolit tertentu, jelas bahwa jumlah bilangan transpor kation dan anionnya akan sama dengan satu. Cara untuk mengukur bilangan transpor ada 2, yaitu: a. Hukum Hittroff Dasar dari metode Hittroff adalah perubahan jumlah elektrolit di dalam kedua ujung ruangan ketergantungan pada reaksi elektrolisis dan pada jumlah ion yang telah bermigrasi ke 14

15 dalam atau ke luar dalam proses membawa arus listrik. Meode ini membutuhkan penentuan konsentrasi larutan serta jumlah produk yang diendapkan. Perhitungan bilangan transpor adalah sebagai berikut. (38) (39) b. Cara Batas Gerak Bilangan transpor : (40) di mana, l = perubahan batas larutan a = permukaan tabung / luas F = bilangan Faraday C = konsentrasi larutan (grek/cc) Q = Coulumb (jumlah listrik) Migrasi Ion Salah satu faktor yang mempengaruhi konduktansi suatu larutan adalah migrasi ion. Migrasi ion didefinisikan sebagai laju (dalam cm/det) gerakan suatu ion melalui medan dengan gradien potensial 1 volt/cm. Migrasi ion akan bergantung pada jenis elektrolit. (41) di mana, u = mobilitas ion (cm 2 /volt-s) x = jarak perpindahan ion (cm) t = waktu yang diperlukan perpindahan sejauh x cm (s) V = kuat medan listrik (volt/cm) 15

16 BAB III JAWABAN PEMICU I. Penurunan titik beku adalah salah satu sifat koligatif dari suatu larutan, baik elektrolit, maupun non-elektrolit. Sifat ini sangat banyak kegunaannya dalam kehidupan seharihari. Untuk dapat menurunkan titik beku dari suatu senyawa, biasanya ditambahkan suatu aditif, yang disebut sebagai antifreezing agent. Natrium klorida, metanol dan etilen glikol adalah contoh dari banyak senyawa yang biasa digunakan sebagai antifreezing agent untuk air. Selain itu, hasil dari suatu penelitian membuktikan bahwa gula juga dapat digunakan sebagai antifreezing agent, tapi efek yang diberikan tidak sebesar natrium klorida. 1. Dari bacaan di atas, diketahui bahwa larutan dapat dibagi menjadi larutan elektrolit dan larutan non-elektrolit. Jelaskan perbedaan antara ke dua jenis larutan tersebut! Perbedaan utama antara larutan elektrolit dan larutan non-elektrolit terdapat pada kemampuan untuk mengion. Kemampuan untuk mengion ini membuat larutan elektrolit dapat mengalirkan arus listrik, sedangkan larutan non-elektrolit tidak dapat mengalirkan arus listrik. Perbedaan lainnya berdasarkan hasil percobaan, kami tampilkan dalam bentuk tabel: No. Lartuan Elektrolit Larutan non-elektrolit Kuat Lemah 1 Lampu menyala Lampu menyala Lampu tidak menyala terang redup 2 Menghasilkan Menghasilkan Tidak menghasilkan gelembung gas banyak gelembung gas sedikit gelembung gas 3 Berupa Larutan asam/basa kuat Berupa larutan asam/basa lemah Berupa gula, alkohol, dsb. Tingkat keterangan dari lampu, serta banyak gelembung gas yang dihasilkan menunjukkan kemampuan penyaluran arus listrik yang dimiliki yang secara tidak langsung menjelaskan bahwa larutan elektrolit kuat terionisasi sempurna, larutan elektrolit lemah terionisasi sebagian, dan larutan non-elektrolit tidak terionisasi. 16

