Kim Anorganik II Pelarut Air & Non Air-media

7/27/2019 Kim Anorganik II Pelarut Air & Non Air-media

1/61


2/61

SEMOGA KELAS INI DIBERKATI


3/61

PELARUT (SOLVENT)

Pelarut dikelompokkan berdasarkan 5 parameter: konstanta dielektrik

kemampuan terhadap autoionisasi (self ionization)

sifat keasaman dan kebasaan

kompleksasi

kemampuan oksidasi-reduksi

Sifat-sifat yang menentukan kegunaan pelarut:

Daerah suhu pelarut dalam keadaan cair

tetapan dielektriknya

sifat sebagai donor dan aseptor

keasaman protonik atau kebasaan

sifat dan derajat otodisosiasi


4/61

Daftar ketakcampuran beberapa pelarut

1 Asam asetat ...2 aseton ..

3 asetonitril 8, 9,18, 19, 22, 23 .4 Benzena 30...

5 Butilalkohol 30 ..6 Karbontetraklorida 30 ..

7 Kloroform 30 ..

8 Sikloheksana 12, 13, 20, 30

9 siklopentana 12, 13, 20, 30 10 Dikloroetana 30 ..

11 diklorometana 30 ..12 Dimetilformamida 8, 9, 18, 19, 22, 23, 25, 31

13 Dimetil sulfoksida 8, 9,14 Dioksan ...

15 Etilasetat 30...

16 Etilalkohol ...

17 Dietileter 13, 30 18 Heptana 3, 12, 13, 20, 30

19 Heksana 3,12, 13, 20, 30 .20 Metilalkohol 8, 9, 18, 19, 22, 23

21 Metiletilketon 30 ..

22 n-oktana 3, 12, 13, 20, 30

23 Pentana 3,12, 13, 20, 30 .

24 n-propilalkohol ...25 Dipropileter 12, 13, 30...26 Tetrakloroetana 30...

27 Tetrahidrofuran ...28 Toluena 30...

29 Trikloroetana 30..

30 air 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10,11, 15, 17, 18, 19, 21, 22, 23, 25,26, 28, 29 ..

31 xilena 12, 13


5/61

Pelarut Donor

Number/DN

Aseptor

Number

(AN)

Konstanta

dielektrikum

Harness/softness

Asam asetat 52,9 6,2 Hard

aseton 17 12,5 20,7 Hard

benzena 0,7 8,2 2,3 Hard

CCl4 8,6 2,2 Hard

Dietileter 19,2 3,9 4,3 Hard

DMSO 29,8 19,3 45 Soft

Etanol 19,0 37,1 24,3 Hard

Piridin 33,1 14,2 12,3 Sedang

tetrahidrofuran 20,0 8,0 7,3 Sedang

Air 18 54,8 81,7 Hard


6/61

Pelarut

Air, pelarut Universal

Non-air

Anorganik: asam-basa Organik

Non-pelarut:

leburan


7/61

Pelarut air

Tetapan dielektrik ~81,7 cocok untukpelarut senyawa ion

Universal, melimpah titik beku 0oC dan titik didih 100oC, cocok

untuk daerah kerja mahluk hidup ~ 25-40oC

Penanganannya mudah

Air dapat mengalami auto ionisasi

2H2

O H3

O+ dan OH-


8/61


9/61


10/61


11/61


12/61

Dalam air

Zat terionisasi menjadi elektrolitgas (kovalen polar) HCl H3O+ + Cl-padatan basa NaOHNa+ + OH-garam NaCl Na+ + Cl-kompleks K4[Fe(CN)6] K+ + [Fe(CN)6]4-

Zat tidak terionisasiGlukosa C6H12O6 larutanC6H12O6Brom Br2 air Br2


13/61

Reaksi dengan air

Logam alkali/alkali tanah

Na +H2O Na+ +H2 +OH- Hidrolisis

CuSO4

Cu

2+

+SO42-

2H2O 2OH- + 2H+CuSO4 + 2H2O Cu(OH)2(s) + SO42- +2H+Hidrolisis tidak hanya pada garam, juga pada asam-basa

lemah Hidrasi

MX(s) M(aq) n+ + X(aq)y-FeCl2 + 6H2O Fe(H2O)62+ + 2Cl-


14/61

Reaksi pertukaran ion

Dalam air ion-ion dapat bertukar pasanganNaOH(aq) + HCl(aq) H2O + Na+ + Cl-BaCl2(aq) + CuSO4(aq) BaSO4(s) + 2Cl- + Cu2+BaCl2(aq) + 2AgNO3(aq) 2AgCl(s) + 2NO3- + Ba2+AgNO3(aq) + CuSO4(aq) ?AgNO3(aq) + HCl(aq) ?AgNO3(aq) + NaOH(aq) ?HCl(aq) + CuSO4(aq) ?NaOH(aq) + CuSO4(aq) ?BaCl2(aq) + NaOH(aq) ?

