Konsentrasi LarutanUmumnya konsentrasi larutan dapat dinyatakan dalam satuan fisik atau satuan kimia.
Konsentasi Larutan dalam Satuan Fisika
Lambang Nama Rumus
% W/W persen berat % V/V persen volume % W/V persen
berat-volume % mg persen miligram Ppm parts per milion Ppb parts per bilion
Konsentrasi Larutan dalam satuan Kimia
Lambang Nama Rumus
X fraksi mol
F Formalitas
M Molaritas
m Molalitas
N Normalitas
m Eq Miliekivalen
Osm Osmolar
Konsentrasi Larutan
1. 0,395 g KMnO4 dimasukkan ke dalam labu ukur 250 ml, kemudian ditambah dengan air hingga volume larutan mencapai tanda batas pada labu. Tentukan konsentrasi dari larutan KMnO4 tersebut dalam molaritas
2. Hitung konsentrasi dalam molaritas larutan dari :
a. HCl pekat 32 % yang mempunyai berat jenis 1,16 kg/L
b. HNO3 pekat 69 % dengan berat jenis 1,40 kg/L
c. KClO3 pekat 60 % yang berat jenisnya 1,53
3. Hitung normalitas dari masing-masing larutan soal no 2.
4. Berapa gram Na2CO¬3 yang diperlukan untuk membuat 2 liter larutan Na2CO3 1,5 M.
5. Bila 0,585 g padatan NaCl dilarutkan dalam 500 ml air (berat jenis air = 1 kg/L). hitung konsentrasi larutan ini dalam molalitas (m).
6. Berapa gram K2Cr2O7 yang diperlukan untuk membuat laruran :
2 liter larutan K2Cr2O7 0,2 M
7. Suatu larutan dibuat dengan cara melakukan H2SO4 100% sebanyak 80 gram dalam 120 gram air mempunyai berat jenis 1,303 g/mL. Hitung :
a). Persen berat
b). Kemolalan
c). Kemolaran
d). Fraksi mol
8. Suatu larutan 45% berat dari NaNO3 mempunyai kerapatan 1,368 g/mL. Hitung a. fraksi mol,
b. kemolaran dari NaNO3.
9. Kerapatan dan persen berat suatu larutan asam sulfat 1,28 g mL-1 dan 37% W/W.Hitung :
a). Keformalan larutan
b). Kemolaran
c). Kemolalan
d). Fraksi mol H2SO4
Pengenceran Larutan
Pengenceran yang dimaksudkan dalam larutan kimia, yaitu memperbesar jumlah pelarut pada suatu larutan yang mempunyai jumlah mol zat tertentu. Pengenceran yang biasa dilakukan adalah dengan mengambil larutan yang mempunyai konsentrasi volume tertentu kemudian ditambah dengan pelarut (aquades untuk pelarut air) sampai volumenya sesuai dengan yang diharapkan. Dari hasil pengenceran jumlah mol zat terlarut yang ada dalam larutan tidak berubah, akan konsentrasi larutan berubah, hal ini disebabkan oleh perubahan volume pelarut.
Hubungan antara konsentrasi M (molaritas), Volume V dan mol n, adalah :
, maka n = M x V
Pada pengenceran :
mol zat sebelum diencerkan ( n1) = mol zat setelah diencerkan, (n2)
n1 = n2
Kalau kita memisalkan : volume dan konsentrasi larutan sebelum diencerkan masing-masing adalah V1 dan M1 (M untuk molaritas) sedangkan volume dan konsentrasi larutan sesudah diencerkan masing-masing adalah V2 dan M2 , maka berlaku hubungan :
n1 = n2
M1 x V1 = M2 x V2
Demikian juga untuk konsentrasi yang lainnya seperti : N (normalitas), belaku
grek. sebelum diencerkan = grek setelah diencerkan
molek1 = molek2
N1 x V1 = N2 x V2
Dimana :
N1 = konsentrasi (normalitas ) larutan sebelum
diencerkan
V1 = volume larutas sebelum diencerkan
N1 = konsentrasi (normalitas) larutan setelah
diencerkan
V2 = volume larutan setelah diencerkan
Latihan Soal
1. Larutan NaCl 2 N diencerkan sampai konsentrasinya menjadi 0,5 N. berapakali lipat volume akhir pengenceran dibanding dengan sebelum diencerkan
2. 4 gram padatan NaOH dilarutkan dalam air sampai volumenya menjadi 100 ml.
a. berapa molar konsentrasi larutan tersebut
b. bila larutan tersebut ditabah dengan 400 ml air, berapa konsentrasinya.