17 2. Bagaimanakah hukum Raoult bisa menjelaskan tentang larutan ideal dan tak ideal? Hukum Raoult tekanan uap larutan ideal dipengaruhi oleh tekanan uap pelarut dan fraksi mol zat terlarut yang terkandung dalam larutan tersebut Suatu larutan disebut larutan ideal jika memenuhi hukum raoult tersebut. Pada Hukum Raoult disebutkan bahwa tekanan uap masing-masing komponen besarnya tergantung pada fraksi mol komponen tersebut dalam larutan, yang dinyatakan pada persamaan berikut P x. P i i o di mana, P i = tekanan parsial komponen larutan x i = fraksi mol komponen-komponen dalam larutan P = tekanan total larutan Dari persamaan di atas dapat diketahui bahwa tekanan uap parsial dari sebuah komponen di dalam larutan adalah sama dengan tekanan uap komponen tersebut dalam keadaan murni pada suhu tertentu dikalikan dengan fraksi molnya dalam larutan tersebut. Hukum Raoult hanya dapat diaplikasikan pada larutan ideal. Tekanan uap total dari sebuah campuran adalah sama dengan jumlah dari tekanan parsial tiap gas. Kemudian untuk larutan non ideal tentu dapat kita katakan bahwa larutan tersebut tidak mematuhi hukum raoult karena mengalami penyimpangan positif dan negatif. Penyimpangan positif hukum Raoult terjadi apabila interaksi dalam masing masing zat lebih kuat daripada antaraksi dalam campuran zat ( A A, B B > A B). Penyimpangan ini menghasilkan entalpi campuran (ΔH mix ) positif (bersifat endotermik) dan mengakibatkan terjadinya penambahan volume campuran (ΔV mix > 0). Penyimpangan negatif hukum Raoult terjadi apabila antaraksi dalam campuran zat lebih kuat daripada interaksi dalam masing masing zat ( A B > A A, B B). Penyimpangan ini menghasilkan entalpi campuran (ΔH mix ) negatif (bersifat eksotermik) mengakibatkan terjadinya pengurangan volume campuran (ΔV mix < 0). 3. Jika reaksi yang terjadi adalah disosiasi hidrogen iodida pada suhu T, dan pada awal reaksi yang ada hanya reaktan, turunkanlah persamaan yang menggambarkan 17

18 hubungan antara Kp dan tekanan parsial masing-masing komponen sebagai fungsi dari tekanan total P dan derajat disosiasi α! Jawab: Asumsikan bahwa: Dengan persamaan, m etanol = 46 g (50% massa), maka dapat diketahui volume m massa air = 46 g parsial molar dari etanol m total = 92 g V larutan = 100,6 = 1 mol. V etanol + 2,5 = 100,6 cm 3 mol. 17,4 n etanol = n air = = 1 mol = 2,5 mol V etanol = 100,6 44,4 = 56,1 4. Baik larutan elektrolit, maupun larutan non-elektrolit, keduanya mempunyai sifat koligatif. Jelaskan apa yang dimaksud dengan sifat koligatif ini dan apakah perbedaan antara sifat koligatif larutan elektrolit dan non-elektrolit. Berikan contoh kasus untuk sifat koligatif yang sama dari kedua larutan! Sifat koligatif adalah sekumpulan sifat sifat umum yang diiliki larutan encer, dimana sifat-sifat tersebut hanya tergantung pada jumlah partikel/molekul dalam larutan yang ada, dan tidak bergantung pada ukuran ataupun berat molekul. (Tony Bird 1985:184). Yang termasuk dalam sifat koligatif yakni penurunan tekanan uap( P), Kenaikan titik didih( T b ), Penurunan titik beku ( T f )dan Tekanan Osmosis. Sifat koligatif larutan elektrolit dan larutan non elektrolit sebenarnya sama,hanya saja terdapat perbedaan dalam perhitungannya. Hal ini disebabkan 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 perhitungan sifat koligatif larutan elektrolit terdapat sedikit perbedaan. 18

19 Sesuai yang telah dijelaskan pada bab isi dalam perhitungan untuk larutan elektrolit nilai nilai sifat koligatif dikalikan dengan i (bilangan van hoff) dimana nilai i=1+α.(n-1) sehingga larutan elektrolit biasanya mempunyai sifat koligatif yang selalu lebih besar dari larutan nonelektrolit pada konsentrasi total yang sama. Misal kita menghitung nilai penurunan titik beku kita misalkan larutan-larutan seperti asam klorida (HCl) (dianggap HCl dapat terionisasi sempurna) dan glukosa mempunyai nilai K b = 1,86 C/molal. Misalkan molalitas kedua larutan sama, yakni 0,5 molal,maka nilai dari penurunan titik beku kedua larutan pasti berbeda,yakni : Untuk HCl(karena terionisasi sempurna,maka α=1) HCl H + + Cl - n= 2 Maka nilai bilangan van hoff nya i = 1+1(2-1) i = 2 maka nilai T b = m.kb.i = 0,5 molal. 1,86 C/molal. 2 = 1,86 C Sedangkan untuk larutan glukosa T b = m.kb = 0,5 molal. 1,86 C/molal = 0,93 C 5. Jika diinginkan penurunan titik beku air adalah 10 0 C di bawah nol dengan menggunakan methanol dan etilen glikol sebagai antifreezing agentnya, berapakah berat relatif (perbandingan berat) dari masing-masing senyawa tersebut yang harus ditambahkan? Tentukan komposisi dari masing-masing senyawa tersebut dalam larutan! dik : = 10 0 C, zat terlarut = methanol dan etilen glikol, Mr methanol = 32 gr/mol, Mr etilen glikol = 62 gr/mol, Kb = 1,86 = Kf x m m = (n methanol + n etilen glikol )/ massa pelarut (asumsi massa pelarut 1kg) 5,376 = (x/32 + y/62)/ 1 kg 10 = 1,86 x m m = 10/1,86 = 5,376 nya sama) 5,376 = x/32 + y/62,(asumsi mol 19

