KimiaMariBelajaruntuk SMA-MA Kelas XII IPAHak Cipta pada Departemen Pendidikan Nasional Dilindungi Undang-undang MariBelajarKimia MariBelajarKimia MariBelajarKimia MariBelajarKimia MariBelajarKimiauntukSMA-MA untukSMA-MA untukSMA-MA untukSMA-MA untukSMA-MA KelasXII IP KelasXII IP KelasXII IP KelasXII IP KelasXII IPAA AA APenyusun Crys Faj:ar PartanaAntuni WiyarsiEditor : Eko SupatmawatiSetting :SharifudinDokumentasi Foto : SriyatiUkuran: 17,6 25 cmHak Cipta Buku ini dibelioleh Departemen Pendidikan NasionalDari Penerbit SIC540.7CRY CRYS Fajar Partanam Mari Belajar Kimia 3 : Untuk SMA-MA Kelas XII IPA / penyusun, Crys Fajar Partana, Antuni Wiyarsi ; editor, Eko Supatmawati. Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, 2009. vi, 262hlm. : ilus. ; 25 cm.Bibliografi :hlm. 255-256IndeksISBN 978-979-068-191-01. Kimia-Studi dan PengajaranI. Judul II. Antuni WiyarsiIII. Eko SupatmawatiDiterbitkan Oleh Pusat PerbukuanDepartemen Pendidikan NasionalTahun2009Diperbanyak Oleh ....ISBN 978-979-068-188-0(no.jil.lengkap)http://belajaronlinegratis.combukubse@belajaronlinegratis.comiii iii iii iii iiiKATASAMBUTANPuji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT, berkat rahmat dan karunia-Nya, Pemerintah,dalam hal ini, Departemen Pendidikan Nasional, pada tahun 2008, telah membeli hak ciptabuku teks pelajaran ini dari penulis/penerbit untuk disebarluaskan kepada masyarakat melaluisitus internet (website) Jaringan Pendidikan Nasional.BukutekspelajaraninitelahdinilaiolehBadanStandarNasionalPendidikandantelahditetapkan sebagai buku teks pelajaran yang memenuhi syarat kelayakan untuk digunakandalam proses pembelajaran melalui Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 22 Tahun2007 tanggal 25 Juni 2007.Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada para penulis/penerbit yangtelah berkenan mengalihkan hak cipta karyanya kepada Departemen Pendidikan Nasionaluntuk digunakan secara luas oleh para siswa dan guru di seluruh Indonesia.Buku-buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepada Departemen PendidikanNasional ini, dapat diunduh (down load), digandakan, dicetak, dialihmediakan, atau difotokopioleh masyarakat. Namun, untuk penggandaan yang bersifat komersial harga penjualannyaharus memenuhi ketentuan yang ditetapkan oleh Pemerintah. Diharapkan bahwa buku tekspelajaran ini akan lebih mudah diakses sehingga siswa dan guru di seluruh Indonesia maupunsekolah Indonesia yang berada di luar negeri dapat memanfaatkan sumber belajar ini.Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini. Kepada para siswa kami ucapkanselamat belajar dan manfaatkanlah buku ini sebaik-baiknya. Kami menyadari bahwa buku inimasih perlu ditingkatkan mutunya. Oleh karena itu, saran dan kritik sangat kami harapkan.Jakarta, Februari 2009Kepala Pusat PerbukuanBuku Mari Belajar Kimia XII IPA merupakan salah satu buku panduanbagikalianyangdudukdiSekolahMenengahAtas(SMA)-MadrasahAliyah(MA). Buku ini disusun dengan mengacu pada kompetensi mata pelajaran kimiaSMA-MAyangdapatkaliangunakanuntukmencapaikemampuankaliandalam penguasaan materi, peningkatan ketrampilan, penumbuhan sikap ilmiah,danpeningkatanketrampilanberpikir.Bukuinimenyajikanmateri,petakonsep,katakunci,prasyaratpembelajaran,contoh,kegiatanmandiri,aktivitaskimia,sejauhmanapemahamankalian,tahukahkalian,ingatkembali,latihan,ringkasan,ujikompetensi,glosarium,danlampiranyangberisidaftartetapan.Kaliandapatmenggunakanbukuinitanpakesulitandenganmemahamipetunjukpenggunaanbukuyangtelahdisajikan.Diharapkanbukuinidapatmembantukalianbelajardenganmudah,berpikir cerdas, dan kreatif. Semoga buku ini bermanfaat bagi kalian dan gurupengajaruntukmeningkatkanmutupendidikandinegarakitatercinta.Penyusunmenyadaribahwabukuinimasihadakekurangandalampenyusunan. Kritik dan saran dari semua pengguna buku ini sangat diharapkan.PenyusunKATAPENGANTARi v i v i v i v i vKA KA KA KA KAT TT TTA AA AASAMBUT SAMBUT SAMBUT SAMBUT SAMBUTAN AN AN AN AN ........................................................................................... ........................................................................................... ........................................................................................... ........................................................................................... ........................................................................................... iii iii iii iii iiiKA KA KA KA KAT TT TTA AA AAPENGANT PENGANT PENGANT PENGANT PENGANTAR AR AR AR AR......................................................................................... ......................................................................................... ......................................................................................... ......................................................................................... ......................................................................................... i v i v i v i v i vDAFT DAFT DAFT DAFT DAFTARISI ARISI ARISI ARISI ARISI ......................................................................................................... ......................................................................................................... ......................................................................................................... ......................................................................................................... ......................................................................................................... v vv vvBAB1 BAB1 BAB1 BAB1 BAB1 SIF SIF SIF SIF SIFA AA AATKOLIGA TKOLIGA TKOLIGA TKOLIGA TKOLIGATIFLARUT TIFLARUT TIFLARUT TIFLARUT TIFLARUTAN AN AN AN AN...................................................... ...................................................... ...................................................... ...................................................... ...................................................... 1 11 11A. Pendahuluan................................................................................................ 3B. Molaritas, Molalitas, dan Fraksi Mol ........................................................ 4C. Penurunan Tekanan Uap Pelarut oleh Zat Terlarut ............................... 9D. Kenaikan Titik Didih Larutan.................................................................... 16E. Penurunan Titik Beku Larutan ('Tf) ......................................................... 23F. Tekanan Osmosis......................................................................................... 27G. Sifat Koligatif Larutan Elektrolit ................................................................ 32UjiKompetensiSifatKoligatifLarutan UjiKompetensiSifatKoligatifLarutan UjiKompetensiSifatKoligatifLarutan UjiKompetensiSifatKoligatifLarutan UjiKompetensiSifatKoligatifLarutan .......................................... .......................................... .......................................... .......................................... .......................................... 39 39 39 39 39BAB2 BAB2 BAB2 BAB2 BAB2 REAKSIREDOKS REAKSIREDOKS REAKSIREDOKS REAKSIREDOKS REAKSIREDOKS ................................................................................ ................................................................................ ................................................................................ ................................................................................ ................................................................................ 43 43 43 43 43A. Reaksi Redoks .............................................................................................. 45B. Sel Elektrokimia............................................................................................ 56C. Deret Volta .................................................................................................... 67D. Baterai dan Sel Bahan Bakar ...................................................................... 68UjiKompetensiReaksiRedoks UjiKompetensiReaksiRedoks UjiKompetensiReaksiRedoks UjiKompetensiReaksiRedoks UjiKompetensiReaksiRedoks ........................................................ ........................................................ ........................................................ ........................................................ ........................................................ 74 74 74 74 74BAB3 BAB3 BAB3 BAB3 BAB3 ELEKTROLISIS ELEKTROLISIS ELEKTROLISIS ELEKTROLISIS ELEKTROLISIS ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... 77 77 77 77 77A. Sel Elektrolisis .............................................................................................. 79B. Meramalkan Reaksi Elektrolisis ................................................................ 81C. Hukum Faraday ........................................................................................... 84D. Aplikasi Elektrolisis .................................................................................... 87E. Korosi ............................................................................................................. 91DAFTARISIv vv vvUjiKompetensiElektrolisis UjiKompetensiElektrolisis UjiKompetensiElektrolisis UjiKompetensiElektrolisis UjiKompetensiElektrolisis ............................................................ ............................................................ ............................................................ ............................................................ ............................................................ 97 97 97 97 97BAB4 BAB4 BAB4 BAB4 BAB4 KIMIAUNSUR KIMIAUNSUR KIMIAUNSUR KIMIAUNSUR KIMIAUNSUR .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... .................................................................................... 99 99 99 99 99A. Kelimpahan Unsur-unsur di Alam ........................................................... 101B. Sifat-sifat Unsur ........................................................................................... 103C. Air Sadah ...................................................................................................... 138D. Pembuatan dan Kegunaan Unsur Logamdan Senyawanya ......................................................................................... 141E. Pembuatan dan Kegunaan Unsur Nonlogamdan Senyawanya ......................................................................................... 157F. Unsur-Unsur Radioaktif ............................................................................. 174UjiKompetensiKimiaUnsur UjiKompetensiKimiaUnsur UjiKompetensiKimiaUnsur UjiKompetensiKimiaUnsur UjiKompetensiKimiaUnsur ............................................................ ............................................................ ............................................................ ............................................................ ............................................................ 182 182 182 182 182UJIKOMPETENSISEMESTER1 UJIKOMPETENSISEMESTER1 UJIKOMPETENSISEMESTER1 UJIKOMPETENSISEMESTER1 UJIKOMPETENSISEMESTER1 ..................................................................... ..................................................................... ..................................................................... ..................................................................... ..................................................................... 185 185 185 185 185BAB5 BAB5 BAB5 BAB5 BAB5 SENYAWAORGANIKDANMAKROMOLEKUL SENYAWAORGANIKDANMAKROMOLEKUL SENYAWAORGANIKDANMAKROMOLEKUL SENYAWAORGANIKDANMAKROMOLEKUL SENYAWAORGANIKDANMAKROMOLEKUL....................... ....................... ....................... ....................... ....................... 187 187 187 187 187A. Senyawa Karbon .......................................................................................... 189B. Benzena dan Turunannya .......................................................................... 210C. Makromolekul .............................................................................................. 216D. Lemak ............................................................................................................ 229UjiKompetensiSenyawaOrganikdanMakromolekul UjiKompetensiSenyawaOrganikdanMakromolekul UjiKompetensiSenyawaOrganikdanMakromolekul UjiKompetensiSenyawaOrganikdanMakromolekul UjiKompetensiSenyawaOrganikdanMakromolekul .............. .............. .............. .............. .............. 236 236 236 236 236UJIKOMPETENSISEMESTER2 UJIKOMPETENSISEMESTER2 UJIKOMPETENSISEMESTER2 UJIKOMPETENSISEMESTER2 UJIKOMPETENSISEMESTER2 ..................................................................... ..................................................................... ..................................................................... ..................................................................... ..................................................................... 239 239 239 239 239UJIKOMPETENSIAKHIRTAHUN UJIKOMPETENSIAKHIRTAHUN UJIKOMPETENSIAKHIRTAHUN UJIKOMPETENSIAKHIRTAHUN UJIKOMPETENSIAKHIRTAHUN............................................................... ............................................................... ............................................................... ............................................................... ............................................................... 241 241 241 241 241GLOSARIUM GLOSARIUM GLOSARIUM GLOSARIUM GLOSARIUM........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ 243 243 243 243 243LAMPIRAN LAMPIRAN LAMPIRAN LAMPIRAN LAMPIRAN ........................................................................................................... ........................................................................................................... ........................................................................................................... ........................................................................................................... ........................................................................................................... 247 247 247 247 247DAFTARPUSTAKA DAFTARPUSTAKA DAFTARPUSTAKA DAFTARPUSTAKA DAFTARPUSTAKA ........................................................................................... ........................................................................................... ........................................................................................... ........................................................................................... ........................................................................................... 