REVIEW
KIMIA DASAR
PERTEMUAN
KE-1 5
NAMA
: LUFITA
NIM
: A1C217021
DOSEN
PENGAMPU : Dr. YUSNELTI, M.Si
PRODI PENDIDIKAN MATEMATIKA
JURUSAN
MATEMATIKA DAN IPA
FAKULTAS
KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS
JAMBI
2017
BAB
1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Mengapa perlu mempelajari
sifat-sifat fisik larutan dan koloid? Umumnya reaksi kimia terjadi dalam
larutan, antara ion atau molekul yang terlarut dalam air atau pelarut lain.
Selain itu, pemanfaatan suatu zat tidak selalu dalam keadaan murni tetapi
dilarutkan ke dalam zat lain. Atau ketika memanfaatkan suatu zat maka zat
tersebut harus berada dalam media lain atau media dimana zat lain berada. Oleh
karena itu sebelum zat dimanfaatkan atau bereaksi dengan zat lain maka perlu
dipahami lebih dahulu: (a) sifat-sifat makroskopik keadaan
murni masing-masing zat pembentuk larutan, dan (b) apa yang terjadi bila
masing-masing zat pembentuk larutan tersebut yang disebut zat terlarut dan
pelarut dicampurkan.
Mengapa zat dapat bercampur atau
berada dalam zat lain? Atau mengapa zat yang disebut zat terlarut dapat
larut di dalam zat lain yang disebut pelarut? Salah satu
konsep dasar yang penting untuk memahami ini adalah adanya gaya-gaya atau
energi interaksi antarmolekul antara zat terlarut dan pelarut. Salah satu hukum
yang menjelaskan gaya-gaya interaksi antarmolekul adalah potensial
Lennard-Jones(1). Hasil pencampuran dapat mempengaruhi sifat-sifat zat
murni seperti kelarutan, titik didih, dan titik leleh.
Salah satu zat yang banyak
digunakan sebagai pelarut adalah air. Air mempunyai kemampuan melarutkan
berbagai jenis zat menghasilkan suatu campuran homogen. Pada campuran homogen
yang melibatkan air, air disebut sebagai pelarut. Air mempunyai rumus molekul
H2O dengan massa molekul 18 g/mol dan kerapatan 1 g/mL atau 1000 g/L. Jadi
konsentrasi molar air murni adalah 55,6 mol/L. Konsentrasi molar zat yang
dilarutkan dalam air adalah pada orde 10-6-10 molar. Jadi konsentrasi molar zat
yang dilarutkan jauh lebih rendah dan disebut dengan zat terlarut.
1.2 Tujuan
·
Mengetahui
sifat fisik dan koloid larutan
·
Mengetahui
jenis campuran : suspensi, koloid dan larutan
·
Mengetahui
macam-macam larutan
·
Mengetahui
satuan konsentrasi
·
Mengetahui
timbulnya energi dan ketidakteraturan dalam pembentukanlarutan cairan
·
Mengetahui
panas larutan
·
Mengetahui
kelarutan dan suhu
·
Mengetahui
tekanan uap larutan serta pengaruh tekanan pada kelarutan
·
Mengetahui
tekanan osmosis
·
Mengetahui
larutan elektrolit
·
Mengetahui
penurunan titik beku dan kenaikan titk didih
·
Mengetahui
destilasi bertingkat
BAB
2
PEMBAHASAN
2.1
SIFAT FISIK DAN KOLOID LARUTAN
1.
Sifat-sifat
koloid
·
Efek
tyndall
Hamburan cahaya
oleh partikel – partikel koloid, sehingga jalannya sinar yang melewati koloid
dapat terlihat.
Sifat khas pada
sistem koloid yang membedakannya dengan sistem dispersi yang lain diantaranya
adalah efek Tyndall dan gerak Brown.
Efek
Tyndall adalah peristiwa penghamburan cahaya oleh partikel koloid. Efek
ini dikemukakan oleh John Tyndall, ahli fisika berkebangsaan Inggris.
Partikel dalam sistem koloid dapat berupa molekul atau ion yang berukuran cukup
besar akan menghamburkan cahaya ke segala arah. Larutan sejati/larutan tidak
menunjukkan efek Tyndall, karena ukuran partikelnya terlalu kecil untuk
menghamburkan cahaya.
Di lingkungan
kita sering terjadi efek Tyndall, diantaranya :
Terjadinya warna
biru di langit pada siang hari dan warna merah atau jingga di langit pada saat
matahari terbenam di ufuk barat.
Sorot lampu
proyektor di gedung bioskop akan tampak jelas ketika ada asap rokok.
Sorot lampu
mobil pada malam yang berkabut.
Berkas sinar
matahari yang melalui celah daun pepohonan pada pagi hari yang berkabut.
·
Gerak
Brown
Gerakan partikel
koloid terus-menerus dengan gerak patah-patah (zig-zag), yang diakibatkan oleh
adanya tumbukan antara partikel-partikel koloid dengan medium pendispersinya.
Gerak
Brown adalah gerak acak (zig-zag) partikel koloid dalam medium
pendispersinya. Gerak ini ditemukan oleh Robert Brown. Gerak Brown terjadi
karena adanya tumbukan yang tidak seimbang antara molekul-molekul medium terhadap
partikel koloid. Semakin tinggi suhu semakin cepat gerak Brown berlangsung
karena energi kinetik molekul medium meningkat sehingga menghasilkan tumbukan
yang lebih kuat.Gerak Brown dalam sistem koloid menyebabkan partikel
koloid tersebar merata dalam medium pendispersinya dan tidak memisah meskipun
didiamkan (stabil).
·
Elektroforesa
Pergerakan
partikel koloid dalam medan listrik
Elektroforesis adalah pergerakan
partikel koloid di bawah pengaruh medan listrik. Partikel-partikel koloid dapat
bermuatan listrik karena terjadi penyerapan ion pada permukaan koloid.
Kestabilan sistem koloid disebabkan adanya muatan listrik pada permukaan
partikel koloid, selain karena adanya gerak Brown. Pada peristiwa
elektroforesis, partikel koloid akan dinetralkan muatannya dan digumpalkan pada
elektroda. Kegunaan dari sifat ini adalah untuk menentukan muatan yang
dimiliki oleh suatu partikel koloid.
Pada
elektroforesis ini, ke dalam elektrolit dimasukkan dua batang elektroda
kemudian dihubungkan dengan sumber arus searah, maka partikel-partikel koloid
akan bergerak ke salah satu elektroda tergantung pada jenis muatannya. Koloid
yang bermuatan negatif akan bergerak ke anode (elektode positif) sedangkan
koloid yang bermuatan positif bergerak ke katode (elektrode negatif).
·
Adsorpsi
Kemampuan
partikel koloid mengikat materi di permukaan
Adsorpsi adalah
proses penyerapan suatu zat di permukaan zat lain. Zat yang diserap disebut
fase terserap dan zat yang menyerap disebut adsorpen. Peristiwa adsorpsi
disebabkan gaya tarik molekul-molekul pada permukaan adsorpen.
