KELARUTAN & GEJALA KELARUTAN & GEJALA DISTRIBUSIDISTRIBUSI

Agus Siswanto, MSi, AptAgus Siswanto, MSi, Apt

Farmasi UMPFarmasi UMP

LARUTAN???LARUTAN???

PRINSIP UMUMPRINSIP UMUM

LARUTANLARUTANSuatu campuran dari dua atau lebih Suatu campuran dari dua atau lebih

komponen membentuk dispersi molekuler yg komponen membentuk dispersi molekuler yg homogenhomogen

LARUTAN JENUHLARUTAN JENUHSuatu larutan dimana zat terlarut berada Suatu larutan dimana zat terlarut berada

dalam kesetimbangan dengan fase padatdalam kesetimbangan dengan fase padatMisal : parasetamol (1:70), teofilin (1:120)Misal : parasetamol (1:70), teofilin (1:120)

KELARUTAN??KELARUTAN??

KELARUTANKELARUTAN Interaksi spontan dua atau lebih zat membentuk Interaksi spontan dua atau lebih zat membentuk

dispersi molekuler homogen (KUALITATIF)dispersi molekuler homogen (KUALITATIF) Konsentrasi zat terlarut dalam larutan jenuh Konsentrasi zat terlarut dalam larutan jenuh

pada suhu tertentu (KUANTITATIF)pada suhu tertentu (KUANTITATIF) Kadar jenuh solute dlm sejml solvent yg Kadar jenuh solute dlm sejml solvent yg

menunjukan interaksi spontan satu/lebih solute menunjukan interaksi spontan satu/lebih solute dg solvent telah terjadi dan membentuk dispersi dg solvent telah terjadi dan membentuk dispersi molekuler molekuler

Jumlah ml pelarut dimana akan larut 1 gram zat Jumlah ml pelarut dimana akan larut 1 gram zat terlarut (USP)terlarut (USP)

Contoh: 1g asam borat larut dlm 18 ml air, 4 ml Contoh: 1g asam borat larut dlm 18 ml air, 4 ml gliseringliserin

ISTILAH PERKIRAAN ISTILAH PERKIRAAN KELARUTANKELARUTAN

ISTILAHISTILAH JUMLAH PELARUT*JUMLAH PELARUT*

Sangat mudah larutSangat mudah larut < 1< 1

Mudah larutMudah larut 1 – 10 1 – 10

Larut Larut 10 – 30 10 – 30

Agak sukar larutAgak sukar larut 30 – 100 30 – 100

Sukar larutSukar larut 100 – 1000 100 – 1000

Sangat sukar larutSangat sukar larut 1000 – 10.000 1000 – 10.000

Praktis tidak larutPraktis tidak larut > 10.000> 10.000

*Bagian pelarut (g) yg dibutuhkan 1g bagian zat terlarut

FAKTOR KELARUTANFAKTOR KELARUTAN

Sifat fisika kimia solut & solventSifat fisika kimia solut & solventSuhu Suhu Tekanan Tekanan pHpH

INTERAKSI PELARUT – INTERAKSI PELARUT – ZAT TERLARUTZAT TERLARUT

PELARUT POLARPELARUT POLAR

Polaritas pelarut (momen dipol)Polaritas pelarut (momen dipol) Air + alkohol larut dlm segala perbandinganAir + alkohol larut dlm segala perbandingan

Ikatan hidrogenIkatan hidrogen

PELARUTPELARUT MOMEN DIPOLMOMEN DIPOL KELARUTAN*KELARUTAN*

Nitrobenzen Nitrobenzen 4,2.104,2.10-18-18 esu.cm esu.cm 0,0155 mol/kg0,0155 mol/kg

FenolFenol 1,7.101,7.10-18-18 esu.cm esu.cm 0,95 mol/kg0,95 mol/kg

* Dalam pelarut air

Hydrogen bonds Special case of ion-dipole or dipole-dipole interactions

H-bond donor: X-H (or cation)

H-bond acceptor: X (or an anion) where X = O, N, S

OH

O

O

H

O

H

Intramolecular

Intermolecular

PELARUT POLARPELARUT POLAR

Sifat asam-basa lewis (donor-akseptor Sifat asam-basa lewis (donor-akseptor elektron)elektron)

Struktur molekulStruktur molekul

Misal:perbandingan gugus polar terhadap Misal:perbandingan gugus polar terhadap gugus non polargugus non polaralkohol alifatik (R panjang) alkohol alifatik (R panjang) → S↓→ S↓ t-butil alkohol → campur airt-butil alkohol → campur airn-butil alkohol → 8 g/100 mln-butil alkohol → 8 g/100 ml

MEKANISME PELARUTANMEKANISME PELARUTAN

Pelarut polar Pelarut polar →↓→↓gaya tarik-menarik ion kristal gaya tarik-menarik ion kristal (NaCl)(NaCl)

