KIM 3materi78.co.nr Teori Asam-Basa

KIM 3

1

materi78.co.nr

LARUTAN ASAM-BASA

Teori Asam-Basa A. PENDAHULUAN

Konsep dasar mengenai asam dan basa:

1) Asam adalah zat yang memiliki rasa masam dan bersifat korosif (merusak).

2) Basa adalah zat yang memiliki rasa pahit, melarutkan lemak, dan bersifat kaustik (licin).

Konsep dasar lain mengenai asam dan basa yang dikemukakan oleh para ilmuwan:

1) Menurut Lavoisier, zat yang menyebabkan sifat asam adalah oksigen.

2) Menurut Sir H. Davy, zat yang menyebabkan sifat asam adalah hidrogen.

3) Menurut Gay-Lussac, asam dan basa adalah zat yang saling menetralkan satu sama lain.

Selanjutnya, muncul teori asam-basa yang paling dapat diterima dan digunakan sampai sekarang.

B. TEORI ASAM-BASA ARRHENIUS

Svante August Arrhenius mengemukakan teori asam-basa tahun 1884.

Teori asam Arrhenius:

Reaksi ionisasi asam dalam air:

HxA(aq) d xH+(aq) + Ax–(aq)

valensi asam ion sisa asam

Contoh:

Asam klorida HCl d H+ + Cl–

Asam sulfida H2S qe 2H+ + S2–

Macam-macam asam menurut teori Arrhenius:

1) Asam monovalen (satu valensi asam)

Contoh: HCl, HF, HBr.

2) Asam polivalen (banyak valensi asam)

Contoh: H2SO4 (divalen), H3PO3 (trivalen)

Teori basa Arrhenius:

Reaksi ionisasi basa dalam air:

B(OH)x (aq) d Bx+(aq) + xOH–

(aq)

ion sisa basa valensi basa

Contoh:

Natrium hidroksida NaOH d Na+ + OH–

Magnesium hidroksida Mg(OH)2 qe Mg2+ + 2OH–

Teori asam-basa Arrhenius merupakan teori asam-basa yang pertama kali dapat diterima.

Kekurangan teori asam-basa Arrhenius:

1) Hanya dapat menjelaskan sifat asam-basa apabila suatu zat dilarutkan dalam air.

2) Tidak dapat menjelaskan sifat basa amonia dan natrium karbonat yang tidak mengandung ion OH– namun menghasilkan ion OH– ketika dilarutkan dalam air.

Kekuatan asam dan basa menurut teori Arrhenius didasarkan atas [H+] dan [OH–].

1) Asam kuat memiliki [H+] yang besar, asam lemah memiliki [H+] yang kecil.

2) Basa kuat memiliki [OH–] yang besar, basa lemah memiliki [OH–] yang kecil.

C. TEORI ASAM-BASA BRONSTED-LOWRY

Johanes N. Bronsted dan Thomas M. Lowry mengemukakan teori asam-basa tahun 1923.

Menurut Bronsted-Lowry, asam dan basa hanya terionisasi dalam air karena:

1) Air menarik ion H+ sehingga membentuk ion hidronium (H3O+),

2) Air melepas ion H+ sehingga membentuk ion hidroksida (OH–).

Contoh:

asam HCl + H2O d Cl– + H3O+

basa NH3 + H2Oqe NH4

+ + OH–

Teori asam-basa Bronsted-Lowry:

Menurut teori asam-basa Bronsted-Lowry:

1) Asam yang telah melepaskan satu proton akan membentuk spesi atau zat yang disebut basa konjugasi.

Contoh:

asam qe proton + basa konjugasi

HCl qe H+ + Cl–

H2SO4 qe H+ + HSO4–

H3PO4 qe H+ + H2PO4–

NH4+ qe H+ + NH3

Pembawa sifat asam adalah ion H+ dan asam melepas ion H+ dalam air.

Pembawa sifat basa adalah ion OH– dan basa melepas ion OH– dalam air.

H+

H+

Asam adalah spesi atau zat yang merupakan donor proton (H+).

Basa adalah spesi atau zat yang merupakan akseptor proton (H+).

KIM 3

2

materi78.co.nr

LARUTAN ASAM-BASA

2) Basa yang telah menerima satu proton akan membentuk spesi atau zat yang disebut asam konjugasi.

Contoh:

basa + proton qe asam konjugasi

O2– + H+ qe OH–

HCO3– + H+ qe H2CO3

Cl– + H+ qe HCl

OH– + H+ qe H2O

Kelebihan teori asam-basa Bronsted-Lowry:

1) Dapat menjelaskan sifat asam-basa zat pada pelarut dan larutan selain air, bahkan tanpa pelarut.

Contoh:

NH3 + HCl d NH4

+ + Cl–

basa asam asam k. basa k.

` HNO3 + H2SO4 d H2NO3

+ + HSO4–

basa asam asam k. basa k.

2) Dapat menjelaskan sifat asam-basa kation dan anion.

Contoh:

HClO4 + HCO3

– d ClO4– + H2CO3

asam basa basa k. asam k.

3) Dapat menjelaskan zat yang bersifat amfoter/ amfiprotik (dapat berupa asam atau basa).

Contoh:

Air dapat bersifat asam atau basa.

NH4

+ + H2O d NH3 + H3O+

asam basa basa k. asam k.

HCO3

– + H2O d H2CO3 + OH–

basa asam

Kelemahan teori asam-basa Bronsted-Lowry adalah tidak dapat menjelaskan sifat asam-basa yang tidak melibatkan transfer proton.

Kekuatan asam dan basa menurut teori Bronsted-Lowry didasarkan atas kemampuan zat melepas dan menarik proton.

1) Asam kuat mudah melepas proton, asam lemah sukar melepas proton.

2) Basa kuat mudah menarik proton, basa lemah sukar menarik proton.

3) Kekuatan asam berbanding terbalik dengan kekuatan basa konjugasinya.

4) Kekuatan basa berbanding terbalik dengan kekuatan asam konjugasinya.

Kekuatan asam dan basa menurut teori Bronsted-Lowry bersifat relatif.

1) Jika dua larutan asam berbeda dicampur-kan dengan suatu larutan basa secara terpisah:

a. Pada asam 1, basa bersifat lemah,

b. Pada asam 2, basa bersifat kuat,

Maka asam 2 lebih kuat daripada asam 1.

2) Jika dua larutan basa berbeda dicampur-kan dengan suatu larutan asam secara terpisah:

a. Pada basa 1, asam bersifat lemah,

b. Pada basa 2, asam bersifat kuat,

Maka basa 2 lebih kuat daripada basa 1.

D. TEORI ASAM-BASA LEWIS

Gilbert N. Lewis mengemukakan teori asam-basa tahun 1923.

Menurut Lewis, transfer proton terjadi karena adanya pasangan elektron bebas pada basa, yang kemudian akan membentuk ikatan kovalen koordinasi dengan proton tersebut.