255 255 255 255 255KUNCIJAWABAN KUNCIJAWABAN KUNCIJAWABAN KUNCIJAWABAN KUNCIJAWABAN ............................................................................................. ............................................................................................. ............................................................................................. ............................................................................................. ............................................................................................. 257 257 257 257 257INDEKS INDEKS INDEKS INDEKS INDEKS .................................................................................................................. .................................................................................................................. .................................................................................................................. .................................................................................................................. .................................................................................................................. 259 259 259 259 259vi vi vi vi vi1 Bab1Si fatKoligatifLarutanBAB 1- menjelaskansifatkoligatiflarutan,sepertitekananuap, titik didih, titik beku, dan tekanan osmosis;- menyimpulkanperbedaansifatkoligatiflarutanelektrolitdengansifatkoligatiflarutannonelektrolityangmolaritasnyasamaberdasarkaneksperimen.Setelah belajar bab ini, kalian diharapkan mampu:Kaliantelah mengenalairmurni.Airlautbukan merupakanairmurni,tetapimerupakanlarutan.Kalianpastitahu,airlautmengandungionnatriumdanionklorida.Ion-iontersebutmemberikan karakteristik garam. Sifat-sifat fisik dari larutan akankalian pelajari pada bab ini.Sumber: Dokumentasi PenerbitSIFAT KOLIGATIFLARUTANTujuanPembelajaran2 MariBelajar KimiaSMA-MAKelasXIIIPAJILID3PetaKonsepPrasyarat Pembelajaran1. Apakah sifat fisik tiap-tiap larutan sama? Jelaskan.2. Apa yang dimaksud dengan sifat koligatif larutan?3. Sebutkan contoh peristiwa di sekitar kalian yang menunjukkansifat koligatif larutan.Kata Kunci Sifat koligatiflarutan Molaritas Fraksimol Persentaseterdiri atasKonsentrasiMolaritasMolalitasFraksi molPersentaseLarutanelektrolitLarutannonelektrolitSifatkoligatiflarutanLarutanZat terlarut Pelarutdinyatakandenganmeliputidigunakan dalammempunyaimempengaruhiterdiriatasPenurunantekanan uapKenaikantitik didihPenurunantitik bekuTekananosmosis3 Bab1Si fatKoligatifLarutanDi alam bebas hampir tidak ditemukan zat cair murni 100 %.Hampir semua cairanyang ada di bumi berbentuk larutanataucampuran.Larutan merupakan campuran yang homogen, yaitusuatu campuranserba sama,antara zatterlarut (solute) danzatpelarut (solvent),sehingga tidak dapat dibedakan satu sama lain.Adanya zat terlarut di dalam pelarut menyebabkan perubahansifatfisikpadapelarutdanlarutantersebut.Sifatfisikyangmengalamiperubahanmisalnyapenurunantekananuap,penurunan titik didih, kenaikan titik didih, dan tekanan osmosis.Ada banyak hal yang menyebabkan larutan mempunyai sifatyang berbeda dengan pelarutnya. Salah satu sifat terpenting darilarutan adalah sifat koligatif larutan. Sifat koligatif didefinisikansebagai sifatfisiklarutanyang hanyaditentukan olehjumlahpartikel dalam larutan dan tidak tergantung jenis partikelnya.Beberapasifatkoligatifyangakandibicarakandalambabinimeliputi penurunantekananuap pelarut,penurunan titikbekularutan,kenaikantitikdidihlarutan,dantekananosmosislarutan.Jumlahzatterlarutdalamsuatularutandinyatakandengankonsentrasilarutan.Konsentrasimenyatakankomposisisecarakuantitatifperbandinganzatterlarutdenganpelarutdanataularutan.Adabeberapacarauntukmenyatakansecarakuantitatifkomposisi tersebut, antara lain adalah molaritas, molalitas, dan fraksimol. Ketiganya akan menjadi dasar untuk mempelajari sifat koligatiflarutan, sehingga ketiganyaharusdipelajari terlebihdahulu.Gambar 1.1Kristal garamdiperoleh dari airlaut yangdiuapkan. Kristalgaramtersebut,jika dilarutkandalam air berubahmenjadi partikelyang sangat kecil,sehinggagaramdapat larut dalamair. Larutangarammerupakancampuranhomogen.Sumber: Dokumentasi PenerbitA. Pendahuluan4 MariBelajar KimiaSMA-MAKelasXIIIPAJILID31. Molaritas (M )Molaritasmerupakansatuanyangpalingbanyakdigunakan. Konsentrasi molar dari larutan didefinisikan sebagaibanyaknyamolzatterlarutdalamsetiapliterlarutan.Jadi,molaritasmenyatakanperbandinganantarajumlahmolzatdenganvolumedalamliterlarutan.MolaritasdisimbolkandenganhurufMdandinyatakandalammolL-1.M = nVdenganCobakalianperhatikanGambar1.2.LarutanHCl0,1Mpadasuhu20C,bagaimanasifatmolaritasHCljikasuhunyadinaikanmenjadi25C?Padasuhuinipermukaanlarutannyamenjadi lebihtinggi.Jikapada suhuyangtinggi,makavolumelarutanmenjadilebihbesar,sedangkanmolaritasnyamenjadikurangdari0,1M.TentukanmolaritaslarutanH2SO425%(massa)yangmempunyaimassajenis1,178gmL-1.B. Molaritas, Molalitas, dan Fraksi Mol(a) (b)ContohM = molaritas ... .............................. (molL-1)V =volumelarutan....................... (L)n =jumlahmolzatterlarut .......... (mol)Sumber: General chemistry, Hill J. W, Petrucci R. H, Mc Creary T. W, dan Perry S. S(a) (b)Jumlah mol zatdapat ditentukanberdasarkanyangdiketahui. Misaljika diketahuimassa zat, makajumlah mol zatdapat diperolehdenganmassa zat massa molar WMmn ==Massa molar setaradengan massaatomrelatif/massamolekul relatif.Gambar 1.2(a) Larutan HCl0,1 M padasuhu20C.(b) Larutan padaGambar(a)yang suhunyadinaikanmenjadi25C.5 Bab1Si fatKoligatifLarutanJawab25%massa H2SO4(MrH2SO4:98)denganmassajenis1,178.Misalkanmassalarutan=100g.25%massaH2SO4= 25100 gram100 =25 gramJumlahmolH2SO4= 125 g98 g mol=0,255molVolumelarutan(V)= 1100 g1,178 g mL= 84,89mL M= nV= 11000 mL L0 255 mol 84, 89 mL, = 3,00 mol L-1Jadi,molaritaslarutanH2SO425 % (massa)adalah3,00molL-1.Kerjakandibukulatihankalian.1. Tentukan molaritas dari larutan yang terdiri atas 17,1 gramgulapasir(C12H22O11)dalam0,25literlarutan.2. Berapamolaritaslarutanasamsulfat95%denganmassajenis1,2gmL-1?2. Molalitas (m)Molalitas menyatakan perbandingan mol zat terlarut dalamkilogrampelarut.Molalitasdinyatakanantarajumlahmolzatterlarut dengan massa dalam kg pelarut. Bagaimana simbol darimolalitas zat? Molalitas disimbolkandengan m.m = npdengan n =jumlahmolzatterlarut........... .............. (mol) p =massapelarut ............................................. (kg)m= molalitas ............................................ (mol kg-1)Satuan molalitasadalahmolkg-1.1 molkg-1samadengan1molal.Padabukuinisatuanmolalitasyangdigunakanadalahmolal.Ar H = 1S = 32O =16Rumus massa jenismV =6 MariBelajar KimiaSMA-MAKelasXIIIPAJILID3Contoh1. Berapamolalitaslarutanyangdibuatdari4gramNaOHdengan200gramair?Jawab4gramNaOHdalam200gramairJumlah mol NaOH = 14 g40 g mol= 0,1 molMassapelarut(air) = 200kg1000= 0,2 kgm = np= ,,0 1 mol0 2 kg=0,5 molalJadi,molalitaslarutanNaOHadalah0,5m.2. Tentukanmolalitaslarutanglukosa(C6H12O6)6%.JawabLarutan glukosa 6 % mengandung arti bahwa setiap 100 gramlarutanmassaglukosa =6gramdan massaair 94gramMassa glukosa dalam 6 % glukosa = 6100 gram100 = 6gramMassa pelarut= (100-6) gram=94gram =0,094kgJumlah mol glukosa = 16g180 g mol= 0,033 mol m = =0 033 mol0 35 molal0 094 kg,,,Jadi,molalitaslarutanglukosa6%adalah0,35molal.Kerjakandibukulatihankalian.1. Tentukan molalitas larutan yang dibuat dengan melarutkan12gramureaCO(NH2)2dalam250gramair.Ar Na = 23H = 1O = 161 mol kg1 =1 molal = 1 m.Ar C = 12H = 1O = 167 Bab1Si fatKoligatifLarutan2. Berapamolalitaslarutanalkoholyangmengandung23%massaetanol(Mr= 46)?3. Hitungkadar (%massa) glukosadalam larutanglukosa2molal.3. Fraksi molFraksi mol merupakan satuan konsentrasi yang menyatakanperbandinganantarajumlahmolsalahsatukomponenlarutan(jumlahmolzatpelarutataujumlahmolzatterlarut)denganjumlah mol total larutan. Fraksi mol disimbolkan dengan . Misaldalamlarutanhanyamengandung2komponen,yaituzatBsebagaizatterlarutdanAsebagaipelarut,makafraksimolAdisimbolkan A dan B untuk fraksi mol zat terlarut.A =AA Bnn n +B = BA Bnn n +denganA= fraksi mol pelarutB= fraksi molzatterlarutnA= jumlahmolpelarutnA= jumlahmolpelarutJumlahfraksi molpelarutdenganzatterlarutsamadengan1.A+ B = 11. Tentukan fraksi mol etanol (Mr = 46) dalam larutan etanol46%massa.JawabLarutan etanol 46% mengandungarti bahwa setiap100gramlarutanmengandung:Massaetanol = 46100 g100= 46 gMassaair =(100 - 46) g=54 gJumlah mol etanol (nB)= 146 g46 g mol= 1 molJumlah mol air (nA) = 154 g18 g mol= 3 molContohSuatu campuranmengandung20 mol etanol dan5 mol air. Hitungfraksi moletanoldan air dalamcampurantersebut.Komunikasikanhasilnya denganteman kalian.KegiatanMandiriKegiatanMandiri8 MariBelajar KimiaSMA-MAKelasXIIIPAJILID3Fraksi mol etanol = B= BA B+nn n= 1 mol1 mol + 3 mol=0,25Jadi,fraksimoletanoladalah0,25.2. Berapakadar(dalam%)glukosa(C6H12O6)dalamsuatularutan,jikadiketahuifraksimolglukosadalamlarutanitusamadengan0,2(Mrglukosa=98)?JawabJika fraksi mol glukosa = 0,2; maka fraksi mol air = 0,8Jumlah mol glukosa : jumlah mol air =0,2:0,8= 1 : 4Massa glukosa : massa air= (mol glukosa Mr glukosa) : (mol air Mr air)= (1 98) : (4 18)=98:72Kadar (%) glukosa = 98100 0 58170% , % = Jadi,kadarglukosadalamlarutansebesar0,58%.Kerjakandibukulatihankalian.1. Suatularutandibuatdenganmelarutkan2gramNaOHdalam 90 gram air. Tentukan fraksi mol pelarut.(Ar Na = 23,O = 16, H = 1).2. Tentukan fraksi mol urea2 %.3. Jika fraksi mol air dalam larutan glukosa adalah 0,1; makaberapakadar(%)glukosa.4. MassajenisHCl pekat36%adalah1,05kgL-1.TentukanvolumeHClpekatuntukmemperolehHCl0, 125Msebanyak100mL.5. BuAtikmelarutkangula250gdalamair.Larutaninimempunyaimassajenis1,104gmL-1padasuhu20C.Hitungmolaritas,molalitas,danfraksimoldarilarutanyang dibuatBu Atik.Rumus molekulgula adalahC12H22O11.A+ B = 1Persen(%)bagian zat 100 %bagian total= 9 Bab1Si fatKoligatifLarutanKerjakandibukulatihankalian.1. Tentukanmolaritaslarutanetanol43 % dalam air dengan massa jenis0,95gmL-1.2. Hitungmolaritas200mLlarutanglukosa yang mengandung 2 gramglukosa.3. Gas H2S dapat melarut dalam asetondengan molaritas 0,1 M. Berapa mLgas H2Syang dapat melarut dalam100mLaseton?4. Hitungmolalitaslarutanyangmengandung1gramNaCldan100gramair.5. Tentukanmolalitasetanol95%.6. Dua gram NaOH dilarutkan dalam150mLair. Berapamolalitaslarutannya?7. Berapagramureadanberapagramairyangdiperlukanuntukmembuatlarutanurea2molal?8. Tentukanfraksimolureadalamlarutanurea60%.9. Berapakadar(%)etanoldalamlarutanetanol,jikafraksietanoladalah0,2?10. LarutanNaCl10%mempunyaimassajenis1,1kgL-1.Berapamolalitas dan fraksi mol air dalamlarutantersebut?11. Pengertiantekanan uapjenuhZatcairataupadatjikadimasukkandalamsuaturuang tertutup akan menguapsampairuangtersebutjenuh.Padakeadaanjenuh,prosespenguapan tetap berlangsungyangdisertaiprosespengem-bunandenganlajuyangsama.Dalamkeadaaniniterjadi kesetimbangan dinamisantarazatcairataupadatdengan uap jenuhnya. Tekanan yang ditimbulkan oleh uap jenuhdisebut tekanan uap jenuh. Gambar 1.3 memperlihatkan terjadinyakesetimbangandinamisantarazatcairdenganuapjenuhnya.C. PenurunanTekananUapPelarutolehZatTerlarutGambar 1.3Air mendidihmengalamiprosespenguapan danpengembunan.Sumber: Dokumentasi Penerbit10 MariBelajar KimiaSMA-MAKelasXIIIPAJILID3Tekanan uap jenuh dipengaruhi oleh jenis zat dan suhu. Jikazat yang memiliki gaya tarik-menarik antarpartikel relatif besar,makazattersebutsukarmenguapsehinggamemilikitekananuap jenuh yang relatif kecil. Contoh garam dan gula. Bagaimanajikazatyangmemilikigayatarik-menarikantarpartikelrelatiflemah? Untuk zat yang memiliki gaya tarik menarik antarpartikelrelatiflemah, makazattersebutakanmudahmenguap.Sehingga, zat ini memiliki tekanan uap jenuh yang relatif tinggi.Contohetanoldaneter.Selainjeniszat,tekananuapjenuhjugadipengaruhiolehsuhu.Kenaikansuhumenyebabkanenergikinetikmolekul-molekul cairan bertambah besar sehingga lebih banyak molekulyangdapatmeninggalkanpermukaanmemasukifasegas.Halinimengakibatkanmolaritascairanmakinbesaryangartinyatekananuapjenuhnyajugasemakinbesar.Apayangdapatkalian simpulkan? Jika suhu dinaikan, maka tekanan uap jenuhakanbertambahbesar.TekananuapjenuhairpadaberbagaisuhudisajikandalamTabel1.1.Tabel1.1.Tekananuapjenuhairpadaberbagaisuhumolekul pelarutmolekul zatterlarut(a) pelarut murni(b) larutanGambar 1.4Kesetimbangandinamis antara zatcair atau zat padatdengan uapjenuhnya.Sumber: Chemistry,The molecular Nature of Matter and Change, Silberberg M. S.No Suhu (oC) P(mmHg) No Suhu (oC) P(mmHg)1 0 4,58 14 60 149,42 5 6,54 15 65 187,53 10 9,21 16 70 233,74 16 13,63 17 80 355,15 20 17,54 18 90 525,86 25 23,76 19 92 567,07 27 26,74 20 94 610,911 Bab1Si fatKoligatifLarutan2. Penurunan tekanan uap (AP )Adakahpengaruhzatterlarutterhadaptekananuapjenuhlarutannya?Bagaimanapengaruhitu?Untukmenjawabpertanyaantersebut, perhatikandatatekananuapjenuhbeberapalarutanpadasuhu28 oCdibawahini.Tekananuapjenuhair = 28,36mmHgTekananuaplarutanurea0,1M = 27,85mmHgTekananuaplarutanurea0,2M = 27,34mmHgApayangdapatkaliansimpulkantentangketigatekananuap tersebut? Berdasarkan data di atas, dapat disimpulkan bahwatekananuapsuatularutanakansemakinkecil,jikamolaritaslarutansemakinbesar(bertambahnyazatterlarut).Halinidikarenakanmolaritaslarutanyangsemakinbesar,mengakibatkanfraksimolzatterlarutjugabertambahbesar.Francois Raoult (dikenal Raoult), seorang ahli kimia dari Perancismendapatkan hubungan antara tekanan uap jenuh larutan dengantekananjenuhpelarutdarikonsentrasilarutan.MenurutRaoult,jikazatnonelektrolityangsukarmenguapdilarutkan,makabesarnya tekanan uap larutan tersebut dirumuskan sebagai berikut.P=P_Adengan P = tekananuapjenuhlarutan ...................(mmHg)Po= tekananuapjenuhpelarutmurni ........(mmHg)_A= fraksi mol pelarutKarenazatterlarutsukarmenguap(nonvolatil),makadiperolehhubunganPlarutansebagaiberikut.P=Po_Adi mana _A < 1sehingga P < PoSumber: General chemistry, Hill J. W, Petrucci R. H, Mc Creary T. W, dan Perry S. S8 30 31,82 21 98 707,39 35 42,2 22 100 760,010 40 55,3 23 102 815,911 45 71,9 24 106 937,912 50 97,5 25 108 1004,613 55 118,0 26 110 1074,6No Suhu (oC) P(mmHg) No Suhu (oC) P(mmHg)12 MariBelajar KimiaSMA-MAKelasXIIIPAJILID3Daripersamaanininampakbahwaterjadipenurunantekananuapdaripelarut.Besarnyapenurunantekananuaptersebut dapatdirumuskan sebagai berikut.AP = Po- P= Po- Po _A= Po (1 - _A)karena _A + _B =1, makaAP = Po _BJadi,penurunantekananuappelaruttergantungpadabanyaknya molaritas zat terlarut, sehingga tidak tergantung padajeniszatterlarut.Larutanyangmemenuhihukum-hukumdiatasdisebutlarutanidealdanituterdapatpadalarutanencer.Hubunganantara molaritas larutandengan tekanan uap jenuh pelarutdarilarutanidealdiberikanpadaGambar1.5.BerdasarkanpadaHukumRaoultyangtelahdiuraikandiatas, dapat ditentukan penurunan tekanan uap pelarut (AP) jikaMrzatterlarutdiketahui.Sebaliknya,MrzatterlarutdapatditentukanjikaAPdapatdiukur.AP = Po- P = Po _B= PoBBA BA BMrMr Mrww w+Untuklarutanyangsangatencerberlaku

