Transcript Larutan Gas

XIII.CAIRAN DAN SISTEM KOLIGATIF LARUTAN
Sifat koligatif adalah sifat yang ditentukan oleh
banyaknya zat (materi) yang ada dan bukan ditentukan oleh
macamnya zat.
Larutan
Larutan adalah materi homogen yang tidak mempunyai
susunan (komposisi) kimia tertentu.
Suatu larutan terdiri dari :
1. Pelarut (= solven)
Pelarut dapat berupa zat tunggal atau campuran
2. Zat terlarut (= solut = linarut)
Zat terlarut juga dapat terdiri dari dari zat tunggal atau
campuran
Penggolongan larutan
Menurut wujud akhirnya, larutan dapat dibagi
menjadi :
1. Larutan Gas
Dalam larutan gas, baik pelarut maupun linarut (solven
dan solut) berupa gas.
Contoh : Uap air dalam udara
Selanjutnya larutan gas disebut juga campuran gas.
2. Larutan cair
Dalam larutan cair, pelarutnya berwujud cair, sedangkan
menurut wujud linarutnya, larutan cair dibagi menjadi :
2.a. Larutan gas dalam cair
Contoh : Larutan oksigen (O2) dalam air
2.b. Larutan cair dalam cair
Contoh : Larutan etanol dalam air
2.c. Larutan padat dalam cair
Contoh : Larutan Gula dalam air
3. Larutan padat
Dalam larutan padat, pelarutnya berwujud padat, sedangkan menurut wujud linarutnya, larutan padat dapat dibagi
menjadi :
3.a. Larutan gas dalam padat
Linarut berupa gas, misalnya gas hidrogen (H2) yang larut
dalam paladium (Pd)
3.b. Larutan cair dalam padat
Linarut berupa cairan, misalnya amalgam (larutan logam
dalam raksa).
Contoh : amalgam perak, yaitu Ag dalam Hg
3.c. Larutan padat dalam padat
Linarut berupa padatan, umumnya berupa larutan logam
atau paduan logam (aliasi = alliage), misalnya kuningan
(Cu dalam Zn).
13.4.4. Peristiwa melarut
Terjadinya larutan dapat melalui salah satu dari tiga proses
berikut :
1. Zat terlarut bereaksi secara kimia dengan pelarut dan
membentuk zat baru.
Keadaan ini terjadi bila ada antaraksi antara pelarut
dengan linarut, yaitu dengan pemecahan satu atau lebih
ikatan kimia.
Contoh :
P2O5 + 3 H2O  2 H3PO4
NH3 +
H2O  NH4OH
2. Zat terlarut berantaraksi dengan pelarut tanpa
perubahan sifat zat terlarutnya.
Peristiwa ini dikenal sebagai solvasi dan khusus untuk
pelarut air disebut hidrasi.
Contoh : pelarutan NaCl dalam air
Gambar 13.2. Proses hidrasi NaCl
H
H
H
NaCl
H 2O
H
H
H



O
H
Air sebagai dwikutub
H
O
O
Na+
O
O
H
H
O
H
H
O
H
H H
H
H
O
H
H
ClH
O
H
H
H
O
O
H O
O
H
Ion Na+ dan Cl- yang tersolvasi dalam air
H
• Solvasi terjadi antara pelarut polar dengan linarut
polar atau ionik. Contoh lain adalah larutan etanol
(polar) dengan air (polar).
• 3. Zat terlarut mengalami dispersi (penyebaran)
dalam pelarut.
• Keadaan ini terjadi pada pelarut dan linarut yang
keduanya non-polar.
• Contoh : Benzena yang terdispersi dalam CCl4.
+
Benzena
CCl4
Benzena terdispersi
dalam CCl4
Gambar 13.3. Dispersi benzena dalam CCl4
• Kedua molekul, benzena dan CCl4, bersifat nonpolar. Kelarutan terjadi karena kecenderungan
benzena dan CCl4 terdispersi sejauh mungkin.
