BUKU AJAR KIMIA LARUTAN

Rusman

Ratu Fazlia Inda Rahmayani

Mukhlis

SYIAH KUALA UNIVERSITY PRESS

2018

Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang

Dilarang keras memperbanyak, memfotocopy sebagian atau

seluruh isi buku ini, serta memperjual belikannya tanpa

mendapat izin tertulis dari penerbit.

Diterbitkan oleh Syiah Kuala University Press Darussalam

–Banda Aceh, 23111

Judul Buku : Buku Ajar

Kimia Larutan Penulis : Rusman,Ratu Fazlia Inda Rahmayani dan Mukhlis

Penerbit : Syiah Kuala University Press

Telp : (0651) 801222

Email : upt.percetakan@unsyiah.ac.id

Cetakan : Pertama, 2018

ISBN : 978-602-5679-74-2

Anggota Ikatan Penerbit Indonesia (IKAPI)

iii

KATA PENGANTAR

Syukur Alhamdulillah dipanjatkan kehadirat Allah SWT, atas

selesainya penulisan buku ajar KIMIA LARUTAN. Penulisan buku ini

bertujuan untuk menjadi materi mata kuliah Kimia Larutan pada

Jurusan Pendidikan Kimia FKIP Universitas Syiah Kuala. Penulisan

buku ini merupakan tindakan guna memenuhi tuntutan mahasiswa

untuk mendapatkan materi kuliah yang sesuai dengan perkembangan

keilmuan. Penulisan buku ini tidak mungkin tersaji tanpa bantuan

berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini, tim penulis

tidak lupa mengucapkan terima kasih yang tiada terhingga kepada

keluarga, mahasiswa, teman-teman staf pengajar Jurusan Pendidikan

Kimia dan FKIP yang telah memberikan dorongan sehingga buku ini

dapat selesai.

Penulis menyadari bahwa tulisan dalam buku ini masih jauh dari

kesempurnaan. Hal ini disebabkan keterbatasan ilmu dan pengalaman

yang dimiliki. Oleh karena itu, kritik dan saran dari semua pihak yang

bersifat membangun sangat diharapkan, untuk penyempurnaan buku ini

menjadi lebih baik.

Akhirnya penulis berharap tulisan yang sederhana ini dapat

memberikan kontribusi dan manfaat bagi pembaca pada umumnya dan

mahasiswa pada khususnya.

Banda Aceh, September 2018

Drs. Rusman, M.Si.

Ratu Fazlia Inda Rahmayani, S,Pd., M.Sc.

Mukhlis, S.Pd., M.Si.

iv

KATA PENGANTAR DEKAN

Banyaknya sumber bacaan dan/atau informasi tentang suatu

disiplin ilmu menjadi pemicu memahami ilmu dan penggagas

pengetahuan terkait. Namun, mahasiswa yang baru memasuki area

disiplin ilmu dimaksud akan mendapat kesulitan untuk mengelola

struktur bahasan disiplin ilmu dalam rangka memahami ilmu dan

pengetahuan tersebut. Cakupan informasi dari sumber yang bervariasi

berpotensi memberikan pemahaman yang bias bila dibaca dan

dipahami oleh mahasiswa yang latar belakang pengetahuan tentang

disiplin itu terbatas. Buku ajar ini dikreasikan untuk membantu

mahasiswa mengelola dan mempelajari matakuliah Kimia Larutan

dalam suatu struktur pokok bahasan yang sesuai dengan Kurikulum

Jurusan Pendidikan Kimia Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan

Universitas Syiah Kuala.

Kami selaku Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan

Universitas Syiah Kuala sangat menyambut baik atas penerbitan buku

ajar Kimia Larutan ini yang dipergunakan dalam perkuliahan

matakuliah dimaksud. Penerbitan buku ajar ini merupakan salah satu

pengejawantahan dari kegiatan BOPT 2018 dari Jurusan Pendidikan

Kimia. Kami mengucapkan terima kasih kepada semua pihak terkait

yang terlibat, dan semoga buku ajar ini bermanfaat adanya.

Dalam kesempatan ini, izinkan kami atas nama pimpinan

mengucapkan selamat kepada penulis yang telah menghasilkan karya

nyata sehingga menjadi motivasi bagi orang lain untuk menulis,

sekaligus memberikan apresiasi yang setinggi-tingginya semoga

langkah maju yang dilakukan oleh penulis menjadi inspirasi bagi

siapapun yang memilih profesi sebagai insan akademis.