A BA BMr Mrw w>>>0 11 0fraksi mol pelaruttekananZat terlarutmurni tidakmenguappelarutmurnifraksi mol zat terlarutGambar 1.5Diagram P - _larutan idealdengan zat terlaruttidak menguap.wA= massa pelarutwB= massa zat terlarut13 Bab1Si fatKoligatifLarutanAP = PoBBAAMrMrww= Po B AB AMrMrwwdengan wA= massapelarut................................(g)wB= massazatterlarut.........................(g)MrA= massa molekul relatif pelarut.......(gmol-1)MrB= massa molekul relatif zatterlarut..(gmol-1)1. Tentukantekananuapjenuhairpadalarutanyangmengandung12%massaureaCO(NH2)2,jikadiketahuitekananuapjenuhair padasuhu30 oC=31,82mmHg.JawabDalam100gramlarutanterdapatMassaurea12%= 12100100g=12gJumlah mol urea = 1260mol = 0,2molMassapelarut(air)=(100 12) g=88gJumlah mol air =188 g18 g mol_A= 4, 89 mol4, 89 mol 0, 2 mol + =0,96P =Po_A=31,82mmHg0,96=30,55mmHgJadi, tekananuapjenuhairdenganadanyazatterlarutmenurunmenjadi30,55mmHg.2. Larutannonelektrolitterdiriatas10gramzatterlarutByangsukarmenguapdan200gramzatpelarutA.Padasuhutertentu,tekananuaplarutanadalah434,10mmHg.Jika pada suhu tersebut tekanan uap jenuh pelarut A murnisamadengan442,20mmHg,makahitungmassamolekulrelatifzatterlarutB (MrA=74).ContohSatuan massa gramdisingkat g.14 MariBelajar KimiaSMA-MAKelasXIIIPAJILID3JawabJumlah mol zat terlarut (B), nB = 10Mr BmolJumlah mol pelarut (A) =1200 g74 g mol= 2,7 mol_A= AA B2 7102 7Mr Bn ,n n,=++(i)P = Po _A_A= PP_A=434 10 mmHg442 20mmHg,,=0,98(ii)Berdasarkanpersamaan(i)dan(ii)diperoleh 0,98 = 2 7102 7Mr B,, +2,7 =0,98(2,7+ 10Mr B)2,7 =2,646+ 9, 8Mr B

