Tabel 1.1 Tabel perbedaan larutan sejati dengan koloid
BAB I LARUTAN DAN KONSENTRASI LARUTAN
Jenis Larutan
Ukuran
Contoh
Larutan Sejati
< 1 nm
Larutan Koloid
1 – 1000 nm
Larutan Garam dapur, larutan gula, larutan cuka koloid susu, Memiliki Efek Tyndal, Gerak Brown dan dapat dipisahkan dengan kertas semipermeabel
Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajarari pada bagian bab ini, diharapkan mahasiswa 1. Dapat menjelaskan Satuan konsentrasi larutan yang biasa digunakan di laboratorium 2. dapat mempersiapkan larutan dalam berbagai satuan konsentrasi
Sifat
3. dapat mengubah satuan konsentrasi tertentu ke satuan konsentrasi lain 1.2 Proses Pelarutan dari sudut Pandang Molekul 1.1 Definisi Larutan
Pada cairan dan padatan, molekul-molekul saling terikat dengan
Campuran zat-zat terlarut dan pelarut yang komposisinya
adanya tarik-menarik antar molekul. Gaya ini akan memainkan peran
merata atau serba sama (homogen) disebut dengan Larutan. Suatu
penting dalam pembentukan larutan. Air sebagai pelarut dalam fasa cair
larutan dapat terdiri dari satu zat terlarut atau lebih dan satu macam
memiliki ikatan hydrogen antara molekul H2O yang satu dengan yang
pelarut, tetapi umumnya terdiri dari satu jenis zat terlarut dan satu
lainnya. Bila suatu zat melarut dalam pelarut seperti air, proses
pelarut. Berbicara tentang larutan, kata-kata solven (pelarut) dan Solut
pelarutan dapat dibayangkan melalui tiga tahap. Tahap pertama adalah
(zat yang terlarut) sudah umum disebutkan, Solven sebagai komponen
pemisahan molekul pelarut, tahap ke dua pemisahan molekul zat
yang secara fisik tidak berubah jika larutan terbentuk, sedangkan solut
terlarut, dan tahap ke tiga molekul pelarut dengan zat terlarut
sebagai semua komponen yang larut dalam pelarut.
bercampur. Proses pembentukan larutan dari padatan ion dalam air seperti
Ditinjau dari ukuran partikel yang terlarut, Larutan homogen dibedakan menjadi 2 yaitu larutan sejati dan koloid. Konsentrasi Larutan
larutan NaCl dalam air, molekul air yang memiliki dwikutub yang terdiri dari sisi negatif dan sisi positif. Sisi negative dari dwikutub ini
1
Konsentrasi Larutan
2
mengelilingi ion positif dari ion Na+ sedangkan sisi positif dwikutub mengelilingi ion negative dari ion Cl-. Seperti terlihat pada Gambar 1.1
Kalau interaksi pelarut-zat terlarut lebih kuat dibandingkan interaksi pelarut-pelarut dan inetraksi zat terlarut-zat terlarut, maka proses pelarutannya disebut eksoterm ( Hpelarutan < 0), sebaliknya Kalau interaksi pelarut-zat terlarut lebih lemah dibandingkan interaksi pelarut-pelarut dan inetraksi zat terlarut-zat terlarut, maka proses pelarutannya disebut endoterm ( Hpelarutan > 0) 1.3 Konsentrasi Larutan Larutan yang merupakan campuran homogen, komposisinya dapat berbeda. Misalnya dua buah larutan garam yang pelarutnya samasama satu liter, sedangkan jumlah garam terlarut berbeda. Dari dua
SumberPetrucci 1985.
larutan tersebut orang lain tidak bisa mengetahui secara langsung
Gambar 1.1 Pelarutan Kristal ion dalam air.
berapa garam yang tekandung di dalamnya. Sebagai informasi Kemudahan partikel zat terlarut menggantikan molekul pelarut
mengenai jumlah realtif solut dan sovent dalam larutan digunakan istilah konsentrasi larutan Konsentrasi Larutan adalah Jumlah zat
bergantung pada kekuatan relative dari tiga jenis interaksi a. interaksi pelarut-pelarut
terlarut dalam setiap satuan larutan atau pelarut. Konsentrasi larutan
b. interaksi zat terlarut-zat terlarut
merupakan suatu label larutan, agar larutan tersebut bisa memberikan
c. interaksi pelarut-zat terlarut
gambaran atau informasi tentang perbandingan jumlah zat terlarut dan
Kalor pelarutan mengikuti rumus :
jumlah pelarutnya. Konsentrasi larutan yang sering dipergunakan
Hpelarutan
dilaboratorium diantaranya adalah molaritas (M), Normalitas (N), Fraksi Mol ( X), molalitas (m) dan ppm. Berikut ini akan dibahas
Dimana :kalor pemutusan ikatan pelarut-pelarut
bagaimana mengungkapkan konsentrasi larutan beberapa satuan.
kalor pemutusan ikatan zat terlarut- zat terlarut kalor pembentukan ikatan pelarut – zat terlarut Konsentrasi Larutan
3
Konsentrasi Larutan
4
Molaritas
Penyelesaian:
Ada beberapa cara untuk memperoleh konsentrasi larutan
Untuk menghitung molaritas, kita ambil perbandingan antara jumlah
secara kuantitatif. Suatu istilah yang sangat berguna yang berkaitan
mol solut dengan jumlah liter larutan. Ini berarti kita mengetahui
dengan stoikiometri suatu reaksi dalam larutan disebut konsentrasi
jumlah NaOH dalam mol dan volume larutan dalam liter.