Akhirnya pada kesempatan ini kami menitip pesan khusus

pada penulis agar teruslah berkarya sepanjang masa selagi hayat

v

masih dikandung badan, sebagai penulis dan peneliti tentu paham

betul bahwa buah pikiran dan gagasan yang ditulis dalam artikel dan

buku yang dituggu-tunggu oleh pembacanya terutama mahasiswa dan

masyarakat umum tentu merupakan kebahagian tersendiri melebihi

segala-galanya dalam menghiasi perjalanan karier penulis sebagai

dosen dan ilmuwan.

Banda Aceh, 1 Oktober 2018

Dekan FKIP UNSYIAH,

Prof. Dr. Djufri, M.Si.

vi

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ............................................................. iii

KATA PENGANTAR DEKAN .............................................. iv

DAFTAR ISI ............................................................................ vi

BAB 1. LARUTAN DAN KONSENTRASI LARUTAN ........ 1

1.1 Definisi Larutan .................................................. 1

1.2 Proses Pelarutan dari Sudut Pandang Molekul ... 3

1.3 Konsentrasi Larutan ............................................. 4

1.3.1 Molaritas .................................................... 5

1.3.2 Molalitas ..................................................... 13

1.3.3 Normalitas .................................................. 17

1.3.4 Fraksi Mol .................................................. 19

1.3.5 Konsentrasi dalam Persen .......................... 21

1.3.6 Parts per Million (ppm) dan Parts per Billion (ppb)

..................................................................... 23

1.3.7 Keformalan ................................................. 25

1.4 Cara Membuat Larutan ....................................... 27

1.5 Soal Latihan ........................................................ 34

1.6 Lembar Kerja Mahasiswa (LKM) ...................... 37

1.7 Lembar Kerja Praktikum .................................... 42

BAB 2. PENGENCERAN LARUTAN .................................... 45

2.1 Pengertian Pengenceran ...................................... 45

2.2 Menentukan Konsentrasi Larutan Hasil Pengenceran

............................................................................. 47

2.3 Soal Latihan ........................................................ 60

2.4 Lembar Kerja Mahasiswa (LKM) ....................... 62

2.5 Lembar Kerja Praktikum ..................................... 65

BAB 3. KONSENTRASI LARUTAN SEJENIS .................... 67

3.1 Campuran Larutan Sejenis yang Konsentrasinya sama

............................................................................. 68

3.2 Campuran Larutan Sejenis yang Konsentrasinya berbeda

............................................................................. 69

vii

3.3 Soal Latihan ........................................................ 71

3.4 Lembar Kerja Mahasiswa (LKM) ...................... 72

BAB 4. LARUTAN STANDAR ............................................. 74

4.1 Larutan Standar Primer dan Sekunder ................ 74

4.2 Standarisasi Larutan ............................................ 77

4.2.1 Standarisasi Larutan dengan Cara Titrasi .. 77

4.2.2 Titrasi Asam Basa ...................................... 79

4.2.3 Jenis-Jenis Titrasi Lain ............................. 85

4.3 Soal Latihan ........................................................ 88

4.4 Lembar Kerja Praktikum .................................... 90

BAB 5. LARUTAN PEREAKSI ............................................. 95

5.1 Pembuatan Larutan Universal ............................. 95

5.2 Pembuatan Pereaksi (Reagensia) ........................ 96

DAFTAR PUSTAKA .............................................................. 110

TENTANG PENULIS ............................................................. 112

BAB I

LARUTAN DAN KONSENTRASI

LARUTAN

1.1 Definisi Larutan

Campuran zat-zat terlarut dan pelarut yang komposisinya

merata atau serba sama (homogen) disebut dengan Larutan. Suatu

larutan dapat terdiri dari satu zat terlarut atau lebih dan satu

macam pelarut, tetapi umumnya terdiri dari satu jenis zat terlarut

Capaian Pembelajaran Mata Kuliah

1. Menyelesaikan masalah perhitungan konsentrasi

larutan berhubungan dengan pembuatan larutan di

laboratorium.

2. Merancang percobaan pembuatan larutan dan

membuat larutan dengan berbagai konsentrasi

Kemampuan Akhir yang diharapkan

Setelah mempelajari bab ini, diharapkan mahasiswa

dapat:

1. Mengumpulkan data informasi konsentrasi larutan

dan kegunaannya dalam berbagai keperluan.

2. Merumuskan dan menyelesaikan perhitungan

konsentrasi larutan dalam berbagai satuan

konsentrasi fraksi mol dan persen.

3. Mempraktekkan cara pembuatan larutan dalam

berbagai satuan konsentrasi.

