Tabel 1.1 Tabel perbedaan larutan sejati dengan koloid
BAB I LARUTAN DAN KONSENTRASI KONSENTRASI LARUTAN
Jenis Larutan
Ukuran
Contoh
Larut arutaan Seja ejati
< 1 nm
Lar ut utan Koloid
1 – 1000 – 1000 nm
Larutan Garam dapur, larutan gula, larutan cuka koloid susu, Memi li liki Efek Tyndal, Gerak Brown dan dapat dipisahkan dengan kertas semipermeabel
Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajarari pada bagian bab ini, diharapkan mahasiswa 1. Dapat Dapat menjelaskan menjelaskan Satuan Satuan konsentrasi konsentrasi larutan larutan yang biasa biasa digunakan di laboratorium 2. dapat mempers mempersiapkan iapkan larutan larutan dalam dalam berbagai berbagai satuan satuan konsentras konsentrasii 3. dapa dapatt
meng mengub ubah ah satua satuan n
Sifat
kon konse sent ntra rasi si tert terten entu tu ke satu satuan an
konsentrasi lain 1.2 Proses Pelarutan dari sudut Pandang Molekul 1.1 Definisi Larutan
Pada cairan dan padatan, molekul-molekul saling terikat dengan
Camp Campur uran an zat-z zat-zat at terl terlaru arutt dan pelaru pelarutt yang yang komp kompos osis isiny inyaa
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
laruta larutan n dapat dapat terdir terdirii dari dari satu satu zat zat terlar terlarut ut atau atau lebih lebih dan dan satu satu macam macam
memiliki ikatan hydrogen antara molekul H2O yang satu dengan yang
pelarut, tetapi umumnya terdiri dari satu jenis zat terlarut dan satu
lainnya. lainnya. Bila suatu suatu zat melarut dalam dalam pelarut seperti 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
larutan NaCl dalam air, molekul air yang memiliki dwikutub yang terdiri terdiri dari sisi sisi negatif negatif dan sisi sisi positif. positif. Sisi negative negative dari dari dwikutub dwikutub ini
1
Konsentrasi Larutan Larutan
2
mengelilingi ion positif dari ion Na+ sedangkan sisi positif dwikutub
Kalau interaksi pelarut-zat terlarut lebih kuat dibandingkan
mengelilingi ion negative dari ion Cl-. Seperti terlihat pada Gambar 1.1
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 jumlah pelarutnya. Konsentrasi larutan yang sering dipergunakan
Kalor pelarutan mengikuti rumus :
dilaboratorium diantaranya adalah molaritas (M), Normalitas (N),
Hpelarutan Dimana :
kalor pemutusan ikatan pelarut-pelarut
Fraksi Mol ( X), molalitas (m) dan ppm. Berikut ini akan dibahas
kalor pemutusan ikatan zat terlarut- zat terlarut
bagaimana mengungkapkan konsentrasi larutan b eberapa satuan.
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)
1molNaOH 40,0 gNaOH
= 0,0500 mol NaOH
mol solut liter larutan
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 membutuhkan jawaban dalam milliliter, maka:
mendapatkan 0,02 mol NaOH?
0,02 mol NaOH × Analisa: Untuk perhitungan, molaritas merupakan jembatan antara mol zat terlarut dan volume larutan. Pada label tertulis 0,25 M NaOH,
1000 mL larutan = 80 mL larutan 0,25 mol 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
Analisa: Kita dapat menulis soal ini menjadi:
0,25 mol NaOH
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
1000 mL larutan
0,250 mol NaOH
Konsentrasi Larutan
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”. 50 mL larutan ×
0,4 mol NaOH = 0,02 1000 mL larutan
0,300 M AgNO3 berarti mol NaOH
40 g NaOH 1 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 AgNO3
500 mL larutan × = 0,8 g NaOH
0,3 mol AgNO3 = 0,15 mol AgNO3 1000 mL larutan
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 AgNO3 1 mol AgNO3
= 25,5 g 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 = ρ ( kg / L ) xpersen (/100)x
konsentrasi yang kita inginkan), karena solut lebih terpencar dalam
1000g 1kg
, sehingga
konsentrasi molaritas dapat ditulis :
volume yang sedikit lebih besar dari yang diharapkan
ρ(kg/L) . % . Menentukan Molaritas Larutan Pekat
Molaritas (zat X) =
pekat yang dikemas dalam suatu botol. Masing-masing larutan pekat
1kg
Mr(X)
Bahan atau zat berupa larutan yang tersedia dilaboratorium, seperti HNO3, H2SO4, NH3, HCl dan lain-lain umumnya berupa larutan
1000g
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) Mr(X)
x
1 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.