Teori asam-basa Lewis:

Contoh:

HNO3

Asam : atom O

Basa : atom N

H2SO4

Asam : atom O

Basa : atom S

HClO4

Asam : atom O

Basa : atom S

.. : O : .. .. .. O = N – O – H .. ..

.. : O : .. H – O – S – O – H .. : O : .. .. : O : .. .. H – O – Cl : O : .. .. : O : ..

H+

H+

H+

H+

H+

Asam adalah spesi atau zat akseptor pasangan elektron.

Basa adalah spesi atau zat donor pasangan elektron.

KIM 3

3

materi78.co.nr

LARUTAN ASAM-BASA

NH3 + H+ d NH4

Asam : ion H+

Basa : atom N pada NH3

+ d

NH3 + BF3 d NH3BF3

Asam : atom B pada BF3

Basa : atom N pada NH3

+

d

CaO + CO2 d CaCO3

Asam : atom C pada CO2

Basa : atom O pada CaO

+

d

H2O + CO2 d H2CO3

Asam : atom C pada CO2

Basa : atom O pada H2O

+

g

Kelebihan teori asam-basa Lewis:

1) Dapat menjelaskan sifat asam-basa yang tidak melibatkan transfer proton.

2) Dapat menjelaskan sifat asam-basa oksida asam dan oksida basa.

3) Dapat menjelaskan sifat asam-basa senyawa yang memiliki pasangan elektron bebas.

4) Dapat menjelaskan sifat asam-basa senyawa organik seperti protein dan DNA.

Kekurangan teori asam-basa Lewis:

1) Hanya dapat menjelaskan sifat asam-basa zat atau ion yang mencapai kaidah oktet.

2) Hanya dapat menjelaskan sifat asam-basa senyawa kovalen.

H | H – N : | H

H+

H | H – N : H | H

H | H – N : | H

F | B – F | F

H F | | H – N : B – F | | H F

•• Ca : O : ••

: O : || C ||

: O :

: O : •• // Ca – O : C •• \\ : O :

H |

: O : | H

: O : || C ||

: O :

H |

: O : | H

1 : O :

C

: O :

.. .. H – O – C – O – H .. .. .. .. : O : ..

H | : O :: | H

2 +

: O : /

C \

: O : +

KIM 3

1

materi78.co.nr

LARUTAN ASAM-BASA

Larutan Asam-Basa A. PENDAHULUAN

Larutan asam dan basa memiliki derajat atau tingkat keasaman atau kebasaan yang diukur dalam pH dan pOH.

B. NILAI PH DAN POH

pH (puissance de H+) adalah derajat asam-basa larutan yang diukur berdasarkan [H+] larutan.

Nilai pH dapat dirumuskan:

Kisaran umum nilai pH larutan:

Makna nilai pH larutan:

1) Semakin besar [H+] maka makin kecil nilai pH.

2) Keasaman berbanding terbalik dengan nilai pH, kebasaan berbanding lurus dengan nilai pH.

3) Larutan dengan pH < 7 bersifat asam, pH = 7 bersifat netral, dengan pH > 7 bersifat basa.

pOH (puissance de OH–) adalah derajat asam-basa larutan yang diukur berdasarkan [OH–] larutan.

Nilai pOH dapat dirumuskan:

Kisaran umum nilai pOH larutan:

Makna nilai pOH larutan:

1) Semakin besar [OH–] maka makin kecil nilai pOH.

2) Kebasaan berbanding terbalik dengan nilai pOH, keasaman berbanding lurus dengan nilai pOH.

3) Larutan dengan pOH < 7 bersifat basa, pOH = 7 bersifat netral, dengan pOH > 7 bersifat asam.

Hubungan pH dan pOH dapat diturunkan dari derajat asam-basa yang dimiliki air yang bersifat netral (pH = pOH).

Ionisasi air adalah reaksi kesetimbangan yang menghasilkan [H+] dan [OH-] dalam jumlah sama.

Hubungan [H+] dan [OH-] dengan Kw = 10-14:

Hubungan pH dan pOH dengan pKw = 14:

C. ASAM-BASA KUAT DAN LEMAH

Asam dan basa disebut kuat apabila:

1) Mudah terion karena ikatan antar atom mudah lepas akibat jarak antar inti atom pada molekul yang sangat jauh.

2) Memiliki α = 1 atau terion sempurna.

Golongan asam dan basa kuat:

Asam kuat Basa kuat

HCl HNO3 NaOH Mg(OH)2

HBr HClO4 KOH Ca(OH)2

HI H2SO4 Sr(OH)2

Nilai konsentrasi H+ dan OH- asam-basa kuat:

Asam monovalen kuat Asam divalen kuat

Basa monovalen kuat Basa divalen kuat

Pengenceran asam dan basa kuat:

1) Dua larutan asam atau basa kuat yang berbeda konsentrasi sebesar 10n kali memiliki beda pH sebesar n satuan.

2) Jika asam kuat diencerkan sebesar 10n kali, maka pHnya naik n satuan.

3) Jika basa kuat diencerkan sebesar 10n kali, maka pHnya turun n satuan.

Asam dan basa disebut lemah apabila:

1) Sukar terion karena ikatan antar ion sulit lepas akibat jarak antar inti atom pada molekul yang sangat dekat.

2) Memiliki 0 < α < 1 atau terion sebagian, sehingga terjadi kesetimbangan.

Golongan asam dan basa lemah adalah selain dari golongan asam dan basa kuat.

[H+] = Ma [H+] = 2. Ma

[OH-] = Mb [OH-] = 2. Mb

pH = –log [H+]

netral asam basa

1 7 14

makin asam makin basa pH

pOH = –log [OH–]

netral basa asam

1 7 14

makin basa makin asam pOH

NILAI pH DAN pOH Jika [H+] atau [OH–]: 1 x 10-n, maka pH atau pOH adalah n. a x 10-n, maka pH atau pOH adalah n – log a. Jika pH atau pOH: n, maka [H+] atau [OH–] adalah 1 x 10-n.

[H+]×[OH–] = 10-14

pH + pOH = 14

KIM 3

2

materi78.co.nr

LARUTAN ASAM-BASA

Reaksi ionisasi asam-basa lemah merupakan reaksi kesetimbangan yang memiliki nilai konstanta ionisasi asam-basa (Ka dan Kb).

Bentuk umum tetapan ionisasi asam:

Contoh:

Pada reaksi ionisasi CH3COOH, tetapan ionisasi asam:

CH3COOH(aq) qe H+(aq) + CH3COO-

(aq)

Semakin besar nilai Ka, maka akan semakin

kuat sifat suatu asam.

Bentuk umum tetapan ionisasi basa:

Contoh:

Pada reaksi ionisasi Mg(OH)2, tetapan ionisasi basa:

Mg(OH)2(aq) qe Mg2+(aq) + 2OH-

(aq)

Semakin besar nilai Kb, maka akan semakin

kuat sifat suatu basa.

