KIMIA DASAR 2
KIMIA
LARUTAN
LARUTAN
NONELEKTROLIT DAN ELEKTROLIT
Zat
cair yang bisa menghantarkan listrik di sebut elektrolit, sedangkan
zat cair yang tidak dapat menghantarkan listrik di sebut
Nonelektrolit Suatu zat dapat menjadi elektrolit bila di dalam
larutannya xat tersebutterurai menjadi ion-ion yang bebas bergerak.
Dalam
keadaan padatan (Kristal) senyawa ion tidak menghantarkan listrik.
Sebaliknya, bila senyawa ion tersebut dalam bentuk leburan atau
larutan, maka ion-ionnya bebas bergerak sehingga dapat menghantarkan
listrik.
Beberapa
senyawa kovalen dalam air dapat terurai menjadi ion-ion positif dan
ion negatif. HCL merupakan senyawa kovalen, tetapi karena pengaruh
molekul-molekul air, HCL dapat terurai menjadi ion H + dan ion
cL– HCL (aq) → Hf (aq) +
cL– (aq).
Peristiwa
terurainya molekul menjadi ion-ion ini di sebut Ionisasi
PH
LARUTAN
Asam
dan Basa
a.
Asam
Menurut
Arrhenius (1887) Asam adalah suatu zat yang bila di larutkan ke
dalam air akan ion hidronium (H+). Beberapa Asam,
Nama
asam dan Reaksi Ionisasi
RUMUS ASAM
|
NAMA ASAM
|
REAKSI IONISASINYA
|
HF
HBr
H2S
CH3CooH
HNO3
H2SO4
H3PO4
H2C2O4
|
As.
Flurida
As.
Bromida
As.
Sulfida
As.
Asetat (Cuka)
As.
Nitrat
As.
Sulfat
As.
Fosfat
As. Oksolat
|
HF (aq) → H +(aq) +
F– (aq)
HBR (aq) → H +(aq) +
Br–(aq)
H2s (aq) → 2H +(aq) +
S2–(aq)
CH3 CooH (aq) → H +(aq) +
CH3Coo–(aq)
HNO3(aq) → H +(aq) +
NO3– (aq)
H2SO4(aq) → 2H +(aq) +
SO4– (aq)
H3PO4(aq) → 3H +(aq) +
PO4–(aq)
H2C2O4(aq) → 2H + +
C2O4-(aq)
|
Dipandang
dari jumlah ion yang di hasilkan, Asam di bedakan menjadi :
Asam kuat, yaitu
asam yang mudah terionisasi dan banyak menghasilkan H+ dalam
larutannya
Asam lemah, yaitu
asam yang sedikit terionisasi dan sedikit menghasilkan H+ dalam
larutannya
b.
Basa
Menurut
Arrhenius, basa adalah suatu senyawa yang di dalam air (larutan)
dapat menghasilkan ion CH-
Beberapa
basa,
RUMUSS BASA
|
NAMA BASA
|
IONISASI BASA
|
NaOH
KOH
Ca
(oH)2
Ba
(oH)2
NH3
|
Natrium
Hidroksida
Kalium
Hidroksida
Kalsium
Hidroksida
Barium
Hidroksida
Amona
|
NaOH (aq) —Na+ (aq) + OH–(aq)
KOH (aq) —K+ (aq) + OH–– (aq)
Ca
(OH)2 (aq) —
Ca2+ (aq) +
2OH– (aq)
Ba
(OH)2
(aq) —
Ba 2+ (aq) +
2OH–
NH3 (aq) +
H2O(l)—NH4+ (aq) + OH– (aq)
|
Berdasarkan
daya hantar listriknya, Basa di bedakan menjadi :
Basa kuat, adalah
basa yang terionisasi sempurna, misalnya : KOH, NaOH, Ba (OH)2
Basa lemah, adalah
basa yang hanya sedikit terionisasi, misalnya : NH3 dan AL (OH)3
Titrasi
Asam Basa
Titrasi
melibatkan reaksi antara asam dengan basa, yang di kenal dengan
istilah titrasi asam basa atau asidi alkalimeri
Titrasi yang
menyandarkan pada jumlah volume
larutan
disebut titrasi volumetri.
