makalah kimia teknik
DESCRIPTION
LARUTAN (Sifat Larutan, Konsentrasi Molar, Molal, % Konsentrasi, Fraksimol, Bpj, Sifat Koligatif Elektrolit, Sifat Koligatif Non Elektrolit, Cahaya Oleh Larutan)TRANSCRIPT
MAKALAH KIMIA TEKNIK
Dosen Pembimbing : Jismi Mubarrak, S.pd, M.Sc
LARUTAN
OLEH :
KELOMPOK III
- JULEHA (1213019)
- SILVIA ROYANI (1213011)
- AKMAL ADI PUTRA (1213020)
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS PASIR PENGARAIAN
2013
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena
berkat kemurahan hati-Nya penulis dapat menyelesaikan makalah yang berjudul
Larutan.
Penulis juga berterimakasih kepada Bapak Jismi Mubarrak, S.pd, M.Sc
selaku dosen mata kuliah Kimia Teknik yang telah memberikan arahan dan
bimbingan dalam penyusunan makalah ini. Begitu juga dengan teman- teman
yang telah memberikan semangat dan doanya untuk penyusunan makalah ini.
Penulis menyadari bahwa makalah ini jauh dari sempurna. Karena itu
sangat mengharapkan kritik dan saran dari pembaca demi kesempurnaan makalah
ini.
Semoga makalah ini bermanfaat bagi kita semua dan dapat memperdalam
ilmu kita, khususnya tentang Larutan matakuliah kimia teknik.
Akhir kata, kami ucapkan terima kasih.
Pasir Pengaraian, 23 april 2013
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman judul
KATA PENGANTAR
DAFTAR ISI
BAB I. PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
I.2 Tujuan
I.3 Rumusan Masalah
BAB II. TEORITIS
II.1 Sifat Larutan
II.2 Konsentrasi (Molar, Molal, % Konsentrasi, Fraksimol, Bpj)
II.3 Sifat Koligatif Nonelektrolit
II.4 Sifat Koligatif Elektrolit
II.5 Penyerapan Cahaya Oleh Larutan
BAB III. PENUTUP
III.1 Kesimpulan
III.2 Saran
DAFTAR PUSTAKA
BAB I. PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG\
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.
Ada 2 reaksi dalam larutan, yaitu:
a) 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.
b) 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, yaitu:
a) 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).
b) 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.
c) 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,
yaitu:
a) Larutan pekat yaitu larutan yang mengandung relatif lebih banyak solute
dibanding solvent.
b) Larutan encer yaitu larutan yang relatif lebih sedikit solute dibanding solvent.
Contoh soal komponen larutan
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.
B. TUJUAN
1. untuk memahami dan mengetahui tentang larutan (Sifat Larutan,
Konsentrasi Molar, Molal, % Konsentrasi, Fraksimol, Bpj, Sifat Koligatif
Elektrolit, Sifat Koligatif Non Elektrolit, Cahaya Oleh Larutan)
2. untuk menambah pengetahuan tentang larutan (Sifat Larutan, Konsentrasi
Molar, Molal, % Konsentrasi, Fraksimol, Bpj, Sifat Koligatif Elektrolit,
Sifat Koligatif Non Elektrolit, Penyerapan Cahaya Oleh Larutan)
C. RUMUSAN MASALAH
1. Seperti apakah Sifat Larutan, Konsentrasi Molar, Molal, % Konsentrasi,
Fraksimol, Bpj, Sifat Koligatif Elektrolit, Sifat Koligatif Non Elektrolit,
Penyerapan Cahaya Oleh Larutan tersebut ?
2. Bagaimana pengaruh penyerapan cahaya oleh larutan tersebut ?
3. Apa perbedaan dari sifat koligatif elektrolit dan sifat koligatif nonelektrolit ?
4. Berapa % konsentrasi larutan ?
BAB II. TEORITIS
A. SIFAT LARUTAN
Melarutkan garam ke dalam air
Dalam kimia, 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. Komposisi zat terlarut dan pelarut dalam
larutan dinyatakan dalam konsentrasi larutan, sedangkan proses pencampuran zat
terlarut dan pelarut membentuk larutan disebut pelarutan atau solvasi.
Di dalam proses melarut terjadi peristiwa pemecahan ukuran partikel zat terlarut,
dan suatu saat seluruh partikel tersebut melarut dan berinteraksi dengan
pelarutnya. Setiap partikel yang larut memiliki sifat-sifat yang berbeda, misalnya
ada yang terasa asam, pahit, asin dan lainnya.
Partikel-partikel yang dikandung dalam satu larutan menyebabkan munculnya
sifat-sifat tertentu dari larutan. Secara umum sifat yang dimunculkan oleh larutan
dapat kita klasifikasikan menjadi dua bagian besar. Pertama adalah sifat kimia
meliputi keasaman, kebasaan dan garam. Sedangkan yang kedua adalah sifat
fisika larutan seperti adanya tekanan uap, titik didih, titik beku, dan tekanan
osmotic. Bahasan selanjutnya kita mulai dengan sifat kimia.