Nilai konsentrasi H+ dan OH- asam-basa lemah:

Asam lemah

Basa lemah

Pengenceran asam dan basa kuat:

1) Jika asam lemah diencerkan sebesar 10n kali, maka pHnya naik 1/2n satuan.

2) Jika basa lemah diencerkan sebesar 10n kali, maka pHnya turun 1/2n satuan.

Hubungan derajat ionisasi dengan tetapan ionisasi asam-basa:

Asam lemah Basa lemah

Tetapan ionisasi

Derajat ionisasi

Asam-basa dan pasangan konjugasi memiliki

hubungan nilai tetapan ionisasi asam-basa.

Hubungan nilai tetapan ionisasi asam-basa dan pasangan konjugasinya dengan Kw = 10-14:

D. INDIKATOR ASAM-BASA

Indikator asam-basa adalah zat yang digunakan untuk mengidentifikasi sifat asam-basa suatu larutan/zat.

Indikator asam-basa merupakan asam lemah atau basa lemah organik yang warna molekul dengan warna ionnya berbeda.

Indikator asam-basa yang dapat digunakan:

1) Mengalami perubahan warna yang jelas ketika ditetesi asam atau basa.

2) Indikator alami berupa ekstrak warna dari bunga berwarna terang/menyala.

Reaksi ionisasi indikator dari asam lemah organik:

HInd(aq) qe H+(aq) + Ind–(aq)

warna 1 tak berwarna warna 2

1) Setelah ditambahkan dengan asam:


HAn(aq) d H+(aq) + An–(aq)

bertambah

Kesetimbangan bergeser ke kiri karena H+ bertambah, sehingga warna yang muncul adalah warna 1 (warna molekul).

2) Setelah ditambahkan dengan basa:


KatOH(aq) d OH– (aq) + Kat+(aq)

berikatan

Kesetimbangan bergeser ke kanan karena H+ berkurang, sehingga warna yang muncul adalah warna 2 (warna anion).

Reaksi ionisasi indikator dari basa lemah organik:

IndOH(aq) qe Ind+(aq) + OH–(aq)

warna 1 warna 2 tak berwarna

1) Setelah ditambahkan dengan asam:


HAn(aq) d An–(aq) + H+(aq)

berikatan

Kesetimbangan bergeser ke kanan karena OH- berkurang, sehingga warna yang muncul adalah warna 2 (warna kation).

2) Setelah ditambahkan dengan basa:


KatOH(aq) d Kat+(aq) + OH– (aq)

bertambah

Kesetimbangan bergeser ke kiri karena OH- bertambah, sehingga warna yang muncul adalah warna 1 (warna molekul).

[H+] = √Ma.Ka [H+] = Ma. α

[OH-] = √Mb.Kb [OH-] = Mb. α

α = √Ka

Ma α = √

Kb

Mb

Ka = Ma. α2 Kb = Mb. α2

Ka = [H+] [An-]

[HAn]

Ka = [H+] [CH3COO-]

[CH3COOH]

Kb = [Kat+] [OH-]

[KatOH]

Kb = [Mg2+] [OH-]2

[Mg(OH)2]

Ka × Kb = 10-14

KIM 3

3

materi78.co.nr

LARUTAN ASAM-BASA

Warna indikator asam-basa berubah secara gradual dari pH ke pH dan memiliki trayek perubahan warna.

Trayek perubahan warna adalah batas-batas pH dimana indikator mengalami perubahan warna.

Macam-macam indikator asam-basa:

Indikator Trayek Warna 1 Warna 2 Campuran Indikator Trayek Warna 1 Warna 2 Campuran

Lakmus 5,5 – 8,0 merah biru ungu

Timol biru

1,2 – 2,8 merah kuning jingga

Metil jingga

3,1 – 4,4 merah kuning jingga 8,0 – 9,6 kuning biru hijau

Metil merah

4,2 – 6,3 merah kuning jingga Bromtimol

biru 6,0 – 7,6 kuning biru hijau

Metil kuning

2,9 – 4,0 merah kuning jingga Bromkresol

ungu 5,2 – 6,8 kuning ungu coklat

Fenol merah

6,8 – 8,4 kuning merah jingga Bromkresol

hijau 3,8 – 5,4 kuning biru hijau

Fenolftalein 8,3 – 10,0 tak

berwarna merah

merah muda

Kresol ungu

7,6 – 9,2 kuning ungu coklat

Timolftalein 9,3 – 10,5 tak

berwarna biru biru muda

Alizarin kuning

10,0 – 12,0 kuning ungu coklat

Contoh:

Suatu larutan ketika dicelupkan/ditetesi indikator:

a. Lakmus biru berubah menjadi ungu,

b. Bromtimol biru menjadi hijau,

c. Metil merah menjadi kuning,

d. Fenolftalein menjadi tak berwarna.

Jawab:

Dari data diatas, maka pada masing-masing indikator perkiraan pH larutan adalah:

a. pH 5,5 – 8,0 c. pH > 6,3

b. pH 6,0 – 7,6 d. pH < 8,3

Pilih nilai lebih dari yang terbesar, dan kurang dari yang terkecil, sehingga perkiraan pH larutan adalah 6,3 – 7,6.

Warna campuran adalah gabungan warna 1 dan warna 2, dan muncul ketika suatu larutan pHnya berada dalam trayek perubahan warna.

Indikator asam-basa akan tepat pada warna campuran ketika warna 1 sama dengan warna 2, sehingga nilai tetapan ionisasi indikator:

Indikator asam-basa asam organik lemah:

Indikator asam-basa basa organik lemah:

Contoh:

Suatu indikator memiliki trayek perubahan warna kuning – merah dengan pH 6,7 – 8,1. Tentukan nilai Ka indikator tersebut!

Jawab:

pH titik tengah = 6,7+8,1

2 = 7,4

pKa = pH pada titik tengah

pKa = 7,4

pKa = –log 10-7,4

Ka = [H+] pada titik tengah

[H+] = antilog(-7,4) = antilog(-8 + 0,6)

Ka = antilog(0,6) x 10-8 = 3,98 x 10-8

[HInd] = [Ind-] Ka = [H+] [Ind-]

[HInd]

Ka Ind = [H+] pH titik tengah trayek

[IndOH] = [Ind+] Kb = [Ind+] [OH-]

[IndOH]

Kb Ind = [OH-] pOH titik tengah trayek

KIM 3

1

materi78.co.nr

LARUTAN ASAM-BASA

Titrasi Asam-Basa A. KEMOLARAN

Dalam asam-basa, besaran yang digunakan adalah kemolaran benda.

Kemolaran menyatakan jumlah mol zat terlarut dari tiap liter larutan.