molar atau molaritas, dengan simbol M. Dinyatakan sebagai jumlah mol suatu solut dalam larutan dibagi dengan volume larutan yang
Massa rumus NaOH 40,0 g/mol, dengan demikian: 2,00 g NaOH ×
ditentukan dalam liter. Molaritas(M)
mol solut liter larutan
1molNaOH = 0,0500 mol NaOH 40,0 gNaOH
Jika dinyatakan dalam liter, 200 mL menjadi 0,200 L. dengan demikian molaritasnya adalah:
Larutan yang mengandung 1 mol NaCl dalam 1 L larutan mempunyai molaritas 1 M. Jika larutan ada larutan tertulis HCl 0,1 M berarti dalam satu liter larutan terdapat 0,1 mol HCl. Sekarang cobalah diperhatikan
suatu
contoh
yang
memperlihatkan
bagaimana
menghitung suatu larutan.
Molaritas =
0,05 mol NaOH 0,2 L larutan
= 0,250 mol NaOH/liter = 0,250 M NaOH Alasan molaritas merupakan konsentrasi yang sangat berguna adalah karena jika kita mengetahui molaritas suatu larutan, kita dapat
Contoh Soal 1.
menentukan jumlah mol solut yang diinginkan dengan cara mengukur
2,00 gram natrium hidroksida, NaOH (senyawa yang banyak
volumenya yang tepat. Sebagai contoh, misalnya kita mempunyai suatu
ditemukan dalam pembersih Drano), dilarutkan dalam air dan
wadah yang besar dan berisi 0,250 M larutan NaOH dan misalnya kita
membentuk larutan dengan volume 200 mL. Berapa molaritas NaOH
membutuhkan suatu reaksi jumlah NaOH tepat 0,250 mol. Label yang
dalam larutan?
ada pada wadah itu tertulis setiap liter larutan mengandung 0,250 mol NaOH, dengan demikian apa yang akan kita kerjakan adalah mengambil sejumlah 1 L larutan dan kita akan memperoleh 0,25 mol NaOH. Demikian juga, jika kita ingin membutuhkan 0,5 mol NaOH
Konsentrasi Larutan
5
Konsentrasi Larutan
6
untuk suatu percobaan, kita dapat mengambil larutan itu sejumlah 2 L
Kemudian untuk menjawab soal ini kita mulai dengan
larutan dan jika membutuhkan hanya 0,125 mol NaOH, kita dapat
mengubah arti molaritas yang tertulis menjadi faktor konversi, dengan
mengambil sejumlah 0,5 L (500 mL) larutan. Oleh sebab itu untuk
demikian soal ini dapat dijawab secara tepat.
penggunaan molaritas secara tepat, kita harus mempelajari hubungan mol suatu solut dengan volume larutan dan contoh-contoh berikut ini
Penyelesaian:
memperlihatkan bagaimana hubungan ini dilaksanakan.
Kita dapat mengubah bentuk soal ini menjadi: Untuk 0,02 mol NaOH setara mL larutan NaOH 0,25 M Untuk mengubah mol NaOH menjadi milliliter larutan, kita
Contoh Soal 2 Berapa mililiter dari larutan 0,25 M NaOH yang dibutuhkan untuk
butuhkan faktor konversi “mol NaOH” dalam denominator. Karena kita
mendapatkan 0,02 mol NaOH?
membutuhkan jawaban dalam milliliter, maka:
1000 mL larutan 0,02 mol NaOH × = 80 mL larutan 0,25 mol NaOH
Analisa: Untuk perhitungan, molaritas merupakan jembatan antara mol zat terlarut dan volume larutan. Pada label tertulis 0,25 M NaOH,
Dengan demikian kita ambil 80 mL larutan 0,25 M NaOH, yang berarti mengandung 0,02 mol NaOH.
dalam 1 liter larutan mengandung 0,25 mol NaOH. Angka ini dapat digunakan sebagai faktor konversi yang langsung dapat digunakan atau
Contoh Soal 3.
diubah lebih dahulu:
Berapa gram NaOH yang ada dalam 50 mL larutan 0,4 M NaOH?
0,25 mol NaOH 1 L larutan atau 1 L larutan 0,25 mol NaOH
Analisa: Kita dapat menulis soal ini menjadi: 50 mL larutan setara dengan berapa g NaOH
Kita dapat juga mengubah volume menjadi milliliter dan ditulis sebagai berikut:
Molaritas dapat digunakan sebagai faktor konversi suntuk mengubah “mL larutan” menjadi mol NaOH dan kemdian kita gunakan
0,25 mol NaOH 1000 mL larutan
Konsentrasi Larutan
1000 mL larutan 0,250 mol NaOH
massa formula NaOH untuk mendapatkan jumlah gramnya.
7
Konsentrasi Larutan
8
Penyelesaian:
dalam pelarut secukupnya sesuai dengan larutan yang diinginkan.
Mula-mula, 0,4 M diubah menjadi perbandingan mol dengan volume.
Dengan demikian soal ini dapat dijawab seperti yang disajikan ini.