1. Asam, Basa dan Garam
1. Asam
Contoh Asam
Secara kimia, asam adalah zat yang dalam air dapat menghasilkan ion hidrogen
(H+). Asam akan terionisasi menjadi ion hidrogen dan ion sisa asam yang
bermuatan negatif.
Beberapa asam yang dikenal:
Sifat-sifat larutan asam adalah sebagai berikut: (a) Rasanya masam. (b)
Menghantarkan arus listrik. (c) Jika dilarutkan akan melepaskan ion hidrogen
(H+). (d) Mengubah lakmus biru menjadi merah. (e) Bersifat korosif terhadap
logam.
2. Basa
Contoh Basa
Basa adalah zat yang dalam air dapat menghasilkan ion hidroksida (OH–). Ion
hidroksida terbentuk karena senyawa hidroksida dapat mengikat satu elektron
pada saat dimasukkan ke dalam air. Basa dapat menetralisir asam (H+) sehingga
dihasilkan air (H2O). Sabun merupakan salah satu zat yang bersifat basa.
Beberapa basa yang dikenal:
Sifat-sifat larutan basa adalah sebagai berikut: (a) Terasa licin jika terkena kulit.
(b) Menghantarkan arus listrik.(c) Jika dilarutkan dalam air akan melepaskan ion
hidroksida/OH. (d) Mengubah lakmus merah menjadi biru. (e) Menetralkan
larutan asam.
Perbedaan sifat asam dan basa
3. Garam
Contoh Garam
Garam adalah senyawa yang terbentuk dari reaksi asam dan basa. Terdapat
beberapa contoh garam, antara lain: NaCl, CaCl2, ZnSO4, NaNO2, dan lain-lain.
Dalam kehidupan sehari–hari tentu kamu tidak asing dengan garam. Contoh
garam adalah garam dapur (NaCl) yang biasa digunakan untuk keperluan
memasak. Garam dapur dapat diperoleh dari air laut. Petani garam membuatnya
dengan cara penguapan dan kristalisasi. Garam yang diperoleh kemudian diproses
iodisasi (garam kalium, KI) sehingga diperoleh garam beriodium. Garam dapur
juga dapat diperoleh dengan cara mencampur zat asam dan basa. Asam bereaksi
dengan basa membentuk zat netral dan tidak bersifat asam maupun basa. Reaksi
antara asam dan basa dinamakan reaksi netralisasi. Sebagai contoh asam klorida
bereaksi dengan natrium hidroksida (soda api) akan membentuk garam dapur dan
air. Jika dengan menggunakan proses penguapan, maka air akan menguap dan
tersisa endapan garam dapur saja.
HCl + NaOH → NaCl + H2O
Asam Basa Garam dapur Air
Reaksi kimia yang dapat menghasilkan garam, antara lain:
1) Asam + basa menghasilkan garam + air
2) Basa + oksida asam menghasilkan garam + air
3) Asam + oksida basa menghasilkan garam + air
4) Oksida asam + oksida basa menghasilkan garam
5) Logam + asam menghasilkan garam + H2
Beberapa garam yang dikenal:
Reaksi penetralan berguna bagi manusia, antara lain produksi asam lambung
(HCl) yang berlebihan dapat dinetralkan dengan menggunakan senyawa basa
Mg(OH)2. Para petani menggunakan reaksi penetralan agar tanah yang terlalu
asam dan tidak baik bagi tanaman dapat menjadi netral dengan menambahkan
senyawa basa Ca(OH)2 atau air kapur. Pasta gigi mengandung basa berfungsi
untuk menetralkan mulut kita dari asam, yang dapat merusak gigi dan
menimbulkan bau mulut.
4. Identifikasi Asam, Basa, dan Senyawa
Berdasarkan sifat asam dan basa, larutan dibedakan menjadi tiga golongan
yaitu : bersifat asam, basa, dan netral. Sifat larutan tersebut dapat ditunjukkan
dengan menggunakan indikator asam-basa, yaitu zat-zat warna yang
menghasilkan warna berbeda dalam larutan asam dan basa. Cara menentukan
senyawa bersifat asam, basa atau netral dapat menggunakan kertas lakmus, larutan
indikator atau larutan alami. Misal, lakmus merah dan biru.
Indikator asam–basa dalam larutan yang bersifat asam, basa dan netral.
Lakmus digunakan sebagai indikator asam-basa, sebab lakmus memiliki beberapa
keuntungan, yaitu: (1) Lakmus dapat berubah warna dengan cepat saat bereaksi
dengan asam ataupun basa. (2) Lakmus sukar bereaksi dengan oksigen dalam
udara sehingga dapat tahan lama. (3) Lakmus mudah diserap oleh kertas, sehingga
digunakan dalam bentuk lakmus kertas. Lakmus adalah sejenis zat yang diperoleh
dari jenis lumut kerak.