Tuliskan persamaan reaksi secara lengkap dan benar


15/61

Kriteria Larut

LARUT: suatu zat disebut larut bila dalam airmenghasilkan konsentrasi minimal 0.1Mpada temperatur ruang.

TIDAK LARUT : Suatu zat disebut tidak larutbila konsentrasi dalam pelarut air padatemperatur ruang kurang dari 0.001M.

AGAK LARUT: diantara kedua keadaantersebut.


16/61

Perubahan Energi dalam Proses

Pelarutan

Agar suatu zat dapat larut ada 3 tahapan:

1. Partikel solut harus terpisah satu sama lain

2. Beberapa partikel solven harus terpisah untuk

memberi ruang bagi partikel solut

3. Partikel solut dan solven harus bercampur menjadi

satu

Energi akan diserap saat terjadi pemisahan partikel

sebaliknya energi akan dilepas ketika partikel

bergabung dan tertarik satu sama lain

Kesimpulannya pelarutan akan disertai perubahan

entalpi


17/61

Proses pelarutan dan energi

pelarutan

Proses pelarutan adalah proses ketika kation dalam

fasa gas atau anion dalam fasa gas bereaksi

dengan pelarut dalam fasa cair, diperoleh kationterlarut atau anion terlarut.

Energi yang dibebaskan disebut energi pelarutan.

M+

(g) + solvent M+

(sol) + E pelarutanX- (g) + solvent X-(sol) + E pelarutan


18/61

Proses hidrasi dan energi

hidrasi

Proses hidrasi adalah proses ketika kation dalam

fasa gas atau anion dalam fasa gas bereaksi

dengan air sehingga dihasilkan kation terhidrasiatau anion terhidrasi dengan melepaskan energi.

Energi yang dilepaskan disebut energi hidrasi.

M+ (g) + H2O (l) atau aq M+(aq) + E hidrasiX- (g) + H2O (l) atau aq X

-(aq) + E hidrasi


19/6110/14/2013 19

M2+ ions in water

M2+

O

HH

O

HH

O

H

H

O

H

H

O

HH

O

HH

O

H

H

O

H

H

INNERCOORDINATION

SPHERE

OUTER

COORDINATIONSPHERE


20/61

10/14/2013 20

Outer - sphere complex of

M2+ ions and SO42- in water

M2+

O

HH

O

HH

O

H

H

O

H

H

O

HH

O

HH

O

H

H

S = O

O

O

O


21/61

10/14/2013 21

Inner - sphere complex of

M2+ ions and SO42- in water

OHH

O

HH

O

H

H

M2+

O

HH

O

HH

O

H

H

Ef k T t t h d


22/61

Efek Temperatur terhadap

Kelarutan


23/61

Kelarutan garam anorganik

Garam-garam Natrium, kalium dan amoniummerupakan garam-garam yang mudah larutdalam air.

Garam-garam nitrat juga mudah larut dalampelarut air.

Garam-garam klorida, bromida dan iodidaumumnya mudah larut dalam air kecuali garam

timbal(II), raksa(I), perak(I) dan tembaga(I).Garam-garam sulfat mudah larut dalam air kecuali

garam barium(II), stronsium(II) dan timbal(II).


24/61

senyawa anorganik dalam air

Oksida umumnya tidak larut kecuali oksida darinatrium, kalium, stronsium dan barium. Kalsiumoksida agak larut.

Hidroksida umumnya tidak larut kecuali hidroksidadari natrium, kalium, stronsium dan barium.Kalsium hidroksida agak larut.

