Bahan2 dpt dicampurkan menjadi : lar sejati, lar/dispersi koloid, lar/dispersi kasar Larutan sejati : campuran dr 2 / lebih komponen yg membentuk

LARUTAN

KULIAH KE 6

•

Bahan2 dpt dicampurkan menjadi : lar sejati, lar/dispersi koloid, lar/dispersi kasar

•

Larutan sejati : campuran dr 2 / lebih komponen yg membentuk suatu dispersi molekul yg homogen, merupakan sistem 1 fase.

•

^Sistem adalah suatu ruangan yg diberi batas/sejumlah zat yg berada dlm pengamatan & percobaan

•

^Fase adalah suatu bagian homogen tertentu dr sistem yg dipisahkan dr bag lain sistem oleh suatu batas

•

Larutan yg tdd dr 2 macam zat sj disebut larutan biner, yaitu : zat yg dilarutkan (solute) & pelarut (solvent)

Dispersi kasar : suatu fase diantara sistem yg tdk

tercampurkan, dgn diameter partikel lebih besar dr 0,1 µm (1000A atau 10 ^-5 cm). Contoh tetes minyak dlm emulsi / partikel padat dlm suspensi

Dispersi koloid : suatu fase didalam sistem dengan ukuran

partikel 10-5000A, berada diantara lar sejati dan dispersi kasar, dpt berupa 1 fase (exp:CMC/PGA dlm air) atau 2 fase

(exp:protargol dlm air).

Bahan-bahan dapat dicampurkan menjadi:

Larutan Sejati

• campuran dr 2 / lebih komponen yg membentuk suatu dispersi molekul yg homogen, merupakan sistem 1 fase

Larutan/Dispersi koloid

• suatu fase didalam sistem dengan ukuran partikel 10-5000A, berada diantara lar sejati dan dispersi kasar, dpt berupa 1 fase (exp:CMC/PGA dlm air) atau 2 fase (exp:protargol dlm air).

Larutan/dispersi kasar

• suatu fase diantara sistem yg tdk tercampurkan, dgn diameter partikel lebih besar dr 0,1 µm (1000A atau 10^-5cm). Contoh tetes minyak dlm emulsi / partikel padat dlm suspensi

Sistem suatu ruangan yg diberi batas/sejumlah zat yg berada dlm pengamatan &

percobaan

Fase suatu bagian homogen tertentu dr

sistem yg dipisahkan dr bag lain sistem oleh suatu batas

Larutan

Biner Larutan yg tdd dr 2 macam zat sj, yaitu

: zat yg dilarutkan (solute) & pelarut

(solvent)

Sifat Larutan

Sifat koligatif

bergantung pd jml partikel dlm larutan, exp:tekanan osmosis, penurunan tekanan

uap, penurunan titik beku &

kenaikan titik didih

Sifat aditif

bergantung pd andil atom total dlm molekul / jml sifat

konstituen dlm larutan, exp:berat molekul, vol molar,

refraksi molar

Sifat

konstitutif

bergantung pd penyusun, jenis & jml atom dlm molekul,

exp:pembiasan cahaya, sifat permukaan & antar permukaan, kelarutan obat

Tipe larutan

LARUTAN NON ELEKTROLIT

• tdk menghasilkan ion

apabila dilarutkan dlm air sehingga tdk membawa aliran listrik melalui lar tersebut.

• Sifat koligatif kurang teratur

• Contoh sukrosa, gliserin, naftalen, urea

LARUTAN ELEKTROLIT

• zat yg membentuk ion dlm larutan, menghantarkan muatan listrik.

• Menghasilkan titik beku &

titik didih lbh besar drpd zat nonelektrolit dgn

konsentrasi sama

• Contoh HCl, NaSO4, efedrin, fenobarbital.