Kertas Lakmus Merah dan Biru
Indikator Universal
Selain menggunakan indikator buatan, dipakai pula indikator alami untuk
mengelompokkan bahan-bahan di lingkungan berdasarkan konsep asam, basa, dan
garam. Indikator alami, seperti : bunga sepatu, kunyit, kulit manggis, kubis ungu
atau jenis bunga-bungaan yang berwarna. Ekstrak bahan-bahan tersebut dapat
memberikan warna yang berbeda dalam larutan asam dan basa.
Contoh Indikator Alami
Keterangan:
1. Kol Merah
2. Bunga Mawar
3. Bunga Kembang Sepatu
4. Kunyit
B. KONSENTRASI ( MOLAR, MOLAL, % KONSENTRASI,
FRAKSIMOL, BPJ )
Konsentrasi larutan menyatakan secara kuantitatif komposisi zat terlarut dan
pelarut di dalam larutan. Konsentrasi umumnya dinyatakan dalam perbandingan
jumlah zat terlarut dengan jumlah total zat dalam larutan, atau dalam
perbandingan jumlah zat terlarut dengan jumlah pelarut. Contoh beberapa satuan
konsentrasi adalah molar, molal, dan bagian per juta (part per million, ppm).
Sementara itu, secara kualitatif, komposisi larutan dapat dinyatakan sebagai encer
(berkonsentrasi rendah) atau pekat (berkonsentrasi tinggi).
Konsetrasi larutan merupakan cara untuk menyatakan hubungan kuantitatif antara
zat terlarut dan pelarut.
Konsentrasi : jumlah zat tiap satuan volum (besaran intensif)
Larutan encer : jumlah zat terlarut sangat sedikit
Larutan pekat : jumlah zat terlarut sangat banyak
Cara menyatakan konsentrasi: molar, molal, persen, fraksi mol, bagian per
sejuta (ppm), dll
Molaritas (M)
Molaritas adalah jumlah mol zat terlarut dalam satu liter larutan. Rumus Molaritas
adalah :
Contoh :
Berapakah molaritas 0.4 gram NaOH (Mr = 40) dalam 250 mL larutan ?
Jawab :
Molalitas (m)
Molalitas adalah jumlah mol zat terlarut dalam 1000 gram pelarut.
Rumus Molalitas adalah :
Contoh :
Berapa molalitas 4 gram NaOH (Mr=40) dalam 500 gram air?
Jawab :
molalitas NaOH
= (4/40)/500 g air
= (0.1 x 2 mol)/1000 g air
= 0,2 m
Fraksi Mol (X)
Fraksi mol adalah perbandingan antara jumlah mol suatu komponen dengan
jumlah total seluruh komponen dalam satu larutan. Fraksi mol total selalu satu.
Konsentrasi dalam bentuk ini tidak mempunyai satuan karena merupakan
perbandingan.
Contoh :
Suatu larutan terdiri dari 2 mol zat A, 3 mol zat B, dan 5 mol zat C. Hitung fraksi
mol masing-masing zat !
Jawab :
XA = 2 / (2+3+5) = 0.2
XB = 3 / (2+3+5) = 0.3
XC = 5 / (2+3+5) = 0.5
XA + XB + XC = 1
Persentase (%)
1. Persentase berat per berat (% b/b)
Persen b/b adalah jumlah gram zat terlarut dalam tiap 100 gram larutan.
Contoh: Larutan cuka sebanyak 40 gram mengandung asam asetat sebanyak 2
gram. Hitunglah konsentrasi larutan itu dalam satuan % b/b?
Solusi: % b/b = 2/40 x 100%= 5%
2. Persentase berat per volume (% b/v)
Persentase b/v adalah jumlah gram zat terlarut dalam tiap 100 ml larutan.
Satuan %b/v umumnya dipakai untuk zat terlarut padat dalam pelarut cair.
Contoh: Untuk membuat larutan infus glukosa, 45 gram glukosa murni dilarutkan
dalam akuades hingga volume larutan menjadi 500 ml. Hitunglah konsentrasi
larutan itu dalam satuan %b/v?
Solusi:%b/v= 45/100 x 100%= 90 %
3. Persentase volume per volume (% v/v)
Persentase v/v adalah jumlah ml zat terlarut dalam tiap 100 ml larutan.
Satuan %v/v umumnya dipakai untuk zat terlarut cair dalam pelarut cair.
Contoh: Etanol sebanyak 150 ml dicampur dengan 350 ml akuades. Hitunglah
konsentrasi etanol dalam satuan %v/v?
Solusi:Volume larutan = 150 + 350 = 500 ml.