Kimia Larutan 1

dan satu pelarut. Berbicara tentang larutan, kata-kata solven

(pelarut) dan Solut (zat yang terlarut) sudah umum disebutkan,

Solven sebagai komponen yang secara fisik tidak berubah jika

larutan terbentuk, sedangkan solut sebagai semua komponen

yang larut dalam pelarut.

Ditinjau dari ukuran partikel yang terlarut, Larutan

homogen dibedakan menjadi 2 yaitu larutan sejati dan koloid.

Perbedaan larutan sejati dan koloid dapat dilihat pada tabel

berikut.

Tabel 1.1 Tabel perbedaan larutan sejati dengan koloid

Jenis Larutan Ukuran Contoh Sifat

Larutan Sejati < 1 nm Larutan Garam

dapur, larutan

gula, larutan

cuka

Larutan Koloid 1 – 1000 nm koloid susu, Memiliki Efek

Tyndal, Gerak

Brown dan dapat

dipisahkan

dengan kertas

semipermeabel

2 Kimia Larutan

BAB II

KONSENTRASI PENGENCERAN

2.1 Pengertian Pengenceran

Dalam pekerjaan sehari-hari di laboratorium, kita

memerlukan larutan yang konsentrasinya lebih rendah dari

larutan yang tersedia. Cara mendapatkannya dapat dilakukan

dengan menambahkan pelarut atau disebut dengan pengenceran.

Di laboratorium kimia, senyawa kimia yang dibeli

umumnya dalam bentuk larutan pekat atau memiliki konsentrasi

tinggi. Hal ini dikarenakan cara ini lebih ekonomis dan tidak

membutuhkan jumlah volume yang besar. Tabel 2.1

memperlihatkan beberapa larutan pekat yang sering ditemukan

dilaboratorium. Informasi besarnya konsentrasi ditulis dalam

persen dan massa jenis larutan.

Capaian Pembelajaran Mata Kuliah

1. Menyelesaikan masalah perhitungan konsentrasi larutan

berhubungan dengan pembuatan larutan di laboratorium.

2. Merancang percobaan pembuatan larutan dan membuat

larutan dengan berbagai konsentrasi

Kemampuan Akhir yang diharapkan

Setelah mempelajari bab ini, diharapkan mahasiswa dapat:

1. Menjelaskan prinsip-prinsip dalam pengenceran dan

perhitungannya.

2. Mengggunakan konsep pengenceran dalam mempersiapkan

larutan di laboratorium

Kimia Larutan 45

Tabel 2.1 Larutan Pekat yang konsentrasinya tinggi di

Laboratorium

Reagen Berat jenis

(g/mL)

Persen

massa

Molarita

s

Asam sulfat (H2SO4) 1,84 96 18

Asam klorida (HCl) 1,18 36 12

Asam fosfat (H3PO4) 1,7 85 15

Asam nitrat (HNO3) 1,43 70 16

Asam asetat (HC2H3O2) 1,05 100 17,5

Larutan ammonia dalam

air ( NH3)

0,90 28 15

Penggunaan bahan kimia dalam praktikum atau penelitian

dilakukan dengan mengencerkan larutan pekat untuk

mendapatkan konsentrasi yang diinginkan. Proses pengenceran

adalah manambahkan pelarut pada sejumlah tertentu larutan

pekat (konsentrasi tinggi). Penambahan pelarut pada larutan

pekat akan diperoleh volume akhir yang lebih besar atau

konsentrasi yang lebih kecil.

46 Kimia Larutan

BAB III

KONSENTRASI CAMPURAN LARUTAN

SEJENIS

Pada penelitian, penggunaan larutan yang memiliki

berbagai konsentasi, memerlukan banyak wadah dan tempat

penyimpanan. Jika sisa larutan penelitian tersebut dibuang, akan

menimbulkan masalah terhadap lingkungan. Jika sisa larutan

disimpan, akan memerlukan banyak tempat yang dapat membuat

meja atau lemari penuh dengan larutan.

Capaian Pembelajaran Mata Kuliah

1. Menyelesaikan masalah perhitungan konsentrasi

larutan berhubungan dengan pembuatan larutan di

laboratorium.

