SIFAT

1
SIFAT SIFAT CAMPURAN

• LARUTAN DAN KOLOID

2
Background

• Hampir semua gas, cairan dan padatan yang ada
  dimuka bumi terdiri dari campuran berbagai
  senyawa
• Campuran secara fisik dicirikan oleh komposisinya
  yang bervariasi dan masing-masing komponen masih
  mempertahankan sifat individualnya
• Ada 2 jenis campuran yang umum yaitu larutan dan
  koloid
• Larutan adalah campuran homogen dimana
  masing-masing komponennya tidak terbedakan dan
  berada dalam satu fasa
• Koloid adalah campuran heterogen dimana satu
  komponen terdispersi sebagai partikel halus pada
  komponen lainnya
• Dalam larutan ? partikel-partikel adalah
  individual atom, ion atau molekul
• Dalam koloid partikel-partikel adalah
  makromolekul atau agregasi dari molekul kecil
  yang tidak cukup besar untuk mengendap

3
Jenis jenis Larutan

• Biasanya larutan didefinisikan dengan adanya
  solut (zat terlarut) dan solven (pelarut). Solven
  adalah komponen yang jauh lebih banyak dibanding
  solut
• Pada beberapa kasus istilah bercampur (miscible)
  digunakan untuk larutan yang terbentuk pada
  berbagai proporsi (tidak harus solvennya banyak)
• Kelarutan (S) adalah jumlah maksimum solut yang
  terlarut pada solven dan suhu tertentu
• Solut yang berbeda akan memiliki kelarutan
  berbeda, misalnya S NaCl 39,12 g/100 mL air
  pada 100oC sedangkan S AgCl 0,0021 g/100 mL air
  pada 100oC
• Istilah larutan encer dan pekat juga menunjukkan
  jumlah relatif solut namun secara kualitatif

4
Gaya Antar Molekul dalam Larutan
5
Kulit Hidrasi pada Larutan Ion
6
Larutan liquid-liquid dan solid-liquid

• Pengamatan ilmiah menunjukkan bahwa ada
  kecenderungan like dissolves like dalam kelarutan
  solut dalam solven
• Air mampu melarutkan garam karena gaya ion-dipole
  sama kuat dengan gaya ion-ion yang ada pada garam
  sehingga mampu menggantikannya
• Minyak tidak dapat larut dalam air karena gaya
  dipole-dipole terinduksi yang lemah tidak dapat
  menggantikan gaya dipole-dipole (ikatan-H) pada
  air sehingga minyak tidak dapat menggantikan
  molekul air
• Larutan yang memenuhi like dissolves like
  mensyaratkan adanya kesetaraan kekuatan gaya
  untuk dapat mengatasi gaya dalam solven dan solut

7
Kelarutan Alkohol dalam Air dan Heksan
8
Kelarutan Metanol dalam Air
9
Latihan

• Perkirakan solven yang mana akan melarutkan lebih
  baik untuk solut berikut
• NaCl dalam metanol (CH3OH) atau dalam propanol
  (CH3CH2CH2OH)
• Etilen glikol (OHCH2CH2OH) dalam heksan
  (CH3CH2CH2CH2CH2CH3) atau dalam air
• Dietil eter (CH3CH2OCH2CH3) dalam air atau dalam
  etanol

10
Dual Polaritas Sabun
11
Larutan Gas-Liquid

• Gas-gas yang bersifat non polar seperti N2 atau
  hampir non polar seperti NO memiliki titik didih
  rendah karena gaya antar molekulnya yang lemah
• Hal ini menyebabkannya tidak larut dalam air dan
  titik didihnya berkorelasi dengan kelarutan dalam
  air tersebut
• Gas non polar sebagian besar memiliki nilai
  kelarutan kecil, kecuali jika gas ini
  berinteraksi kimia dengan solven, seperti O2
  dalam darah atau CO2 dalam air (membentuk HCO3-)

12
Korelasi antara Titik Didih dan Kelarutan dalam
Air
Gas Kelarutan (M) Titik didih (K)
He Ne N2 CO O2 NO 4,2 x 10-4 6,6 x 10-4 10,4 x 10-4 15,6 x 10-4 21,8 x 10-4 32,7 x 10-4 4,2 27,1 77,4 81,6 90,2 121,4
13
Larutan Gas dan Larutan Solid
14
Perubahan Energi dalam Proses Pelarutan