Contoh
pemanfaatan adsorpsi :
Penyembuhan
sakit perut yang disebabkan bakteri patogen dengan serbuk karbon atau norit. Di
dalam usus, norit akan menjadi koloid yang dapat mengadsorpsi zat racun(bakteri
patogen)
Penjernihan air
keruh dengan tawas Al2(SO4)3. Dalam air tawas terhidrolisis menjadi
Al(OH)3 yang berbentuk koloid dan mampu mengadsorpsi kotoran dalam air
khususnya zat warna.
Penjernihan air
tebu pada pembuatan gula pasir dengan tanah diatome dan arang tulang (pemutihan
gula).Zat warna dalam gula akan diadsorpsi sehingga diperoleh gula yang putih.
Adsorpsi gas
oleh zat padat, misalnya pada masker gas.
Adsorbsi
keringat oleh alumium stearat yang terdapat dalam rol on deodorant.
Partikel koloid
mampu mengadsorpsi ion positif dan ion negatif sehingga koloid menjadi
bermuatan listrik. Koloid yang bermuatan positif contohnya Fe(OH)3 dan
yang bermuatan negatif contohnya As2S3.
·
Koagulasi
Koagulasi atau
penggumpalan adalah peristiwa pengendapan partikel-partikel koloid sehingga
fase terdispersi terpisah dari medium pendispersinya. Koagulasi disebabkan
hilangnya kestabilan untuk mempertahankan partikel-partikel agar tetap tersebar
di dalam medium pendispersinya. Koagulasi dapat dilakukan secara mekanis, fisis
dan kimia
1)
Mekanik, menggumpalkan koloid dengan pemanasan, pengadukan, dan pendinginan.
Proses ini akan mengurangi air atau ion di sekeliling koloid sehingga koloid
akan mengendap.
Contohnya :
protein, agar-agar dalam air akan menggumpal bila didinginka.
2)
Fisis
Contoh :
penggunakan alat cottrel. Alat Cottrel biasanya dipakai pada cerobong asap di
industri-industri besar, untuk menggumpalkan asap dan debu. Hal ini bertujuan
untuk mengurangi pencemaran asap dan debu yang berbahaya. Caranya dengan
melewatkan asap atau debu pada Cottrel sebelum keluar dari cerobong pabrik.
Alat ini terdiri dari dua pelat elektrode listrik bertegangan tinggi. Bila
sudah jenuh elektrode tersebut dibersihkan.
3)
Kimia Cara ini dilakukan dengan penambahan zat elektrolit ke dalam koloid.
Contoh :
– Proses
pengolahan karet dari bahan mentah (lateks) dengan menambahkan asam formiat
atau cuka.
– Pembentukan
delta di muara sungai
– Proses
penjernihan air dengan menambahkan tawas. Tawas digunakan untuk menggumpalkan
partikel koloid dalam air.
·
Dialysis
Penghilangan
muatan koloid dengan cara memasukkan koloid ke dalam membrane semipermeabel dan
kemudian dimasukkan ke dalam aliran zat cair.
g.Koloid
pelindung
Koloid yang
dapat menstabilkan system koloid lain.
2.
Sifat-sifat
larutan
Larutan adalah
campuran homogen dari dua atau lebih zat
Zat yang
jumlahnya lebih sedikit disebut zat terlarut
Zat yang
jumlahnya lebih banyak disebut zat pelarut
·
Larutan
jenuh mengandung jumlah maksimum zat terlarut yang dapat larut dalam suatu
pelarut pada suhu tertentu.
·
Larutan
takjenuh mengandung zat terlarut lebih sedikit daripada yang sebenarnya
dapat dilarutkan oleh pelarut pada suhu tertentu.
·
Larutan
lewat-jenuh mengandung zat terlarut lebih banyak daripada yang terdapat
dalam larutan jenuh pada suhu tertentu.
Natrium asetat
mengkristal dengan cepat ketika ditambahkan sedikit benih kristal ke dalam
larutan natrium asetat lewat-jenuh.
Sejenis
Melarutkan Sejenis
Dua zat dengan
gaya-gaya antarmolekul yang sama akan cenderung saling melarutkan.
molekul
non-polar dapat larut dalam pelarut non-polar
CCl4 dalam C6H6
molekul polar
dapat larut dalam pelarut polar
C2H5OH dalam H2O
Senyawa ionik
lebih dapat larut dalam pelarut polar
NaCl dalam H2O
atau NH3 (l)
Kelarutan
metanol dalam air
2.2 JENIS
CAMPURAN : SUSPENSI, KOLOID DAN LARUTAN
A.
Larutan
Larutan
adalah campuran homogen dari dua atau lebih zat (unsur/molekul). Ketika
ditempatkan dalam air, kebanyakan zat akan terlarut dan zat yang terlarut ini
disebut soluble (dapat larut) dan yang lainnya yang tidak dapat larut
disebut insoluble(tidak dapat larut). Garam dan gula sangat mudah larut
dalam air.
Dalam suatu
larutan, zat yang menunjukkan jumlah yang lebih besar disebut dengan pelarut
dan zat yang jumlahnya lebih sedikit disebut zat terlarut. Apa artinya bahwa
suatu zat terlarut dalam zat lainnya? Hal ini berarti bahwa molekul-molekul
dari zat terlarut terpisah dan terdistribusikan secara merata dalam pelarut.
Zat tidak dapat
larut (insoluble) mempertahankan keadaannya agar tidak terdistribusi dalam
pelarut. Biasanya yang digunakan sebagai pelarut adalah air, karena kebanyakan
zat padat akan terlarut dalam air, tetapi sebenarnya hampir semua cairan dapat
dijadikan pelarut.
Zat terlarut pun
bisa berada dalam kondisi, padat, cair atau gas. Contoh larutan logam padat
adalah baja (Fe+C), kuningan (Cu+Zn) dan perunggu (Cu+Sn). Kedua komponen logam
tersebut saling elarutkan, sama seperti larutan dengan komponen cair atau gas.
Contohnya adalah karbondioksida yang ditambahkan ke dalam minuman agar berbuih.
Dalam air kolam, sungai dan juga laut, gas semisal oksigen, karbondioksida dan
gas lainnya masuk ke dalam larutan secara alami. Kehadiran gas-gas ini dalam
air memungkinkan adanya kehidupan dasar laut
B.
Suspensi
( Campuran )
Bilamana
kita mencampurkan gula dengan air maka akan didapatkan larutan, namun jika kita
mencampurkan pasir kedalam air, kita akan mendapatkan campuran. Ketika kita
mencampurkan garam dan pasir maka yang akan kita dapatkan juga adalah campuran.
Dengan menggunakan sepasang penjepit tipis akan dimungkinkan untuk memisahkan
butiran pasir dari air atau sepotong batubara dari bubuk campuran, tetapi hal
ini tidak dapat dilakukan untuk memisahkan molekul-molekul gula dari air,
karena ukurannya yang sangat kecil. Karena hal itulah yang membedakan suatu campuran
dengan larutan. Dalam suatu campuran partikel-partikelnya berukuran cukup
besar, sehingga mungkin untuk dipisahkan dengan menggunakan metode mekanik.
