BAB 5 KONSEP LARUTAN 1. KOMPOSISI LARUTAN 2. SIFAT-SIFAT ZAT TERLARUT 3. KESETIMBANGAN LARUTAN 4. SIFAT KOLIGATIF LARUTAN
ZAT TERLARUT + PELARUT LARUTAN Komponen minor Komponen utama Sistem homogen PELARUTAN GULA DALAM AIR
CARA MENYIAPKAN LARUTAN KRISTAL DITIMBANG, DILARUTKAN, DAN DIENCERKAN SAMPAI TANDA TERA
5.1 KOMPOSISI LARUTAN PERSEN % bobot : 5,00 g NaCl dalam 100,0 g larutan = NaCl 5,00 % (b/b) % volume : 5,00 ml etanol dalam 100,0 ml larutan = etanol 5,00 % (v/v) % bobot/volume : 5,00 g NaCl dalam 100,0 ml larutan = NaCl 5,00 % (b/v)
MOLARITAS jumlah mol zat terlarut per liter larutan MOLALITAS jumlah mol zat terlarut per kg pelarut ppm banyaknya bagian zat terlarut dalam 10 6 bagian pelarut ppb banyaknya bagian zat terlarut dalam 10 9 bagian pelarut FRAKSI MOL nisbah jumlah mol zat terhadap jumlah keseluruhan mol
CONTOH 5.1 suatu larutan dipersiapkan dengan melarutkan 22,4 g MgCl 2 dalam 0,200 L air. Jika rapatan air murni 1,00 g cm -3 dan rapatan larutan yang dihasilkan 1,089 g cm -3, hitunglah fraksi mol, molaritas, dan molalitas MgCl 2 dalam larutan ini Penyelesaian mol MgCl 2 = 22,4 x 1 mol = 0,24 mol 95 g mol H 2 O = 0,200 L x 1000 cm 3 x 1,00 g x 1 mol = 11,1 mol L cm 3 18 g fraksi mol MgCl 2 = 0,24 mol =0,021 (11,1 + 0,24) mol
massa larutan = 200 g H 2 O + 22,4 g MgCl 2 = 222,4 g 1 cm 3 volume larutan = 222,4 g x 1,089 g = 204 cm 3 = 0,204 L 0,24 mol molaritas MgCl 2 = = 1,15 M 0,204 L molalitas MgCl 2 = 0,24 mol = 1,18 mol kg -1 0,200 kg H 2 O
5.2 SIFAT-SIFAT SPESIES ZAT TERLARUT Zatterlarut: sukrosa Pelarut : air sukrosa (padatan, s) dilarutkan dalam air menghasilkan larutan sukrosa (aqueous, aq) REAKSI PELARUTAN C 12 H 22 O 11 (s) C 12 H 22 O 11 (aq) LARUTAN BERAIR
LARUTAN BERAIR DARI SPESIES MOLEKUL SATU MOLEKUL FRUKTOSA DALAM LARUTAN BERAIR
LARUTAN BERAIR DARI SPESIES IONIK (ELEKTROLIT) KELARUTAN K 2 SO 4 dalam air = 120 g L -1 pada 25 o C setiap ion positif dikelilingi molekul air dan setiap ion negatif juga dikelilingi molekul air
REAKSI PELARUTAN K 2 SO 4 (s) 2K + (aq) + SO 4= (aq) Larutan berair kalium sulfat menghantar listrik. Bila elektroda dialiri listrik Ion K + bergerak ke elektroda negatif Ion SO 4 2- bergerak ke elektroda positif K 2 SO 4 disebut elektrolit kuat
KELARUTAN DALAM AIR SETIAP SENYAWA BERBEDA-BEDA Barium klorida dan kalium sulfat menghasilkan padatan barium sulfat REAKSI PENGENDAPAN Ba 2+ (aq) + SO 4 2- (aq) BaSO 4 (s) KELARUTAN BaSO 4 DALAM AIR = 0,0025 g L -1 pada 25 o C barium sulfat sangat tidak larut dalam air
CONTOH 5.2 Suatu larutan berair natrium karbonat dicampur dengan larutan berair kalsium klorida dan endapan putih segera terbentuk. Tulislah ion bersih yang menjelaskan pengendapan ini. Penyelesaian larutan Na 2 CO 3 : Na + (aq) dan CO 3 2- (aq) larutan CaCl 2 : Ca 2+ (aq) dancl - (aq) Na + (aq) + Cl - (aq) NaCl (aq) Ca 2+ (aq) + CO 3 2- (aq) CaCO 3 (s)
5.3 KESETIMBANGAN LARUTAN BILA PERISTIWA PELARUTAN = PERISTIWA PENGENDAPAN AKAN DIPEROLEH JUMLAH ZAT TERLARUT DIDALAM LARUTAN TETAP LARUTANNYA DISEBUT LARUTAN JENUH (Kesetimbangan dinamis) PEMBENTUKAN LARUTAN JENUH
PENGARUH SUHU TERHADAP KELARUTAN 70 60 50 40 30 20 Kelarutan g zat terlarut dalam 100 g larutan 10 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Suhu o C
PENGARUH TEKANAN TERHADAP KELARUTAN HUKUM HENRY : KONSENTRASI GAS TERLARUT BERBANDING LURUS DENGAN TEKANAN GAS DIATAS CAIRAN C = k. P gas
CONTOH 5.3 Diketahui kelarutan H 2 S (g) 437,0 cm 3 dalam 100,0 g H 2 O (STP). Berapa konsentrasi molal pada tekanan 10,0 atm? Penyelesaian mol H 2 S = 437,0 cm 3 x 1 L x 1 mol 1000 cm 3 22,4 L = 0,0195 mol molalitas H 2 S = 0,0195 mol = 0,195 m 0,100 kg H 2 O konsentrasi molal pada 10 atm : k. Pgas 0,195 m = x 10 atm = 1,95 m 1 atm