Sulfida umumnya tidak larut kecuali sulfida darinatrium, kalium, amonium, magnesium,

kalsium, stronsium dan barium.Garam-garam kromat, fosfat dan karbonat

umumnya tidak larut, kecuali garam natrium,kalium dan amonium


25/61

Pelarut Non Air

Misalnya NH3(l), HF(l), HCN(l), SO2(l)

Mampu melarutkan bahan-bahan

anorganik

Mempunyai sifat waterlike

Dapat mengalami auto ionisasi


26/61

Amonia, pelarut bersifat basa

Mudah di dapat dan mudah penanganannya

Mempunyai ikatan H yang lebih lemah daripada H2Osehingga t.d dan t.l lebih rendah daripada H2O

Titik beku -77oC dan titik didih -33oC, daerah kerjanya

rendah dibawah RT dan sempit Mampu membentuk senyawa kompleks yang larut:

AgCl+ NH3 [Ag(NH3) 2]+

Autoionisasi

2NH3 (l) NH4+

(am) + NH2-

(am)ion amonium ion amida

pKam = 33,


27/61


28/61


29/61

Tetapan dielektrik = 22.7 pada -50oC, mampu menurunkan

kelarutan senyawa ion

Untuk molekul yang mengandung banyak elektron, seperti

senyawa iod dan senyawa non polar seperti hidrokarbon,

NH3 merupakan pelarut yang lebih baik dibanding H2O

Perbedaan dengan air, kemampuan NH3 dalam

melarutkan logam-logam alkali tanpa aksi kimia yang

jelas.

Larutan yang dihasilkan berwarna biru tua dan logam-logam terlarut dapat diperoleh kembali dg penguapan

pelarut


30/61


31/61

Keuntungan :

- kurangnya kecenderungan NH3 untuk terlibat dalam reaksi

dengan solut (solvolisis)

Kelemahan :

- peralatan yang digunakan lebih rumit dan butuh teknik

khusus sifat fisik NH3

Ct : t.d NH3 murni : -33,35oC shg harus bekerja pada T

rendah untuk menghindari tekanan yang tinggi

- NH3 sangat higroskopis shg harus ditangani dengan seksamaagar kelembaban udara tidak masuk dalam sistem NH3


32/61

Larutan logam-NH3(l)

Tingkat autoionisasi relatif rendah sehingga NH3(l) murnitidak dapat terionisasi dengan sendirinya secara

sempurna

NH3

+ NH3

NH4

+ + NH2

-

Oleh karena itu, larutan logam-logam alkali dalam NH3(l)

stabil pada T kamar dalam waktu lama.

2NH3 + 2Na 2NaNH2 + H2

Dengan adanya sedikit katalis FeO, reaksi berlangsung sgt

cepat


33/61

Logam alkali/alkali tanah larut dalam amonia membentuk

larutan berwarna biru, dapat menghantarkan arus listrik

(konduktivitas tergantung pada kation logam).

bila ditambahkan logam alkali berlebih berwarna bronze,

bila amonia diuapkan terbentuk logam alkali kembaliM + NH3 M

+ + [e(NH3)x]-

2[e(NH3)x]- H2+ 2NH2

-

Reaksi tsb lebih lambat dibanding reaksi logam alkali

dalam air.


34/61

Reaksi asam-basa

Asam lemah dalam air, dengan amoniamenjadi asam kuat

CH3COOH + NH3 CH3COO- + NH4+ Molekul netral dalam air menjadi asam

lemah dalam amonia

NH2-CO-NH2 + NH3 NH4+ + NH2-CO-NH- Garam NH4+ akan bertindak sebagai asam,

sedangkan amida, imida maupun nitridaakan bertindak sebagai basa dalam NH3(l)


35/61

Reaksi netralisasi

Menurut Bronsted, netralisasi adalah proses dimana asambereaksi dengan basa menghasilkan asam dan basa yang

lain atau reaksi antara asam dan basa menghasilkan garam

dan pelarut.

Asam1 + basa2 asam2 + basa1

asam + basa garam + pelarut

NH4+ + NH2

- 2NH3

NH4I + KNH2 2NH3 + KINH4I, NH4NO3, NH4NCS sangat larut dalam amonia, larutan

yang pekat dapat bereaksi dengan logam menghasilkan H2.

nM + 2NH4+

H2

+

2NH3 + Mn+


36/61

Reaksi Pengendapan

Apabila 2 ion yang kurang larut bertemu dan berinteraksi

akan membentuk endapan

Dalam air

KCl(aq) + AgNO3(aq) AgCl(s) + NO3- + K+

Dalam amonia

AgCl (am) + KNO3(am) KCl(s) + NO3- + Ag+

Amonia lebih basa dari air dan tetapan dielektrik lebih

rendah


37/61

Senyawa yang tidak larut dalam NH3(l) berbeda

dangan senyawa yang tidak larut dalam H2O(l)

Sebagian besar senyawa klorida tidak larut dalam

NH3(l) kecuali NaCl, NH4Cl, dan BeCl2

Kebanyakan nitrat larut dalam NH3(l) sehingga dapatdigunakan untuk metode pengendapan.

