Transcript Pelarut air - WordPress.com

SEMOGA KELAS INI DIBERKATI
PELARUT (SOLVENT)
Pelarut dikelompokkan berdasarkan 5 parameter:
○ konstanta dielektrik
○ kemampuan terhadap autoionisasi (self ionization)
○ sifat keasaman dan kebasaan
○ kompleksasi
○ kemampuan oksidasi-reduksi
Sifat-sifat yang menentukan kegunaan pelarut:
○ Daerah suhu pelarut dalam keadaan cair
○ tetapan dielektriknya
○ sifat sebagai donor dan aseptor
○ keasaman protonik atau kebasaan
○ sifat dan derajat otodisosiasi
Daftar ketakcampuran beberapa pelarut
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
Asam asetat
aseton
asetonitril
Benzena
Butilalkohol
Karbontetraklorida
Kloroform
Sikloheksana
siklopentana
Dikloroetana
diklorometana
Dimet ilforma mida
Dimetil sulfoksida
Dioksa n
Etilasetat
Etilalkohol
Dietileter
Heptana
Heksana
Metilalkohol
Metiletilketon
n-oktana
Pentana
n-propilalkohol
Dipropileter
Tetrakloroetana
Tetrahidrofura n
Toluena
Trikloroetana
air
31
xilena
……………………………………………………...
……………………………………………………..
8, 9,18, 19, 22, 23 ………………………………….
30…………………………………………………...
30 …………………………………………………..
30 …………………………………………………..
30 …………………………………………………..
12, 13, 20, 30 ………………………………………
12, 13, 20, 30 ………………………………………
30 …………………………………………………..
30 …………………………………………………..
8, 9, 18, 19, 22, 23, 25, 31 …………………………
8, 9,
……………………………………………………...
30…………………………………………………...
……………………………………………………...
13, 30 ………………………………………………
3, 12, 13, 20, 30 ……………………………………
3,12, 13, 20, 30 …………………………………….
8, 9, 18, 19, 22, 23 …………………………………
30 …………………………………………………..
3, 12, 13, 20, 30 ……………………………………
3,12, 13, 20, 30 …………………………………….
……………………………………………………...
12, 13, 30…………………………………………...
30…………………………………………………...
……………………………………………………...
30…………………………………………………...
30…………………………………………………..
4, 5, 6, 7, 8, 9, 10,11, 15, 17, 18, 19, 21, 22, 23, 25,
26, 28, 29 …………………………………………..
12, 13 ………………………………………………
Pelarut
Donor
Aseptor
Konstanta
Number/DN
Number
dielektrikum 
Harness/softness
(AN)
Asam asetat
52,9
6,2
Hard
aseton
17
12,5
20,7
Hard
benzena
0,7
8,2
2,3
Hard
8,6
2,2
Hard
CCl4
Dietileter
19,2
3,9
4,3
Hard
DMSO
29,8
19,3
45
Soft
Etanol
19,0
37,1
24,3
Hard
Piridin
33,1
14,2
12,3
Sedang
tetrahidrofuran
20,0
8,0
7,3
Sedang
Air
18
54,8
81,7
Hard
Pelarut
Air, pelarut Universal
 Non-air

○ Anorganik: asam-basa
○ Organik
Non-pelarut:
 leburan
Pelarut air
Tetapan dielektrik ~81,7 cocok untuk
pelarut senyawa ion
 Universal, melimpah
 titik beku 0oC dan titik didih 100oC, cocok
untuk daerah kerja mahluk hidup ~ 2540oC
 Penanganannya mudah
 Air dapat mengalami auto ionisasi
2H2O  H3O+ dan OH
Dalam air
 Zat
terionisasi menjadi elektrolit
gas (kovalen polar) HCl  H3O+ + Clpadatan basa
NaOH  Na+ + OHgaram
NaCl  Na+ + Clkompleks K4[Fe(CN)6]  K+ + [Fe(CN)6]4-
 Zat tidak terionisasi
Glukosa C6H12O6  larutan C6H12O6
Brom Br2
 air Br2
Reaksi dengan air