%v/v= 150/500 x 100%= 30 %
BPJ
Kadar zat dalam campuran dapat dinyatakan dengan:
1. Persen Massa (% Massa)
Persen massa menyatakan bagian massa komponen dalam 100 bagian massa
campuran
2. Persen Volume (% Volume)
Persen Volume menyatakan bagian volume komponen dalam 100 bagian volume
campuran
3. Bagian per sejuta (bpj / ppm)
Bpj massa menyatakan bagian massa komponen dalam sejuta bagian massa
campuran
Bpj volume menyatakan bagian volume komponen dalam sejuta bagian volume
campuran
Mengubah satuan % ke bpj :
Contoh 1. Membuat larutan dengan kadar tertentu
Berapa gram gula dan berapa gram air diperlukan untuk membuat 200 gram
larutan gula 10 % ?
Jawab :
o massa larutan = 200 gram
o gula 10 % = (10 / 100) x 200 gram = 20 gram
o massa air = massa larutan - massa gula
o = 200 gram - 20 gram = 180 gram
o Jadi massa gula yang diperlukan adalah 20 gram dan massa air
yang ditambahkan sebanyak 180 gram
Contoh 2. Mengubah kadar larutan
Berapa gram gula harus ditambahkan ke dalam 100 gram larutan gula 10 %,
sehingga kadar gula menjadi 20 % ?
Jawab :
o massa gula dalam 100 gram larutan gula 10 % = 10/100 x 200
gram = 20 gram
o misal massa gula yang harus ditambahkan = x gram
o maka massa gula akhir = (20 + x) gram; massa larutan akhir = (200
+ x) gram
o kadar gula menjadi 20 % berarti :
o massa gula / massa campuran = 20 / 100
o (20 + x) / (200 + x ) = 20 / 100 ; x = 25 gram
o jadi, massa gula yang harus ditambahkan sebanyak 25 gram
Contoh 3. Menghitung kadar campuran dua larutan
Sebanyak 100 gram larutan gula 10 % dicampur dengan 200 gram larutan gula 20
%. Berapa persen kadar gula sekarang ?
Jawab :
o larutan gula I : massa gula = 10 / 10 x 100 gram = 10 gram;
massa larutan = 100 gram
o larutan gula II : massa gula = 20 / 100 x 200 gram = 40 gram;
massa larutan = 200 gram
o Cara 1 % massa = massa gula total / massa larutan total x 100 %
o = 50 / 300 x 100 % = 16,6 %
o Cara 2 % massa = (massa gula I + massa gula II) / (massa larutan I
+ II) x 100 %
o = (10% x 100) + (20% x 200) / (100 + 200) x 100 %
= 16,6 %
Contoh 4. Menghitung kadar dalam bpj
Pada suhu 0oC gas CO2 dapat larut sebanyak 1 mg dalam 1000 gram larutan air.
Hitunglah kelarutan gas CO2 tersebut dalam bpj pada larutan air tersebut
jawab :
o bpj massa = massa komponen / massa campuran x 106
o = 10-3
/ 1000 x 106 = 1
C. SIFAT KOLIGATIF LARUTAN ELEKTROLIT DAN
NONELEKTROLIT
a. Sifat Koligatif Larutan
Sifat koligatif larutan adalah merupakan salah satu sifat larutan yang tidak
bergantung pada jenis zat yang terlarut tetapi hanya bergantung pada banyak nya
partikel partikel atau konsentrasi pertikel zat terlarutnya ( kosentrasi zat terlarut).
Sifat koligatif larutan terdiri dari dua jenis, yaitu sifat koligatif larutan elektrolit
dan sifat koligatif larutan non elektrolit. Apabila suatu pelarut ditambah dengan
sedikit zat terlarut (Gambar 6.1), maka akan didapat suatu larutan yang
mengalami:
Penurunan tekanan uap jenu
Kenaikan titik didih
Penurunan titik beku
Tekanan osmotik
Di dalam suatu larutan banyaknya partikel ditentukan oleh konsentrasi larutan
dan sifat larutan itu sendiri. Jumlah partikel yang ada dalam larutan non elektrolit
tidak sama dengan jumlah partikel yang ada dalam larutan elektrolit, walaupun
keduanya mempunyai konsentrasi yang sama. Hal ini dikarenakan larutan
elektrolit dapat terurai menjadi ion-ionnya, sedangkan larutan non elektrolit tidak
dapat terurai menjadi ion-ion. Dengan demikian sifat koligatif larutan dapat
dibedakan atas sifat koligatif larutan non elektrolit dan sifat koligatif larutan
elektrolit.
b. Sifat Koligatif Larutan Nonelektrolit
Sifat koligatif larutan non elektrolit sangat berbeda dengan Sifat koligatif
larutan elektrolit, disebabkan larutan non elektolit tidak dapat mengurai menjadi
ion – ion nya. Maka Sifat koligatif larutan non elektrolit dapat di hitung dengan
menghitung tekanan uap, titik didih, titik beku, dan tekanan osmosis. Menurut
hukum sifat koligatif, selisih tekanan uap, titik beku, dan titik didih suatu larutan
dengan tekanan uap, titik beku, dan titik didih pelarut murninya, berbanding
langsung dengan konsentrasi molal zat terlarut. Larutan yang bisa memenuhi
hukum sifat koligatif ini disebut larutan ideal. Kebanyakan larutan mendekati
ideal hanya jika sangat encer.
