LARUTAN DAN KOLOIDA. LARUTANZat terlarut adalah komponen yang jumlahnya sedikit, sedangkan pelarut adalah komponen yang terdapat dalam jumlah yang banyak.Suatu larutan dengan jumlah maksimum zat terlarut pada temperatur tertentu disebut larutan. Larutan didefinisikan sebagai campuran homogen dari dua jenis zat atau lebih. Suatu larutan terdiri dari zat terlarut ( solute ) dan zat pelarut ( solvent ). Zat terlarut merupakan komponen jenuh. Sebelum mencapai titik jenuh disebut larutan tidak jenuh. Kadang- kadang dijumpai suatu keadaan dengan zat terlarut dalam larutan lebih banyak daripada zat terlarut yang seharusnya dapat melarut pada temperatur tersebut. Larutan yang demikian disebut larutan lewat jenuh.1. SATUAN KONSENTRASI Konsentrasi didefinisikan sebagai jumlah zat terlarut dalam setiap satuan larutan atau pelarut. Cara menyatakan konsentrasi dalam satuan fisik yaitu : persen berat ( % w/w ), persen volume ( % v/v ), persen berat-volume ( % w/v ), gram zat terlarut dalam satu liter larutan, milligram zat terlarut dalam satu mililiter larutan, parts per million ( ppm ), parts per billion ( ppb ).Cara menyatakan konsentrasi dalam satuan kimia yaitu : kemolaran (M), kenormalan (N), keformalan (F), kemolalan (m), fraksi mol. a. Persen Berat (%w/w) Persen berat (% w/w) = gram zat terlarut x 100gram zat terlarut + gram pelarutPersen berat (% w/w) = gram zat terlarut x 100gram larutanContoh :Hitung berapa gram NaCl yang terdapat dalam 500 g NaCl 16 % berat.Jawab : 16 = x x 100500x = 16 x 500100x = 80 gb. Persen Volume (%V/V)Persen volume (% v/v) = mL zat terlarut x 100mL larutanContoh : 50 mL alkohol dicampur dengan 50 mL air menghasilkan 96,54 mL larutan. Hitung % volume masing-masing komponen.Jawab : % volume alkohol = 50 x 10096,54= 51,79 %% volume air = 50 x 10096,54= 51,79 c. Persen Berat / Volume (%W/V)Persen berat / volume (% w/v) = gram zat terlarut x 100mL larutanPersen berat sangat bermanfaat dan sering digunakan karena tidak bergantung pada temperatur, biasanya digunakan untuk zat padat yang dilarutkan dalam air dengan konsentrasi yang sangat encer. Misalnya, larutan NaOH 10 % (w/v), mengandung 10 g NaOH dalam 100 mL larutan.d. Parts Per Million (ppm) dan Parts Per BillionJika larutan sangat encer digunakan satuan konsentrasi parts per million ( ppm), dan parts per billion ( ppb)Satu ppm ekivalen dengan 1 mg zat terlarut dalam 1 L larutan , sedangkan satu ppb ekivalen dengan 1 g zat terlarut per 1 L larutan.1 ppm = 1 mg zat terlarut1 L larutan1 ppb = 1 g zat terlarut1 L larutanppm dan ppb adalah satuan yang mirip dengan persen berat. Jika persen berat adalah gram zat terlarut per 100 g larutan, ppm adalah gram zat terlarut per sejuta gram larutan dan ppb adalah zat terlarut per milliard gram larutan.ppm = berat zat terlarut x 10 6berat larutanppb = berat zat terlarut x 10 9berat larutanContoh :2,6 g sampel jaringan tanaman dianalisis dan ditemukan mengandung 3,6 g Zn. Berapa ppm dan ppb konsentrasi Zn dalam jaringan ?Jawab : 3,6 g = 1,4 g / g = 