2. Merancang percobaan pembuatan larutan dan membuat

larutan dengan berbagai konsentrasi

Kemampuan Akhir yang diharapkan

Setelah mempelajari bab ini, diharapkan mahasiswa

dapat:

1. Menentukan konsentrasi campuran dari larutan sejenis.

2. Menggunakan konsep perhitungan konsentrasi

campuran dalam mempersiapkan larutan di

laboratorium

Kimia Larutan 67

BAB IV

LARUTAN STANDAR

4.1 Larutan Standar Primer dan Sekunder

Dalam bidang kimia, larutan standar merupakan suatu

larutan yang konsentrasinya telah diketahui secara pasti. Kita

dapat menentukan secara pasti jumlah dari tiap unitnya. Dengan

menggunakan larutan standar, kita akan dapat menentukan

konsentrasi dari suatu larutan lain. Beberapa kegunaan larutan

standar didalam laboratorium kimia yaitu:

a. Sebagai suatu refesernsi yang digunakan untuk

menentukan larutan yang tidak diketahui

konsentrasinya.

b. Untuk menstandarisasi larutan volumetrik

Capaian Pembelajaran Mata Kuliah

Menerapkan prinsip-prinsip standarisasi larutan

Kemampuan Akhir yang diharapkan

Setelah mempelajari bab ini, diharapkan mahasiswa

dapat:

1. Menjelaskan prinsip-prinsip standarisasi larutan;

mengelompokkan larutan standar primer dan

sekunder.

2. Membuat larutan standar primer dan standarisasi

larutan

74 Kimia Larutan

c. Mempersiapakan larutan standar

d. Untuk mengkalibrasikan instrumen.

Larutan standar terbagi menjadi 2 jenis, yaitu larutan standar

primer dan sekunder.

a. Larutan Standar Primer

Merupakan larutan yang konsentrasinya diperoleh

dari hasil menimbang. Standar primer digunakan

sebgai kalibrator primer.

Syarat suatu bahan kimia yang dapat digunakan sebagai

standar primer yaitu:

Memiliki kemurnian tinggi.

Bersifat stabil.

Bersifat anhidrat

Tidak higroskopis

Mempunyai berat molekul tinggi dibandingkan

dengan bentuk lainnya yang sama.

Dapat diperoleh dengan mudah

Selalu tersedia dan siap untuk digunakan

Tidak bersifat toksik

Murah

b. Larutan Standar Sekunder

Merupakan larutan yang konsentrasinya diperoleh

dengan cara mentitrasi dengan menggunakan larutan

standar primer. Larutan standar sekunder digunakan

Kimia Larutan 75

BAB V

LARUTAN PEREAKSI

5.1 Pembuatan Larutan Universal

Suatu indikator universal dapat dibuat dengan cara

melarutkannya di dalam satu liter etanol 66%.

Bromotimol biru 0,30 g

Fenolftalein 0,35 g

Metil jingga 0,05 g

Metil merah 0,15 g

Dalam jumlah kecil, larutan indikator universal dapat

dibuat dengan mencampurkan larutan-larutan indikator:

6 ml Bromotimol biru 0,10 g/100 ml

7 ml Fenolftalein 0,10 g/100 ml etanol 70%

1 ml Metil jingga 0,10 g/100 ml air

3 ml Metil merah 0,10 g/100 ml air

Capaian Pembelajaran Mata Kuliah

Mendemonstrasikan cara pembuatan dan peggunaan

berbagai reagen kimia

Kemampuan Akhir yang diharapkan

Setelah mempelajari bab ini, diharapkan mahasiswa

dapat:

1. Menjelaskan fungsi dan kegunaan larutan pereaksi

2. Memahami pembuatan reagent di laboratorium

Kimia Larutan 95

Warna indikator ini berubah dengan urutan warna pelangi, yaitu:

Merah sampai pH 3

Merah jingga pada pH 4

Jingga pada pH 5

Kuning pada pH 6

Hijau kekuning-kuningan pada pH 7

Biru kehijau-hijauan pada pH 8

Biru pada pH 9

Lembayung pada pH 10

Lembayung Kemerah-merahan pada pH 11

5.2 PEMBUATAN PEREAKSI (REAGENSIA)

Beberapa pereaksi yang sering digunakan di

Laboratorium untuk keperluan analisis dapat dibuat dengan cara

sebagai berikut.

1. Larutan Pb-asetat (Pb(CH3COO)2)

Buat larutan Pb-asetat jenuh dan netralkan dengan NaOH.

Untuk menghilangkan kelebihan Pb yang digunakan dalam

penjernihan, tambahkan ke dalam filtrat K atau Na-oksalat

anhidrat secukupnya.

1. Larutan Tembaga sulfat (CuSO4)

Larutkan 34,69 gram CuSO4.5H2O dalam aguades dan

kemudian encerkan menjadi 500 mL. saring menggunakan

kertas saring atau glass wool.