Meskipun sifat koligatif melibatkan larutan, sifat koligatif tidak bergantung
pada interaksi antara molekul pelarut dan zat terlarut, tetapi bergatung pada
jumlah zat terlarut yang larut pada suatu larutan. Sifat koligatif terdiri dari
penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan titik beku, dan tekanan
osmotic.
c. Sifat Koligatif Larutan Elektrolit
Zat elektrolit jika dilarutkan akan terionisasi menjadi ion-ion yang
merupakan partikel-partikel di dalam larutan ini. Hal ini menyebabkan
jumlah partikel pada satu mol larutan elektrolit lebih banyak daripada
larutan nonelektrolit.
Banyak ion yang dihasilkan dari zat elektrolit tergantung pada derajat
ionisasinya (α). Derajat ionisasi dirumuskan sebagai berikut.
Harga sifat koligatif larutan elektrolit dipengaruhi oleh faktor Van’t Hoff
(i).
Keterangan:
n = jumlah ion yang dihasilkan dari ionisasi satu molekul zat elektrolit
α = derajat ionisasi zat elektrolit
Sifat-sifat koligatif larutan elektrolit adalah sebagai berikut.
a. Kenaikan titik didih
b. Penurunan titik beku
c. Tekanan osmosis
Larutan elektrolit memperlihatkan sifat koligatif yang lebih besar dari
hasil perhitungan dengan persamaan untuk sifat koligatif larutan nonelektrolit di
atas. Perbandingan antara sifat koligatif larutan elektrolit yang terlihat dan hasil
perhitungan dengan persamaan untuk sifat koligatif larutan nonelektrolit,
menurut Van’t Hoff besarnya selalu tetap dan diberi simbul i (i = tetapan atau
faktor Van’t Hoff ). Dengan demikian dapat
dituliskan:
i = sifat koligatif larutan eklektrolit dengan kosentrasi m / sifat koligatif larutan
nonelektrolit dengan kosentrasi m
Semakin kecil konsentrasi larutan elektrolit, harga i semakin besar, yaitu semakin
mendekati jumlah ion yang dihasilkan oleh satu molekul senyawa elektrolitnya.
Untuk larutan encer, yaitu larutan yang konsentrasinya kurang dari 0,001 m, harga
i dianggap sama dengan jumlah ion.
Sifat koligatif larutan dipengaruhi oleh adanya :
1.Penurunan Tekanan Uap Jenuh
Pada setiap suhu, zat cair selalu mempunyai tekanan tertentu. Tekanan ini
adalah tekanan uap jenuhnya pada suhu tertentu. Penambahan suatu zat ke dalam
zat cair menyebabkan penurunan tekanan uapnya. Hal ini disebabkan karena zat
terlarut itu mengurangi bagian atau fraksi dari pelarut, sehingga kecepatan
penguapan berkurang.
Gambaran penurunan tekanan uap
Menurut Roult :
p = po . XB
keterangan:
p : tekanan uap jenuh larutan
po : tekanan uap jenuh pelarut murni
XB : fraksi mol pelarut
Karena XA + XB = 1, maka persamaan di atas dapat diperluas menjadi :
P = Po (1 – XA)
P = Po – P
o . XA
Po – P = P
o . XA
Sehingga :
ΔP = po . XA
keterangan:
ΔP : penuruman tekanan uap jenuh pelarut
po : tekanan uap pelarut murni
XA : fraksi mol zat terlarut
Contoh :
Hitunglah penurunan tekanan uap jenuh air, bila 45 gram glukosa (Mr = 180)
dilarutkan dalam 90 gram air ! Diketahui tekanan uap jenuh air murni pada 20oC
adalah 18 mmHg.
2.Kenaikan Titik Didih
Adanya penurunan tekanan uap jenuh mengakibatkan titik didih larutan lebih
tinggi dari titik didih pelarut murni. Untuk larutan non elektrolit kenaikan titik
didih dinyatakan dengan:
ΔTb = m . Kb
keterangan:
ΔTb = kenaikan titik didih (oC)
m = molalitas larutan
Kb = tetapan kenaikan titik didihmolal
(W menyatakan massa zat terlarut), maka kenaikan titik didih larutan dapat
dinayatakan sebagai:
Apabila pelarutnya air dan tekanan udara 1 atm, maka titik didih larutan
dinyatakan sebagai :
Tb = (100 + ΔTb) oC
3.Penurunan Titik Beku
Untuk penurunan titik beku persamaannya dinyatakan sebagai:
ΔTf = penurunan titik beku
m = molalitas larutan
Kf = tetapan penurunan titik beku molal
W = massa zat terlarut
Mr = massa molekul relatif zat terlarut
p = massa pelarut
Apabila pelarutnya air dan tekanan udara 1 atm, maka titik beku larutannya
dinyatakan sebagai:
Tf = (O – ΔTf)oC
4.Tekanan Osmosis
Tekanan osmosis adalah tekanan yang diberikan pada larutan yang dapat
menghentikan perpindahan molekul-molekul pelarut ke dalam larutan melalui
membran semi permeabel (proses osmosis) seperti ditunjukkan pada.