Logam alkali/alkali tanah
Na +H2O
 Na+ +H2 +OHHidrolisis
CuSO4

Cu2+ +SO422H2O

2OH- + 2H+
CuSO4 + 2H2O  Cu(OH)2(s) + SO42- + 2H+
Hidrolisis tidak hanya pada garam, juga pada asam-basa
lemah
Hidrasi
MX(s)
 M(aq) n+ + X(aq)yFeCl2 + 6H2O  Fe(H2O)6 2+ + 2Cl-
Reaksi pertukaran ion

Dalam air ion-ion dapat bertukar pasangan
NaOH(aq) + HCl(aq)  H2O + Na+ + ClBaCl2(aq) + CuSO4(aq)  BaSO4(s) + 2Cl- + Cu2+
BaCl2(aq) + 2AgNO3(aq)  2AgCl(s) + 2NO3- + Ba2+
AgNO3(aq) + CuSO4(aq)  ?
AgNO3(aq) + HCl(aq)  ?
AgNO3(aq) + NaOH(aq)  ?
HCl(aq) + CuSO4(aq)  ?
NaOH(aq) + CuSO4(aq)  ?
BaCl2(aq) + NaOH(aq)  ?
Tuliskan persamaan reaksi secara lengkap dan benar
Kriteria Larut
LARUT: suatu zat disebut larut bila dalam air
menghasilkan konsentrasi minimal 0.1M
pada temperatur ruang.
TIDAK LARUT : Suatu zat disebut tidak larut
bila konsentrasi dalam pelarut air pada
temperatur ruang kurang dari 0.001M.
AGAK LARUT: diantara kedua keadaan
tersebut.
Perubahan Energi dalam Proses Pelarutan



Agar suatu zat dapat larut ada 3 tahapan:
1. Partikel solut harus terpisah satu sama lain
2. Beberapa partikel solven harus terpisah untuk
memberi ruang bagi partikel solut
3. 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
Proses pelarutan dan energi pelarutan
Proses pelarutan adalah proses ketika kation dalam
fasa gas atau anion dalam fasa gas bereaksi
dengan pelarut dalam fasa cair, diperoleh kation
terlarut atau anion terlarut.
Energi yang dibebaskan disebut energi pelarutan.
M+ (g) + solvent
X- (g) + solvent
M+(sol) + E pelarutan
X-(sol) + E pelarutan
Proses hidrasi dan energi hidrasi
Proses hidrasi adalah proses ketika kation dalam
fasa gas atau anion dalam fasa gas bereaksi
dengan air sehingga dihasilkan kation terhidrasi
atau anion terhidrasi dengan melepaskan energi.
Energi yang dilepaskan disebut energi hidrasi.
M+ (g) + H2O (l) atau aq
X- (g) + H2O (l) atau aq
M+(aq) + E hidrasi
X-(aq) + E hidrasi
H
H
O
H
H
O
O
H
H
H
OUTER
COORDINATION
SPHERE
O
O
H
M2+
O
H
O
H
H
H
H
H
O
H
H
INNER
COORDINATION
SPHERE
M2+ ions in water
4/13/2015
19
H
H
O
H
H
H
O
O
H
H
H
M2+
O
O
O
H
H
O
O
S=O
O
H
H
O
H
H
Outer - sphere complex of
M2+ ions and SO42- in water
4/13/2015
20
H
H
O
H
O
O
M2+
H
O
H
O
H
H
H
H
H
O
H
H
Inner - sphere complex of
M2+ ions and SO42- in water
4/13/2015
21
Efek Temperatur terhadap Kelarutan
Kelarutan garam anorganik
Garam-garam Natrium, kalium dan amonium
merupakan garam-garam yang mudah larut
dalam air.
Garam-garam nitrat juga mudah larut dalam
pelarut air.
Garam-garam klorida, bromida dan iodida
umumnya mudah larut dalam air kecuali garam
timbal(II), raksa(I), perak(I) dan tembaga(I).
Garam-garam sulfat mudah larut dalam air kecuali
garam barium(II), stronsium(II) dan timbal(II).
senyawa anorganik dalam air
Oksida umumnya tidak larut kecuali oksida dari
natrium, kalium, stronsium dan barium. Kalsium
oksida agak larut.
Hidroksida umumnya tidak larut kecuali hidroksida
dari natrium, kalium, stronsium dan barium.
Kalsium hidroksida agak larut.
Sulfida umumnya tidak larut kecuali sulfida dari
natrium, kalium, amonium, magnesium,
kalsium, stronsium dan barium.
Garam-garam kromat, fosfat dan karbonat
umumnya tidak larut, kecuali garam natrium,
kalium dan amonium
Pelarut Non Air
Misalnya NH3(l), HF(l), HCN(l), SO2(l)
 Mampu melarutkan bahan-bahan
anorganik
 Mempunyai sifat waterlike
 Dapat mengalami auto ionisasi