• Agar suatu zat dapat larut ada 3 tahapan
• Partikel solut harus terpisah satu sama lain
• Beberapa partikel solven harus terpisah untuk
  memberi ruang bagi partikel solut
• Partikel solut dan solven harus bercampur menjadi
  satu
• Energi akan diserap saat terjadi pemisahan
  partikel sebaliknya energi akan dilepas ketika
  partikel bergabung dan tertarik satu sama lain
• Kesimpulannya pelarutan akan disertai perubahan
  entalpi

15

• Three types of interactions in the solution
  process
• solvent-solvent interaction
• solute-solute interaction
• solvent-solute interaction

DHsoln DH1 DH2 DH3
12.2
16
Perubahan Entalpi Pelarutan

• Partikel solut terpisah satu sama lain
• Solut (agregat) kalor ? solut (terpisah)
  ?Hsolut gt 0
• Partikel solven terpisah satu sama lain
• Solven (agregat) kalor ? solven (terpisah)
  ?Hsolven gt 0
• Partikel solut dan solven bergabung
• Solut (terpisah) solven (terpisah) ? larutan
  Kalor ?Hcamp lt 0
• Perubahan entalpi total pelarutan (?Hlar) adalah
  jumlah seluruh entalpi yang ada yaitu
• ?Hlar ?Hsolut ?Hsolven ?Hcamp

17
Kalor Hidrasi

• Proses terpisahnya molekul air dan bergabungnya
  dengan solut adalah proses hidrasi dan ?Hsolven
  ?Hcamp ?Hhidrasi
• Sehingga ?Hlar ?Hsolut ?Hhidrasi
• Kalor hidrasi selalu negatif karena energi yang
  dibutuhkan untuk memisah molekul air jauh
  dilampaui oleh energi yang dilepas ketika ion
  bergabung dengan molekul air (interaksi
  ion-dipole)
• ?Hsolut untuk padatan ionik nilainya sama dengan
  negatif ?Hkisi sehingga
• ?Hlarutan -?Hkisi ?Hhidrasi

18
Proses Pelarutan dan Tendensi kearah
Ketidakteraturan

• Dialam ada kecenderungan sebagian besar sistem
  menjadi lebih tak teratur dalam istilah
  termodinamik entropi sistem cenderung meningkat
• Entropi adalah ukuran ketidakteraturan sistem
• Dalam konteks larutan, pembentukan larutan secara
  alamiah terjadi, tetapi pembentukan solut murni
  atau solven murni tidak terjadi secara alami
• Pelarutan melibatkan perubahan entalpi dan juga
  entropi sistem

19
Kelarutan sebagai Proses Kesetimbangan

• Jika kita membayangkan solut terpisah dari
  agregatnya dan bergabung dengan solven, namun
  pada saat yang sama partikel solut lain menubruk
  solut yang bergabung dengan solven dan membuatnya
  terlepas maka terjadi 2 proses berlawanan yaitu
  solut bergabung dan terpisah lagi dari solven
• Dalam larutan jenuh, kedua proses ini terjadi
  dalam laju yang sama sehingga tidak ada perubahan
  konsentrasi larutan
• Solut (tak larut) ? solut (terlarut)

20
A saturated solution contains the maximum amount
of a solute that will dissolve in a given solvent
at a specific temperature.
An unsaturated solution contains less solute than
the solvent has the capacity to dissolve at a
specific temperature.
A supersaturated solution contains more solute
than is present in a saturated solution at a
specific temperature.
21
Larutan Lewat Jenuh
22
Efek Temperatur terhadap Kelarutan
23
Latihan

• Dari informasi berikut, perkirakan kelarutan
  tiap-tiap senyawa akankah naik atau turun dengan
  meningkatnya suhu
• ?Hlar NaOH(s) -44,5 kJ/mol
• Ketika KNO3 terlarut dalam air, larutan menjadi
  semakin dingin
• CsCl(s) ? Cs(aq) Cl-(aq) ?Hlar 17,8 kJ

24
Kelarutan Gas dalam Air

• Jika solut berupa solid atau liquid maka ?Hsolut
  gt 0 karena dibutuhkan energi untuk membuat
  partikel terpisah, tetapi pada gas energi ini
  tidak diperlukan karena gas sudah terpisah satu
  sama lain sehingga ?Hsolut gas 0 dan ?Hlar
  selalu lt 0.
• Dalam kaitan ini kelarutan gas akan menurun
  drastis jika temperatur meningkat