Misalnya dengan
menggunakan ayakan campuran dapat dipisahkan menjadi bagian-bagian penyusunnya.
Tetapi hal ini tidak bisa dilakukan terhadap larutan dikarenakan ukurannya yang
sangat kecil. Untuk memisahkan komponen dalam larutan harus menggunakan metode
fisika seperti destilasi.
Jadi campuran
tersusun dari pertikel-partikel yang berukuran cukup besar, sedangkan larutan
tersusun dari partikel-partikel yang sangat kecil. Suspensi yang kadang kita
temui, misalnya minuman kopi/ teh tubruk yang ampasnya bisa kita saring.
C.
KOLOID
Pada
larutan, partikel-partikel tersebar secara merata, tetapi tidaklah terjadi pada
campuran. Dalam campuran molekul-molekul tidak terpisah dan menyisakan partikel
padat. Dari bagian ini terlihat ukurannya, bahwa larutan terbentuk dari
partikel-partikel yang sangat kecil dan campuran terbentuk dari
partikel-partikel yang cukup besar.
Koloid adalah
kondisi pertengahan, antara campuran dan larutan. Pada koloid terjadi dispersi
(penyebaran) partikel-partikel kecil tetapi bukan berukuran molekul. Hal yang
membedakan koloid dari larutan dan campuran adalah pada ukurannya.
Koloid adalah tersebarnya
partikel-partikel kecil dengan ukuran 10-7 sampai 10-5 cm. Jika
partikel yang lebih besar dari 10-5 cm maka disebut dengan campuran dan
jika ukuran partikel lebih kecil dari 10-7 cm maka disebut dengan
larutan.
2.3 MACAM-MACAM
LARUTAN
Larutan
adalah campuran homogen (komposisinya sama), serba sama (ukuran partikelnya),
tidak ada bidang batas antara zat pelarut dengan zat terlarut (tidak dapat
dibedakan secara langsung antara zat pelarut dengan zat terlarut), partikel-
partikel penyusunnya berukuran sama (baik ion, atom, maupun molekul) dari dua
zat atau lebih. Dalam larutan fase cair, pelarutnya (solvent) adalah cairan,
dan zat yang terlarut di dalamnya disebut zat terlarut (solute), bisa berwujud
padat, cair, atau gas. Dengan demikian, larutan = pelarut (solvent) + zat
terlarut (solute). Khusus untuk larutan cair, maka pelarutnya adalah volume
terbesar.
Ada 2 reaksi dalam larutan, yaitu:
a) Eksoterm, yaitu proses melepaskan panas dari sistem ke lingkungan, temperatur dari campuran reaksi akan naik dan energi potensial dari zat- zat kimia yang bersangkutan akan turun.
b) Endoterm, yaitu menyerap panas dari lingkungan ke sistem, temperatur dari campuran reaksi akan turun dan energi potensial dari zat- zat kimia yang bersangkutan akan naik.
Larutan dapat dibagi menjadi 3, yaitu:
a) Larutan tak jenuh yaitu larutan yang mengandung solute (zat terlarut) kurang dari yang diperlukan untuk membuat larutan jenuh. Atau dengan kata lain, larutan yang partikel- partikelnya tidak tepat habis bereaksi dengan pereaksi (masih bisa melarutkan zat). Larutan tak jenuh terjadi apabila bila hasil kali konsentrasi ion < Ksp berarti larutan belum jenuh ( masih dapat larut).
b) Larutan jenuh yaitu suatu larutan yang mengandung sejumlah solute yang larut dan mengadakan kesetimbangn dengan solut padatnya. Atau dengan kata lain, larutan yang partikel- partikelnya tepat habis bereaksi dengan pereaksi (zat dengan konsentrasi maksimal). Larutan jenuh terjadi apabila bila hasil konsentrasi ion = Ksp berarti larutan tepat jenuh.
c) Larutan sangat jenuh (kelewat jenuh) yaitu suatu larutan yang mengandung lebih banyak solute daripada yang diperlukan untuk larutan jenuh. Atau dengan kata lain, larutan yang tidak dapat lagi melarutkan zat terlarut sehingga terjadi endapan. Larutan sangat jenuh terjadi apabila bila hasil kali konsentrasi ion > Ksp berarti larutan lewat jenuh (mengendap).
Berdasarkan banyak sedikitnya zat terlarut, larutan dapat dibedakan menjadi 2, yaitu:
a) Larutan pekat yaitu larutan yang mengandung relatif lebih banyak solute dibanding solvent.
b) Larutan encer yaitu larutan yang relatif lebih sedikit solute dibanding solvent.
Dalam suatu larutan, pelarut dapat berupa air dan tan air.
Contoh soal komponen larutan
Tentukan pelarut dan zat terlarut dalam larutan alkohol 25% dan 75%?
Jawab:
a. Dalam larutan alkohol 25% misalnya terdapat 100 gram larutan alkohol.
Zat terlarut = 25 % x 100 gram = 25 gram (alkohol)
Zat pelarut = 75% x 100 gram = 75 gram ( air)
b. Dalam larutan alkohol 75% misalnya terdapat 100 gram larutan alkohol.
Zat terlarut = 25% x 100 gram = 25 gram (air)
Zat pelarut = 75% x 100gram = 75 gram (alkohol)
Jadi, untuk larutan cair maka pelarutnya adalah volume terbesar.
Ada 2 reaksi dalam larutan, yaitu:
a) Eksoterm, yaitu proses melepaskan panas dari sistem ke lingkungan, temperatur dari campuran reaksi akan naik dan energi potensial dari zat- zat kimia yang bersangkutan akan turun.
b) Endoterm, yaitu menyerap panas dari lingkungan ke sistem, temperatur dari campuran reaksi akan turun dan energi potensial dari zat- zat kimia yang bersangkutan akan naik.
Larutan dapat dibagi menjadi 3, yaitu:
a) Larutan tak jenuh yaitu larutan yang mengandung solute (zat terlarut) kurang dari yang diperlukan untuk membuat larutan jenuh. Atau dengan kata lain, larutan yang partikel- partikelnya tidak tepat habis bereaksi dengan pereaksi (masih bisa melarutkan zat). Larutan tak jenuh terjadi apabila bila hasil kali konsentrasi ion < Ksp berarti larutan belum jenuh ( masih dapat larut).
b) Larutan jenuh yaitu suatu larutan yang mengandung sejumlah solute yang larut dan mengadakan kesetimbangn dengan solut padatnya. Atau dengan kata lain, larutan yang partikel- partikelnya tepat habis bereaksi dengan pereaksi (zat dengan konsentrasi maksimal). Larutan jenuh terjadi apabila bila hasil konsentrasi ion = Ksp berarti larutan tepat jenuh.
c) Larutan sangat jenuh (kelewat jenuh) yaitu suatu larutan yang mengandung lebih banyak solute daripada yang diperlukan untuk larutan jenuh. Atau dengan kata lain, larutan yang tidak dapat lagi melarutkan zat terlarut sehingga terjadi endapan. Larutan sangat jenuh terjadi apabila bila hasil kali konsentrasi ion > Ksp berarti larutan lewat jenuh (mengendap).
