KIMIA KESEHATAN

MATERI TENGAH SEMESTER KE 2

1. Sifat Fisik Larutan dan koloid2. Kinetika kimia3. Kesetimbangan kimia4. Asam Basa5. Kesetimbangan asam basa dan kelarutan6. Pengantar Kimia Organik dan Biokimia

SIFAT FISIK LARUTAN DAN KOLOIDMateri 1

13.1

Larutan adalah campuran yang homogen dari dua zat atau lebih

Zat terlarut adalah zat yang keberadaannya dalam jumlah lebih kecil

Pelarut adalah zat yang keberadaannya dalam jumlah yang lebih banyak

Types of Solutions

Larutan Jenuh mengandung jumlah zat terlarut maksimum yang akan larut pada sejumlah tertentu pelarut pada suhu tertentu

Larutan tak jenuh mengandung zat terlarut kurang dari kemampuan pelarut untuk melarutkanLarutan Lewat jenuh mengandung zat terlarut lebih banyak dari yang ada dalam larutan jenuhSodium acetate crystals rapidly form when a seed crystal is added to a supersaturated solution of sodium acetate.

13.1

• There are three energy steps in forming a solution:

1. Separation of solute molecules (H1),

2. Separation of solvent molecules (H2), and3. formation of solute-solvent interactions (H3).

• Perubahan entalpi dalam proses pelarutan didefinisikan sebagai:

Hsoln = H1 + H2 + H3.

• Hsoln can either be positive or negative depending on the intermolecular forces.

Energy Changes in Solution Formation

13.2

Tipe-tipe interaksi dalam proses pelarutan:• solvent-solvent interaction• solute-solute interaction• solvent-solute interaction

DHsoln = DH1 + DH2 + DH3

“Like dissolves like”Two substances with similar intermolecular forces are likely to be soluble in each other.

• non-polar molecules are soluble in non-polar solvents

CCl4 in C6H6

• polar molecules are soluble in polar solvents

C2H5OH in H2O

• ionic compounds are more soluble in polar solvents

NaCl in H2O or NH3 (l)

• oil (non-polar) and water (polar) don’t mix

13.2

Satuan KonsentrasiKonsentrasi dari larutan merupakan jumlah zat terlarut yang ada dalam sejumlah tertentu pelarut atau larutanPersen Massa

% by mass = x 100%mass of solutemass of solute + mass of solvent

= x 100%mass of solutemass of solution

13.3

Fraksi Mol

XA = moles of A

sum of moles of all components

Concentration Units Continued

M =moles of solute

liters of solution

Molaritas

molalitas

m =moles of solute

mass of solvent (kg)

13.3

What is the molality of a 5.86 M ethanol (C2H5OH) solution whose density is 0.927 g/mL?

m =moles of solute

mass of solvent (kg)M =

moles of solute

liters of solution

Assume 1 L of solution:5.86 moles ethanol = 270 g ethanol927 g of solution (1000 mL x 0.927 g/mL)

mass of solvent = mass of solution – mass of solute

= 927 g – 270 g = 657 g = 0.657 kg

m =moles of solute

mass of solvent (kg)=

5.86 moles C2H5OH

0.657 kg solvent= ________

13.3

Temperature and Solubility

Solid solubility and temperature

Kelarutan meningkat dengan peningkatan temperature

13.4

Endoterm Reaction

Temperature and Solubility

Solid solubility and temperature

Kelarutan menurun dengan peningkatan temperature

13.4

Eksoterm reaction

Kristalisasi Fraksional adalah pemisahan senyawa murni dari campurannya berdasarkan perbedaan kelarutan

Suppose you have 90 g KNO3 contaminated with 10 g NaCl.

Fractional crystallization:

1. Dissolve sample in 100 mL of water at 600C

2. Cool solution to 00C

3. All NaCl will stay in solution (s = 34.2g/100g)

4. 78 g of PURE KNO3 will precipitate (s = 12 g/100g). 90 g – 12 g = 78 g

13.4

Temperature and Solubility

Gas solubility and temperature

solubility usually ____________ with increasing temperature

13.4

Why??