13.5. SIFAT-SIFAT KOLIGATIF LARUTAN
Sifat-sifat koligatif larutan adalah :
1. Penurunan Tekanan Uap
2. Penurunan Titik Beku
3. Kenaikan Titik Didih
4. Tekanan Osmotik
• 13.5.1. Titik Beku
• Adalah temperatur dimana terjadi keseimbangan antara
wujud padat dan wujud cair.
• Pada keadaan ini kedua wujud tersebut tidak mengalami
perubahan.
• Contoh : titik beku air pada 1 atm. adalah 0oC.
• 13.5.2. Tekanan Uap
• Molekul-molekul suatu zat yang berada dalam fasa cair
mempunyai kecenderungan lolos keluar dari wujud cair
menjadi wujud gas. Bila cairan tersebut berada dalam
ruang tertutup, maka molekul-molekul yang lolos ini
menimbulkan tekanan yang besarnya tergantung kepada
temperatur waktu itu. Tekanan ini disebut tekanan uap
zat tersebut pada temperatur itu.
• 13.5.3. Titik Didih
• Titik didih suatu cairan adalah temperatur
yang menunjukkan tekanan uap cairan
sama dengan tekanan udara luar.
• Bila tekanan tersebut = 1 atm., maka titik
didih itu disebut titik didih standar cairan
tersebut.
• Pada titik didihnya, terjadi gelembung uap
pada cairan yang naik ke permukaan cairan.
Peristiwa ini disebut pendidihan cairan.
Gelembung uap cairan
Cairan yang sedang mendidih
Gambar 13.8. Proses pendidihan cairan
• Penentuan Titik Didih Cairan
• Titik didih cairan pada tekanan udara normal dapat
diukur dengan cara penyulingan (destilasi) cairan
tersebut pada tekanan udara normal (fasa cair
berhubungan dengan udara terbuka).
• Temperatur diukur sewaktu cairan mulai menetes.
• Penurunan Tekanan Uap Larutan
•
Bila suatu cairan berisi zat terlarut yang tidak mudah
meng-uap, maka kecenderungan lolos molekul cairan
tersebut berkurang.
Karena ada hambatan pada permukaan
maka kecenderungan lolos berkurang
: pelarut
: linarut
Gambar 13.9.Berkurangnya kecenderungan lolos
• Dengan demikian terjadilah penurunan tekanan uap
pelarut dalam larutan.
• Hukum Raoult
• F.M. Raoult (1887) secara eksperimental
menemukan bahwa : Tekanan parsial uap
pelarut yang berkeseimbangan dengan
larutan encer berbanding lurus dengan fraksi
mol pelarut dalam larutan.
• Ini dapat dirumuskan sbb. :
P = P0 . X
• P : tekanan parsial pelarut dalam larutan
• P0 : tekanan uap pelarut murni
• X : fraksi mol pelarut dalam larutan
Fraksi mol pelarut =
jumlah mol pelarut
jumlah mol (pelarut + linarut)
• Penurunan Titik Beku larutan
•
Seperti terlihat pada diagram fasa air dan larutan dalam air,
maka titik beku larutan selalu lebih rendah daripada titik beku
pelarut murninya.
•
Penurunan titik beku larutan encer berbanding lurus dengan
konsentrasi zat terlarut, yang dapat dirumuskan sebagai berikut
(Raoult, 1883) :
Tf = Kf . m
•
Tf :Penurunan titik beku larutan
•
Kf : Tetapan penurunan molal pelarut (tetapan krioskopik)
•
m : Konsentrasi linarut dalam molal, yang dapat dirumuskan
• sbb:
1000 x W2
m =
W1 x M2
• W1: Berat pelarut W2 : Berat linarut M2 : massa molekul linarut
• Kenaikan titik didih larutan
•
Besarnya kenaikan titik didih larutan juga
berbanding lurus dengan konsentrasi zat terlarut, yang
dapat dirumuskan sebagai berikut
Tb = Kb .m = Kb x
•
•
Tb
Kb
•
•
•
•
m
W1
W2
M2
1000 x W2
W1 x M2
: kenaikan titik didih larutan
: tetapan kenaikan molal pelarut (tetapan
ebulioskopik)
: molalitas linarut
: berat pelarut
: berat linarut
: massa molekul linarut
• 13.5.4. Tekanan Osmotik Larutan
Tekanan osmotik adalah tekanan hidrostatik yang terjadi
akibat peristiwa osmosis.