Volume titik akhir
titrasi adalah dimana tepat pada saat warna indikator berubah
penambahan ( titrasi ) di hentikan dan volumenya di catat
Volume larutan
penitrasi yang di peroleh melalui perhitungan secara teoritis di
sebut titik ekivalen.
Perbedaan volume
titik akhir titrsi dengan titik ekivalen di sebut kesalahan titrasi
Contoh
soal :
Sebanyak
20 ml larutan H2So4 yang belum di ketahui konsentrasiny dititrasi
dengan mulai berubah pada saat volun NaOH 0,1 dengan menggunakan
indikator fenolftalein
(pp).
Warna pp mulai berubah pp H2 SO4 tersebut ?
Jawab
:
Reaksi
yang terjadi pada reaksi tersebut adalah :
H2 SO4
(aq)+
2Na OH (aq) →
Na2 SO4 (aq)+ 2
H2O(L)_
NaOH
yang terpakai pada saat titrasi = 0,1 mol L–1
x
0,032 L
= 0,032 mol
Dari
persamaan reaksi 1 mol H2SO4 =
2 mol NaOh
Jadi,
H2SO4
yang di titrasi = x 0,032 mol
=
0,0016 mol
Konsentrasi H2SO4
= 0,0016 mol / 0,02 ml
= 0,08 mol L – 1
= 0,08 M.
Larutan
Penyangga
Komposisi
Larutan Penyangga.
Larutan
pentannga atau buffer adalah larutan yang PH nya relatif tetap (tidak
berubah) pada penambahan sedikit asam atau sedikit basa. Di tinjau
dari komposisi zat penyusunnya terdapat dua sistem larutan penyangga
yaitu sistem penyangga Asam lemah dengan basa konjugasinya dan sistem
penyangga basa lemah dengan asam konjugasinya.
a.
Sistem penyangga asam dan basa konjugasi
CH3 CooH (aq) → CH3 Coo–(aq) +
H+(aq)
CH3 CooNa (aq) → CH3 Coo–(aq) +
Na+(aq)
Di
dalam larutan penyangga tersebut terdapat campuran asam
lemah ( CH3 CooH ) dengan basa konjugasinya ( CH3 Coo–)
Contoh
soal :
1.
Mereaksikan 100 ml larutan CH3 CooH 0,1 M dengan 50 ml larutan NaOh
0,1 M sehinnga stoikiometri dalam 150 ml campuran yang di hasilkan
terdapat 0,005 mol CH3 CooH ( Sisa Reaksi ) dan CH3 Coo– (Hasil
reaksi)
Jawab
:
CH3
CooH (aq) +
NaOH (aq) → CH3 CooNa (aq)
+ H2O(L)–
Di
reaksikan : 0,01 0,005
Bereaksi : 0,005 0,005
Akhir : 0,005 0
0,005 mol
CH3 Coo– (aq) + Na+(aq)
0,005
mol
Jadi, setelah semua NaOH habis bereaksi didalam larutan
terdapat CH3CooH yang tidak bereaksi (0,005 mol) dan CH3 Coo– yang
berasal dari ionisasi CH3 Coo Na hasil reaksi (0,005)
b.Sistem
penyangga Basa dan asam konjugasi
campuran
NH3 atau NH4 OH dan NH4 CL terdapat ion OH– yang berasal dari
ionisasi sebagian NH4OH, ion NH4+ yang berasal dari ionisasi NH4 OH
dan Ionisasi NH4 CL. Dalam sistem penyangga tersebut terdapat basa
lemah dan asam konjugasi
Contoh
soal :
1.
Mereaksikan 100 ml larutan NH4Oh 0,1 M dengan 50 ml larutan HCL 0,1
M, maka secara stoikiometri di dalam 150 ml campuran yang di hasilkan
terdapat 0,005 mol NH4OH (sisa reaksi ) + NH4+ (Hasil Reaksi ).
Jawab
:
NH4OH (aq) +
HCL (aq)
NH CL (aq)
+ H2O
(L).