Berdasarkan banyak sedikitnya zat terlarut, larutan dapat dibedakan menjadi 2, yaitu:
a) Larutan pekat yaitu larutan yang mengandung relatif lebih banyak solute dibanding solvent.
b) Larutan encer yaitu larutan yang relatif lebih sedikit solute dibanding solvent.
Dalam suatu larutan, pelarut dapat berupa air dan tan air.
Contoh soal komponen larutan
Tentukan pelarut dan zat terlarut dalam larutan alkohol 25% dan 75%?
Jawab:
a. Dalam larutan alkohol 25% misalnya terdapat 100 gram larutan alkohol.
Zat terlarut = 25 % x 100 gram = 25 gram (alkohol)
Zat pelarut = 75% x 100 gram = 75 gram ( air)
b. Dalam larutan alkohol 75% misalnya terdapat 100 gram larutan alkohol.
Zat terlarut = 25% x 100 gram = 25 gram (air)
Zat pelarut = 75% x 100gram = 75 gram (alkohol)
Jadi, untuk larutan cair maka pelarutnya adalah volume terbesar.
2.4 SATUAN
KONSENTRASI
Ø Molalitas (m)
Molalitas
merupakan satuan konsentrasi yang penting untuk menentukan sifat-sifat yang
tergabung dari jumlah partikel dalam larutan.
Molalitas didefinisikan sebagai banyak mol zat terlarut yang dilarutkan dalam satu kilogram (1.000 gram) pelarut. Misalkan jika 2 mol garam dapur (NaCl) dilarutkan dalam 1.000 gram air maka molalitas garam dapur tersebut adalah 2 molal.
Secara matematis pernyataan tersebut dinyatakan seperti berikut.
Molalitas didefinisikan sebagai banyak mol zat terlarut yang dilarutkan dalam satu kilogram (1.000 gram) pelarut. Misalkan jika 2 mol garam dapur (NaCl) dilarutkan dalam 1.000 gram air maka molalitas garam dapur tersebut adalah 2 molal.
Secara matematis pernyataan tersebut dinyatakan seperti berikut.
m = n × 1000/p
m = massa/Mr x
1000/p
Keterangan:
m = molalitas larutan
n = jumlah mol zat terlarut
p = massa pelarut (gram)
m = molalitas larutan
n = jumlah mol zat terlarut
p = massa pelarut (gram)
m = massa zat
terlarur (gram)
Contoh
Jika kita melarutkan 9 gram gula sederhana (C6H12O6) ke dalam 500 gram air maka berapakah molalitas glukosa tersebut dalam larutan?
Penyelesaian:
Diketahui : m = 9 gram
Mr C6H12O6 = 180
p = 500 gram
Ditanya : molalitas (m) …?
Jika kita melarutkan 9 gram gula sederhana (C6H12O6) ke dalam 500 gram air maka berapakah molalitas glukosa tersebut dalam larutan?
Penyelesaian:
Diketahui : m = 9 gram
Mr C6H12O6 = 180
p = 500 gram
Ditanya : molalitas (m) …?
Jawab
: m = 9/180 x 1000/500
= 0,1 molal
Jadi, kemolalan glukosa tersebut adalah 0,1 molal
= 0,1 molal
Jadi, kemolalan glukosa tersebut adalah 0,1 molal
Ø Molaritas (M)
Pada saat kamu
di laboratorium kimia, pernahkah kamu menemukan tulisan yang tertera pada botol
wadah larutan kimia misal 0,5 M HCl? Apakah arti 0,5 M tersebut? 0,5 M HCl
berarti bahwa larutan HCl mengandung 0,5 mol HCl dalam air yang cukup untuk
membuat volume total 1 liter. Jadi molaritas (M) adalah jumlah mol
zat terlarut dalam 1 liter larutan. Secara matematik dinyatakan sebagai
berikut.
M = n/V
M = n/V
Keterangan:
M = molaritas
n = mol
V = volume
M = molaritas
n = mol
V = volume
Contoh
Hitunglah konsentrasi larutan yang dibuat dari 12 gram kristalMgSO4 yang dilarutkan dalam 250 mL air (Mr MgSO4 = 120)!
Penyelesaian:
Diketahui : Massa MgSO4 = 12 gram
Mr MgSO4 = 120
Volume air = 250 mL = 0,25 L
Ditanya : Molaritas (M)…?
Jawab : Mol (n) = massa MgSO4 / Mr MgSO4
= 12 g/120
= 0,1 mol
M = n/V
= 0,1 mol/0,25 L
= 0,4 M
Jadi, konsentrasi larutan MgSO4 adalah 0,4 M
Hitunglah konsentrasi larutan yang dibuat dari 12 gram kristalMgSO4 yang dilarutkan dalam 250 mL air (Mr MgSO4 = 120)!
Penyelesaian:
Diketahui : Massa MgSO4 = 12 gram
Mr MgSO4 = 120
Volume air = 250 mL = 0,25 L
Ditanya : Molaritas (M)…?
Jawab : Mol (n) = massa MgSO4 / Mr MgSO4
= 12 g/120
= 0,1 mol
M = n/V
= 0,1 mol/0,25 L
= 0,4 M
Jadi, konsentrasi larutan MgSO4 adalah 0,4 M
Ø Fraksi Mol (x)
Fraksi mol
(x) menyatakan perbandingan mol salah satu komponen dengan jumlah mol
semua komponen-komponen. Perhatikan contoh berikut. Misalkan 2 mol garam (NaCl)
yang dinotasikan dengan A dilarutkan dalam 8 mol air yang dinotasikan dengan B,
maka fraksi mol garam (xA) = 0,2 dan fraksi mol air (xB) = 0,8. Jadi, fraksi
mol masing-masing komponen dalam suatu larutan dapat ditentukan sebagai
berikut.
xA = nA / nA +
nB
xB = nB / nA + nB
Keterangan:
xA = fraksi mol zat A
nA = mol zat A
xB = fraksi mol zat B
nB = mol zat B
Keterangan:
xA = fraksi mol zat A
nA = mol zat A
xB = fraksi mol zat B
nB = mol zat B
Contoh
Hitunglah fraksi mol zat terlarut bila 117 gram NaCl dilarutkan dalam 360 air! (Mr NaCl = 58,7)
Penyelesaian:
Mol NaCl = massaNaCl / MrNaCl
= 117 mol / 58,7
= 2 mol
Mol H2O = massa H2 O / MrH2 O
= 360 mol / 18
= 20 mol
Fraksi Mol NaCl = 2 / 2 + 20
= 0,091
Jadi, fraksi mol NaCl adalah 0,091
Hitunglah fraksi mol zat terlarut bila 117 gram NaCl dilarutkan dalam 360 air! (Mr NaCl = 58,7)
Penyelesaian:
Mol NaCl = massaNaCl / MrNaCl
= 117 mol / 58,7
= 2 mol
Mol H2O = massa H2 O / MrH2 O
= 360 mol / 18
= 20 mol
Fraksi Mol NaCl = 2 / 2 + 20
= 0,091
Jadi, fraksi mol NaCl adalah 0,091
2.5 PANAS
LARUTAN
Perubahan
entalpi yang menyertai pelarutan suatu senyawa disebut panas pelarutan. Panas
pelarutan ini dapat meliputi panas hidrasi yang menyertai pencemaran secara
kimia. Energi ionisasi bila senyawa yang dilarutkan mengalami peristiwa
ionisasi. Pada umumnya panas pelarut untuk garam – garam netral dan tidak
mengalami disosiasi adalah positif, sehingga reaksinya isotermis atau larutan
akan menjadi dingin dan proses pelarutan berlangsung secara adaibatis. Panas
hidrasi, khususnya dalam sistem berair, biasanya negatif dan relatif besar.