9, 8Mr B=2,72,646

9, 8Mr B=0,0540,054MrB =9,8 Mr B = 054 , 08 , 9 Mr B =181,5Jadi,massamolekulrelatifzatterlarutadalah181,5gmol-1.15 Bab1Si fatKoligatifLarutanKerjakandibukulatihankalian.1. Apayangdimaksuddengan:a. uapjenuh,b. tekananuapjenuh,c. kesetimbangandinamis,d. zatnonvolatil,e. pelarutmurni,f. larutanideal?2. Jelaskanpengaruhpenambahanzatterlarutterhadaptekananuaplarutan.3. Padasuhu20 oC,tekananuapjenuhairadalah17,54mmHg,perkirakanbesarnyatekananuapairlautpadasuhuyangsama?Jelaskanalasankalian.4. Pada suhu yang sama, mana yangmempunyaitekananuaplebihtinggi, larutanurea5%ataularutanurea10%?Mengapa?5. Mengapa penurunantekanan uaptermasukkedalamsifatkoligatiflarutan?6. BagaimanaRaoultmenyatakanhubunganantaratekananuapjenuhlarutandenganfraksimolnya?7. Tekanan uap jenuh air padasuhu30 oCadalah31,82mmHg.Padasuhu yangsama, hitunga. tekananuapjenuhlarutanglukosa20%,b. tekananuapjenuhlarutanglukosa 2molar.8. Dalamsuaturuangtertutup,akanterjadi kesetimbangan dinamis antarazatcairdenganuapjenuhnya.Diantaraduagrafikberikut,manayangmenggambarkanlajupe-ngembunanyangbenarmenujukeadaansetimbang?Berikanalasankalian.(a)(b)9. Suatu larutan terdiri atas 72 gram airdan32gramzatnonelektrolitB.Tekananuaplarutanadalah14,4mmHg. JikaHukumRaoultberlaku, maka hitung tekanan uapjenuhpelarutmurni. (Massamolekul relatifBadalah32).10. Tekananuap jenuh airpada25oCadalah23,76mmHg.Padasuhuyang sama, larutan x glukosa dalam90gramairmempunyaitekananuap 22,34 mmHg. Hitung nilaix.2pengembunanwaktupenguapanlajuwaktulajupengembunanpenguapan16 MariBelajar KimiaSMA-MAKelasXIIIPAJILID31. Diagram P-TDiagram P-T (seperti terlihat pada Gambar 1.6) menunjukkanplottekananuapterhadapsuhu.Gambar1.6memperlihatkandiagramP-Tuntukair.SetiaptitikpadagarisBCmenunjukkanairakanmendidihpadakondisisuhudantekanantertentu.Contoh padatekanan 760 mmHg air mendidih pada suhu 100 oC,sedangkanpadatekanan4,58mmHgairakanmendidihpadaD. KenaikanTitikDidihLarutanCari informasiselengkapmungkin dapatmelalui literaturmaupun internet,mengapa bisaterjadipenyimpanganpositif dannegatif padatekanan uapjenuh larutan?Tuangkanpikiran kaliandalam sebuahlaporan dankomunikasikandengan temankalian.KegiatanMandiriKegiatanMandiriPenyimpangansepertiditunjukkanpadagambardiatas,dijelaskan sebagai berikut.a. Gambar(a)menunjukkanpenyimpanganpositif,yaitutekananuapjenuhlarutanlebihbesardaripadanilaiidealnya.Misalnyacampuranalkoholdenganalkanamenunjukkanpenyimpanganpositif.b. Gambar(b)menunjukkanpenyimpangannegatif,yaitutekananuapjenuhlarutanlebihrendahdaripadanilaiidealnya.Misalnyacampuranasetondengankloroformmenunjukkanpenyimpangannegatif.1,0 1,0 1,0 1,0A B A B1,0 frak si mol fraksi moltekananuap jenuh= ideal(a) (b)HukumRaoultberlakuuntuklarutanideal,meskipunpadaumumnyalarutanmenyimpangdariperilakuideal.PerhatikangambarberikutyangmenunjukkanpenyimpangandariHukumRaoult.TahukahKalian TahukahKalian??17 Bab1Si fatKoligatifLarutansuhu0,0099 oC.GarisBCinikemudiandikenalsebagaigarisdidih.AdapungarisBDdisebutgarisbeku,yangmanasetiaptitik pada garis tersebut menunjukkan kondisi (P dan T) air dapatmembeku. Pada tekanan 760 mmHg air membeku pada suhu 0 oC,sedangkanpadatekanan4,58 mmHgairmembekupadasuhu0,0099 oC.Perhatikan titik B,perpotongan antara garis didihdangaris beku. Pada titik ini, tiga fase yaitu padat, cair, dan gas beradapadakesetimbangan.Titikperpotonganinikemudiandikenalsebagai titik tripel.2. Titik didih (Tb)Suhupadasaattekananuapjenuhcairansamadengantekananluarnya(tekananpadapermukaancairan)disebutdengan titik didih.Jika tekanan uap samadengan tekanan luar,makagelembunguapyangterbentukdalamcairandapatmendorong diri ke permukaan menuju fase gas. Di permukaan airlautdengantekanan760mmHg,airmendidihpadasuhu100 oC.BagaimanajikaairdididihkanditempatpalingtinggisepertidipuncakEverest?Apakahtitikdidihnyasamadenganairyangdididihkan di daerahpermukaanairlaut? Tentunya tidaksama,di puncak Everest yang merupakan tempat tertinggi di dunia, airmendidih pada suhu 71oC. Titik didih yang diukur pada tekanan760 mmHg disebut titik didih normal (titik didih pada 760 mmHg).Titikdidihnormalair adalah100oC.P (mmHg)T (C)100760gascairpadat04,58ABC D0,0099Gambar 1.6Diagram P-T air.18 MariBelajar KimiaSMA-MAKelasXIIIPAJILID33. Kenaikan titik didih larutan (ATb)Sepertitelahdijelaskansebelumnyabahwazatcairakanmendidih jika tekanan uap jenuh zat cair tersebut sama dengantekananudaradisekitarnya.Jikaairmurnidipanaskanpadatekanan 1 atm (760 mmHg), maka air akan mendidih pada suhu100 oC. Jika pada suhu yang sama dilarutkan gula, maka tekananuapairakanturun.Jikasemakinbanyakgulayangdilarutkan,makamakinbanyakpenurunantekananuapnya.Halinimengakibatkan larutan gula belum mendidih pada suhu 100 oC.Agar larutan gula cepat mendidih, diperlukan suhu yang cukuptinggi,sehinggatekananuapjenuhnyasamadengantekananuapdi sekitarnya.Selisihantaratitikdidihlarutandengantitikdidih pelarut murni disebut kenaikantitikdidih(ATb).ATb= Tb larutan - Tb pelarut = Tb- Tb0dengan Tblarutan (Tb) = titikdidihlarutan................ ( C)Tb pelarut (Tb0) = titikdidihpelarut................ ( C)ATb= kenaikantitik didih............. ( C)PerhatikanGambar1.7,padasetiapsaatPselalulebihkecildari P, sehingga grafik tekanan uap larutan selalu ada di bawahpelarutdantitikdidihlarutanakanlebihtinggidaripelarutmurninya.Kenaikantitikdidihhanyatergantungpadajenispelarutdanmolaritaslarutan,tidaktergantungpadajeniszatterlarut.Untuklarutanencer,hubunganantarakenaikantitikdidihdenganmolaritaslarutandinyatakansebagaiberikut.P (mmHg)T (C)TpelarutT0larutanP0PGambar 1.7Diagram P-Tpelarut danlarutan.b kependekan dariboiling, yangartinya mendidih.19 Bab1Si fatKoligatifLarutanATb = m KbdenganATb= kenaikan titik didih ................................. ( C)m =molalitaslarutan ............................... (molal)Kb= tetapan kenaikan titik didih molal .....(C molal-1)Tetapan kenaikan titik didih molal adalah nilai kenaikan titikdidihjikamolaritaslarutansebesar1molal.HargaKbinitergantungpadajenispelarut.HargaKbdaribeberapapelarutdiberikanpadaTabel1.2.Tabel1.2. KbuntukbeberapapelarutKegiatanMandiriKegiatanMandiriBuat diagramP-T untuk airberdasarkandata pada Tabel1.2 dengansebaikmungkin.Jelaskanmaksuddiagramtersebutdankomunikasikandengan temankalian.Contoh1. Tentukankenaikantitikdidihlarutangula0,2molaljika Kbair=0,52Cmolal-1.JawabLarutangula0,2molal.ATb= m Kb=0,2molal0,52Cmolal-1=0,104CJadi,titikdidihlarutangulatersebutadalah0,104 oC.2. Berapa titik didih dari 3,6 glukosa dalam 250 gram benzena,jikatitik didihbenzena80,1 oCdanKb=2,52Cmolal-1?JawabLarutan3,6gramglukosadalam250grambenzena.ATb= m Kbm = jumlah mol zat terlarutmassa (kg) pelarutJumlah molzat = massa zat MrPelarut Titik Didih (oC)Air 100 0,52Aseton 56,5 1,72Etanol 78,4 1,2Benzena 80,1 2,52Etil eter 34,6 2,11Asam asetat 118,3 3,07Kloroform 61,2 3,63Kb C molal1Sumber: General chemistry, Hill J. W, Petrucci R. H, Mc Creary T. W, dan Perry S. S20 MariBelajar KimiaSMA-MAKelasXIIIPAJILID3massa g dikonversikan ke kg menjadi gram1000P, makam = massa zatMr1000p=massa zat 1000Mr P=113 6 g 1000 kg180 g mol 250,=0,08molalATb= m Kb=0,08molal2,52Cmolal-1=0,2016CTitikdidihlarutan = titik didih pelarut + ATb=80,1C+0,2016C=80,3016CJadi,titikdidihlarutantersebutadalah80,3016 oC.3. Suatuzatnonelektrolityangmassanya3, 42gramdilarutkan dalam 200 gram air. Larutan itu mendidih padasuhu100,026oC.TentukanmassamolekulzattersebutjikaKbair =0,52 C molal-1.JawabATb= titik didih larutan- titik didih pelarut=100,026C-100C=0,026CATb= m KbATb = massa zat 1000Mr P Kb0,026C= 3 42 gMr,5kg10,52Cmolal-1 0,026 = 8 892Mr, 8 892Mr = 0,026, g mol1Mr = 3,42 gmol1Jadi,massamolekulrelatifzatnonelektrolittersebutadalah3,42gmol-1.21 Bab1Si fatKoligatifLarutanMempelajaripengaruhzatterlarutterhadap titikdidihlarutanAlat- beker gelas - termometer- pembakar bunsen - pengaduk - kaki tigaBahan- air suling - garamdapur - gula pasirCarakerja1. Masukkanmasing-masing100mLairsulingkedalam3beker gelas berbeda. Beri nomor masing-masing beker gelas.2. Tambahkan2gramgulapasirpadabekergelas1dan2gramgaramdapur dalambekergelas2.3. Panaskan ketiga beker tersebut dalam 3 pembakar yang berbeda.4. Siapkantermometer5. Amatidancatatdibukukerjakalian,padasuhuberapaketigalarutantersebutmendidih.6. Lakukan kegiatan yang sama dengan massa gula pasir dangaramdapursebanyak3gram.HasilpengamatanBuatdanlengkapitabel dibawah inipadabukukerjakalian.catatan: Larutandikatakanmendidihketikasuhularutantersebutsudah tidak berubah lagi. Suhutersebut merupakan titik didih.Jika digambar grafiknya sepertigambar di samping.mendidihTtTitikdidih(Suhu)(waktu)Larutan Titik didihAir suling .Air suling + 2 gram gula.Air suling + 2 gram garam dapur .Air suling + 3 gram gula .Air suling + 3 gram garam dapur .22 MariBelajar KimiaSMA-MAKelasXIIIPAJILID3Kerjakandibukulatihankalian.1. Berapatitiktripelair?2. BerdasarkandiagramP-Tyangtelah kalian buat, berapa titik didihairjikaa. tekananudara100mmHg,b. tekananudara55mmHg,c. tekananudara500mmHg.3. Bagaimanahubungantekanandengantitikdidihlarutan?4. Mana yang mempunyai titik didihlebihrendah,airmurni,atauairlaut?5. Berapa titik didih larutan 6,4 gramglukosa dalam 100 gram benzena?6. Tentukantitikdidihlarutanurea1molalpada tekanan1atm.7. Berapa kenaikan titik didih larutanglukosa30%?8. Larutan4gramzatBdalam100grambenzenamenimbulkankenaikan titik didih sebesar 0,56 oC.JikaKbbenzena=2,52Cmolal-1,makatentukanmassamolekulrelatif zatBtersebut.9. Di suatu daerah, air mendidih padasuhu92 oC.Jikatekananuapairjenuhpadasuhutersebutadalah567mmHg.a. Berapatekananudararata-ratadidaerahtersebut?b. Berapagramureaharusdilarutkan dalam 1 kg air agarmendidihpadasuhu100 oC?10. Untuk menentukan rumus molekulbelerangSn,dilarutkan5,5grambelerangdalam350mLCS2.Titikdidih pelarut adalah 46,13 oCdantitikdidihlarutan46,33 oC.JikaKb=2,34Cmolal-1;makahitungnilai n.3EvaluasidankesimpulanKerjakandibukukerjakalian.1. Hitungmolalitasmasing-masinglarutandalamaktivitaskimia.2. Bagaimanatitikdidihlarutandibandingkandenganpelarutmurni?3. Bagaimana pengaruh molalitas terhadap titik didih larutan?4. Padamolalitasyangsama, bagaimanagulapasirdibandingkandengangaramdapurterhadaptitikdidihlarutan?Jelaskanmengapademikian.5. Kesimpulanapayangkaliandapatkandariaktivitasinidandiskusikandengantemankalian.23 Bab1Si fatKoligatifLarutan1. Titik beku (Tf)Kaliantelahbelajartitikdidihlarutanpadapenjelasansebelumnya.Bagaimanadengantitikbekularutan,dapatkahkalian menjelaskannya? Untuk dapat menjawabnya dapat kalianperhatikanpenjelasanberikut.Titikbekularutanadalahsuhupadasaattekananuapcairansama dengan tekanan uap padatannya. Tekanan luar tidak terlaluberpengaruhpadatitikbeku.Padatekanan760mmHg,airmembekupadasuhu0 oC,sedangkanpadatekanan4,58mmHgair akanmembeku padasuhu0,0099 oC.2. Penurunan titik bekuLarutanakanmembekupadasuhuyanglebihrendahdaripelarutnya.PerhatikanGambar1.8,apayangdapatkalianjelaskan. Pada setiap saat tekanan uap larutan selalu lebih rendahdaripada pelarut murni. Ini berarti penurunan tekanan uap jenuhmenyebabkanpenurunantitikbekularutan.ATf = Tf pelarut - Tf larutan =Tf - Tf 0dengan Tfpelarut ( Tf 0) = titik beku pelarut ............ ( C)Tflarutan( Tf )= titik beku larutan ........... ( C)P (mmHg)T (OC)Tpelarut cairT0larutanP0PspelarutpadatPE. PenurunanTitikBekuLarutan(ATf)Gambar 1.8Diagram P-Tlarutan danpelarut.24 MariBelajar KimiaSMA-MAKelasXIIIPAJILID3Hubunganantarapenurunantitikbekudenganmolalitaslarutandirumuskansebagaiberikut.ATf =m Kfdengan m =molalitaslarutan ..................................... (molal)Kf=tetapanpenurunantitikbekumolal(C molal-1)Beberapa hargatetapan penurunan titik bekumolal pelarutdiberikanpadaTabel1.3.Tabel1.3.Kfuntukbeberapapelarut.Tentukantitikbekularutanglukosa9gramglukosadalam300gramair,Kfair=1,86 oCmolal-1.JawabJumlah mol glukosa =19 g180 g mol= 0,05 molMolalitas larutan, m = 0 05mol0,3 kg,=0,17molalATf= m Kf=0,17molal1,86 oCmolal-1=0,3162 oCTitik bekularutan = titik didih pelarut - ATf=0-0,3162 oC=-0,3162 oCJadi,titikbekularutantersebutadalah-0,3162 oC.ContohPelarutTitik Beku (oC)K f(C molal1)Air 0 1,86Kamper178,4 37,7Fenol42 7,27Benzena 5,45 5,07Sikloheksana6,5 20Asam asetat 16,6 3,57Sumber: General chemistry, Hill J. W, Petrucci R. H, Mc Creary T. W, dan Perry S. S25 Bab1Si fatKoligatifLarutanTahukahKalian TahukahKalian??Penurunantitikbekudankenaikantitikdidihbanyakdiaplikasikandalamkehi-dupankitasehari-hari.Sebagaicontohpenggunaanetilen glikol(HOCH2CH2OH)sebagaiantibekupadasistem pendingin kendaraanbermotor. Airpendinginradiator kendaraan bermotorakan mendidih ketika mesinterlalupanasdisaatmusimpanasdanakanmembekupadasaatmusimdingin.Penambahanantibekuakanmenaikantitik didih dan menurunkan titik beku. Dengan perbandinganyangtepatantaraetilenglikoldanairakanmelindungiairpendinginradiatorkendaraanbermotorhinggasuhu48 oCsampai113 oC.Kerjakandibukulatihankalian.1. Bagaimana hubungan penurunantitikbekudenganmolaritaslarutan?2. Hitungtitikbekularutanglikol10 % massa jika Mrglikol = 62.3. Tentukantitikbekuairjika10gureadilarutkandalam 200g air.44. Tentukantitikbekularutanjikaterdapat 0,025 mol zat terlarut dalam250g air.5. Suatu campuran terdiri atas 3 gramurea yang dilarutkan dalam 500 gramairdan10,26gramgulayangdilarutkandalam300gramair.Berapapenurunantitikbekucampurantersebut?Sumber: Dokumentasi Penerbit26 MariBelajar KimiaSMA-MAKelasXIIIPAJILID3Bagaimana penambahan zat terlarut menurunkan titik beku?Alat- tabungreaksi- termometer- pengaduk- stopwatch- kacaarloji- penjepittabung- pembakarbunsenBahan- kapurbarusCarakerja1. Masukkan3,5gramserbukkapurbarusdalamtabungreaksi.2. Dengan penjepit, panaskan kapur barus di atas api bunsenhinggamelebur.3. Letakkan termometerpada tabung reaksidengan bolanyaberada dalam kapur barus cair. Gunakan pengaduk untukmenghindaripendinginan.4. Bacadancatatsuhusetiap30detik(lakukansampai10menitatau20data)HasilpengamatanBuatdanlengkapitabel dibawahini di bukukerjakalian.EvaluasidankesimpulanKerjakandibukukerjakalian.1. Buatgrafikantarasuhudenganwaktu,dengansuhusebagaiordinatdanwaktusebagai absis.2. Berapa titikbeku kapurbarus?3. Buatkesimpulanberdasarkanapayangtelahkalianlakukandandiskusikandengantemankalian.No Detik Ke. Suhu1 30 .2 60 .3 120 .Dst dst .27 Bab1Si fatKoligatifLarutanF. TekananOsmosisApabiladuajenislarutanyangberbedakmolarannyadipisahkanolehsuatumembransemipermeabel,apayangterjadi? Cobakalian perhatikanGambar 1.9.Pada gambarterlihatadanya aliran molekul-molekul pelarut dari larutan yang lebih encerkedalamlarutanyanglebihpekat.Membransemipermeabeladalah membran yang hanya dapat dilewati oleh molekul-molekulpelarut,tetapitidakdapatdilewatiolehmolekul-molekulzatterlarut. Proses merembesnya pelarut ke dalam larutan atau darilarutanyanglebihencer,kedalamlarutanyanglebihpekatmelalui membran semipermeabel disebut osmosis (a).Akibataliranmolekulpelarutkelarutanyanglebihpekat,makaterjadiperbedaantekananpadamembran, halinimenyebabkanketinggianlarutanyanglebihpekatnaik(b).Untukmencegahosmosisini,harusdiberikansuatutekananpadapermukaanlarutan.Tekananyangdiperlukanuntukmenghentikan aliran pelarut dari pelarut murni menuju larutandisebut tekanan osmosis. Contoh tekanan osmosis sukrosa padaberbagaisuhudiberikanpadaTabel.1.4.Gambar 1.9Dua larutan yangberbedamolaritasdipisah melewatimembransemipermeabel.Sumber: General Chemistry, Hill J.W, Petrucci R. H, McCreary T.W, dan Perry S.S.LarutanPelarutH2O(airmurni) membranSemipermeabel(a) (b)28 MariBelajar KimiaSMA-MAKelasXIIIPAJILID3Tabel1.4. Tekananosmosislarutan1%sukrosapadaberbagaisuhu.Hargatekananosmosishanyatergantungpadamolaritasdanbukanpadajenispartikelzatterlarutsehinggatekananosmosis termasuk ke dalam sifat koligatif larutan. Menurut VantHoff,tekananosmosislarutan-larutanencerdapatditentukandenganrumusyangserupadenganpersamaangasideal,yaiturV = nRTdapatpuladituliskandenganr = n RTVdengan r = tekanan osmosis ........................................... (atm)V =volumelarutan.................................................. (L)n =jumlahmolzatterlarut ............................... (mol)T =suhularutan ..................................................... (K)R =tetapangas ................ (0,08205Latmmol-1K-1)Jika nVdinyatakansebagaimolaritaslarutan(M), makapersamaandiatasdapatdituliskansebagai berikut.r = MRT1. Berapa tekanan osmosis larutan urea yang dibuat denganmelarutkan6gramureadalam100mLairpadasuhu27 oC?Jacobus HenricusVant Hoff (1852-1911) menerimahadiah Nobelpertama kalidalam bidangkimia pada tahun1901 atasprestasinyatentang sifat-sifatfisik larutan.Pada umur 22tahun beliaumengajukan(bersama-samaJoseph Le Bel ahlikimia Perancis)bentukgeometritetrahedraluntuksenyawakarbonsepertiCH4.ContohTokoh KitaNoSuhu (oK)(atm)1 273 0,6492 279,8 0,6643 286,7 0,6914 288,5 0,6845 295,0 0,7216 305,0 0,7167 309,0 0,746tSumber: General Chemistry, Hill J.W, Petrucci R. H, McCreary T.W, dan Perry S.S.Sumber: GeneralChemistry, Hill J.W,Petrucci R. H,McCreary T.W, danPerry S.S.29 Bab1Si fatKoligatifLarutanJawabJumlah mol urea (n) = massa zat Mr urea= 6g60gmol-1= 0,1 molr = nVRTr = 0 1mol0 1L,,0,08205Latmmol-1K-1300 K=24,615atmJadi,tekananosmosislarutanureaadalah24,615atm.2. Larutkan2gramzatBdalam500mLlarutanyangmempunyaitekananosmosis25atmpadasuhu25 oC.Tentukan massa molekul relatif zat Btersebut.Jawabr= MRT25=M 0,08205L atmmol-1K-1298KM = 2524 4509 , =1,022 mol L1M = nV1,022molL-1= 0 5 Ln,n = 0,511moln = massaMr Mr = massan Mr = 2 gram0,511 mol Mr =3,91grammol1Jadi,massamolekulrelatif zatBadalah3,91grammol1Dalamtubuhmakhlukhidupjugadapatditemuiprosesosmosis.Salahsatunyayangterjadipadaseldarahmerah.Dindingseldarahmerahmempunyaiketebalansekitar10nm30 MariBelajar KimiaSMA-MAKelasXIIIPAJILID3dan pori dengan diameter 0,8 nm. Molekul air berukuran kurangdarisetengahdiametertersebutsehinggadapatmelewatinyadengan mudah. Meskipun ion K+ yang terdapat dalam jaringanjuga berukuran lebih kecil dari pori dinding sel, tetapi ion tersebutditolak karena dinding sel juga bermuatan positif. Dari sini dapatdisimpulkanbahwaselainfaktorukuranpartikeljugadapatmenentukan partikel mana yang dapat melalui sebuah membranpermeabel.(a) (b)(c)Cairandalamseldarahmerahmempunyai tekananosmosisyang sama dengan larutan NaCl 0,9 %. Larutan yang mempunyaitekanan osmosis yang sama disebut isotonik,sedangkan larutanyangmempunyaitekananosmosisyanglebihrendahdisebuthipotonik. Hal ini akan terjadi ketika sel darah merah dimasukkankedalamlarutanNaClyanglebihencerdari0, 9 %yangmengakibatkanairmasukkedalamseldanselakanmenggembung.Bagaimanadengansebaliknya?Jikaseldarahmerah dimasukkan ke dalam larutan NaCl yanglebih pekat dari0,9 %,makaairakankeluardaridalamselsehinggaselakanmengerut. Hal ini mengakibatkan tekanan osmosis larutan menjadilebih besar. Larutan yang mempunyai tekanan osmosis lebih tinggidisebuthipertonik.TentukanmassamolekulrelatifzatnonelektrolitA,jika0,9gzattersebutdilarutkandalam100mLair.Larutantersebutisotonik dengan 3,42 gram gula tebu (Mr = 342) dalam 200 mLpadasuhuyangsama.JawabLarutanisotonikberarti rA=rgulamassa gula massa A 1000 1000Mr A Mr gulaRT RTV V= Gambar 1.10Sel darah merahdalam larutana. isotonik,b.hipotonik,c. hipertonik.ContohKegiatanMandiriKegiatanMandiriRancang danlakukan suatukegiatan untukmenunjukkandan mempelajaripentingnyaosmosis dalamkehidupanmanusia.Sumber: General Chemistry, Hill J.W, Petrucci R.H, Mc Creary T.W, dan Perry S.S31 Bab1Si fatKoligatifLarutanTahukahKalian TahukahKalian??0 9 1000 3 42 1000Mr A 100 342 100, ,RT RT = 9MrA = 0,05Mr A= 180Jadi,massamolekulrelatif zatAadalah180gmol1.Kerjakandibukulatihankalian.1. Apa yang dimaksud dengan osmosis?2. Kapantekananosmosisterjadi?3. Tentukantekananosmosisdari2literlarutanurea10%.4. Berapatekananosmosislarutanyangdibuat denganmelarutkan6gramglukosadalamair?5. Sebanyak 12 gram zat X dilarutkandalam air, sehingga volume larutanmenjadi 500mL.Tekananosmosislarutan pada 30oC adalah 3,14 atm.Berapa massa molekul relatif zat X?6. Tekanan osmosis suatu larutan padasuhu 20 oCadalah190mmHg.Berapagramgulayangharusdilarutkan dalam 500 mL larutan itu?7. Tekanan osmosis suatu larutan 1,6 gzatBdalam400mLlarutanpadasuhu27 oCadalah122,4cmHg.Tentukan massa molekul relatif zat B.8. SuatuzatYmemilikimassamolekul relatif 500 g mol1, 5 gramzatYdilarutkandalam500mLlarutandengantekananosmosis38 cmHg. Pada suhu berapa reaksiituberlangsung?9. Tekanan osmosisdarah pada37 oCadalah7,7atm.Berapagramglukosa diperlukan untuk membuatlarutanyangisotonikdengandarah?10. Padasuhu25oC,1,8gramzatXdalam100mLairisotonikdenganlarutan glukosa 0,5 molar. Tentukanmassa molekul relatif zat X.5Untukmenyuntikansuatularutankedalamalirandarahharusmemperhatikantekananosmosislarutanitu.Tekananosmosisrata-ratadarahberkisarpada7,7atm(naiksetelahmakandankemudianturunlagi).32 MariBelajar KimiaSMA-MAKelasXIIIPAJILID3Jika sel darah merah dicam-purkan dalamlarutan yanglebihtinggitekananosmo-sisnya,selakanmengkerutdan mengendap. Sedangkanjika sel darah dalam larutanyangtekananosmosisnyalebihrendah,selakanmembengkak sampai dindingselnya pecah. Dengandemikian, tekanan osmosis larutan injeksi harus disesuaikan agardapatbercampurdengandarahdantidakmembahayakan.G. SifatKoligatifLarutanElektrolit1. ElektrolitElektrolitialahzatyanglarutannyadalamairatauleburannyadapatmenghantarkanaliranlistrik.Berdasarkanderajationisasinya,elektrolitdigolongkanmenjaditiga,yaitua. Elektrolitkuat,elektrolityangdalamairteruraisempurna.ContohHNO3,HCl,H2SO4,NaOH,danMgCl2.b. Elektrolitlemah,elektrolityangdalamairteruraisangatsedikit, seperti asam-asam organik (asam propionat dan asambenzoat),HCN,NH4OH,danHClO.c. Elektrolit yang terletak antara a dan b, seperti o-klorobenzoat,o-nitrobenzoat,danasamsianoasetat.2. Sifat koligatif larutan elektrolitBerdasarkan eksperimen, larutan elektrolitjuga menunjukkansifat-sifat koligatif. Larutan elektrolit memberikan sifat koligatif yanglebih besardari larutan nonelektrolitpada molaritas yang sama.Untuk larutan encer, seperti sifat-sifat koligatif larutan elektrolitHCldanNH4Clmempunyai2lebihbesardaripadayangdiperhitungkanmenurutrumusuntuklarutannonelektrolit.Mengapa larutanelektrolit mempunyaisifatkoligatifyanglebihbesardarilarutannonelektrolit?Karenakemampuannyateruraisebagian atau seluruhnya menjadi ion-ion dalam larutan, Sehinggauntuk molaritas yang sama larutan elektrolit mengandung jumlahpartikelyanglebihbanyakdaripadalarutannonelektrolit.VantSumber: Dokumentasi Penerbit33 Bab1Si fatKoligatifLarutanHoffmenggunakanfaktoriuntukmenyatakanhubungansifatkoligatif larutanelektrolitdan nonelektrolit.i= sifat koligatif larutan elektrolit dengan konsentrasi molalsifat koligatif larutan non elektrolit dengan konsentrasi molalSebagaicontoh,sifatkoligatifuntukpenurunantitikbekuNaCl0,01molal sebagaiberikut.Harga i NaCl 0,01 molal = AA larutan NaCl 0,01 molal larutan urea 0,01 molalffTT= 0 0359C0 0186C,,= 1,93Tabel1.5memperlihatkanhargaiuntukpenurunantitikbekularutanelektrolitdalamberbagaikonsentrasi.Tabel1.5Hargaiuntukpenurunantitikbekularutanelektrolit.Harga i di atas ditetapkan secara eksperimen untuk tiap jeniselektrolitpadaberbagaimolaritas.Sekaliiditentukan,makaidapatdigunakanuntukmenghitungsifatkoligatifyanglaindenganmemakaihubungani = fbf bTT PT T PttAA A= = =A A A Simbol(o)merupakansimbolsifatkoligatifuntuklarutanelektrolit. Dengan memasukkan nilai i, maka rumus-rumus sifatkoligatiflarutanelektrolitmenjadiLarutan elektrolitmemilikiperubahan sifatkoligatif lebihbesar dari larutannonelektrolit,karena larutanelektrolit dalamlarutanberubahmenjadi ion-ionyangmenambahjumlah partikel.Sumber: General Chemistry, Hill J. W, Petrucci R.H, Mc Creary T.W, dan Perry S.SElektrolit 0,1 molal 0,01 molal 0,005 molalNaCl 1,87 1,93 1,94KCl 1,86 1,94 1,96MgSO41,42 1,62 1,69K2SO42,46 2,77 2,86HCl 1,91 1,97 1,99H2SO42,22 2,59 2,72CH3COOH 1,01 1,05 1,0634 MariBelajar KimiaSMA-MAKelasXIIIPAJILID3Simbol operasi kali() dapat digantidengan simbol titikdengan posisi ditengah().ATf = Kf miATb = Kb m it = MRT iSifatkoligatifhanyatergantungpadajumlahpartikelzatterlarutdanbukanpadajeniszat,sehinggadapatdipastikanbahwasemakin banyakjumlahionyangberadadalamlarutan,nilai i akan semakin besar. Dengan demikian harga i berbandinglurusdenganjumlahionyangadadalamlarutan.Konsekuensinya, faktor Vant Hoff i dapat pula dituliskan sebagaiberikut.i = jumlah partikel sebenarnya dalam larutanjumlah partikel sebelum ionisasia. NilaiielektrolitlemahElektrolit lemah yang tidak terionisasi dengan sempurna, nilaii-nyadapatditinjaudariderajationisasinya.Jikadalamlarutanterdapat n molekul elektrolit AB, maka o merupakan derajat ionisasidanakanterjadikesetimbanganberikut.AxBy xAy+ + yBx-mula-mula : n mol - -setimbang : (1o) nmol xnomol yno molsehingga i bisa dirumuskani = ( ) 1 n xn ynno o o + +i = | |(1 )+ n x yno o o +i=(1o)+o(x+y),jika(x+y)disimbolkandenganz,makai = 1 - o + o zi = 1+(z - 1)oDengandemikianderajationisasidapatpuladirumuskan,sebagaiberikut.1=1izo--dengan o=derajationisasii= faktor Vant Hoffz = jumlah ion hasil ionisasi 1 molekul elektrolit35 Bab1Si fatKoligatifLarutanContohb. NilaiielektrolitkuatJikaelektrolitkuatterionisasisempurna,makaderajationisasinyaadalah1.Sehingganilaiimenjadi:i = 1 + ( z - 1)perhatikancontoh ionisasielektrolit kuatberikut.1 mol NaCl 1 mol Na+ + 1 mol Cl-z = 21molCaCl2 1 mol Ca2+ + 2 mol Cl2-z = 31molAlCl3 1 mol Al3+ + 3 mol Cl1-z = 4nilai i untuk NaCl adalah i = 1 + (2 - 1) = 2nilai i untuk CaCl2 adalahi = 1 + (3 - 1) = 3nilai i untuk AlCl3 adalah i = 1 + (4 - 1) = 4Daricontohdiatasapayangdapatkaliansimpulkan?Nilaiiuntuk elektrolit kuat yang terionisasi sempurnaidentik denganjumlah ion positif danion negatif yang terionisasi.1. Hitung kenaikan titik didih larutan aluminium sulfat 2 molal,jikaderajationisasinya0,9(Kb=0,52Cmolal-1).JawabAl2(SO4)3 2 mol Al3+ +3 mol SO42-z= 5i = 1 + (z - 1) o= 1 + (5 - 1) 0,9= 1 + 3,6=4,6ATb= Kb m i=0,52Cmolal-10,2molal4,6=0,4784 oCJadi, kenaikan titik didih (ATb) larutan alumunium sulfat 0,4784 oC.2. Dua gram NaOH dilarutkan dalam 200 gram air pada suhu27 oC. Jika larutan itu terionisasi sempurna, maka tentukan:a. titik didih,b. titik beku,c.tekananosmosis.Kbair=0,52Cmolal-1danKfair=1,86Cmolal-136 MariBelajar KimiaSMA-MAKelasXIIIPAJILID3JawabJumlah mol NaOH, n =12 g40 g mol= 0,05molMolalitas air, m = 0 05 mol0 2 kg,,= 0,25molalNaOH 1 mol Na+ +1 mol OHz = 2i = 1 + (z - 1)o= 1 + (2 - 1) 1 =2a.ATb= Kb m i=0,52Cmolal-10,25molal2=0,26Ctitikdidihlarutan = titik didih pelarut +ATb=100C+0,26C=100,26Cb.ATf= Kf m i=1,86Cmolal-10,25molal2=0,93Ctitikbekularutan = titik beku pelarut - ATf=0-0,93C=-0,93Cc. Massa jenis air adalah 1,sehingga molaritassama denganmolalitas.p= MRT=0,25M0,08205Latmmolal-1 K-1300K=6,15atmJadi, titik didih, titik beku, dan tekanan osmosis larutan masing-masingsebesar100,26C;-0,93C;dan6,15atm.3. Titik didihbeku larutanBaCl20,6 madalah0,96 C.JikaKfairadalah1,86Cmolal-1;makahitungo.JawabATf= titik beku pelarut - titik beku larutan=0-(-0,96C)=0+0,96C=0,96 oCBaCl2 1 mol Ba2++2 mol Cl-z = 3,makai = 1 + (z - 1)o= 1+ 2oATf= Kf m i=0,6Cmolal-1 1,86molal(1+2o)37 Bab1Si fatKoligatifLarutan0,96C =1,116+2,232o2,232o =0,156 o =0,348Jadi,derajationisasilarutansebesar0,348.Kerjakandibukulatihankalian.1. Apayangdimaksuddenganelektrolit?Sebutkanjenisnyadanberikancontoh.2. Apayangkalianketahuitentangfaktor Vant Hoff?3. Bagaimanakecenderungannilaiiuntuk elektrolitkuat?4. Manakah yang memiliki titik didih lebihrendah,larutanglukosa0,2Mataularutan natrium hidroksida 0,2M?5. Berapatitikdidihdantitikbekularutan 2 g BaCl2 dalam 200 gair?Kb=0,52 Cmolal-1 dan Kf= 1,86Cmolal-1.66. Hitungtekananosmosislarutan2gramKCldalam500mLairpadasuhu25 oC.7. Tentukan derajat ionisasiHX dalamlarutanair0,6M.Jikatekananosmosis larutan 3,24 atm pada 30 oC8. Susunlarutan-larutanberikutmenurutkenaikantitikdidihnya.a. CH3COOH0,5molalb. Glukosa0,5molalc. NaOH0,5molald. CaCl20,5molalTahukahKalian TahukahKalian??PernahkahkalianmendengarkataairRO?Tahukahkalianapaair RO itu? Air RO merupakan air murniyang diperolehdari proses osmosis balik (RO = re osmosis). Sebagaimanatelahkalianpelaj aribahwaosmosismerupakanperistiwamasuknyapelarutmurnikedalamlarutanyanglebihpekatmelaluimembransemipermeabel.Membransemipermeabeladalahmembranyanghanyadapatdilaluiolehzatpelarutdantidakdapatdilaluiolehzatterlarut.Jikaprosesdibalik,maka dengan memberi tekanan yang lebih besar dari tekananosmosis,reaksiakanberjalankearahpelarut.Jikadalamlarutan air, maka akan terjadi air murni yang dikenal denganairRO.Sehinggaair ROmerupakanairyangmurni.38 MariBelajar KimiaSMA-MAKelasXIIIPAJILID31. Larutanmerupakancampuranhomogenantarazatterlarut (solute) dengan zat pelarut (solven).2. Hubungansecarakuantitatifantarazatterlarutdenganlarutanatauantarazatterlarutdenganzatpelarutdinyatakandenganistilahkonsentrasi.Konsentrasiadabeberapamacam, diantaranyamolaritas(molaritas),molalitas (molalitas),fraksi mol, danpersen(%).3. Molaritas merupakan perbandingan antara jumlah mol zatterlarutdenganvolumedalamliterlarutan.4. Molalitas merupakan perbandingan antara jumlah mol zatterlarutdenganmassadalamkilogramzatpelarut.5. Fraksimolmenyatakanperbandinganantarasalahsatukomponenlarutan(zatterlarutataupelarut)denganjumlahmoltotalkomponendalamlarutan.6. Persentase(%)menyatakanhubunganantarabagianzatterlarutataupelarut(dalamsatuanmassaatauvolume)denganjumlahtotallarutandikalikandengan100%.7. Salahsatusifatlarutanadalahsifatkoligatif,yaitusifatfisikayanghanyatergantungpadajumlahpartikelzatterlarutdanbukanpadajeniszatterlarut.Adaempatmacamsifatkoligatifyangdipelajariyaitu,penurunantekananuap,kenaikantitikdidih,penurunantitikbeku,danmunculnyatekananosmosis.9. Larutan 4 gram suatu elektrolit binerdalam 100 gram air membeku pada0,98 oC.Jikaderajationisasinyaadalah0,8,makaberapamassamolekulrelatif zat tersebut?10. Sebanyak 1,17 gram natrium kloridadilarutkandalam100grampadasuhu25 oC.Jikazatterionisasisempurna dalam air, maka tentukana. titikdidihlarutan,b. penurunantitikbekularutan,c. tekananosmosis.39 Bab1Si fatKoligatifLarutan1. Apayangdimaksuddengansifatkoligatiflarutan?2. Sifatapasajayangtergolongsifatkoligatif?3. Tentukan molaritas larutan 19 gramNaCldalam100mLair.4. Tentukanfraksimol BaSO4dalamlarutanyangmengandung12gramBaSO4dalam200mLair.5. Fraksi mol glukosa dalamlarutanadalah0,1.Hitungmolalitasdankadarglukosadalamlarutantersebut.6. Tekananuap benzenapadasuhu30 oCadalah118, 2mmHgdanuntuk toluena adalah 36,7 mmHg.Hitungtekananuapcampuran78grambenzenadan184gramtoluenajikacampurantersebutdianggapideal.7. Pada suhu yang sama, mana yangmempunyaitekananuaplebihtinggi,air ataualkohol?8. Manayanglebihcepatmendidih,merebusairdipantaiataudipuncakgunung?Jelaskan.9. Larutanureasebanyak100mLmengandung10%CO(NH2)2.Hitung titik beku larutan tersebut,jika massajenis larutan = 1,0 kg L1danKfair=1,86 oC molal-1.10. BerapaKflarutanurea0,1molalyang membeku pada suhu 0,23 oC.11. Sebanyak 100 mL asam sulfat (massajenis 1,4 kg L-1) dilarutkan dalam 100mLair(massajenis1kgL-1).TentukanmolalitasdanfraksimolH2SO4dalamlarutantersebut.12. Mengapakenaikantitikdidihtermasuksifatkoligatiflarutan?13. Mana yang mempunyai titik didihlebihtinggidanjelaskan:a. larutanurea0,1molalataularutanurea0,1molar;b. larutanurea0,1molalataularutanglukosa 0,1molal;c. larutanurea0,1molalataularutannatriumklorida0,1molal;d. larutannatriumklorida0,1molalataularutanNa2SO40,1molal?14. Larutan 2gram CH3COOHdalam100gramairterionisasi6, 1%.Tentukan:a. nilai i,b. titik didih,c. penurunantitik beku,d. tekananosmosis.15. Tekananuap jenuhair padasuhu27 oCadalah26,74mmHg.Berapatekananuapjenuhsuatularutan900 mggula dalam 120 gram air?A. Jawabpertanyaandibawahinidenganbenarpadabukulatihankalian.40 MariBelajar KimiaSMA-MAKelasXIIIPAJILID31. Di antara sifat larutan di bawah iniyangtidaktermasuksifatkoligatiflarutanadalah.a. penurunantekananuapb. kenaikan titik didihc. kenaikan titik bekud. penurunantitikbekue. tekananosmosis2. Molaritas berbanding lurus dengan.a. volumelarutanb. volumepelarutc. massazatterlarutd. massajenispelarute. fraksi mol pelarut3. Larutan 1 molal NaOH terbuat dari1 mol(40gram)NaOH dengan....a. 1 literairb. 960gramairc. 1000gramaird. 960mlaire. airhinggavolumelarutan1liter4. Diketahui beberapa larutan sebagaiberikut.1. 1 molNaOH dalam 1liter air2. 1 mol urea dalam 1 liter larutan3. 11,7gramNaCldalam2000gram air4. 18gramC6H12O6dalam1Llarutan5. 0,1molKOHdalam100gramairDarilimalarutandiatasyangmempunyai molaritas sama adalah....a. 2,3,dan5b. 1,3,dan5c. 2,3,dan5d. 2dan4e. 1dan35. Diantaralarutanberikutyangmempunyaifraksimolterbesaradalah ....a. larutansukrosa30%(Mr=342)b. larutanurea10%(Mr=60)c. larutanMgSO420%(Mr=120)d. larutanNaCl10%(Mr =58,5)e. larutanglukosa20%(Mr=180)6. Sebanyak6gramureadilarutkandalam 90 gram air. Fraksi mol ureadalamlarutanituadalah....a. 0,0164 d. 0,0667a. 0, 02 e. 1, 1c. 0,06257. Diketahuiduajenislarutansebagaiberikut.X = larutan0,6gramureadalam 100 gramair (Mrurea=60)Y = larutan 1,11 gram CaCl2 dalam 100 gram air (Mr CaCl2 = 111)Pernyataanberikutyangbenartentanglarutan-larutantersebutadalah....a. larutan Y mempunyai tekananuaplebihtinggidaripadalarutanXb. larutanYmempunyaititikdidihlebihrendahdaripadalarutanXc. kedualarutanisotonikd. kedualarutanmengandungjumlahpartikelterlarutyangsamabanyake. larutanXmempunyaititikbekulebihtinggidaripadalarutanYB. Pilihsalahsatujawabanyangpalingtepatpadabukulatihankalian.41 Bab1Si fatKoligatifLarutan8. Fraksi mol urea dalam air adalah 0,2.Tekananuapjenuhairmurnipadasuhu20 oCsebesar17,5mmHg.Makatekananuapjenuhlarutanpada suhu itu adalah ... mmHg.a. 3, 5 d. 17,7b. 14 e. 21c. 17,59. Tekanan uapjenuhairpada29 oCadalah 30 mmHg. Pada suhu yangsama,tekananuaplarutandari58,5 gramNaCl(Mr= 58,5) dalam900gram airadalah...mmHg.a.15030 d.91030b.215130 e.181930c.2263010. Gambardibawahinimerupakandiagram P-T untuk suatu zat murniX.Pernyataanberikutyangbenaradalah....a. B adalah titik kritis zat Xb. pada titik E, padatan X beradadalamkesetimbangandenganuap Xc. titikcairzatXbertambahdengan kenaikan tekanan luard. padatitikCtigafaseberadadalamkesetimbangane. titik didih zat X menurun, jikatekananluardiperbesar.11. Suatularutanureamempunyaitekanan uap 24,5 mmHg. Pada suhuyangsamaairmurnimempunyaitekananuapjenuh25mmHg.Kadarlarutanureatersebutadalah ... (Mr urea =60; air = 18).a. 2% d. 6,8%b. 2,04% e. 98%c. 6,4%12. Tekananuapjenuhairmurnipada 29 oC adalah 30 mmHg. Padasuhu yang sama larutan glukosa 2molalmempunyaitekananuapsebesar ... mmHg.a. 1, 08 d. 31, 08b. 1, 04 e. 60c. 28, 9613. SebanyakxgramsuatuzatnonelektrolitdenganmassamolekulrelatifMdilarutkandalam100grampelarut.PenurunantitikbekularutanadalahsebesarAT,makahargapenurunantitikbekumolal(Kf)pelarutituadalah....a.10T MxA d.10x TMA b.xM10100e.1000MxT Ac.100Mx T A 14. Larutanberikutyangmempunyaititikbekuterendahadalahlarutan....a. 0,1 mol urea dalam 500 gram airb. 0,1gramNaCl(Mr=58,5)dalam1000gramairc. 0,2gramglukosa(Mr=180)dalam500gramaird. 0,09 mol urea dalam 500g aire. 1,0gramglukosa(Mr=180)dalam1000gramairABC DE0 suhu42 MariBelajar KimiaSMA-MAKelasXIIIPAJILID315. Titik beku larutan 0,1 M NaCl dalamair adalah -0,36oC. Diharapkan titikbeku larutan kalsium klorida (CaCl2)0,05Mdalamairadalah ... oC.a. -0,18 d. -0,45b. -0,27 e. -0,54c. -0,3616. Jika diketahui titik beku asam asetatadalah16,6oCdantitikbekumolalnyaadalah3,6oCmolal1.Makatitikbekularutan12,8grambelerang (S8) dalam 100 gram asamasetatadalah... oC.a. -4,7 d. 14b. -2,2 e. 14,8c. -1,817. Untuk menaikkan titik didih 250 mLair menjadi100,1oCpadatekanan1atm(Kb=0,50oCmolal-1),makajumlah gula (Mr = 342) yang harusdilarutkanadalah...gram.a. 17,1 d. 342b. 86 e. 684c. 17118. Tiga gram senyawa elektrolit dalam250 mL air, mempunyai penurunantitikbekusetengahnyadaripenurunantitikbeku5,85gramNaCl(Mr=58,5)dalam500gramair. Massamolekulrelatifzatnonelektrolittersebutadalah....a. 45 d. 120b. 60 e. 342c. 7619. Pada pembuatan sirop, kekentalandiukurdenganmengamatititikdidihnya. Penelitian menunjukkanbahwasiropyangbaikharusmendidihpadasuhu105 oC.Jikasiropitumemakaigulapentosa,maka molaritasguladalamsiropadalah....(Mr=150,Kb air = 0,5oCmolal1).a. 30% d. 60%b. 40% e. 75%c. 50%20. Glikol (Mr = 62) digunakan sebagaiantibekudalamairpendinginradiatorkendaraanbermotordidaerah beriklim dingin. Supaya airpendingintidakmembekupada10 oC,makakedalam1literairharus ditambahkan glikol sebanyak... gram(Kfair = 1,8 oC molal-1).a. 86 d. 345b. 115 e. 690c. 172,543 Bab2 ReaksiRedoksKalianpastimengenalkawattembaga.CobakalianambilkawattembagadanmasukkandalamlarutanAgNO3.Apayangterjadi?Larutan AgNO3 yang tidak berwarna lama-kelamaan akan berwarnabiru.Inimenunjukkantelahterjadireaksi.Reaksiyangterjadimerupakan reaksi redoks dan akan kalian pelajari pada bab ini.TujuanPembelajaranREAKSI REDOKSBAB 2- memahami konsep reaksi redoks;- menerapkan reaksi redoks dalam sel elektrokimia;- menerapkanreaksiredoksdalamkehidupansehari-hari, seperti mencegahkorosi dan dalamindustri.Setelah belajar bab ini, kalian diharapkan mampu:Sumber: General Chemistry, Hill J. W, Petrucci R. H, Mc Creary T. W, dan Perry S. S44 MariBelajar KimiaSMA-MAKelasXIIIPAJILID3PetaKonsepPrasyarat Pembelajaran1. Apa yang dimaksud dengan reaksi redoks? Jelaskan.2. Sebutkan contoh di sekitar kalian yang menggunakan konsepredoks.Kata Kunci Reaksi reduksi Reaksi oksidasi Sel elektrokimiameliputiReaksi RedoksPotensialelektrodeSel elektrokimiaBateraikeringBateraialkalinBateraiperakoksidaSel Volta Sel elektrolisisReaksi reduksi Reaksi oksidasiAkimempunyaiditerapkanSel kering Sel basahdibagi duaterdiri atascontohcontoh45 Bab2 ReaksiRedoks1. Konsep reaksi redoksDikelasX,kaliantelah belajarreaksioksidasidanreduksi.Masih ingatkahkalian definisi dari oksidasi dan reduksi?Reaksi oksidasi adalahperubahankimiayangterjadiketikaelektrondilepaskan. Reaksi reduksiadalahperubahankimiayang terjadi ketika elektronditerima.Reaksioksidasidan reduksi selalu berjalanserempak, sehingga jumlahelektron yang dilepas padareaksioksidasisamadenganjumlahelektronyang diterima pada reaksireduksi. Reaksi ini dinamakan reaksi redoks.Di kelas X telah dijelaskan apa itu bilangan oksidasi? Bilanganoksidasimerupakankonsepyangsangatbergunauntukmenentukan dengan cepatkeadaan oksidasi atau reduksi suatuatomdalamsenyawa.Adapunaturanpenentuanbilanganoksidasi sebagai berikut.a. Bilangan oksidasi unsur bebas samadengannol.Misal H dalamH2danCudalamCu.b. Bilanganoksidasihidrogendalamsenyawaumumnya+1,kecualidalamsenyawahidridalogamsamadengan1.MisaldalamNaH,bilanganoksidasiNaadalah+1danHadalah1.c. Bilanganoksidasioksigendalamsenyawaumumnya2,kecualidalamperoksida samadengan1.d. Hasil penjumlahan bilangan oksidasi yang negatif dan positifdalamsuatumolekul atausenyawasamadengannol.e. Hasil penjumlahan bilangan oksidasi yang negatif dan positifdalamseluruh atomuntuksetiap ion samadenganmuatanion itu sendiri.Gambar 2.1Kapal yangberkaratmerupakancontohreaksi redoksyangberlaku spontan.A. ReaksiRedoksSumber: General Chemistry, Hill J. W, PetrucciR. H, Mc Creary T. W, dan Perry S. SBilangan oksidasiadalah angka yangseakan-akanmenunjukkanmuatan yangdimiliki olehpartikel untukberikatan.46 MariBelajar KimiaSMA-MAKelasXIIIPAJILID3MempelajaribeberapareaksiredoksdalamlarutanAlat- kertas gosok- tabungreaksiBahan- larutanCuSO40,1M - logam Cu- larutanMgSO40,1M - logam Mg- larutanPb(NO3)20,1M - logam Pb- larutanFeSO40,1M - logam FeCarakerja1. Isi tabung reaksi dengan larutan yang disediakan setinggi 3 cm.2. PotonglogamCu,Mg,Ag,Pb,danFedenganukuranpanjang4cmdanlebar0,5cm.3. Bersihkanmasing-masingpermukaanlogamdengancaradiamplas sampaibersih.4. Ambil logam Cu dan celupkan dalam larutan yang disediakan.5. Amatiperubahanyangterjadidancatatpadatabelpengamatan.6. Ulangilangkah(4)untuklogam-logamyanglainnya.HasilpengamatanBuatdan lengkapitabel berikutpada bukukerjakalian.EvaluasidankesimpulanKerjakandibukukerjakalian.1. Tulis reaksiion yang terjadi berdasarkanpengamatan kalian.2. Tuliskan oksidator dan reduktor dalam setiap reaksi.3. Buat kesimpulan dari aktivitas kalian di atas dan diskusikandengantemankalian.LarutanLogamCu(aq)2+Mg(aq)2+CuMgAgPbFe..........Pb(aq)2+Fe2+(aq)..........47 Bab2 ReaksiRedoks2. PenyetaraanreaksiredoksPersamaanreaksiredokssederhanadapatdisetarakandenganmenggunakanduametodesistematik,yaitumetodebilangan oksidasidan ion elektron atausetengah reaksi.a. MetodebilanganoksidasiMetode bilangan oksidasi berdasarkan prinsip bahwa jumlahpertambahanbilanganoksidasidarireduktorsamadenganjumlahpenurunanbilanganoksidasidarioksidator.Langkah-langkah menyetarakan reaksi dengan metode bilangan oksidasisebagaiberikut.1) Menentukanbilanganoksidasipadasetiapunsurdalampersamaanreaksi.2) Menentukanunsuryangmengalamiperubahanbilanganoksidasi.3) Menentukanjumlahpenurunanbilanganoksidasiunsuryangmengalamireduksi(oksidator)danjumlahpertambahanbilanganoksidasiunsuryangmengalamioksidasi (reduktor).4) Menyetarakanunsuryangmengalamiperubahanbilanganoksidasi dengan meletakkan koefisien yang sesuai.5) Menyetarakan unsur-unsur lainnya mulai dari kation, anion,hidrogen, dan oksigen (KAHO singkatan dari kation, anion,hidrogen, danoksigen).Setarakanreaksi redoksberikut.1. KMnO4(aq)+Na2SO3(aq)+H2SO4(aq)oK2SO4(aq)+MnSO4(aq)+Na2SO4(aq)+H2O(l)JawabKMnO4(aq)+Na2SO3(aq)+H2SO4(aq)oK2SO4(aq)+MnSO4(aq)+Na2SO4(aq)+H2O(l)Langkah 1: Tentukanbilanganoksidasipadasetiapunsurdalampersamaanreaksi.KMnO4(aq) + Na2SO3(aq) + H2SO4(aq) o K2SO4(aq) + MnSO4(aq) +Na2SO4(aq)+H2O(l)Contoh+1+7 2 +1 +42 +1 +6 2+1 +6 2+2+6 2+1 +6 248 MariBelajar KimiaSMA-MAKelasXIIIPAJILID3KegiatanMandiriKegiatanMandiriCari literaturyangmembahaspenyetaraanreaksi redoks.Buatrangkuman, danpenyelesaiannyadari materitersebut.Janganlupa tulisliteratur yangkalian baca.Hasilnya kaliankomunikasikandi depan kelas.Langkah 2: Tentukanunsuryangmengalamiperubahanbilanganoksidasi.KMnO4(aq) + Na2SO3(aq) + H2SO4(aq) o K2SO4(aq) + MnSO4(aq) +Na2SO4(aq)+H2O(l)Langkah 3: Tentukanjumlahpertambahanbilanganoksidasidariunsuryangmengalamioksidasidanjumlahpenurunanbilanganoksidasidariunsuryangmengalami reduksi.KMnO4(aq) + Na2SO3(aq) + H2SO4(aq) o K2SO4(aq) + MnSO4(aq) +Na2SO4(aq)+H2O(l)Langkah 4: Setarakanunsuryangmengalamioksidasidanreduksi. Zat yang tereduksi dikalikan 2, sedangkanzat yangteroksidasidikalikan5.2KMnO4(aq)+5Na2SO3(aq)+3H2SO4(aq)oK2SO4(aq)+2MnSO4(aq)+5Na2SO4(aq)+H2O(l)Langkah 5: SetarakanunsurlainnyadalamurutanKAHO.2KMnO4(aq)+5Na2SO3(aq)+3H2SO4(aq)oK2SO4(aq)+2MnSO4(aq)+5Na2SO4(aq)+H2O(l) Kation yang tidak berubah bilangan oksidasinya, yaituKdanNasudahsetara. Untuk menyetarakan jumlahatom H, tuliskoefisien 3padaH2O.2KMnO4(aq)+5Na2SO3(aq)+3H2SO4(aq) o K2SO4(aq)+2MnSO4(aq)+5Na2SO4(aq)+3H2O(l) Atom O ternyata sudah setara, dengan demikian reaksitersebutsudahsetara.Redoksjugadapatterjadidalamsuasanaasamataubasa.Untuklebihjelasnyacobaperhatikancontohberikut.KAHOK = kationA = anionH = hidrogenO = oksigen +7reduksi+2+4oksidasi +6 +7reduksi+2+4oksidasi +649 Bab2 ReaksiRedoks2. MnO4

