Download Larutan.pdf PDF

TitleLarutan.pdf
File Size141.9 KB
Total Pages10
Document Text Contents
Page 1

Larutan

2. LARUTAN

1. Sifat Dasar Larutan
Larutan adalah campuran yang bersifat homogen antara molekul, atom ataupun ion

dari dua zat atau lebih. Disebut campuran karena susunannya atau komposisinya dapat
berubah. Disebut homogen karena susunanya begitu seragam sehingga tidak dapat diamati
adanya bagian-bagian yang berlainan, bahkan dengan mikroskop optis sekalipun.

Fase larutan dapat berwujud gas, padat ataupun cair. Larutan gas misalnya udara.
Larutan padat misalnya perunggu, amalgam dan paduan logam yang lain. Larutan cair
misalnya air laut, larutan gula dalam air, dan lain-lain. Komponen larutan terdiri dari pelarut
(solvent) dan zat terlarut (solute). Pada bagian ini dibahas larutan cair. Pelarut cair umumnya
adalah air. Pelarut cair yang lain misalnya bensena, kloroform, eter, dan alkohol.

2. Kelarutan
Sebutir kristal gula pasir merupakan gabungan dari beberapa molekul gula. Jika

kristal gula itu dimasukkan ke dalam air, maka molekul-molekul gula akan memisah dari
permukaan kristal gula menuju ke dalam air (disebut melarut). Molekul gula itu bergerak
secara acak seperti gerakan molekul air, sehingga pada suatu saat dapat menumbuk
permukaan kristal gula atau molekul gula yang lain. Sebagian molekul gula akan terikat
kembali dengan kristalnya atau saling bergabung dengan molekul gula yang lain sehingga
kembali membentuk kristal (mengkristal ulang). Jika laju pelarutan gula sama dengan laju
pengkristalan ulang, maka proses itu berada dalam kesetimbangan dan larutannya disebut
jenuh.

Kristal gula + air ⇔ larutan gula

Larutan jenuh adalah larutan yang mengandung zat terlarut dalam jumlah yang
diperlukan untuk adanya kesetimbangan antara solute yang terlarut dan yang tak terlarut.
Banyaknya solute yang melarut dalam pelarut yang banyaknya tertentu untuk menghasilkan
suatu larutan jenuh disebut kelarutan (solubility) zat itu. Kelarutan umumnya dinyatakan
dalam gram zat terlarut per 100 mL pelarut, atau per 100 gram pelarut pada temperatur yang
tertentu. Jika kelarutan zat kurang dari 0,01 gram per 100 gram pelarut, maka zat itu
dikatakan tak larut (insoluble). Jika jumlah solute yang terlarut kurang dari kelarutannya,
maka larutannya disebut tak jenuh (unsaturated). Larutan tak jenuh lebih encer (kurang
pekat) dibandingkan dengan larutan jenuh. Jika jumlah solute yang terlarut lebih banyak dari
kelarutannya, maka larutannya disebut lewat jenuh (supersaturated). Larutan lewat jenuh
lebih pekat daripada larutan jenuh.

Faktor-faktor yang mempengaruhi kelarutan antara lain jenis zat terlarut, jenis pelarut,
temperatur, dan tekanan.

a. Pengaruh Jenis Zat pada Kelarutan
Zat-zat dengan struktur kimia yang mirip umumnya dapat saling bercampur dengan

baik, sedangkan zat-zat yang struktur kimianya berbeda umumnya kurang dapat saling
bercampur (like dissolves like). Senyawa yang bersifat polar akan mudah larut dalam pelarut
polar, sedangkan senyawa nonpolar akan mudah larut dalam pelarut nonpolar. Contohnya
alkohol dan air bercampur sempurna (completely miscible), air dan eter bercampur sebagian
(partially miscible), sedangkan minyak dan air tidak bercampur (completely immiscible).