Molaritas =
mol zat terlarut
?
Penyelesaian :
Kemolalan 1,84 kg/L x
Molaritas H2SO4 =
96 100
x
1000g
37 g 32,0
g
1,156
mol
mol
1,156 mol 1,1750 kg
0,680
m
1kg
Mr(H 2 SO 4 )
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 (solvent).
Jumlah mol H 2 SO 4
Berat (pelarut)
240 48,0
merupakan
suatu
konsentrasi
larutan
yang
Jika Mm adalah massa molar (g mol -1), maka : Kemolalan (m)
Konsentrasi Larutan
Berat larutan 200 mL
1,200 g
240 g mL Berat H 2SO 4 (zat terlarut) 0,20 240
Molalitas
Kemolalan
gram zat terlarut
48,0 g 98 g mol
0,192
0,490
1
0,490 mol
48,0 g
g
192
H 2 SO 4 mol H 2 SO 4
g
2,55 m
M m kg pelarut
13
Konsentrasi Larutan
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 Molalitas H2SO4 =
1Kg
Kemudian jika dalam larutan tersebut hanya terdiri dari satu =
macam zat terlarut dan pelarut saja, maka massa pelarutnya adala sebagai berukut :
ρ(H 2SO 4 ).%(H 2 SO 4 ).(1000g/1kg) M m (H 2 SO 4 ).ρ.ρ 2SO 4 ).(100% %(H 2 SO 4 )). 1,84( kg / L ).96 / 100. (1000g / 1kg ) 98(g / mol ).1,84( kg / L )(1 0 ,96)
= 244,9 mol/kg pelarut
Massa pelarut = ρ ( 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
Molalitas =
m(X) M m (X)
Dimana m(X)
x
Normalitas =
1 m(pelarut)
molekivalen
Atau
= massa zat X dalam gram
Normalitas
m(pelarut) = massa pelarut dalam kg Konsentrasi Larutan
V(Liter)
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 sebagai dasar untuk suatu titrasi, didefinisikan sebagai
1,5 liter larutan. Mr H2SO4 = 98.
1. Asam basa
Jawab : Massa ekivalen
49
Kenormalan
Bobot ekuivalen adalah bobot dalam gram (dari) suatu
zat yang diperlukan untuk memberikan atau bereaksi dengan i mol
36,75 49 1,50
0,50
(1,008 g) H+
N
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.
=
m(X) M m (X)
x
1000 V(ml)
3. Pengendapan atau pembentukan kompleks
xn
bobot gram ekuivalen
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
Menentukan Normalitas Larutan Pekat
Hubungan
Cara menentukan normalitas larutan pekat dapat ditentukan
Normalitas =
96 100
x
M m (H 2SO 4 )
dan
bobot
molekul
dapat
Mr gram ekuivalen = n
1000g 1kg
ekuivalen
dirumuskan sebagai berukut :
dengan persamaan 1,84kg/L x
bobot
dimana untuk asam basa n = jumlah mol ion H +, untuk Redoks n =
xn
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 10 6 gram larutan.
Contoh Soal 9 1. Hitung berapa % berat NaCl yang dibuat dengan melarutkan 20 g
ppm =
m(zat ) m(sampel )
NaCl dalam 55 g air.
x10 6 ppm
Penyelesaian : Fraksi mol % berat NaCl =
menyatakan mol suatu zat per jumlah mol keseluruhan;
20 20 55
100
= 26,67 % berat X1 =
mol(zat 1) 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 CH 3COOH.