1,4 ppm2,6 g3,6 x 103 ng = 1,4 x 103 ng / g = 1400 ppb2,6 ge. Fraksi Mol ( x )Definisi fraksi mol adalah perbandingan banyaknya mol suatu zat dengan jumlah mol seluruh zat yang ada dalam campuran tersebut Fraksi mol A = xA = jumlah mol Ajumlah mol semua komponenFraksi mol zat terlarut = jumlah mol zat terlarutjumlah mol zat terlarut + jumlah mol pelarutFraksi mol pelarut = jumlah mol pelarutjumlah mol zat terlarut + jumlah mol pelarutContoh :Tentukan fraksi mol larutan urea 20 % ( H = 1, C = 12, N = 14, O = 16 )Jawab:Dalam 100 g larutan terdapat :Urea 20 % = 20 g= 20/ 60 mol= 0,33 mol ( n1)air = 80 gram= 80/18 mol= 4,44 mol (n2)fraksi mol larutan (X A ) = n1 / n1 + n2= 0,33 / 0,33 + 4,44= 0,07 f. Kemolaran (M)Kemolaran atau konsentrasi molar atau molaritas (M) dinyatakan sebagai jumlah mol zat terlarut dalam 1 liter larutan atau jumlah millimol dalam 1 mL larutan.Kemolaran = mol zat terlarutliter larutan Contoh :2 g natrium hidroksida ( senyawa yang banyak ditemukan dalam pembersih Drano), dilarutkan dalam air dan membentuk larutan dengan volume 200 mL. Berapa molaritas NaOH dalam larutan ? (Mr NaOH = 40 g/mol)Jawab :2 g NaOH x 1 mol NaOH = 0,05 mol NaOH40 g NaOHJika dinyatakan dalam liter, 200 mL menjadi 0,2 L. Dengan demikian molaritasnya adalah :Molaritas = 0,05 mol NaOH0,2 L larutan= 0,250 mol NaOH /L= 0,250 M NaOHg. Keformalan (F)Keformalan = jumlah massa rumus zat terlarutliter larutanContoh :Suatu larutan diperoleh dengan melarutkan 1,90 g Na2SO4 dalam 0,085 liter larutan. Hitung keformalan.Jawab:Massa rumus Na2SO4 = 1421,90 g Na2SO4 = 1,90 = 0,0134 142Keformalan = 0,0134 = 0,16 F0,085h. Kemolalan (m)Kemolalan didefinisikan sebagai jumlah mol zat terlarut dalam kg pelarutKemolalan = mol zat terlarutkg pelarutContoh :Hitung kemolalan larutan yang dibuat dengan cara melarutkan 100 g NaOH dalam 0,5 kg H2O.Jawab :Jumlah mol NaOH = 100 g NaOH40 g/mol= 2,5 mol NaOHm = 2,5 mol 0,5 kg= 5 mi. Kenormalan (N)Kenormalan = ekivalen zat terlarutliter larutanKenormalan = gram zat terlarutMassa ekivalen x liter larutanContoh :Hitung normalitas larutan yang mengandung 5,300 g/L Na2CO3 jika CO32- bereaksi dengan dua protonJawab :CO3 2- bereaksi dengan 2 H+ menjadi H2CO3N = 5,300 g / L = 0,1000 eq / L(105,99/2) g/eq2. HUKUM RAOULT DAN LARUTAN IDEALa. Hukum RaoultDitemukan bahwa tekanan uap jenuh pelarut di atas permukaan suatu larutan, selalu lebih kecil dari tekanan uap pelarut tersebut dalam keadaan murni.Hukum Raoult:Tekanan uap parsial komponen A dalam larutan berbanding lurus dengan fraksi mol dan tekanan uap komponen A murniPA = tekanan uap jenuh pelarut di atas larutanPA = tekanan uap jenuh pelarut (A) murnix A = fraksi mol A b. Larutan IdealLarutan ideal didefinisikan sebagai larutan yang memenuhi hukum Raoult. Jika tekanan uap hasil pengamatan tidak sama dengan tekanan uap berdasarkan perhitungan hukum Raoult, maka larutan tersebut tak-ideal.Persyaratan larutan ideal :1. molekul zat terlarut dan molekul pelarut tersusun sembarang2. pada pencampuran tidak