Konsentrasi Larutan Konsentrasi larutan adalah banyaknya zat terlarut di dalam sejumlah pelarut. Konsentrasi larutan dapat dinyatakan baik secara kualitatif atau kuantitatif. Istilah encer (dilute) dan pekat (concentrated) digunakan untuk menggambarkan suatu larutan secara kualitatif. Konsentrasi larutan secara kuantitatif dapat dinyatakan dengan berbagai cara, bergantung pada berbagai satuan konsentrasi yang digunakan. Beberapa satuan konsentrasi yaitu persen massa, fraksi mol, molaritas, molalitas, dan normalitas. 1. Persen Massa Persen massa dapat dinyatakan dalam persen (%w/w) dan persen volum (%V/V) dan satuan konsentrasinya dapat dinyatakan dalam pph (part per hundred), ppm (part per million), atau ppb (part per billion). a. Persen Berat (%W/W) Dalam pph : 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑧𝑎𝑡 𝑡𝑒𝑟𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡
% w/w = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑧𝑎𝑡 𝑡𝑒𝑟𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡+𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑝𝑒𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡 𝑥 100 % Dalam ppm : % w/w =
𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑧𝑎𝑡 𝑡𝑒𝑟𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑧𝑎𝑡 𝑡𝑒𝑟𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡+𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑝𝑒𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡
𝑥 106 ppm
Dalam ppb : 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑧𝑎𝑡 𝑡𝑒𝑟𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡
% w/w = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑧𝑎𝑡 𝑡𝑒𝑟𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡+𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑝𝑒𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡 𝑥 109 ppb Catatan : ppm dan ppm digunakan ketika konsentrasi larutan sangat encer
b. Persen Volume (%V/V) Dalam pph : 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑧𝑎𝑡 𝑡𝑒𝑟𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡
% v/v = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑧𝑎𝑡 𝑡𝑒𝑟𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡+𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑝𝑒𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡 𝑥 100 %
Dalam ppm : 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑧𝑎𝑡 𝑡𝑒𝑟𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡
% v/v = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑧𝑎𝑡 𝑡𝑒𝑟𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡+𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑝𝑒𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡 𝑥 106 ppm Dalam ppb :
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑧𝑎𝑡 𝑡𝑒𝑟𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡
% v/v = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑧𝑎𝑡 𝑡𝑒𝑟𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡+𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑝𝑒𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡 𝑥 109 ppb Catatan : ppm dan ppm digunakan ketika konsentrasi larutan sangat encer
Contoh Soal : a. Dalam 100 gram larutan terlarut 20 gram zat A. Berapa persen berat zat A b. Berapa persen volume zat B, bila dalam 50 mL larutan terlarut 10 mL zat B. Penyelesaian 20 𝑔𝑟𝑎𝑚
a. pph (%w/w) = 100 𝑔𝑟𝑎𝑚 𝑥 100 % = 20 % 10 𝑚𝐿
b. pph (%v/v) = 50 𝑚𝐿 𝑥 100 % = 20 %
2. Fraksi Mol Fraksi mol adalah perbandingan mol zat terlarut atau pelarut terhadap jumlah mol larutan. Fraksi mol larutan dapat dirumuskan sebagai berikut :
Jika suatu larutan mengandung zat A, dan B dengan jumlah mol masing-masing nA dan nB, maka fraksi mol masing-masing komponen adalah: Keterangan : XA : fraksi mol zat terlarut XB : fraksi mol pelarut nA : jumlah mol zat terlarut nB : jumlah mol pelarut Contoh soal : Larutan HCl mengandung 36 % HCl berdasarkan massa. Hitunglah fraksi mol HCl dan H2O serta fraksi mol total dalam larutan ini ! Penyelesaian :
Dalam 100 gram larutan 36 % HCl terdapat 36 gram HCl dan 64 gram H2O. 𝑤 36 𝑔𝑟𝑎𝑚 nHCl = 𝑀𝑟 = = 0,986 𝑚𝑜𝑙 𝑋𝐻𝐶𝑙 =
36,5 𝑔𝑟𝑎𝑚 𝑚𝑜𝑙 𝑛𝐻𝐶𝑙 0,986 𝑚𝑜𝑙 = (0,986+3,556)𝑚𝑜𝑙 𝑛𝐻𝐶𝑙+𝑛𝐻2𝑂
= 0,217
3. Molaritas (M) Molaritas adalah banyaknya mol zat terlarut dalam 1 liter larutan. Molaritas dinyatakan sebagai berikut. Keterangan : M = Molaritas n = mol zat terlarut V = Volume Larutan w = massa zat terlarut (gram) Mr = Massa molekul relative zat Contoh Soal : Berapakah molaritas 0.4 gram NaOH (Mr = 40) dalam 250 mL larutan ? Jawab :
4. Molalitas (m) Molalitas adalah banyaknya mol zat terlarut dalam 1 kg (1000 g) pelarut. Molalitas dinyatakan sebagai berikut.
Keterangan : m = Molaltitas p = gram pelarut
Molalitas larutan tertentu tidak berubah terhadap suhu karena massa tidak berubah terhadap suhu, sedangkan molaritas berubah terhadap suhu karena pemuaian atau pemampatan larutan mengubah volumenya. Bila konsentrasi larutan yang digunakan berubah terhadap suhu, maka satuan yang digunakan adalah molalitas. Bila air sebagai pelarut, maka besarnya molalitas dan molaritas larutan encer hampir sama, karena 1 kg pelarut hampir sama dengan 1 kg larutan, dan 1 kg larutan memiliki volume sekitar 1 L. Pengubahan molalitas ke molaritas atau sebaliknya memerlukan data massa jenis (density) larutan. Massa larutan adalah jumlah massa pelarut dan massa zat terlarut. Volume larutan dapat dihitung dari massa dan massa jenisnya. Contoh Soal : Suatu larutan dibuat dengan melarutkan 4,35 g glukosa (C6H12O6) dalam 25,0 gram air. Hitunglah molalitas glukosa dalam larutan! Jawab : 𝑤 1000 𝑚= 𝑥 𝑀𝑟 𝑝 4,35 𝑔 1000 𝑔/𝑘𝑔 𝑚 𝑔𝑙𝑢𝑘𝑜𝑠𝑎 = 𝑥 180 𝑔/𝑚𝑜𝑙 25 𝑔𝑟𝑎𝑚 𝑚 𝑔𝑙𝑢𝑘𝑜𝑠𝑎 = 0, 967 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑙 5. Normalitas (N) Normalitas merupakan jumlah mol-ekivalen zat terlarut per liter larutan. Terdapat hubungan antara Normalitas dengan Molaritas, yaitu :
atau
Keterangan : N = Normalitas BE = Bilangan Ekivalen / valensi
Mol-ekivalen :
Asam/basa: jumlah mol proton/OH- yang diperlukan untuk menetralisir suatu asam / basa.
Contoh : 1 mol Ca(OH)2 akan dinetralisir oleh 2 mol proton; 1 mol Ca(OH)2 setara dengan 1 mol-ekivalen; Ca(OH)2 1M = Ca(OH)2 2N
Redoks : jumlah mol elektron yang dibutuhkan untuk mengoksidasi atau mereduksi suatu unsur
Contoh : 1 mol Fe+3 membutuhkan 3 mol elektron untuk menjadi Fe; 1 mol Fe+3 setara dengan 3 mol-ekivalen; Fe+3 1 M = Fe+3 3 N atau Fe2O3 6 N