0,400 M berarti
0,4 mol NaOH 1000 mL larutan
Penyelesaian:
Kemudian perbandingan ini digunakan sebagai faktor konversi
Mula-mula, molaritas diubah menjadi
untuk menghitung “mL larutan”. 0,300 M AgNO3 berarti
0,4 mol NaOH 50 mL larutan × = 0,02 mol NaOH 1000 mL larutan
Dalam larutan akhir, jumlah AgNO3 yang harus ada adalah:
Massa formula NaOH adalah 40,0 g/mol. Maka: 0,02 mol NaOH ×
0,3 mol AgNO 3 1000 mL larutan
0,3 mol AgNO 3 500 mL larutan × = 0,15 mol AgNO3 1000 mL larutan
40 g NaOH = 0,8 g NaOH 1 mol NaOH
Massa molar AgNO3 adalah 170 g/mol. Dengan demikian
Dengan demikian 50 mL NaOH 0,4 M mengandung 0,8 g NaOH. Kadang-kadang jika anda sedang bekerja di Laboratorium, membutuhkan larutan dengan konsentrasi tertentu. Untuk membuat larutan ini tidak begitu sukar, seperti dapat dilihat pada contoh berikut:
0,15 mol AgNO3 ×
170 g AgNO 3 = 25,5 g AgNO3 1 mol AgNO 3
Untuk mempersiapkan larutan yang diminta pada contoh di atas, kita harus melarutkan 25,5 g AgNO3 dalam sejumlah air sehingga volume akhir menjadi tepat 500 mL. Untuk mengukur volume dengan
Contoh Soal 4
tepat digunakan labu takar (Gambar 3.4). Labu ini berisi volume
Berapa gram perak nitrat, AgNO3 dibutuhkan untuk membuat 500 mL
tertentu jika diisi sampai tanda garis yang melingkar pada leher labu
larutan AgNO3 0,300 M?
tersebut.
Gambar
3.5
memperlihatkan
langkah-langkah
yang
dilaksanakan untuk membuat larutan tersebut. Analisa:
Sebagai langkah akhir untuk pembuatan larutan dalam contoh
Apa yang sebetulnya kita butuhkan disini adalah berapa gram AgNO3
ini adalah volume larutan diisi sampai volume akhir tepat 500 mL. Kita
yang harus ada dalam larutan akhir. Jika kita dapat membayangkannya,
tidak boleh menambah air 500 mL ke perak nitrat, karena hal ini
kita dapat menimbang solut yang dibutuhkan, kemudian dilarutkan
menyebabkan volume akhir menjadi sedikit lebih besar dari 500 mL
Konsentrasi Larutan
9
Konsentrasi Larutan
10
(baik solut maupun pelarut mengambil ruang yang ada dalam labu
dahulu satuan dari molaritas molaritas yaitu mol suatu zat per liter
takar). Jika benar dilaksanakan penambahan air 500 mL, maka
larutan. Untuk mengubahnya dapat dilakukan sebagai berukut :
konsentrasi akan menjadi sedikit lebih kecil dari 0,3 M (sesuai dengan
massa zat per liter larutan = ( kg / L) xpersen(/100) x
konsentrasi yang kita inginkan), karena solut lebih terpencar dalam
1000 g , sehingga 1kg
konsentrasi molaritas dapat ditulis :
volume yang sedikit lebih besar dari yang diharapkan
1000g 1kg Mr(X)
ρ(kg/L) . % .
Menentukan Molaritas Larutan Pekat
Molaritas (zat X) =
Bahan atau zat berupa larutan yang tersedia dilaboratorium, seperti HNO3, H2SO4, NH3, HCl dan lain-lain umumnya berupa larutan pekat yang dikemas dalam suatu botol. Masing-masing larutan pekat
Sedangkan untuk zat berupa padatan molaritan larutan dapat dihitung dengan persamaan
tersebut diberi label perihal keterangan mengenai larutan. Konsentrasi larutan pekat yang tersedia di laboratorium umumnya diberikan dalam bentuk persen (%).
Molaritas =
Larutan H2SO4/p
m(X) 1 x Mr(X) V(liter)
biasanya mempunyai persentase 95 - 97 %, HCl/p antara 31 - 33 %. Bila kita menginginkan konsentrasi larutan dalam bentuk molaritas
Contoh Soal 5.
atau yang lainnya, maka perlu diperhatikan keterangan lain yang terdapat pada label dari larutan tersebut, seperti berat jenis, Molekul
Asam sulfat pekat yang diproduksi dari pabrik dan disering digunakan
relatif (Mr), dan yang lainnya.
dilaboratorium mempunyai konsetrasi antara 95 % - 97%. Berat jenis larutan asam tersebut adalah 1,84 kg/L (Mr = 98,08). Kalau larutan
Sebelumnya Telah dibicarakan bahwa konsentrasi larutan dalam molaritas menyatakan banyaknya mol suatu senyawa setiap liter
tersebut
diubah
konsentrasinya
menjadi
molaritas,
berapa
M
konsentrasinya.
larutan. Yang perlu diperhatikan dalam mengubah konsentrasi dari % ke konsentrasi lainnya
adalah masalah satuan. Kalau kita akan
merubah konsentrasi menjadi molaritas. Maka kita harus tahu terlebih Konsentrasi Larutan
11
Konsentrasi Larutan
12
Penyelesaian : Dik :
Contoh Soal 6
= 1,8 kg/L
1. Hitung kemolalan larutan metil alkohol (Mr = 32), dengan
% = 96 % = 96/100
melarutkan 37 g metil alkohol (CH3OH) dalam 1750 g air.
Mr(H2SO4= 98,08 Penyelesaian : Dit.
mol zat terlarut
Molaritas = ?