20 g m methanol / 32 = 5,376/2= 2,688 m methanol = 2,688 x 32 = 86,016 m etilenglikol /62 = 5,376/2 = 2,688 = 1252, 66 g Komposisi metanol = (86,016g/1252,66g)x 100% = 6,8 % m etilenglikol = 2,688 x 62 = 166,65 g m total = 86,016 gr + 166,65 g g Komposisi etilen glikol = (166,65/1252,66 gr) x 100 % = 13, 3 % 6. Tekanan osmosis adalah salah satu sifat koligatif dari suatu larutan. Jika 1,80 g serum albumin dilarutkan dalam 100 g air pada suhu 25 o C mempunyai tekanan osmosis 767 mm H 2 O, berapakah berat molekul dari serum albumin tersebut? Dan tentukan titik beku dari larutan ini! ρ = m/v Titik beku pelarut murni = Tf o = 0 o C (air) Penurunan titik beku = Tf Tf = Tf o - Tf Tf = Kf (n x 1000/p) = C R T n albumin = 1,80/435,834 mol C = M = n/v Tf = 1,86 x 1,80/435,834 x 1000/100 M = 18 / Mr = 0,077 o C (pembulatan 3 angka di belakang koma) Tf = 0 o C 0,077 o C Mr = 435,834 = -0,077 o C Titik beku larutan = Tf 7. Hasil pengukuran tekanan osmosis dari larutan 2,00 m sukrosa dalam air pada 30 o C adalah 58,37 atm. Tentukanlah nilai tekanan osmosisnya secara teoritis, bandingkan dengan hasil pengukuran! 20

21 Dik : Larutan sukrosa 2,00 molal T = 30 C = 303 K П percobaan = 58,37 atm Dit: П perhitungan = CRT 2 molal = 2 mol / 1 kg (pelarut) V = 1192 cm 3 = 1,192 dm 3 = 1,192 Karena n= L gr = 2mol. 180 gr/mol Maka dapat dihitung nilai C = 360 gr C = mol / volume Maka berat total pelarut = 1360 = 2mol / 1,192 L gram = 1,678 mol/l Maka nilai пperhitungan, V= П perhitungan = CRT Diketahui dari literatur bahwa massa jenis sukrosa = 1,14 gr/cm 3 = 1,678 mol/l. 0,082 L V= 1360 gram / (1,14 gr/cm 3 ) atm/mol K. 303 K = 41,69 atm 8. Jelaskanlah mengapa larutan elektrolit mempunyai efek yang lebih besar dalam menurunkan titik beku air dibanding larutan non elektrolit! Hal ini disebabkan karena penurunan titik beku merupakan salah satu sifat koligatif dari larutan, dimana sifat koligatif dipengaruhi oleh jumlah partikel dari larutan tersebut. Jumlah partikel yang dimiliki larutan elektrolit dan larutan non-elektrolit tidaklah sama. Hal ini disebabkan pula oleh bilangan van hoff seperti pada nomor 4 diatas, bahwa untuk seluruh larutan elektrolit, penurunan titik beku maupun kenaikan titik didih dikalikan dengan i. Dimana, i=1+α.(n-1) yang mengakibatkan larutan elektrolit memiliki efek yang lebih besar dalam menurunkan titik beku bila dibandingkan dengan larutan non-elektrolit. II. Titrasi konduktometri adalah salah satu aplikasi dari metode konduktrimetri. Teknik analisis dengan metode ini dapat memberikan hasil yang lebih baik dibandingkan dengan metode titrasi dengan indikator warna. 21

