KIMIA LARUTAN
PENDAHULUAN
Larutan adalah campuran homogen (komposisinya sama), serba sama (ukuran partikelnya), tidak ada bidang batas antara zat pelarut dengan zat terlarut (tidak dapat dibedakan secara langsung antara zat pelarut dengan zat terlarut), partikel- partikel penyusunnya berukuran sama (baik ion, atom, maupun molekul) dari dua zat atau lebih. Dalam larutan fase cair, pelarutnya (solvent) adalah cairan, dan zat yang terlarut di dalamnya disebut zat terlarut (solute), bisa berwujud padat, cair, atau gas. Dengan demikian, larutan = pelarut (solvent) + zat terlarut (solute). Khusus untuk larutan cair, maka pelarutnya adalah volume terbesar.
Contoh larutan yang umum dijumpai adalah padatan yang dilarutkan dalam cairan, seperti garam atau gula dilarutkan dalam air. Gas juga dapat pula dilarutkan dalam cairan, misalnya karbon dioksida atau oksigen dalam air. Selain itu, cairan dapat pula larut dalam cairan lain, sementara gas larut dalam gas lain. Terdapat pula larutan padat, misalnya aloi (campuran logam) dan mineral tertentu.
ISI
Ø PEMBAGIAN LARUTAN
- Ada 2 reaksi dalam larutan:
1. Eksoterm, yaitu proses melepaskan panas dari sistem ke lingkungan, temperatur dari campuran reaksi akan naik dan energi potensial dari zat - zat kimia yang bersangkutan akan turun.
2. Endoterm, yaitu menyerap panas dari lingkungan ke sistem, temperatur dari campuran reaksi akan turun dan energi potensial dari zat - zat kimia yang bersangkutan akan naik.
- Larutan dapat dibagi menjadi 3
1. Larutan tak jenuh yaitu larutan yang mengandung solute (zat terlarut) kurang dari yang diperlukan untuk membuat larutan jenuh. Atau dengan kata lain, larutan yang partikel- partikelnya tidak tepat habis bereaksi dengan pereaksi (masih bisa melarutkan zat). Larutan tak jenuh terjadi apabila bila hasil kali konsentrasi ion < Ksp berarti larutan belum jenuh ( masih dapat larut).
2. Larutan jenuh yaitu suatu larutan yang mengandung sejumlah solute yang larut dan mengadakan kesetimbangn dengan solut padatnya. Atau dengan kata lain, larutan yang partikel- partikelnya tepat habis bereaksi dengan pereaksi (zat dengan konsentrasi maksimal). Larutan jenuh terjadi apabila bila hasil konsentrasi ion = Ksp berarti larutan tepat jenuh.
3. Larutan sangat jenuh (kelewat jenuh) yaitu suatu larutan yang mengandung lebih banyak solute daripada yang diperlukan untuk larutan jenuh. Atau dengan kata lain, larutan yang tidak dapat lagi melarutkan zat terlarut sehingga terjadi endapan. Larutan sangat jenuh terjadi apabila bila hasil kali konsentrasi ion > Ksp berarti larutan lewat jenuh (mengendap).
- Berdasarkan banyak sedikitnya zat terlarut, larutan dapat dibedakan menjadi 2
1. Larutan pekat yaitu larutan yang mengandung relatif lebih banyak solute dibanding solvent.
2. Larutan encer yaitu larutan yang relatif lebih sedikit solute dibanding solvent.
- Berdasarkan daya hantar listriknya, larutan dibedakan menjadi 2
1. Larutan elektrolit adalah larutan yang dapat menghantarkan arus listrik. Larutan ini dibedakan atas:
→ Elektrolit kuat
Yaitu larutan yang mempunyai daya hantar listrik yang kuat, karena zat terlarutnya didalam pelarut (umumnya air), seluruhnya berubah menjadi ion – ion (alpha = 1). Yang tergolong elektrolit kuat adalah:
a. Asam – asam kuat seperti HCl, HClO3, H2SO4, HNO3, dan lain – lain
b. Basa – basa kuat, yaitu basa – basa golongan alkali dan alkali tanah seperti NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2, dan lain – lain.
c. Garam – garam yang mudah larut seperti NaCl, KI, Al2(SO4)3 dan lain – lain.