Kemolaran larutan jika kadar diketahui:

Rumus pengenceran larutan:

B. PH CAMPURAN

Konsentrasi H+ campuran dua larutan asam kuat dengan pH berbeda adalah:

Contoh:

100 mL HCl pH = 4 ditetesi dengan 100 mL HCl pH = 3. Tentukan pH campuran.

n H+ pada HCl 1 = 10-1 x 10-4 = 10-5 mol

n H+ pada HCl 2 = 10-1 x 10-3 = 10-4 mol

[H+] = (10-5+10-4)

(10-1+10-1) = 5,5 x 10-4 M

pH = –log(5,5 x 10-4) = 4 – log5,5 pH = 3,25

Konsentrasi OH– campuran dua larutan basa kuat dengan pH berbeda adalah:

Contoh:

10 mL NaOH 0,1 M dicampur dengan 20 mL Ca(OH)2 0,8 M. Tentukan pH campuran.

n OH- pada NaOH = 0,1 x 10 = 1 mmol

n OH- pada Ca(OH)2 = 0,8 x 20 = 16 mmol

[OH-] = 15 mmol

(10 + 20)mL = 0,5 M

pOH = –log(5 x 10-1) = 1 – log5

pH = 14 – 1 + log5 pH = 12,3

pH campuran larutan asam kuat dan basa kuat dihitung dari jumlah ion H+ dan OH- akhir.

Jika larutan asam dan basa tepat habis bereaksi, maka pH campuran = 7 (netral).

Contoh:

Sebanyak 50 mL HCl 0,1 M dicampurkan dengan 50 ml NaOH 0,1 M. Tentukan pH campuran.

n H+ pada HCl = 0,1 x 50 = 5 mmol


Jumlah mol sama, maka pH = 7.

Jika larutan asam bersisa, maka pH campuran dihitung menggunakan [H+] sisa.

Contoh:

Sebanyak 50 mL HBr 0,2 M dicampurkan dengan 50 mL KOH 0,1 M. Tentukan pH campuran.

n H+ pada HBr = 0,2 x 50 = 10 mmol


Jumlah mol H+ berlebih 5 mmol, maka:

[H+] = 5 mmol

(50+50)mL = 0,05 M

pH = –log(5 x 10-2) = 2 – log5 pH = 1,3

Jika larutan basa bersisa, maka pOH campuran dihitung menggunakan [OH-] sisa.

Contoh:

Tabung reaksi berisi 50 mL NaOH 0,48 M ditetesi 10 mL H2SO4 0,9 M. Tentukan pH campuran.

n H+ pada H2SO4 = 2 x 0,9 x 10 = 18 mmol


Jumlah mol OH- berlebih 6 mmol, maka:

[OH-] = 6 mmol

(50+10)mL = 0,1 M

pOH = –log(1 x 10-1) = 1

pH = 14 - 1 pH = 13

C. TITRASI ASAM-BASA

Titrasi asam-basa adalah prosedur yang dilakukan untuk menentukan kemolaran/kadar suatu asam/basa berdasarkan reaksi netralisasi.

Istilah dalam titrasi asam-basa:

1) Pentiter, zat yang mentitrasi suatu asam-basa yang akan ditentukan kemolarannya.

2) Daerah perubahan pH drastis, daerah dimana penambahan sedikit tetes pentiter akan mengubah warna indikator asam-basa.

3) Titik ekuivalen, titik dimana asam dan basa tepat habis bereaksi.

4) Titik akhir titrasi, titik dimana indikator asam-basa mengalami perubahan warna.

M = n

V

M = kemolaran/molaritas (mol/L) n = jumlah mol zat terlarut (mol) V = volume larutan/ruangan gas (L)

M = ρ × K × 10

mm

ρ = massa jenis larutan (kg/L) K = persen kadar zat terlarut mm = massa molar/Ar/Mr (kg)

M1.V1 = M2.V2

[H+] = n H+total

V total

[OH-] = n OH-total

V total

KIM 3

2

materi78.co.nr

LARUTAN ASAM-BASA

Titrasi asam-basa dilakukan menggunakan sebuah indikator asam-basa dan zat pentiter.

Indikator asam-basa yang baik untuk titrasi:

1) Punya trayek perubahan pH yang berada pada atau sekitar titik ekuivalen.

2) Perubahan warna terlihat jelas dan tajam.

Prosedur titrasi (contohnya asam dengan basa):

1) Asam yang akan dititrasi ditetesi indikator asam-basa secukupnya.

2) Masukkan pentiter berupa basa setetes demi setetes sambil menghitung.

3) Ketika warna indikator berubah, hentikan titrasi (titik akhir titrasi).

Titrasi Kurva titrasi Keterangan

Asam kuat dengan basa kuat

Basa kuat dengan asam kuat

Asam kuat dengan basa lemah

Basa lemah dengan asam kuat

4

10

pH TE = 7

pH awal

volume basa kuat

Zat pentiter adalah basa kuat.

Daerah perubahan pH drastis 4 – 10.

pH titik ekuivalen 7.

Indikator yang dapat digunakan adalah metil merah, bromtimol biru, dan fenolftalein (lebih tajam).

4

10

pH TE = 7

pH awal

volume asam kuat

Zat pentiter adalah asam kuat.


pH titik ekuivalen 7.

Indikator yang dapat digunakan adalah metil merah, bromtimol biru, dan fenolftalein (lebih tajam).

4

7

pH TE = 5 – 6

pH awal

volume basa lemah

Zat pentiter adalah basa lemah.


pH titik ekuivalen 5 – 6.

Indikator yang dapat digunakan adalah metil merah.

4

7

pH TE = 5 – 6

pH awal

volume asam kuat

Zat pentiter adalah asam kuat.



Indikator yang dapat digunakan adalah metil merah.

KIM 3

3

materi78.co.nr

LARUTAN ASAM-BASA

Basa kuat dengan asam lemah

Asam lemah dengan basa kuat

Titrasi asam lemah menggunakan basa lemah dan sebaliknya tidak dilakukan karena:

1) Perubahan pH drastis terjadi sangat singkat.

2) Tidak ada indikator yang cukup teliti untuk mengamati perubahan.

3) Reaksi berlangsung lambat dan tidak tuntas.

Pada titrasi asam-basa, berlaku rumus titrasi:

Asam-basa monovalen dan asam-basa divalen

Asam divalen-basa monovalen

Basa divalen-asam monovalen

7

10

pH TE = 8 – 9

pH awal

volume basa kuat

Zat pentiter adalah asam lemah.



Indikator yang dapat digunakan adalah fenolftalein.

7

10

pH TE = 8 – 9

pH awal

volume basa kuat

Zat pentiter adalah basa kuat.



Indikator yang dapat digunakan adalah fenolftalein.

Ma. Va = Mb. Vb

2. Ma. Va = Mb. Vb

Ma. Va = 2. Mb. Vb

KIM 3

1

materi78.co.nr

REAKSI DAN STOIKIOMETRI LARUTAN

Reaksi dan Stoikiometri Larutan A. PERSAMAAN REAKSI ION

Persamaan reaksi ion adalah persamaan reaksi yang menjelaskan bagaimana reaksi antar-ion terjadi pada larutan elektrolit.

