BAB 5KONSEP LARUTAN

1. KOMPOSISI LARUTAN

2. SIFAT-SIFAT ZAT TERLARUT

3. KESETIMBANGAN LARUTAN

4. SIFAT KOLIGATIF LARUTAN

ZAT TERLARUT PELARUT LARUTAN+

Sistemhomogen

Komponen minor Komponenutama

PELARUTAN GULADALAM AIR

CARA MENYIAPKAN LARUTAN

KRISTAL DITIMBANG, DILARUTKAN, DAN DIENCERKAN SAMPAI TANDA TERA

5.1 KOMPOSISI LARUTAN

• PERSEN% 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 mLlarutan

= 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 bagianpelarut

• ppbbanyaknya bagian zat terlarut dalam 109 bagianpelarut

• FRAKSI MOLnisbah jumlah mol zat terhadap jumlah keseluruhanmol

CONTOH 5.1suatu larutan dipersiapkan dengan melarutkan 22,4 g MgCl2dalam 0,200 L air. Jika rapatan air murni 1,00 g cm-3 danrapatan larutan yang dihasilkan 1,089 g cm-3, hitunglahfraksi mol, molaritas, dan molalitas MgCl2 dalamlarutan iniPenyelesaian

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

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

fraksi mol MgCl2 = =0,021

1 mol95 g1000 cm3

L1,00 g

cm31 mol18 g

0,24 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 L

molaritas MgCl2 = = 1,15 M

molalitas MgCl2 = = 1,18 mol kg-1

1 cm3

1,089 g0,24 mol0,204 L

0,24 mol0,200 kg H2O

5.2 SIFAT-SIFAT SPESIES ZAT TERLARUT

Zat terlarut : sukrosaPelarut : air

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

REAKSI PELARUTAN

C12H22O11 (s) → C12H22O11 (aq)LARUTAN BERAIR

LARUTAN BERAIR DARI SPESIES MOLEKUL

SATU MOLEKULFRUKTOSA DALAMLARUTAN BERAIR

KELARUTAN K2SO4 dalamair = 120 g L-1 pada 25 oC

LARUTAN BERAIR DARISPESIES IONIK (ELEKTROLIT)

setiap ion positifdikelilingi molekul airdansetiap ion negatif jugadikelilingimolekul air

K2SO4 (s) → 2K+ (aq) + SO4=(aq)

Larutan berair kalium sulfatmenghantar listrik.

Bila elektroda dialiri listrik

Ion K+ bergerak ke elektrodanegatif

Ion SO42- bergerak ke elektroda

positif

K2SO4 disebut elektrolit kuat

REAKSI PELARUTAN

KELARUTAN DALAM AIR SETIAP SENYAWA BERBEDA-BEDA

Barium klorida dan kalium sulfat menghasilkanpadatan barium sulfat

REAKSI PENGENDAPANBa2+ (aq) + SO4

2- (aq) → BaSO4 (s)

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

barium sulfat sangat tidak larut dalam air

CONTOH 5.2

Suatu larutan berair natrium karbonat dicampurdengan larutan berair kalsium klorida dan endapanputih segera terbentuk. Tulislah ion bersih yang menjelaskan pengendapan ini.Penyelesaian

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

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

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

Suhu oC10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

10

20

30

40

50

60

70

Kel

arut

ang

zat t

erla

rut d

alam

100

g la

ruta

n

PENGARUH TEKANAN TERHADAP KELARUTAN

HUKUM HENRY : KONSENTRASI GAS TERLARUT 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

konsentrasi molal pada 10 atm : k. Pgas

= x 10 atm = 1,95 m

1 L1000 cm3

1 mol22,4 L

0,0195 mol0,100 kg H2O

0,195 m1 atm

5.4 SIFAT KOLIGATIF LARUTAN

• PENURUNAN TEKANAN UAP

• PENINGKATAN TITIK DIDIH DAN PENURUNAN TITIK BEKU

• TEKANAN OSMOSIS

PENURUNAN TEKANAN UAP

HUKUM RAOULT: P1 = X1P1o

Penyimpangan negatif

Penyimpangan positif

ideal

X1

P1

P10

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 uapbenzena di atas larutan, dengan asumsi perilaku ideal

Penyelesaian

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

Mol 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 mol128,17 g

1 mol78,0 g

1 mol(1+0,05) mol

PENINGKATAN TITIK DIDIH DAN PENURUNAN TITIK BEKU

padat

cair

gas

P

1 atm

tb tbo td0 td

∆Tb ∆Td

∆Td = Kd.m∆Tb = Kb.m

CONTOH 5.5

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

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

Waktu Waktu

a b xy z

PELARUT MURNI LARUTAN

TEKANAN OSMOSIS

Van’t Hoffπ = c R T

π = tekanan osmosisc = konsentrasiR = tetapan gas, 0,08206 L atm mol-1 K-1

T = suhu mutlak

TETAPAN KRIOSKOPIK (Kb) DAN EBULIOSKOPIK (Kd)

PELARUT Kb Kd

asam asetat 3,90 3,07 benzena 4,90 2,53nitrobenzena 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 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 lebihbanyak daripada untuk spesies molekul. Mengapa?

2. Larutan HCl yang dijual di pasaran memilikikonsentrasi 45,0% berdasarkan bobot dengandensitas 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 uappada 25oC dari 1,25 m larutan sukrosa. Diasumsikanlarutan terbentuk bersifat ideal. Tekanan uap untuk air murni pada 25oC adalah 23,8 torr.

4. Tekanan uap heptana murni pada 40oC adalah 92,0 torrdan 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-masingkomponen, tekanan uap total dalam larutan, serta fraksimol dari masing-masing komponen dalamkesetimbangan larutan

5. Suatu larutan asam sulfat berair 9,386 M memilikirapatan 1,5090 g cm-3. Hitunglah molalitas, persenmassa, dan fraksi mol asam sulfat dalam larutan ini.

6. Larutan zat X (densitas 1,10 g/mL) yang dibuat denganmelarutkan 1,250 g X dalam air sehingga menjadi 100 mL larutan, menunjukkan tekanan osmosis sebesar 50 mmHg pada suhu 30oC. Tentukan bobot molekul zattersebut.

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