Penyelesaian :
Kemolalan 96 1000g x 100 1kg Mr(H 2 SO 4 )
37 g 1,156 mol 32,0 g mol
1,156 mol 0,680 m 1,1750 kg
1,84 kg/L x
Molaritas H2SO4 =
2. Suatu larutan asam sulfat sebanyak 200 mL mempunyai konsentrasi
= 18,01 mol/L
20% berat, dan kerapatannya 1,200 g/mL. Hitung kemolalan larutan,
= 18 M
Mr H2SO4 = 98. Jawab :
Molalitas (m)
menyatakan banyaknya mol senyawa atau zat setiap kilogram pelarut
1,200 g 240 g mL Berat H 2 SO 4 (zat terlarut) 0,20 240 48,0 g H 2 SO 4
(solvent).
Jumlah mol H 2 SO 4
Berat (pelarut)
240 48,0 g 192 g
Kemolalan
Molalitas
merupakan
suatu
konsentrasi
larutan
yang
Berat larutan 200 mL
-1
Jika Mm adalah massa molar (g mol ), maka : gram zat terlarut Kemolalan (m) M m kg pelarut
Konsentrasi Larutan
13
Konsentrasi Larutan
48,0 g 98 g mol 1
0,490 mol H 2 SO 4
0,490 mol 0,192
2,55 m
14
Menentukan Molalitas Larutan Pekat Menentukan molalitas larutan dari larutan pekat, terlebih dahulu dihitung massa dari zat terlarut dan massa pelarutnya. Kalau larutan yang konsentrasinya dinyatakan dalam % dan berat jenisnya diketahui, maka massa zat dapat dihitung :
Contoh Soal 7. Ubahlah konsentrasi larutan H2SO4 pekat 96 % dan berat jenisnya = 1,84 mejadi molalitas Penyelesaian
Massa zat = ρ(Kg/L)xpersen(/100)x
1000g 1Kg
Molalitas H2SO4 =
Kemudian jika dalam larutan tersebut hanya terdiri dari satu
ρ(H 2 SO 4 ).%(H 2 SO 4 ).(1000g/1kg) M m (H 2 SO 4 ).ρ.ρ 2 SO 4 ).(100% %(H 2 SO 4 )). 1,84 ( kg / L ).96 / 100. (1000g / 1kg ) 98( g / mol ).1,84 ( kg / L )(1 0,96)
macam zat terlarut dan pelarut saja, maka massa pelarutnya adala
=
sebagai berukut :
= 244,9 mol/kg pelarut
Massa pelarut = ( kg / L) x (100% %) = 244,9 m
molalitas = mol/Kg pelarut molalitas =
ρ(kg/L) . % . (1000g/1kg) M m (X).ρX).ρ( ).(100% %).
Normalitas (N) Normalitas disefinisikan sebagai jumlah mol ekivalen dari suatu
Untuk zat padat yang dilarutkan dalam air molalitas (m) larutan
zat per liter larutan.
dihitung dengan persamaan
Normalitas =
m(X) 1 Molalitas = x M m (X) m(pelarut)
Dimana m(X)
molekivalen V(Liter)
Atau Normalitas
= massa zat X dalam gram
m(pelarut) = massa pelarut dalam kg Konsentrasi Larutan
15
Konsentrasi Larutan
gram zat terlarut massa ekivalen x liter larutan
16
Harga n suatu zat dapat dihitung dari bobot ekivalennya. Bobot
Contoh Soal 8 1. Hitung kenormalan larutan yang mengandung 36,75 g H2SO4 dalam
ekuivalen suatu zat yng terlibat dalam suatu reaksi, yang digunakan
1,5 liter larutan. Mr H2SO4 = 98.
sebagai dasar untuk suatu titrasi, didefinisikan sebagai 1. Asam basa Bobot ekuivalen adalah bobot dalam gram (dari) suatu
Jawab :
zat yang diperlukan untuk memberikan atau bereaksi dengan i mol
Massa ekivalen 49 36,75 Kenormalan 0,50 N 49 1,50
(1,008 g) H+ 2. Redoks. Bobot ekuivalen adalah botot dalam gram (dari suatu zat
Untuk padatan yang dilarutkan dalam air, normalitas larutan dapat
yang diperlukan untuk memberikan atau bereaksi dengan i mol
ditentukan denga rumusan berikut:
elektro.
=
3. Pengendapan atau pembentukan kompleks bobot gram ekuivalen
m(X) 1000 x xn M m (X) V(ml)
adalah bobot dalam gram (dari) zat itu yang diperlukan untuk
dimana n adalah banyaknya ekivalen setiap mol zat X.,
memberikan atau bereaksi dengan i mol kation univalen, ½ mol kation divalen, 1/3 mol kation trivalen dan seterusnya
Hubungan
Menentukan Normalitas Larutan Pekat Cara menentukan normalitas larutan pekat dapat ditentukan
bobot
dan
bobot
molekul
dapat
dirumuskan sebagai berukut :
dengan persamaan
gram ekuivalen =
96 1000g x 100 1kg xn M m (H 2SO 4 )
1,84kg/L x Normalitas =
ekuivalen
Mr n
dimana untuk asam basa n = jumlah mol ion H+, untuk Redoks n = banyaknya elektron, dan untuk kompleks n = jumlah muatan kation.
Catatan Parts per million (ppm)
Konsentrasi Larutan
17
Konsentrasi Larutan
18
Yaitu menyatakan banyaknya gram suatu zat dalam 106 gram larutan.