Beberapa halida yang tidak larut akan mengendap

sebagai amina kompleks


38/61

Garam KNH2 Lebih larut dari pada NaNH2 Kalium amida dalam air tidak menghasilkan ion amida,

reaksinya sbb:KNH2(s)

+H2O(l) NH3(aq)+ K+(aq) +OH-(aq)


39/61

Reaksi pembentukan kompleks

Dalam larutan air, penambahan ion CN

-

pada ion Ag

+

menghasilkan endapan taklarut AgCN, tapi jika endapan

tersebut ditambahkan ion CN- berlebih akan terbentuk

kompleks Ag(CN)2- yang larut Reaksi yang sama

juga terjadi pada NH3(l)Dalam air

Zn2+ + 2OH- Zn(OH)2Zn(OH) 42-

hidroksida berlebihDalam amonia

Zn2+ + 2NH2- Zn(NH2 )2Zn(NH2 ) 42-

amida berlebih


40/61

Reaksi Redoks

Sama dengan dalam H2O(l)

Ketika gas O2 memasuki larutan logam Na dalam NH3(l)terlebih dahulu dihasilkan hidroksida dan amida, baru diikuti

oksidasi amida menjadi nitrit2Na + 1/2O2 NaOH + NaNH2 + NH3

4NaNH2 + 3O2 2NaOH + 2NaNO2 + 2NH3

Larutan logam-logam alkali dan alkali tanah dalam NH3(l)bertindak sebagai donor elektron (reduktor)


41/61

Oksidasi oleh KMnO4 dalam NH3(l) lebih lemah daripada

dalam H2O(l).

KMnO4 tereduksi dengan cepat menjadi K2MnO4 dan

MnO2 oleh kalium. Reduksi diikuti oleh reaksi lambat

K2MnO4 yang tereduksi lanjut menjadi MnO

KMnO4 juga tereduksi menjadi K2MnO4 oleh KNH2

Dalam NH3(l) larutan logam merupakan reduktor kuat

karena adanya elektron bebas dalam larutan yang

dengan mudah didonorkan pada akseptor elektron,sedangkan kekuatan oksidatornya lemah


42/61

Reaksi lain dalam Pelarut Amonia

Spesi kimia basa yang lebih kuat dari ion amidamenjadi basa kuat dalam amonia

H- + NH3 NH2- + H2O2- + NH3NH2- + OH-

Amonia dapat menyebabkan disproporsionasi belerang5S8 + 16NH3 4S4N- + 4S62- +12NH4+S6

2-2S3- ion ini berwarna biru, dalam aluminosilikat

membentuk ultramarine blue (pigmen biru)


43/61

Asam sulfat, Pelarut bersifat asam

tetapan dielektrik ~110, jadi sangat baik sebagai

pelarut senyawa ion, tetapi viskositasnya ~ 25x lebih

besar dari viskositas air pelarutan dalam asamsulfat menjadi sangat lambat.

auto ionisasi menghasilkan sulfat terprotonasi H3SO4+

dan bisulfat HSO4-

Bersifat sebagai oksidator dan dehydrator


44/61


45/61

Reaksi dengan Asam sulfat

Asam lemah dalam air menjadi basa dalam asam sulfat

CH3COOH + H2SO4 HSO4- + CH3C(OH) 2+ asam kuat dalam air dapat bersifat sebagai asam lemah

dalam asam sulfat.

HClO4 + H2SO4 H3SO4+ + ClO4- Non-elektrolit dalam air dapat bersifat basa dalam asam

sulfatNH2-CO-NH2 + H2SO4 HSO4- + NH2-CO-NH3+


46/61

Asam super = kombinasi asam fluorosulfat dengan antimonpentafluorida,

SbF5+2HSO3FFSO3 SbF5- +H2SO3F

asam super dapat melarutkan lilin (alkana berantai lurus)Contoh asam super lainnya:

SbF5+2HFH2F+ +SbF6-


47/61

Tutorial-2

Tuliskan reaksi pelarutan1. perak bromida dalam amonia2. Kalium nitrat dalam amonia3. Logam kalium dalam amonia4. Logam perak dalam amoniaTuliskan reaksi