Sifat Larutan

1. Sifat koligatif : bergantung pd jml partikel dlm larutan,

exp:tekanan osmosis, penurunan tekanan uap, penurunan titik beku & kenaikan titik didih

2. Sifat aditif : bergantung pd andil atom total dlm molekul / jml sifat konstituen dlm larutan, exp:berat molekul, vol molar, refraksi

molar

3. Sifat konstitutif : bergantung pd penyusun, jenis & jml atom dlm molekul, exp:pembiasan cahaya, sifat permukaan & antar

permukaan, kelarutan obat

Tipe larutan

1. Larutan non elektrolit

: zat yg tdk menghasilkan ion

apabila dilarutkan dlm air sehingga tdk membawa aliran listrik melalui lar tersebut. Sifat koligatif kurang teratur.

Contoh sukrosa, gliserin, naftalen, urea

2. Larutan elektrolit

: zat yg membentuk ion dlm larutan, menghantarkan muatan listrik. Menghasilkan



titik

beku &



titik didih lbh besar drpd zat nonelektrolit dgn konsentrasi sama ⇒ memperlihatkan kelainan yg nyata dr sifat koligatif. Contoh HCl, NaSO4, efedrin,

fenobarbital.

Larutan Non Elektrolit

• Larutan ideal

^:

 larutan dimana tidak ada perubahan sifat komponen, selain dari pengenceran, ketika zat-zat bercampur membentuk larutan.

 Lar yg gaya tarik menarik antara molekul2ny sama

 Tidak ada panas yang dilepas atau diabsorpsi selama proses pencampuran (tdk terjadi perubahan panas)

 Vol total adalah jml vol komponenny

 Mengikuti hk Raoult (tek parsial uap komponen yg mudah menguap dr lar = tek uap murni kali fraksi molny dlm lar)

 Contoh campuran 100 mL metanol dengan 100 mL etanol (200 mL).

• Larutan nyata

: larutan yang akan mengalami perubahan

sifat komponen karena adanya panas yang dilepas atau diabsorpsi,

 tdk mengikuti hk Raoult meliputi seluruh komposisi, tdpt penyimpangan negatif & penyimpangan positif

 Penyimpangan negatif : apabila atraksi adhesi > atraksi

kohesi⇒tek uap lar < tek uap yg diharapkan (exp:kloroform dgn aseton)

 Penyimpangan positif : apabila atraksi adhesi < atraksi

kohesi⇒tek uap parsial > dr yg diharapkan (exp:benzen dgn etil alkohol, kloroform dgn etil alkohol)

contoh campuran 100 mL asam sulfat dengan 100 mL air (<200 mL)

Besaran Konsentrasi

• Molaritas (M) : Mol zat terlarut dlm 1 L larutan

• Normalita (N) : Berat gram ekivalen zat terlarut dlm 1 L larutan

• Molalitas (m) : mol zat terlarut dalam 1000 g pelarut

• Fraksi mol (X /N) : perbandingan mol satu konstituen (zat terlarut) dari larutan terhadap mol total dari keseluruhan konstituen (zat terlarut dan pelarut) X1 =n1/

n1+n2

• Persen berat (% b/b) : gram zat terlarut dalam 100 g larutan

• Persen berat dlm vol (% b/v) : gram zat terlarut dalam 100 ml larutan

• Persen volume (% v/v) : mililiter zat terlarut dalam 100 ml larutan

• Berat ekuivalen (u atom) : berat atom per jumlah valensi

• Berat ekuivalen (u molekul) : berat molekul per jumlah

ekivalen

Kemolalan atau molalitas merupakan pernyataan

konsentrasi larutan yang menyatakan jumlah mol zat terlarut dalam 1 kg atau 1.000 g zat pelarut.

Kemolalan = m = Jumlah mol zat terlarut 1 kg zat pelarut

m = n × 1.000

p atau m = 1.000

p g

M_r ×

mol

Massa zat (g)

Massa pelarut (g)

Kemolaran dapat dikonversi menjadi kemolalan dengan mengubah lebih dahulu volume larutan menjadi massa larutan.