→ Elektrolit lemah
Yaitu larutan yang daya hantar listriknya lemah dengan harga derajat ionisasi sebesar: 0 < alpha < 1.
Yang tergolong elektrolit lemah:
a. Asam – asamlemah seperti CH3COOH, HCN, H2CO3, H2S, dan lain – lain
b. Basa – basa lemah seperti NH4OH, Ni(OH)2, dan lain – lain
c. Garam – garam yang sukar larut seperti AgCl, CaCrO4, PbI2, dan lain - lain
2. Larutan non elektrolit yaitu larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik, karena zat terlarutnya di dalam pelarut tidak dapat menghasilkan ion – ion (tidak mengion). Contohnya yaitu larutan urea, larutan sukrosa, larutan glukosa, larutan alkohol, dan lain – lain.
Ø KONSENTRASI LARUTAN
Konsentrasi larutan dapat dibedakan secara kualitatif dan kuantitatif. Secara kualitatif, larutan dapat dibedakan menjadi larutan pekat dan larutan encer. Dalam larutan encer, massa larutan sama dengan massa pelarutnya karena massa jenis larutan sama dengan massa jenis pelarutnya. Secara kuantitatif, larutan dibedakan berdasarkan satuan konsentrasinya. Ada beberapa proses melarut (prinsip kelarutan), yaitu:
1. Cairan - cairan
Zat- zat cair yang memiliki struktur serupa akan saling melarutkan satu sama lain dalam segala perbandingan. Contohnya: heksana dan pentana, air dan alkohol.
2. Padat - cair
Padatan umumnya memiliki kelarutan terbatas di cairan. Hal ini disebabkan gaya tarik antar molekul zat padat dengan zat padat > zat padat dengan zat cair. Zat padat non polar (sedikit polar) besar kelarutannya dalam zat cair yang kepolarannya rendah. Contohnya: DDT memiliki struktur mirip CCl4 sehingga DDT mudah larut di dalam non polar (contoh minyak kelapa), tidak mudah larut dalam air (polar).
3. Gas - cairan
Ada 2 prinsip yang mempengaruhi kelarutan gas dalam cairan, yaitu:
a. Makin tinggi titik cair suatu gas, makin mendekati zat cair gaya tarik antar molekulnya. Gas dengan titik cair lebih tinggi, kelarutannya lebih besar.
b. Pelarut terbaik untuk suatu gas ialah pelarut yang gaya tarik antar molekulnya sangat mirip dengan yang dimiliki oleh suatu gas.
Konsentrasi akan lebih eksak jika dinyatakan secara kuantitatif, menggunakan satuan- satuan konsentrasi:
1. Fraksi mol (X)
Fraksi mol suatu zat adalah perbandingan jumlah mol suatu zat terhadap jumlah total mol seluruh zat yang menyusun suatu larutan.
X = Xpelarut + Xterlarut = 1
2. Persentase
a. Persentase berat per berat (% b/b)
Persen b/b adalah jumlah gram zat terlarut dalam tiap 100 gram larutan.
% b/b = x100%
b. Persentase berat per volume (% b/v)
Persentase b/v adalah jumlah gram zat terlarut dalam tiap 100 ml larutan.
% b/v= x100%
Satuan % b/v umumnya dipakai untuk zat terlarut padat dalam pelarut cair.
c. Persentase volume per volume (% v/v)
Persentase v/v adalah jumlah ml zat terlarut dalam tiap 100 ml larutan.
% v/v = x100%
Satuan % v/v umumnya dipakai untuk zat terlarut cair dalam pelarut cair.
3. Bagian per sejuta
Satuan ppm menyatakan satu gram zat terlarut dalam satu juta gram pelarut.
ppm = x100%
Dalam rumus tersebut, satu gram zat terlarut dibagi massa larutan karena massa jenis larutan sama dengan massa jenis pelarutnya sehingga massa larutan = massa pelarutnya.
4. Kemolaran atau molaritas (M)
Kemolaran atau konsentrasi molar adalah jumlah mol zat terlarut dalam tiap liter larutan atau jumlah mmol zat terlarut dalam tiap ml larutan.
5. Kemolalan atau molalitas (m)
Kemolalan adalah jumlah mol zat terlarut dalam tiap 1000 gram pelarut
Ø LARUTAN ASAM - BASA
Asam adalah zat yang dalam air dapat menghasilkan ion H+ . Contoh asam: HCl, H2SO4, H3PO4.
