larutan dan sifat koligatif

LARUTAN DAN LARUTAN DAN SIFAT KOLIGATIFSIFAT KOLIGATIF

KTNT II2009-2010

LARUTAN

PELARUT

ZATTERLARUT

1 2TERDIRI DARI…

LARUTAN

PELARUT

ZAT TERLARUT

Campuran homogen dari dua atau lebih komponen yg berada dalam satu fase.

Komponen yg paling banyak terda-pat dalam larutan / yg paling me –nentukan sifat larutannya

Komponen yg lebih sedikit

ZAT TERLARUT

PELARUT CONTOH

GASGASGASCAIRCAIR

PADATPADAT

GASCAIR

PADATCAIR

PADATPADATCAIR

UDARAKARBONDIOKSIDA DLM AIRHIDROGEN DALAM PLATINA

ALKOHOL DALAM AIRRAKSA DALAM TEMBAGAPERAK DALAM PLATINA

GARAM DALAM AIR

Contoh larutan biner

1 GAYA ANTAR MOLEKUL

Terjadi antara molekul sejenis maupun tidak sejenis

Berdasarkan perbedaan kekuatan gaya antar molekul, dapat terbentuk campuran heterogen atau homogen.

Sampel yang mempunyai komposisi & sifat sera- gam secara keseluruhan disebut satu fase.

1. Air pada 25 oC, 1 atm → bentuk fase cair tunggal + sedikit NaCl → campuran homogen (terdiri dari 2 zat yang tercampur seragam) → larutan2. Sedikit pasir (SiO2) ditambahkan ke dalam H2O → pasir mengendap / padatan tidak larut → campuran heterogen (campuran 2 fase)

CONTOH :

DAPAT MENJELASKAN HASIL PENCAMPURAN YANG TERJADI BILA MENCAMPURKAN 2 JENIS ZAT.

A B

A A ATAU B B A B

GAYA ANTAR MOLEKUL SEJENIS GAYA ANTAR MOLEKUL BERBEDA

(MENGHASILKAN 4 KEADAAN YG MUNGKIN TERJADI)

KEMUNGKINAN 1…

A B ≈ A A ≈ B B

Gaya antarmolekul yang sejenis / tidak sejenis ± sama kuat, molekul-molekul dalam campuran akan berpasang- pasangan secara acak → terbentuk campuran homogen (larutan).

Sifat larutannya dapat diramalkan dari sifat2 komponen pembentuknya → disebut larutan ideal.

Volume larutan ideal yg terbentuk → jumlah volume kom- ponen energi interaksi antar molekul-molekul yg serupa/ berbeda bernilai sama.

Tidak terdapat perubahan entalpi (∆H = 0)CONTOH : Benzena - toluena

KEMUNGKINAN 2…

A B > A A , B B

Gaya antarmolekul yang berbeda > antarmolekul yang sejenis, terbentuk larutan tetapi sifat larutannya tidak dapat diramalkan berdasarkan sifat2 zat pembentuknya → disebut larutan non ideal.

Energi yang dilepas akibat interaksi molekul yang berbe- da > dibanding energi yang diperlukan untuk memisahkan molekul yang sejenis.

Energi dilepas kesekeliling dan proses pelarutan bersifat EKSOTERM (∆H < 0)

CONTOH : CHCl3 (kloroform) –aseton (CH3COCH3)

KEMUNGKINAN 3…

A B < A A , B B

Gaya tarik – menarik antarmolekul yang tidak sejenis < yg sejenis. Pencampuran masih dpt terjadi, larutan yang terbentuk non ideal.

Proses pelarutannya bersifat ENDOTERM (∆H > 0 ).CONTOH : aseton-CS2

etanol-heksana

KEMUNGKINAN 4…

A B << A A , B B

Gaya antarmolekul pada molekul yang tdk sejenis << antarmolekul yg sejenis → pelarutan tdk terjadi.

Kedua zat tetap terpisah sbg campuran heterogen. CONTOH : air dan oktana (komponen bensin)

SIFAT SUATU LARUTAN

KONSENTRASI

DITENTUKAN OLEHJUMLAH ZAT TERLARUTDLM SATUAN VOLUME/

BOBOT PELARUT MAUPUN LARUTAN

DPT DINYATAKAN DENGAN :

%W/W,%W/V,%V/V, MOLARITAS, NORMALITAS, MOLALITAS, FRAKSI MOL,FORMALITAS,

ppm/ppb.