• Peristiwa osmosis adalah adalah peristiwa perpindahan
mole-kul-molekul melalui membran semi-permeabel.
• Membran semi-permeabel (selaput setengah tembus)
adalah suatu lapisan yang dapat dilewati oleh molekulmolekul yang kecil tetapi tidak dapat dilewati oleh
molekul-molekul yang besar.
• Dalam hal larutan, selaput tersebut dapat dilewati oleh
pelarut, tetapi tidak dapat dilewati oleh zat terlarut
(linarut).
Gambar 13.11. Peristiwa osmosis melalui membran semipermeabel
Peristiwa Osmosis
: molekul pelarut
: molekul linarut
Membran semi permeabel
Terjadinya tekanan osmotik
- Peristiwa difusi
• Dalam peristiwa difusi, suatu linarut akan bergerak
dari konsentrasi tinggi menuju konsentrasi rendah,
sehingga konsentrasinya merata.
H2O
Dif usi : yang bergerak
linarut
KMnO4
• Gambar 13.12. Difusi kristal KMnO4 dalam air
• Pengukuran dan perhitungan tekanan osmotik
Rumus gas yang umum :
P x V = n x R x T (Boyle-Gay Lussac-Avogadro)
• dengan :
• P : tekanan gas (atm.)
• V : volume gas (liter)
• n : jumlah mol gas
• R : tetapan gas (0,082 L . atm . mol-1. oK-1)
• T : temperatur mutlak (oK)
untuk larutan berlaku :
 x V = n x R x T
• dengan :
•  : tekanan osmotik (atm)
• V : volume larutan (liter)
• n : jumlah mol linarut
(Boyle-Gay Lussac- van ‘t Hoff)
• Contoh : 1 g sukrosa (BM=342), dilarutkan
dalam air sampai menjadi 100 ml larutan.
Berapakah tek osmotik larutan pada 25oC.
• Jawab:
.V = n.R.T
V = 100 ml = 0,1 l
n = 1,0 = 0,0029 mol
342
T = 25oC = 25 + 273 = 298 oK
=0,0029x 0,082 x 298 = 0,71 atm
0,01
Perhitungan tekanan osmotik berguna untuk
mengukur BM senyawa, mis . protein.
• 13.6. TETAPAN-TETAPAN CAIRAN LAIN
• 13.6.1. Tegangan permukaan
• Tegangan permukaan adalah energi dalam erg yang
diperlukan untuk membentuk permukaan cairan seluas 1
cm2.
• Terjadinya tegangan permukaan
Gaya pada permukaan
dengan resultan =/= 0
Gaya di bawah permukaan
dengan resultan = 0
• Gambar 13.13. Gaya-gaya pada cairan
• Dalam molekul-molekul cairan, terjadi gaya tarik
jarak pendek (gaya van der Waals). Pada
sebagian besar molekul cairan tersebut, gaya
van der Waals saling meniadakan sehingga
hasil akhir = 0. Pada molekul yang berada di
permukaan, gaya dari atas tidak ada, sehingga
resultan gaya tersebut adalah ke arah bawah,
dan molekul-mole-kul menekan ke bawah
seolah-olah cairan tersebut mempunyai kulit.
Inilah yang disebut tegangan permukaan.
•
Dengan adanya tegangan permukaan, maka
cairan berusaha untuk mempunyai permukaan
sesempit mungkin (bentuk bola).
• Pengaruh temperatur terhadap
tegangan permukaan
• Bila temperatur suatu cairan meningkat, maka
gerakan molekulnya makin cepat.
• Akibatnya, gerakan ini akan melawan gaya tarik
antar molekul cairan tersebut.
• Maka tegangan permukaan cairan akan
menurun. Pada temperatur kritisnya, cairan
akan kehilangan tegangan permukaannya.