Massa jenis (ρ) = Massa larutan Volume larutan

Hubungan Kemolalan dan Kemolaran

M = 1.000

V g

M_r .

Kemolaran (M) Kemolalan (m)

m = 1.000

pel g

M_r .

Massa jenis (ρ) . Volume larutan Massa larutan =

Berapakah kemolalan larutan glukosa yang mengandung 12% masa glukosa (Mr = 180)?

Glukosa 12% = 12/100 x 100 gram = 12 gram.

Dan air (pelarut) = (100 – 12) = 88 gram.

1

kg

-

mol 79

, 15840 0

12000

88 x 1000 180

12





 m

Jawab :

Fraksi mol merupakan pernyataan konsentrasi suatu larutan yang menyatakan perbandingan jumlah mol zat terlarut terhadap jumlah mol total komponen

larutan (jumlah mol pelarut + jumlah mol zat terlarut).

Fraksi mol zat pelarut (x_p) x_P = n_P

n_P + n_t

Fraksi mol zat terlarut (x_t) x_t = n_t

n_P + n_t

Total fraksi mol = x

_p

+ x

_t

= 1

Sebanyak 90 gram glukosa dilarutkan dalam 360 gram air ( Ar C=12, H=1, O=16 ). Tentukan fraksi mol masing-masing zat !

Jawab :

mol n

_{H O}

20

18 360

2

 

41 1 5

, 20

5 , 0 5

, 0 20

5 , 0

6 12

6

 

 

O H

x

C

41 40 41

1 1

2_O

  

x

H

mol n

_{C H O}

0 , 5

180 90

6 1 2

6

 

Mr zat tersebut

Kesetimbangan tekanan

uap pelarut murni Kesetimbangan

tekanan uap larutan

P = P° . x_Pelarut

Tekanan uap jenuh adalah Tekanan uap jenuh adalah tekanan uap yang ditimbulkan pada saat tercapai kondisi kesetimbangan

Diagram Penurunan

Tekanan Uap

Penurunan tekanan dari P° ke P disebut penurunan tekanan uap, yang diberi

notasi ΔP.

Pelarut murni

Larutan

Tekanan (mmHg)

Suhu (°C) P°

P

P = P° – P

P

Dari kedua persamaan diatas, dapat kita turunkan suatu rumus untuk menghitung penurunan tekanan uap jenuh, yaitu:

ΔP= P° – P

Keterangan:

ΔP = penurunan tekanan uap jenuh

P^o = tekanan uap jenuh pelarut air murni x_terlarut = fraksi mol zat terlarut

x_pelarut = fraksi mol zat pelarut

ΔP = P°·x_terlarut

= P° – (x_pelarut·P°)

= P° (1– x_pelarut)

Sebanyak 60 gram urea (M_r = 60) dilarutkan dalam 72 gram air (M_r = 18). Jika tekanan uap air murni pada 20°C adalah 22,5 mmHg, tentukan penurunan tekanan uap larutan pada suhu tersebut!

Jawab:

Δ

^{P = P° . X}_terlarut

x_urea = n_urea

n_air + n_urea = 60 g.Mol^–1 = 0,2 60 g

60 g

60 g.mol^–1

72 g

18 g.mol^–1 +

ΔP = 22,5 mmHg × 0,2 = 4,5 mmHg

Suhu

Tekanan

Perhatikan diagram fasa berikut.

A B

A’ B’

0,06 atm

Padat

Cair

Gas T

T’

0,1°C 1 atm

T_b° T_d°

T_b T_d

Pelarut murni H₂O Larutan

Perubahan titik didih Td

Titik didih pelarut murni Td°

Perubahan titik beku Tb

Titik beku pelarut murni Tb°

Titik beku larutan Tb

Titik didih larutan Td

Perubahan tekanan uap P

T_d T_b

P Perhatikan LKPD

Titik beku adalah suhu pada nilai tekanan tertentu, saat terjadi perubahan wujud zat dari cair menjadi padat.

Δ

T_f = K_f × m

Penurunan titik beku larutan diberi notasi T_f.