Sifat - sifat larutan asam adalah sebagai berikut:
1. Dalam air menghasilkan ion H+
2. Menyebabkan warna kertas lakmus menjadi merah
3. Larutannya dalam air dapat menghantarkan arus listrik
4. Menyebabkan perkaratan logam (korosif).
Jumlah ion H+ yang dapat dibebaskan oleh satu molekul asam disebut valensi atau martabat asam tersebut. Berdasarkan valensinya, asam dibedakan atas:
1. Asam bervalensi satu, misalnya: HCl, HCN, HNO3, CH3COOH, dll.
2. Asam bervalensi dua, misalnya: H2SO4, H2CrO4, H2CO3, dll.
3. Asam bervalensi tiga, misalnya: H3PO4, H3AsO4, dll.
Basa adalah zat yang dalam air dapat menghasilkan ion OH- . Contoh basa: NaOH, Ca(OH)2 , Al2(OH)3 , NH3, dll. Sifat- sifat larutan basa adalah sebagai berikut:
1. Dalam air dapat menghasilkan ion OH-
2. Menyebabkan warna kertas lakmus menjadi biru.
3. Larutannya dalam air dapat menghantarkan arus listrik
4. Jika mengenai kulit, maka kulit akan melepuh (kaustik).
Jumlah ion OH- yang dapat dihasilkan oleh satu molekul basa disebut valensi atau martabat basa. Berdasarkan valensinya basa dibedakan atas:
1. Basa bervalensi satu, misalnya: NaOH, KOH, AgOH, NH4OH, dll.
2. Basa bervalensi dua, misalnya: Ca(OH)2, Mg(OH)2,Fe(OH)2, dll.
3. Basa bervalensi tiga, misalnya: Fe(OH)3, Cr(OH)3, dll.
Jadi di sini ion H+ tidak berikatan dengan air, atau bebas di air tanpa adanya ikatan.
Ø DERAJAT KEASAMAN (PH)
1. pH Asam - Basa
Air murni tergolong elektrolit yang sangat lemah. Reaksi ionisasi air adalah sebagai berikut: H2O(l) = H+(aq) + OH-(aq).
2. Larutan Penyangga (Larutan Buffer / Larutan dapar)
Larutan Penyangga adalah campuran asam lemah dengan basa konjugasinya atau campuran basa lemah dengan asam konjugasinya. Contoh CH3COOH dengan CH3COO- dan NH4OH dengan NH4+. Atau dengan kata lain, campuran asam lemah dan garamnya, atau basa lemah dan garamnya.
Ø SIFAT LARUTAN PENYANGGA
pH larutan penyangga tidak akan berubah, jika:
1. Ditambahkan sedikit asam/basa
2. Ditambahkan sedikit air (diencerkan).
Kegunaan Larutan Penyangga:
1. Dalam tubuh manusia terdapat sistem penyangga yang berperan dalam mempertahankan pH, seperti:
a. Buffer darah, pH darah berkisar 7,35 - 7,45. pH darah < 7,35 disebut keadaan asidosis. Jika pH darah lebih kecil dari 7,0 atau lebih besar dari 7,8 ; maka akan menimbulkan kematian. Untuk menjaga agar pH darah tidak banyak berubah, maka dalam darah terdapat sistem penyangga H2CO3 / HCO3-‑.
b. Buffer cairan tubuh. Dalam cairan sel tubuh terdapat sistem penyangga H2PO4- / HPO42-. Campuran penyangga tersebut berperan juga dalam ekskresi ion H+ pada ginjal.
2. Dalam industri farmasi, larutan penyangga berperan dalam pembuatan obat- obatan, agar zat aktif obat tersebut mempunyai pH tertentu Larutan penyangga yang umum digunakan dalam industri farmasi adalah larutan asam basa konjugasi senyawa fosfat.
3. Hidrolisis garam
Hidrolisis adalah proses penguraian suatu senyawa (garam) oleh air. Sifat larutan setelah terjadi hidrolisis tergantung pada kekuatan asam dan basa pembentuk garam tersebut.
Ø SIFAT KOLIGATIF LARUTAN
Koligatif artinya bersama- sama yang berasal dari kata koligeal yang berarti sifat bersama. Jadi sifat koligatif larutan adalah sifat fisik larutan yang hanya dipengaruhi oleh jumlah partikel yang tidak dipengaruhi oleh sifat zat.