Pressure and solubility of Gases

13.5

Kelarutan gas dalam suatu cairan proportional dengan tekanan gas diatas larutan (Hendry law).

c = kP

c is the concentration (M) of the dissolved gas

P is the pressure of the gas over the solution

k is a constant (mol L-1 atm-1) that depends onlyon temperature

low P

low c

high P

high c

Colligative Properties of Nonelectrolyte Solutions

Sifat Koligatif adalah sifat yang disebabkan hanya karena jumlah (kebersamaan) dan bukan karena sifat alami dari partikel terlarut

Vapor-Pressure ____________

Raoult law

If the solution contains only one solute:

X1 = 1 – X2

P 10- P1 = DP = X2 P 1

0

P 10 = vapor pressure of pure solvent

X1 = mole fraction of the solvent

X2 = mole fraction of the solute

13.6

P1 = X1 P 10

Boiling-Point Elevation

DTb = Tb – T b0

Tb > T b0 DTb > 0

T b is the boiling point of the pure solvent

0

T b is the boiling point of the solution

DTb = Kb m

m is the molality of the solution

Kb is the molal boiling-point elevation constant (0C/m)

13.6

Freezing-Point Depression

DTf = T f – Tf0

T f > Tf0 DTf > 0

T f is the freezing point of the pure solvent

0

T f is the freezing point of the solution

DTf = Kf m

m is the molality of the solution

Kf is the molal freezing-point depression constant (0C/m)

13.6

13.6

Molal Boiling-Point Elevation and Freezing-Point Depression Constants of Several Common Liquids

What is the freezing point of a solution containing 478 g of ethylene glycol (antifreeze) in 3202 g of water? The molar mass of ethylene glycol is 62.01 g.

DTf = Kf m

m =moles of solute

mass of solvent (kg)= ______ m=

3.202 kg solvent

478 g x 1 mol

62.01 g

Kf water = 1.86 0C/m

DTf = Kf m= 1.86 0C/m x 2.41 m = ______0C

DTf = T f – Tf0

Tf = T f – DTf0 = 0 0C – 4.48 0C = _______0C

13.6

• Osmosis: the movement of a solvent from low solute concentration to high solute concentration.

• Semipermeable membrane: permits passage of some components of a solution. Example: cell membranes

• There is movement in both directions across a semipermeable membrane.

• As solvent moves across the membrane, the fluid levels becomes uneven.

Osmosis

• Osmotic pressure, , is the pressure required to stop osmosis:

• Isotonic solutions: two solutions with the same separated by a semipermeable membrane.

• Hypotonic solutions: a solution of lower with respects to the more concentrated solution.

• The osmotic process is spontaneous.

Osmotic Pressure

MRT

RTVn

nRTV

Colligative Properties of electrolyte Solutions

13.6

0.1 m NaCl solution 0.1 m Na+ ions & 0.1 m Cl- ions

Colligative Properties are properties that depend only on the number of solute particles in solution and not on the nature of the solute particles.

0.1 m NaCl solution 0.2 m ions in solution

van’t Hoff factor (i) = actual number of particles in soln after dissociation

number of formula units initially dissolved in soln

nonelectrolytes

NaCl

CaCl2

i should be

1

2

3

Boiling-Point Elevation DTb = i Kb m

Freezing-Point DepressionDTf = i Kf m

Osmotic Pressure (p) p = iMRT

Colligative Properties of electrolyte Solutions

13.7

The van’t Hoff Factor of 0.0500 M Electrolyte Solutions at 25ºC

KOLOID

Sistem dispersi :

Dipersi Molekuler (larutan)

Dispersi halus (koloid)

Dispersi kasar (suspensi)

Dispersi : penyebaran merata 2 fase (fase terdispersi dan medium terdispersi)

Macam koloid

Macam koloid

Fase terdispersi adalah : Zat yang terdispersikan.misal ( susu)