Direaksikan
: 0,01 0,005
Bereaksi
: 0,005 0,005
Akhir
: 0,00% 0 0,005 mol
NH4 (aq) +
CL– (aq)
0,005
mol
PH
Larutan Penyangga
a.
Sistem penyangga Asam lemah dan Basa konjugasi
Yang
berperan penting dalam larutan penyangga adalah sistem reaksi
kesetimbangan yang terjadi pada asam lemah atau basa lemah.
Rumus
:
[ H+]
= Ka x Mol As
Mol Basa konjugasi
b.
Sistem penyangga basa lemah dan asam konjugasinya
di
dalam sistem ini yang paling berperan adalah reaksi kesetimbangan
pada basa lemah
Rumus :
[OH–] = kb x mol Basa
Mol Asam
konjugasi
Prinsip
kerja larutan penyangga
Pada
dasarnya suatu larutan penyangga yang tersusun dari asam lemah dan
basa konjugasi merupakan sistem kesetimbangan ion dalam air, yang
melibatkan adanya kesetimbangan air dan kesetimbangan asam
lemah.
Contoh
soal :
1
liter air larutan penyangga yang mengandung 0,1 M CH3 CooH
dan 0,1 M CH3 Coo-
Di tambahkan 10 ml larutan HCL 0,1 M. jika Ka CH3
CooH = 10–5, hitunglah
pH larutan penyangga tersebut sebelum dan sesudah di tambahkan
HCL.
Jawab
:
a.
sebelum di tambahkan HCL.
[H+] = Ka x [ CH3 CooH ]
[CH3
CooH–]
= 10–5 x 0,1
0,1
= 10–5
pH = 5
b.
sesudah di tambah HCL
Jumlah mol sebelum ditambah HCL
CH3 CooH
= 0,1 mol L–1 x 1 L CH3 Coo– = 0,1 mol L–1 x 1L
= 0,1 mol =
0,1 mol
HCL yang di tambahkan = 0,1 mol L–1 x 0,01 L
=
0,001
Pada penambahan HCL, maka ion H+ dari HCL akan bereaksi
dengan ion CH3 Coo–
CH3 Coo– + H+ → CH3 CooH.
Jadi,
setelah penambahan HCL jumlah mol
CH3 CooH = (0,1 + 0,001) mol =
0,1001 mol
CH3 Coo– = (0,1 – 0,001) mol = 0,o99 mol
Sehingga
[H+] = 10– 5 x 0,1001 = 1,011 – 10-5
0,099
pH = 5- log
1,o11 = 4,995
Larutan
penyangga dalam kehidupan sehari-hari
a.
Sistem penyangga karbonat dalam darah.
pH
darah relatif tetap di sekitar 7,4. hal ini di karenakan adanya
sistem
penyangga H2 CO3 / HCO–3.
Sehinnga meskipun setiap saat darah
kemasukan berbagai zat yang bersifat asam maupun basa akan selalu
dapat di netralisir penagruhnya terhadap perubahan pH. Bila darah
kemasukan zat yang bersifat asam maka reaksinya :
H+ (aq) +
hCO–3(aq) → H2CO3 (aq)
Sebaliknya apabila kemasukan zat yang
bersifat basa maka reaksinya :
OH–(aq) + H2CO3 (aq) →
HCO–3(aq) + H2O(L)
b.
Sistem penyangga fosfat dalam cairan sel.
Cairan
intrasel merupakan media penting untuk berlangsungnya rekasi
metabolisme tubuh yang dapat menghasilkan zat-zat yang bersifat asam
atau basa. Adanya zat hasil metabolisme yang berupa asam akan dapat
menurunkan harga pH cairan intrasel dan sebaliknya, bila dari proses
metabolisme di hasilkan banyak zat bersifat asam, maka reksinya
:
HPO2–4(aq) + H+(aq) →
H2PO–4
(aq)
Dan
bila dari proses metabolisme di hasilkan banyak zat bersifat basa,
maka reaksinya :
H2PO–4
(aq) + OH– (aq)
→ HPO–4(aq) + H2O(L)
c.
sistem asam amino / protein
Asam
amino mengandung gugus yang bersifat asam dan gugus yang bersifat
basa. Asam amino berfungsi sebagai sistem penyangga di dalam tubuh.