Pelarut Pelarut Tetapan dielektrikTetapan dielektrik Senyawa ionik*Senyawa ionik*

Air Air 78,578,5 Larut Larut

KloroformKloroform 4,804,80 Praktis tdk larutPraktis tdk larut

BenzenBenzen 2,272,27 Praktis tdk larutPraktis tdk larut

*misal NaCl

MEKANISME PELARUTANMEKANISME PELARUTAN

Memutuskan ikatan kovalen (rx asam-Memutuskan ikatan kovalen (rx asam-basa)basa)HCl + HHCl + H22O O → H→ H33OO++ + Cl + Cl--

RCOOH + HRCOOH + H22O → dapat diabaikanO → dapat diabaikanRCOOH + NaOH → RCOORCOOH + NaOH → RCOO-- + Na + Na++

Solvasi molekul & ionSolvasi molekul & ionGaya interaksi dipolGaya interaksi dipol Ikatan hidrogenIkatan hidrogen

Ion Dipole Interactions

E q1

4or1,22

NH3+ O

NH

O

(+)

q1 is the atomic charges on atom or molecule 1, is the dipole moment on the adjacent molecule, o is the dielectric constant and r1,2 is the distance between 1 and 2

Dipole-Dipole Interactions

E1 2

4or1, 23

O

N

H

O (+)

1 is the dipole moment on molecule 1, is the dipole moment on the adjacent molecule, o is the dielectric constant and r1,2 is the distance between 1 and 2

Charge transfer interactions

Dipole-induced dipole interaction

E1

2

122

r1, 26

CN

CN

OH

where 1 is the dipole moment on molecule 1, is the polarizability of the adjacent molecule, and r1,2 is the distance between 1 and 2

PELARUT NON POLARPELARUT NON POLAR

Interaksi dipol induksiInteraksi dipol induksiGaya van der Waals-LondonGaya van der Waals-LondonMisal : minyak/lemak larut dalam benzenMisal : minyak/lemak larut dalam benzen

Van der Waals/London-Dispersion forces

(instantaneous dipole-induced dipole interactions)

E3I12

2

4r1, 26

CH H

CH H

where I1 is the ionization potential on molecule 1, is the polarizabiliy of the adjacent molecule, and r1,2 is the distance between 1 and 2

Hydrophobic interactions

CH2

CH2CH2

CH2CH3

CH3CH2

CH2CH2

CH2

CH2

CH2CH2

CH2CH3

CH3CH2

CH2CH2

CH2

HO

H

HO

H

HO

H

HO

H

H

OH

H

OH

HO

H

HO

H H

O

H

HO

H

H

O H

H

O H H

O H

H

OH

H

H

H

O H

H

O HH

O

H

H

O

H

HO

H

H

O H

H

O HH

O

H

H

O

H

HO

HHO

H

HO

HHO

H

HO

H

PELARUT SEMIPOLARPELARUT SEMIPOLAR

Sebagai perantara bercampurnya cairan Sebagai perantara bercampurnya cairan polar dan non polar melalui INDUKSI polar dan non polar melalui INDUKSI DERAJAT POLARITAS molekul pelarut DERAJAT POLARITAS molekul pelarut non polarnon polar

Misal: Aseton Misal: Aseton → S dlm eter↑→ S dlm eter↑

KELARUTAN KELARUTAN GAS DLM CAIRANGAS DLM CAIRAN

Faktor yg mempengaruhi:Faktor yg mempengaruhi:

TekananTekananSuhuSuhuSalting outSalting outReaksi kimiaReaksi kimia

TEKANANTEKANAN

Hukum HenryHukum Henry Larutan yg sangat encer pd T konstan, Larutan yg sangat encer pd T konstan,

konsentrasi gas terlarut sebanding dg tekanan konsentrasi gas terlarut sebanding dg tekanan parsial gas diatas larutan pd kesetimbanganparsial gas diatas larutan pd kesetimbangan

CC22 = = σσ..pp CC22 = konsentrasi gas terlarut (gram/l) = konsentrasi gas terlarut (gram/l) pp = tekanan gas parsial (mmHg) = tekanan gas parsial (mmHg) σσ = koefisien kelarutan (M) = koefisien kelarutan (M)

Kelarutan gas sebanding tekanan gas dlm Kelarutan gas sebanding tekanan gas dlm larutanlarutan

Sediaan effervescent??Sediaan effervescent??