terjadi efek kalorAdalah jarang terdapat larutan ideal dan pada umumnya larutan menyimpang dari keadaan ideal.c. Larutan Tak-Ideal(Penyimpangan Hukum Raoult)Penyimpangan PositifJika tekanan uap jenuh hasil pengamatan lebih besar dari tekanan uap jenuh yang dihitung menurut hukum Raoult, maka larutan tersebut dikatakan mengalami penyimpangan positif (deviasi positif) dari hukum Raoult.Penyimpangan NegatifJika tekanan uap jenuh hasil pengamatan lebih kecil dari tekanan uap jenuh yang dihitung menurut hukum Raoult, maka larutan tersebut dikatakan mengalami penyimpangan positif (deviasi negatif) dari hukum Raoult.3. SIFAT KOLIGATIF LARUTANSifat koligatif larutan adalah sifat larutan yang hanya bergantung pada konsentrasi partikel terlarut, dan tidak bergantung pada jenis zat terlarut. Hukum Raoult merupakan dasar dari empat macam sifat larutan encer yang disebut sifat koligatifa. Macam-Macam Sifat Koligatif- Penurunan tekanan uap jenuh- Kenaikan titik didih- Penurunan titik beku- Tekanan osmosisPenurunan Tekanan Uap Jenuh Jika padatan dilarutkan dalam suatu pelarut, tekanan uap jenuh pelarut akan turun sebesar:

Kenaikan Titik DidihKarena tekanan uap larutan turun dengan hadirnya padatan terlarut, maka diperlukan suhu yang lebih tinggi agar tekanan uap larutan mencapai tekanan udara luar. (Ingat definisi titik didih).Cm,z.t = kemolalan zat terlarutKb = tetapan penaikan titik didih molalPenurunan Titik BekuCm,z.t = kemolalan zat terlarutKf = tetapan penurunan titik beku molalTekanan OsmosisJika suatu larutan dipisahkan dari pelarutnya dengan membran semipermeabel, maka pelarut cenderung pindah ke larutan. Proses perpindahan pelarut dalam fenomena ini disebut proses osmosis.Tekanan osmosis adalah tekanan minimum yang diperlukan untuk menahan terjadinya proses osmosis.CM,z.t = kemolaran zat terlarutR = tetapan gas umumT = suhu (Kelvin)b. Sifat Koligatif Larutan Elektrolit Derajat Disosiasi () Derajat disosiasi didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah zat yang mengurai dengan jumlah zat mula-mula. Secara percobaan, dapat diperoleh antara lain dari pengukuran hantaran.Tetapan vant Hoff (i)Percobaan menunjukkan, sifat koligatif larutan elektrolit berbeda dengan sifat koligatif larutan non-elektrolit. Perbandingan nilai keduanya untuk konsentrasi yang sama, disebut tetapan vant Hoff.Perhitungan Sifat Koligatif Larutan ElektrolitSifat koligatif larutan elektrolit, ditentukan oleh konsentrasi total partikel yang ada dalam larutan.Contoh: Tentukan penurunan titik beku larutan:(a) NaCl 0,2 m, jika garam ini terurai sempurna(b) Sejumlah 0,8 mol MX2 (s) dilarutkan dalam 1 kg air, ternyata 75% dapat larut dan terurai sempurna. (c) Sejumlah 0,1 mol asam asetat dalam 1 kg air dengan = 0,01Jawab:(a) NaCl Na+ + Cl-0,2 m - - (sebelum terurai)0,2 m 0,2 m 0,2 m (reaksi penguraian)- 0,2 m 0,2 m (setelah penguraian)Konsentrasi partikel total dalam larutan = 0,4 mTf = (Cmt)(Kf) = (0,4) (1,86C) = 0,744 C(b) MX2(s) l M2+(aq) + 2 X- (aq)0,8 m - - (sebelum penguraian)0,6 