Contoh Soal 9 1. Hitung berapa % berat NaCl yang dibuat dengan melarutkan 20 g
ppm =
m( zat ) x10 6 ppm m( sampel )
NaCl dalam 55 g air.
Penyelesaian : Fraksi mol % berat NaCl =
menyatakan mol suatu zat per jumlah mol keseluruhan;
20 100 20 55
= 26,67 % berat X1 =
mol ( zat1) mol (total ) Contoh Soal 10 :
. Hitung % W/W, CH3COOH dalam 5 mL cuka dengan kerapatan
Konsentrasi dalam Persen Dalam bidang kimia sering digunakan persen untuk menyatakan
1,008 g/mL, yang mengandung 0,2589 g CH3COOH.
konsentrasi larutan. Persen konsentrasi dapat dinyatakan dengan persen berat (% W/W), persen volume (% V/V) dan persen berat/volume (% W/V).
Penyelesaian % CH3COOH =
a. Persen berat (% W/W) Persen berat (% W/W)
0,2589 g CH 3 COOH 100 5 mL 1,008 g mL
= 5,14% gram zat terlarut 100 gram larutan
b. Persen volume (% V/V) Persen volume (% V/V) =
Konsentrasi Larutan
19
Konsentrasi Larutan
mL zat terlarut 100 mL larutan
20
Contoh Soal 11 :
Persen berat-volume (% W/V) =
50 ml alkohol dicampur dengan 50 ml air menghasilkan 96,54 ml
Persen berat sering digunakan karena tidak bergantung pada
larutan. Hitung persen volume masing-masing komponen.
temperatur.
Penyelesaian persen volume alkohol
=
50 100 96,54 Parts Per Million dan Parts Per Billion
= 51,79% persen volume air
gram zat terlarut 100 mL larutan
=
Jika larutan sangat encer digunakan satuan konsentrasi parts per
50 100 96,54
million, ppm (bagian per sejuta), dan parts per billion, ppb (bagian per milliard). Satuan ini banyak digunakan dalam analisis unsur dalam
= 51,79%
jumlah trace (kelumit) dengan SSA (Spektrometri Serapan Atom)
Contoh Soal 12 : Suatu larutan diperoleh dengan melarutkan 33 g alkohol, (C2H5OH) dalam air sehingga diperoleh 100 ml larutan. Jika kerapatan C2H5OH murni 0,785 g/ml, hitung konsentrasi C2H5OH
1 ppm 1 ppb
1 mg zat terlarut 1 L larutan
1 μ g zat terlarut 1 L larutan
dinyatakan dalam persen volume. Contoh 13
Penyelesaian
1. Suatu larutan aseton dalam air mengandung 8,60 mg aseton
33 Volume alkohol semula 42,04 mL 0,785
dalam 21,4 L larutan. Jika kerapatan larutan 0,997 g/cm3, hitung konsentrasi aseton dalam (a) ppm dan (b) ppb.
42,04 Volume 100 42,04% 100
Penyelesaian : (a) ppm aseton
c. Persen berat/volume (% W/V)
=
berat zat terlarut 10 6 ppm berat larutan
Berat aseton 8,60 mg = 8,60 x 10-3 g Konsentrasi Larutan
21
Konsentrasi Larutan
22
Berat air
= 21,4 L x 1000 mL/L x 0,997 g/mL
Penyelesaian :
= 21,4 x 104 g ppm aseton
=
117 g NaCl
8,60 g aseton 10 6 4 21,4 10 g air
3 kg air
= 0,402 ppm (b) ppb aseton
=
=
berat aseton 10 9 berat air
117 58,5 2 mol
3000 18 166,6 mol
2 0,012 168,6 166,6 0,988 168,6
fraksi mol NaCl
8,60 g aseton 10 9 = 402 ppb 4 21,4 10 g air
fraksi mol air
Fraksi Mol (x) fraksi mol A X A
n A n Total
fraksi mol zat terlarut fraksi mol pelarut
Contoh Soal 15
jumlah mol zat terlarut jumlah mol zat terlarut jumlah mol pelarut
jumlah mol pelarut jumlah mol zat terlarut jumlah mol pelarut
Hitung fraksi mol H2SO4 dalam larutan yang mengandung 0,56 mol dalam 1 kg H2O jika diketahui Mr . H2O = 18 g/mol.
Penyelesaian : Jumlah mo l air
Contoh Soal 14
1000 18 55,56 mol
Hitung berapa fraksi mol NaCl dan fraksi mol H2O dalam larutan 117 g NaCl dalam 3 kg H2O.