Persamaan reaksi ion terdiri dari:

1) Persamaan reaksi ion lengkap, men-jelaskan ionisasi larutan elektrolit.

2) Persamaan reaksi ion bersih, reaksi ion lengkap yang tidak mengandung ion penonton atau ion yang tidak berubah.

Contoh:

Reaksi molekul

Cl2O (g) + Ca(OH)2 (aq) d Ca(ClO)2 (aq) + H2O(l)

Reaksi ion lengkap

Cl2O (g) + Ca2+(aq) + 2OH–

(aq)

d Ca2+(aq) + 2ClO–

(aq) + 2H2O(l)

Reaksi ion bersih

Cl2O (g) + 2OH– (aq) d 2ClO-

(aq) + 2H2O(l)

B. REAKSI LARUTAN

Reaksi larutan terjadi karena adanya molekul-molekul larutan yang terion.

Reaksi-reaksi larutan asam-basa:

1) Reaksi asam-basa (netralisasi)

Bentuk umum:

Asam dan basa saling meniadakan sifat dan membentuk garam dan air yang bersifat netral.

Contoh:

Reaksi asam sulfat dengan kalium hidroksida membentuk kalium sulfat dan air.

Reaksi molekul

H2SO4(aq) + 2KOH(aq) d K2SO4(aq) + 2H2O(l)

Reaksi ion lengkap

2H+(aq) + SO4

2-(aq) + 2K+

(aq) + 2OH– (aq)

d 2K+(aq) + SO4

2-(aq) + 2H2O(l)

Reaksi ion bersih

2H+(aq) + 2OH–

(aq) d 2H2O(l)

2) Reaksi oksida basa-asam

Bentuk umum:

Contoh oksida basa (logam) dan kation yang dibentuknya:

O. Basa + Air d Basa Kation

K2O + H2O d KOH K+

Li2O + H2O d LiOH Li+

Na2O + H2O d NaOH Na+

MgO + H2O d Mg(OH)2 Mg2+

CaO + H2O d Ca(OH)2 Ca2+

BaO + H2O d Ba(OH)2 Ba2+

Contoh:

Reaksi alumunium oksida padat dengan asam perklorat menjadi alumunium perklorat dan air.

Reaksi molekul

Al2O3(s) + 6HClO4(aq) d 2Al(ClO4)3(aq) + 3H2O(l)

Reaksi ion lengkap

Al2O3(s) + 6H+(aq) + 6ClO4

-(aq)

d 2Al3+(aq) + 6ClO4

-(aq) + 3H2O(l)

Reaksi ion bersih

Al2O3(s) + 6H+(aq) d 2Al3+

(aq) + 3H2O(l)

3) Reaksi oksida asam-basa

Bentuk umum:

Contoh oksida asam (non-logam) dan anion yang dibentuknya:

O. Asam + Air d Asam Anion

Asam monovalen (nitrogen dan halogen)

N2O3 + H2O d HNO2 NO2–

N2O5 + H2O d HNO3 NO3–

Cl2O + H2O d HClO ClO–

Cl2O7 + H2O d HClO4 ClO4–

Br2O3 + H2O d HBrO2 BrO2–

I2O5 + H2O d HIO3 IO3–

Asam divalen

CO2 + H2O d H2CO3 CO32–

SO2 + H2O d H2SO3 SO32–

SO3 + H2O d H2SO4 SO42–

Asam trivalen

P2O3 + H2O d H3PO3 PO33–

P2O5 + H2O d H3PO4 PO43–

As2O3 + H2O d H3AsO3 AsO33–

As2O5 + H2O d H3AsO4 AsO43–

Asam + Basa d Garam + Air

H+An– + Kat+OH– d Kat+An– + H+OH–

Oksida Basa + Asam d Garam + Air

Kat+O2– + H+An– d Kat+An– + H+O2–

Oksida Asam + Basa d Garam + Air

(An–)O2– + Kat+OH– d Kat+An– + H+OH–

KIM 3

2

materi78.co.nr


Sb2O3 + H2O d H3SbO3 SbO33–

Sb2O5 + H2O d H3SbO4 SbO43–

Contoh:

Reaksi gas dinitrogen pentaoksida dengan kalsium hidroksida membentuk kalsium nitrat dan air.

Reaksi molekul

N2O5(g) + Ca(OH)2 (aq) d Ca(NO3)2 (aq) + H2O(l)

Reaksi ion lengkap

N2O5(g) + Ca2+(aq) + 2OH-

(aq)

d Ca2+(aq) + 2NO3

-(aq) + H2O(l)

Reaksi ion bersih

N2O5(g) + 2OH– (aq) d 2NO3

– (aq) + H2O(l)

4) Reaksi oksida asam-oksida basa

Bentuk umum:

Contoh:

Reaksi difosfor trioksida padat dengan stronsium oksida padat menghasilkan stronsium fosfit.

Reaksi molekul

P2O3 (s) + 3SrO(s) d Sr3(PO3)2 (s)

Reaksi ion lengkap

P2O3 (s) + 3SrO(s) d Sr3(PO3)2 (s) (tetap)

Reaksi ion bersih

P2O3 (s) + 3SrO(s) d Sr3(PO3)2 (s) (tetap)

5) Reaksi amonia dengan asam

Bentuk umum:

Contoh:

Reaksi amonia dengan asam sulfat menghasilkan amonium sulfat.

Reaksi molekul

2NH3 (g) + H2SO4 (aq) d (NH4)2SO4 (aq)

Reaksi ion lengkap

2NH3 (g) + 2H+(aq) + SO4

2- (aq)

d 2NH4+

(aq) + SO42-

(aq)

Reaksi ion bersih

2NH3 (g) + 2H+(aq) d 2NH4

+(aq)

Reaksi-reaksi larutan asam-basa yang menghasilkan gas-gas:

6) Reaksi garam amonium dengan basa menghasilkan NH3

Bentuk umum:

Contoh:

Reaksi amonium klorida dengan litium hidroksida menghasilkan larutan litium klorida, air dan amonia.

Reaksi molekul

NH4Cl (aq) + LiOH (aq) d LiCl (aq) + H2O(l) + NH3(g)

Reaksi ion lengkap

NH4+

(aq) + Cl– (aq) + Li+(aq) + OH– (aq)

d Li+(aq) + Cl– (aq) + H2O(l) + NH3(g)

Reaksi ion bersih

NH4+

(aq) + OH– (aq) d H2O(l) + NH3(g)

7) Reaksi garam karbonat dengan asam menghasilkan CO2

Bentuk umum:

Contoh:

Reaksi batu pualam (kapur) dengan asam iodida menghasilkan kalsium iodida, air dan karbondioksida.