Amonia, pelarut bersifat basa
Mudah di dapat dan mudah penanganannya
 Mempunyai ikatan H yang lebih lemah daripada H2O
sehingga t.d dan t.l lebih rendah daripada H2O
 Titik beku -77oC dan titik didih -33oC, daerah kerjanya
rendah dibawah RT dan sempit
 Mampu membentuk senyawa kompleks yang larut:
AgCl+ NH3
[Ag(NH3) 2]+
 Autoionisasi
2NH3 (l)
NH4+(am) + NH2-(am)
ion amonium
ion amida
pKam = 33,


Tetapan dielektrik = 22.7 pada -50oC, mampu menurunkan
kelarutan senyawa ion

Untuk molekul yang mengandung banyak elektron, seperti
senyawa iod dan senyawa non polar seperti hidrokarbon,
NH3 merupakan pelarut yang lebih baik dibanding H2O

Perbedaan dengan air, kemampuan NH3 dalam
melarutkan logam-logam alkali tanpa aksi kimia yang
jelas.
Larutan yang dihasilkan berwarna biru tua dan logamlogam terlarut dapat diperoleh kembali dg penguapan
pelarut






Logam alkali tanah larut dalam NH3 secara kimia, karena
pada penguapan pelarut, logam yang di dapat dalam bentuk
heksaamin, M(NH3)6
Senyawa nitrit, nitrat, tiosianat dan kebanyakan sianida larut
dalam NH3
Mayoritas senyawa F
oksida, hidroksida sulfat,
fosfat, karbonat, sulfit, sebagian besar sulfida tdk larut dalam
NH3
Halida, selain F
kelarutan menurun dari I ke Cl
Sebagian besar senyawa I larut, Br kurang larut dan untuk
Cl, hanya NH4Cl, BeCl2, dan NaCl yang dapat larut.
Sifat alamiah anion lebih mempengaruhi kelarutan berbagai
garam dalam NH3.

Keuntungan :
- kurangnya kecenderungan NH3 untuk terlibat dalam reaksi
dengan solut (solvolisis)
Kelemahan :
- peralatan yang digunakan lebih rumit dan butuh teknik
khusus
sifat fisik NH3
Ct : t.d NH3 murni : -33,35oC shg harus bekerja pada T
rendah untuk menghindari tekanan yang tinggi
- NH3 sangat higroskopis shg harus ditangani dengan seksama
agar kelembaban udara tidak masuk dalam sistem NH3

Larutan logam-NH3(l)
Tingkat autoionisasi relatif rendah sehingga NH3(l) murni
tidak dapat terionisasi dengan sendirinya secara
sempurna
NH3 + NH3
NH4+ + NH2Oleh karena itu, larutan logam-logam alkali dalam NH3(l)
stabil pada T kamar dalam waktu lama.
2NH3 + 2Na
2NaNH2 + H2
Dengan adanya sedikit katalis FeO, reaksi berlangsung sgt
cepat