SUHUSUHU

SUHUSUHU ↑↑

KELARUTAN GAS/CAIRKELARUTAN GAS/CAIR ↓↓

ADANYA KECENDERUNGAN GAS BEREKSPANSIADANYA KECENDERUNGAN GAS BEREKSPANSI

SALTING OUTSALTING OUT

Pengusiran garamPengusiran garamLarutan (gas terlarut) + NaCl Larutan (gas terlarut) + NaCl → gas↑→ gas↑

Adanya gaya tarik-menarik ion garam dg airAdanya gaya tarik-menarik ion garam dg air

Kerapatan air ↓Kerapatan air ↓

Gas terlepasGas terlepas

PARAMETER KELARUTAN GASPARAMETER KELARUTAN GAS

Koefisien kelarutan (Koefisien kelarutan (σσ))Jml gas terlarut (g/l) pada tekanan tertentuJml gas terlarut (g/l) pada tekanan tertentuσσ =C =C22 / / pp

Koefisien Bunsen (Koefisien Bunsen (αα))Volume gas (l) yg larut dlm 1 liter pelarut Volume gas (l) yg larut dlm 1 liter pelarut

(0°C, 760 mmHg)(0°C, 760 mmHg)αα p= V p= Vgas(STP)gas(STP) / V / Vlarutanlarutan

SOALSOAL

Jika 0,0160 g OJika 0,0160 g O22 dilarutkan dalam 1 liter dilarutkan dalam 1 liter

air pada suhu 25C dan pada tekanan Oair pada suhu 25C dan pada tekanan O22

300 mmHg. 300 mmHg. Hitunglah Koefisien kelarutan (Hitunglah Koefisien kelarutan (σσ) dan ) dan

Koefisien Bunsen (Koefisien Bunsen (αα)!)!

JAWABJAWAB

σσ=[c2 (g/l)] / [p (mmHg)]=[c2 (g/l)] / [p (mmHg)] = 0,0160/300 = 5,33.10= 0,0160/300 = 5,33.10-5-5

Volume OVolume O22 pd STP?? pd STP??

VVO2O2 = nRT/p = = nRT/p = (0,0160/32)(0,08205)(273,16)(0,0160/32)(0,08205)(273,16)

1atm1atm

= 0,0112= 0,0112

αα = V = Vgasgas/(V/(Vlarutanlarutanxp)= 0,0112/(1x 300/760)xp)= 0,0112/(1x 300/760)

= 0,0284= 0,0284

SOALSOAL

Berapa gram OBerapa gram O22 yang dapat dilarutkan yang dapat dilarutkan

dalam 250 ml air? Jika diketahui tekanan dalam 250 ml air? Jika diketahui tekanan total diatas campuran 760 mmHg, tekanan total diatas campuran 760 mmHg, tekanan parsial oksigen dalam larutan 0,263 atm, parsial oksigen dalam larutan 0,263 atm, dan suhu 25dan suhu 25°°C. C.

JAWABJAWAB

σσ = 5,33.10 = 5,33.10-5-5 = C = C22 (g/l)/ (0,263x760)mmHg (g/l)/ (0,263x760)mmHg

CC22 = 0,0107 g/liter = 0,0107 g/liter

CC22 = 0,0027 g/ 250 ml = 0,0027 g/ 250 ml

KELARUTAN CAIRAN KELARUTAN CAIRAN DALAM CAIRANDALAM CAIRAN

LARUTAN IDEALLARUTAN IDEAL

Ketidakhadiran sempurna gaya atraksi Ketidakhadiran sempurna gaya atraksi molekuler (gas)molekuler (gas)

Keseragaman sempurna gaya atraksi Keseragaman sempurna gaya atraksi molekuler (larutan)molekuler (larutan)

Gaya A – A = B – B = A – B Gaya A – A = B – B = A – B Larutan ideal & Hukum RaoultLarutan ideal & Hukum Raoult

HUKUM RAOULTHUKUM RAOULT

Tekanan uap parsial dari setiap konstituen yg Tekanan uap parsial dari setiap konstituen yg dpt menguap (px) adalah sama dengan tekanan dpt menguap (px) adalah sama dengan tekanan uap konstituen murni dikalikan dengan fraksi uap konstituen murni dikalikan dengan fraksi molnya dlm larutanmolnya dlm larutan

Misal: pMisal: pAA = p = pAA°°. X. XAA

ppBB = p = pBB°°. X. XBB

ppAA&p&pBB = tek uap parsial konstituen diatas larutan = tek uap parsial konstituen diatas larutan dg fraksi mol konsentrasi Xdg fraksi mol konsentrasi XAA&X&XBB

pp° = ° = tekanan uap murni konstituentekanan uap murni konstituen Berlaku jk zat berada dlm konsentrasi tinggiBerlaku jk zat berada dlm konsentrasi tinggi

CONTOH SOALCONTOH SOAL

Berapakah tekanan uap parsial benzen Berapakah tekanan uap parsial benzen (A) dan etilen klorida (B) dalam larutan yg (A) dan etilen klorida (B) dalam larutan yg mengandung fraksi mol benzen 0,6?mengandung fraksi mol benzen 0,6?