http://romdhoni.staff.gunadarma.ac.id Page 1

Page 2

Larutan

b. Pengaruh Temperatur pada Kelarutan
Kelarutan gas umumnya berkurang pada temperatur yang lebih tinggi. Misalnya jika

air dipanaskan, maka timbul gelembung-gelembung gas yang keluar dari dalam air, sehingga
gas yang terlarut dalam air tersebut menjadi berkurang. Kebanyakan zat padat kelarutannya
lebih besar pada temperatur yang lebih tinggi. Ada beberapa zat padat yang kelarutannya
berkurang pada temperatur yang lebih tinggi, misalnya natrium sulfat dan serium sulfat. Pada
larutan jenuh terdapat kesetimbangan antara proses pelarutan dan proses pengkristalan
kembali. Jika salah satu proses bersifat endoterm, maka proses sebaliknya bersifat eksoterm.
Jika temperatur dinaikkan, maka sesuai dengan azas Le Chatelier (Henri Louis Le Chatelier:
1850-1936) kesetimbangan itu bergeser ke arah proses endoterm. Jadi jika proses pelarutan
bersifat endoterm, maka kelarutannya bertambah pada temperatur yang lebih tinggi.
Sebaliknya jika proses pelarutan bersifat eksoterm, maka kelarutannya berkurang pada suhu
yang lebih tinggi.

kelarutan
Pb(NO3)2

KCl
Na2SO4
NaCl

. Na2SO4.10H2O

Ce2(SO4)3
temperatur

Gambar 1. Kurva hubungan antara kelarutan beberapa garam dengan temperatur.

c. Pengaruh tekanan pada kelarutan
Perubahan tekanan pengaruhnya kecil terhadap kelarutan zat cair atau padat.

Perubahan tekanan sebesar 500 atm hanya merubah kelarutan NaCl sekitar 2,3 % dan NH4Cl
sekitar 5,1 %. Kelarutan gas sebanding dengan tekanan partial gas itu. Menurut hukum
Henry (William Henry: 1774-1836) massa gas yang melarut dalam sejumlah tertentu cairan
(pelarutnya) berbanding lurus dengan tekanan yang dilakukan oleh gas itu (tekanan partial),
yang berada dalam kesetimbangan dengan larutan itu. Contohnya kelarutan oksigen dalam air
bertambah menjadi 5 kali jika tekanan partial-nya dinaikkan 5 kali. Hukum ini tidak berlaku
untuk gas yang bereaksi dengan pelarut, misalnya HCl atau NH3 dalam air.

3. Konsentrasi Larutan
Konsentrasi larutan menyatakan banyaknya zat terlarut dalam sejumlah tertentu

larutan. Secara fisika konsentrasi dapat dinyatakan dalam % (persen) atau ppm (part per
million) = bpj (bagian per juta). Dalam kimia, konsentrasi larutan dinyatakan dalam molar
(M), molal (m) atau normal (N).

http://romdhoni.staff.gunadarma.ac.id Page 2

Page 5

Larutan

dapat menghantarkan arus listrik, sehinggga akan menjadi penghambat bagi ion-ion H+ dan
CH3COO− untuk menghantarkan arus listrik. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa larutan
elektrolit lemah daya hantar listriknya kurang kuat.

Senyawa nonelektrolit adalah senyawa yang di dalam air tidak terion, sehingga
partikel-partikel yang ada di dalam larutan adalah molekul-molekul senyawa yang terlarut.
Dalam larutan tidak terdapat ion, sehingga larutan tersebut tidak dapat menghantarkan arus
listrik. Kecuali asam atau basa, senyawa kovalen adalah senyawa nonelektrolit, contohnya:
C6H12O6, CO(NH2)2, CH4, C3H8, C13H10O.