96 Kimia Larutan

DAFTAR PUSTAKA

Ahmad, Hiskia, Tupamahu, 2001, Penuntun Belajar Kimia

Larutan. Citra Aditya Bakti, Bandung

Brady, E.J., 1999,Kimia Universitas, Asas dan Sruktur, Edisi

kelima, Jilid 1, Alihbahasa: Sukmariah Maun,dkk. Pn.

Binarupa Aksara, Jakarta

Fauziah, Nenden, 2009, Kimia SMA 2, SMA dan MA Kelas XI,

Bandung, Hapsa Jaya.

Hernanto, Ari, Ruminten, 2009, Kimia SMA 2, SMA dan MA

Kelas XI, Jakarta, Seti Aji.

Kalsum, Siti, Poppy K. Devi, Masmiami & Hasmiati Syahrul,

2009, Kimia SMA 2, SMA dan MA Kelas XI, Jakarta,

Pt. Remaja Rosdakarya.

Permana, Irvan, 2009, Memahami Kimia 2 : SMA/MA Untuk

Kelas XI, Semester 1 dan 2 Program Ilmu

Pengetahuan Alam, Bandung, Armico.

Petrucci, R.H., 1993, Kimia Dasar: Prinsip dan Terapan Modern,

Edisi Keempat, Jilid 2, Alihbahasa: Suminar Ahmadi,

PN. Erlangga, Jakarta.

Premono, Shidiq, Anis Wardani, Nur Hidayati, 2009, Kimia SMA

2, SMA dan MA Kelas XI, Jakarta, PT. Pustaka Insan

Madani.

Purba, M. 2002, Kimia untuk SMA Kelas XI, jilid 3B, PN.

Erlangga, Jakarta.

Soebiyanto, Suwardi, Th. Eka Widiasih, 2009, Panduan

Pembelajaran Kimia : Untuk SMA & MA Kelas XI,

Jakarta, CV. Karya Mandiri Nusantara.

Sudarmo, U.,2004, Kimia untuk SMA Kelas XI, seri made

simple, Pn. Erlangga, Jakarta

Sunarya, Y. 2000, Kimia Dasar, Alkemi Grafindo Press,

Bandung.

110 Kimia Larutan

Sunarya, Yayan, Agus Setiabudi, 2009, Mudah dan Aktif Belajar

Kimia untuk Kelas XI Sekolah Menengah

Atas/Madrasah Aliyah Program Ilmu Pengetahuan

Alam, Jakarta, Depdiknas.

Utami, Budi, Agung Nugroho Catur Saputro, Lina Mahardiani,

Sri Yamtinah, Bakti Mulyani, 2009, Kimia SMA 2,

SMA dan MA Kelas XI, Jakarta, CV. HaKa MJ.

White, J.E., 1987, Physical Chemistry, HBJ, London

Kimia Larutan 111

TENTANG PENULIS

Rusman adalah Dosen Jurusan Kimia

FKIP Universitas Syiah Kuala sejak

tahun 1993 untuk matakuliah Kimia

Larutan, Kimia Fisik dan Stoikiometri.

Penulis menyelesaikan program Master

Sains di Jurusan Kimia Universitas

Gadjah Mada dalam bidang Kimia Fisik

pada tahun 1998. Penulis aktif

melakukan penelitian terkait katalis dan

polimer. Publikasi penulis dapat dilihat

di Google Scholar.

Ratu Fazlia Inda Rahmayani adalah

Dosen Jurusan Pendidikan Kimia FKIP

Unsyiah sejak tahun 2015. Selama ini telah

dipercaya mengajar matakuliah Ikatan

Kimia, Kimia Anorganik, Kimia Kitosan

dan Kimia Larutan. Penulis memperoleh

gelar Master of Science dalam bidang

Kimia Anorganik dari Universitas Gadjah

Mada pada Tahun 2014. Saat ini penulis

terus aktif melakukan penelitian dalam bidang pupuk slow

release menggunakan matriks kitosan. Publikasi penulis dapat

dilihat di Google Scholar.

Mukhlis adalah dosen pada Jurusan

Pendidikan Kimia Fakultas Keguruan dan

Ilmu Pendidikan Universitas Syiah Kuala

untuk mata kuliah Kimia Dasar, Kimia

Organik, dan Kimia Larutan sejak 1999. Gelar

Master Sains dalam bidang Kimia Organik

diperoleh dari Universitas Padjajaran.

Publikasi penulis dapat dilihat di Google

Scholar.

112 Kimia Larutan