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 5 mL 1,008
100
mL
= 5,14% gram zat terlarut gram larutan
100 b. Persen volume (% V/V) Persen volume (% V/V) =
Konsentrasi Larutan
g
19
Konsentrasi Larutan
mL zat terlarut mL larutan
100
20
Contoh Soal 11 :
Persen berat-volume (% W/V) =
gram zat terlarut
50 ml alkohol dicampur dengan 50 ml air menghasilkan 96,54 ml
mL larutan
100
Persen berat sering digunakan karena tidak bergantung pada
larutan. Hitung persen volume masing-masing komponen.
temperatur.
Penyelesaian
persen volume alkohol
=
50 96,54
100 Parts Per Million dan Parts Per Billion
= 51,79% persen volume air
=
50 96,54
Jika larutan sangat encer digunakan satuan konsentrasi parts per
100
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, (C 2H5OH)
1 ppm
dalam air sehingga diperoleh 100 ml larutan. Jika kerapatan C2H5OH murni 0,785 g/ml, hitung konsentrasi C2H5OH
1 ppb
1 mg zat terlarut 1 L larutan
1 μ g zat terlarut 1 L larutan
dinyatakan dalam persen volume. Contoh 13
Penyelesaian Volume alkohol semula
Volume
42,04 100
33 0,785
1. Suatu larutan aseton dalam air mengandung 8,60 mg aseton
42,04 mL
dalam 21,4 L larutan. Jika kerapatan larutan 0,997 g/cm 3, hitung konsentrasi aseton dalam (a) ppm dan (b) ppb.
100 42,04%
Penyelesaian : (a) ppm aseton
c. Persen berat/volume (% W/V)
=
berat zat terlarut berat larutan
10 6
ppm
Berat aseton 8,60 mg = 8,60 x 10-3 g Konsentrasi Larutan
21
Konsentrasi Larutan
22
Berat air
Penyelesaian :
= 21,4 L x 1000 mL/L x 0,997 g/mL = 21,4 x 104 g
ppm aseton
=
117 g NaCl
8,60 g aseton 21,4 10
4
g air
10 6 3 kg air
=
=
berat aseton berat air
10
8,60 g aseton 21,4 10
4
g air
9
10
9
117 58,5
2 mol
= 0,402 ppm (b) ppb aseton
3000
18 166,6 mol
fraksi mol NaCl
fraksi mol air
= 402 ppb
2 168,6 166,6 168,6
0,012
0,988
Fraksi Mol (x) fraksi mol A X A
n Total
fraksi mol zat terlarut fraksi mol pelarut
Contoh Soal 15
nA
Hitung fraksi mol H2SO4 dalam larutan yang mengandung 0,56 mol
jumlah mol zat terlarut jumlah mol zat terlarut jumlah mol pelarut
dalam 1 kg H2O jika diketahui Mr . H2O = 18 g/mol.
jumlah mol pelarut jumlah mol zat terlarut jumlah mol pelarut
Penyelesaian : Jumlah mo l air
1000 18
55,56 mol
Contoh Soal 14 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 0,56
56,12
Lambang
0,010
% W/W
Nama persen berat
Rumus gram zat terlarut gram larutan
% V/V
persen volume
Keformalan (F)
mL zat terlarut
100
mL larutan % W/V
Keformalan
jumlah massa rumus zat terlarut
% mg
liter larutan
persen berat-volume persen miligram
gram zat terlarut mL larutan mg zat terlarut
parts per milion
100
100
100 mL laru tan Ppm
100
1 mg zat terlarut 1 L larutan
Contoh Soal 16 Hitung keformalan suatu larutan diperoleh dengan melarutkan 1,90 g
Ppb
parts per bilion
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, Na 2SO4 : 142 1,90 g Na 2 SO 4 keformalan
1,90
0,0134 berat
142 0,0134 0,185
Lambang
Nama
Rumus
1
2
3
rumus X
0,16
fraksi mol
F
mol zat terlarut mol zat terlarut
F
Formal
mol pelarut
massa rumus zat terlarut liter larutan
Konsentrasi larutan di atas dikelompokkan dalam satuan fisik
M
Molar
mol zat terlarut liter larutan
atau satuan kimia. Konsentrasi yang termasuk dalam satuan Fisika dan Kimia dapat di lihat pada tabel berikut Konsentrasi Larutan
25
Konsentrasi Larutan
26
1 M
2 Molal
3 mol zat terlarut
4.
