KULIAH 7 : LARUTAN
ELEKTROLIT
Suatu larutan dapat dikatakan sebagai larutan elektrolit jika zat tersebut mampu menghantarkan listrik.
Mengapa zat elektrolit dapat menghantarkan listrik?
Suatu zat dapat menghantarkan listrik karena zat tersebut memiliki ion-ion
yang bergerak bebas di dalam larutan tersebut. ion-ion inilah yang nantinya akan menjadi penghantar.
Semakin banyak ion yang dihasilkan semakin baik pula larutan tersebut
menghantarkan listrik.
BERBAGAI JENIS LARUTAN ELEKTROLIT
Terdapat berbagai jenis larutan yang bisa menghantarkan listrik.
Pembagian zat tersebut adalah sebagai
berikut:
Berdasarkan jenis larutan
Larutan asam (zat yang melepas ion H+ jika dilarutkan dalam air), contohnya adalah:
Asam klorida : HCl
Asam florida : HF
Asam sulfat : H2SO4
Asam asetat/cuka : CH3COOH
Asam sianida : HCN
Asam nitrat : HNO3
Asam fospat : H3PO4
Larutan basa (zat yang melepas ion OH- jika dilarutkan dalam air), contohnya adalah:
• Natrium hidroksida : NaOH
• Calcium hidroksida : Ca(OH)2
• Litium hidroksida : LiOH
• Kalium hidroksida : KOH
• Barium hidroksida : Ba(OH)2
• Magnesium hidroksida : Mg(OH)2
• Aluminium hidroksida : Al(OH)3
• Besi (II) hidroksida : Fe(OH)2
• Besi (III) hidroksida : Fe(OH)3
• Amonium hirdoksida : NH4OH
Larutan garam (zat yang terbentuk dari reaksi antara asam dan basa), contohnya adalah:
• Natrium klorida/garam dapur : NaCl
• Ammonium clorida : NH
4Cl
• Ammonium sulfat : (NH
4)
2SO
4• Calcium diklorida : CaCl
2BAGAIMANA CARA MEMBEDAKAN
DIANTARA KETIGANYA … ????
ELEKTROLIT KUAT . . .
Elektrolit kuat, karakteristiknya adalah sebagai berikut:
• Menghasilkan banyak ion Molekul netral dalam larutan hanya sedikit/tidak ada sama sekali
• Terionisasi sempurna, atau sebagian besar terionisasi sempurna
• Jika dilakukan uji daya hantar listrik: gelembung gas yang dihasilkan banyak, lampu menyala
• Penghantar listrik yang baik
• Derajat ionisasi = 1, atau mendekati 1
ELEKTROLIT LEMAH . . .
Elektrolit lemah, karakteristiknya adalah sebagai berikut:
• Menghasilkan sedikit ion
• Molekul netral dalam larutan banyak
• Terionisasi hanya sebagian kecil
• Jika dilakukan uji daya hantar listrik: gelembung gas yang dihasilkan sedikit, lampu tidak menyala
• Penghantar listrik yang buruk
• Derajat ionisasi mendekati 0
Non elektrolit . . .
larutan non elektrolit memiliki karakteristik sebagai berikut:
• Tidak menghasilkan ion
• Semua dalam bentuk molekul netral dalam larutannya
• Tidak terionisasi Jika dilakukan uji daya hantar listrik: tidak menghasilkan gelembung, dan lampu tidak menyala
Berdasarkan Jenis Ikatan
1. Senyawa ion (senyawa yang terbentuk melalui ikatan ion), contohnya adalah: NaCl, CaCl2, AlCl3, MgF2, LiF (sebagian besar berasal dari garam)
2. Senyawa kovalen polar (senyawa melalui ikatan kovalen yang
bersifat polar/memiliki perbedaan keelektronegatifan yang besar antar atom), contohnya adalah: HCl, NaOH, H2SO4, H3PO4, HNO3, Ba(OH)2 (berasal dari asam dan basa)
KEKUATAN LARUTAN
ELEKTROLIT
Kekuatan larutan elektrolit erat kaitannya dengan derajat ionisasi/disosiasi.
Derajat ionisasi/disosiasi adalah perbandingan antara jumlah ion yang dihasilkan dengan jumlah zat mula-mula.
