larutan dan konsentrasi
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Kimia dasarKimia larutan
LARUTAN• Campuran zat-zat yang homogen disebut larutan. Suatu
larutan mengandung suatu zat terlarut atau lebih dari satu zat pelarut.
• Suatu larutan dengan jumlah maksimum zat terlarut pada temperatur tertentu disebut larutan jenuh. Banyaknya zat terlarut yang dapat menghasilkan larutan jenuh, dalam jumlah tertentu pelarut pada temperatur konstan disebut kelarutan. Meskipun larutan dapat mengandung banyak komponen, tetapi yang akan di bahas adalah larutan yang mengandung dua komponen yaitu larutan biner. Komponen dari larutan biner adalah zat terlarut dan pelarut.
Zat terlarut Pelarut Contoh
Gas
Gas
Gas
Cair
Cair
Padat
Padat
Gas
Cair
Padat
Cair
Padat
Padat
Cair
Udara, semua campuran gas
Karbondioksida dalam air
Hidrogen dalam platina
Alkohol dalam air
Raksa dalam tembaga
Perak dalam platina
Garam dalam air
B. KONSENTRASI LARUTAN
Konsentrasi larutan adalah jumlah zat terlarut dalam setiap satuan larutan atau pelarut. Pada umumnya konsentrasi dinyatakan dalam satuan fisik atau satuan kimia.
Lambang Nama Definisi
Satuan Fisika
% W/W
% V/V
% W/V
% mg
Persen berat
Persen volume
Persen
berat-volume
persen miligram
gram zat terlarut x 100
gram larutan
ml zat terlarut x 100
ml larutan
gram zat terlarut x 100
ml larutan
mg zat terlarut x 100
100 ml larutan
ppm
ppb
Satuan Kimia
X
F
M
m
parts per million
parts per billion
fraksi mol
Formal
Molar
molal
1 mg zat terlarut
1 L larutan
1 µ g zat terlarut
1 L larutan
mol zat terlarut
mol zat terlarut + mol pelarut
massa rumus zat terlarut
liter larutan
mol zat terlarut
liter larutan
mol zat terlarut
kg pelarut
N
m Eq
Osm
Normal
miliekivalen
osmolar
ekivalen zat terlarut
liter larutan
seperseribu mol muatan
osmols
liter larutan
1. Persen Konsentrasia). Persen berat (% W/W)Persen berat (%W/W) = gram zat terlarut x 100
gram zat terlarut + gram pelarutPersen berat (%W/W) = gram zat terlarut x 100
gram larutanContoh:1. Hitung berapa % NaCl yang dibuat dengan melarutkan 20 g
NaCl dalam 55 g air.Jawab:% berat NaCl = 20 x 100
20 + 55= 26,67 % berat
2. Hitung berapa gram NaCl yang terdapat dalam 500 g NaCl 16% berat
Jawab:
16 = X x 100
500
X = 16 x 500
100
= 80 g
b) Persen volume (%V/V)
Persen volume (%V/V) = ml zat terlarut x 100
ml larutan
Contoh:
50 ml alkohol dicampur dengan 50 ml air menghasilkan 96,54 ml larutan. Hitung % volume masing-masing komponen.
Jawab:
% volume alkohol = 50 x 100 = 51,79 %
96,54
% volume air = 50 x 100 = 51,79%
96,54
c). Persen berat/volume (%W/V)Persen berat-volume (%W/V) = gram zat terlarut x 100
ml larutanPersen berat sangat bermanfaat dan sering digunakan karena tidak bergantung pada temperatur.
2. Parts Per Million dan Parts Per Billion1 ppm = 1 mg zat terlarut
1 L larutan1 ppb = 1 µ g zat terlarut
1 L larutanppm = berat zat terlarut x 106
Berat larutanppb = berat zat terlarut x 109
Berat larutan
Contoh:
Suatu larutan aseton dalam air mengandung 8,60 mg aseton dalam 21,4 L larutan. Jika kerapatan larutan 0,997 g/cm³, hitung konsentrasi aseton dalam (a) ppm dan (b) ppb.