Medium terdispersi : Medium yang digunakan untuk mendispersi. misal ( Air )

exit

PERBANDINGAN SIFAT LARUTAN, KOLOID DAN SUSPENSINo Larutan Koloid Suspensi

1 Satu fase 2 fase 2 fase

2 Stabil Sukar mengendap Mudah mengendap

3 Tdk dapat disaring Dapat disaring dng penyaring ultra

Dapat disaring

4 Homogen Tampak homogen Heterogen

5 Ukuran partikel < 1 nm Ukuran partikel 1 – 100 nm

Ukuran partikel >100 nm

6 Sistem dispersi molekuler Sistem dispersi padatan halus

Sistem dispersi padatan kasar

Ex Larutan gula, air laut Sabun, susu Campuran air dan pasir

exit

JENIS JENIS KOLOID

No Jenis Koloid Fase terdispersi

Medium Pendispersi

Contoh

1 Aerosol (padat) Padat Gas Asap,debu

2 Sol Padat Cair Agar agar

Sol padat Padat Padat Kaca berwarna

3 Emulsi Cair Cair Susu, santan, krim, lotion

4 Aerosol (cair) Cair Gas Kabut, awan

5 Emulsi padat Cair Padat Keju, mentega, mutiara

6 Buih / busa Gas Cair Krim kocok, Busa sabun

7 Busa padat Gas Padat Karet busa, Batu apung

exit

SIFAT SIFAT `KOLOID

1. Efek tyndall

2. Gerak Brown

3. Elektroforesis

4. Adsorbsi

5. Koagulasi

6. Koloid pelindung

7. Dialisis

8. Koloid Liofil & Koloid Liofob

exit

EFEK TYNDALL

Efek Tyndall adalah efek penghamburan cahaya oleh partikel koloid shg tampak lintasan berkas sinar tsb.

exit

Gerak Brown adalah gerak acak, gerak tidak beraturan dari partikel koloid yang menyebabkan koloid tetap stabil, homogen dan tidak mengendap.

exit

ELEKTROFORESIS

Elektroforesis : Gerakan partikel koloid karena pengaruh medan listrik.

Manfaat : Untuk menentukan muatan partikel koloidUntuk memproduksi barang industri dan karetMengurangi pencemaran udara dengan pengendap elektrostatika

exit

ELEKTROFORESIS

Elektroforesis : Gerakan partikel koloid karena pengaruh medan listrik.

Manfaat : Untuk menentukan Muatan susu

partokel koloidUntuk memproduksi barang industri

dan karetMengurangi pencemaran udara

dengan pengendap elektrostatika

+

Sumber listrik

Ion negatif

Ion positif

air

exit

SIFAT ADSORBSI

Sifat adsorbsi : penyerapan terhadap partikel atau ion atau senyawa yang lain sehingga partikel koloid bermuatan.

Contoh :Koloid Fe(OH)3 bermuatan positif karena permukaannya menyerap ion H+.

exit

SIFAT ADSORBSI

Sifat adsorbsi : penyerapan terhadap partikel atau ion atau senyawa yang lain sehingga partikel koloid bermuatan.

Contoh :

(i) Koloid Fe(OH)3 bermuatan positif karena permukaannya menyerap ion H+.

Fe(OH)3

H+

H+

H+

H+

H+

H+

Cl-

Cl-

Cl-

Cl-

Cl-

Cl-

Fe3+

exit

KOAGULASI

Koagulasi adalah penggumpalan partikel koloid sehingga membentuk endapan karena kerusakan stabilitas sistem koloid

Fe(OH)2

+

++

+ +

-

-

-

-

-

-

exit

KOLOID PELINDUNG

Koloid pelindung : suatu koloid yang ditambahkan pada koloid lain agar diperoleh koloid yang stabil, tapi tidak menyebabkan koagulasi karena melapisi partikel koloid sehingga melindungi muatan koloid.