Diketahui tekanan uap benzen murni pd Diketahui tekanan uap benzen murni pd 50 C adalah 268 mm, dan 236 untuk etilen 50 C adalah 268 mm, dan 236 untuk etilen klorida.klorida.

JAWABJAWAB

ppAA = 268 X 0,6 = 160,8 mm = 268 X 0,6 = 160,8 mm

ppBB = 236 X 0,4 = 94,4 mm = 236 X 0,4 = 94,4 mm

Tekanan uap total (P) :Tekanan uap total (P) :P = pP = pAA + p + pBB = 160,8 + 94,4 = 255,2 mm = 160,8 + 94,4 = 255,2 mm

LARUTAN NYATALARUTAN NYATA

Ketidakseragaman gaya atraksi molekulerKetidakseragaman gaya atraksi molekulerGaya atraksi molekulerGaya atraksi molekuler

Adhesi = gaya interaksi molekul tdk sejenisAdhesi = gaya interaksi molekul tdk sejenisKohesi = gaya interaksi molekul sejenisKohesi = gaya interaksi molekul sejenis

Jenis larutan nyata (Hk Raoult):Jenis larutan nyata (Hk Raoult):Penyimpangan Negatif (adhesi > kohesi)Penyimpangan Negatif (adhesi > kohesi)Penyimpangan Positif (adhesi < kohesi)Penyimpangan Positif (adhesi < kohesi)

PENYIMPANGAN NEGATIFPENYIMPANGAN NEGATIF

Atraksi adhesi > kohesiAtraksi adhesi > kohesiTekanan uap larutan < tekanan uap Tekanan uap larutan < tekanan uap

larutan ideal (Hk Raoult)larutan ideal (Hk Raoult)↑ ↑ kelarutan zat kelarutan zat Contoh: Kloroform & AsetonContoh: Kloroform & AsetonTerjadi interaksi adhesi (Terjadi interaksi adhesi (hidrogen bondinghidrogen bonding) )

> kohesinya →↓ > kohesinya →↓ escaping tendencyescaping tendencyClCl33C – H C – H ------ O=C(CH O=C(CH33))22

PENYIMPANGAN POSITIFPENYIMPANGAN POSITIF

Atraksi adhesi < kohesiAtraksi adhesi < kohesiTekanan uap larutan > tekanan uap Tekanan uap larutan > tekanan uap

larutan ideal (Hk Raoult)larutan ideal (Hk Raoult)↓ ↓ kelarutan zat kelarutan zat Faktor (kohesi): asosiasi molekul Faktor (kohesi): asosiasi molekul

membentuk molekul ganda membentuk molekul ganda (dimer)/polimer(dimer)/polimer

Contoh: Benzen&Etil alkohol, Contoh: Benzen&Etil alkohol, kloroform&etil alkoholkloroform&etil alkohol

KATAGORI SISTEM KATAGORI SISTEM CAIRAN - CAIRANCAIRAN - CAIRAN

1. Tercampur sempurna1. Tercampur sempurna

2. Tercampur sebagian2. Tercampur sebagian

Bercampur = kelarutan timbal-balik dari Bercampur = kelarutan timbal-balik dari komponen dlm sistem cairan-cairankomponen dlm sistem cairan-cairan

1.TERCAMPUR SEMPURNA1.TERCAMPUR SEMPURNA

Dapat bercampur dg segala perbandinganDapat bercampur dg segala perbandinganMisal: Misal:

Pelarut polar&semipolar Pelarut polar&semipolar

air-alkohol; gliserin-alkohol; alkohol-asetonair-alkohol; gliserin-alkohol; alkohol-asetonPelarut non polarPelarut non polar

benzen-karbon tetrakloridabenzen-karbon tetrakloridaBukan problem pd aspek farmasiBukan problem pd aspek farmasi

2. TERCAMPUR SEBAGIAN2. TERCAMPUR SEBAGIAN

Terbentuk 2 lapisan cairan (FASE)Terbentuk 2 lapisan cairan (FASE)Tiap lapisan mengandung cairan lain Tiap lapisan mengandung cairan lain

dalam keadaan terlarutdalam keadaan terlarutContoh: Sistem Fenol – AirContoh: Sistem Fenol – AirDiagram komposisi-temperaturDiagram komposisi-temperatur

Diagram komposisi-temperaturDiagram komposisi-temperatur

Kelarutan timbal-balik dipengaruhi suhuKelarutan timbal-balik dipengaruhi suhuTie lineTie line (kurva binodal) (kurva binodal) → komposisi → komposisi

komponen dalam kedua fase konjugatkomponen dalam kedua fase konjugatSuhu 50°CSuhu 50°C