1 + 2 2 + 31 + 3 2 + 41 + 4 3 + 4


48/61

Hidrogen Fluorida

HF sebagai pelarut :

t.l = -83 oC

T.d = 19,4 oC

Tetapan dielektriknya tinggi sifat pelarut

yang baik

Melarutkan beberapa garam tanpa diubah seperti

pada H2O

Aktivitas kimia ekstrim sedikit sekali anion

larut tanpa perubahan


49/61


50/61

Proses pelarutan solut dalam HF

1. Disosiasi ion yang sama

KF + HF K+ + HF2-

2. Penambahan HF pada solut, diikuti dengan disosiasimenghasilkan ion kompleks dan ion F-

CH3COOH + HF CH3COOH.HF

CH3COOH.HF CH3COOH2+ + F-


51/61

3. Reaksi kimia penggantian anion solut

dengan F

KCN + HF HCN + KF

4. Reaksi kimia yang lebih rumit

H2SO4 + 2HF HOSO2F + H3O+ + F-


52/61

Oksida dan hidroksida biasanya bereaksi keras

dengan HF membentuk F- dan H2O.

H2O bereaksi dengan pelarut berlebih menghasilkan

hidronium dan ion bifluorida.

OH- + HF F- + H2O

H2O + 2HF H3O+ + HF2

-

Mayoritas senyawa Cl, Br, dan I tidak larut dan

bereaksi dengan pelarut menghasilkan hidrogen

halida.KCl + HF HCl + KF


53/61

K dan Na sulfat larut dengan mudah tapi sebelumnya

diubah menjadi asam sulfat dan kemudian menjadi

asam fluosulfonat

H2SO4 + 2HF HOSO2F + H3O+ + F-

Sebagian besar sulfat yang lain tidak dapat larut

Asam nitrat dan beberapa garam nitrat larut dalam HF

NaNO3 + 4HF Na+ + H2NO3

+ + 2HF2-

Hanya fluorida, fluoborat dan perklorat yang larut

dalam HF dan menghasilkan ion-ion yang sama

dengan jika dilarutkan dalam H2O.


54/61

Reaksi dalam HF

Karena hanya ada beberapa anion yang stabil dalam

HF, reaksi yang umum terjadi adalah reaksi

netralisasi dan pengendapan

Na2SO4 + 2AgF Ag2SO4 + 2NaF

KClO4 + TlF TlClO4 + KF

NaClO4 + AgF AgClO4 + NaF

KIO4 + AgF AgIO4 + KF


55/61

Beberapa senyawa organik larut dalam HF dan

menghasilkan larutan dengan konduktivitas tinggi

Reaksi solvasi dimana molekul organik menerima

proton dan membentuk ion kompleks positif

Reaksi tipe tersebut terjadi pada alkohol, fenol, eter,

aldehid, asam-asam anhidrida.


56/61

ROH + 2 HF ROH2+ + HF2

-

R2O + 2 HF R2OH+ + HF2-

(RCO)2O + 2 HF (RCO)2OH+ + HF2

-

R2CO + 2 HF R2COH+ + HF2

-

B l Di k id (SO )


57/61

Belerang Dioksida (SO2)

SO2(l) sebagai pelarut :- Waterlike

- T.d = -10 oC

- T.b = -75 oC

- Terionisasi lemah : SO2 + SO2 SO2+ + SO3

2-

- Meskipun = 1,61D, tapi range cair dan BM

menyebabkan SO2(l) tidak berasosiasi sebanyak NH3

dan HF karena SO2(l) tidak mempunyai atom H yangdapat digunakan untuk ikatan H

- = 17,27 meskipun < air tapi tetap dapat

melarutkan sejumlah garam

Range fasa cair luas pelarut


58/61

Larutan garam dalam SO2(l) mempunyai konduktivitas

listrik tinggi, membuktikan bahwa pelarut merupakan

media pengion Kelarutan senyawa-senyawa anorganik dalam SO2(l)

sangat bervariasi dan dalam rentang nilai yang tinggi

Kecuali I, sebagian besar kelarutannya kecil (0,2-2,0g/100ml)

Alkali dan alkal tanah-iodida mudah larut tapi

kelarutannya menurun dari Br ke F

Oleh karena urutan kelarutan alkali halida dalam SO2 >

Kim Anorganik II Pelarut Air & Non Air-media

Documents

Transcript of Kim Anorganik II Pelarut Air & Non Air-media