3. Untuk membuat larutan H2SO4 0,1 N sebanyak 500 ml, berapa ml asam sulfat pekat yang diperlukan untuk membuat larutan, bila asam sulfat pekat mempunyai konsentrasi 96 %, berat jenisnya 1,84 kg/l . (Ar : H = 1; S = 32 dan O = 16)
4. 150 ml Larutan HCl 0,1 M dicampur dengan 250 ml larutan HCl 0,5 M. Hitung berapa konsentrasi campuran HCl tersebut
Ionisasi Air
Mengingat air dapat berfungsi baik sebagai asam maupun basa, maka setiap larutan air mengalami proses auto ionisasi, dimana satu mol H2O menyerahkan satu proton ke molekul air yang lain. Kesetimbangan auto-ionisasi air harus selalu dipenuhi, baik bila asam atau basa terdapat dalam larutan ataupun tidak
2H2O H3O+ + OH-
Kw = [H+][OH-]
Dalam menuliskan Kw di atas dituliskan bentuk proton tanpa hidrasi, tetapi boleh juga dituliskan dalam notasi H3O+. namun [H2O] tidak muncul dalam persmaan Kw, karena penerapannya dalam laurutan encer, dimana H2O tetap dalam keadaan baku.
Pada suhu 25oC , Harga Kw = [H+][OH-] = 1,00 x 10-14. Dalam air murni yang tidak mengandung asam maupun basa konsentrasi [H+] dan [OH-] harus sama, oleh karena itu pada suhu 25oC
[H+]=[OH-]= = 1,00 x 10-7.
Jadi larutan netral dapat didefinisikan larutan yang mempunyai [H+]=[OH-]= . nilainya bergantung pada suhu, misalnya pada 0oC dalam air murni [H+]=[OH-]= 0,34 x 10-7. Pada suhu 25oC larutan asam mempunyai [H+] lebih besar dari 10-7 dan [OH-] lebih kecih 10-7. Sebaliknya suhu 25oC larutan basa mempunyai [H+] lebih kecil dari 10-7 dan [OH-] lebih besar 10-7.
pH Larutan
Keasaman dan kebasaan suatu larutan biasanya dinyatakan dengan istilah pH. Menurut definisi :
pH = - log [H+]
juga dengan pOH :
pOH = - log [OH-]
Pada 25oC pH + pOH = 14
Larutan makin bersifat basa memiliki pH makin kecil atau pOH makin besar, dan makin besifat basa memiliki pH makin besar atau pOH makin kecil.
Tabel 1. Hubungan skala pH dan pOH dapat dilihat pada tabel berikut :
[H+] [OH-] pH pOH
100 10-14 0 14
Besifat asam
10-1 10-13 1 13
10-3 10-11 3 11
10-5 10- 5
10-7 10-7 7 7 Netral
10- 10-5 5
Bersifat basa
10-11 10-3 11 3
10-13 10-1 13 1
10-14 100 14 0
1. pH Asam kuat
Larutan asam kuat seperti HCl, H2SO4 dalam pelarut air akan terionisasi sepurna menghasilkan ion H+ dan ion sisa asam. HCl dalam air akan terionisasi seperti berikut :
HCl(aq) H+ (aq) + Cl- (aq)
Berdasarkan koefesien reaksi ionisasi HCl, konsentrasi ion H+ yang dihasilkan sama dengan konsentrasi HCl yang ada dalam larutan
[H+] = [HCl]
H2SO4 dalam air akan terionisasi seperti
H2SO4 (aq) 2H+ (aq) + SO42- (aq)
konsentrasi ion H+ yang dihasilkan sama dengan dua kali konsentrasi H2SO4 yang ada dalam larutan
[H+] =2 x [H2SO4]
Dari dia contoh di atas, [H+] untuk asam kuat dapat ditentukan dengan persamaan
[H+] = n x Ma
Dimana n merupakan jumlah H+ yang dihasilkan dari asam kuat dan Ma adalah konsentrasi asam dalam molaritas
3. pH Basa Kuat :
Seperti larutan asam kuat, basa kuat NaOH, Mg(OH)2 dalam pelarut air akan terionisasi sepurna menghasilkan ion OH- dan ion sisa basanya. NaOH dalam air akan terionisasi seperti berikut
NaOH(aq) Na+ (aq) + OH- (aq)
Berdasarkan koefesien reaksi ionisasi NaOH, konsentrasi ion OH- yang dihasilkan sama dengan konsentrasi NaOH yang ada dalam larutan
[OH-] = [NaOH]
Mg(OH)2 dalam air akan terionisasi seperti
Mg(OH)2 (aq) Mg2+ (aq) + 2OH- (aq)
konsentrasi ion OH- yang dihasilkan sama dengan dua kali konsentrasi Mg(OH)2 yang ada dalam larutan
[OH-] =2 x [Mg(OH)2]
Dari dia contoh di atas, [OH-] untuk basa kuat dapat ditentukan dengan persamaan
[H+] = n x Mb
Dimana n merupakan jumlah H+ yang dihasilkan dari asam kuat dan Ma adalah konsentrasi asam dalam molaritas
pH = 14 – pOH
pH Asam Lemah dan Basa lemah
Kebanyakan asam dan basa adalah lemah, jika dilarutkan dalam air lebih rumit dibandingkan dengan asam kuat dan basa kuat. Ionisasi asam lemah umumnya lebih banyak dari air.