5.4 SIFAT KOLIGATIF LARUTAN PENURUNAN TEKANAN UAP PENINGKATAN TITIK DIDIH DAN PENURUNAN TITIK BEKU TEKANAN OSMOSIS
PENURUNAN TEKANAN UAP HUKUM RAOULT: P 1 = X 1 P 1 o Penyimpangan positif P 1 0 P 1 ideal Penyimpangan negatif X 1
CONTOH 5.4 Pada suhu 25 C tekanan uap benzena murni 0,1252 atm. Andaikan 6,40 g naftalena (C 10 H 8 ) dengan massa molar 128,17 g mol -1 dilarutkan dalam 78,0 g benzena (C 6 H 6 ) dengan massa molar 78,0 g mol -1. Hitunglah tekanan uap benzena di atas larutan, dengan asumsi perilaku ideal Penyelesaian mol naftalena = 6,40 g x 1 mol = 0,05 mol 128,17 g Mol benzena = 78,0 g x 1 mol = 1 mol 78,0 g Tekanan uap benzena di atas larutan : Pbenzena = P o x fraksi mol benzena = 0,1252 atm x 1 mol = 0,119 atm (1+0,05) mol
PENINGKATAN TITIK DIDIH DAN PENURUNAN TITIK BEKU P T d = K d.m T b = K b.m cair 1 atm padat gas T b T d tb tb o td 0 td
CONTOH 5.5 (A) Berapakah molalitas zat terlarut dalam larutan berair yang titik bekunya 0,450 o C? (B) Bila larutan ini didapat dengan melarutkan 2,12 g senyawa X dalam 48,92 g H 2 O, berapakah bobot molekul senyawa tersebut? Penyelesaian (a) m = T b /K b = 0,450 / 1,86 = 0,242 mol/kg air (b) Mr = 2,12 / (0,04892)(0,242) = 179
KURVA PENDINGINAN Suhu Suhu a b x y z Waktu Waktu PELARUT MURNI LARUTAN
TEKANAN OSMOSIS Van t Hoff π = c R T π = tekanan osmosis c = konsentrasi R = tetapan gas, 0,08206 L atm mol -1 K -1 T = suhu mutlak
TETAPAN KRIOSKOPIK (K b ) DAN EBULIOSKOPIK (K d ) PELARUT K b K d asam asetat 3,90 3,07 benzena 4,90 2,53 nitrobenzena 7,00 5,24 fenol 7,40 3,56 air 1,86 0,512
CONTOH 5.6 Seorang kimiawan melarutkan 2,04 g hemoglobin dalam 100,0 ml. Tekanan osmotiknya 5,83 mmhg pada 22,5 o C. Berapa perkiraan massa molar hemoglobin? Penyelesaian π = 5,83 mmhg = 5,83/760 atm = 0,007671 atm c = π/rt= 0,007671 / (0,08206)(295,5) = 0,0003163 mol L -1 Konsentrasi 2,04 g dalam 100,0 ml = 20,4 g dalam 1,00 L Jadi massa molar hemoglobin = 20,4 g / 0,0003163 mol = 6,45 x 10 4 g/mol
LATIHAN SOAL-SOAL 1. Pada konsentrasi zat terlarut yang sama, jumlah partikel dalam larutan untuk spesies ionik lebih banyak daripada untuk spesies molekul. Mengapa? 2. Larutan HCl yang dijual di pasaran memiliki konsentrasi 45,0% berdasarkan bobot dengan densitas 1,18 g/ml. Bila kita memiliki 1 L larutan a. Tentukan larutan dalam persen bobot/volume b. Tentukan bobot air yang terkandung dalam larutan c. Tentukan molaritas dan molalitas d. Tentukan fraksi mol HCl dalam larutan
3. Sukrosa adalah suatu zat non atsiri melarut dalam air tanpa proses ionisasi. Tentukan penurunan tekanan uap pada 25 o C dari 1,25 m larutan sukrosa. Diasumsikan larutan terbentuk bersifat ideal. Tekanan uap untuk air murni pada 25 o C adalah 23,8 torr. 4. Tekanan uap heptana murni pada 40 o C adalah 92,0 torr dan tekanan uap murni untuk oktana adalah 31,0 torr. Jika dalam larutan terdapat 1,00 mol heptana dan 4,00 mol oktana. Hitung tekanan uap dari masing-masing komponen, tekanan uap total dalam larutan, serta fraksi mol dari masing-masing komponen dalam kesetimbangan larutan
5. Suatu larutan asam sulfat berair 9,386 M memiliki rapatan 1,5090 g cm -3. Hitunglah molalitas, persen massa, dan fraksi mol asam sulfat dalam larutan ini. 6. Larutan zat X (densitas 1,10 g/ml) yang dibuat dengan melarutkan 1,250 g X dalam air sehingga menjadi 100 ml larutan, menunjukkan tekanan osmosis sebesar 50 mmhg pada suhu 30 o C. Tentukan bobot molekul zat tersebut. 7. Hitunglah titik beku, titik didih, dan tekanan osmosis (suhu 50 o C) larutan berair, a. Larutan magnesium nitrat 0,1 M b. Larutan natrium nitrat 0,1 M c. Larutan sukrosa 0,1 M