Menurut Van’t hoff tekanan osmosis mengikuti hukum gas ideal:
PV = nRT
Karena tekanan osmosis = Π , maka :
π°= tekanan osmosis (atmosfir)
C = konsentrasi larutan (M)
R = tetapan gas universal. = 0,082 L.atm/mol K
T = suhu mutlak (K)
Tekanan osmosis
Larutan yang mempunyai tekanan osmosis lebih rendah dari yang lain
disebut larutan Hipotonis.
Larutan yang mempunyai tekanan lebih tinggi dari yang lain disebut
larutan Hipertonis.
Larutan yang mempunyai tekanan osmosis sama disebut Isotonis.
Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa larutan elektrolit di dalam
pelarutnya mempunyai kemampuan untuk mengion. Hal ini mengakibatkan
larutan elektrolit mempunyai jumlah partikel yang lebih banyak daripada larutan
non elektrolit pada konsentrasi yang sama.
Contoh :
Larutan 0.5 molal glukosa dibandingkan dengan iarutan 0.5 molal garam dapur.
Untuk larutan glukosa dalam air jumlah partikel (konsentrasinya) tetap,
yaitu 0.5 molal.
Untuk larutan garam dapur: NaCl(aq) → Na+(aq)
+ Cl-(aq)
karena terurai
menjadi 2 ion, maka konsentrasi partikelnya menjadi 2 kali semula = 1.0
molal.
Yang menjadi ukuran langsung dari keadaan (kemampuannya) untuk mengion
adalah derajat ionisasi. Besarnya derajat ionisasi ini dinyatakan sebagai :
α° = jumlah mol zat yang terionisasi/jumlah mol zat mula-mula
Untuk larutan elektrolit kuat, harga derajat ionisasinya mendekati 1, sedangkan
untuk elektrolit lemah, harganya berada di antara 0 dan 1 (0 < α < 1). Atas dasar
kemampuan ini, maka larutan elektrolit mempunyai pengembangan di dalam
perumusan sifat koligatifnya.
Untuk Kenaikan Titik Didih dinyatakan sebagai :
n menyatakan jumlah ion dari larutan elektrolitnya.
Untuk Penurunan Titik Beku dinyatakan sebagai :
Untuk Tekanan Osmosis dinyatakan sebagai :
π° = C R T [1+ α(n-1)]
Contoh :
Hitunglah kenaikan titik didih dan penurunan titik beku dari larutan5.85 gram
garam dapur (Mr = 58.5) dalam 250 gram air ! (untuk air, Kb= 0.52 dan Kf= 1.86)
Jawab :
Larutan garam dapur,
Contoh penerapan sifat koligatif dalam kehidupan sehari-hari
a. Penerapan Penurunan Tekanan Uap
Laut mati adalah contoh dari terjadinya penurunan tekanan uap pelarut oleh
zat terlarut yang tidak mudah menguap. Air berkadar garam sangat tinggi ini
terletak di daerah gurun yang sangat panas dan kering, serta tidak berhubungan
dengan laut bebas, sehingga konsentrasi zat terlarutnya semakin tinggi.
Pada saat berenang di laut mati, kita tidak akan tenggelam karena konsentrasi
zat terlarutnya yang sangat tinggi. Hal ini tentu saja, dapat dimanfaatkan sebagai
sarana hiburan atau rekreasi bagi manusia. Penerapan prinsip yang sama dengan
laut mati dapat kita temui di beberapa tempat wisata di Indonesia yang berupa
kolam apung.
b. Penerapan Penurunan Titik Beku
Membuat Campuran Pendingin
Cairan pendingin adalah larutan berair yang memiliki titik beku jauh di
bawah 0oC. Cairan pendingin digunakan pada pabrik es, juga digunakan untuk
membuat es putar. Cairan pendingin dibuat dengan melarutkan berbagai jenis
garam ke dalam air.
Pada pembuatan es putar cairan pendingin dibuat dengan mencampurkan
garam dapur dengan kepingan es batu dalam sebuah bejana berlapis kayu. Pada
pencampuran itu, es batu akan mencair sedangkan suhu campuran turun.