Ion H+ akan di ikat oleh gugus yang bersifat basa dan ion OH– akan
di ikat oleh gugus yang bersifat asam. Dengan demikian larutan yang
mengandung asam amino akan mempunyai pH relatif tetap.
Hidrolisis
jenis
garam dan reaKsi Hidrolisis
Reaksi
penguraian garam oleh air atau reaksi ion-ion garam dengan air di
sebut hidrolisis. Pada penguraian garam tersebut dapat terjadi
beberapa kemungkinan.
Ion garam bereaksi
dengan air menghasilkan ion H+ sehingga menyebabkan [H+]. Dalam air
bertambah dan akibatnya [H+] > [OH–] dan larutan bersifat
asam.
Ion garam bereaksi
dengan air dan menghasilkan ion OH sehingga didalam sistem [H+] <
[OH], akibatnya larutan bersifat basa.
Ion garam tersebut
tidak bereaksi dengan air, sehingga [H+] dalam air akan tetap sama
dengan[OH–] dan air akan tetap netral
(pH
=7)
Garam yang terbentuk
dari asam lemah dan dasa kuat. Garam yang berasal dari asam lemah dan
basa kuat bila di larutkan dalam air akan menghasilkan anion dari
asam lemah. Ion tersebut bila bereaksi dengan air menghasilkan ion
OH– yang menyebabkan larutan bersifat basa. Jadi, garam yang
berasal dari asam lemah dan basa kuat akan terhidrolisis sebagian
(parsial) dan bersifat basa
Garam yang terbentuk
dari asam kuat dan basa lemah. Garam berasal dari asam kuat dan
basa lemah bila di larutkandalam air akan menghasilkan kation yang
berasal dari basa lemah. Ion tersebut bila bereaksi dengan air akan
menghasilkan ion H+ yang menyebabkan larutan bersifat asam. Jadi,
garam berasal dari asam kuat dan basa lemah akan terhidrolisis
sebagian (parsial) dan bersifat asam
Garam yang terbentuk
dari asam lemah dan basa lemah. Garam berasal dari asam lemah
dan basa lemah di dalam air terionisasi dan kedua ion garam tersenut
bereaksi dengan air. Oleh karena itu reaksi kedua garam tersebut
masing-masing menghasilkan ion H+ dan ion OH–, maka sifat larutan
garam ini di tentukan oleh harga tetapan kesetimbangan dari asam
lemah dan basa yang terbentuk.
Garam yang terbentuk
dari asam kuat dan basa kuat. Ion yang di hasilkan dari ionisasi
garam yang berasal dari asam kuat dan basa kuat tidak ada yang
bereaksi dengan air, sebab ion-ion yang bereaksi akan segera
terionisasi. Kesimpulannya, garam yang berasal dari asam kuat dan
basa kuat tidak terhidrolisis. Oleh karena itu, konsentrasi ion H+
dan OH– dalam air tidak terganggu, sehingga larutan bersifat
netral.
Harga
pH larutan Garam
Garam
yang berasal dari asam lemah dan basa kuat
Rumus
:
Kh = 1 x Kw [ OH– ]
= √ Kw x [ A–]
Ka
Ka
Keterangan : Kw = Tetapan ionisasi air ( 10–14 )
Ka
= Tetapan ionisasi asam
[ A– ] = Konsentrasi ion garam yang
terhidrolisis
Contoh
soal :
Hitunglah
pH larutan NaCN 0,01 M. Di ketahui Ka HCN = 10–10
Jawab
:
NaCN
→ Na+ + CN–
0,1 M 0,1 M
[OH–] = √ Kw x [
CN– ]
Ka
[OH–] = √ 10–14
[ 0,01
]
10–10
[OH–]
= 10–3
poH
= 3
pH = 11
Garam
yang berasal dari asam kuat dan basa lemah
Rumus
:
Kh = =
Keterangan :
Kw
= Tetapan ionisasi air
Kb = Tetapan ionisasi basa
[ B+
] = Konsentrasi ion garam yang terhidrolisis
Contoh
soal :
Hitunglah
pH larutan ( NH4 )2 SO4 0,1
M, Jika Kb NH3 =
2 x 10–5
Jawab
:
(
NH4 )2 SO4 (aq) →
2NH+ +
SO2–4
Garam berasal dari
asam kuat dan basa lemah, maka larutannya bersifat asam.