KEKENTALAN (VISKOSITAS)
Kekentalan adalah besaran yang menyatakan hambatan
suatu sistem untuk mengalir, bila terhadap sistem itu
dikenakan suatu tekanan.
• Satuan kekentalan
• Satuan kekentalan adalah poise, yaitu gaya
geser yang diperlukan untuk memperoleh
kecepatan 1 cm/detik antara dua bidang sejajar
suatu cairan yang masing-masing luasnya 1
cm2 dan dipisahkan dengan jarak 1 cm.
•
Dalam satuan cgs :
• 1 poise = 1 dyne . det . cm-2 = 1 dyne . det/cm2
= gramxcm/det2 = gram
cm2
cm.det
- Fluiditas
Fluiditas ( = phi) adalah kebalikan dari viskositas
• Pentingnya pengukuran viskositas
• Pengetahuan dan pengukuran viskositas sangat
penting dalam pembuatan preparat-preparat cair
dan setengah cair, misalnya pada pembuatan
obat semprot hidung, krim salep dan obat
gosok.
• Viskositas juga penting dalam kedokteran,
misalnya dalam pengukuran tekanan darah. Bila
viskositas darah naik, maka tekanan darah naik
pula, yang dapat membebani kerja jantung.
Indeks bias Indeks bias suatu zat adalah perbandingan
antara kerapatan optik zat itu dengan kerapatan optik
ruang hampa.
• Pengukuran Indeks bias
• Indeks bias suatu zat diukur dengan alat yang
disebut refraktometer. Salah satu contoh
refraktometer adalah refraktometer Abbe.
• Prinsip kerja
• Refraktometer Abbe membandingkan indeks
bias zat yang akan diukur dengan indeks bias
prisma yang telah diketahui.
• Lambang : nD20
KEJENUHAN LARUTAN
Hubungan antara keadaan larutan dengan
jumlah relatif linarut dan pelarut ada 3
macam, yaitu :
1. Larutan jenuh
2. Larutan tak jenuh
3. Larutan lewat jenuh
• Larutan jenuh
• Larutan jenuh adalah suatu larutan yang di
dalamnya zat terlarut (solut/linarut) yang berada
dalam larutan, berkesetimbangan dengan zat
terlarut murni yang berada dalam wadah tempat
larutan itu berada tetapi di luar sistem larutan
itu.
• Larutan tak jenuh
• Larutan tak jenuh adalah suatu larutan yang di
dalamnya konsentrasi zat terlarut lebih kecil
daripada kelarutan zat terlarut dalam pelarutnya
pada temperatur tertentu.
Gambar13.21. Gambaran larutan jenuh
pelarut
Konsentrasi solut dalam larutantersebut
dikenal sebagai : kelarutan linarut dalam
pelarut tersebut (pada temperatur tertentu)
Pada umumnya kelarutan suatu zat meningkat dengan kenaikan temperatur.
linarut dalam
larutan
linarut murni
• Larutan lewat jenuh
• Larutan lewat jenuh adalah suatu larutan yang
mengandung linarut dengan konsentrasi lebih besar
daripada kelarutan linarut tersebut pada temperatur
tertentu.
• Contoh :
Larutan Na2S2O3 (natrium tiosulfat) dan
CH3COONa (natrium asetat)
•
Sejumlah Na2S2O3 atau CH3COONa yang melebihi
kelarutannya dapat dilarutkan dalam air dengan
pemanasan. Bila dibiarkan dingin, linarut tersebut tidak
mengkristal walaupun konsentrasinya melebihi
kelarutannya.
• Larutan semacam ini disebut larutan lewat jenuh dan
bersifat metastabil.
Larutan jenuh metastabil dapat dijadikan
larutan jenuh yang stabil dengan cara :
1. Mengkristalkan linarut dengan
memancingnya dengan menambahkan
kristal linarut dari luar.
2. Mengocok wadah dengan keras.
3. Menggores dinding wadah dengan
pengaduk.