(aq)+ Fe2+(aq) o Mn2+(aq) + Fe3+(aq) (suasana asam)Jawab:MnO4

(aq)+Fe2+(aq)oMn2+(aq)+Fe3+(aq)Langkah 1: Tentukanbilanganoksidasipadasetiap unsur.MnO4(aq)+Fe2+(aq)oMn2+(aq)+Fe3+(aq)Langkah 2: Tentukanunsuryangmengalamiperubahanbilanganoksidasi.MnO4

(aq)+Fe2+(aq)oMn2+(aq)+Fe3+(aq)Langkah 3: Tentukanjumlahpertambahanbilanganoksidasidariunsuryangmengalamioksidasidanjumlahpenurunanbilanganoksidasidariunsuryangmengalami reduksi. MnO4

(aq)+ Fe2+(aq) o Mn2+(aq) + Fe3+(aq)Langkah 4: Setarakanunsuryangmengalamiperubahanbilanganoksidasi. Untuk menyetarakan perubahan bilangan oksidasi, zatyangtereduksidikalikan1,sedangkanzatyangteroksidasidikalikan 5.MnO4

(aq)+5Fe2+(aq)oMn2+(aq)+5Fe3+(aq)Langkah 5: Setarakanmuatan. Dalam suasana asam menyetarakan muatan pada ruaskiridanruaskanandenganpenambahanionH+.Muatandiruaskiriadalah+9,sedangkanmuatandiruaskananadalah+17sehinggapadaruaskiriditambahkan8H+.MnO4

(aq) +5Fe2+(aq)+8H+(aq)oMn2+(aq)+5Fe3+(aq)Langkah6:SetarakanunsurlainnyadalamurutanKAHO.MnO4

(aq) +5Fe2+(aq)+8H+(aq)oMn2+(aq)+5Fe3+(aq)+7 reduksi+2+2 oksidasi+3+7 reduksi+2+2 oksidasi+350 MariBelajar KimiaSMA-MAKelasXIIIPAJILID3KegiatanMandiriKegiatanMandiriBaca literatur,buku, ataumajalah. Caricontohterjadinyareaksi redoks disekitar kalian.Buatkesimpulanmengapa terjadireaksiredoks.Komunikasikanhasilnya denganteman kalian. UntukmenyetarakanatomHdilakukanpenambahanH2O di ruaskanan sebanyak setengah dariH+.MnO4

(aq) + 5Fe2+(aq) + 8H+(aq) o Mn2+(aq) + 5Fe3+(aq) + 4H2O(l) Atom O ternyata sudah setara, dengan demikian reaksitersebutsudahsetara.3. Al(s)+NO3

(aq)oAlO2

(aq)+NH3(g) (suasanabasa)JawabAl(s)+NO3

(aq)oAlO2

(aq)+NH3(g)Langkah1: TentukanunsuryangmengalamiperubahanoksidasiAl(s)+NO3

(aq)oAlO2

(aq)+NH3(g)Langkah 2: Tentukanjumlahpertambahanbilanganoksidasidariunsuryangmengalamioksidasidanjumlahpenurunanbilanganoksidasidariunsuryangmengalami reduksi.Al(s)+NO3

(aq)oAlO2

(aq)+NH3(g)Langkah 3: Setarakanunsuryangmengalamiperubahanbilangan oksidasi. Zatyangtereduksidikalikan3,sedangkanzatyangteroksidasidikalikan 8.8Al(s)+3NO3

(aq)o8AlO2

(aq)+3NH3(g)Langkah4:Setarakanmuatan. DalamsuasanabasamenyetarakanmuatanpadaruaskiridanruaskanandenganpenambahanionOH

.Muatan di ruas kiri adalah 3, sedangkan muatan di ruaskananadalah8.Sehinggapadaruaskiriditambahkan5OH

.8Al(s)+3NO3

(aq)+5OH

(aq)o8AlO2

(aq)+3NH3(g)0oksidasi(3) +3+5 reduksi(8)3+5 reduksi 30oksidasi +30+5 +3351 Bab2 ReaksiRedoksLangkah5:SetarakanunsurlainnyadalamurutanKAHO.8Al(s) +3NO3

(aq) +5OH

(aq)o8AlO2

(aq) +3NH3(g) UntukmenyetarakanatomHdilakukanpenambahanH2O di ruas kanan sesuai kekurangan atom H, yaitu2.8Al(s)+ 3NO3

(aq) + 5OH

(aq)o 8AlO2

(aq)+ 3NH3(g) + 2H2O(l) Atom O ternyata sudah setara, dengan demikian reaksitersebutsudahsetara.Kerjakandibukulatihankalian.Setarakanreaksiredoksberikutdenganmetodebilanganoksidasi.1. Zn(s) + HNO3(aq) o Zn(NO3)2(aq) + NH4NO3(aq) + H2O(l)2. Zn(s)+NO3

(aq)oZnO22(aq)+NH3(g)(suasanabasa)3. MnO4

(aq)+VO2+(aq)oVO3

(aq)(suasanaasam)4. Al(s) +NaOH(aq)+H2O(l) oNaAl(OH)4(aq)+H2(g)5. IO3

(aq)+I

(aq) oI2(g)(suasanaasam)b. MetodeionelektronMetode ion elektron atau setengah reaksi berdasarkan prinsipbahwajumlahelektronyangdilepaskanpadasetengahreaksioksidasisamadenganjumlahelektronyangdiserappadasetengah reaksi reduksi.Langkah-langkahmenyetarakanreaksiredoksdenganmetode ion elektron sebagai berikut.1) Menentukan kerangka dasar dari setengah reaksi reduksi dansetengah reaksi oksidasi.2) Menyetarakanatomunsuryangmengalamiperubahanbilanganoksidasi.3) Menyetarakan jumlah atom oksigen kemudian jumlah atomhidrogen.Jikadalamsuasanaasamataunetral,makatambahkan1molekulH2Opadaruasyangkekurangan152 MariBelajar KimiaSMA-MAKelasXIIIPAJILID3atomoksigen. SelanjutnyasetarakanatomHdenganmenambahkan ion H+ padaruas yang kekuranganatom H.Jikadalamlarutanbersifatbasa,makatambahkan1molekulH2Ountukruasyangkelebihanatomoksigen,kemudiantambahkan dua kali lebih banyak ion OH pada ruas yang lain.4) Jikaterdapatunsurlain,makapenyetaraandilakukandenganmenambahkanunsurtersebutpada ruasyanglain.5) Menyamakanjumlahmuatandenganmenambahkansejumlahelektronpadaruasyangjumlahmuatannyalebihbesar.6) Menjumlahkan persamaan reaksi reduksi dan reaksi oksidasidenganmenyamakanjumlahelektronyangdiserappadareaksi reduksi dan jumlah elektron yang dilepas pada reaksioksidasi.7) Menyetarakankoefisien reaksisecarakeseluruhan.Setarakanreaksi redoksberikut.1) Na2Cr2O7(aq) + HCl(aq)oNaCl(aq) + CrCl3(aq) + Cl2(g)+H2O(l)(suasanaasam)JawabNa2Cr2O7(aq) + HCl(aq)oNaCl(aq) + CrCl3(aq) + Cl2(g)+H2O(l)(suasanaasam)Langkah 1:Tentukan kerangka dasar reduksi dan oksidasi.Na2Cr2O7(aq) + HCl(aq)oNaCl(aq) + CrCl3(aq) +Cl2(g)+H2O(l)Reduksi :Cr2O72(aq) oCr3+(aq)Oksidasi :Cl

(aq) oCl2(g)Langkah 2: Setarakan atom unsur yang mengalami reduksi danoksidasi.Reduksi :Cr2O72(aq)o2Cr3+(aq)Oksidasi :2Cl

(aq)oCl2(g)Langkah3:Setarakan oksigen dan hidrogen. Untuksetengahreaksireduksiadakelebihan7atomoksigen di ruas kiri, maka tambahkan 7 molekul air diruaskanandantambahkan14H+diruaskiri.1 oksidasi 01 reduksi0Contoh53 Bab2 ReaksiRedoksReduksi :Cr2O72(aq)