Jawab:
(a) ppm aseton = berat aseton x 106
Berat air
Berat aseton 8,60 mg = 8,60 x 10-3
Berat air = 21,4 L x 1000 ml/L x 0,997 g/ml
= 21,4 x 104 g
ppm aseton = 8,60 10-3 g aseton x 106
21,4 x 104 g air
= 0,402 ppm
(b) ppb aseton = berat aseton x 109
Berat air
= 8,60 10-3 g aseton x 109
21,4 x 104 g air
= 402 ppb
3. Fraksi Mol (X)
Fraksi mol A = XA = jumlah mol A
jumlah mol semua komponen
Fraksi mol zat terlarut = jumlah mol zat terlarut jumlah mol zat terlarut + jumlah mol pelarut
Fraksi mol pelarut = jumlah mol zat pelarut jumlah mol zat terlarut + jumlah mol pelarut
Contoh:
Hitung fraksi mol NaCl dan fraksi mol H2O dalam larutan 117 g NaCl dalam 3 kg H2O
Jawab:
117 g NaCl = 117 = 2 mol
58,5
3 kg air = 3000 = 166,6 mol
18
4. Keformalan (F)Keformalan = jumlah massa rumus zat terlarut
liter larutanContoh:
Suatu larutan diperoleh dengan melarutkan 1,90 g Na2SO4 dan 0,085 liter larutan. Hitung keformalan.
Jawab:
Massa rumus Na2SO4 : 142
1,90 g Na2SO4 = 1,90 = 0,0134 berat rumus 142
Keformalan = 0,0134 = 0,16 F 0,085
5. Kemolaran (M)Kemolaran (M) = mol zat terlarut
Liter larutanJika m M adalah massa molar (g mol-1) makaKemolaran = gram zat terlarut
m M zat terlarut x liter larutanContoh:1. 80 g NaOH dilarutkan dalam air kemudian diencerkan
menjadi 1 L larutan. Hitung kemolaran larutan Mr NaOH = 40
Jawab:Jumlah mol NaOH = 80 g = 2 mol
40 g/mol
Kemolaran = mol = 2 mol = 2 M
L 1 L
2. Seorang mahasiswa mencampurkan 3,5 liter NaCl 0,150 M dengan 5,5 liter NaCl 0,175 M dan memperoleh sebanyak 9 liter. Hitung konsentrasi larutan tersebut.
Jawab:
Dalam 3,5 liter NaCl 0,150 M terdapat
3,5 x 0,150 = 0,5250 mol NaCl
Dalam 5,5 liter NaCl 0,175 M terdapat
5,5 x 0,175 = 0,9625 mol NaCl
Jadi dalam 9 liter terdapat
0,5250 + 0,9625 = 1,4875 mol NaCl
Konsentrasi = 1,4875 = 0,1653 M
9
6. Kemolalan (m)
Kemolalan adalah jumlah mol zat terlarut dalam 1000 g pelarut.
Kemolalan (m) = mol zat terlarut
kg pelarut
Jika m M adalah massa molar (g mol-1)
Kemolalan (m) = gram zat terlarut
m M x kg pelarut
Contoh:
1. Hitung kemolalan larutan metil alkohol (Mr = 32), dengan melarutkan 37 g metil alkohol (CH3OH) dalam 1750 g air.
Jawab:
Mol zat terlarut = 37 g = 1,156 mol
32,0 g/mol
Kemolalan = 1,156 mol
1,1750 kg
= 0,680 m
2. Suatu larutan asam sulfat sebanyak 200 ml mempunyai konsentrasi 20% berat dan kerapatannya 1,200 g/ml. Hitung kemolalan larutan Mr H2SO4 = 98
Jawab:
Berat larutan 200 ml x 1,200 g = 240 g
ml
Berat H2SO4 (zat terlarut) = 0,20 x 240 = 48,0 g H2SO4
Jumlah mol H2SO4 = 48,0 g = 0,490 mol H2SO4
98 g mol-1
Berat (pelarut) = (240 – 48,0) g = 192 g
Kemolalan = 0,490 mol = 2,55 m
0,192 kg
7. Kenormalan (N)Kenormalan = ekivalen zat terlarut
liter larutanKenormalan = gram zat terlarut
massa ekivalen x liter larutanContoh:
Hitung kenormalan larutan yang mengandung 36,75 g H2SO4 dalam 1,5 liter larutan. Massa molekul H2SO4 = 98
Jawab:Massa ekivalen = 49Kenormalan = 36,75 = 0,50 N
49 x 1,50
a) Reaksi Asam-Basa
HCl 1 M = HCl 1 N
H2SO4 1 M = H2SO4 2 N