[H+]
= √ Kw X
[ NH+4 ]
Kb
[H+]
= √ 10–14 X
0,2
2
x 10–5
[H+]
= 10–5
pH = 5
Garam
yang berasal dari asam lemah dan basa lemah
Rumus
:
[ H+]
=
Dari rumus harga pH
larutan garam yang berasal dari asam lemah dan basa lemah tidak
tergantung pada konsentrasi ion-ion garam dalam larutan namun
tergantung pada harga ka dan kb dari asam basa pembentuknya
Jika Ka = kb, maka
larutan akan bersifat netral ( pH = 7 )
Jika Ka > kb,
maka larutan akan bersifat asam ( pH <>
Jika Ka <
style=""> ( pH > 7 )
Contoh soal
:
Hitunglah pH larutan CH 3CooNH4 0,1 M, Jika diketahui. Ka =
10–10 dan
kb NH3 =
10–5
Jawab :
[
H+]
=
[ H+
] =
[ H+ ] = √ 10–19
pH
= – Log ( 10–19 )
½
= ½ ( – Log 10–19)
pH
= 8,5
Hasil kali kelarutan (Ksp)
Rumus :
Ksp Am Bn = [
An+ ]
m [
Bm–
] n
Contoh
:
Untuk senyawa ion sukar larut Ag2 CrO4
dengan
kesetimbangan
Ag2
CrO4
→ 2Ag+
+ CrO2–4Jawab:
Ksp
Am Bn = [ An+ ]
m [ Bm– ]n
Ksp Ag2CrO4 =
[ Ag+ ] 2 [
CrO2–4
]
Sifat
Kolegatif Larutan
Sifat
kolegatif larutan adalah unsur-unsur larutan yang tidak tergantung
kepada jenis zat terlarut tetapi hanya tergantung pada konsentrasi
partikelnya meliputi :
Konsentrasi
Larutan
a.
Molaritas
Adalah
satuan konsentrasi yang menyatakan banyaknya mol zat terlarut di
dalam setiap 1 Liter larutan.
M = n ---- mol atau M = m
. 1000
V ---- V mr V → Volume (ml)
Contoh soal : Hitung
konsentrasi larutan yan gdi buat dari 2gr NaOH yang dilarutkan
dalam
air hingga volume 500 ml ( Mr. NaOH = 40 )
Jawab :
Diketahui
m = 2gr
V = 500 ml
Ditanyakan M…?
Jawab M = m X 1000
Mr
V
= 2 X 1000
40 500
= 2000
20.000
= 0,1 m
b.
Molalitas (m)
Adalah
satuan konsentrasi yang manyatakan banyaknya mol zat pelarut
tiap
1 Kg pelarut
( 1000 gr pelarut )
M = n → Keterangan :
P m
= molalitas
n = mol zat pelarut
p = massa pelarut (Kg)
w =
massa zat (gn)
Contoh
soal :
Berapakah kemolalan
larutan yang d buat dengan mencampurkan 3 gr urea dengan 200 gr air?
berapakah kemolalan
larutan glukosa yang mempunyai 12 % massa glukosa
(mr.
180) ?
Jawab
:
1)
Diketahui w = 3gr
mr = 60 → (mr. Co (NH2)2) Urea C = 12, N=14, 0
= 16, H = 1
p = 200 gr
Ditanyakan m…?
Jawab :
m
= w X 1000
m Mr p= 3 X 1000
m 60 200=3 X 1000
m= 0,25
2).
Diketahui mr = 180,
dalam 12 % massa glukosa terdapat 12 gr dan
massa air ( 100 – 12 ) = 88 gr
Ditanyakan m…?
Jawab:
m
= w X 1000
mr p = 12 X 1000
180 88
= 0,76
c.