2 KONSENTRASI LARUTAN

UNTUK MENYATAKAN KONSENTRASI DLM SETIAP SISTEM

Satuan yg digunakan utk menyatakan banyaknya zat terlarut

Apakah zat terlarut itu dibandingkan dgn pelarut saja atau dgn keseluruhan larutan;

Satuan yg digunakan untuk menyatakan banyaknya pembanding.

HARUS SELALU DITETAPKAN

Konsentrasi Larutan

KONSENTRASI DLM %

a. Persen Berat (%W/W)

gram zat terlarut X 100gram zat terlarut + gram pelarut

gram zat terlarut X 100 gram larutan

CONTOH SOAL …

Hitung berapa % berat NaCl yang dibuat dengan melarutkan 20 g NaCl dalam 55 g air ?Jawab :% berat NaCl : 20 X 100 20 + 55

= 26,67%

b. Persen Volume (%V/V)

mL zat terlarut X 100 mL larutan

Contoh Soal :50 mL alkohol dicampur dengan 50 mL air mengha-silkan 96,54 mL larutan. Hitung % volume masing-masing komponen !Jawab :% Volume alkohol : (50/96,54) x 100 = 51,79%% Volume air : (50/96,54) x 100 = 51,79%

c. Persen Berat / Volume(%W/V)

gram zat terlarut X 100 mL larutan

KONSENTRASI DLM PPM DAN PPB

1 ppm : 1 mg zat terlarut 1 L larutan

1 ppm : berat zat terlarut x 106

berat larutan

1 ppb : 1 µg zat terlarut 1 L larutan

1 ppb : berat zat terlarut x 109

berat larutan

Contoh Soal :Suatu larutan dalam air mengandung 8,6 mg asetondalam 21,4 L larutan. Jika kerapatan larutan 0,997 g/cm3, hitung konsentrasi aseton dalam ppm!Jawab :ppm aseton : (berat aseton/berat air) x 106Berat air = 21,4 L x 1000mL/L x 0,997 g/mL = 21,4.104gPpm aseton = (8,60 g/21,4.104 g air) x 106

= 0,402 ppm

FRAKSI MOL (X)

Fraksi mol A = Xa = Jumlah mol A Jml mol semua komponen

Fraksi mol zat terlarut = Jumlah mol zat terlarut Jumlah mol zat terlarut + jumlah mol pelarut

Fraksi mol zat pelarut = Jumlah mol pelarut Jumlah mol zat terlarut + jumlah mol pelarut

Contoh Soal :Hitung fraksi mol NaCl dan fraksi mol H2O dalam larutan 117 NaCl dalam 3 Kg H2O !Jawab :117 g NaCl = 117/58,5 = 2 mol3 Kg air = 3000/18 = 166,6 molMaka :Fraksi mol NaCl = 2/168,6 = 0,012Fraksi mol air = 166,6/168,6 = 0,988

KEFORMALAN (F)

Keformalan = jumlah massa rumus zat terlarut liter larutan

Contoh Soal :Suatu larutan diperoleh dengan melarutkan 1,9 gNa2SO4 dalam 0,085 liter larutan. Hitung keforma-lannya!Jawab :Massa rumus Na2SO4 = 1421,9 g Na2SO4 = 1,90/142 = 0,0134 berat rumusKeformalan = 0,0134/0,085 = 0,16 F

KONS.MOLAR (M)

Kemolaran = mol zat terlarut liter larutan

Contoh Soal :80 g NaOH dilarutkan dalam air kemudian diencer-kan menjadi 1 L larutan. Hitung kemolaran larutan Mr NaOH = 40Jawab :Jumlah mol NaOH = 80 g/40 g.mol-1 = 2 molKemolaran = mol/L = 2 mol/1 L = 2 M

KONS.MOLAL (m)

Kemolalan = mol zat terlarut kg pelarut

Contoh Soal :Hitung kemolalan larutan metil alkohol (Mr = 32) dengan melarutkan 37 g metil alkohol (CH3OH)Dalam 1750 g airJawab :Mol zat terlarut = 37 g/32 g.mol-1 = 1,156 molKemolalan = 1,156 mol/1,1750 kg = 0,680 m

NORMALITAS (N)

Kenormalan = ekivalen zat terlarut(Normalitas) liter larutan

Contoh Soal :Hitung kenormalan larutan yg mengandung 36,75 g H2SO4 dalam 1,5 liter larutan. Massa molekulH2SO4 = 98Jawab :Massa ekivalen : 49Kenormalan = 36,75 / (49 x 1,5) = 0,50 N

3 KESETIMBANGAN LARUTAN

KESETIMBANGAN LARUTAN AKAN BERUBAH KARENA ZAT TERLARUT KONSENTRASINYA

BERTAMBAH HINGGA JENUH ATAU MENGALAMI PENGENDAPAN ATAU LEWAT JENUH KARENA

KEPEKATANNYA.

