BAB 4KONSEP LARUTAN

1. KOMPOSISI LARUTAN

2. SIFAT-SIFAT ZAT TERLARUT

3. KESETIMBANGAN LARUTAN3. KESETIMBANGAN LARUTAN

4. SIFAT KOLIGATIF LARUTAN

ZAT TERLARUT PELARUT LARUTAN

Komponen minor Komponen utama

Sistem homogen

+

utama homogen

PELARUTAN GULAPELARUTAN GULADALAM AIR

CARA MENYIAPKAN LARUTAN

KRISTAL DITIMBANG, DILARUTKAN, DAN DIENCERKAN SAMPAI TANDA TERADIENCERKAN SAMPAI TANDA TERA

5.1 KOMPOSISI LARUTAN

• PERSEN

% bobot : 5,00 g NaCl dalam 100,0 g larutan% 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)

• MOLARITASjumlah mol zat terlarut per liter larutan

• MOLALITASjumlah mol zat terlarut per kg pelarut

• ppmbanyaknya bagian zat terlarut dalam 106 bagian pelarut

• ppbbanyaknya bagian zat terlarut dalam 109 bagian pelarutpelarut

• FRAKSI MOLnisbah jumlah mol zat terhadap jumlah keseluruhan mol

CONTOH 5.1suatu larutan dipersiapkan dengan melarutkan 22,4 g MgCl2dalam 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 MgCl2 dalamlarutan ini

Penyelesaian

mol MgCl2 = 22,4 x = 0,24 mol

mol H2O = 0,200 L x x x = 11,1 mol

1 mol95 g

Penyelesaian

1000 cm3

L1,00 g

cm31 mol18 g

0,24 mol fraksi mol MgCl2 = =0,0210,24 mol (11,1 + 0,24) mol

massa larutan = 200 g H2O + 22,4 g MgCl2 = 222,4 g

volume larutan = 222,4 g x = 204 cm3 = 0,204 L1 cm3

1,089 g

molaritas MgCl2 = = 1,15 M

molalitas MgCl2 = = 1,18 mol kg-1

0,24 mol0,204 L

0,24 mol0,200 kg H2O

5.2 SIFAT-SIFAT SPESIES ZAT TERLARUT

Zat terlarut : sukrosaPelarut : airPelarut : air

sukrosa (padatan, s) dilarutkan dalam air menghasilkan larutan sukrosa (aqueous, aq)

REAKSI PELARUTANREAKSI PELARUTAN

C12H22O11 (s) → C12H22O11 (aq)LARUTAN BERAIR

SATU MOLEKUL

FRUKTOSA DALAM

LARUTAN BERAIR DARI SPESIES MOLEKUL

FRUKTOSA DALAM

LARUTAN BERAIR

KELARUTAN K2SO4 dalam

air = 120 g L-1 pada 25 oC

LARUTAN BERAIR DARISPESIES IONIK (ELEKTROLIT)

air = 120 g L-1 pada 25 oC

setiap ion positifdikelilingi molekul airdansetiap ion negatif jugasetiap ion negatif jugadikelilingimolekul air

K2SO4 (s) → 2K+ (aq) + SO4=(aq)

REAKSI PELARUTAN

Larutan berair kalium sulfatmenghantar listrik.

Bila elektroda dialiri listrik

Ion K+ bergerak ke elektroda negatifnegatif

Ion SO42- bergerak ke elektroda

positif

K2SO4 disebut elektrolit kuat

KELARUTAN DALAM AIR SETIAP SENYAWA BERBEDA-BEDA

Barium klorida dan kalium sulfat menghasilkan padatan barium sulfatpadatan barium sulfat

REAKSI PENGENDAPANBa2+ (aq) + SO4

2- (aq) → BaSO4 (s)

KELARUTAN BaSO4 DALAM AIR =0,0025 g L-1 pada 25 oC0,0025 g L-1 pada 25 oC

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 Na2CO3 : Na+ (aq) dan CO32- (aq)

larutan CaCl2 : Ca2+ (aq) dan Cl- (aq)

Penyelesaian

Na+ (aq) + Cl- (aq) → NaCl (aq)

Ca2+ (aq) + CO32- (aq) → CaCO3 (s)

5.3 KESETIMBANGAN LARUTAN

BILA PERISTIWA PELARUTAN = PERISTIWA PENGENDAPANAKAN DIPEROLEH JUMLAH ZAT TERLARUT DIDALAM LARUTAN TETAP

LARUTANNYA DISEBUT LARUTAN JENUH (Kesetimbangan dinamis)

PEMBENTUKAN LARUTAN JENUH

PENGARUH SUHU TERHADAP KELARUTAN

50

60

70

g z

at t

erla

rut

dal

am 1

00 g

laru

tan

20

30

40

50

Kel

aru

tan

g z

at t

erla

rut

dal

am 1

00 g

laru

tan

Suhu oC

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

10

20

Kel

aru

tan

g z

at t

erla

rut

dal

am 1

00 g

laru

tan

PENGARUH TEKANAN TERHADAP KELARUTAN

HUKUM HENRY : KONSENTRASI GAS TERLARUT BERBANDING LURUS DENGAN TEKANAN GAS BERBANDING LURUS DENGAN TEKANAN GAS DIATAS CAIRAN

C = k. Pgas

CONTOH 5.3

Diketahui kelarutan H2S(g) 437,0 cm3 dalam 100,0 g H2O (STP). Berapa konsentrasi molal pada tekanan 10,0 atm ?