H2C2O4 1 M = H2C2O4 2 N
KHC2O4 1 M = KHC2O4 1 N
NaOH 1 M = NaOH 1 N
b) Reaksi Pembentukan Kompleks
Ni (NH3)42+ + 4CN- Ni (CN)4
2+ + 4NH3
Ag+ + I- AgI
AgI + 2CN- Ag(CN)2- + I
Berdasarkan reaksi di atas
AgNO3 = 2 KCN = ½ NiSO4
AgNO3 1 M = AgNO3 1 N
NiSO4 1 M = NiSO4 2 N
KCN 2 M = KCN 1 N
c) Reaksi Redoks
MnO4- + 5 Fe2+ + 8 H+ = Mn2+ + 5 Fe3+ + 4 H2O
2 MnO4- + 5 H2C2O4 + 6 H+ = 2 Mn2+ + 10 CO2 + 8 H2O
2 CuSO4 + 4 KI = 2 CuI + I2 + K2SO4
I2 + 2 S2O32- = S4O6
2- + 2 I-
Berdasarkan reaksi di atas
KMnO4 1 M = KMnO4 5 N
FeSO4 1 M = FeSO4 1 N
CuSO4 1 M = CuSO4 1 N
H2C2O4 1M = H2C2O4 2 N
KHC2O4 1 M = KHC2O4 2 N
Na2S2O3 1 M = Na2S2O3 1 N
8. Satuan Konsentrasi dalam Bidang Kedokteran an Ilmu – Ilmu Biologi
a). Persen Miligram(% mg)
Persen miligram (% mg) = mg zat terlarut x 100%mg
100 ml larutan
Contoh:
Berapa gram Natrium sulfat yang diperlukan untuk membuat 20 ml larutan 9,0 % mg
Jawab:
9,0 % artinya dalam 100 ml larutan terlarut 9,0 mg natrium sulfat.
Untuk mmbuat 20 ml diperlukan
20 ml x 9,0 mg = 1,8 mg natrium sulfat
100 ml
b). Ekivalen
Dalam kedokteran menyatakan komponen ionik dalam darah dalam muatan ionnya. Satuan yang digunakan adalah ekivalen (Eq)
1 Eq = 1 mol muatan (+ atau -)
1 Eq Na+ = 1 mol Na+ = 23 g
1 Eq Mg2+ = ½ mol Mg2+ = 12 g
1 Eq HCO3- = 1 mol HCO3- = 61 g
Oleh karena konsentrasi ion dalam darah Sangat encer, maka biasanya digunakan miliekivalen (m Eq).
1 Eq = 1000 m Eq
Contoh:
Hitung jumlah miliekivalen ion Ca2+ yang terdapat dalam 100 ml darah 0,1% (W/V) Ca2+
Jawab:
Ca2+ 0,1 (W/V) = 0,1 g Ca2+
100 ml
Dalam 100 ml Ca2+ 0,1% (W/V) mengandung 0,1 g Ca2+
1 Eq Ca2+ = 20 g
0,1 g Ca2+ = 0,1 g x 1 Eq Ca2+ = 0,005 Eq Ca2+
20 g
Atau
5 m Eq Ca2+
9. Keosmolaran (osmolaritas), Osm• Tekanan osmotik larutan NaCl 0,10 M dua kali tekanan
osmotik glucosa 0,10 M yang tidak terurai menjadi ion. Dalam NaCl 0,10 M terdapat 0,20 mol ion per liter. Larutan NaS2O4 0,10 M mengandung 0,30 mol ion (ion Na2+ dan SO4
2-) per liter larutan.
• Para ahli di bidang kedokteran dan biologi menggunakan keosmolaran untuk menyatakan partikel yang aktif secara osmotik.
• Jadi larutan NaS2O4 0,10 M mempunyai keosmolaran 0,30 mol per liter atau dinyatakan dengan 0,30 Osm (osmolar).
Larutan 0,10 Osm, berarti keosmolarannya 0,10 mol partikel per liter yang menyebabkan tekanan osmotik.
10. Beberapa catatan
Cara menyatakan konsentrasi yang sering digunakan adalah kemolaran
M = kemolaran = mol
liter
M = mol = milimol
liter mililiter
Mol = M x liter
Milimol = M x mililiter
Pernyataan Konsentrasi dan Penggunaannya
Pernyataan Konsentrasi Penggunaan
% berat
% volume dan % volume berat
Kemolaran, keformalan
Kenormalan
Kemolalan
Fraksi mol
Tekanan parsial
Ppm
Keosmolaran
Kelarutan dan lainnya
Beberapa penggunaannya praktis
Analisis kuantitatif, analisis kualitatif
Analisis volumetri, daya hantar ekivalen
Sifat koligatif, elektrokimia, termodinamika, larutan elektrolit
Sifat koligatif, hukum Dalton, hukum Raoult, termodinamika
Sistem gas
Larutan yang sangat encer
Peristiwa osmosis