Fase A (Fase Air) mengandung 11 % fenolFase A (Fase Air) mengandung 11 % fenolFase B (Fase Fenol) mengandung 63 % fenolFase B (Fase Fenol) mengandung 63 % fenol

Perhitungan komponen dlm fase konjugat (d)Perhitungan komponen dlm fase konjugat (d)

1

3

%13

%39

%11%24

%24%63

panjangbd

panjangdc

BeratFaseB

BeratFaseA

CONTOH SOALCONTOH SOAL

Campuran fenol 24 g dan 76 g air Campuran fenol 24 g dan 76 g air membentuk sistem fenol-air pada suhu membentuk sistem fenol-air pada suhu 5050°°C.C.

Hitunglah :Hitunglah :Jumlah fase air (A) dan fase fenol (B) yg Jumlah fase air (A) dan fase fenol (B) yg

terbentuk dlm sistem tsbterbentuk dlm sistem tsbJumlah fenol dalam tiap fase tsbJumlah fenol dalam tiap fase tsb

JAWABJAWAB

Berdasarkan diagram (suhu 50Berdasarkan diagram (suhu 50°°C) diketahui C) diketahui bahwa campuran mengandung 24% fenol bahwa campuran mengandung 24% fenol (titik d)(titik d)

Fase air (A) mengandung 11% fenolFase air (A) mengandung 11% fenol Fase fenol (B) mengandung 63% fenolFase fenol (B) mengandung 63% fenol Jumlah tiap fase di titik d:Jumlah tiap fase di titik d:

1

3

%13

%39

%11%24

%24%63

panjangbd

panjangdc

BeratFaseB

BeratFaseA

ggxFaseB

ggxFaseA

251003

1

751004

3

JAWABJAWAB

Jumlah fenol??Jumlah fenol??Dalam fase air (A) = 11% x 75g = 8,25 gDalam fase air (A) = 11% x 75g = 8,25 gDalam fase fenol (B) = 63% x 25g= 15,75gDalam fase fenol (B) = 63% x 25g= 15,75gTotal fenol = 8,25 g + 15,75 g = 24,00 gTotal fenol = 8,25 g + 15,75 g = 24,00 g

PENGARUH ZAT ASINGPENGARUH ZAT ASING

Sifat kelarutan tgt sifat zat XSifat kelarutan tgt sifat zat X Jika zat X larut A Jika zat X larut A atauatau B B → kel cairan ↓→ kel cairan ↓

Fenol-air + Naftalen → TFenol-air + Naftalen → Tkonsulatkonsulat ↑ (~30°C) ↑ (~30°C)

Fenol-air + KCl → TFenol-air + KCl → Tkonsulatkonsulat ↑ (~8°C) ↑ (~8°C)

Jika zat X larut A Jika zat X larut A dandan B B → kel cairan ↑→ kel cairan ↑Fenol-air + Na-oleat → TFenol-air + Na-oleat → Tkonsulat minkonsulat min ↑ & T ↑ & Tkonsulat maxkonsulat max ↓ ↓

Sistem Biner (AB) Sistem Terner (AB-X)+Zat X

HUBUNGAN MOLEKULERHUBUNGAN MOLEKULER

Indeks topografi – struktur molekul & gugus Indeks topografi – struktur molekul & gugus fungsionalfungsional

11X = menjumlahkan ikatan (yg merupakan X = menjumlahkan ikatan (yg merupakan kebalikan akar kuadrat jml tiap ikatan)kebalikan akar kuadrat jml tiap ikatan)

Propana: HPropana: H33C – CHC – CH22 – CH – CH33

11X = (1x2)X = (1x2)-1/2-1/2 + (1x2) + (1x2)-1/2-1/2 = 1,414 = 1,414

Isobutana Isobutana 11X = (1x3)X = (1x3)-1/2-1/2 + (1x3) + (1x3)-1/2-1/2 + (1x3) + (1x3)-1/2-1/2 = 1,732 = 1,732

CH3

2HC

3HC

CH3

HUBUNGAN MOLEKULERHUBUNGAN MOLEKULER

Persamaan (analisis regresi) alkana pd Persamaan (analisis regresi) alkana pd 2525°°C:C:

Ln S = -1,505 – 2,533 Ln S = -1,505 – 2,533 11XXKelarutan isobutanaKelarutan isobutana

Ln S = -1,505 – (2,533x1,732) = 5,8922Ln S = -1,505 – (2,533x1,732) = 5,8922S = 2,76.10S = 2,76.10-3-3 molal molal

LUAS PERMUKAAN MOLEKULERLUAS PERMUKAAN MOLEKULER

Amidon dkk (kelarutan non elektrolit—Amidon dkk (kelarutan non elektrolit—hidrokarbon,eter,alkohol,ester,keton -- dlm hidrokarbon,eter,alkohol,ester,keton -- dlm pelarut polar)pelarut polar)