Konsentrasi Larutan
23
Konsentrasi Larutan
24
fraksi mol H 2 SO4
Tabel 1.1 Konsentasi Larutan dalam Satuan Kimia
0,56 0,56 55,56
Lambang
0,56 0,010 56,12
Nama
% W/W
persen berat
% V/V
persen volume
% W/V
persen berat-volume
% mg
persen miligram
Ppm
parts per milion
Ppb
parts per bilion
Keformalan (F)
Keformalan
jumlah massa rumus zat terlarut liter larutan
Contoh Soal 16 Hitung keformalan suatu larutan diperoleh dengan melarutkan 1,90 g
Rumus gram zat terlarut 100 gram larutan mL zat terlarut 100 mL larutan gram zat terlarut 100 mL larutan mg zat terlarut 100 100 mL laru tan 1 mg zat terlarut 1 L larutan 1 μ g zat terlarut 1 L larutan
Na2SO4 dalam 0,085 liter larutan.. Tabel 1.2 Konsentrasi Larutan dalam satuan Kimia
Penyelesaian : Massa Molar, Na2SO4 : 142
1,90 0,0134 berat rumus 142 0,0134 0,16 F 0,185
Lambang
Nama
Rumus
1
2
3
1,90 g Na 2 SO 4 keformalan
Konsentrasi larutan di atas dikelompokkan dalam satuan fisik
X
fraksi mol
F
Formal
M
Molar
atau satuan kimia. Konsentrasi yang termasuk dalam satuan Fisika dan
mol zat terlarut mol zat terlarut mol pelarut massa rumus zat terlarut liter larutan mol zat terlarut liter larutan
Kimia dapat di lihat pada tabel berikut Konsentrasi Larutan
25
Konsentrasi Larutan
26
1
2
M
Molal
N
normal
m Eq Osm
miliekivalen osmolar
4. Hitung normalitas dari masing-masing larutan soal no 2.dan 3
3 mol zat terlarut kg pelarut ekivalen zat terlarut liter larutan seperseribu mol muatan osmols liter larutan
5. Berapa gram Na2CO3 yang diperlukan untuk membuat 2 liter larutan Na2CO3 1,5 M. 6. Bila 0,585 g padatan NaCl dilarutkan dalam 500 ml air (berat jenis air = 1 kg/L). hitung konsentrasi larutan ini dalam molalitas (m). 7. Berapa gram K2Cr2O7 yang diperlukan untuk membuat laruran : 2 liter larutan K2Cr2O7 0,2 M Suatu larutan dibuat dengan cara melakukan H2SO4 100% sebanyak
Soal Latihan
80 gram dalam 120 gram air mempunyai berat jenis 1,303 g/mL.
Konsentrasi Larutan
Hitung :
1. 0,395 g KMnO4 dimasukkan ke dalam labu ukur 250 ml, kemudian
a). Persen berat
ditambah dengan air hingga volume larutan mencapai tanda batas
b). Kemolalan
pada labu. Tentukan konsentrasi dari larutan KMnO4 tersebut dalam
c). Kemolaran
molaritas
d). Fraksi mol
2. Hitung konsentrasi larutan dalam molaritas dari :
8. Suatu larutan 45% berat dari NaNO3 mempunyai kerapatan 1,368
a. 4 gram NaOH dalam 750 ml larutan
g/mL. Hitung a. fraksi mol,
b. 0,25 mol HCl dalam 2 liter larutan
b. kemolaran dari NaNO3. 9. Kerapatan dan persen berat suatu larutan asam sulfat 1,28 g mL-1 dan
c. 56,5 g NaCl yang larut dalam 2 liter larutan
37% W/W.Hitung :
d. 0,1 mol H2SO4 dalam 1 liter larutan 3. Hitung konsentrasi larutan dalam molaritas dari :
a). Keformalan larutan
a. HCl pekat 32 % yang mempunyai berat jenis 1,16 kg/L
b). Kemolaran
b. HNO3 pekat 69 % dengan berat jenis 1,40 kg/L
c). Kemolalan
c. KClO3 pekat 60 % yang berat jenisnya 1,530
d). Fraksi mol H2SO4
Konsentrasi Larutan
27
10. Berapa gram zat terlarut berikut yang diperlukan untuk membuat : 28 Konsentrasi Larutan
a. Larutan KCl 0,2 M sebanyak 2 liter b. Larutan KMnO4 1 M sebanyak 250 ml c. Larutan KMnO4 yang mengandung 2 mol Mn sebanyak 500 ml d. Larutan Fe2(SO4)3 yang mengandung 5 ppm besi 11. Berapa mL larutan pekat yang diperlukan untuk membuat larutan berikut : a. Laruran H2SO4 0,1 N sebanyak 2 liter dari asam sulfat pekat ( 97 %, berat jenisnya 1.84 kg/L) b. Laruran HCl 1 M sebanyak 750 mL dari HCl pekat 32 % yang mempunyai berat jenis 1,16 kg/L c. Larutan HNO3 10 % sebanyak 2 liter dari HNO3 pekat 69 % dengan berat jenis 1,40 kg/L
Konsentrasi Larutan
29
BAB II KONSENTRASI PENGENCERAN Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajarari pada bagian bab ini, diharapkan mahasiswa : 1. Menjelaskan prinsip-prinsip dalam pengenceran 2. dapat
mlakukan
pengenceran
latutan
dan
perhitungannya
Gambar 2.1 Pelarutan dan Pengenceran
3. mengggunakan konsep pengenceran dalam mempersiapkan 2.2 Menentukan konsentrasi larutan hasil pengenceran
larutan di laboratorium
Pengenceran yang dimaksudkan dalam larutan kimia, yaitu memperbesar jumlah pelarut pada suatu larutan yang mempunyai
2.1 Pengertian Pengenceran Dalam pekerjaan sehari-hari di Laboratorium, biasanya kita
jumlah mol zat tertentu. Pengenceran yang biasa dilakukan adalah
menggunakan larutan yang lebih rendah konsentrasinya dengan cara
dengan mengambil larutan yang mempunyai konsentrasi volume
menambah pelarutnya. Di laboratorium kimia membeli larutan senyawa
tertentu kemudian ditambah dengan pelarut (aquades untuk pelarut air)
kimia dalam air yang konsentrasinya pekat, sebab cara ini adalah cara
sampai volumenya sesuai dengan yang diharapkan. Hasil pengenceran
yang sangat ekonomis. Biasanya senyawa kimia yang dibeli ini
jumlah mol zat terlarut yang ada dalam larutan tidak berubah, akan
demikian pekatnya, untuk keperluan sehari-hari larutan ini harus
konsentrasi larutan berubah, hal ini disebabkan oleh perubahan volume
diencerkan. Proses pengenceran adalah mancampurkan larutan pekat
pelarut.