Penyelesaianmol H2S = 437,0 cm3 x x

= 0,0195 mol

molalitas H2S = = 0,195 m

Penyelesaian1 L

1000 cm31 mol22,4 L

0,0195 mol0,100 kg H2O

konsentrasi molal pada 10 atm : k. Pgas

= x 10 atm = 1,95 m0,195 m1 atm

5.4 SIFAT KOLIGATIF LARUTAN

• PENURUNAN TEKANAN UAP• PENURUNAN TEKANAN UAP

• PENINGKATAN TITIK DIDIH DAN

PENURUNAN TITIK BEKU

• TEKANAN OSMOSIS

PENURUNAN TEKANAN UAP

HUKUM RAOULT: P1 = X1P1o

Penyimpangan positif

idealP1

P10

Penyimpangan negatif

X1

CONTOH 5.4Pada suhu 25°C tekanan uap benzena murni 0,1252 atm. Andaikan 6,40 g naftalena (C10H8) dengan massa molar 128,17 g mol-1 dilarutkan dalam 78,0 g benzena (C6H6) dengan massa molar 78,0 g mol-1. Hitunglah tekanan uap benzena di atas larutan, dengan asumsi perilaku idealbenzena di atas larutan, dengan asumsi perilaku ideal

mol naftalena = 6,40 g x = 0,05 mol

Mol benzena = 78,0 g x = 1 mol

Penyelesaian

1 mol128,17 g

1 molMol benzena = 78,0 g x = 1 mol

Tekanan uap benzena di atas larutan :

Pbenzena = Po x fraksi mol benzena

= 0,1252 atm x = 0,119 atm

1 mol78,0 g

1 mol(1+0,05) mol

PENINGKATAN TITIK DIDIH DAN PENURUNAN TITIK BEKU

∆Td = Kd.m

padat

cair

P

1 atm

d d

∆Tb = Kb.m

gas

tb tbo td0 td

Tb Td

CONTOH 5.5

(A) Berapakah molalitas zat terlarut dalam larutan berair yang titik bekunya 0,450 oC ?

(B) Bila larutan ini didapat dengan melarutkan 2,12 g (B) Bila larutan ini didapat dengan melarutkan 2,12 g senyawa X dalam 48,92 g H2O, berapakah bobot molekul senyawa tersebut ?

Penyelesaian

(a) m = ∆Tb/Kb = 0,450 / 1,86 = 0,242 mol/Kg air

(b) Mr = 2,12 / (0,04892)(0,242) = 179

KURVA PENDINGINAN

Suhu Suhu

a b xy z

Waktu Waktu

PELARUT MURNI LARUTAN

TEKANAN OSMOSIS

Van’t Hoff

π = c R Tπ = c R T

π = tekanan osmosis

c = konsentrasic = konsentrasi

R = tetapan gas, 0,08206 L atm mol-1 K-1

T = suhu mutlak

TETAPAN KRIOSKOPIK (Kb) DAN EBULIOSKOPIK (Kd)

PELARUT K KPELARUT Kb Kd

asam asetat 3,90 3,07 benzena 4,90 2,53nitrobenzena 7,00 5,24nitrobenzena 7,00 5,24fenol 7,40 3,56air 1,86 0,512

CONTOH 5.6Seorang kimiawan melarutkan 2,04 g hemoglobin dalam 100,0 mL. Tekanan osmotiknya 5,83 mmHg pada 22,5 oC. Berapa perkiraan massa molar hemoglobin?

Penyelesaianπ = 5,83 mmHg = 5,83/760 atm = 0,007671 atmc = π/RT= 0,007671 / (0,08206)(295,5)

= 0,0003163 mol L-1

Konsentrasi 2,04 g dalam 100,0 mL = 20,4 g 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 104 g/mol

LATIHAN SOAL-SOAL1. 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 25oC dari 1,25 m larutan sukrosa. Diasumsikan larutan terbentuk bersifat ideal. Tekanan uap untuk air murni pada 25oC adalah 23,8 torr.murni pada 25oC adalah 23,8 torr.

4. Tekanan uap heptana murni pada 40oC 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 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 mL larutan, menunjukkan tekanan osmosis sebesar 50 mmHg pada suhu 30oC. Tentukan bobot molekul zat tersebut.

7. Hitunglah titik beku, titik didih, dan tekanan osmosis (suhu 50oC) larutan berair,a. Larutan magnesium nitrat 0,1 Ma. Larutan magnesium nitrat 0,1 Mb. Larutan natrium nitrat 0,1 Mc. Larutan sukrosa 0,1 M