•
Logam alkali/alkali tanah larut dalam amonia membentuk
larutan berwarna biru, dapat menghantarkan arus listrik
(konduktivitas tergantung pada kation logam).
•
bila ditambahkan logam alkali berlebih berwarna bronze,
bila amonia diuapkan terbentuk logam alkali kembali
M + NH3
M+ + [e(NH3)x]2[e(NH3)x]H2 + 2NH2-
Reaksi tsb lebih lambat dibanding reaksi logam alkali
dalam air.
Reaksi asam-basa

Asam lemah dalam air, dengan amonia
menjadi asam kuat
CH3COOH + NH3

 CH3COO- + NH4+
Molekul netral dalam air menjadi asam
lemah dalam amonia
NH2-CO-NH2 + NH3

 NH4+ + NH2-CO-NH-
Garam NH4+ akan bertindak sebagai asam,
sedangkan amida, imida maupun nitrida
akan bertindak sebagai basa dalam NH3(l)
Reaksi netralisasi
Menurut Bronsted, netralisasi adalah proses dimana asam
bereaksi dengan basa menghasilkan asam dan basa yang
lain atau reaksi antara asam dan basa menghasilkan garam
dan pelarut.
Asam1 + basa2
asam2 + basa1
asam + basa
garam + pelarut
 NH4+ + NH22NH3
 NH4I + KNH2
2NH3 + KI
NH4I, NH4NO3, NH4NCS sangat larut dalam amonia, larutan
yang pekat dapat bereaksi dengan logam menghasilkan H2.
nM + 2NH4+  H2 + 2NH3 + Mn+

Reaksi Pengendapan
Apabila 2 ion yang kurang larut bertemu dan berinteraksi
akan membentuk endapan
Dalam air
 KCl(aq) + AgNO3(aq)  AgCl (s) + NO3- + K+
Dalam amonia
 AgCl (am) + KNO3(am)  KCl(s) + NO3- + Ag+
Amonia lebih basa dari air dan tetapan dielektrik lebih
rendah

Senyawa yang tidak larut dalam NH3(l) berbeda
dangan senyawa yang tidak larut dalam H2O(l)

Sebagian besar senyawa klorida tidak larut dalam
NH3(l) kecuali NaCl, NH4Cl, dan BeCl2

Kebanyakan nitrat larut dalam NH3(l) sehingga dapat
digunakan untuk metode pengendapan.

Beberapa halida yang tidak larut akan mengendap
sebagai amina kompleks
Garam KNH2 Lebih larut dari pada NaNH2
 Kalium amida dalam air tidak menghasilkan ion amida,
reaksinya sbb:
KNH2(s) + H2O(l)  NH3(aq) + K+(aq) +OH-(aq)

Reaksi pembentukan kompleks
Dalam larutan air, penambahan ion CN- pada ion Ag+
menghasilkan endapan taklarut AgCN, tapi jika endapan
tersebut ditambahkan ion CN- berlebih akan terbentuk
kompleks Ag(CN)2- yang larut
Reaksi yang sama
juga terjadi pada NH3(l)
Dalam air
 Zn2+ + 2OH-  Zn(OH )2   Zn(OH ) 42hidroksida berlebih
Dalam amonia
 Zn2+ + 2NH2-  Zn(NH2 )2   Zn(NH2 ) 42amida berlebih
Reaksi Redoks
Sama dengan dalam H2O(l)
 Ketika gas O2 memasuki larutan logam Na dalam NH3(l)
terlebih dahulu dihasilkan hidroksida dan amida, baru diikuti
oksidasi amida menjadi nitrit
2Na + 1/2O2
NaOH + NaNH2 + NH3
4NaNH2 + 3O2
2NaOH + 2NaNO2 + 2NH3
Larutan logam-logam alkali dan alkali tanah dalam NH3(l)
bertindak sebagai donor elektron (reduktor)


Oksidasi oleh KMnO4 dalam NH3(l) lebih lemah daripada
dalam H2O(l).