Ø KESETIMBANGAN KIMIA
Kebanyakan reaksi kimia tidak berlangsung sempurna dimana seluruh reaktan berubah menjadi produk. Yang sering terjadi adalah adanya kesetimbangan antara reaktan dan produk yaitu perbandingan antara konsentrasi reaktan dan produk konstan yang digambarkan dalam Konstanta kesetimbangan. Pada kesetimbangan berikut
H3AsO4 + 3I- + 2H+ H3AsO3 + I3- + H2O
Kecepatan reaksi dan tingkat kesempurnaan reaksi dapat diamati dengan terbentuknya warna merah - jingga ion triiodida (I3-). Misalkan 1 mmol asam arsenat H3AsO4 ditambahkan ke dalam 100 mL larutan yang mengandung 3 mmol KI, warna merah dari triiodida akan muncul dengan cepat, dan dalam beberapa detik warna tersebut akan konstan, yang menandakan konsentrasi triiodida telah konstan.Warna dengan intensitas yang sama juga dapat dihasilkan dengan mereaksikan 1 mmol asam arsenit H3AsO3 dengan 100 mL larutan yang mengandung 1 mmol ion triiodida. Pada reaksi ini warna merah dari triiodida akan berkurang.
H3AsO3 + I3- + H2O H3AsO4 + 3I- + 2H+
Kedua reaksi di atas menghasilkan larutan dengan warna yang sama.
Ø UNGKAPAN KONSTANTA KESETIMBANGAN
wW + xX → yY + zZ
ungkapan konstanta kesetimbangan untuk persamaan di atas:
K =
kurung persegi menandakan:
- konsentrasi molar jika spesi merupakan zat terlarut
- tekanan parsial di atmosfer jika spesi berbentuk gas
jika dalam sistem kesetimbangan terdapat spesi berbentuk padatan murni, cairan murni atau pelarut berlebih, maka tidak dimasukkan dalam ungkapan konstanta kesetimbangan.
KESIMPULAN
Larutan adalah campuran homogen yang terdiri dari dua atau lebih zat. Zat yang jumlahnya lebih sedikit di dalam larutan disebut (zat) terlarut atau solut, sedangkan zat yang jumlahnya lebih banyak daripada zat - zat lain dalam larutan disebut pelarut atau solven.
Eksoterm, yaitu proses melepaskan panas dari sistem ke lingkungan, sedangkan endoterm, yaitu menyerap panas dari lingkungan ke sistem.
Larutan tak jenuh yaitu larutan yang mengandung solute (zat terlarut) kurang dari yang diperlukan untuk membuat larutan jenuh. Larutan tak jenuh terjadi apabila bila hasil kali konsentrasi ion < Ksp berarti larutan belum jenuh ( masih dapat larut).
Larutan jenuh yaitu suatu larutan yang mengandung sejumlah solute yang larut dan mengadakan kesetimbangn dengan solut padatnya. Larutan jenuh terjadi apabila bila hasil konsentrasi ion = Ksp berarti larutan tepat jenuh.
Larutan sangat jenuh (kelewat jenuh) yaitu suatu larutan yang mengandung lebih banyak solute daripada yang diperlukan untuk larutan jenuh.Larutan sangat jenuh terjadi apabila bila hasil kali konsentrasi ion > Ksp berarti larutan lewat jenuh (mengendap).
Larutan pekat yaitu larutan yang mengandung relatif lebih banyak solute dibanding solvent, sedangkan larutan encer yaitu larutan yang relatif lebih sedikit solute dibanding solvent.
Larutan non elektrolit yaitu larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik, sedangkan larutan elektrolit adalah larutan yang dapat menghantarkan arus listrik.
Beberapa proses melarut, yaitu cairan – cairan, padat – cair, dan gas – cairan.
Fraksi mol suatu zat adalah perbandingan jumlah mol suatu zat terhadap jumlah total mol seluruh zat yang menyusun suatu larutan.
Kemolaran atau konsentrasi molar adalah jumlah mol zat terlarut dalam tiap liter larutan atau jumlah mmol zat terlarut dalam tiap ml larutan, sedangkan kemolalan adalah jumlah mol zat terlarut dalam tiap 1000 gram pelarut.