22 1. Describe the determination of transference number with hittorf method. AgNO 3 solution containing 0,00739 g of AgNO 3 per gram of H 2 O is electrolyzed between silver electrodes. During the experiment, 0,078 g of Ag plate out of the cathode. At the end of experiment, the anode portion contain 23,14 g of H 2 O and 0,236 g of AgNO 3. What are the transport numbers of Ag + and NO - 3 ions? AgNO 3 di anoda = 0,236 Air di anoda = 23,14 AgNO 3 di katoda = 23,14 x 0,0739 x 169,9/1000 = 0,29 t + Ag = 0,078/(0,29-0,0739) = 0,368 t - NO3 = 1-0,368 = 0, Pengukuran konduktometri larutan melibatkan sifat konduktivitas dari larutan tersebut. Jelaskan pengertian dari konduktivitas larutan! Bila konduktansi diartikan sebagi daya hantar listrik. Maka, Konduktivitas larutan ialah daya hantar jenis suatu larutan, disebut juga sebagai konduktansi spesifik. Nilainya bergantung dari jenis suatu larutan. Nilai dari konduktivitas suatu larutan ialah : Ls = 1 / ρ (5) Dimana, Ls = daya hantar jenis atau konduktivitas ρ = tahanan jenis suatu zat atau resistivitas 3. Hasil pengukuran konduktansi dari bermacam larutan dapat dilihat pada tabel di bawah ini: No. Larutan (0,1 M) Arus Ethanol 0 NaCL 12,5 HCl 75 Asam asetat 5 22

23 Berikanlah analisa anda tentang sifat dari suatu larutan berdasarkan hasil pengukuran ini! Dilihat dari hasil pengukuran, terlihat bahwa etanol merupakan larutan nonelektrolit yang merupakan bukan larutan penghantar listrik, sedangkan NaCl, HCl dan asam asetat merupakan larutan elektrolit. Hal ini dinilai dari besarnya jumlah arus yang dapat dilalui masing masing larutan di atas. Sedangkan dari larutan elektrolit yang merupakan larutanya dalam air dan leburanya dapat menghantarkan listrik, nilai hantaran listrik masing masing larutan dipengaruhi oleh uraian elektrolit menjadi ion ionya (ada yang sempurna dan tidak sempurna). Dari pernyataan tersebut bila dikaitkan dengan hasil pengukuran tabel maka dapat diurutkan tingkat kesempurnaan penguraian ion ionya (semakin sempurna ion ionya terurai maka semakin tinggi daya hantar) yakni : HCl > NaCl > Asam asetat. 4. Hasil dari suatu penelitian membuktikan bahwa konsentrasi larutan ternyata dapat mempengaruhi nilai konduktansi dari larutan tersebut. Bagaimana anda dapat menjelaskan pernyataan ini? Nilai konduktivitas juga dipengaruhi oleh konsentrasi suatu zat. Semakin tinggi konsentrasi suatu larutan elektrolit maka semakin tinggi nilai konduktivitasnya. Hal ini disebabkan karena semakin kental larutan elektrolit maka semakin banyak ion yang terurai sehingga makin mudah menghantarkan listrik. Sedangkan nilai konduktivitas (Ls) berbanding lurus dengan nilai konduktansi (L). Adapun perubahan daya hantar terhadap konsentrasi adalah : untuk elektrolit kuat, nilai Ls (konduktivitas) naik dengan cepat dengan naiknya konsentrasi. Untuk elektrolit lemah, Ls naiknya perlahan dengan naiknya konsentrasi. Hal ini dikarenakan elektrolit kuat terurai sempurna, dan sebaliknya. 5. Pengukuran konduktansi ekuivalen dari larutan sodium laktat dengan variasi konsentrasi diberikan pada tabel di bawah ini: 23