(konsentrasi tinggi) dengan cara menambahkan pelarut agar diperoleh volume akhir yang lebih besar atau konsentrasi yang lebih kecil. Konsentrasi Pengenceran
30
Konsentrasi Pengenceran
31
mol zat sebelum diencerkan
= mol zat setelah diencerkan n1 = n2 Lar. setelah diencerkan
Lar. Sebelum diencerkan
+ 250 ml H20
250 ml 0,1 mol NaCl
a
500 ml 0,1 mol NaCl
b
Gambar 2.2. a) 250 ml larutan CuSO4 2 M, b) larutan a yang sudah ditembah dengan 750 ml pelarut
Kon. NaCl =
0,1 mol
0,1 mol
=4M
Kons. NaCl =
0,25 liter
=2M
0,50 liter
Gambar 2.3 Perubahan konsentrsasi yang terjadi dalm pengenceran Kalau kita memisalkan : volume dan konsentrasi larutan sebelum diencerkan masing-masing Hubungan antara konsentrasi M (molaritas), Volume V dan mol n, adalah :
molaritas) sedangkan volume dan konsentrasi larutan sesudah diencerkan masing-masing
M
n , maka n = M x V V
adalah V1 dan M1 (M untuk
adalah V2
dan M2 , maka
berlaku
hubungan : n1 = n2
Pada pengenceran jumlah zat terlarut tidak berubah, yang berubah adalah jumlah pelarut, sehingga jumlah mol zat terlarut sebelum dan
M1 x V1 = M2 x V2
sesudah diencerkan tetap. Konsentrasi Pengenceran
32
Konsentrasi Pengenceran
33
Demikian juga untuk konsentrasi yang lainnya seperti : N (normalitas), mol ekivalen zat terlarut sebelum dan sesudah dilakukan pengenceran
Contoh Soal 1
tidak berubah.
Seorang asisten mahasiswa memelukan larutan HCl 1 M sebanyak 1000
grek. sebelum diencerkan = grek setelah diencerkan molek1
ml untuk kegiatan praktikum mahasiswa bimbingannya. Larutan yang
= molek2
ada di laboratorium adalah HCl pekat 32 % yang berat jenisnya 1,16 kg/L. (Mr(HCl) = 36,5 g/mol)
N1 x V1 = N2 x V2
a. Berapa ml larutan HCl pekat yang diperlukan.
Dimana :
b. berapa meliliter aquades yang diperlukan untuk pengenceran.
N1 = konsentrasi (normalitas ) larutan sebelum diencerkan
c. bagaimana cara membuatnya.
V1 = volume larutas sebelum diencerkan N2 = konsentrasi (normalitas) larutan setelah diencerkan V2 = volume larutan setelah diencerkan
Contoh Soal 2 Tabel 2.1 Larutan Pekat yang konsentrasinya tinggi di Laboratorium Reagen
Persen massa 96
Asam klorida (HCl)
1,18
36
12
Asam fosfat (H3PO4)
1,7
85
15
Asam nitrat (HNO3)
1,43
70
16
M1V1 = M2V2
Asam asetat (HC2H3O2)
1,05
100
17,5
M1 = 18,0 M
M2 = 3,00 M
Larutan ammonia dalam
0,90
28
15
V1 = ?
V2 = 750 mL
Asam sulfat (H2SO4)
Molaritas
Contoh Soal 2.
Berat jenis (g/mL) 1,84
Berapa mL H2SO4 pekat (18,0 M) yang dibutuhkan untuk membuat 750 18
mL larutan H2SO4 3,00 M? Penyelesaian: Gunakan rumus 3.1
air ( NH3) Konsentrasi Pengenceran
Jawab Vi adalah: 34
Konsentrasi Pengenceran
35
V1 V1 =
M 2 V2 M1
Penyelesaian:
(3,00 M )(750mL) 18,0 M
Persamaan untuk pengenceran adalah: M1V1 = M2V2
V1 = 125 mL
M1 = 0,500 M V1 = 25,0 mL
Untuk membuat larutan ini, diencerkan 125 mL H2SO4 pekat
M2 = 0,350 M V2 = ?
Dengan cara substitusi kita peroleh:
menjadi volume akhir 750 mL.
V2
Ada hal penting untuk pengamanan yang perlu diperhatikan
(0,500M)x(25,0mL) 0,350 M
pada contoh di atas. Jika suatu larutan senyawa kimia yang pekat
V2 = 35,7 mL
diencerkan, kadang-kadang sejumlah panas dilepaskan. Hal ini
Larutan mula-mula adalah 25,0 mL, harus ditambah 10,7 mL.
terutama dapat terjadi pada pengenceran asam sulfat pekat. Agar panas
(Dapat dianggap bahwa penambahan volume bersifat aditif. Bekerja
ini dapat dihilangkan dengan aman, asam sulfat pekat yang harus
dengan larutan encer biasanya anggapan ini masih cukup valid).
ditambahkan ke dalam air, tidak boleh sebaliknya. Jika air ditambahkan ke dalam asam sulfat pekat, panas yang dilepaskan sedemikian besar yang dapat menyebabkan air mendadak mendidih dan menyebabkan asam sulfat memercik. Jika kita berada didekatnya, percikan asam sulfat ini merusak kulit.