25
Thermal Pollution
26
Efek Tekanan terhadap Kelarutan
27
Hukum Henry

• Kelarutan suatu gas (Sgas) berbanding lurus
  dengan tekanan parsial gas (Pgas) diatas larutan
• Sgas kH x Pgas
• Dimana kH adalah konstanta Henry dan memiliki
  nilai tertentu untuk kombinasi gas-solven pada T
  tertentu
• Unit Sgas adalah mol/L dan Pgas adalah atm maka
  unit kH adalah mol/L . atm

28
Latihan

• Tekanan parsial gas CO2 didalam botol cola adalah
  4 atm pada 25oC. Berapa kelarutan CO2? Konstanta
  Henry CO2 terlarut dalam air 3,3 x 10-2 mol/L
  atm pada 25oC
• Berapa kelarutan N2 di air pada 25oC dan 1 atm
  jika udara mengandung 78 N2 (volume)? kH N2
  dalam air pada 25oC adalah 7 x 10-4 mol/L atm

29
Ekspresi Kuantitatif Konsentrasi

• Kosentrasi adalah proporsi senyawa dalam campuran
  sehingga ia merupakan sifat intensif yaitu sifat
  yang tidak tergantung pada jumlah campuran yang
  ada
• 1 L NaCl 0,1 M sama konsentrasinya dengan 1 mL
  NaCl 0,1 M
• Konsentrasi sering dituliskan dalam rasio jumlah
  solut terhadap jumlah larutan, namun ada juga
  rasio solut terhadap solven

30
Beberapa Definisi Konsentrasi

• Molaritas Jumlah mol solut yang terlarut dalam
  1 L larutan
• Molalitas Jumlah mol solut yang terlarut dalam
  1000 g (1 kg) solven
• Bagian per massa jumlah massa solut per jumlah
  massa larutan
• Bagian per volume volume solut per volume
  larutan
• Fraksi mol rasio jumlah mol solut terhadap
  jumlah total mol (solut solven)

31
Concentration Units
The concentration of a solution is the amount of
solute present in a given quantity of solvent or
solution.
Percent by Mass
by mass
Mole Fraction (X)
12.3
32
Concentration Units Continued
Molarity (M)
Molality (m)
12.3
33
What is the molality of a 5.86 M ethanol (C2H5OH)
solution whose density is 0.927 g/mL?
Assume 1 L of solution 5.86 moles ethanol 270
g ethanol 927 g of solution (1000 mL x 0.927 g/mL)
mass of solvent mass of solution mass of
solute
927 g 270 g 657 g 0.657 kg
8.92 m
12.3
34
Soal Latihan

• Berapa molalitas larutan yang dibuat dengan
  melarutkan 32 g CaCl2 dalam 271 g air?
• Berapa gram glukosa (C6H12O6) yang harus
  dilarutkan dalam 563 g etanol (C2H5OH) untuk
  membuat larutan dengan konsentrasi 2,40 x 10-2 m?
• Hitung ppm (massa) kalsium dalam 3,50 g pil yang
  mengandung 40,5 mg Ca!
• Hidrogen peroksida adalah zat pengoksidasi yang
  berguna dalam pemutih, bahan bakar roket dll.
  Larutan encer H2O2 30 (m/m) memiliki densitas
  1,11 g/mL hitung (a) molalitas (b) fraksi mol
  H2O2 (c) molaritas
• HCl komersil memiliki konsentrasi 11,8 M, jika
  densitasnya 1,190 g/mL. Hitung massa, molalitas
  dan fraksi mol dari HCl tsb !

35
Sifat Koligatif Larutan

• Ada 4 sifat larutan yang sangat dipengaruhi oleh
  kuantitas solut dalam larutan ? 4 sifat koligatif
  (kolektif)
• Sifat itu adalah penurunan tekanan uap, kenaikan
  titik didih, penurunan titik beku dan tekanan
  osmotik
• Awal mulanya sifat koligatif digunakan untuk
  melihat pengaruh solut elektrolit dan non
  elektrolit terhadap sifat larutan