Kelarutan luas permukaan total (TSA) zat Kelarutan luas permukaan total (TSA) zat terlarutterlarut Log (kelarutan) = 0,0168 (TSA) + 4,44Log (kelarutan) = 0,0168 (TSA) + 4,44

Hidrokarbon & alkohol dlm air (25Hidrokarbon & alkohol dlm air (25°°C)C) Ln (kelarutan) = -0,0430 (HYSA) – 0,586 (FGSA) + Ln (kelarutan) = -0,0430 (HYSA) – 0,586 (FGSA) +

8,003 (I) + 4,4208,003 (I) + 4,420 FGSA = luas permukaan gugus hidroksilFGSA = luas permukaan gugus hidroksil HYSA = luas permukaan hidrokarbonHYSA = luas permukaan hidrokarbon I = variabel indikator, alkohol=1 & hidrokarbon tanpa I = variabel indikator, alkohol=1 & hidrokarbon tanpa

OH =0OH =0

Senyawa Senyawa HYSAHYSA FGSAFGSA S (molal)S (molal)

n-Butanoln-Butanol 212,9212,9 59,259,2 1,0061,006

SikloheksanolSikloheksanol 240,9240,9 49,649,6 3,8x103,8x10-1-1

SikloheksanaSikloheksana 279,1279,1 == 6,61x106,61x10-4-4

n-Oktanan-Oktana 383383 -- 5,80x105,80x10-6-6

Ln S = -0,0430 (HYSA) – 0,586 Ln S = -0,0430 (HYSA) – 0,586 (FGSA) + 8,003 (I) + 4,420(FGSA) + 8,003 (I) + 4,420

KELARUTAN ZAT PADAT KELARUTAN ZAT PADAT DALAM CAIRANDALAM CAIRAN

LARUTAN IDEALLARUTAN IDEAL -Log X-Log X22

ii==

XX22ii= fraksi mol zat terlarut= fraksi mol zat terlarut

ΔΔHf= panas peleburan molar (kal/mol)Hf= panas peleburan molar (kal/mol) To= titik leleh zat terlarut (°K)To= titik leleh zat terlarut (°K) T= temperatur larutan (°K)T= temperatur larutan (°K) R= tetapan gas = 1,987 kal/der molR= tetapan gas = 1,987 kal/der mol

Faktor yg berpengaruhFaktor yg berpengaruh Suhu (T)Suhu (T) Titik leleh zat padat (To)Titik leleh zat padat (To) Panas peleburan molar (Panas peleburan molar (ΔΔHf)Hf)

ToT

TTo

R

Hf

.303,2

ToT

TTo

R

Hf

.303,2

ToT

TTo

R

Hf

.303,2

ToT

TTo

R

Hf

.303,2

ToT

TTo

R

Hf

.303,2

CONTOH SOALCONTOH SOAL

Hitung kelarutan naftalen dalam larutan Hitung kelarutan naftalen dalam larutan ideal (20ideal (20°°C), jika titik leleh naftalen 80C), jika titik leleh naftalen 80°°C, C, dan panas peleburan molar 4500 kal/mol!!dan panas peleburan molar 4500 kal/mol!!

JawabJawab -Log X-Log X22

ii==

XX22ii= 0,27= 0,27

253293

293353

987,1303,2

4500

.303,2 xxToT

TTo

R

Hf

253293

293353

987,1303,2

4500

.303,2 xxToT

TTo

R

Hf

LARUTAN NYATALARUTAN NYATA

KonstantaKonstanta Koefisien keaktifan zat terlarutKoefisien keaktifan zat terlarut Tgt sifat zat terlarut&pelarut, serta suhu larutanTgt sifat zat terlarut&pelarut, serta suhu larutan aa22=keaktifan solut dlm larutan=keaktifan solut dlm larutan

XX22= konsentrasi solut= konsentrasi solut Larutan ideal: Larutan ideal:

22.303,2

LogToT

TTo

R

HfLogX

2

2

22

222

X

LogXLogLog

aa

12

2Gaya atraksi molekuler Gaya atraksi molekuler

yg harus diatasiyg harus diatasiKerja yg harus dilakukanKerja yg harus dilakukan

untuk memindahkan suatu molekul fase untuk memindahkan suatu molekul fase terlarut & menyimpannya dlm pelarutterlarut & menyimpannya dlm pelarut

3 TAHAP PELARUTAN

TAHAP 1TAHAP 1

Pemindahan 1 molekul fase terlarutPemindahan 1 molekul fase terlarutKerja untuk pemecahan ikatan antara 2 Kerja untuk pemecahan ikatan antara 2

molekul berdekatan = 2wmolekul berdekatan = 2w2222

Kerja netto = wKerja netto = w2222

TAHAP 2TAHAP 2

Pembentukan lubang dalam pelarut untuk Pembentukan lubang dalam pelarut untuk menerima zat terlarutmenerima zat terlarut