Fraksi Mol
Adalah
satuan konsentrasi yang menyatakan perbandingan jumlah mol zat
terlarut atai pelarut terhadap jumlah mol larutan. Jadi kalai na =
adalah zat pelarut, nb = adalah mol terlarut, maka fraksi mol pelarut
(XA) adalah :
XA = na → X pelarut = Mol pelarut
nA + nb
mol pelarut + mol zat pelarut
Dan Fraksi mol zat terlarut (XB)
adalah :
XB = nB → X terlarut = Mol terlarut
nA + nB mol
pelarut + mol
terlarut
XA
+ XB = 1
Contoh
Soal :
Tentukan
kadar glukosa jika di ketahui fraksi mol glukosa sebesar 0,2
Jawab
:
Xglukosa
= 0,2
Xair = 1 – 0,2
= 0,8
Perbandingan glukosa : air =
0,2 : 0,8 = 2:8
Massa air = n . Mr
= 8 . 18
= 144gr
Massa
glukosa = n . Mr
= 2 . 180 144gr + 360gr = 504gr
=
360gr
glukosa = 360 X 100% = 71,43%
504
1). Penurunan
tekanan uap ( Δp )
Uap jenuh adalah
uap yang berada dalam kesetimbangan
Tekanan uap jenuh
adalah tekanan yang di sebabkan oleh uap jenuh
Uap raouh hubungan
antara tekanan uap jenuh larutan dengan tekanan uap jenuh pelarut
adalah :
p = Xpelarut . Po
Keterangan :
p = tekanan
uap
jenuh larutang
po = tekanan uap jenuh pelarut
Xpelarut = fraksi
mol pelarut
Selisih antara tekanan uap jenuh pelarut dengan
tekanan uap jenuh larutan di sebut “Δp”
Δp = po - p
Δp
= Xterlarut . po
Keterangan : Δp =
Penurunan tekanan uap jenuh
2). Kenaikan
titik jenuh (ΔB)
Titik didih adalah
suhu pada saat tekanan uap cairan sama dengan tekanan uap atmosfer
di sekitarnya. Example : Di permukaan laut ( p = 760 mmHG) air
mendidih pada suhu 100ºC karena pada suhu 100ºC tekanan uap air
760 mmHG.
Dengan adanya zat –
terlarut dalam suatu zat cair maka titik didih
zat
cair itu akan naik sebanding dengan konsentrasi zat terlarut.
Selisih antara
larutan dengan titik pelarutnya di sebut kenaikan titik didih (ΔTb
= Tb Larutan Elevation).
Δb = Larutan –
Tb Pelarut.
ΔTb tidak
tergantung pada jenis zat terlarut tapi tergantung pada konsentrasi
partikel dalam larutan.
Δb = kb . m
Keterangan
ΔTb = Kenaikan
titik didih
Kb = Tetapan kenaikan titik didih molal
m =
Molalitas.
3). Penurunan titik beku (ΔTf)
Titik beku adalah
siatu suhu pada saat tekanan uap cairan sama dengan tekanan uap
padatan. Example, Pada tekanan 1 atm, air membeku pada 0ºC karena
pada suhu itu tekanan uap air = tekanan uap es.
Adanya zat-zat
terlarut dalam suatu zat cair mengakibatkan titik beku zat cair itu
akan turun → sebanding dengan konsentrasi zat terlarut.
Selisih antara
titik beku larutan dengan titik beku pelarutnya di sebut penurunan
titik beku ( ΔTf = freezing point defression) ΔTf = Tf
pelarut – Tf larutan.
ΔTf tidak
tergantung pada jenis zat terlarut tapi tergantung pada konsentrasi
konsentrasi partikel dalam larutan
ΔTf = kf .
m
Keterangan
ΔTf = penurunan
titik beku
kf = tetapan penurunan titik beku molal
M =
Molalitas
DAFTAR
PUSTAKA
Anshory
Irfan. 1994. SMU Kelas 1. Bandung: Erlangga.
Sudarmo Unggul. 2004.
Kimia untuk kelas II. Surabaya: Erlangga.
Kitti Surah. 2000. SMU
kelas II. Jakarta: intan Pariwara.
Santoso, Juari, Dkk. 2004.
Kimia untuk kelas X. Yogyakarta: Intan Pariwara.
Budi
Utami
pada 30-06-2011reaksi larutan elektrolit dannonelektrolit