m 0,6 m 1,2 m (reaksi penguraian)0,2 m 0,6 m 1,2 m (setelah penguraian)Konsentrasi partikel terlarut dalam larutan = 1,8 mTf = (Cm,t)(Kf) = (1,8 m) (1,86C/m) = 3,348 CAsosiasi Zat TerlarutAkibat terjadi penggabungan (asosiasi) zat terlarut, sifat koligatif larutan juga berubah, tetapi lebih kecil dibandingkan dengan larutan yang zat terlarutnya tidak mengalami asosiasi.n X X n1 / nJumlah partikel = 1 + / n = 1 - (n 1) moln jadi, sifat koligatif (pengamatan) = i = 1 (n 1) sifat koligatif (perhitungan) n Jika X mengalami dimerisasi, n = 2, makai = 1 / 2jadi , untuk asosiasii = 1 - (n 1) n 4. HANTARAN LARUTANPenghantar listrik dapat dibagi dalam du golongan,Penghantar elektronik: hantaran terjadi karena bergeraknya electron jika diberi potensial, seperti logam dan padatan garam tertentu (misalnya CdS)Penghantar elektrolit: hantaran terjadi karena bergeraknya ion, misalnya lelehan garam dan larutan elektrolit dalam air.a. Hantaran dan Hantaran JenisHantaran (G)satuan: ohm-1 = mho atau S = SiemenDaya Hantaran ()Tahanan(R) dari suatu penghantar listrik berbanding lurus dengan panjang (l) dan berbanding terbalik dengan luas penampang (A).

Jika R dinyatakan dalam ohm (), l dalam meter (m) dan A dalam m2 maka satuan dari adalah m, sedangkan 1/ adalah daya hantaran ( ) dengan satuan ohm-1 cm-1 ( cm-1)Jika persamaan ini kita balik, diperoleh: = hantaran jenisA = luas penampang bahan, luas elektroda = panjang bahan, jarak antar elektrodab. Hantaran Molar dan Hantaran EkivalenHantaran Molar ()c = konsentrasi molar zat terlarut dalam mol m-3 = hantaran molar; S m2 mol-1 = daya hantaran ; S m-1 C = konsentrasi dalam mol dm-3 = M = hantaran molar; S cm2 mol-1 = daya hantaran ; S cm-1 Hantaran Ekivalen ()Hantaran ekivalen didefinisikan seperti hantaran molar, tetapi konsentrasi yang digunakan adalah ekivalen dm-3 (Normalitas)Hantaran Molar Limit ()Hantaran molar limit adalah hantaran molar elektrolit pada konsentrasi yang amat rendah.Hantaran Molar Limit Suatu IonHantaran molar limit suatu ion adalah sumbangan hantaran suatu ion terhadap hantaran molar keseluruhan, pada konsentrasi yang amat rendah.Contoh: o,Ca2+ = 119,0 S cm2 mol-1 o,Cl- = 76,3 S cm2 mol-1 o,CaCl2 = 119,0 S cm2 mol-1 + 2 (76,3 S cm2 mol-1)5. LARUTAN ELEKTROLIT KUAT DAN ELEKTROLIT LEMAHa. Elektrolit KuatUntuk elektrolit kuat pada keadaan encer, hantaran molar yang terukur mendekati hantaran molar limitnya.b. Elektrolit LemahUntuk elektrolit lemah pada keadaan encer, hantaran molar yang terukur akan lebih kecil dari hantaran molar limitnya, karena elektrolit tersebut terionisasi sebagian. Makin pekat larutan, persen ionisasi (atau derajat disosiasi) makin kecil.Penentuan hantaran molar limit suatu elektrolit lemah tidak dilakukan secara langsung, melainkan melalui pengukuran hantaran molar elektrolit lain yang merupakan elektrolit kuat.CH3COONa = CH3COO- + Na+ HCl = CH3COOH = CH3COONa + HCl NaCl Contoh: CH3COOH CH3COO- + H+ Ka = 10-5 Kasus 1 0,1 M - -0,099 M 0,001 M 0,001 MKasus 2 10 M - -9,99 M 0,01 M 