Larutan, Komponen dan Konsentrasi - BINA …repository.binus.ac.id/content/s0372/s037231613.doc · Web viewLarutan biner : larutan yang mengandung dua komponen. Komponen dalam jumlah

S0372-Bahan Pendukung 4-Kimia Teknik Sipil 01 / 01 - 26

Larutan, Komponen dan Konsentrasi

Larutan dan Komponen

Larutan adalah suatu sistem homogen dengan komposisi yang bervariasi.

Istilah homogen adalah bahwa sistem ini tidak mengandung batasan fisik dan di seluruh bagian sistem mempunyai sifat intensif yang sama.

Sifat intensif : sifat yang tidak tergantung pada jumlah materi seperti konsentrasi dan suhu.

Berarti larutan bukan suatu zat murni dengan komposisi tertentu.

BINA NUSANTARAEdisi : 1 Revisi : 0 Sept - 2005


Larutan dapat mengandung banyak komponen, maka yang akan kita pelajari adalah larutan biner.

Larutan biner : larutan yang mengandung dua komponen.

Komponen dalam jumlah yang sedikit disebut zat terlarut.

Komponen dalam jumlah yang terbanyak disebut pelarut.



Contoh larutan biner

Zat terlarut

Pelarut Contoh

Gas Gas Udara, semua cam-puran gas

Gas Cair Karbon dioksida di dalam air

Gas Padat Hidrogen dalam platina

Cair Cair Alkohol dalam airCair Padat Raksa dalam

tembagaPadat Padat Perak dalam

platinaPadat Cair Garam dalam air



Konsentrasi

Konsentrasi suatu larutan adalah jumlah zat terla-rut dalam sejumlah tertentu larutan.

Menyatakan konsentrasi ada beberapa sistem kuantitatif. Persen berat ( % berat) Persen volume ( % volume) Fraksi mol (x) Kemolaran (M) Keformalan (F) Kemolalan (m) Kenormalan (N) Bagian persejuta (ppm)



Persen berat larutan

Konsentrasi persen berat larutan adalah jumlah bagian berat zat terlarut yang terdapat dalam 100 bagian larutan.

Contoh :

Hitung berapa % NaCl dalam suatu larutan yang dibuat dengan cara melarutkan 20 gram NaCl dalam 55 gram air.

Jawab :

Persen volume (% volume)BINA NUSANTARA

Edisi : 1 Revisi : 0 Sept - 2005


Konsentrasi persen volume larutan adalah jumlah bagian volume zat terlarut yang terdapat dalam 100 bagian volume larutan.

Contoh :

50 ml alkohol dicampur dengan 54 ml air menghasilkan 96,54 ml larutan. Hitung % volume masing-masing komponen.

Jawab



Catatan : Jumlah % volume dari semua komponen larutan tidak selalu sama dengan 104

Fraksi mol larutan

Fraksi mol (x) suatu komponen dari larutan adalah jumlah mol komponen itu dibagi jumlah mol semua komponen dalam larutan

jumlah fraksi mol semua komponen = 1

Contoh :Hitung fraksi mol NaCl dan fraksi mol H2O dalam larutan 117 gram NaCl dalam 3 kg H2O.



Jawab :

Kemolaran (M)

Konsentrasi molar adalah jumlah mol zat terlarut dalam satu liter larutan

Kemolaran

Kemolaran

= M = mol zat terlarutliter larutan

= M = gram zat terlarutBM zat terlarut x liter larutan

Contoh Kemolaran (M)

Berapa kemolaran suatu larutan yang mengan-dung 36,75 g H2SO4 dalam 1,5 l larutan. BM H2SO4 = 98.



Jawab :



Jumlah mol SO H = 36,7598

= 0,375 mol

Kemolaran = 0,3751,5

= 0,25 M

2 4

atauKemolaran =

36,7598 x 1,5

= 0,25

Keformalan (F)

Keformalan larutan adalah jumlah massa rumus zat terlarut dalam liter larutan.

Keformalan = F = massa rumus zat terlarutliter larutan

Contoh :



Suatu larutan diperoleh dengan melarutkan 1,90 g Na2SO4 dalam 0,085 liter larutan. Hitung keformalan larutan.