KMnO4 tereduksi dengan cepat menjadi K2MnO4 dan
MnO2 oleh kalium. Reduksi diikuti oleh reaksi lambat
K2MnO4 yang tereduksi lanjut menjadi MnO

KMnO4 juga tereduksi menjadi K2MnO4 oleh KNH2

Dalam NH3(l) larutan logam merupakan reduktor kuat
karena adanya elektron bebas dalam larutan yang
dengan mudah didonorkan pada akseptor elektron,
sedangkan kekuatan oksidatornya lemah
Reaksi lain dalam Pelarut Amonia
•
Spesi kimia basa yang lebih kuat dari ion amida
menjadi basa kuat dalam amonia
H- + NH3
 NH2- + H2
O2- + NH3  NH2- + OH-
•
Amonia dapat menyebabkan disproporsionasi belerang
5S8 + 16NH3  4S4N- + 4S62- + 12NH4+
S62-  2S3- ion ini berwarna biru, dalam aluminosilikat
membentuk ultramarine blue (pigmen biru)
Asam sulfat, Pelarut bersifat asam
tetapan dielektrik ~110, jadi sangat baik sebagai
pelarut senyawa ion, tetapi viskositasnya ~ 25x lebih
besar dari viskositas air  pelarutan dalam asam
sulfat menjadi sangat lambat.
 auto ionisasi menghasilkan sulfat terprotonasi H3SO4+
dan bisulfat HSO4 Bersifat sebagai oksidator dan dehydrator

Reaksi dengan Asam sulfat
Asam lemah dalam air menjadi basa dalam asam sulfat
CH3COOH + H2SO4  HSO4- + CH3C(OH) 2+
 asam kuat dalam air dapat bersifat sebagai asam lemah
dalam asam sulfat.
HClO4 + H2SO4  H3SO4+ + ClO4 Non-elektrolit dalam air dapat bersifat basa dalam asam
sulfat
NH2-CO-NH2 + H2SO4  HSO4 - + NH2-CO-NH3+

Asam super = kombinasi asam fluorosulfat dengan antimon
pentafluorida,
SbF5+2HSO3F  FSO3 SbF5- + H2SO3F
asam super dapat melarutkan lilin (alkana berantai lurus)
Contoh asam super lainnya:
SbF5+2HF  H2F+ + SbF6-
Tutorial-2
Tuliskan reaksi pelarutan
1. perak bromida dalam amonia
2. Kalium nitrat dalam amonia
3. Logam kalium dalam amonia
4. Logam perak dalam amonia
Tuliskan reaksi
1+2
2+3
1+3
2+4
1+4
3+4
Hidrogen Fluorida
HF sebagai pelarut :
• t.l = -83 oC
• T.d = 19,4 oC
• Tetapan dielektriknya tinggi
sifat pelarut
yang baik
• Melarutkan beberapa garam tanpa diubah seperti
pada H2O
• Aktivitas kimia ekstrim
sedikit sekali anion
larut tanpa perubahan
Proses pelarutan solut dalam HF
1. Disosiasi ion yang sama
KF + HF
K+ + HF22. Penambahan HF pada solut, diikuti dengan disosiasi
menghasilkan ion kompleks dan ion FCH3COOH + HF
.
CH COOH HF
3
.
CH COOH HF
3
CH3COOH2+ + F-
3. Reaksi kimia
dengan F
KCN + HF
penggantian anion solut
HCN + KF
4. Reaksi kimia yang lebih rumit
H2SO4 + 2HF
HOSO2F + H3O+ + F-
Oksida dan hidroksida biasanya bereaksi keras
dengan HF membentuk F- dan H2O.
H2O bereaksi dengan pelarut berlebih menghasilkan
hidronium dan ion bifluorida.
OH- + HF
F- + H2O
H2O + 2HF
H3O+ + HF2 Mayoritas senyawa Cl, Br, dan I tidak larut dan
bereaksi dengan pelarut menghasilkan hidrogen
halida.
KCl + HF
HCl + KF