0,01 M B. KOLOIDKoloid juga disebut dispersi koloidal atau suspensi koloidal, adalah campuran yang berada antara larutan sejati dan suspensi. Koloid berbeda dengan larutan, larutan bersifat stabil sedangkan koloid metastabil (seolah-olah stabil, tapi akan memisah setelah waktu tertentu).1. Ukuran Partikel KoloidSecara umum, ukuran partikel koloid berada di antara ukuran partikel dalam suspensi kasar dan larutan. Suspensi kasar: diameter partikel > 10-7 m.Koloid: diameter partikel antara 10-7 dan 10-9 mLarutan: diameter molekul atau ion kurang dari 10-9 m2. Sistem DispersiSistem koloid merupakan suatu sistem dispersi. Sistem ini merupakan campuran dari zat yang tidak dapat bercampur. Sistem ini terdiri dari dua fasa yaitu, fasa terdispersi dan medium pendispersi.Larutan sejati tidak termasuk dalam sistem dispersi dan dari satu fasa. Sistem dispersi dengan medium pendispersi suatu cairan disebut Sol. Sol mirip dengan larutan, yang dapat dijelaskan sebagai berikut,Larutan = zat terlarut + pelarutSol = fasa terdispersi + medium pendispersiMacam dispersi dapat dilihat pada Tabel 5.1.Fasa terdispersiMedium pendispersiNamaContoh

GasGasCairCairCairPadatPadatPadatCairPadatGasCairPadatGasCairPadatBuihBusa padatAerosol cairEmulsiEmulsi padatAerosol padatSolSol padatBuih, busa sabunBatu apung, karet busaKabutSusu, mayonnaiseMentegaAsapCat, belerang dalam airKaca berwarna paduan logam

3. Gerak Brown dan Efek Tyndall Gerak Brown merupakan gerak acak partikel koloid berupa gerak lurus patah-patah, akibat tumbukan antar partikel koloid.Efek Tyndall merupakan efek yang terjadi akibat hamburan cahaya oleh partikel koloid. Efek ini teramati dalam bentuk terlihatnya jalur cahaya ketika koloid disinari. 4. Penggolongan Koloida. Berdasarkan Interaksi Zat Terdispersi dan Medium PendispersiBerdasarkan interaksi ini, koloid dibagi atas:- Sol liofil (atau hidrofil jika pendispersinya air): interaksi antara zat terdispersi dan medium pendispersi kuatContoh: agar, susu, santan- Sol liofob (atau hidrofob jika pendispersinya air): interaksi antara zat terdispersi dan medium pendispersi lemahContoh: sol belerang, sol emasb. Berdasarkan Ion Teradsorpsi pada Partikel KoloidKoloid positif: partikel koloid mengadsorpsi ion positifKoloid negatif: partikel koloid mengadsorpsi ion negatifContoh:FeCl3(aq) + 3 H2O Fe(OH)3 (s) + 3 HCl c. Berdasarkan Fasa Zat Terdispersi dan PendispersiTerdisp\Pendisp.PadatCairGas

PadatSol padatSolAerosol padat

CairEmulsi padatEmulsiAerosol

GasBusa padatBusaTidak ada

5. Pembuatan Koloida. Cara DispersiSecara prinsip cara dispersi adalah pembuatan koloid dari partikel yang lebih kasar.1) Dispersi mekanik: partikel besar digerus menjadi partikel koloid2) Dispersi elektrolitik: sol platina emas atau perak dibuat dengan cara mencelupkan dua kawat ke dalam air, dan diberi potensial tinggi. Suhu yang tinggi menyebabkan uap logam mengkondensasi dan membentuk partikel koloid3) Peptisasi: partikel kasar diubah menjadi partikel koloid dengan penambahan zat seperti