ZAT TERLARUT PELARUT

LARUTAN

LARUTANTAK JENUH

LARUTAN JENUH

BILA LARUTAN DAN ZAT TERLARUT BER-CAMPUR PADA SEGA-LA PERBANDINGAN

BILA PELARUTANSAMA CEPATNYA DGN PENGENDA-PAN

LARUTANLEWAT JENUH

BILA KESELURU-HAN ZAT TERLA-RUT TETAP BERA-DA DLM LARUTAN

PENGARUH TEKANAN TERHADAP KELARUTAN

HK.HENRY :C = K.Pgas

Tetapan penyesuaian (k) mempunyai nilai yang tergantung pada satuan C

(konsentrasi) dan P (tekanan) yang dipilih.Kesetimbangan antar gas di atas larutan dan gas terlarut di

dalam larutan tercapai bila laju penguapan = pelarutan molekul gas. Laju pelarutan tergantung pada banyaknya molekul per satuan volume gas; sedang laju penguapan tergantung pada banyaknya molekul yang terlarut per satuan volume larutan.

Jadi, bila banyaknya molekul per satuan volume ditingkatkan (dengan cara meningkatkan tekanan), maka banyaknya molekul gas dalam larutan akan meningkat. Berarti, molekul zat terlarut tidak berinteraksi dengan molekul pelarut, karena gas bersifat non reaktif.

4 SIFAT KOLIGATIF

Sifat yg hanya tergantung pada banyaknya partikel zat yg terlarut dalam larutan dan tidak tegantung

pada jenis atau sifat zat pelarutnya.

PENURUNAN TEKANAN UAP

HK.F.M.RAOULT (1880) :PA = XA.PA

0

PB = XB.PB0

∆P = XA.PA0

(PA) : Tekanan uap larut yg terdapat di atas larutannya (PA

0) : Hasil kali tekanan uap pelarut murni (PA0)

(XA) : fraksi molnya dlm larutan (XA)∆P : Tekanan uap pelarut(XB) : fraksi molnya dlm larutan (XB)

BILA ZAT TERLARUTNYA

BERSIFAT ATSIRI

∆P = XB.PA0 = (1 – XA).PA

0

∆P = PA0 – PA = PA

0 – XA.PA0

DALAM LAR.BINER

Contoh Soal :Bagaimana komposisi uap yg berada pada kesetimbangandalam larutan benzene/toluene yg jumlah molekulnya samapd 250C ? Tekanan parsial benzene 47,6 mmHg dan toluene14,2 mmHg. Lihat Tabel di bawah !

Komposisi cairan,

Dinyatakan sebagai

fraksi molbenzena

Tekanan uap,mmHG

Komposisi uap,

Dinyatakansebagai

fraksimol benzene

Pbenzena Ptoluena Ptotal

0,000 0,0 28,4 28,4 0,0000,100 9,5 25,6 35,1 0,2710,200 19,0 22,7 41,7 0,4560,300 28,5 19,9 48,4 0,5890,400 38,0 17,0 55,0 0,6910,500 47,6 14,2 61,8 0,7700,600 57,1 11,4 68,5 0,8340,700 66,6 8,5 75,1 0,8870,800 76,1 5,7 81,8 0,9300,900 85,6 2,8 88,4 0,9681,000 95,1 0,0 95,1 1,000

HUBUNGAN ANTARA TEKANAN UAP DAN KOMPOSISI CAIRAN-UAP CAMPURAN BENZENA-TOLUENA PD 250C

PENURUNAN TITIK BEKU DAN KENAIKAN TITIK DIDIH

∆tb = Kb.m

∆td = Kd.mMOLALITAS

TETAPAN TURUN TITIK BEKUKRIOSKOPIK TETAPAN NAIK TITIK DIDIH

EBULIOSKOPIK

ZAT TERLARUT NON ATSIRI AKAN MENYEBABKAN PENURUNANTITIK BEKU DAN KENAIKAN TITIK DIDIH

TETAPAN KRIOSKOPIK DAN EBULIOSKOPIK

Pelarut Kb (Tetapan Titik Beku) Kd (Tetapan Titik Didih)

Asam asetat 3,90 3,07Benzena 4,90 2,53Nitrobensena 7,00 5,24Fenol 7,40 3,56Air 1,86 0,512