Reaksi molekul

CaCO3 (s) + 2HI(aq) d CaI2 (aq) + H2O(l) + CO2(g)

Reaksi ion lengkap

CaCO3 (s) + 2H+(aq) + 2I– (aq)

d Ca2+(aq) + 2I– (aq) + H2O(l) + CO2(g)

Reaksi ion bersih

CaCO3 (s) + 2H+(aq) d Ca2+

(aq) + H2O(l) + CO2(g)

8) Reaksi garam sulfit dengan asam menghasilkan SO2

Bentuk umum:

O. Asam + O. Basa d Garam

Kat+O2– + (An–)O2– d Kat+An–

Amonia + Asam d Garam Amonium

NH3 + H+An– d NH4+An–

Garam Amonium + Basa d Garam Lain + Air + NH3

NH4+An–+Kat+OH–dKat+An–+H2O+NH3

Garam Karbonat + Asam d Garam Lain + Air + CO2

Kat+CO32–+H+An–dKat+An–+H2O+CO2

H2CO3 d H2O+CO2

(tidak stabil)

Garam Sulfit + Asam d Garam Lain + Air + SO2

Kat+SO32–+H+An–dKat+An–+H2O+SO2

H2SO3 d H2O+SO2

(tidak stabil)

KIM 3

3

materi78.co.nr


Contoh:

Reaksi natrium sulfit dengan asam periodat menghasilkan natrium periodat, air dan belerang dioksida.

Reaksi molekul

Na2SO3(aq) + 2HIO4(aq)

d 2NaIO4(aq) + H2O(l) + SO2(g)

Reaksi ion lengkap

2Na+(aq) + SO4

2–(aq) + 2H+

(aq) + 2IO4– (aq)

d 2Na+(aq) + 2IO4

– (aq) + H2O(l) + SO2(g)

Reaksi ion bersih

SO42–

(aq) + 2H+(aq) d H2O(l) + SO2(g)

9) Reaksi garam sulfida dengan asam menghasilkan H2S

Bentuk umum:

Contoh:

Reaksi besi (III) sulfida dengan asam nitrat membentuk besi (III) nitrat dan gas hidrogen sulfida.

Reaksi molekul

Fe2S3(s) + 6HNO3(aq) d 2Fe(NO3)3(aq) + 3H2S(g)

Reaksi ion lengkap

Fe2S3(s) + 6H+(aq) + 6NO3

– (aq)

d 2Fe3+(aq) + 6NO3

– (aq) + H2S(g)

Reaksi ion bersih

Fe2S3(s) + 6H+(aq) d 2Fe3+

(aq) + H2S(g)

10) Reaksi logam dengan akuaregia menghasilkan NO

Bentuk umum:

Reaksi ini tergolong reaksi redoks karena terjadi perubahan biloks.

Logam apapun akan membentuk kation dengan biloks tertingginya.

Akuaregia adalah larutan yang merupakan campuran antara HCl pekat dan HNO3 pekat dengan perbandingan 3 : 1.

Contoh:

Reaksi besi dengan akuaregia membentuk larutan besi (III) klorida, air dan gas nitrogen oksida.

Reaksi molekul

Fe(s) + 3HCl(aq) + HNO3(aq)

d FeCl3(aq) + 2H2O(l) + NO (g)

Reaksi ion lengkap

Fe(s) + 3H+(aq) + 3Cl–(aq) + H+

(aq) + NO3–(aq)

d Fe3+(aq) + 3Cl–(aq) + 2H2O(l) + NO (g)

Reaksi ion bersih

Fe(s) + 4H+(aq)+ NO3

–(aq)

d Fe3+(aq) + 2H2O(l) + NO (g)

11) Reaksi logam dengan asam oksidator menghasilkan NO atau NO2 atau SO2

Bentuk umum:


Logam selain Pt dan Au akan membentuk kation dengan biloks tertingginya.

Asam oksidator berupa HNO3 encer, HNO3 pekat atau H2SO4 pekat yang akan membentuk gas:

Asam oksidator Gas

HNO3 encer NO

HNO3 pekat NO2

H2SO4 pekat SO2

Contoh:

Reaksi tembaga dengan asam nitrat encer menghasilkan tembaga (II) nitrat, air dan gas nitrogen monoksida.

Reaksi molekul

3Cu(s) + 8HNO3(aq)

d 3Cu(NO3)2(aq) + 4H2O(l) + 2NO(g)

Reaksi ion lengkap

3Cu(s) + 8H+(aq) + 8NO3

– (aq)

d 3Cu2+(aq) + 6NO3

– (aq) + 4H2O(l) + 2NO(g)

Reaksi ion bersih

3Cu(s) + 8H+(aq) + 2NO3

– (aq)

d 3Cu2+(aq) + 4H2O(l) + 2NO(g)

12) Reaksi bukan logam mulia dengan asam non-oksidator menghasilkan H2 Bentuk umum:


Logam selain logam mulia (selain Cu, Hg, Ag, Pt, Au) akan membentuk kation dengan biloks terendahnya.

Asam non-oksidator adalah asam selain HNO3 encer, HNO3 pekat dan H2SO4 pekat, biasanya berupa asam kuat encer (misalnya HCl encer atau H2SO4 encer).

Garam Sulfida + Asam d Garam Lain + H2S

Kat+ S2– + H+ An– d Kat+ An– + H+ S2–

Logam + Akuaregia d Garam Klorida + Air + NO

Logam + Asam Oksidator d Garam + Air + Gas

Bukan L. Mulia + A. Non-Oksidator d Garam + H2

KIM 3

4

materi78.co.nr


Contoh:

Reaksi alumunium dengan asam sulfat encer membentuk larutan alumunium sulfat dan gas hidrogen.

Reaksi molekul

2Al(s) + 3H2SO4(aq) d Al2(SO4)3(aq) + 3H2 (g)

Reaksi ion lengkap

2Al(s) + 6H+(aq) + 3SO4

2– (aq)

d 2Al3+(aq) + 3SO4

2– (aq)+ 3H2(g)

Reaksi ion bersih

2Al(s) + 6H+(aq) d 2Al3+

(aq) + 3H2(g)

Reaksi-reaksi larutan asam-basa yang menghasilkan endapan, dan merupakan reaksi dekomposisi rangkap:

13) Reaksi garam dengan asam

Bentuk umum:

Contoh:

Reaksi perak nitrat dengan asam bromida menghasilkan perak bromida padat dan asam nitrat.

Reaksi molekul

AgNO3 (aq) + HBr(aq) d AgBr(s) + HNO3(aq)

Reaksi ion lengkap

Ag+(aq) + NO3

– (aq) + H+

(aq) + Br– (aq)

d AgBr(s) + H+(aq) + NO3

– (aq)

Reaksi ion bersih

Ag+(aq) + Br–

(aq) d AgBr(s)

14) Reaksi garam dengan basa

Bentuk umum:

Contoh:

Reaksi tembaga (II) sulfat dengan stronsium hidroksida menghasilkan tembaga (II) hidroksida dan stronsium sulfat padat.