Perubahan entalpi pada pelarutan suatu senyawa tergantung pada jumlah, sifat
zat terlarut dan pelarutnya temperatur dan konsentrasi awal dan akhir dari
larutannya.
Jadi panas
pelarutan standar didefinisikan sebagai perubahan entalpi yang terjadi pada
suatu sistem apabila 1 mol zat terlarut dilarutkan dalam n1 mol pelarut
pada temperatur 250C dan tekanan atmosfir.
Kalor pelarutan
adalah entalpi dari suatu larutan yang mengandung 1 mol zat terlarut, relatif
terhadap zat terlarut atau pelarutan murni pada suhu dan tekanan sama. Entalpi
suatu larutan pada suhu T relatif larutan dan zat terlarut dan terlarutan murni
pada suhu T0 dinyatakan sebagai :
H = n1H1 + n2H2 + n2Hs2
Dimana :
- H
=
entalpi dari n1+n2 mol pelarut dari komponen 1 dan 2 pada suhu T
relatif terhadap suhu T0.
- H1 dan
H2 = entalpi molal dari komponen 1 dan 2 murni pada suhu relatif
terhadap temperatur T0.
- ∆HS2
= Panas pelarutan intergral dari komponen 2 pada
suhu T.
Menurut
hukum Hess bahwa perubahan entalpi suatu reaksi kimia tidak tergantung kepada
jalannya reaksi tetapi hanya tergantung kepada keadaan awal dan akhir dari
suatu reaksi.
Sebagai contoh
penggunaan hukum Hess :
CuSO4 (s) + aq à CuSO4
(aq)
∆H0= a Kj
CuSO4.5H2O (s) + aq à CuSO4 (aq) +
5H2O(aq) ∆H0=
b Kj
Sehingga :
CuSO4.5H2O (s) + aq à CuSO4 (aq) +
5H2O(aq) ∆H0=
(a-b) Kj
2.6 KELARUTAN
DAN SUHU
Kelarutan
atau solubilitas adalah kemampuan suatu zat kimia tertentu, zat terlarut
(solute), untuk larut dalam suatupelarut (solvent). Kelarutan dinyatakan dalam
jumlah maksimum zat terlarut yang larut dalam suatu pelarut pada kesetimbangan.
Larutan hasil disebut larutan jenuh namun ada juga larutan tak jenuh serta
larutan tepat jenuh.. Zat-zat tertentu dapat larut dengan perbandingan apapun
terhadap suatu pelarut.
Pelarut umumnya
merupakan suatucairan yang dapat berupa zat murni ataupuncampuran. Zatyang
terlarut, dapat berupagas, cairan lain, ataupadat. Kelarutan bervariasi dari
selalu larutseperti etanol dalam air, hingga sulit terlarut, seperti perak
klorida dalam air. Istilah “tak larut”(insoluble) sering diterapkan padas enyaw
a yang sulit larut, walaupun sebenarnya hanya adasangat sedikit kasus yang
benar-benar tidak ada bahan yang terlarut. Dalam beberapa kondisi,titik
kesetimbangan kelarutan dapat dilampaui untuk menghasilkan suatu larutan yang
disebut lewat jenuh
Larutan
adalah campuran yang bersifat homogen antara molekul, atom ataupun ion dari dua
zat atau lebih. Disebut campuran karena susunannya atau komposisinya dapat
berubah. Disebut homogen karena susunanya begitu seragam sehingga tidak dapat
diamati adanya bagian-bagian yang berlainan, bahkan dengan mikroskop optis
sekalipun.
Fase larutan
dapat berwujud gas, padat ataupun cair. Larutan gas misalnya udara. Larutan
padat misalnya perunggu, amalgam dan paduan logam yang lain. Larutan cair
misalnya air laut, larutan gula dalam air, dan lain-lain.
Pelarut cair
umumnya adalah air. Pelarut cair yang lain misalnya bensena, kloroform, eter,
dan alkohol. Jika pelarutnya bukan air, maka nama pelarutnya disebutkan.
Misalnya larutan garam dalam alkohol disebut larutan garam dalam alkohol
(alkohol disebutkan), tetapi larutan garam dalam air disebut larutan garam (air
tidak disebutkan). Zat terlarut dapat berupa zat padat, gas atau cair. Zat
padat terlarut dalam air misalnya gula dan garam. Gas terlarut dalam air
misalnya amonia, karbon dioksida, dan oksigen. Zat cair terlarut dalam air
misalnya alkohol dan cuka. Umumnya komponen larutan yang jumlahnya lebih banyak
disebut sebagai pelarut. Larutan 40 % alkohol dengan 60 % air disebut larutan
alkohol. Larutan 60 % alkohol dengan 40 % air disebut larutan air dalam
alkohol. Larutan 60 % gula dengan 40 % air disebut larutan gula karena dalam
larutan itu air terlihat tidak berubah sedangkan gula berubah dari padatan
(kristal) menjadi terlarut (menyerupai air).
Kita
sangat sering melihat campuran di kehidupan sehari-hari, baik itu campuran
homogen ataupun campuran heterogen. Campuran homogen merupakan campuran dimana
semua bagian campuran memiliki susunan yang sama dan seragam. Campuran homogen
disebut juga larutan Contoh campuran homogen adalah teh dan susu larutan teh
dan susu merupakan contoh campuran homogen karena kita tidak bisa lagi
membedakan komponen-komponen penyusun larutan tersebut, seperti bubuk susu,
air,dan gula. Karena komponen-komponen dalam larutan ini sudah tercampur
menjadi satu dan memiliki susunan komponen yang sama di semua bagian larutan.
Campuran
heterogen merupakan campuran yang penyusunnya tidak seragam atau tidak
sama.contoh campuran heterogen adalah campuran antara tanah dengan batu krikil:
campuran antara tanah dan batu krikil merupakan contoh campuran heterogen
karena kita masih dapat membedakan komponen-komponen penyusunnya. Seperti
terlihat pada gambar kita masih dapat membedakan komponen penyusun campuran
antara tanah dan batu krikil karena di semua bagian campuran tersebut tidak
seragam sehingga kita bisa membedakannya.
Faktor-faktor
yang mempengaruhi kelarutan antara lain jenis zat terlarut, jenis pelarut,
temperatur, dan tekanan.
