Sifat-sifat Fisis Larutan

Bab 13

1

13.1

Larutan adalah campuran homogen dari dua atau lebih zat

Zat yang jumlahnya lebih sedikit disebut zat terlarut

Zat yang jumlahnya lebih banyak disebut zat pelarut.

2

Larutan jenuh mengandung jumlah maksimum zat terlarut yang dapat larut dalam suatu pelarut pada suhu tertentu.Larutan takjenuh mengandung zat terlarut lebih sedikit daripada yang sebenarnya dapat dilarutkan oleh pelarut pada suhu tertentu.Larutan lewat-jenuh mengandung zat terlarut lebih banyak daripada yang terdapat dalam larutan jenuh pada suhu tertentu.Natrium asetat mengkristal dengan cepat ketika ditambahkan sedikit benih kristal ke dalam larutan natrium asetat lewat-jenuh.

13.13

“sejenis melarutkan sejenis”

Dua zat dengan gaya-gaya antarmolekul yang sama akan cenderung saling melarutkan.

• molekul non-polar dapat larut dalam pelarut non-polar

CCl4 dalam C6H6

• molekul polar dapat larut dalam pelarut polar

C2H5OH dalam H2O

• Senyawa ionik lebih dapat larut dalam pelarut polar

NaCl dalam H2O atau NH3 (l)

13.24

Kelarutan metanol dalam air

5

6

Memprediksi kelarutan relatif suatu zat

Soal: Di dalam pelarut yang manakah tiap-tiap zat terlarut di bawahini akan dapat lebih larut?

(a) Natrium klorida dalam metanol(CH3OH) atau dalam propanol (CH3CH2CH2OH).

(b) Etilena glikol(HOCH2CH2OH) dalam air atau dalam heksana(CH3CH2CH2CH2CH2CH3).

(c) Dietil eter(CH3CH2OCH2CH3) dalam etanol(CH3CH2OH) ataudalam air.

7

Satuan-satuan KonsentrasiKonsentrasi suatu larutan adalah banyaknya zat terlarut dalam sejumlah tertentu pelarut atau larutan.

Persen berdasar Massa

% massa = x 100%massa zat terlarutmassa zat terlarut + massa pelarut

= x 100%massa zat terlarutmassa larutan

13.3

Fraksi Mol (X)

XA = mol zat Ajumlah mol seluruh komponen 8

M =mol zat terlarut

liter larutan

Molaritas (M)

Molalitas (m)

m =mol zat terlarut

massa pelarut (kg)

12.3

Satuan-satuan Konsentrasi

9

Menghitung Molalitas

Soal: Hitunglah molalitas suatu larutan yang dibuat dengan cara melarutkan 75,0 g Ba(NO3)2 (s) ke dalam 374,00 g air pada 250C.

Solusi: massa molar Ba(NO3)2 = 261,32 g/mol

75,0 g Ba(NO3)2 x 1 mol = 0,28700 mol261,32 g

molalitas = = 0,76739 m = 0,767 m0,37400 kg

0,28700 mol

10

Mengkonversi satuan-satuan konsentrasi Soal: konsentrasi asam klorida komersial adalah 11,8 M dan memiliki kerapatan 1,190 g/ml. Hitunglah(a) % massa HCl,(b) molalitas and (c) fraksi mol dari HCl.

Hitunglah molaritas dari 1,74 m larutan sukrosa (C12H22O11) yang kerapatannya 1,12 g/mL.

11

Berapakah molalitas dari 5,86 M larutan etanol (C2H5OH) yang kerapatannya 0,927 g/mL?

m =mol zat terlarut

massa pelarut(kg)M =

mol zat terlarut

liter larutan

Misalkan 1 L larutan:5,86 mol etanol = 270 g etanol927 g larutan (1000 mL x 0,927 g/mL)

massa pelarut = massa larutan – massa zat terlarut= 927 g – 270 g = 657 g = 0,657 kg

m =mol zat terlarut

massa pelarut (kg)=

5,86 mol C2H5OH

0,657 kg pelarut= 8,92 m

13.312

Kelarutan meningkat ketika suhu meningkat

Kelarutan menurun ketika suhu meningkat

13.4

Suhu dan Kelarutan

Kelarutan padatan dan suhu

13

Suhu dan Kelarutan – O2

Kelarutan gas dan suhu

Kelarutan biasanya menurun ketika suhu meningkat

13.414

Tekanan dan Kelarutan Gas

13.5

Kelarutan suatu gas dalam cairan berbanding lurus dengan tekanan gas di atas larutan (hukum Henry).

c = kPc = konsentrasi (M) gas yang terlarut

P = tekanan gas di atas larutan

k = konstanta (mol/L•atm) yang hanya bergantung pada suhu

P rendah

c rendah

P tinggi

c tinggi 15

TA p414

16

Sifat-sifat KoligatifSifat-sifat larutan yang bergantung pada banyaknya partikel (atom, molekul, ion) zat terlarut dan tidak begantung pada jenis zat terlarut

I ) Penurunan Tekanan-Uap - Hukum Raoult

II ) Kenaikan Titik-Didih

III ) Penurunan Titik-Beku

IV ) Tekanan Osmotik

17

Sifat Koligatif Larutan NonelektrolitSifat koligatif adalah sifat yang bergantung hanya pada banyaknya partikel zat terlarut dalam larutan dan tidak bergantung pada jenis partikel zat pelarut.