Kerja = wKerja = w1111

TAHAP 3TAHAP 3

Penempatan zat terlarut dlm lubang Penempatan zat terlarut dlm lubang pelarutpelarut

Kerja atau penurunan energi potensial= -Kerja atau penurunan energi potensial= -ww1212

Keja total = -2wKeja total = -2w1212

KERJA TOTALKERJA TOTAL

TAHAP 1= wTAHAP 1= w2222

TAHAP 2 = wTAHAP 2 = w1111

TAHAP 3 = -2wTAHAP 3 = -2w1212

KERJA TOTAL = wKERJA TOTAL = w2222 + w + w1111 - 2w - 2w1212

Jika wJika w2222+w+w1111>>2w>>2w1212 --- tdk larut --- tdk larut Jika wJika w2222+w+w1111<<2w<<2w1212 --- larut --- larut Scatchard-Hildebrand-WoodScatchard-Hildebrand-Wood

~ vol zat terlarut dan vol total pelarut, shg:~ vol zat terlarut dan vol total pelarut, shg:

VV22= vol molar zat terlarut= vol molar zat terlarut = vol fraksi pelarut = = vol fraksi pelarut =

2

RT

VwwwLn

212

1211222 2

)()( 2211

11

VXVX

VX

Kelarutan solut Kelarutan solut (non polar, sdkt polar)(non polar, sdkt polar)

δδ = parameter kelarutan = parameter kelarutan

ΔΔHv = panas penguapanHv = panas penguapan Vt = volume molar Vt = volume molar

senyawasenyawa R = tetapan gasR = tetapan gas T = temperatur mutlakT = temperatur mutlak

2/1

Vt

RTHv

2)21(

303,2.303,2

212

2

RT

V

ToT

TTo

R

HfLogX

RT

VwwwLn

212

1211222 2

22.303,2

LogToT

TTo

R

HfLogX

Contoh SoalContoh Soal

Jika diketahui pada suhu 25Jika diketahui pada suhu 25°°C:C:Panas penguapan cairan iodium 11493 Panas penguapan cairan iodium 11493

kal/molkal/molPanas peleburan iodium 3600 kalPanas peleburan iodium 3600 kalTitik leleh iodium 113Titik leleh iodium 113°°CCVolume molar iodium 59 cmVolume molar iodium 59 cm33

Parameter kelarutan karbon disulfida 10Parameter kelarutan karbon disulfida 10Volume molar karbon disulfida 60 cmVolume molar karbon disulfida 60 cm33

CONTOH SOALCONTOH SOAL

Hitung parameter kelarutan iodium!Hitung parameter kelarutan iodium!Tentukan fraksi mol iodium dalam karbon Tentukan fraksi mol iodium dalam karbon

disulfida (25disulfida (25°°C)!C)!Hitung koefisien keaktifan iodium!Hitung koefisien keaktifan iodium!

Parameter kelarutan (Parameter kelarutan (δδ) iodium) iodium

δδiodiumiodium = [( = [(ΔΔHv-RT)/Vt]Hv-RT)/Vt]1/21/2

= [(11.493 – 1,987x298,2) / 59] = [(11.493 – 1,987x298,2) / 59] ½½

= 13,6= 13,6

XXiodiumiodium dalam karbon disulfida dalam karbon disulfida

2)21(

303,2.303,2

212

2

RT

V

ToT

TTo

R

HfLogX

2)21(

303,2303,2

212

2

RT

V

To

TTo

RT

HfLogX

2)6,130,10(

1364

159

386

298386

1364

36002

2

x

LogX

0689,02 X

Koefisien keaktifan iodium Koefisien keaktifan iodium

= X= Xii22/ X/ X22

XXii2 2 ????????????

22 0689,02 X

XX22i i (iodium)(iodium)

-Log X-Log X22ii==

-Log X-Log X22ii==

XX22ii= 0,250= 0,250

ToT

TTo

R

Hf

.303,2

ToT

TTo

R

Hf

.303,2

ToT

TTo

R

Hf

.303,2

ToT

TTo

R

Hf

.303,2

ToT

TTo

R

Hf

.303,2

386

298386

1364

3600

303,2.303,2 To

TTo

RT

Hf

ToT

TTo

R

Hf

Koefisien keaktifan iodium Koefisien keaktifan iodium

= X= Xii22/ X/ X22

= 0,250/0,0689 = 3,628= 0,250/0,0689 = 3,628

22

EHS ApproachEHS Approach

Extended Hildebrand Solubility ApproachExtended Hildebrand Solubility ApproachKelarutan solut polar/non polar dalam Kelarutan solut polar/non polar dalam

solven nonpolar – polar solven nonpolar – polar Sistem polarSistem polar

Assosiasi solut/solventAssosiasi solut/solventSolvasi solut oleh solventSolvasi solut oleh solventKompleksasi antar solutKompleksasi antar solut