Asam adalah zat yang dalam air dapat menghasilkan ion H+ . Contoh asam: HCl, H2SO4, H3PO4. Sedangkan Basa adalah zat yang dalam air dapat menghasilkan ion OH- . Contoh basa: NaOH, Ca(OH)2 , Al2(OH)3 , NH3.
Larutan Penyangga adalah campuran asam lemah dengan basa konjugasinya atau campuran basa lemah dengan asam konjugasinya. Contoh CH3COOH dengan CH3COO- dan NH4OH dengan NH4+.
DAFTAR PUSTAKA
SOAL & JAWABAN
1. Tentukan pelarut dan zat terlarut dalam larutan alkohol 25% dan 75%?
Jawab:
a. Dalam larutan alkohol 25% misalnya terdapat 100 gram larutan alkohol.
Zat terlarut = 25 % x 100 gram = 25 gram (alkohol)
Zat pelarut = 75% x 100 gram = 75 gram ( air)
b. Dalam larutan alkohol 75% misalnya terdapat 100 gram larutan alkohol.
Zat terlarut = 25% x 100 gram = 25 gram (air)
Zat pelarut = 75% x 100gram = 75 gram (alkohol)
Jadi, untuk larutan cair maka pelarutnya adalah volume terbesar.
2. Berapa gram Ba(IO3)2 (487 g/mol) dapat larut dalam 250 mL air pada 25°C. Diketahui
Ksp Ba(IO3)2 = 1,57 x 10-9
Jawab:
Pada kesetimbangan:
Ba(IO3)2(s) Ba2+(aq) + 2IO3-(aq)
Ksp = [Ba2+] [IO3-]2 = 1,57 x 10-9
Dari persamaan diketahui bahwa untuk setiap mol Ba(IO3)2 yang larut maka akan terbentuk 1 mol Ba2+. Dengan kata lain:
Kelarutan molar Ba(IO3)2= [Ba2+]
Konsentrasi iodat dua kali konsentrasi Ba2+, [IO3-] = 2[Ba2+]
Ksp = [Ba2+] [IO3-]2 = 1,57 x 10-9
[Ba2+] (2[Ba2+])2 = 1,57 x 10-9
4 [Ba2+]3 = 1,57 x 10-9
[Ba2+] = 7,32 x 10-4 M
Kelarutan molar Ba(IO3)2 = [Ba2+] = 7,32 x 10-4 M
mmol Ba(IO3)2 =7,32 x 10-4 x 500 mL
Berat Ba(IO3)2 = (7,32 x 10-4 x 500) mmol Ba(IO3)2 x = 178 mg
3. Berapakah Kb untuk kesetimbangan reaksi berikut:
CN- + H2O → HCN + OH-
Jika diketahui Ka untuk HCN adalah 6,2 x 10-10
Jawab:
Kb =
Kb =
=
= 1,62 x 10-5
4. Hitung konsentrasi ion H3O+ dalam larutan 0,120 M asam nitrit
HNO2 + H2O H3O+ + NO2-
Jawab:
Ka =
Ka = 7,1 x10-4
[H3O+] = [NO2-]
[HNO2] = CHNO2 - [H3O+]
Ka = = 7,1 x 10-4
jika diasumsikan [H3O+] << 0,120, maka
7,1 x 10-4 =
[H3O+] =
= 9,2 x 10-3 M
untuk menguji asumsi kita, 0,12 – 0,0092 = 0,1108 (penyimpangan sekitar 8%). Dengan menggunakan persamaan kuadrat diperoleh hasil [H3O+] = 8,9 x 10-3.
5. hitung konsentrasi ion OH- dari larutan 0,075 M NH3. Kesetimbangan reaksi adalah
NH3 + H2O NH4+ + OH-
Kb =
Kb = 1,75 x 10-5
persamaan reaksi menunjukkan bahwa:
[NH4+] = [OH-], kedua ion tersebut berasal dari larutan 0,075 M NH3, sehingga:
[NH4+] + [OH-] = CNH3= 0,075 M.
[NH3] =0,075 – [OH-]
= 1,75 x 10-5
dengan asumsi [OH-] << 0,075 , maka [OH-] = = 1,15 x 10-3
Tidak ada komentar:
Posting Komentar