Reaksi molekul

CuSO4 (aq) + Sr(OH)2(aq) d Cu(OH)2(s) + SrSO4 (s)

Reaksi ion lengkap

Cu2+(aq) + SO4

2– (aq) + Sr2+

(aq) + 2OH– (aq)

d Cu(OH)2(s) + SrSO4 (s)

Reaksi ion bersih

Cu2+(aq) + SO4

2– (aq) + Sr2+

(aq) + 2OH– (aq)

d Cu(OH)2(s) + SrSO4 (s) (tetap)

15) Reaksi garam dengan garam

Bentuk umum:

Contoh:

Reaksi timbal (II) nitrat dengan kalium iodida menghasilkan timbal (II) iodida dan larutan kalium nitrat.

Reaksi molekul

Pb(NO3)2 (aq) + 2KI(aq) d PbI2(s) + 2KNO3 (aq)

Reaksi ion lengkap

Pb2+(aq) + 2NO3

– (aq) + 2K+

(aq) + 2I– (aq)

d PbI2 (s) + 2K+(aq) + 2NO3

– (aq)

Reaksi ion bersih

Pb2+(aq) + 2I– (aq) d PbI2 (s)

16) Reaksi pendesakan logam

Bentuk umum:

Contoh:

Reaksi logam magnesium dengan larutan fero klorida menghasilkan larutan magnesium klorida dan logam besi.

Reaksi molekul

Mg (s) + FeCl2(aq) d MgCl2(aq) + Fe (s)

Reaksi ion lengkap

Mg (s) + Fe2+(aq) + 2Cl– (aq)

d Mg2+(aq) + 2Cl– (aq) + Fe (s)

Reaksi ion bersih

Mg (s) + Fe2+(aq) d Mg2+

(aq) + Fe (s)

Aturan kelarutan senyawa mudah larut:

Ion Kelarutan Pengecualian pasangan ion

H+ (asam) larut -

Na+, K+, NH4+ larut -

NO3–, ClO3–, ClO4–, CH3COO–,

larut -

F– larut ion gol IIA, Pb2+

Cl–, Br–, I– larut Cu2+, Hg22+, Ag+

SO42– larut Sr2+, Ba2+, Pb2+

Garam 1 + Asam 1 d Garam 2 + Asam 2

Garam 2 harus mengendap.

Garam 1 + Basa 1 d Garam 2 + Basa 2

Garam 2 dan/atau basa 2 harus mengendap.

Garam 1 + Garam 2 d Garam 3 + Garam 4

Garam 3 dan/atau basa 4 harus mengendap.

Logam 1 + Ion Logam 2 d Ion Logam 1 + Logam 2

Logam 1 harus lebih kuat mendesak logam 2.

Logam 1 harus berada di sebelah kiri logam 2 pada deret Volta.

KIM 3

5

materi78.co.nr


Aturan kelarutan senyawa sukar larut:

Ion Kelarutan Pengecualian pasangan ion

OH– (basa) sukar larut ion gol IA, Ca2+,

Sr2+, Ba2+ O2–, PO3

3–, PO43–,

CO32–, CrO4

2–,

C2O42–

sukar larut ion gol IA, NH4+

S2– sukar larut ion gol IA-IIA,

NH4+

C. STOIKIOMETRI LARUTAN

Konsep dasar dalam stoikiometri larutan:

1) Perbandingan koefisien adalah per-bandingan jumlah mol zat dalam reaksi.

2) Segala satuan ukuran zat harus di-konversikan ke dalam mol.

3) Kemolaran larutan adalah angka yang menunjukkan banyaknya mol dalam 1 liter larutan.

Jumlah mol dalam larutan dapat dihitung dengan:

Beberapa contoh stoikiometri larutan:

Reaksi antar larutan 100 mL timbal (II) nitrat 0,2 M direaksikan dengan 100 mL natrium klorida 0,2 M, tentukan: a. Persamaan reaksi molekul yang setara b. Larutan yang bersisa dan jumlah sisanya c. Massa garam yang mengendap (Ar Pb = 207, N = 14, Na = 23, Cl = 35,5) Jawab: a. Pb(NO3)2(aq) + 2NaCl(aq)

d PbCl2(s) + 2NaNO3(aq)

b. n Pb(NO3)2

koef Pb(NO3)2 : n NaCl

koef NaCl = 0,1 × 0,2

1 : 0,1 × 0,2

2

= 0,02 : 0,01

Maka pereaksi pembatasnya adalah NaCl, sedangkan larutan bersisanya adalah Pb(NO3)2. Pb(NO3)2 + 2NaCl d PbCl2 + 2NaNO3 M 0,02 0,02 - - R 0,01 0,02 0,01 0,01 S 0,01 0 0,01 0,01 m Pb(NO3)2 sisa = 0,01 x (207+2.14+6.16) = 3,31 gr

c. m PbCl2 = 0,01 x (207 + 35,5.2) = 2,78 gr Reaksi antara cuplikan logam dengan larutan 10 gr cuplikan logam Al berkadar 54% habis bereaksi dengan asam sulfat 2 M, tentukan: a. Persamaan reaksi molekul yang setara b. Jumlah mol Al murni c. Volume asam sulfat d. Massa garam yang terbentuk e. Volume gas yang dihasilkan pada RTP (Ar Al = 27, S = 32, O = 16) Jawab: a. 2Al(s) + 3H2SO4(aq) d Al2(SO4)3(aq) + 3H2(g)

b. n Al murni = 54% × 1027

= 0,2 mol

c. n H2SO4 = 32 × 0,2 = 0,3 mol

V H2SO4 = 0,32

= 0,15 L = 150 mL

d. n Al2(SO4)3 = 1

2 x 0,2 = 0,1 mol

m Al2(SO4)3 = 0,1 × (2.27 + 3.32 + 12.16) = 34,2 gr

e. n H2 = 32 x 0,2 = 0,3 mol

V H2 = 0,3 x 24 = 7,2 L Reaksi antara cuplikan garam dengan larutan Sampel pualam seberat x gr dilarutkan ke dalam HCl 1,5 M, dihasilkan 6 L gas yang diukur pada (p,t) dimana massa 1,5 L amonia adalah 0,85 gr. Tentukan: a. Persamaan reaksi molekul setara b. Jumlah mol gas yang dihasilkan c. Nilai x jika sampel pualam murni dan 80% d. Massa garam yang terbentuk (Ar Ca = 40, Cl = 35,5, C = 12) Jawab: a. CaCO3(s) + 2HCl(aq) d CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g)

b. n CO2

V CO2 = n NH3

V NH3

n CO2

6 = 0,85/17

1,5 n CO2 = 0,2 mol

c. x murni = 0,2 x (40+12+3.16) = 20 gr

x 80% = 0,2 × 100

80% = 25 gr

d. m CaCl2 = 0,2 x 111 = 22,2 gr Reaksi antara campuran logam dengan larutan Soal 1: Campuran Al dan Cu seberat 10 gr dilarutkan dengan larutan HI 0,75 M, dihasilkan 7,2 L gas pada keadaan RTP, tentukan: a. Persamaan reaksi molekul setara b. Jumlah mol gas yang dihasilkan c. Massa dan presentase tiap logam (Ar Al = 27, Cu = 63,5, I = 127)