5. Sifat Koligatif Larutan Non-elektrolit
Sifat larutan berbeda dengan sifat pelarut murninya. Terdapat empat sifat fisika yang

penting yang besarnya bergantung pada banyaknya partikel zat terlarut tetapi tidak
bergantung pada jenis zat terlarutnya. Keempat sifat ini dikenal dengan sifat koligatif larutan.
Sifat ini besarnya berbanding lurus dengan jumlah partikel zat terlarut. Sifat koligatif tersebut
adalah tekanan uap, titik didih, titik beku, dan tekanan osmosis. Menurut hukum sifat
koligatif, selisih tekanan uap, titik beku, dan titik didih suatu larutan dengan tekanan uap, titik
beku, dan titik didih pelarut murninya, berbanding langsung dengan konsentrasi molal zat
terlarut. Larutan yang bisa memenuhi hukum sifat koligatif ini disebut larutan ideal.
Kebanyakan larutan mendekati ideal hanya jika sangat encer.

a. Tekanan Uap Larutan
Tekanan uap larutan lebih rendah dari tekanan uap pelarut murninya. Pada larutan

ideal, menurut hukum Raoult, tiap komponen dalam suatu larutan melakukan tekanan yang
sama dengan fraksi mol kali tekanan uap dari pelarut murni.

PA = XA . P0A
PA = tekanan uap yang dilakukan oleh komponen A dalam larutan.
XA = fraksi mol komponen A.
P0A = tekanan uap zat murni A.

Dalam larutan yang mengandung zat terlarut yang tidak mudah menguap (tak-atsiri
atau nonvolatile), tekanan uap hanya disebabkan oleh pelarut, sehingga PA dapat dianggap
sebagai tekanan uap pelarut maupun tekanan uap larutan.

Contoh soal:
Pada suhu 30°C tekanan uap air murni adalah 31,82 mmHg. Hitunglah tekanan uap larutan
sukrosa 2 m pada suhu 30°C.

Jawab:

Jika dimisalkan pelarutnya 1 000 g, maka:
Mol sukrosa = 2 mol
Mol air = 1 000 g : 18 g/mol = 55,6 mol
Tekanan uap larutan = tekanan uap pelarut = PA = XA . P0A

= [55,6 mol : (55,6 + 2) mol] x 31,82 mmHg
= 30,7 mmHg

http://romdhoni.staff.gunadarma.ac.id Page 5

Page 6

Larutan

b. Titik Didih Larutan
Titik didih larutan bergantung pada kemudahan zat terlarutnya menguap. Jika zat

terlarutnya lebih mudah menguap daripada pelarutnya (titik didih zat terlarut lebih rendah),
maka titik didih larutan menjadi lebih rendah dari titik didih pelarutnya, atau dikatakan titik
didih larutan turun. Contohnya larutan etil alkohol dalam air titik didihnya lebih rendah dari
100 °C tetapi lebih tinggi dari 78,3 °C (titik didih etil alkohol 78,3 °C dan titik didih air 100
°C). Jika zat terlarutnya tidak mudah menguap (tak-atsiri atau nonvolatile) daripada
pelarutnya (titik didih zat terlarut lebih tinggi), maka titik didih larutan menjadi lebih tinggi
dari titik didih pelarutnya, atau dikatakan titik didih larutan naik. Pada contoh larutan etil
alkohol dalam air tersebut, jika dianggap pelarutnya adalah etil alkohol, maka titik didih
larutan juga naik. Kenaikan titik didih larutan disebabkan oleh turunnya tekanan uap larutan.
Berdasar hukum sifat koligatif larutan, kenaikan titik didih larutan dari titik didih pelarut
murninya berbanding lurus dengan molalitas larutan.

∆tb = kb . m

∆tb = kenaikan titik didih larutan.
kb = kenaikan titik didih molal pelarut.
m = konsentrasi larutan dalam molal.

Contoh soal:
Hitunglah titik didih larutan glukosa 0,1 m jika kenaikan titik didih molal air 0,512 °C /m !