Sementara itu, campuran bahan pembuat es putar dimasukkan dalam bejana lain
yang terbuat dari bahan stainless steel. Bejana ini kemudian dimasukkan ke dalam
cairan pendingin, sambil terus-menerus diaduk sehingga campuran membeku.
Antibeku pada Radiator Mobil
Di daerah beriklim dingin, ke dalam air radiator biasanya ditambahkan
etilen glikol. Di daerah beriklim dingin, air radiator mudah membeku. Jika
keadaan ini dibiarkan, maka radiator kendaraan akan cepat rusak. Dengan
penambahan etilen glikol ke dalam air radiator diharapkan titik beku air dalam
radiator menurun, dengan kata lain air tidak mudah membeku
Antibeku dalam Tubuh Hewan
Hewan-hewan yang tinggal di daerah beriklim dingin, seperti beruang
kutub, memanfaatkan prinsip sifat koligatif larutan penurunan titik beku untuk
bertahan hidup. Darah ikan-ikan laut mengandung zat-zat antibeku yang mempu
menurunkan titik beku air hingga 0,8oC. Dengan demikian, ikan laut dapat
bertahan di musim dingin yang suhunya mencapai 1,9oC karena zat antibeku yang
dikandungnya dapat mencegah pembentukan kristal es dalam jaringan dan selnya.
Hewan-hewan lain yang tubuhnya mengandung zat antibeku antara lain serangga ,
ampibi, dan nematoda. Tubuh serangga mengandung gliserol dan dimetil
sulfoksida, ampibi mengandung glukosa dan gliserol darah sedangkan nematoda
mengandung gliserol dan trihalose.
Antibeku untuk Mencairkan Salju
Di daerah yang mempunyai musim salju, setiap hujan salju terjadi, jalanan
dipenuhi es salju. Hal ini tentu saja membuat kendaraan sulit untuk melaju. Untuk
mengatasinya, jalanan bersalju tersebut ditaburi campuran garam NaCL dan
CaCl2. Penaburan garam tersebut dapat mencairkan salju. Semakin banyak garam
yang ditaburkan, akan semakin banyak pula salju yang mencair.
Menentukan Massa Molekul Relatif (Mr)
Pengukuran sifat koligatif larutan dapat digunakan untuk menentukan massa
molekul relatif zat terlarut. Hal itu dapat dilakukan karena sifat koligatif
bergantung pada konsentrasi zat terlarut. Dengan mengetahui massa zat terlarut
(G) serta nilai penurunan titik bekunya, maka massa molekul relatif zat terlarut itu
dapat ditentukan.
c. Penerapan Tekanan Osmosis
1. Mengontrol Bentuk Sel
Larutan-larutan yang mempunyai tekanan osmosis yang sama disebut
isotonik. Larutan-larutan yang mempunyai tekanan osmosis lebih rendah daripada
larutan lain disebut hipotonik. Sementara itu, larutan-larutan yang mempunyai
tekanan osmosis lebih tinggi daripada larutan lain disebut hipertonik.
Contoh larutan isotonik adalah cairan infus yang dimasukkan ke dalam
darah. Cairan infus harus isotonik dengan cairan intrasel agar tidak terjadi
osmosis, baik ke dalam ataupun ke luar sel darah. Dengan demikian, sel-sel darah
tidak mengalami kerusakan.
2. Mesin Cuci Darah
Pasien penderita gagal ginjal harus menjalani terapi cuci darah. Terapi
menggunakan metode dialisis, yaitu proses perpindahan molekul kecil-kecil
seperti urea melalui membran semipermeabel dan masuk ke cairan lain, kemudian
dibuang. Membran tak dapat ditembus oleh molekul besar seperti protein
sehingga akan tetap berada di dalam darah.
3. Pengawetan Makanan
Sebelum teknik pendinginan untuk mengawetkan makanan ditemukan,
garam dapur digunakan untuk mengawetkan makanan. Garam dapat membunuh
mikroba penyebab makanan busuk yang berada di permukaan makanan.
4. Membasmi Lintah
Garam dapur dapat membasmi hewan lunak, seperti lintah. Hal ini karena
garam yang ditaburkan pada permukaan tubuh lintah mampu menyerap air yang
ada dalam tubuh sehingga lintah akan kekurangan air dalam tubuhnya.
5. Penyerapan Air oleh Akar Tanaman
Tanaman membutuhkan air dari dalam tanah. Air tersebut diserap oleh
tanaman melalui akar. Tanaman mengandung zat-zat terlarut sehingga
konsentrasinya lebih tinggi daripada air di sekitar tanaman sehingga air dalam
tanah dapat diserap oleh tanaman.
6. Desalinasi Air Laut Melalui Osmosis Balik
Osmosis balik adalah perembesan pelarut dari larutan ke pelarut, atau dari
larutan yang lebih pekat ke larutan yang lebih encer. Osmosis balik terjadi jika
kepada larutan diberikan tekanan yang lebih besar dari tekanan osmotiknya.