HOCl (aq) H+(aq) + OCl-(aq)
Ionisasi pada HOCl di atas merupakan proses timbal balik yang harus dinyatakan dengan tetapan kesetimbangan
Ka = = 2,95 x 10-8
Ka disebut Tetapan Ionisasi, nilainya ditentukan secara percobaan. Lambang Ka umumnya digunakan untuk menandakan tetapan ionisasi asam lemah dan Kb untuk basa lemah. Tetapan ionisasi untuk beberapa asam dan basa lemah dapat dilihat pada tabel
Tabel 3. Tetapan ionisasi asam dan basa lemah
Asam Basa
Ka
CH3COOH 1,74 x 10-5 NH3 1,74 x 10-5
C6H5COOH 6,30 x 10-5 C6H6NH2 4,3 x 10-10
HClO2 1,2 x 10-2 C2H5NH2 4,4 x 10-4
HCHO2 1,8 x 10-4 HONH2 9,1 x 10-9
HCN 4 x 10-10 CH3NH2 4,2 x 10-4
HF 6,7 x 10-4 C5H5N 2,0 x 10-9
HClO 2,95 x 10-8
HNO2 5,13 x 10-4
Derajat Ionisasi
Penentuan pH larutan asam lemah, H+ yang dihasilkan tergantung pada besarnya harga Ka atau derajat ionisasi dan konsentrasi asam lemah. Derajat ionisai () menyatakan jumlah mol yang terionisasi per jumlah mol zat mula-mula.
Misalnya untuk ionisasi CH3COOH, penggambaran mana yang bereaksi dan yang terurai dalam menentukan derajar ionisasi dapat dilihat reakis ionisasi berikut berikut :
CH3COOH(aq) H+(aq) + CH3COO-(aq)
Mula-mula a mol
Yang Bereaksi x mol
Sisanya a – x mol
Menentukan pH larutan asam lemah seperti asam asetat kalau yang diketahui harga Ka, maka konsentrasi ion H+ dapat ditentukan dengan
Berdasarkan reaksi besarnya [H+] = [CH3COOH], maka
[H+] =
Atau [H+] =
Bila yang diketahui derajat ionisasi (), perhitungan dapat dilkukan dengan cara stoikiometri hasil ionisasi
CH3COOH(aq) H+(aq) + CH3COO-(aq)
Mula-mula a mol/L
Yang Bereaksi a mol/L a mol/L
Maka konsentrasi ion H+, [H+] = a mol/L
Begitu juga pada penentuan pH pada larutan basa lemah, kalau yang diketahu Ka, maka konsentrasi ion OH- adalah
[OH-] =
Kalau yang diketahui derajat ionisasi (), perhitungan dapat dilkukan dengan cara stoikiometri hasil ionisasi
NH4OH(aq) OH-(aq) + NH4+(aq)
Mula-mula a mol/L
Yang Bereaksi a mol/L a mol/L
Maka konsentrasi ion OH-, [OH-] = a mol/L
1. Larutan HCN 0,01 M Berapakah pH harga Ka HCN = 4 x 10-10
2. Larutan CH3COOH 0,01 M mempunyai harga Ka = 1,74 x 10-5 . Tentukan pH larutan yang dihasilkan
3. Tentukan pH larutan NaOH dalam air yang konsentrasinya 0,0001 M
4. Larutan CH3COOH 0,1 M mempunyai harga Ka = 1,74 x 10-5
Tidak ada komentar:
Posting Komentar