EHS ApproachEHS Approach -Log X-Log X22= -Log X= -Log Xii

22 + + A (wA (w1111+w+w2222 – 2W) – 2W) Log Log γγ22= = A (wA (w1111+w+w2222 – 2W) – 2W) Log Log γγ22= = Log Log γγvv+ + Log Log γγRR

Log Log γγvv = A ( = A (δδ11 – – δδ22))22

Log Log γγR R = A (2= A (2δδ11 δδ2 2 – 2W)– 2W) -Log X-Log X22= -Log X= -Log Xii

22 + + A (A (δδ1122 + +δδ22

22 – 2W) – 2W)KeteranganKeterangan

δδ1122 = parameter kelarutan solvent = parameter kelarutan solvent

δδ222 2 = parameter kelarutan solut= parameter kelarutan solut

A = (VA = (V22 ø ø2211) / (2,303RT)) / (2,303RT)

γγv v = gaya Van der waals= gaya Van der waals γγR R = gaya sisa= gaya sisa

SOLVASISOLVASI

Adanya interaksi molekul zat terlarut Adanya interaksi molekul zat terlarut dengan pelarutdengan pelarut

2W2W1212 > W > W2222

2W2W1212 > W > W1111

Penyimpangan negatif Hk RaoultPenyimpangan negatif Hk RaoultPeningkatan kelarutanPeningkatan kelarutan

ASSOSIASIASSOSIASI

Interaksi antara molekul sejenis (antar Interaksi antara molekul sejenis (antar solut atau antar solvent)solut atau antar solvent)

Misal: Air + solut non polarMisal: Air + solut non polarWW1111 >> W >> W2222

WW1212 kecil kecilPenyimpangan positif Hk RaoultPenyimpangan positif Hk RaoultPenurunan kelarutanPenurunan kelarutan

Kelarutan elektrolit yg sukar larutKelarutan elektrolit yg sukar larut

Ksp (Hasil kali kelarutan)Ksp (Hasil kali kelarutan) AgCl AgCl (padat)(padat) →→ Ag Ag++ + Cl + Cl--

K = (AgK = (Ag++ ) (Cl ) (Cl-- ) / (AgCl) ) / (AgCl)pdtpdt

Ksp = (AgKsp = (Ag++) (Cl) (Cl--) )

Pengaruh ion sejenisPengaruh ion sejenis NaCl + AgCl NaCl + AgCl →→ ↑↑ClCl--

(Ag(Ag++) (Cl) (Cl--) >> Ksp) >> Ksp Menurunkan kelarutan AgClMenurunkan kelarutan AgCl

+ garam yg tdk punya ion sejenis + garam yg tdk punya ion sejenis →↑kelarutan→↑kelarutan

PENGARUH pH PADA KELARUTAN PENGARUH pH PADA KELARUTAN ELEKTROLIT LEMAHELEKTROLIT LEMAH

Obat : asam/basa lemahObat : asam/basa lemahpHp – pH dimana elektrolit terlarupHp – pH dimana elektrolit terlaru< pHp --- asam tidak larut< pHp --- asam tidak larut

pHp = pKa + log pHp = pKa + log [[(S-So)/So(S-So)/So]]> pHp --- basa tidak larut> pHp --- basa tidak larut

pHp = pKw – pKb + log pHp = pKw – pKb + log [[SoSo / (S-So) / (S-So) ]]S= kelarutan totalS= kelarutan totalSo = kelarutan molar asam/basaSo = kelarutan molar asam/basa

Pengaruh pelarut pd kelarutan obatPengaruh pelarut pd kelarutan obat

Zat terlarut lebih mudah larut dalam Zat terlarut lebih mudah larut dalam campuran pelarut --- COSOLVENCYcampuran pelarut --- COSOLVENCY

Cosolven = pelarut yg dapat menaikan Cosolven = pelarut yg dapat menaikan kelarutan solutkelarutan solut

Contoh gliserinContoh gliserinKelarutan fenobarbital Kelarutan fenobarbital ↑→ alkohol + gliserin↑→ alkohol + gliserin

Pengaruh surfaktan Pengaruh surfaktan

Surfaktan Surfaktan →↑kelarutan obat →↑kelarutan obat Mekanisme – adsorpsi gugus polar dan Mekanisme – adsorpsi gugus polar dan

non polarnon polarMisal: gliserin, etanolMisal: gliserin, etanol