Dapat dirumuskan sebagai berikut:
PEMBAGIAN LARUTAN ELEKTROLIT
+
- -
+ + -
LARUTAN SIFAT DAN
PENGAMATAN CONTOH SENYAWA REAKSI IONISASI
Elektrolit Kuat
- terionisasi sempurna - menghantarkan arus
listrik
- lampu menyala terang - terdapat gelembung gas
NaCl, HCl, NaOH,
H2SO4, dan KCl
NaCl Na+ + Cl- NaOH Na++ OH- H2SO4 H+ + SO4- KCl K+ + Cl-
Elektrolit Lemah
- terionisasi sebagian - menghantarkan arus
listrik
- lampu menyala redup - terdapat gelembung gas
CH3COOH, NH4OH, HCN, dan Al(OH)3
CH3COOH H+ + CH3COO- HCN H+ + CN-
Al(OH)3 Al3+ + 3OH-
Non Elektrolit
- tidak terionisasi
- tidak menghantarkan arus listrik
- lampu tidak menyala - tidak terdapat
gelembung gas
C6H12O6, C12H22O11, CO(NH2)2, dan C2H5OH
C6H12O6 C12H22O11 CO(NH2)2 C2H5OH
Larutan elektrolit
• Elektrolit kuat akan terdisosiasi sempurna menjadi ion2 dlm lar yg konsentrasiny sedang,
• Elektrolit : zat yg larutannya dlm air/leburannya dpt menghantarkan listrik
• Lar elektrolit menghasilkan sifat koligatif yg lebih besar dr zat non elektrolit dgn konsentrasi yg samasifat koligatif yg abnormal
• Setiap penyimpangan dr disosiasi sempurna disebabkan oleh adany atraksi antara ion
• Debye & Huckel menyatakan penyimpangan dlm bentuk keaktifan,
koefisien keaktifan & kekuatan ion dr lar elektrolit
Sifat larutan elektrolit
Elektrolisis
Bilangan Transport Hantaran ekuivalen
Sifat koligatif larutan elektrolit
Van’t Hoff menggunakan faktor koreksi i u/ menyatakan hub sifat koligatif lar elektrolit encer & lar pekat nonelektrolit
i = (sifat koligatif lar elektrolit dgn konsentrasi m) / (sifat koligatif larutan nonelektrolit dgn konsentrasi m)
Harga i ditetapkan scr eksperimen u/ tiap elektrolit pd berbagai konsentrasi,
& berlaku u/ semua sifat koligatif
∆Tf = i.Kf.m
∆Tb = i.Kb.m
∆p/p1= x2 = [n2 / (n1 + n2)] . I
∏V = n.R.T.i = iRTC
Sifat Koligatif Larutan Elektrolit
Pada konsentrasi obat yg isotonis dgn tubuh, L = iKf disebut L iso, hargany 1,86 u/ nonelektrolit; 2 u/ elektrolit lemah; 3,4 u/elektrolit uni-univalen; dsb
Terdapat hubungan antara faktor van’t Hoff dgn derajat disosiasi i = 1 + (v - 1) ⇒ = (i – 1)/(v - 1)
v= jml ion per molekul
• Koefisien osmosis molal (g) ad perbandingan i/v. u elektrolit lemah koefisien osmosis dipakai u pengukuran derajat ionisasi.
• Sedangkan elektrolit kuat, nilai g = 1 (g=i/v atau i=gv) u ionisasi sempurna, dlm lar pekat terjadi penyimpangan nilai g dr 1karena adany atraksi antar ion.