exit

DIALISIS Dialisis : proses penghilangan ion ion yang menganggu

kestabilan koloid dengan cara penyaringan Contoh : proses pemisahan

hasil metabolisme dari darah oleh ginjal

+

+++

--

-

Air keluar dengan ion

-+

Koloid

Ion- ion

exit

KOLOID LIOFIL & LIOFOB

Koloid liofil : Koloid yang partikel terdispersinya menarik medium pendispersinya

Koloid liofob : koloid yang partikel terdispersinya tidak menarik medium pendispersinya

Jika medium pendispersi berupa air maka disebut koloid hidrofil dan koloid hidrofob

exit

PERBEDAAN SOL HIDROFIL DAN SOL HIDROFOB

Sol hidrofil Efek tyndall lemah Stabil Bersifat reversibel Terdiri atas zat organik Mengadsorbsi

mediumnya Viskositas lebih besar

dari mediumnya Dapat dibuat dengan

konsentrasi relatif besar Tidak mudah digumpal

dengan penambahan elektrolit

Ex : Sabun, agar2, kanji.

Sol Hidrofob Efek tyndall lebih jelas Kurang stabil Tidak reversibel Terdiri dari zat anorganik Tidak mengadsorbsi

mediumnya Viskositas hampir sama

dengan medium Hanya stabil pada

konsentrasi kecil mudah digumpal dengan

penambahan elektrolit Ex : Sol belerang, sol

logam.

Cara dispersi

Koloid Asosiasi

Cara kondensasiPEMBUATAN SISTEM KOLOID

exit

1. CARA KONDENSASI1. Cara kondensasi

Adalah penggabungan partikel halus menjadi partikel yang berukuran koloid

Pendinganan :proses ini akan menggumpalkan ion larutan menjadi koloid

Penggantian pelarut :cara membuat koloid dengan mengganti zat

Pengembunan uap Ex: uap raksa dialirkan melalui air

dingan sehingga membentuk sol raksa

exit

CARA KONDENSASIReaksi Pengendapan : 2 larutan yang

mengandung larutan elektrolit dicampurkan sehingga menghasilkan endapan berukuran koloid

exit

CARA KONDENSASI

Reaksi redok 2H2S(g)+SO2(aq) 2H2O(l)+3SHidrolisis

FeCl3(aq)+3H2O(l) Fe(OH)3+3HCl(aq)

Dekomposisi rangkapAgNO3(aq)+3HCl(l) AgCl+HNO3(aq)

Reaksi penggaraman Untuk membuat koloid garam yang sukar

larut

AgNO3(aq) + NaCl(Aq) AgCl(s) +

NaNO3(aq)

exit

CARA DISPERSIAdalah memecah partikel kasar menjadi partikel

koloid1. Cara mekanik : Partikel kasar digerus

sampai tingkat kehalusan tertentu lalu didespersikan ke mediumEx : pembuatan sol belerang

2. Cara peptisasi : Endapan dipecah dengan zat pemecah mjd partikel koloidEx : Agar-agar dipeptisasi dg air

exit

CARA DISPERSI3. Cara Busur Bredig ( Elektrodispersi)

hanya untuk membuat sol logam Proses :

Logam dicelupkan ke dalam medium disperrsi

Kedua ujung elekroda dialiri listrik Shg uap logam yang timbul akan

terdispersi ke medium dan mengalami kondensasi mjd koloid

4. Cara HomogenisasiDipakai untuk membuat emulsi

exit

KOLOID ASOSIASI

Contoh : sabun, detergenMolekul sabun( Natrium Stearat )

terdiri dari : Kepala atau bagian polar bersifat

hidrofilik.Ekor atau nonpolar bersifat

hidrofobik.

Suka air / Hidrofilik

Benci air / Hidrofobik

EkorKepala

OCH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-- C-O-Na+

exit

KOLOID ASOSIASIContoh : sabun, detergenMolekul sabun ( Natrium Stearat ) terdiri dari

: Kepala atau bagian polar bersifat hidrofilik.Ekor atau nonpolar bersifat hidrofobik.

1 2

Kotoran terangkat

Molekul deterjen menempel

exit