36
Penurunan Tekanan Uap

• Untuk solut dengan karakter non volatil dan non
  elektrolit seperti gula, solut ini tidak
  terdisosiasi dan tidak menguap
• Tekanan uap pelarut murni lebih besar dari
  larutan karena pada yang murni kecenderungan uap
  memicu entropi besar
• Sedangkan pada larutan dengan solut entropi besar
  sudah ada dalam larutan sehingga penguapan
  menjadi berkurang
• Hukum Raoult Psolven Xsolven P0solven
• Xsolven Xsolut 1 atau Xsolven 1 - Xsolut

37
(No Transcript)
38
Latihan

• Hitung penurunan tekanan uap ?P saat 10 mL
  gliserol (C3H8O3) ditambahkan ke 500 mL air pada
  50oC. Pada suhu ini tekanan uap air murni 92,5
  torr berat jenis 0,988 g/mL dan berat jenis
  gliserol 1,26 g/mL
• Hitung penurunan tekanan uap larutan 2 g aspirin
  (Mr 180,15 g/mol) dalam 50 g metanol pada
  21,2oC. Metanol murni memiliki tekanan uap 101
  torr pada suhu ini.

39
Kenaikan Titik Didih

• Karena tekanan uap larutan lebih rendah (turun)
  dibanding pelarut murni, maka konsekuensinya
  larutan juga akan mendidih pada suhu yang lebih
  tinggi
• Titik didih larutan adalah suhu dimana tekanan
  uap sama dengan tekanan eksternal (1 atm)
• ?Tb 8 m atau ?Tb Kb m
• Dimana m molalitas larutan dan Kb adalah
  konstanta kenaikan titik didih molal
• ?Tb Tb(larutan) Tb(solven)

40
Diagram Fasa Solven dan Larutan
41
Konstanta Kenaikan Titik Didih Molal dan
penurunan Titik Beku beberapa Pelarut
Solven Titik Didih (oC) Kb (oC/m) Titik Leleh (oC) Kf (oC/m)
As. Asetat Benzen Karbon disulfid CCl4 Kloroform Dietil Eter Etanol Air 117,9 80,1 46,2 76,5 61,7 34,5 78,5 100,0 3,07 2,53 2,34 5,03 3,63 2,02 1,22 0,512 16,6 5,5 -111,5 -23 -63,5 -116,2 -117,3 0,0 3,90 4,90 3,83 30 4,70 1,79 1,99 1,86
42
Penurunan Titik Beku

• Seperti halnya dalam penguapan hanya solven yang
  menguap, dalam pembekuan juga hanya senyawa
  solven yang membeku
• Titik beku larutan adalah suhu dimana tekanan uap
  larutan sama dengan tekanan pelarut murni
• Pada suhu ini solven beku dan larutan yang masih
  mencair berada dalam kesetimbangan
• ?Tf 8 m atau ?Tf Kf m
• ?Tf Tf (solven) Tf (larutan)

43
Latihan

• Jika anda menambahkan 1 kg senyawa antibeku
  etilen glikol (C2H6O2) kedalam radiator mobil
  yang berisi 4450 g air. Berapa titik didih dan
  titik beku air radiator?

44
Terjadinya Tekanan Osmotik
45
Tekanan Osmotik

• Tekanan osmotik didefinisikan sebagai tekanan
  yang harus diberikan untuk mencegah pergerakan
  air dari solven ke larutan seperti pada gambar
  sebelum ini
• Tekanan ini berbanding lurus dengan jumlah solut
  dalam volume larutan
• ? 8 nsolut/Vlarutan atau ? 8 M
• ? (nsolut/Vlarutan) RT MRT

46
Latihan

• Larutan 0,30 M sukrosa pada 37oC memiliki tekanan
  osmotik hampir sama dengan tekanan darah, hitung
  tekanan osmotik sukrosa tsb!
• R 0,0821 L.atm/mol.K

47
A cell in an
12.6
48
Colligative Properties of Nonelectrolyte Solutions
Colligative properties are properties that depend
only on the number of solute particles in
solution and not on the nature of the solute
particles.
12.6
49
Colligative Properties of Electrolyte Solutions
0.1 m NaCl solution
0.1 m Na ions 0.1 m Cl- ions
Colligative properties are properties that depend
only on the number of solute particles in
solution and not on the nature of the solute
particles.
0.1 m NaCl solution
0.2 m ions in solution
i should be
nonelectrolytes
1
NaCl
2
CaCl2
3
12.7
50
Colligative Properties of Electrolyte Solutions
12.7