Pengaruh Jenis
Zat pada Kelarutan
Zat-zat dengan
struktur kimia yang mirip umumnya dapat saling bercampur dengan baik, sedangkan
zat-zat yang struktur kimianya berbeda umumnya kurang dapat saling
bercampur (like dissolves like). Senyawa yang bersifat polar akan mudah
larut dalam pelarut polar, sedangkan senyawa nonpolar akan mudah larut dalam
pelarut nonpolar. Contohnya alkohol dan air bercampur sempurna (completely
miscible), air dan eter bercampur sebagian (partially
miscible), sedangkan minyak dan air tidak bercampur (completely
immiscible).
Pengaruh
Temperatur(Suhu) pada Kelarutan
Kelarutan gas
umumnya berkurang pada temperatur yang lebih tinggi. Misalnya jika air
dipanaskan, maka timbul gelembung-gelembung gas yang keluar dari dalam air,
sehingga gas yang terlarut dalam air tersebut menjadi berkurang. Kebanyakan zat
padat kelarutannya lebih besar pada temperatur yang lebih tinggi.
Ada beberapa zat
padat yang kelarutannya berkurang pada temperatur yang lebih tinggi, misalnya
natrium sulfat dan serium sulfat. Pada larutan jenuh terdapat kesetimbangan antara
proses pelarutan dan proses pengkristalan kembali. Jika salah satu proses
bersifat endoterm, maka proses sebaliknya bersifat eksoterm. Jika temperatur
dinaikkan, maka sesuai dengan azas Le Chatelier (Henri Louis Le Chatelier:
1850-1936) kesetimbangan itu bergeser ke arah proses endoterm. Jadi jika
proses pelarutan bersifat endoterm, maka kelarutannya bertambah pada temperatur
yang lebih tinggi. Sebaliknya jika proses pelarutan bersifat eksoterm, maka
kelarutannya berkurang pada suhu yang lebih tinggi.
2.7 TEKANAN UAP
LARUTAN SERTA PENGARUH TEKANAN PADA KELARUTAN
Penguapan
adalah peristiwa yang terjadi ketika partikel-partikel zat cair meninggalkan
kelompoknya. Semakin lemah gaya tarik-menarik antarmolekul zat cair, semakin
mudah zat cair tersebut menguap. Semakin mudah zat cair menguap, semakin besar
pula tekanan uap jenuhnya. Dalam suatu larutan,
partikel-partikel zat terlarut menghalangi gerak molekul pelarut untuk berubah
dari bentuk cair menjadi bentuk uap sehingga tekanan uap jenuh larutan menjadi
lebih rendah dari tekanan uap jenuh larutan murni.
1. Pengertian
Tekanan Uap
Kemudahan suatu
zat menguap ditentukan oleh kekuatan gaya antarmolekul (tegangan permukaan).
Semakin lemah gaya antarmolekul semakin mudah senyawa itu menguap. Pada suhu
rendah, molekul-molekul zat dapat meninggalkan permukaan cairan membentuk
kesetimbangan dengan cairan yang berada Gambar 1.1). Molekul-molekul fasa uap
menimbulkan tekanan yang disebut tekanan uap.
Faktor-faktor yang mempengaruhi tekanan uap salah satunya adalah suhu. Semakin tinggi suhu zat cair, semakin besar tekanan uapnya. Contohnya adalah tekanan uap air berbeda pada setiap temperatur.
Faktor-faktor yang mempengaruhi tekanan uap salah satunya adalah suhu. Semakin tinggi suhu zat cair, semakin besar tekanan uapnya. Contohnya adalah tekanan uap air berbeda pada setiap temperatur.
2. Penurunan Tekanan
Uap Larutan
Apa yang terjadi
dengan tekanan uap jika ke dalam suatu cairan (misalnya, air) dimasukkan zat
yang tidak mudah menguap (misalnya, gula pasir)? Adanya zat terlarut
nonvolatile (tidak mudah menguap) di dalam suatu pelarut dapat menurunkan
tekanan uap pelarut. Akibatnya, tekanan uap larutan lebih rendah dari tekanan
uap pelarut murninya. Mengapa?
Fakta tersebut dapat dijelaskan jika tekanan uap air murni lebih besar dari tekanan larutan yang mengandung zat nonvolatil, dan adanya kesetimbangan dinamis antara fasa uap dan cairannya. Oleh karena tekanan uap air murni lebih besar dari tekanan uap larutan gula maka untuk mencapai keadaan kesetimbangan, uap air murni akan diserap oleh larutan gula sampai tekanan uap di atas permukaan kedua cairan itu sama dan setimbang. Proses tersebut menghasilkan perpindahan molekul-molekul air dari pelarut murni melalui fasa uap ke dalam larutan gula sampai tekanan uap pada kedua permukaan cairan mencapai kesetimbangan.
Fakta tersebut dapat dijelaskan jika tekanan uap air murni lebih besar dari tekanan larutan yang mengandung zat nonvolatil, dan adanya kesetimbangan dinamis antara fasa uap dan cairannya. Oleh karena tekanan uap air murni lebih besar dari tekanan uap larutan gula maka untuk mencapai keadaan kesetimbangan, uap air murni akan diserap oleh larutan gula sampai tekanan uap di atas permukaan kedua cairan itu sama dan setimbang. Proses tersebut menghasilkan perpindahan molekul-molekul air dari pelarut murni melalui fasa uap ke dalam larutan gula sampai tekanan uap pada kedua permukaan cairan mencapai kesetimbangan.
Pengaruh tekanan
pada kelarutan
Perubahan
tekanan pengaruhnya kecil terhadap kelarutan zat cair atau padat. Perubahan
tekanan sebesar 500 atm hanya merubah kelarutan NaCl sekitar 2,3 % dan NH4Cl
sekitar 5,1 %. Kelarutan gas sebanding dengan tekanan partial gas
itu. Menurut hukum Henry (William Henry: 1774-1836) massa gas yang
melarut dalam sejumlah tertentu cairan (pelarutnya) berbanding lurus dengan
tekanan yang dilakukan oleh gas itu (tekanan partial), yang berada dalam
kesetimbangan dengan larutan itu. Contohnya kelarutan oksigen dalam air
bertambah menjadi 5 kali jika tekanan partial-nya dinaikkan 5 kali. Hukum
ini tidak berlaku untuk gas yang bereaksi dengan pelarut, misalnya HCl atau
NH3 dalam air.