Contoh Soal 4 Misalnya 200 mL air ditambahkan ke dalam 300 mL larutan yang pada labelnya tertulis HNO3 0,600 M. Berapa konsentrasi solutdalam larutan akhir?
Contoh Soal 3 Berapa banyak air yang harus ditambahkan ke dalam 25,0 mL KOH
Penyelesaian
0,500 M agar diperoleh konsentrasi 0,350 M?
Kenbali digunakan rumus,
Konsentrasi Pengenceran
36
Konsentrasi Pengenceran
37
M1V1 = M2V2
dileher labu. Dengan cara ini solute larutan awal yang pekat
M1 = 0,600 M
M2 = ?
V1= 300 mL
V2= 200 mL + 300 mL = 500 mL
(konsentrasinya tinggi) didistribusi tepat sekali dalam volume akhir.
Jawab M2 menjadi:
Contoh Soal 5
M V M2 1 1 V2
Bagaimana cara membuat 1 L larutan HCl 1 M dari larutan pekat 30 %,
(0,600 M )(300mL) (500mL)
yang berat jenisnya 1,16 kg/L
= 0,360 M Konsentrasi HNO3 dalam larutan akhir adalah 0,360 M.
Dalam contoh ini, kita menganggap penambahan volume dapat diabaikan. Pada contoh di atas kiat anggap 200 mL H2O ditambah 300 mL larutan pekat menghasilkan volume total akhir 500 mL. hal ini sebetulnya kurang benar. Untuk kebanyakan larutan yang biasa digunakan cara ini cukup memadai, tetapi untuk analisa yang harus tepat sekali, harus menggunakan labu takar. Pelarut harus ditambahkan sedikit-sedikit sampai volume larutan mencapai tanda garis yang mengelilingi leher labu takar. Untuk memperoleh larutan dengan molaritas yang diinginkan, kita ambil sejumlah tertentu larutan yang pekat dimasukkan dalam labu takar. Kemudian pelarut ditambahkan sedikit-sedikit sampai volume larutan mencapai tanda garis yang ada
Konsentrasi Pengenceran
38
Penyelesain: Konsentrasi larutan HCl pekat (M1) sebagai larutan sebelum diencerkan adalah : M1 =
1,16(kg/L)x(32/100)x(1000g/1Kg) 36,5(g/mol)
= 10,17 mol/L Konsentrasi larutan yang akan dibuat (konsentrasi larutan setelah diencerkan) adalah 1 M yang volumenya 1000 ml (M2 = 1 mol/L; V2 = 1000 ml ), sehingga : a. Volume larutan HCl pekat yang diperlukan adalah : M1 x V1 = M2 x V2
Konsentrasi Pengenceran
39
V1 =
M 2 . V2 1(mol/l)x1000 ml = 10,17 (mol/l) M1
sulfat pekat mempunyai konsentrasi 96 %, berat jenisnya 1,84 kg/l . (Ar : H = 1; S = 32 dan O = 16) 4. 150 ml Larutan HCl 0,1 M
= 98,33 ml b. Volume aquades yang diperlukan untuk pengenceran adalah
dicampur dengan 250 ml larutan HCl
0,5 M . Hitung berapa konsentrasi campuran HCl tersebut 5. Bila 25 ml etanol 99,8 % yang berat jenisnya 0,79 kg/l diencerkan
V2 - V1 = 1000 ml - 98,33 ml = 901,67 ml c. Cara membuatnya adalah sebagai berukut :
sehingga konsentrasinya menjadi 25 %. Berapa volume larutan
diambil sebanyak 98,33 ml larutan HCl pekat dengan pipet
sesudah diencerkan. 6. Berapa volume larutan AgNO3 0,1 M harus bereaksi dengan 10 ml
volum. kemudian dimasukkan ke dalam labu ukur berukuran 1000 ml.
larutan K2CrO7 0.0872 M untuk mengendapkan semua kromat
larutan tambah dengan aquadet sampai tanda batas.
sebagai Ag2CrO4. 7. Berapa volume larutan KNO3 1,0 M harus diencerkan dengan air
larutan diaduk dan disimpan pada botol penyimpan larutan. Soal Latihan:
untuk membuat 250 ml larutan KNO3 0,2 M.
1. Larutan NaCl 2 N diencerkan sampai konsentrasinya menjadi 0,5 N. berapa kali lipat
volume akhir pengenceran dibanding dengan
volume sebelum diencerkan 2. 4 gram padatan NaOH
8. Satu liter larutan sampel yang mengandung KOH yang belum diketahui konsentrasi, dilakukan analisis dengan cara mengambil 25 mL kemudian diencerkan dengan aquades sampai volumenya 100
dilarutkan dalam air sampai volumenya
ml selanjutnya dititrasi dengan menggunakan asam. Hasil titrasi
menjadi 100 ml.
ditemukan konsentrasinya 0,1 M. Berapakah konsentrasi pada
a. berapa molar konsentrasi larutan tersebut
larutan sampel tersebut.
b. bila larutan tersebut ditabah dengan 400 ml air, berapa konsentrasinya. 3. Untuk membuat larutan H2SO4 0,1 N sebanyak 500 ml, berapa ml asam sulfat pekat yang diperlukan untuk membuat larutan, bila asam Konsentrasi Pengenceran
40
Konsentrasi Pengenceran
41
