LARUTAN

Retno Adiwijaya, S.Farm.

LARUTAN DAN KOMPONENNYA

LARUTAN

Zat terlarut Pelarut Contoh

Gas Gas Udara, semua campuran gas

Gas Cair Karbondioksida dalam air

Gas Padat Hidrogen dalam platina

Cair Cair Alkohol dalam air

Cair Padat Raksa dalam tembaga

Padat Padat Perak dalam platina

Padat Cair Garam dalam air

Contoh larutan biner

SIFAT KOLIGATIF LARUTAN NONELEKTROLIT

Berdasarkan nilai titik didih zat terlarut, larutan dapat dibagi dua :

1. Titik didih zat terlarut lebih kecil daripada pelarutnya, sehingga zat terlarut lebih mudah menguap, misal O2, NH3 dan alkohol dalam air

2. Titik didih zat terlarut lebih besar daripada pelarutnya, dan jika dipanaskan maka pelarut yang lebih dulu menguap. Imi disebut zat terlarut yang tidak mudah menguap, misal gula, urea dan NaCl dalam air.

Larutan ke dua mempunyai sifat koligatif. Kata koligatif berasal dari bahasa latin (colligare) yang berarti berkumpul bersama.

Sifat koligatif adalah sifat yang disebabkan hanya oleh kebersamaan (jumlah partikel) dan bukan oleh ukurannya.

Zat terlarut mempengaruhi sifat larutan dan besarnya pengaruh itu bergantung pada jumlah partikel tersebut. Ada empat sifat koligatif , yaitu (1) penurunan tekanan uap, (2) kenaikan titik didih, (3) penurunan titik beku dan (4) tekanan osmotik.

1. Penurunan Tekanan Uap Jenuh (P)

Besarnya tekanan uap jenuh bergantung pada jenis zat dan suhu. Zat yang memiliki gaya tarik-menarik antara partikel besar sukar menguap, dan mempunyai tekanan uap jenuh yang relatif kecil, misalnya garam, gula, glikol, dan gliserol.

Zat yang memiliki gaya tarik-menarik antara partikel lemah mudah menguap (volatile), dan mempunyai tekanan uap jenuh yang relatif besar, misalkan etanol dan eter.

Selisih antara tekanan uap jenuh pelarut murni dengan tekanan uap jenuh larutan disebut penurunan tekanan uap jenuh (ΔP).

ΔP = P0 – P

Menurut Raoult, untuk larutan-larutan encer dari zat yang tak atsiri, penurunan takanan uap jenuh larutan dirumuskan sebagai :

P = XB . P0 dan P = XA . P0

P0 = tekanan uap jenuh pelarut murni, P = tekanan uap jenuh lautan, P = penurunan takanan uap jenuh larutan, XA = fraksi mol zat pelarut, XB = fraksi mol zat tarlarut

Contoh Soal:

Tekanan uap jenuh air pada 100oC adalah 760 mm Hg. Berapakah tekanan uap jenuh larutan glukosa 10% pada 100oC? (C = 12; O = 16).Jawab:

P = Xair . P0

= 0,99 . 760 mmHg = 752,4 mmHg

99,0056,05

5X

mol056,0mol180

10gram10%10Glukosa

mol5mol18

90gram90%90Air

air

atau

P = Xgula . P0

∆P = 0,056 x 100 = 5,6 mmHg

jadi P = 760 – 5,6 = 752,4 mmHg

2. Kenaikan Titik Didih (Tb) dan penurunan Titik Beku (Tf)

Titik didih suatu cairan ialah suhu pada saat tekanan uap jenuh cairan itu sama dengan tekanan luar (tekanan yang dikenakan pada permukaan cairan).

Hubungan antara tekanan uap jenuh dengan suhu air dan larutan berair diberikan pada diagram berikut :

- Garis C-D = garis didih air.- Garis B-E = garis didih larutan- Garis D-D’ = perubanan tenanan beku- Garis C-F = garis beku air - Garis B-G = garis beku larutan- Garis F-F’ = perubanan tenanan didih- Titik B & C = titik triple air & larutan

Diagram P-T air dan suatu larutan air

Pelarut murni

Larutan

Cair

Gas

Padat

Tf Tb

Titik beku larutan

Titik beku pelarut

Titik didih larutan

Titik didih pelarut

Titik tripel larutan

1 atm

0oCSuhu

Te

kan

an

A

B

C

G F D E

D'

F'

Kenaikan titik didih larutan (Tb = boiling point elevation) didefinisikan sebagai selisih antara titik didih larutan dengan titik didih pelarut

Tb = titik didih larutan – titik didih pelarut

Oleh karena kenaikan titik didih dan penurunan titik beku sebanding dengan konsentrasi larutan, maka untuk larutan-larutan encer, kenaikan titik didih (Tb) maupun penurunan titik beku (Tf) sebanding dengan kemolalan larutan.