Osmosis balik digunakan untuk membuat air murni dari air laut. Dengan
memberi tekanan pada permukaan air laut yang lebih besar daripada tekanan
osmotiknya, air dipaksa untuk merembes dari air asin ke dalam air murni melalui
selaput yang permeabel untuk air tetapi tidak untuk ion-ion dalam air laut. Tanpa
tekanan yang cukup besar, air secara spontan akan merembes dari air murni ke
dalam air asin.
Penggunaan lain dari osmosis balik yaitu untuk memisahkan zat-zat
beracun dalam air limbah sebelum dilepas ke lingkungan bebas.
D. PENYERAPAN CAHAYA OLEH LARUTAN
Cahaya bisa dianggap sebagai kuantum energi atau gelombang Elektromagnetik.
Cahaya dapat merambat tanpa atau ada medium rambatan. Perbedaan bagian
sprektrum frekuensi gelombang cahaya diberi nama khusus:
Gambar Spektrum gelombang elektromagnetik
Ketika suatu gelombang elektromaknetik ditembakkan ke suatu zat atau
materi, tidak semua radiasi gelombangnya dapat diteruskan. Sebagian
gelombangnya akan dipantulkan kembali, diserap oleh materi tersebut dan
menyebar serta berfluorisasi. Besarnya gelombang radiasi yang dapat diteruskan
tergantung dari besarnya konsentrasi atom-atom, ion-ion tau molekul-molekul
yang membentuk materi tersebut. Pada gambar 2.3 dapat dilihat ilustrasi dari
penyerapan cahaya yang terjadi pada suatu larutan.
Setiap cairan memiliki jenis dan konsentrasi molekul yang berbeda – beda,
sehingga penyerapan tiap cairan berbeda pula. Sesuai dengan Hukum Beer-
Lambert bahwa radiasi transmisi (T) secara logaritimik dipengaruhi oleh
konsentrasi cairan (c) dan jarak cahaya merambat (l) serta koefisien absorsi.
Dimana T juga merupakan perbandingan intensitas cahaya sebelum masuk ke
cairan (I0) dan intensitas setelah dilewatkan oleh caira (I1), persamaan 2.3. Setiap
cairan memiiki transmisi yang berbeda pada panjang gelombang berbeda. T ini
dinyatakan dalam absorbance (A), persamaan 2.3.
𝑇 =Io
I1 = 10-εcl
2.2
𝑇 = −log10⦋Io
I1⦋ 2.3
BAB III. PENUTUP
A. KESIMPULAN
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
Konsetrasi Larutan
Konsetrasi larutan merupakan cara untuk menyatakan hubungan kuantitatif antara
zat terlarut dan pelarut.
Konsentrasi : jumlah zat tiap satuan volum (besaran intensif)
Larutan encer : jumlah zat terlarut sangat sedikit
Larutan pekat : jumlah zat terlarut sangat banyak
Cara menyatakan konsentrasi: molar, molal, persen, fraksi mol, bagian per
sejuta (ppm), dll
Molaritas (M)
Molaritas adalah jumlah mol zat terlarut dalam satu liter larutan. Rumus Molaritas
adalah :
Molalitas (m)
Molalitas adalah jumlah mol zat terlarut dalam 1000 gram pelarut.
Rumus Molalitas adalah :
Sifat koligatif larutan adalah merupakan salah satu sifat larutan yang tidak
bergantung pada jenis zat yang terlarut tetapi hanya bergantung pada banyak nya
partikel partikel atau konsentrasi pertikel zat terlarutnya ( kosentrasi zat terlarut).
Sifat koligatif larutan terdiri dari dua jenis, yaitu sifat koligatif larutan elektrolit
dan sifat koligatif larutan non elektrolit. Apabila suatu pelarut ditambah dengan
sedikit zat terlarut (Gambar 6.1), maka akan didapat suatu larutan yang
mengalami:
Penurunan tekanan uap jenu
Kenaikan titik didih
Penurunan titik beku
Tekanan osmotik
DAFTAR PUSTAKA
Harjadi, W. 1986. Ilmu Kimia Analitik Dasar. Jakarta: PT Gramedia (hal 176 –
187)
Alexeyev, V. 1969. Quantitative Analysis. Moscow: MIR Publishers (hal 406 –
410)
Khopkar, S.M. 1990. Konsep Dasar Ilmu Kimia Analitik. Jakarta: Universitas
Indonesia (hal 61)
Day, R.A, & Underwood, A.L., Analisis Kimia Kuantitatif, edisi kelima.,
Erlangga, Jakarta,1986.
Hardaji, W., Ilmu Kimia Analitik Dasar, PT Gramedia, Jakarta, 1990.
http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2008/Sri%20Ratisah%2005482
8/materi.HTM
http://kimia.upi.edu/staf/nurul/web2012/1000596/nonelektrolitrumus.PNG