U nonelektrolit i = v = 1
∆Tf = i.Kf.m ⇒ ∆Tf = g.v.Kf.m
• Osmolalita (Osm) atau milliosmol (mOsm) ⇒ tek osmotik yg dinyatakan dlm klinik
Osmolalita mengukur jml total partikel yg larut dlm 1kg pelarut ⇒ mOsm (mOs/kg) = i.mm = g.v.mm
∆Tf = i.Kf.m ⇒ ∆Tf = Kf.Osm
Klasifikasi elektrolit
• Pembagian elektrolit b’dasarkan derajat ionisasi :
• Elektrolit kuat : elektrolit dlm air terurai sempurna, exp:asam2 kuat(HNO3, HCl, H2SO4, HI), alkali tanah, basa2 organik(NaOH, KOH) dan gol logam alkali [Ba(OH) 2, Ca(OH)2]
• Elektrolit lemah : elektrolit yg dlm air terurai sangat sedikit, exp:asam2 organik (H2CO3, HCN, H3BO3, as asetat), basa-basa (NH4+, Zn2+ dan Pb2+), beberapa garam timah hitam (Pb asetat, HgCl2) dan ion kompleks [Hg(NH3)2+, Fe(CN)63-]
• Pembagian elektrolit b’dasarkan muatan ion yg terjadi :
• Elektrolit tipe 1 – 1 : exp NaCl
• Elektrolit tipe 2 – 2 : exp CaSO4, CuSO4
• Elektrolit tipe 2 – 1 : CaCl2, Ba(NO3)2
Larutan elektrolit dlm air akan terurai menjadi ion-ion dan memiliki muatan (tgtg pada
bilangan valensinya)
Jika jumlah muatan + sama dengan muatan -
larutan netral
Disosiasi dr elektrolit tergantung dr konsentrasi lar, makin encer makin
disosiasiny & mencapai maks pd pengenceran yg tdk berhingga
Bag dr elektrolit yg terurai menjadi ion disebut derajat ionisasi ()
= (jml mol zat terion) / (jml mol zat mula2)
teori Arrhenius diterima hanya u/
menggambarkan sifat elektrolit lemah berdasarkan perhit derajat ionisasi
Teori Arrhenius
Sifat2 elektrolit ditentukan o/ interaksi antara ion2, & bergantung pd valensi, konsentrasi ion, suhu serta tetapan dielektrik medium
Dlm elektrolit kuat untuk menyatakan penyimpangan dr solute yg terionisasi
sempurna : keaktifan dan koefisien osmosa
Kekuatan ion () menggambarkan kekuatan elektrostatis untuk semua tipe ion
= ½ [(CiZi2)]
Keterangan : Ci = konsentrasi dlm mol/liter Zi = valensi
Koefisien keaktifan elektrolit kuat umumny tetap pd lar encer yg kekuatan ionny sama, tdk dipengaruhi tipe garam yg digunakan u
kekuatan ion
Teori modern elektrolit kuat
Teori Elektrolit
Contoh Soal
1.Suatu lar dapar mgd 0,3 mol K2HPO4 dan 0,1 mol KH2PO4 per liter. Hitung kekuatan ion dr lar dapar
• K2HPO4 = (0,3x2x12)+(0,3x1x22) = 1,8 KH2PO4 = (0,1x1x12)+(0,1x1x12) = 0,2
= ½ [(CiZi2)] = ½ [1,8+0,2] = 1
2. Hitung koefisien keaktifan ion rata2 atropin sulfat 0,001M dlm lar air yg mgd NaCl 0,01M. Nilai A untuk air = 0,51.
• Atropin sulfat = (0,001x2x12)+(0,001x1x22) = 0,006 NaCl = (0,01x1x12)+(0,01x1x12) = 0,02
= ½ [(CiZi2)] = ½ [0,006+0,02] = 0,013 Log = -Az1z2 = -0,51x(1x2)x0,013
= ½ [(CiZi2)]
Keterangan : Ci = konsentrasi dlm mol/liter Zi = valensi
Tugas
1. Berapakah tekanan osmosis lar urea (BM 60) yg berisi 0,3g obat dlm 50 ml air pada suhu 200C?
2. Penurunan titik beku lar 2 gram nitrobenzen dalam 100g benzen ditentukan dengan metode keseimbangan &
hasilnya 0,6095C, Kf = 5,12. Hitung BM dari nitrobenzen 3. Dari 15 gram zat dlm 1000 mL air pd 250C menghasilkan
tekanan osmosa 0,6 atm. Brp BM zat tsb
∏ = (CRT)/BM ∏ x BM= CRT BM = (C x R x T) : ∏
4. Obat baru sebanyak 5g dilarutkan dlm 250g air. Lar tsb digunakan untuk analisis krioskopi untuk memperoleh BM.
Penurunan Tititk Beku adalah 0,12C, kf = 1,86. hitunglah BMnya
5. Dgn melarutkan 15g obat dlm 100g air, kemudian digunakan u analisa ebulioskopi. Kenaikan titik didih 0,28C.hitung BM obat tsb
6. Hitunglah BM senyawa obat apabila 0,75g obat dilarutkan dlm 500g air pd 25C. Penurunan tek uap pd 25C adalah 0,18 mmHg, dan tek uap air adalah 17,54 mmHg.
7. PTB lar yg mgd 4g metapirilen HCl dlm 100ml lar (BJ lar = 1) adalah 0,423C. Metapirilen HCl terdisosiasi menjadi 2 ion, memiliki BM = 297,85; & Kf = 1,86. hitung nilai i, g, dan Liso senyawa obat!
8. Suatu lar dapar mgd 0,3 mol Na2HPO4 dan 0,1 mol NaH2PO4 per liter, serta NaCl 0,3% b/v. Hitung kekuatan ion dr lar dapar
Soal No.1
Berapakah tekanan osmosis lar urea (BM 60) yg berisi 0,3g obat dlm 50 ml air pada suhu 20
0C?