Tf = Kf x mTb = Kb x m dan

Tb = kenaikan titik didih, Tf = penurunan titik beku, Kb = tetapan kenaikan titik didih

molal, Kf = tetapan penurunan titik beku molal, m = kemolalan larutan

Tetapan kenaikan titik didih dan penurunan titik beku molal didefinisikan sebagai nilai kenaikan titik didih dan penurunan titik beku yang diukur pada konsentrasi 1 molal.

Contoh Soal: Sebanyak 18 gram glukosa (Mr = 180) dilarutkan dalam 500 gram air. Tentukanlah titik didih larutan itu. Kb air = 0,52oC Jawab:

mol/kg ,20

kg 0,5

mol 0,1 mLarutan kemolalan

1,0mol / g 180

g 18 Glukosa Mol

mol

ΔTb = m x Kb

= 0,2 x 0,52oC = 0,104oC

titik didih larutan = titik didih pelarut + ΔTb

= 100 + 0,104oC

= 100,104oC

3. Tekanan Osmotik Larutan

Tekanan osmotik (π) adalah tekanan yang diberikan kepada larutan sehingga dapat mencegah mengalirnya molekul pelarut memasuki larutan melalui selaput semipermiabel.

Menurut Van’t Hoff, tekanan osmotik larutan-larutan encer dapat dihitung dengan rumus yang serupa dengan persamaan gas ideal, yaitu :

V = nRT = n RT/V = MRT atau

dengan, = tekanan osmotikV = volum larutan (dalam liter)n = jumlah mol zat terlarutT = suhu absolut larutan (suhu kelvin)R = tetapan gas (0,08205 L atm mol-1 K-1

M = molaritas larutan

Contoh soal:

1. Berapakah tekanan osmotik larutan sukrosa 0,0010 M pada 25oC?Jawab :

500g/mol

0,01mol

5gn

G Mr

Mr

G n

mol 0,01n

L 0,5

n mol/L 0,02

V

n M

mol/L 0,02 M

K 300K x atm/mol L 0,08205 x M atm 76

78

MRT π

2. Larutan 5 gram suatu zat dalam 500 mL larutan mempunyai tekanan osmotik sebesar 38 cmHg pada 27oC. Tentukanlah massa molekul relatif (Mr) zat itu.  Jawab:

500g/mol

0,01mol

5gn

G Mr

Mr

G n

mol 0,01n

L 0,5

n mol/L 0,02

V

n M

mol/L 0,02 M

K 300K x atm/mol L 0,08205 x M atm 76

78

MRT π

500g/mol

0,01mol

5gn

G Mr

Mr

G n

mol 0,01n

L 0,5

n mol/L 0,02

V

n M

mol/L 0,02 M

K 300K x atm/mol L 0,08205 x M atm 76

78

MRT π

= MRT = 0,0010 mol L-1 x 0,08205 L atm mol-1 K-1 x 298 K

= 0,024 atm (18 mm Hg)

SIFAT KOLIGATIF LARUTAN ELEKTROLIT

Larutan elektrolit memberi sifat koligatif yang lebih besar daripada sifat koligatif larutan nonelektrolit yang berkonsentrasinya sama.

Ini disebabkan karena zat elektrolit sebagian atau seluruhnya terurai menjadi ion-ion. Jadi untuk konsentrasi yang sama, larutan elektrolit mengandung jumlah partikel lebih banyak daripada larutan nonelektrolit.

Perbandingan antara harga sifat koligatif yang terukur dari suatu larutan elektrolit dengan harga sifat koligatif yang diharapkan suatu larutan nonelektrolit pada konsentrasi yang sama disebut faktor van’t Hoff  dan dinyatakan dengan lambang i.

Satu mol zat non elektrolit dalam larutan menghasilkan satu mol (6,02 x 1023 butir) partikel. Sebaliknya, satu mol elektrolit tipe ion seperti NaCl terdiri atas satu mol ion Na+ dan satu mol ion Cl-, satu mol K2SO4 terdiri atas dua

mol ion K+ dan satu mol ion SO42-.

Harga i dari elektrolit tipe kovalen ternyata lebih bervariasi, bergantung pada kekuatan elektrolit itu. Hubungan harga i dengan persen ionisasi (derajat disosiasi) dapat diturunkan sebagai berikut.

mulamulajumlah

mengionyangjumlahα

Jumlah yang mengion  = jumlah mula-mula x α                                     = M x α

atau

                                  A (elektrolit)     ↔     n B (ion)mula-mula :  M -ionisasi : -Mα +nM αsetimbang : M(1– α) nM α

Konsentrasi partikel dalam larutan = M[1 + (n – 1)α], maka pertambahan jumlah partikel dalam larutan = 1 + (n – 1)α, oleh karena itu, persamaan sifat koligatif larutan menjadi :

ΔTb = Kb x m x i ΔTf  = Kf x m x i π = MRT x i 

Contoh soal:

Satu gram MgCl2 dilarutkan dalam 500 gram air. Jika diketahui Kbair = 0,52oC; Kfair = 1,86oC (Mg = 24; Cl = 35,5), tentukanlah nilai : a. titik didih, b. titik beku, c. tekanan osmotik larutan itu pada 25oC jika α = 0,9.Jawab:

a) ΔTb = Kb x m x i = 0,52 x 0,022 x 2,8 = 0,032oCtitik didih larutan = 100 + 0,032oC = 100,032oC

i = 1 + (n – 1)α = 1 + (3 – 1) 0,9 = 2,8

MgCl2 → Mg+ + 2Cl-

b)  ΔTf = Kf x m x i = 1,86 x 0,022 x 2,8 = 0,115oCtitik beku larutan = 0 – 0, 115oC

= -0,115oC

molal0,021Kg0,5xg/mol95

g1

pelarutKgxMgClMr

MgClmassam

2

2

nilai m dan M sama.

c)  π = MRT x I = 0,022 x 0,08205 x 298 x 2,8 = 1,51 atm.

SISTEM KOLOID

Sistem koloid adalah campuran homogen antara fase terdispersi dan fase pendispersi

SifatSistem Dispersi

Larutan Koloid Suspensi

Bentuk Campuran

Bentuk dispersi

Penulisan

Ukuran diameter partikel

Pemeriksaan mokroskop

 

Penyaringan

Homogen

Dispersi molekuler

A(aq)

< 10-7 cm

tetap homogen dengan mikroskop ultra

tidak dapat dengan penyaring apapun

Homogen

Dispersi padatan

A(s)

10-7 – 10-5 cm 

heterogen dengan mikroskop ultra

dapat disaring dengan penyaring ultra

Heterogen

Dispersi padatan

A(s)

> 10 –5 cm 

dengan mata biasa heterogen

dapat disaring dengan penyaring biasa

 

NoFasa

TerdispersiFasa

PendispersiNama koloid Contoh

1

2

3

4

5

6

7

8

Gas

 Gas

Cair

Cair

Cair

Padat

Padat

 Padat

Cair

 Padat

Gas

Cair

Padat

Gas

Cair

 Padat

Buih

Busa padat

Aerosol cair

Emulsi

Emulsi padat

Aerosol padat

Sol

 Sol padat

Buih sabun, shampoo, deterjen, lerek

Karet busa, batu apung

Kabut

Susu, santan, es krim

Mutiara, keju

Asap

Cat, larutan agar-agar, larutan kanji, lotion

Kaca berwarna, campuran logam

Jenis-jenis koloid

SIFAT KHAS PARTIKEL KOLOID

1. Tyndall, adalah efek penghamburan cahaya oleh partikel koloid. 2. Gerak brown, adalah gerak acak, gerak tidak beraturan dari partikel

koloid 3. Adsorpsi, adalah sifat menyerap partikel atau ion atau senyawa lain 4. Koagulasi, penggumpalan partikel koloid dan membentuk endapan 5. Koloid liofil, koloid sol di mana partikel koloid (sebagai fase terdispersi)

senang (dapat menarik/mengikat) cairannya (sebagai fase pendispersi). 6. Koloid liofob, kebalikan dari koloid liofil

PERISTIWA ELEKTROFORESIS

Peristiwa pergerakan partikel koloid yang bermuatan ke salah satu elektroda disebut elektroforesis

Elektroforesis dapat digunakan untuk mendeteksi (menentukan) muatan partikel koloid. Jika partikel koloid berkumpul di elektroda positif berarti koloid bermuatan negatif dan jika partikel koloid berkumpul di elektroda negatif berarti koloid bermuatan positif.

1. Cara Kondensasi Cara kondensasi termasuk cara kimia. Pada proses kondensasi,

molekul-molekul dari larutan direaksikan menghasilkan suatu senyawa yang sukar larut dalam air dan membentuk partikel koloid

a) Reaksi Redoks

Pembuatan sol belerang; 2H2S(g) + SO2(aq) 3S(s) + 2H2O(l)

PEMBUATAN SISTEM KOLOID

b) Reaksi Hidrolisis

Pembuatan sol Fe(OH)3; FeCl3(aq) + 3H2O(l) Fe(OH)3(s) + 3HCl(aq)

c) Reaksi Substitusi

Pembuatan sol As2S3 ; 2H3AsO3(aq) + 3H2S(g) As2S3(s) + 6H2O

2. Cara Dispersi

Cara ini dilakukan dengan mengubah partikel ukuran besar menjadi partikel koloid.

3. Cara Mekanik

Ini dilakukan dari gumpalan materi yang besar kemudian dihaluskan. Seteleh diperoleh partikel yang halus, kemudian didispersikan dalam medium pendispersi dan ditambahkan zat penstabil.

4. Cara Busur Bredig

Mula-mula logam yang akan didispersikan (Au atau Pt) dibuat seperti elektroda, kemudian kedua logam dihubungkan dengan arus listrik dan dicelupkan dalam larutan KCl 0,001 M. Panas yang timbul, mula-mula menguapkan logam kemudian uap logam terkondensasi dalam larutan dan membentuk partikel koloid.

5. Cara Peptisasi

Cara ini mengubah endapan yang terjadi dengan diubah menjadi partikel koloid dengan cara penambahan zat kimia (elektrolit).