2.8 TEKANAN
OSMOSIS
Tekanan
osmotik adalah tekanan yang diperlukan untuk mempertahankan partikel zat
pelarut agar tidak berpindah ke larutan konsentrasi tinggi. Proses osmosis
terjadi apabila kedua larutan yang dipisahkan oleh membran semipermeabel
memiliki tekanan osmotik yang berbeda. Untuk larutan yang terdiri atas zat
nonelektrolit, maka tekanan osmotik berbanding lurus dengan konsentrasi
(kemolaran) zat terlarut, yang dirumuskan sebagai berikut:
π = M . R . T
Keterangan:
π = tekanan osmotik (atm)
M = konsentrasi larutan (mol/L)
R = tetapan gas ideal (0,082 L atm mol/ K)
T = suhu (K)
π = M . R . T
Keterangan:
π = tekanan osmotik (atm)
M = konsentrasi larutan (mol/L)
R = tetapan gas ideal (0,082 L atm mol/ K)
T = suhu (K)
Osmosis
memiliki manfaat yang sangat besar dalam kehidupan, Bagi tumbuhan, proses
osmosis diperlukan dalam penyerapan air dan mineral dari dalam tanah. Bagi
hewan dan manusia, proses osmosis diperlukan untuk distribusi zat makanan ke
seluruh sel. Osmosis terjadi pada larutan yang berbeda konsentrasinya dan kedua
larutan tersebut dipisahkan oleh membran semipermeabel. Membran semipermeabel
hanya dapat dilewati oleh partikel dari zat pelarut. Larutan dengan konsentrasi
rendah (larutan encer) memiliki partikel zat pelarut yang lebih banyak daripada
larutan dengan konsentrasi tinggi (larutan pekat). Pada peristiwa osmosis
partikel zat pelarut dari kedua larutan dapat bergerak melewati membran
semipermeable, akan tetapi kecepatan gerak partikel zat pelarut yang ada dalam
larutan konsentrasi rendah lebih besar daripada kecepatan gerak partikel dalam
konsentrasi tinggi.
Contoh soal
Tentukan tekanan osmotik larutan glukosa 0,03 M pada suhu 29°C! Penyelesaian:
π = MxRxT
0,03M x 0,082 Latm mol/K x (29+273) K
=. 0,74atm
Jadi, tekanan osmotik larutan glukosa tersebut adalah 0,74 atm.
Tentukan tekanan osmotik larutan glukosa 0,03 M pada suhu 29°C! Penyelesaian:
π = MxRxT
0,03M x 0,082 Latm mol/K x (29+273) K
=. 0,74atm
Jadi, tekanan osmotik larutan glukosa tersebut adalah 0,74 atm.
2.9 LARUTAN
ELEKTROLIT
Ø Pengertian
Larutan Elektrolit
Larutan
elektrolit merupakan larutan yang bisa menghantarkan arus listrik.
Dalam larutan elektrolit molekul-molekulnya terurai (terdisosiasi) menjadi
partikel-partikel bermuatan listrik positif dan negatif yang disebut dengan ion
(ion positif-ion negatif). Ion positif yang dihasilkan dinamakan kation dan ion
negatif yang dihasilkan dinamakan anion. Jumlah dari muatan ion positif dan ion
negatif akan sama sehingga muatan ion-ion dalam larutan netral. Ion-ion inilah
yang kemudian menghantarkan arus listrik.
Perubahan kimia
larutan ini ditandai dengan perubahan warna, munculnya gelembung gas dan
adanya endapan, serta jika diuji dengan alat uji elektrolit larutan ini
mampu menyalakan sebuah lampu. Semakin banyak ion yang terbentuk, maka
semakin kuat sifat elektrolit larutan tersebut.
Ø Jenis-Jenis
Larutan Elektrolit
Larutan
elektrolit terbagi atas 3 yang mempunyai ciri-ciri tersendiri seperti yang
ada dibawah berikut ini :
1. Larutan
Elektrolit Kuat
Larutan
elektrolit kuat, yakni larutan yang semua molekulnya terurai mejadi
ion-ion (terionisasi sempurna). Oleh karena banyaknya ion-ion penghantar
listrik yang terbentuk, maka daya hantarnya juga kuat. Umumnya larutan
elektrolit kuat adalah larutan garam.
Ciri-Ciri
Larutan Elektrolit Kuat
Penghantar arus
listrik kuat atau baik
Terionisasi
dengan sempurna
Tetapan atau
derajat ionisasi (a) a = 1
Jika diuji,
larutan elektrolit kuat memiliki nyala lampu yang terang dan muncul gelembung
gas yang banyak
Contohnya :
Garam (NaCl,
KCl, CuSO4 dan KNO3),
Asam Kuat (HCl,
HI, HBr, H2SO4 dan HNO3), dan
Basa Kuat (NaOH,
Ca(OH)2, Mg(OH)2 dan KOH)
Reaksi
penguraian elektrolit kuat ditulis dengan tanda anak panah tunggal ke kanan.
Contoh reaksi elektrolit kuat :
NaCl (aq) → Na+
(aq) + Cl– (aq)
H2SO4 (aq) → 2
H+ (aq) + SO4 2- (aq)
NaOH (aq) → Na+
(aq) + OH– (aq)
2. Larutan
Elektrolit Lemah
Larutan
elektrolit lemah, yakni larutan yang tidak semua molekulnya terionisasi
(ionisasi tidak sempurna), sehingga hanya sedikit ion-ion yang dapat
menghantarkan listrik.
Ciri-Ciri
Larutan Elektrolit Lemah
Penghantar
listrik yang kurang baik atau lemah
Terionisasi
sebagian
Tetapan atau
derajat ionisasi (a) 0< a <1
Jika diuji,
larutan elektrolit lemah nyala lampunya lemah dan muncul gelembung gas yang
sedikit.
Contoh Larutan
Elektrolit Lemah
Asam Lemah (HCN,
H3PO4, CH3COOH, dan C2O3)
Basa Lemah
(NH4OH, Al(OH3),
dan Fe(OH)3).
3. Larutan Non
Elektrolit
Larutan
non-elektrolit merupakan larutan yang tidak bisa menghantarkan arus
listrik. Larutan-larutan non-elektrolit terdiri atas zat-zat yang terlarut
dalam air namun tidak terurai menjadi ion (tidak terionisasi). Dalam larutan,
zat not-elektrolit tetap seperti molekul yang tidak bermuatan listrik. Itulah
mengapa larutan ini tidak dapat menghantarkan arus listrik.
Ciri-Ciri
Larutan Non Elektrolit
Tidak dapat
terionisasi
Tidak dapat
menghantarkan arus listrik atau isolator
Tetapan atau
derajat ionisasi (a) a = 0
Jika diuji,
Larutan Non Elektrolit, tidak menyala dan tidak muncul gelembung gas.
Contoh Larutan
Non Elektrolit
Urea = CO (NH2)2
Glukosa =
C6H12O6
Sukrosa =
C12H22O11
Etanol = C2H2OH
Contoh reaksi
larutan non-elektrolit
C6H12O6 (s) C6H12O6 (aq)
C6H12O6 (s) C6H12O6 (aq)
2.10 PENURUNAN
TITIK BEKU DAN KENAIKAN TITK DIDIH
Suatu
zat cair dikatakan mendidih jika tekanan uapnya sama dengan tekanan atmosfer (tekanan udara
luar) di atas permukaan cairan. Adapun suatu zat dikatakan membeku jika
partikel-partikel zat itu berada dalam kisi-kisi kesetimbangan sehingga tidak
terjadi gerakan partikel, selain getaran di tempatnya.
Tahukah
kamu bagaimana terjadinya pendidihan? Pendidihan terjadi karena panas
meningkatkan gerakan atau energi kinetik, dari molekul yang menyebabkan cairan
berada pada titik di mana cairan itu menguap, tidak peduli berada di permukaan
teratas atau di bagian terdalam cairan tersebut.