Contoh Soal :Berapakah molalitas zat terlarut dalam larutan berair yg titik bekunya -0,4500C? Bila larutan itu diperoleh dg melarutkan 2,12 g senyawa X dlm 48,92 g H2O. Berapa bobot molekul senyawa tersebut ? Jawab :a.Molalitas zat terlarut dapat ditentukan dgn persamaan

Roult menggunakan nilai dari tetapan pada tabel.m = / Kb

Tb air = 0 ; = 0,450 0C= 0,450/I,86 0Ckg.air (mol zat terlarut)

= 0,242 mol zat terlarut/kg air b. mol = gram/Mr atau Ar = 2,12 g/Mr m = …../kg pelarut (air) = …../48,92.1000-1 g = 0,242 maka : Mr = 2,12 /(0,04892x 2,42) = 179

∆tb∆tb

TEKANAN OSMOSIS

= (n/v)RT = MRT

TEKANAN OSMOSIS

TETAPAN GAS (0,0821.1 atm.mol-1.K-1)

π SUHU DLM KELVIN

BANYAKNYA MOL ZAT TERLARUT

VOLUME LAR

Tekanan osmosis merupakan satu sifat koligatif karena besar nilainya hanya tergantung pd banyaknya partikel zat terlarut per satuan volume larutan. Tekanan osmosis tidak tergantung pada jenis zat terlarutnya.

PERSAMAAN VAN’T HOFF

CONTOH SOAL :Berapakah tekanan osmosis larutan C6H12O6 (sukrosa) 0,0010 M dlm air pd suhu 250C ?

JAWABAN :Dengan menggunakan persamaan di atas : 0,0010 mol X 0,08211 atm.mol-1.K-1x 2980K π = ------------------------------------------------------- 1 = 0,024 atm ∞ 18 mmHg

5. DISSOSIASI ELEKTROLIT

ZAT TERLARUTMEMILIKI KEMAMPUAN

MENGHANTARKAN ARUS LISTRIK

ELEKTROLITLEMAH

ELEKTROLITKUAT

NONELEKTROLIT

KONDUKTIVITAS LISTRIKNYASANGAT RENDAH, SEHINGGATIDAK TERDAPAT ION DALAM

LARUTAN

ZAT TERLARUT SEBAGIAN KECIL BERDISSOSIASI DAN SEBAGIANBESAR BELUM TERDISSOSIASI

TERDISSOSIASI SEMPURNA α = 1

CATATAN:AIR MERUPAKAN PENGHANTAR ARUS YG BURUK (NON KONDUKTOR), SE-INGGA PENAMBAHAN ZAT TERLARUT TERTENTU KE DLM AIR DAPAT MEMBENTUK SUATU LARUTAN YG DAPAT MENGHANTARKAN ARUS LISTRIK DENGAN BAIK

Non elektrolit Elektrolit kuat Elektrolit lemah

H2O (Air) NaCl HCl HCHO2-asam format

C2H5OH-etanol MgCl2 HBr HC2H3O2-asam asetat

C6H12O6-glukosa KBr HI HClO-asam hipokhlorit

C12H22O11-sukrosa

KClO4 HNO3 HNO2-asam nitrit

CO(NH2)2-urea CuSO4 H2SO4 H2SO3-asam sulfit

C2H6O2-etil-glikol

Al2(SO4)3 HClO4 NH3-amoniak

C3H8O3-gliserol LiNO3 lainnya C6H5NH2

SIFAT ELEKTROLIT BEBERAPA JENIS LARUTAN DLM AIR

SIFAT ANOMALI DISOSIASI

Disosiasi elektrolit akan menyebabkan senyawa terlarut terurai dlm bentuk ion. Jumlah zat terlarut akan tergantung pada α (derajat disosiasi).Jika kita campurkan NaCl dan HCl dlm larutan akan berdisosiasi sempurna menjadi:

HCl == H+ + Cl-

NaCl == Na+ Cl-

nilai terukur nilai percobaan i = ------------------ = ---------------------- nilai yg diduga nilai teoritis

secara nyata partikel menjadi tiga jenis ion dan zat terlarut ini menghasilkan sifat koligatif yg lebih besar daripada satu jenis zat terlarut (diduga). Maka zat terlarut akan berubah menjadi :

untuk kebanyakan zat terlarut seperti urea, gliserol, sukrosa nilai i besarnya = 1. Zat terlarut lainnya nilai i lebih besar dari 1.

i = 1 + (n-1)α, dimana n = jumlah partikel yg terbentuk.