Penurunan Tekanan-Uap

Hukum Raoult

Jika larutan hanya mengandung satu zat terlarut:

X1 = 1 – X2

P 10 - P1 = P = X2 P 10

P 10 = tekanan uap pelarut murni

X1 = fraksi mol pelarut

X2 = fraksi mol zat terlarut13.6

P1 = X1 P 10

18

PA = XA P A0

PB = XB P B0

PT = PA + PB

PT = XA P A0 + XB P B0

Larutan Ideal

13.619

Kenaikan Titik-Didih

Tb = Tb – T b0

Tb > T b0 Tb > 0

T b adalah titik didih pelarut murni

0

T b adalah titik didih larutan

Tb = Kb m

m adalah molalitas larutanKb adalah konstanta kenaikan

titik-didih molal (0C/m)

13.620

Penurunan Titik-Beku

Tf = T f – Tf0

T f > Tf0 Tf > 0

T f adalah titik beku pelarut murni

0

T f adalah titik beku larutan

Tf = Kf m

13.6

m adalah molalitas larutanKf adalah konstanta penurunan

titik-beku molal (0C/m)21

Soal: Hitunglah titik didih dan titik beku dari larutan benzena jika 257g naftalena (C10H8) dilarutkan ke dalam 500,00g benzena (C6H6).

naftalena = 128,16g/mol

22

Berapakah titik beku suatu larutan yang mengandung 478 g etilena glikol (antibeku) dalam 3202 g air? Massa molar etilena glikol adalah 62,01 g.

Tf = Kf m

m =mol zat terlarut

massa pelarut (kg)= 2,41 m=

3,202 kg pelarut

478 g x 1 mol62,01 g

Kf air = 1,86 0C/m

Tf = Kf m = 1,86 0C/m x 2,41 m = 4,48 0C

Tf = -4,48 0C

13.623

Tekanan Osmotik ()

13.6

Osmosis adalah aliran molekul pelarut secara selektif melewati membran berpori dari larutan encer ke larutan yang lebih pekat.

Membran semipermeabel memungkinkan molekul pelarut melewatinya tetapi menghalangi lewatnya zat terlarut.Tekanan osmotik () tekanan yang dibutuhkan untuk menghentikan osmosis

encer lebih pekat

24

Tekanan Osmotikuntuk Larutan Encer mengikuti

Persamaan Gas Ideal

25

MRTV

nRT

Sel dalam suatu:

larutanisotonik

larutanhipotonik(kurang pekat)

larutanhipertonik

(lebih pekat)

13.626

Soal: seorang dokter yang meneliti sejenis hemoglobin melarutkan 21,5 mg protein dalam air pada 5,0oC hingga terbentuk 1,5 ml larutan dengan tujuan untuk menghitung tekanan osmotiknya. Pada kesetimbangan, larutan tersebut memiliki tekanan osmotik sebesar 3,61 torr. Berapakah massa molar hemoglobin tersebut? Petunjuk: Kita ketahui tekanan osmotik (), R, dan T. Kita konversi dari torr ke atm dan T dari 0C ke K dan gunakan persamaan tekanan osmotik untuk mencari molaritas(M). Kemudian kita hitung mol hemoglobin dari volume dan gunakan massa untuk mencari M.Solusi:

P = 3,61 torr x = 0,00475 atm1 atm760 torr

Suhu = 5,00C + 273,15 = 278,15 K

Menentukan Massa Molar dari Tekanan Osmotik

27

Menentukan Massa Molar dari Penurunan Titik Beku

Soal: 7,85 g sampel suatu senyawa dengan rumus empiris C5H4 dilarutkan dalam 301 g benzena murni. Titik bekunya adalah 4,50 °C. Berapakah massa molar dan apakah rumus molekul dari senyawa tersebut?

28

Sifat-sifat Koligatif Larutan Nonelektrolit

Sifat koligatif adalah sifat yang bergantung hanya pada banyaknya partikel zat terlarut dalam larutan dan tidak bergantung pada jenis partikel zat pelarut.

13.6

Penurunan Tekanan-Uap P1 = X1 P 1o

Kenaikan Titik-Didih Tb = Kb m

Penurunan Titik-Beku Tf = Kf m

Tekanan Osmotik () = MRT

29

Sifat-sifat Koligatif Larutan IonikUntuk larutan ionik, banyaknya ion yang ada harus diperhitungkan

i = faktor van’t Hoff atau banyaknya ion yang ada

Untuk penurunan tekanan uap: P = i XterlarutP 0pelarut

Untuk kenaikan titik didih: Tb = i Kb m

Untuk penurunan titik beku: Tf = i Kf m

Untuk tekanan osmotik: = i MRT

im = konsentrasi partikel30

Sifat Koligatif Larutan Elektrolit

13.6

0,1 m larutan NaCl 0,1 m Na+ ion & 0,1 m Cl- ion

Sifat koligatif adalah sifat yang bergantung hanya pada jumlahpartikel zat terlarut dalam larutan dan tidak bergantung pada jenis partikel zat pelarut.

0,1 m larutan NaCl 0,2 m ion dalam larutan

faktor van’t Hoff(i) = jumlah partikel sebenarnya dalam lar. setelah penguraian

jumlah satuan rumus yang semula terlarut dalam larutan

nonelektrolitNaClCaCl2

i seharusnya

123 31

Kenaikan Titik-Didih Tb = i Kb m

Penurunan Titik-Beku Tf = i Kf m

Tekanan Osmotik () = iMRT

13.6

Sifat Koligatif Larutan Elektrolit

32

Urutkan dari yang titik bekunya paling rendaha. 0,1 m CaCl2, 0,1 m C12H22O11, 0,1m NaClb. 0,05 m HCl, 0,1m HCl, 0,1m HC2H3O2

Berapakah titik beku larutan 0,010 m K2SO4 ?

Tekanan osmotik dari 0,010 M KI adalah 0,456 atm pada 25 °C. Berapakah faktor van’t hoff pada konsentrasi ini?

33