Jawab:

∆tb = kb . m = 0,512 °C /m x 0,1 m = 0,0512 °C
Jadi tb larutan = tb air + ∆tb = 100 °C + 0,0512 °C = 100,0512 °C

c. Titik Beku Larutan
Penurunan tekanan uap larutan menyebabkan titik beku larutan menjadi lebih rendah

dari titik beku pelarut murninya. Hukum sifat koligatif untuk penurunan titik beku larutan
berlaku pada larutan dengan zat terlarut atsiri (volatile) maupun tak-atsiri (nonvolatile).
Berdasar hukum tersebut, penurunan titik beku larutan dari titik beku pelarut murninya
berbanding lurus dengan molalitas larutan.

∆tf = kf . m

∆tf = penurunan titik beku larutan.
kf = penurunan titik beku molal pelarut.
m = konsentrasi larutan dalam molal.

Contoh soal:
Hitunglah titik beku larutan glukosa 0,1 m jika penuruan titik beku molal air 1,86 °C /m !

Jawab:

∆tf = kf . m = 1,86 °C /m x 0,1 m = 0,186 °C
Jadi tf larutan = tf air – ∆tf = 0 °C – 0,186 °C = – 0,186 °C

Besarnya tetapan titik didih molal (kb) dan titik beku molal (kf) beberapa pelarut
adalah seperti pada tabel berikut:

http://romdhoni.staff.gunadarma.ac.id Page 6

Page 7

Larutan

Pelarut Titik beku (°C) kf (°C /m) Titik didih (°C) kb (°C /m)

Air 0,0 1,86 100,0 0,512
Asam asetat 16,6 3,9 117,9 3,07
Benzena 5,50 4,9 80,1 2,53
Kamfor 179,8 39,7 207,42 5,61
Nitrobenzena 5,7 7,0 210,8 5,24
Fenol 40,90 7,4 181,75 3,56

Tabel 2. Tetepan titik beku molal dan titik didih molal beberapa pelarut.

d. Tekanan Osmose Larutan
Peristiwa lewatnya molekul pelarut menembus membran semipermeabel dan masuk

ke dalam larutan disebut osmose. Tekanan osmose larutan adalah tekanan yang harus
diberikan pada larutan untuk mencegah terjadinya osmose (pada tekanan 1 atm) ke dalam
larutan tersebut. Hampir mirip dengan tekanan pada gas ideal, pada larutan ideal, besarnya
tekanan osmose berbanding lurus dengan konsentrasi zat terlarut.

π = tekanan osmose (atm).
n = jumlah mol zat terlarut (mol).
R = tetapan gas ideal = 0,08206 L.atm/mol.K
T = suhu larutan (K).
V = volume larutan (L).
M = molaritas (M = mol/L).

Jika tekanan yang diberikan pada larutan lebih besar dari tekanan osmose, maka
pelarut murni akan keluar dari larutan melewati membran semipermeabel. Peristiwa ini
disebut osmose balik (reverse osmosis), misalnya pada proses pengolahan untuk memperoleh
air tawar dari air laut.

Contoh soal:
Hitunglah berapa tekanan osmose yang harus diberikan pada 1 liter larutan gula 0,1 M pada
suhu 27 °C supaya air tidak dapat menembus membran semipermeabel masuk ke dalam
larutan tersebut !

Jawab:

π = (n.R.T) : V = M.R.T
= 0,1 M x 0,08206 L.atm/mol.K x (27 + 273) K
= 2,46 atm

6. Sifat Koligatif Larutan Elektrolit
Larutan elektrolit memperlihatkan sifat koligatif yang lebih besar dari hasil

perhitungan dengan persamaan untuk sifat koligatif larutan nonelektrolit di atas.
Perbandingan antara sifat koligatif larutan elektrolit yang terlihat dan hasil perhitungan
dengan persamaan untuk sifat koligatif larutan nonelektrolit, menurut Van't Hoff besarnya http://romdhoni.staff.gunadarma.ac.id Page 7

M.R.Tπ V
n.R.T ==

Similer Documents