+14H+(aq) o2Cr3+(aq)+7H2O(l) Untuk setengah reaksi oksidasi tidak ada atom oksigendanhidrogen.Oksidasi :2Cl

(aq) oCl2(g)Langkah 4:Tidak ada unsur lain.Langkah5:Setarakan muatanpada ruaskiri danruas kanan. Reduksi:jumlahmuatandiruaskiri+12,sedangkandiruaskanan+6sehinggaharusditambahkan6elektron di ruas kiri.Reduksi : Cr2O72(aq) + 14H+(aq) + 6e

o 2Cr3+(aq) + 7H2O(l) Oksidasi: jumlah muatan di ruas kiri 2, sedangkan diruaskanan0sehinggaharusditambahkan2elektrondiruaskanan.Oksidasi : 2Cl

(aq) o Cl2(aq) +2e

Langkah6:Samakanjumlahelektron. Kalikankoefisienoksidasidengan3,sehinggapadaruaskiri dankananmelibatkan6elektron.Reduksi : Cr2O72(aq) + 14H+(aq) + 6e

o 2Cr3+(aq) +7H2O(l)Oksidasi :2Cl

(aq)

oCl2(g) + 2e

Langkah7:Setarakan koefisien reaksikeseluruhan. Untukmenentukanpersamaanreaksisecarakeseluruhan,perlumemasukkanionNa+untuktiapCr2O72dansatuH+untuktiapCl

,makadiperolehpersamaanakhir sebagaiberikut.Na2Cr2O7(aq) + 14HCl(aq) o2NaCl(aq) + 2CrCl3(aq) + 3Cl2(aq)+7H2O(l)2) Cl2(g)+NaOH(aq) oNaCl(aq)+NaClO3(aq)+H2O(l)(suasanabasa)JawabLangkah 1: Tentukankerangka dasar reduksi danoksidasi.Cl2(g)+NaOH(aq) o NaCl(aq)+NaClO3(aq)+H2O(l)( 3) 0oksidasi+50reduksi1KegiatanMandiriKegiatanMandiriKalian telahbelajarpenyetaraanreaksi redoksdengan duametode,yaitumetode bilanganoksidasi dan ionelektron. Adakahperbedaan antarakedua metodetersebut?Jelaskan.Komunikasikanhasilnya denganteman kalian.+Redoks :Cr2O72(aq)+14H+(aq)+6Cl

(aq)o2Cr3+(aq)+3Cl2(g)+7H2O(l)54 MariBelajar KimiaSMA-MAKelasXIIIPAJILID3Reduksi :Cl2(g) oCl

(aq)Oksidasi :Cl2(g) oClO3

(aq)Langkah 2: Setarakan atom unsur yang mengalami reduksi danoksidasi.Reduksi :Cl2(g) o2Cl

(aq)Oksidasi :Cl2(g) o2ClO3

(aq)Langkah3:Setarakan oksigen dan hidrogen. Untuk setengah reaksi reduksi tidak ada atom oksigendanhidrogen.Reduksi :Cl2(g) o2Cl

(aq) Untuksetengahreaksioksidasiadakelebihan6atomoksigen di ruas kanan, maka tambahkan 6 molekul airdi ruas kanandan 12OH

di ruaskiri.Oksidasi :Cl2(g)+12OH

(aq) o2ClO3

(aq)+6H2O(l)Langkah 4:Tidak ada unsur lain.Langkah5:Samakanmuatanpadaruaskiridankanan. Reduksi: jumlahmuatandiruaskiriadalah0,sedangkandiruaskananadalah2.Sehinggaharusditambahkan2elektron diruaskiri.Reduksi : Cl2(g) +2e

o2Cl

(aq) Oksidasi:jumlahmuatandiruaskiriadalah12,sedangkandiruaskananadalah2.Sehinggaharusditambahkan10elektrondiruaskanan.Oksidasi : Cl2(g)+ 12OH

(aq) o2ClO3

(aq) +6H2O(l) +10e

Langkah6:Samakanjumlahelektron. Kalikan koefisien reduksi dengan 5 sehingga pada ruaskiridankananmelibatkan10elektron.Reduksi : Cl2(g) +2e

o2Cl

(aq)Oksidasi : Cl2(g)+12OH

(aq)o2ClO3

(aq)+6H2O(l)+10e

Langkah7:Setarakan koefisien reaksikeseluruhan. Untukmenentukanpersamaanreaksisecarakeseluruhan,perlumemasukkanionNa+untuktiap+( 5)Redoks:5Cl2(g)+Cl2(g) +12OH

(aq)o10Cl

(aq)+2ClO3

(aq)+6H2O(l)55 Bab2 ReaksiRedoksOH

dan Cl

serta dua Na+ untuk ClO3, maka diperolehpersamaanakhir sebagaiberikut.6Cl2(g) + 12NaOH(aq) o10NaCl(aq) + 2NaClO3(aq) + 6H2O(l)1Kerjakandibukulatihankalian.Setarakanreaksiredoks berikutdenganmetode ion-elektron.1. I2(g)+S2O32(aq) oI(aq)+S4O62(aq)(suasanaasam)2. MnO(aq) + PbO2(s) + HNO3(aq) o HMnO4(aq)+Pb(NO3)2(aq)+ H2O(l) (suasanaasam)3. KMnO4(aq)+KOH(aq)+MnO2(aq) oK2MnO4(aq)+H2O(l)(suasanabasa)4. Zn(s)+NO3(aq) oZnO22(aq)+NH3(aq)(suasanabasa)5. Cr(OH)3+H2O2 oCrO42+H2O(suasanabasa)Kerjakandibukulatihankalian.1. Apayangkalianketahuitentangreduksi dan oksidasi?2. Apa yang dimaksud dengan bilang-an oksidasi?3. Berapabilanganoksidasiunsur-unsurbebas?Berikancontohnya.4. Bagaimanapenentuanbilanganoksidasi untuk oksigen?5. TentukanbilanganoksidasiMndalamsenyawaberikut.a. MnOb. MnO42c. MnO2d. KMnO4Setarakanpersamaanreaksiberikutdengan metode bilangan oksidasi.6. Cr2O72(aq)+C2O42(aq) oCr3+(aq)+CO2(g)(suasanaasam)7. I(aq) +SO42(aq) oH2S(g)+I2(g)(suasanaasam)8. Zn(s)+NO3(g) oZn2+(aq) +NH4+(aq)(suasanaasam)Setarakan persamaan reaksi berikut inidenganmetode ion-elektron.9. MnO4

(aq)+C2O42(aq) oMnO2(aq) +CO2(g) (suasanabasa)10. CrO42(aq)+Fe(OH)2(aq) oCr2O3(aq)+Fe(OH)3(aq)(suasanabasa)56 MariBelajar KimiaSMA-MAKelasXIIIPAJILID3Apasel elektrokimiaitu?Selelektrokimiadibedakanmenjadidua, yaitu sel Volta dan sel elektrolisis. Sel Volta mengolah energikimiamenjadilistrikdanakankalianpelajaripadababini.Bagaimana dengan sel elektrolisis? Sel elektrolisis mengubah energilistrik menjadi kimia dan akan kalian pelajari pada bab selanjutnya.1. Sel VoltaSelVoltaadalahpenataanbahankimiadanpenghantarlistrikyangmemberikanaliranelektronlewatrangkaian luar dari suatu zat kimia yangteroksidasike zat kimia yang direduksi.DalamselVolta, oksidasiberartidilepaskannyaelektronolehatom,molekul,atauion.Sedangkanreduksiberartidiperolehnyaelektronolehpartikel-partikelini.Contoh oksidasi dan reduksi spontanyangsederhana,perhatikanreaksisengdengantembagaberikut.Zn(s) +CuSO4(aq)oZnSO4(aq)+Cu(s)Reaksi spontan ion tembaga berubah menjadi logam tembagaakan menyepuh (melapisi) lembaran seng, lembaran seng melarut,dandibebaskanenergipanas.Reaksitersebutdapatdituliskandalambentukpersamaanionsebagai berikut.Zn(s)+ Cu2+(aq)o Zn2+(aq)+Cu(s)Tiapatomsengkehilanganduaelektronuntukmenjadisebuahionsengdantiapiontembagaakanmemperolehduaelektronmenjadisebuahatomtembaga.Oksidasi :Zn(s) oZn2+(aq)+ 2e

Reduksi: Cu2+(aq) + 2e

o Cu(s)Meskipungejalainisifatdasarnyaadalahlistrik,namunaliranelektrontakdapatdideteksijikasengbersentuhanlangsungdengan larutan tembaga sulfat. Elektron itu diberikanlangsungdariatom-atomsengkeion-iontembaga.Salahsatumetode yang memungkinkan untuk difusi ion-ion adalah denganmembenamkanlembaransengkedalamsuatularutangaramGambar 2.2Jika buah jerukyang ditancapkandua keping logamyangberbedayaitu seng dantembaga,makadapatmenghasilkanenergi listrik. Cobalakukanmenggunakanbuah yang lainsepertitomat ataumangga.B. SelElektrokimiaSelVolta samadengan sel Galvani.Sumber: General Chemistry,Hill J. W, Petrucci R. H, McCreary T. W, dan Perry S. S57 Bab2 ReaksiRedoksseng, seperti seng sulfat dan membenamkan sepotong tembaga kedalamsuatularutantembagasulfat.Larutansengsulfatdihubungkan dengan larutan tembaga sulfat oleh jembatan garam,yang memungkinkan terjadinya difusi ion-ion. Jembatan garam diisidenganlarutanelektrolitdarigaramyangtidakberubahsecarakimia dalam proses tersebut. Sebagai contoh adalah kaliumsulfat,natrium sulfat, natrium klorida, kalium klorida, dan kalium nitrat.Perhatikan Gambar2. 3. Reaksiakanberlang-sungterussampaiatomsengatauiontembagahabisterpakai sehingga voltasemenjadinol.Znsecaraspontanberubahmenj adiZn+denganmelepaskanelekton,elektronmengalirdariatom seng melaluikawatpenghantarmenujulogamtembaga.Zn(s) o Zn2+(aq) + 2e

Ionnegatifberdifusimelaluijembatangarammenujulembaransengsampai lembaran senghabis.Elektronyangdilepaskanolehatomsengmemasukikawatpenyambung dan menyebabkan elektron-elektron pada ujung lainberkumpulpadapermukaanlogamtembaga.Elektron-elektrontersebut bereaksi dengan ion tembaga membentuk atom tembagayang melekat padapermukaan itusebagai sepuhan tembaga.Cu2+(aq) + 2e

o Cu(s)IonSO42yangditinggalkanolehiontembagaakanberdifusimenjauhielektrodetembaga.KemudianionNa+darijembatangaramakanberdifusikeluarmenujuketembaga.Jadi,sementarareaksiituberjalanterdapatgerakankeseluruhandariionnegatifmenuju lembaran seng dan gerakan keseluruhan ion positif menujulogam tembaga. Jalan untuk aliran ion secara terarah lewat larutaninidapatdibayangkansebagairangkaiandalamdanjalanuntukaliranelektronlewatkawatpenghantardibayangkansebagairangkaian luar. Baterai yang tersusun atas seng, seng sulfat, tembaga,dan tembaga sulfat disebut selDaniell, seperti nama penemunya.Gambar 2.3Sel Volta, reaksiredoksspontanyangmenghasilkanenergi listrik.KegiatanMandiriKegiatanMandiriRakit sebuah selVolta yang terdiriatas lembaranseng,logamtembaga,sengklorida, dantembagaklorida.Jelaskan prosesyang terjadi padasel Volta buatankalian.Komunikasikandengan temankalian.Sumber: Chemistry, Silberberg M. SVoltmeterJembatangaram58 MariBelajar KimiaSMA-MAKelasXIIIPAJILID3Logamsengdantembagayangmenjadikutub-kutubpadarangkaianselelektrokimiadisebutelektrode.Elektrodetempatterjadinyaoksidasi disebutanode,sedangkanelektrode tempatterjadinyareduksidisebutkatode.Karenaoksidasiberartipelepasan elektron, maka anode adalah kutub negatif, sedangkankatodemerupakankutubpositif.DalamselDaniellyangtelahdiuraikansebelumnya, anodenyaadalahlogamsengdankatodenyaadalahlogamtembaga.Tembagamerupakansalahsatubarangtambangyangadadi Indonesia. Tambang tembaga terdapat di Cikotok, Jawa Barat,Kompara, Papua,Sangkarapi, SulawesiSelatan, danTirtamaya,Jawa Tengah. Tambaga merupakan bahan baku yang digunakanuntuk membuat kabel listrik.2. Notasi sel VoltaPerjanjiantertentudigunakanuntukmenyatakanreaksidalamsebuahsel.SusunanselVoltadinyatakansuatunotasisingkat yang disebut diagram sel. Diagram sel tersebut dirumuskansebagai berikut.Elektrode * ion-ion dalam larutan 2 ion-ion dalam larutan * elektrodeKeduagarisvertikalyangsejajarmenyatakanjembatangaramyangmemisahkankeduaelektrode.ContohnotasiselVolta pada Gambar2.3 sebagaiberikut.Zn(s)*Zn2+(aq)2Cu2+(aq)*Cu(s)Sebuah sel yang terbuat dari elektrode platina dengan reaksikeseluruhanH2+Cl2 o2HCldapatditulisnotasinyasebagaiberikut. Pt*H2(g) * H+(aq) 2 Cl

(aq) * Cl2,Pt(g)Kerjakandibukulatihankalian.1. Apa yang dimaksud dengan elektrode? Sebutkan jenisnya.2. Apafungsijembatan garamdalam sel Volta?3. Apa perbedaan sel Volta dengan sel Daniell?Anode (oksidasi) Jembatan garam Katode (reduksi)Tanda koma dapatmenggantikantanda(*)untukkomponenterpisah denganfasa yang sama.59 Bab2 ReaksiRedoks4. Tuliskan notasi sebuah sel Volta dengan reaksi keseluruhanCu(s)+Ag2SO4(aq)oCuSO4(aq)+2Ag(s).5. Tuliskanpersamaanreaksiselyangterjadipadaselvoltaberikut.Al(s) * Al3+(aq) 2 H+(aq) * H2(g)3. Potensial ele