air atau zat lain yang disebut zat untuk peptisasi.b. Cara KondensasiSecara prinsip, cara kondensasi adalah pembuatan koloid dari partikel yang lebih halus (larutan).1).Dengan reaksi kimiaCara reduksiContoh: 2 AuCl3(aq) + 3 SnCl2 2 Au(s) + 3 SnCl4(pembuatan sol emas)Cara oksidasiContoh: 2 H2S + SO2 2 H2O + 3 S(s)(pembuatan sol belerang)Cara hidrolisisContoh: FeCl3(aq) + H2O(l) Fe(OH)3 (sol) + 3 HCl (aq)(pembuatan sol feri hidroksida)Dekomposisi rangkapContoh: As2O3 + 3 H2S As2S3 + 3 H2O (koloid As2S3)2). Pertukaran pelarut atau penurunan kelarutanContoh: Menuangkan larutan jenuh belerang dalam alkohol ke dalam air. (Belerang lebih larut dalam alkohol, sedangkan dalam air bisa membentuk koloid)3). Pendinginan berlebihKoloid es dapat dibuat dengan mendinginkan campuran pelarut organic seperti eter atau kloroform dengan air.6. Pemisahan dan Pemurnian Koloida. DialisisPemisahan koloid dari ion-ion terlarut, dengan cara melewatkan pelarut pada sistem koloid melalui membran semipermeabel, sehingga ion-ion atau molekul terlarut akan mengikuti pelarut, sedangkan partikel koloid tidak.b. UltrafiltrasiPenyaringan dengan pori yang halus. Untuk memperkecil pori, kertas penyaring dicelupkan ke dalam kollodion.c. ElektroforesisCampuran koloid positif dan negatif dipisahkan dengan memberikan beda potensial. 7. Kestabilan Koloid dan Koagulasia. Kestabilan KoloidFaktor-faktor yang membuat suatu koloid stabil:- Ion teradsorpsi- Interaksi partikel koloid dengan zat pendispersi (faktor kepolaran)- Konsentrasi dan ukuran partikel- Penambahan zat pengemulsi (emulsifier) (khusus untuk emulsi)b. KoagulasiKoagulasi adalah proses penggabungan partikel koloid, yang diikuti dengan pengendapan.Faktor-faktor yang menyebabkan koagulasi:- Perubahan suhu- Pengadukan- Penambahan ion dengan muatan besar (contoh: tawas)- Pencampuran koloid positif dan koloid negatifSOAL-SOAL1. Benzen ( C6H6) dan kloroform (CHCl3) adalah pelarut yang ternyata sangat beracun. Keduanya saling melarutkan. Dalam suatu larutan benzen dan kloroform,fraksi mol benzen adalah 0,450. Berapa persen berat benzen dalam campuran ini.2. Bisa merangsang yang dikeluarkan gigitan semut disebabkan karena asam formiat yang dimasukkan ke dalam kulit oleh semut tersebut. Hitung persen berat dari asam formiat (HCHO2) dalam larutan HCHO2 1,099 M. Berat jenis larutan = 1,0115 g/mL3. 10 g parafin (C20H42), suatu solut yang tak menguap dilarutkan dalam 50,0 g benzen (C6H6). Pada 53 oC, tekanan uap dari benzen murni 300 torr. Berapa tekanan uap larutan pada suhu ini.4. Berapa titik beku dan titik didih larutan yang mengandung 6,50 g etilen glikol (C2H6O2) yang biasa dipakai sebagai anti beku mobil, dalam 200 g air ?5. Berapa perbandingan ukuran partikel larutan terhadap partikel dispersi koloid atau suspensi ?6. Jelaskan efek Tyndall dan gerak Brown7. Apa sebabnya tidak mungkin untuk memperoleh sistem koloid yang kedua fasanya adalah gas8. Apa sebabnya partikel koloid dan partikel larutan sejati tidak memisah (mengendap) jika dibiarkan