Hitung normalitas dari masing-masing larutan soal no 2.dan 3
5.
Berapa gram Na2CO3 yang diperlukan untuk membuat 2 liter larutan
kg pelarut N
normal
Na2CO3 1,5 M.
ekivalen zat terlarut 6.
liter larutan m Eq Osm
miliekivalen osmolar
seperseribu mol muatan
Bila 0,585 g padatan NaCl dilarutkan dalam 500 ml air (berat jenis air = 1 kg/L). hitung konsentrasi larutan ini dalam molalitas (m).
osmols
7.
liter larutan
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.
2.
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 8. Suatu larutan 45% berat dari NaNO 3 mempunyai kerapatan 1,368
Hitung konsentrasi larutan dalam molaritas dari : 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 10. Berapa gram zat terlarut berikut yang diperlukan untuk membuat :
Konsentrasi Larutan
27
Konsentrasi Larutan
28
a. Larutan KCl 0,2 M sebanyak 2 lit er 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 Gambar 2.1 Pelarutan dan Pengenceran
perhitungannya 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
= n1 =
mol zat setelah diencerkan 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 0,25 liter
=4M
Kons. NaCl =
0,1 mol
=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
diencerkan masing-masing M
n
V
, maka
adalah V 1 dan M 1 (M untuk
dan konsentrasi
adalah V 2
larutan sesudah
dan M 2 , maka
berlaku
hubungan :
n=MxV
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 tidak berubah.
Contoh Soal 1
Seorang asisten mahasiswa memelukan larutan HCl 1 M sebanyak 1000
grek. sebelum diencerkan = grek setelah diencerkan molek 1
ml untuk kegiatan praktikum mahasiswa bimbingannya. Larutan yang
= molek 2
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
Asam asetat (HC2H3O2)
1,05
100
17,5
M 1 = 18,0 M
M 2 = 3,00 M
Larutan ammonia dalam
0,90
28
15
V 1 = ?
V 2 = 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 M 1V 1 = M 2V 2
air ( NH3) Konsentrasi Pengenceran
Jawab V i adalah: 34
Konsentrasi Pengenceran
35
V 1
V 1 =
M 2 V2 M1
Penyelesaian:
(3,00 M )(750mL)
Persamaan untuk pengenceran adalah:
18,0 M
M1V1 = M2V2
V 1 = 125 mL
M1 = 0,500 M V1 = 25,0 mL
Untuk membuat larutan ini, diencerkan 125 mL H 2SO4 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
M 1 = 0,600 M
M 2 = ?
V 1= 300 mL
V 2= 200 mL + 300 mL = 500 mL
(konsentrasinya tinggi) didistribusi tepat sekali dalam volume akhir.
Jawab M 2 menjadi: M2
Contoh Soal 5
M 1 V1 V2
Bagaimana cara membuat 1 L larutan HCl 1 M dari larutan pekat 30 %,
(0,600 M )(300mL)
yang berat jenisnya 1,16 kg/L
(500mL)
= 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 M1
=
sulfat pekat mempunyai konsentrasi 96 %, berat jenisnya 1,84 kg/l .
1(mol/l)x1000 ml 10,17 (mol/l)
(Ar : H = 1; S = 32 dan O = 16)
= 98,33 ml
4. 150 ml Larutan HCl 0,1 M
b. Volume aquades yang diperlukan untuk pengenceran adalah
0,5 M . Hitung berapa konsentrasi campuran HCl tersebut
V2 - V1 = 1000 ml - 98,33 ml = 901,67 ml
5. Bila 25 ml etanol 99,8 % yang berat jenisnya 0,79 kg/l diencerkan
c. Cara membuatnya adalah sebagai berukut :
dicampur dengan 250 ml larutan HCl
sehingga konsentrasinya menjadi 25 %. Berapa volume larutan
diambil sebanyak 98,33 ml larutan HCl pekat dengan pipet volum.
sesudah diencerkan.
6. Berapa volume larutan AgNO3 0,1 M harus bereaksi dengan 10 ml
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.
larutan diaduk dan disimpan pada botol penyimpan larutan.
7. Berapa volume larutan KNO3 1,0 M harus diencerkan dengan air
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
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
2. 4 gram padatan NaOH 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