ΔT_f = _Mr^g . ¹⁰⁰⁰

p . Kf

Diagram Penurunan Titik Beku

Larutan

Pelarut murni

Tekanan (mmHg)

Suhu (°C)

T_b T_b°

T_b

Titik didih adalah suhu pada saat tekanan uap jenuh suatu cairan sama dengan tekanan atmosfer di sekitarnya.

Kenaikan titik didih larutan yang diberi notasi T_b.

Δ

T_b = K_b × m ΔT_b = ^g

Mr . ¹⁰⁰⁰

p . Kb

Diagram Kenaikan Titik Didih

Tekanan (mmHg)

Suhu (°C) T_d°

Pelarut murni

Larutan

T_d T_d

Dari rumusan penuruan titik beku larutan dan kenaikan titik didih larutan, dapat ditentukan:

Massa molekul relatif

(M_r) zat terlarut Jumlah Zat Terlarut

M_r = K_b × g

T_b × 1.000 P

m = T_b

K_b × T_d K

d

g = M_r× T_b

K_b × P 1.000

M_r = K_d× g

T_d × 1.000

P g = M_r× T_d

K_d × P 1.000

Pelarut T_b (^oC) K_b (^oC.m-¹) T_f (^oC) K_f (^oC.m-¹)

Air 100 0,52 0 1,86

Benzena 80,10 2,53 5,53 5,12

Kamper 207,42 5,61 179,8 39,7

Fenol 181,75 3,56 40,90 7,40

Nitro Benzena 210,80 5,24 5,7 7,00

Tabel :

Ketetapan kenaikan titik didih molal (K_b) dan tetapan penurunan titik beku molal (K_f) dari beberapa pelarut.

Tentukan titik beku dan titik didih 0,54 molal glukosa dalam air. (K_b = 1,86°C.m^–1, K_d = 0,52°C.m^–1)

Penyelesaian

T_f = T° – T_f T_f = k_f × m

= 1,86°C.m^–1 × 0,54 m

= 1°C

T_f = 0°C – 1°C

= –1°C Titik beku

T_b = T° – T_b T_b= k_b × m

= 0,52°C.m^–1× 0,54 m

= 0,28°C

T_b = 100°C + 0,28°C

= 100,28°C Titik didih

Berapa gram glukosa yang harus dilarutkan dalam 100 g air (M_r = 180) agar larutannya membeku pada –1,5°C (k_b = 1,86°C.m^–1)

Penyelesaian

g = M_r × ^{Tf ×} kb

P 1.000

= 180 g . Mol^–1 × ^{1,5°C ×} 1,86°C.m^–1

100 g 1.000

= 14,5 g T_f= T° – T_f

= 0°– ( –1,5°C)

= 1,5°C

Perhatikan Video Berikut

Osmosis adalah

Tekanan Osmotik adalah Osmosis adalah proses berpindahnya pelarut

dari larutan yg lebih encer ke larutan pekat melalui membran semipermeabel (hanya dpt dilalui oleh pelarut)

Tekanan Osmotik adalah tekanan yg diperlukan utk menghentikan aliran dari pelarut murni ke dlm larutan

Perhatikan LKPD

Alat yg digunakan utk mengukur besarnya tekanan osmotik adalah

osmometer

= M× R × T

Keterangan:  = tekanan osmotik M = Konsentrasi (mol/L)

R = tetapan gas = 0,082L.atm/mol.K T = Suhu mutlak (K)

Sebanyak 7,2 g glukosa (M_r = 180) dilarutkan dalam air sampai volumenya 400 mL. Tentukan tekanan osmotik larutan pada temperatur 27°C. (R = 0,0821 L.atm/K.mol)

Penyelesaian

T = 27°C = 300 K

= M R T

= ^g _×

M_r

1.000

V × R × T

= 7,2 g ×

180 g . m–1

1.000

400 mL × 0,082 L.atm/K.mol × 300 K

= 2,46 atm