Tabel 13.5. Istilah perkiraan kelarutan
Bagian (volume)
pelarut untuk
melarutkan satu
bagian (berat) linarut
Istilah
Sangat larut
<1
Sedikit larut
100 - 1000
Larut bebas
1 - 10
Sangat Sedikit
larut
1000 – 10.000
-Larut
-Agak larut
10 -30
30 - 100
(Praktis) tidak
larut
> 10.000
Istilah
Bagian (volume)
pelarut untuk
melarutkan satu
bagian (berat) linarut
• Larutan elektrolit dan bukan elektrolit
• Bila ke dalam air dilarutkan :
– Gula atau
– Alkohol atau
– Urea
• maka berlaku rumus-rumus penurunan tekanan uap, penurunan titik
beku dan kenaikan titik didih sebagai berikut :
P = PoX; Tf = Kf x m dan Tb = Kb x m
• Larutan-larutan tersebut mengikuti Hukum Raoult dan tidak
menhantarkan arus listrik. Oleh karena itu disebut larutan nonelektrolit (larutan bukan elektrolit).
• Tetapi bila ke dalam air dilarutkan :
– Asam atau
– Basa atau
– Garam
• maka terjadi penyimpangan dari Hukum Raoult, yaitu bahwa hasilnya lebih besar daripada rumus-rumus di atas.
• Larutan ini disebut Larutan elektrolit (penghantar listrik cair)
BAB XIV.SISTEM HETEROGEN
ADALAH SISTEM YANG MEMPUNYAI BAGIAN2 YANG TIDAK SAMA
DALAM KESELURUHAN SISTEM
PENGGOLONGAN:
1.
SUSPENSI
adalah sistem heterogen dengan ukuran partikel terdispersi > 0,1
m (1 m = 10-4)
2.
KOLOID (DISPERSI KOLOID)
adalah sistem heterogen dengan ukuran partikel terdispersi
antara 0,001 - 0,1 m (1,0 - 100 mm)
EMULSI
merupakan jenis koloid yang medium pendispersi maupun fasa
terdispersinya berupa cairan yang tidak saling campur.
-Kedua fase terdiri dari fase minyak dan air atau sebaliknya.
-Emulgator = zat penstabil emulsi
Contoh emulsi : susu, santan, minyak ikan, minyak rambut (cream)
Tabel 14.1. Perbedaan antara larutan, koloid dan suspensi
Karakteristik
Larutan
Koloid
Suspensi
-Tidak tampak
- Tidak tampak
-Tidak tampak
-Tampak
-Tampak
-Tampak
-Kertas saring
-Membran semipermiabel
-Lolos
-Lolos
-Lolos
-Tertahan
-Tertahan
-Tertahan
-Sifat difusi
-Fasa
-Kejernihan
-Bila dibiarkan
-Cepat
-Satu fasa
-Jernih
-Tidakmengendap
-Sangat lambat
-Dua fasa
-Baur
-Tidakmengendap
-Tak mendifusi
-Dua fasa
-Tdk tmbs chy
-Mengendap
Penampakan
-Mikroskop biasa
-Mikroskop
elektronik
Penyaringan
SIFAT-SIFAT KOLOID:
1. SIFAT OPTIK
Efek Faraday-Tyndall
berupa kerucut cahaya bila s/ koloid disinari dari samping.
Efek ini disebkan oleh penghamburan sinar o/ partikel -partikel
terdispersi.
2. SIFAT KINETIK
a.Gerak Brown:
gerakan acak partikel terdispersi dalam medium
terdispersi.
b.Difusi :
partikel terdispersi scr spontan bergerak (berdifusi)
dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah.Akibat langsung dari
gerak Brown.
3. SIFAT ELEKTRIK
a. Elektroforesis
adalah pergerakan partikel terdispersi dengan
adanya pengaruh listrik.
b. Elektro-osmosis
adalah pergerakan medium pendispersi
dengan adanya pengaruh listrik, sedangkan
fasa terdispersi diam. (kebalikan
elektroforesis)
CARA PENGENDAPAN KOLOID
1.
2.
3.
Penambahan sejumlah besar elektrolit
Pemanasan
Dengan muatan listrik