Apabila sebuah
larutan mempunyai tekanan uap yang tinggi pada suhu tertentu, maka
molekul-molekul yang berada dalam larutan tersebut mudah untuk melepaskan diri
dari permukaan larutan. Atau dapat dikatakan pada suhu yang sama sebuah larutan
mempunyai tekanan uap yang rendah, maka molekul-molekul dalam larutan tersebut
tidak dapat dengan mudah melepaskan diri dari larutan. Jadi larutan dengan
tekanan uap yang lebih tinggi pada suhu tertentu akan memiliki titik didih yang
lebih rendah.
Cairan
akan mendidih ketika tekanan uapnya menjadi sama dengan tekanan udara luar.
Titik didih cairan pada tekanan udara 760 mmHg disebut titik didih standar atau
titik didih normal. Jadi yang dimaksud dengan titik didih adalah suhu pada saat
tekanan uap jenuh cairan itu sama dengan tekanan udara luar (tekanan pada
permukaan cairan).
Telah dijelaskan
di depan bahwa tekanan uap larutan lebih rendah dari tekanan uap pelarutnya.
Hal ini disebabkan karena zat terlarut itu mengurangi bagian atau fraksi dari
pelarut sehingga kecepatan penguapan berkurang.
Hubungan antara
tekanan uap jenuh dan suhu air dalam larutan berair ditunjukkan pada Gambar 1.
berikut.
 |
Gambar
1. Diagram P – T air dan suatu larutan berair. (Sumber: Kimia untuk
Universitas)
|
Garis mendidih
air digambarkan oleh garis CD, sedangkan garis mendidih larutan digambarkan
oleh garis BG. Titik didih larutan dinyatakan dengan Tb1, dan titik
didih pelarut dinyatakan dengan Tb0. Larutan mendidih pada tekanan 1
atm. Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa titik didih larutan (titik G)
lebih tinggi daripada titik didih air (titik D). [1]
Oleh karena
tekanan uap larutan zat non volatil lebih rendah dari pelarut murninya maka
untuk mendidihkan larutan perlu energi lebih dibandingkan mendidihkan pelarut
murninya. Akibatnya, titik didih larutan akan lebih tinggi daripada pelarut
murninya.
Besarnya
kenaikan titik didih larutan, ΔTd (relatif terhadap titik didih
pelarut murni) berbanding lurus dengan kemolalan larutan. Dalam bentuk persamaan dinyatakan
dengan: ΔTd / ∆Tb ≈ m, atau ;
ΔTd = Kd x
m
Kd adalah
tetapan kesetaraan titik didih molal. Harga Kd bergantung pada jenis
pelarut (Tabel 1).
Tabel 1. Tetapan
Kenaikan Titik Didih Molal (Kd) Beberapa Pelarut
Pelarut
|
Titik Didih
(°C)
|
Kd (°C
m–1)
|
Air (H2O)
Benzena (C6H6)
Karbon
tetraklorida (CCl4)
Etanol (C2H6O)
Kloroform
(CHCl3)
Karbon
disulfida (CS2)
|
100
80,1
76,8
78,4
61,2
46,2
|
0,52
2,53
5,02
1,22
3,63
2,34
|
Sumber:
General Chemistry, 1990
|
||
Pada Tabel 1.
tampak bahwa Kd air = 0,52 °C m–1. Artinya, suatu larutan dalam
air dengan konsentrasi satu molal akan mendidih pada suhu lebih tinggi sebesar
0,52 °C dari titik didih air. Dengan kata lain, titik didih larutan sebesar
100,52 °C.
Contoh
Soal Menghitung Titik Didih Larutan (1) :
Suatu larutan
dibuat dengan melarutkan 5 g gliserol (C3H8O3, Mr = 92) ke dalam 150 g
air. Berapakah titik didih larutan, jika titik didih air 100 °C? (Kd air =
0,52 °C m–1)
Jawaban :
molalitas
larutan = 
= 0,36 m
= 0,36 m
ΔTd = Kd x
m = 0,52 °C m–1 x 0,36 m = 0,19 °C
Jadi, titik
didih larutan adalah 100,19 °C.
Data kenaikan
titik didih larutan dapat dipakai untuk menentukan massa molekul relatif zat
terlarut. Oleh karena kenaikan titik didih berbanding lurus dengan molalitas
larutan maka massa molekul relatif zat terlarut dapat ditentukan dengan mengubah
persamaan molalitasnya.
ΔTd = Kd 
Mr zat terlarut
= Kd x 
Contoh
Soal Menghitung Mr Berdasarkan Data Td Larutan (2) :
Zat X sebanyak
7,4 g dilarutkan dalam 74 g benzena menghasilkan titik didih larutan sebesar
82,6 °C. Tentukan massa molekul relatif zat X. (Titik didih benzena 80,2 °C dan
tetapan titik didih molal benzena 2,53 °C m–1)
Pembahasan :
Mr X = 2,
36 °C m–1 x 
Mr X = 105,42
Jadi, massa
molekul relatif zat X adalah 105,42.
2.11 DESTILASI
BERTINGKAT
Untuk
memisahkan dua jenis cairan yang sama-sama mudah menguap atau sulit dimurnikan
hingga mencapai tingkat kemurnian tinggi dilakukan destilasi bertingkat.
Destilasi bertingkat sebenarnya adalah suatu proses destilasi berulang-ulang .
Proses berulang ini terjadi pada kolom fraksionasi. Kolom fraksionasi terdiri
atas beberapa plat dimana pada setiap plat terjadi pengembunan. Uap yang naik
keplat yang lebih tinggi lebih banyak mengandung cairan yang lebih volatil
(atsiri = mudah menguap) sedangkan cairan yang kurang volatil lebih banyak
dalam kondensat.
Contoh distilasi
bertingkat adalah pemisahan campuran alkohol-air (lihat gambar berikut ini.
Titik
didih alkohol adalah 78 derajat celcius dan titik didih air 100 derajat
celcius. Titik didih campuran bergantung pada komposisinya. Campuran tersebut
dipanaskan dalam labi didih pada suhu sekitar 78 derajat celcius alkohol mulai
mendidih, tetapi sebagian air juga ikut menguap. Oleh karena itu alkohol lebih
mudah menguap , kadar alkohol dalam uap lebih tinggi dari pada alkohol dalam
campuran semula.
Ketika
mencapai kolom fraksionisasi, uap mengembun dan memanaskan kolom tersebut.
Setelah satu kolom mencapai 78 derajat celcius, alkohol tidak lagi mengembun
sehingga uap yang mengandung lebih banyak alkohol naik ke kolom diatasnya,
sedangkan sebagian air turun kedalam labu didih. Proses seperti itu berulang
beberapa kali (bergantung pada banyaknya plat dalam kolom), sehingga akhirnya
diperoleh alkohol yang lebih murni . Jika termometer menunjukkan kenaikan suhu
berarti sebagian besar alkohol telah diuapkan dan distilasi dihentikan. Contoh
lain dari distilasi bertingkat adalah pemurnian minyak bumi, yaitu memisahkan
gas,bensin,minyak tanah dan sebagainya dari minyak mentah.
Daftar pustaka
Tidak ada komentar:
Posting Komentar