Jawab :

Massa rumus Na2SO4 = 142

Kemolalan (m)



Kemolalan suatu larutan adalah jumlah mol zat terlarut dalam 1000 g pelarut.



Bagian per sejuta (ppm)

Konsentrasi larutan yang sangat encer biasanya dinyatakan dengan “part per million” atau ppm (bagian per sejuta)

ppm = massa zat terlarutmassa larutan

x 106

Bila pelarutnya air dan jumlah zat terlarut sangat sedikit sehingga kerapatan larutan dapat dianggap 1,00 g / ml

ppm =

mg zat terlarut

10 x mg air

mg zat terlarutliter larutan

6

Kadang-kadang dijumpai konsentrasi yang dinyatakan dengan cara lain selain di atas yaitu :



gram zat terlarut per mililiter larutan gram zat terlarut per 100 ml larutan gram zat terlarut per liter larutan gram zat terlarut 100 gram air

Hukum Raoult dan Sifat Kologatif Larutan Non Elektrolit



Hukum Raoult berlaku untuk larutan ideal

Larutan yang terdiri dari dua komponen A dan B adalah larutan ideal jika tidak terjadi lagi penyerapan atau pembebasan energi jika kedua komponen itu dicampurkan

Menurut Hukum Raoult tekanan uap yang disebabkan oleh pelarut berbanding lurus dengan fraksi mol larutan

P = Po Xi

P = tekanan uap larutanPo = tekanan uap pelarutXi = fraksi mol pelarut

Jika dua cairan yang dapat menguap bercampur dan terbentuk larutan ideal maka larutan ini akan mengikuti juga hukum Raoult.

Untuk komponen 1, berlaku

P1 = X1 P1o

P1 = tekanan uap parsial komponen 1X 1 = fraksi mol komponen 1



P1o = tekanan uap komponen 1 murni

Untuk komponen 2, berlaku

P2 = X2 P2o

P2 = tekanan uap parsial komponen 1X 2 = fraksi mol komponen 1P2

o = tekanan uap komponen 1 murni

Tekanan uap total dari larutan adalah

PT = P1 + P2



Gambar di atas merupakan campuran benzena dan toluena yang mengikuti Hukum Raoult.

Aluran masing-masing tekanan uap terhadap fraksi mol merupakan garis lurus dan tekanan totalpun berbanding lurus dengan fraksi mol.

Catatan penting untuk diketahui : bahwa kompo-sisi campuran cairan tidak sama dengan komposi-si uapnya dalam keadaan kesetimbangan.



Contoh :

Campuran fraksi mol benzena, x1, 0,30, dan fraksi mol Toluena, x2, adalah 0,70. Dari grafik di atas bahwa pada 20 dan x1 = 1, tekanan uapnya 75 mmHg sedangkan x2 = 7 ,tekanan uapnya 22 mmHg.

Jadi

P1o = 75 mmHg dan P2

o = 22 mmHg

Sehingga

P1 = P1ox1 = 0,30 x 75 mmHg = 22,50 mmHg

P2 = P2ox2 = 0,70 x 22 mmHg = 15,40 mmHg

PT = P1 + P2 = 37,90 mmHg

Fraksi mol benzena dan toluena dalam uap

x

x

1

2

= PP

= 22,5037,90

= 0,60

= PP

= 15,4037,90

= 0,40

1T

2T



Terlihat uap lebih banyak mengandung benzena dan lebih sedikit mengandung toluena dari pada dalam cairan.

Sifat Kologatif

Sifat suatu larutan berbeda dari sifat pelarut murni

Sifat-sifat larutan yang terutama bergantung dari konsentrasi partikel zat terlarut dan bukan dari sifatnya disebut sifat koligatif

Sifat-sifat ini adalah penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan titik beku dan tekanan osmotik.

Hanya yang akan dibahas sifat koligatif larutan non elektrolit.

Menurut Hukum Raoult tekanan uap yang disebabkan oleh pelarut berbanding lurus dengan fraksi mol larutan.