C = 0,3 g/50ml 6 g/L BM = 60 g/mol
T = 20C 293 K
∏ = (CRT)/BM (6 x 0,082 x 293) / 60 = 144,156/60
=2,4026 atm
Soal No.2
• Penurunan titik beku lar 2 gram nitrobenzen dalam 100g benzen ditentukan dengan metode keseimbangan &
hasilnya 0,6095C, Kf = 5,12. Hitung BM dari nitrobenzene
Dik: w2 = 2 g; w1 = 100 g; ∆Tf = 0,6095 C; Kf = 5,12
∆Tf = kf x m = (kf x 1000 x w2) : (w1 x BM2) 0,6095 = (5,12 x 1000 x 2) : (100 x BM2) 0,6095 = 10240 : (100 x BM2)
0,6095 x (100 x BM2) = 10240
60,95 BM2 = 10240 BM2 = 10240 : 60,95 = 168,01 g/mol
Soal No.3
Dari 15 gram zat dlm 1000 mL air pd 25
0C menghasilkan tekanan osmosa 0,6 atm. Brp BM zat tsb
Dik: C = 15 g/L; T = 25C 25 + 273 = 298 K; ∏ = 0,6 atm
∏ = (CRT)/BM
∏ x BM= CRT BM = (C x R x T) :∏
BM = (15 x 0,082 x 298) : 0,6 = 610,9 g/mol
Soal No.5
• Dgn melarutkan 15g obat dlm 100g air, kemudian digunakan u analisa ebulioskopi. Kenaikan titik didih 0,28C.hitung BM obat tsb
Dik: w2 = 15 g; w1 = 100 g, ∆Tb = 0,28 C, kb = 0,52
∆Tb= kb x m
= (kb x 1000 x w2) : (w1 x BM2) 0,28 = (0,52 x 1000 x 15) : (100 x BM2)
0,28 = 7800 : (100 x BM2) 0,28 x (100 x BM2) = 7800
28 x BM2 = 7800 BM2 = 7800 : 28 = 312 g/mol
Soal No.6
Hitunglah BM senyawa obat apabila 0,75g obat dilarutkan dlm 500g air pd 25C. Penurunan tek uap pd 25C adalah 0,18 mmHg, dan tek uap air adalah 17,54 mmHg.
∆p/p1 = n2/(n1+n2)
0,18/17,54 = (0,75/BM) : ((500/18.02)+(0,75/BM)
0,0103 = (0,75/BM) : (27,7469+(0,75/BM) misal 0,75/BM = x 0,0103 = x : (27,7469 + x)
0,0103 (27,7469 + x) = x 0,2858 + 0,0013x = x
0,2858 = 1x – 0,0013 x 0,2858 = 0,9987 x x = 0,2858/0.9987 = 0,2862 X = 0,75/BM
0,2862 = 0,75/BM 0,2862 x BM = 0,75
BM = 0,75/0,2862 = 2,6205 g/mol
Soal No.7
PTB lar yg mgd 4g metapirilen HCl dlm 100ml lar (BJ lar = 1) adalah 0,423C. Metapirilen HCl terdisosiasi menjadi 2 ion, memiliki BM = 297,85; & Kf = 1,86. hitung nilai i, g, dan Liso senyawa obat!
Dik: kf = 1,86; ∆Tf = 0,423C, BM= 297,85 g/mol; w2 = 4 g, w1 = 96 g
∆Tf = kf x m x i = (kf x w2 x 1000) / (w1 x BM2) x i
= (1,86 x 4 x 1000) / (96 x 297,85) x i = (7440 / 28,593) x i
∆Tf = 260,2035 x i
0,423 = 260,2035 x i i = 0,423/260,2035 = 0,0016 g = i/v = 0,0016/2 = 0,0008
Liso = i x kf = 0,0016 x 1,86 = 0,0029
Soal No.8
Suatu lar dapar mgd 0,3 mol Na2HPO4 dan 0,1 mol
NaH2PO4 per liter, serta NaCl 0,3% b/v. Hitung kekuatan ion dr lar dapar
Na2HPO4 Na+ dan HPO4 2- NaH2PO4 Na+ dan H2PO4 –
Na2HPO4 = (0,3x2x12)+(0,3x1x22) = 1,8 CiZi Na2HPO4 NaH2PO4 = (0,1x1x12)+(0,1x1x12) = 0,2 CiZi NaH2PO4