K dan Na sulfat larut dengan mudah tapi sebelumnya
diubah menjadi asam sulfat dan kemudian menjadi
asam fluosulfonat
H2SO4 + 2HF
HOSO2F + H3O+ + F Sebagian besar sulfat yang lain tidak dapat larut
 Asam nitrat dan beberapa garam nitrat larut dalam HF
NaNO3 + 4HF
Na+ + H2NO3+ + 2HF2 Hanya fluorida, fluoborat dan perklorat yang larut
dalam HF dan menghasilkan ion-ion yang sama
dengan jika dilarutkan dalam H2O.

Reaksi dalam HF

Karena hanya ada beberapa anion yang stabil dalam
HF, reaksi yang umum terjadi adalah reaksi
netralisasi dan pengendapan
Na2SO4 + 2AgF
Ag2SO4 + 2NaF
KClO4 + TlF
TlClO4 + KF
NaClO4 + AgF
AgClO4 + NaF
KIO4 + AgF
AgIO4 + KF

Beberapa senyawa organik larut dalam HF dan
menghasilkan larutan dengan konduktivitas tinggi

Reaksi solvasi dimana molekul organik menerima
proton dan membentuk ion kompleks positif

Reaksi tipe tersebut terjadi pada alkohol, fenol, eter,
aldehid, asam-asam anhidrida.
ROH + 2 HF
R2O + 2 HF
(RCO)2O + 2 HF
R2CO + 2 HF
ROH2+ + HF2R2OH+ + HF2(RCO)2OH+ + HF2R2COH+ + HF2-
Belerang Dioksida (SO2)
SO2 (l) sebagai pelarut :
- Waterlike
- T.d = -10 oC
Range fasa cair luas
pelarut
- T.b = -75 oC
- Terionisasi lemah : SO2 + SO2 SO2+ + SO32- Meskipun µ = 1,61D, tapi range cair dan BM
menyebabkan SO2 (l) tidak berasosiasi sebanyak NH3
dan HF karena SO2 (l) tidak mempunyai atom H yang
dapat digunakan untuk ikatan H
- ε = 17,27
meskipun < air tapi tetap dapat
melarutkan sejumlah garam
Larutan garam dalam SO2 (l) mempunyai konduktivitas
listrik tinggi, membuktikan bahwa pelarut merupakan
media pengion
 Kelarutan senyawa-senyawa anorganik dalam SO2 (l)
sangat bervariasi dan dalam rentang nilai yang tinggi
 Kecuali I, sebagian besar kelarutannya kecil (0,2-2,0
g/100ml)
 Alkali dan alkal tanah-iodida mudah larut tapi
kelarutannya menurun dari Br ke F
 Oleh karena urutan kelarutan alkali halida dalam SO2 ><
NH3, dapat digunakan 2 pelarut tersebut untuk
memisahkan Cs dan Pb dari ion-ion logam alkali

 SO2 (l)
juga pelarut yang sempurna untuk
senyawa organik dan dapat digunakan sebagai
media reaksi-reaksi organik seperti Fiedel Crafts,
sulfonasi dan brominasi.
 Merupakan pelarut yang lebih baik untuk
senyawa-senyawa kovalen daripada elektrovalen
 Industri menggunakan sifat-sifat pelarut SO2 (l)
untuk pemurnian produk petroleum
Soal
1. Klasifikasi masing-masing zat terlarut sebagai asam atau basa di
dalam pelarut berikut:
a. LiPBr6 di dalam PBr5
b. H2O di dalam HF
c. AsBr2(NO3) di dalam AsBr3
d. CaCl2 di dalam POCl3
e. KHF2 di dalam HF
f. BF3 di dalam HF
2. Tulis produk reaksi di dalam HF dan seimbangkan
persamaan reaksinya:
a. CaCl2 +HF  ………… + …………..
b. NO2- + HF  ……….+ …………….
c. CH3CHO + HF  …………+ ……….
Thanks