P = Po x1



Hukum ini dapat juga dinyatakan dengan penurunan tekanan uap P

P = Po - PP = Po - Pox1

P = Po (1 - x1)oleh karena x1 + x2 = 1 x2 = (1 - x1)

P = Pox2

Jadi, penurunan tekanan uap, berbanding lurus dengan fraksi mol zat terlarut

P0 - PP

= nN + n

10

P0 = tekanan uap pelarut murniP1 = tekanan uap larutan pada suhu yang

saman = jumlah mol zat terlarutN = jumlah mol pelarut

Untuk larutan yang encer, dapat ditulis

P0 - PP

= nN

10



Jika beberapa zat terlarut dilarutkan di dalam satu pelarut, maka penurunan tekanan uap

P = P1 ( x2 + x3 + x4 + ... )

Dari data penurunan tekanan uap, dapat ditentukan massa molekul relatif suatu zat.

Jika : n1 = jumlah mol zat pelarutn2 = jumlah mol zat terlarutm1 = berat pelarutm2 = berat zat terlarutM1 = Massa molekul relatif pelarutM2 = Massa molekul zat terlarut

Untuk larutan yang sangat encer x2 <<<< x1, maka

MP

o2 =

m Mm

x P2 1

11

Kenaikan Titik Didih dan Penurunan Titik Beku

Misal :



Suatu larutan 18,0 gram glukosa (C6H12O6) dalam 100 gram air pada 1 atm mendidih pada 100,52 C dan membeku pada - 1,86 C.

Untuk hal ini digunakan pengertian kenaikan titik didih (tb) dan penurunan titik beku (tf)

tb = titik didih larutan - titik didih pelarut murnitf = titik beku pelarut murni - titik beku larutan

Untuk larutan glukosa di atas

tb = 100,52 C - 100 C = 0,52 Ctf = 0 C - (- 1,86 C) = 1,86 C

Pada tekanan, kenaikan titik didih dan penurunan titik beku suatu larutan encer berbanding lurus dengan konsentrasi

tb = Kb m Kb = tetapan kenaikan titik didih molal atau tetapan ebulioskop

tf = Kf m Kf = tetapan penurunan titik beku molal atau tetapan krioskapit BINA NUSANTARA

Edisi : 1 Revisi : 0 Sept - 2005


Kb dan Kf didapat dari penurunan data termodinamika dan eksprimen.

Dari data kenaikan titik didih dan penurunan titik beku dapat ditentukan massa molekul relatif suatu senyawa.

Tb = K m

m = molkg pelarut

b

Jika :m1 = massa pelarut dalam gram M1 = massa molekul relatif pelarutm2 = massa zat terlarut dalam gramM2 = massa molekul relatif zat terlarut

mol = mM

m = 1000m

x mM2 1

22

Tb = K x 1000m

x mMb

122

Jadi

M

M

2

2

= K 1000 x mm x T

= K 1000 x mm x T

b2

1 b

f2

1 f



Tekanan OsmotikPenerobosan pelarut melalui suatu membran dan masuk ke dalam larutan disebut osmosis

Pembesaran tekanan akan memperkecilnya lebih lanjut, hingga mencapai suatu tekanan yang tepat menghentikan penerobosan pelarut itu

Tekanan ini, dinyatakan dengan , dan disebut tekanan osmotik

Tekanan osmotik adalah sifat koligatif

Pada suhu konstan, tekanan osmotik suatu la-rutan encer berbanding lurus dengan konsentrasi

v = tetap ( T tetap )Untuk larutan tertentu, tekanan osmotik berban-ding lurus dengan suhu absolut

T

Kedua hasil digabungkan akan diperoleh



v = k T

k = tetap untuk zat terlarut dengan massa tertentu

Van’t Hoff (1885)

Meyimpulkan bahwa ada hubungan antara sifat larutan dan sifat gas

Seperti hukum gas PV = nRT, maka dapat digunakan

v = n2 RT

= nv

RT = C R T2 R adalah sama dengan tetapan gas

Perhitungan tekanan osmotik lebih praktis untuk menggunakan rumus

11 1

22 2C T C T

=

1 , C1 , T1 adalah tekanan osmotik, konsentrasi dan suhu pada suatu keadaan (keadaan awal)



2 , C2 , T2 adalah tekanan osmotik, konsentrasi dan suhu pada suatu keadaan lain (keadaan akhir)


Documents

Larutan, Komponen dan Konsentrasi - BINA …repository.binus.ac.id/content/s0372/s037231613.doc · Web viewLarutan biner : larutan yang mengandung dua komponen. Komponen dalam jumlah