/0/207 Air dalam alkohol Minyak atsiri dalam air Minyak atsiri dalam alkohol Eter dan alkohol hidroalkohol air beraroma spirit dan eliksir collodion KELARUTAN CAIRAN DALAM CAIRAN Larutan ideal dan larutan nyata Campuran dikatakan ideal bila kedua komponen larutan biner mengikuti hukum Raoult untuk seluruh komposisi. Hukum Raoult : Oleh : Lusia Oktora RKS, S.F.,M.Sc., Apt P A = X A. P A P A = tekanan uap larutan X A = fraksi mol P A = tekanan uap jenuh Penyimpangan negatif dari Hukum Raoult : Penyimpangan positif dari Hukum Raoult : Ikatan hidrogen antara senyawa polar kenaikan kelarutan
/0/207 Penyimpangan positif Asosiasi molekul salah satu konstituen yang membentuk molekul ganda (dimers) atau polimer penurunan kelarutan. Contoh soal : Hildebrand Gaya kohesi yang mengakibatkan adanya penyimpangan positif. Gaya kohesi dalam gas, cairan, atau padatan disebut tekanan dalam. ΔH v -RT P i = V ΔH v = panas penguapan V = volume molar cairan pada temperatur T Panas penguapan molar air pada 25 C adalah 0.500 kal dan V 8,0 cm 3. Konstanta gas R adalah,987 kal/mol derajat. Hitung tekanan dalam dari air! Pi = P i = ΔHv-RT V 0.500 (,987 x 298) 8,0 = 550, kal / cm 3 Sistem cairan-cairan dapat dibagi ke dalam 2 kategori : - tercampur sempurna - tercampur sebagian Tercampur Sempurna Pelarut polar dan semi polar seperti air dan alkohol, gliserin dan alkohol, aseton dan alkohol bercampur sempurna Pelarut nonpolar mis benzena dan karbontetraklorida bercampur sempurna Tercampur Sebagian Mis : air dan eter atau air dan fenol, dicampur dalam jumlah tertentu, akan terbentuk dua lapisan cairan, masing-masing cairan mengandung cairan lain dalam keadaan terlarut. 2
/0/207 Contoh soal : Suatu campuran fenol dan air pada 20 C mempunyai komposisi total 50 % fenol. Tie line pada temperatur ini memotong binodal pada titik ekuivalen 8,4 dan 72,2 %. Berapakah berat lapisan air dan lapisan fenol dalam 500 g campuran dan berapa gram fenol terdapat dalam masing-masing lapisan tersebut? Misal Z = berat lapisan air (g), maka : Berat lapisan fenol = (500 Z) g Komposisi keseluruhan = 50 % x 500 g = 250 g Z(8,4/00) + (500-Z)(72,2/00) = 250 berat lapisan air, Z = 74 g berat lapisan fenol,(500-z) = 326 g berat fenol dalam lapisan air = 74 x 0,084 = 5 g berat fenol dalam lapisan fenol = 326 x 0,722 = 235 g Pengaruh zat asing Penambahan zat asing dalam sistem biner sistem tersier Jika zat yang ditambahkan hanya larut dalam salah satu komponen atau kelarutan dalam kedua komponen jelas berbeda, maka : Contoh : - kelarutan timbal balik pasangan cairan akan turun - jika campuran memiliki suhu kritik larutan minimum maka temperatur tersebut akan turun dengan adanya zat ketiga - jika campuran biner memiliki suhu kritik larutan maksimum maka suhu tersebut akan naik - campuran fenol-air + naftalen 0, M, suhu konsulut naik 20 C - campuran fenol-air + KCl 0, M, suhu konsulut naik 8 C Sistem Tiga Komponen Jika zat yang ditambahkan sama banyak larut dalam kedua komponen biner, - suhu kritik larutan maksimum turun - suhu kritik larutan minimum naik Larutan cairan nonpolar dalam air + surfaktan terjadi kelarutan obat dalam misel. kelarutan naik karena Diagram segitiga yang memperlihatkan kelarutan minyak permen dalam berbagai perbandingan air dan polietilen glikol. 3
/0/207 Tetapan dielektrik dan kelarutan Paruta et al mempelajari : - hubungan antara kelarutan zat dengan tetapan dielektrik pada bahan obat : - barbiturat - xantin -paraben, dll - kelarutan kafein dalam campuran dioksan-air umumnya zat dengan perbedaan polaritas yang besar tidak dapat campur, tapi dioksan dan air dapat campur pada semua perbandingan. Hubungan Molekuler 2 3 Indeks struktural : X X = (.2) -½ + (.2) -½ =,44 2 3 4 Kafein dalam campuran dioksan-air pada 25 C. Profil kelarutan diperoleh dari dua penelitian, A dan B. Kelarutan dalam mg/ml diplot terhadap tetapan dielektrik (skala atas) dan parameter kelarutan pelarut (skala bawah). X = (.2) -½ + (2.2) -½ + (.2) -½ =,94 4
/0/207 Isobutana Luar Permukaan Molekuler dan Kelarutan Amidon et al mengamati kelarutan nonelektrolit cair dalam pelarut polar. Ln S sebanding dengan luas permukaan total (TSA) dari zat terlarut. Log S = 0,068 (TSA) + 4,44 X = (.3) -½ + (.3) -½ + (.3) -½ =,732 Pada 25 C, Kier dan Hall menemukan : ln S = -,505 2,533 X Jadi, untuk isobutana : ln S = -,505 (2,533 x,732) = 5,8922 S = 2,76 x 0-3 Pengamatan percobaan untuk kelarutan isobutana dalam air pada 25 C adalah 2,83 x 0-3 molal. TSA suatu senyawa dihitung dengan menggunakan program komputer yang ditemukan oleh Hermann. Oleh Amidon et al : Ln S = 0,0430 (HYSA) 0,0586 (FGSA) + 8,003 (I) + 4,420 HYSA = hydrocarbon surface area FGSA = functional group surface area I = variabel indikator harga I = untuk alkohol harga I = 0 untuk hidrokarbon Untuk n-butanol : Ln S = 0,0430 (HYSA) 0,0586 (FGSA) + 8,003 (I) + 4,420 Ln S = 0,0430 (22,9) 0,0586 (59,2) + 8,003 () + 4,420 Ln S = -0,20082 S = 0,88 molal (hasil percobaan =,006 molal) Metode Amidon et al terbukti dapat diterapkan untuk memperkirakan kelarutan molekul obat organik kompleks yang mempunyai kelarutan terbatas dalam air. 5