24 c x 10 3, mol -1 0,1539 0,3472 0,6303 1,622 2,829 4,762 Kond. ekuivalen 87,89 87,44 86,91 85,80 84,87 83,78 Jelaskan bagaimana anda dapat menentukan nilai konduktansi ekuivalen pada pengenceran tak terhingga (infinit dilution)!, mol -1 12,406 18,633 25,106 40,274 53,188 69,007 Ʌ 87,89 87,44 86,91 85,80 84,87 83,78 Berdasarkan grafik di atas bisa kita lihat persamaan garis yang terbentuk adalah Ʌ y = -0,0729x + 88,77 Karena y Ʌ dan x maka persamaan garisnya menjadi 24 Λ = - b Λ o Λ = - 0, ,77 Jadi, nilai konduktansi ekuivalen pada pengenceran tidak terhingga adalah Λ o = 88,77 6. Jika anda ingin melakukan titrasi 100 ml HCl dengan 1,045 n NaOH dengan metode konduktometri, jelaskan prosedur yang harus anda lakukan, dan gambarkan perkiraan hasil yang akan anda peroleh! y = x R² = Peristiwa reaksi asam dan basa dapat dimonitor melalui perubahan dalam konduktansi yang diakibatkan oleh penggantian konduktivitas tinggi dari ion hidrogen dengan ion hidroksida dengan konduktivitas yang rendah. Dilakukan titrasi asam kuat (HCl) dengan basa kuat (NaOH) secara titrasi konduktrimetri. Dari percobaan ini diketahui bahwa titik ekuivalen terjadi pada saat volume 0,5 M NaOH yang ditambahkan adalah 6 ml. Arus yang terbaca ketika titik ekivalen c

25 belum tercpai dihasilkan oleh mobilitas ion hidrogen (H + ) yang tinggi. Semakin banyak larutan 0,5 NaOH yang ditambahkan arusnya semakin menurun oleh karena banyaknya ion hidrogen diubah menjadi molekul air akibat bereaksi dengan ion hidroksida (OH - )dari larutan NaOH. Tepat pada saat titik ekivalen, ion hidrogen telah habis bereaksi dan telah berubah semua menjadi molekul air yang memiliki konduktansi sangat lemah. Besarnya arus yang terbaca pada titik ekivalen adalah 17,5 ma. Arus yang terjadi pada kondisi ini disebabkan oleh obilitas ion Na + lebih lambat daripada ion H + sehingga arus yang terbaca adalah kecil. Pada penambahan larutan NaOH 0,5 M berikutnya (setelah titik ekivalen tercapai), menghasilkan arus yang kembali meningkat. 7. Jika hasil pengukuran untuk titrasi konduktometri yang anda lakukan adalah sebagai berikut: NaOH, ml 0 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 R, ohms Jelaskan bagaimana anda mengolah data yang diperoleh untuk dapat menentukan konsentrasi dari asam! Series Titik ekuivalen = 0,0012 A = daya hantar A=1000/C x Ls 0,0012 = 1000/C x 1/ρ 0,0012 = 1000/c x 0,13 C = ,33 grek/cc 25

26 KESIMPULAN 1. Penambahan suati zat aditif yang disebut sebagi antifreezing agent ke dalam air dapat merubah nilai dari titik beku. Selain itu, gula juga dapat digunakan sebagai antifreezing agent tetapi efeknya tak sebesar zat aditif. 2. Nilai dari sifat koligatif suatu larutan bergantung dari 2 hal, yaitu konsentrasi serta bergantung pada daya hantar larutan (sifat elektrolit atau non-elektrolit larutan). 3. Konduktansi adalah daya hantar dari suatu larutan elektrolit yang merupakan kebalikan dari resisisnsi dan konduktivitas merupakan kebalikan dari resistivitas. Titrasi konduktometri misalnya digunakan untuk mengukur kuantitas ion pada larutan elektrolit, digunakan pada pengukuran reaksi oksidasi-reduksi, asam kuat-basa kuat, dan asam lemah-basa kuat. 26

27 LAMPIRAN Gambar 1. Tekanan total dan parsial untuk campuran benzena toluena pada 60 o C Gambar 2. Fasa cair dan uap untuk campuran benzena toluena pada 60 o C 27

28 Gambar 3. Penyimpangan positif hukum Raoult Gambar 4. Penyimpangan negatif hukum Raoult 28

29 DAFTAR PUSTAKA - Bird, Tony Kimia Fisik Untuk Universitas. Jakarta : PT Gramedia - Brady, James E Kimia Universitas Asas & Struktur Edisi Kelima. Jakarta: Binarupa Aksara - Dogra, SK dan S. Dogra Kimia Fisik dan Soal-soal. Jakarta: UI-Press - Maron, Samuel H dan Jerome B. Lando Fundamental of Physical Chemistry. New York Macmillan Publishing Co. Inc - Sukardjo Kimia Fisika. Jakarta :PT Rineka Cipta 29