MOL

PARTIKEL

MASSA

VOLUME

MOLARITAS

× L : L

× 22,4 (STP)

× 24 (RTP)

× V

: V

: mm

x mm

: 22,4 (STP)

: 24 (RTP)

n = V.M n = jumlah mol (mol) V = volume (L) M = kemolaran (M)

KIM 3

6

materi78.co.nr


Jawab: a. 6Cu(s) + 6HI(aq) sd

2Al(s) + 6HI(aq) d 2AlI3(aq) + 3H2(g)

b. n H2 = 7,224

= 0,3 mol

c. n Al = 23 x 0,3 = 0,2 mol

m Al = 0,2 x 27 = 5,4 gr

% Al = 5,410

x 100% = 54%

m Cu = 10 – 5,4 gr = 4,6 gr % Cu = 100% - 54% = 46%

Soal 2: 10,2 gram campuran Al dan Mg habis bereaksi dengan 250 mL larutan asam sulfat 2 M, tentukan: a. Persamaan reaksi molekul setara b. Total mol larutan asam sulfat c. Massa dan presentase alumunium d. Massa garam yang dihasilkan tiap logam e. Volume gas yang dihasilkan pada 127oC dan 2 atm (Ar Al = 27, Mg = 24, S = 32, O = 16) Jawab: a. Reaksi 1

2Al(s) + 3H2SO4(aq) d Al2(SO4)3(aq) + 3H2(g) Reaksi 2 Mg(s) + H2SO4(aq) d MgSO4(aq) + H2(g) m campuran = 10,2 gr m Al = a gr m Mg = 10,2 – a gr

n Al = a

27 mol n Mg =

10,2 - a24

mol

b. n H2SO4 = 0,25 x 2 = 0,5 mol c. Nilai a dapat dihitung dari:

n H2SO4 R.1 = 32 x

a27

= a

18 mol

n H2SO4 R.2 = 10,2 - a

24 mol

Maka, a

18 +

10,2 - a24

= 0,5

4a + 3(10,2 – a) = 36 4a + 30,6 – 3a = 36 a = 36 – 30,6 = 5,4 Jadi,

m Al = a = 5,4 gr

% Al = 5,410,2

x 100% = 52,94%

d. n Al2(SO4)3 = 12 x

5,427

= 0,1 mol

m Al2(SO4)3 = 0,1 x (2.27+3.32+12.16) = 0,1 x 342 = 34,2 gr

n MgSO4 = 4,824

= 0,2 mol

m MgSO4 = 0,2 x (24+32+4.16) = 0,2 x 120 = 24 gr

e. n H2 R.1 = 32 x 0,2 = 0,3 mol

n H2 R.2 = 0,2 mol n H2 total = 0,5 mol

V H2 = 0,5 × 0,082 × 400

2 = 8,2 L

Reaksi antara campuran garam dengan larutan Campuran NaHSO3 (Mr = 104) dan Na2SO3 (Mr = 126) sebanyak 33,4 gr larut sempurna dalam 200 mL asam iodida 2 M, tentukan: a. Persamaan reaksi lengkap setara tiap garam b. Total mol asam iodida c. Massa tiap garam dalam campuran d. Massa garam yang dihasilkan Jawab: a. Reaksi 1

NaHSO3(aq) + HI(aq) d NaI(aq) + H2O(l) + SO2(g) Reaksi 2 Na2SO3(aq) + 2HI(aq) d 2NaI(aq) + H2O(l) + SO2(g) m campuran = 33,4 gr m NaHSO3 = a gr m Na2SO3 = 33,4 – a gr

n NaHSO3 = a

104 mol n Na2SO3 =

33,4 - a126

mol

b. n HI = 0,2 x 2 = 0,4 mol c. Nilai a dapat dihitung dari:

n HI R.1 = a

104 mol

n HI R.2 = 2 x 33,4 - a

126 =

33,4 - a63

mol

Maka, a

104 +

33,4 - a63

= 0,4

63a + 104(33,4 – a) = 2620,8 63a + 3473,6 – 104a = 2620,8 41a = 852,8 a = 20,8 Jadi, m NaHSO3 = a = 20,8 gr

% NaHSO3 = 20,833,4

x 100% = 62,27%

m Na2SO3 = 33,4 – a = 12,6 gr

% Na2SO3 = 12,633,4

x 100% = 37,73%

d. n NaI = n HI = 0,4 mol m NaI = 0,4 x 150 = 60 gr

Reaksi antara garam dengan larutan Ke dalam 200 mL larutan amonium fosfat 0,1 M dimasukkan serbuk stronsium hidroksida sampai habis seluruhnya. Tentukan: a. Persamaan reaksi lengkap setara b. Jumlah mol amonium fosfat c. Massa stronsium hidroksida d. Volume gas yang dihasilkan pada 2 atm dan 100 K Jawab: a. 2(NH4)3PO4(aq) + 3Sr(OH)2(s)

d Sr3(PO4)2(s) + 6H2O(l) + 6NH3(g) b. n (NH4)3PO4 = 0,2 x 0,1 = 0,02 mol c. n Sr(OH)2 = 0,03 mol

m Sr(OH)2 = 0,03 x (88 + 16.2 + 2) = 3,75 gr

d. V NH3 = 0,06 × 0,082 × 100

2 = 0,246 L = 246 mL

Rangkuman Hidrolisis Garam

Garam

o Merupakan rekaksi dari asam dan basa

Asam + Basa Garam + Air

o Merupakan ikatan ionic

Bila dilarutkan dalam air dapat terdisosiasi, yakni ion-ion penyusunnya akan terurai

menjadi ion positif (kation) dan negatif(anion)

Hidrolisis garam

o Pengertian : Ion-ion yang berasal dari asam lemah / basa lemah mengalami

reaksi kesetimbangan dengan air

o Proses hidrolisis garam

Asam lemah

NaF (aq) Na+ (aq) + F- (aq)

F- berasal dari ion asam lemah HF

Terjadi reaksi hidrolisis F-

F- (aq) + H2O (l) HF (aq) + OH- (aq)

Basa lemah

NH4Cl (aq) + NH4+ (aq) + Cl- (aq)

NH4+ berasal dari ion basa lemah NH4OH

Terjadi reaksi hidrolisis NH4+

NH4+ (aq) + H2O (l) NH4OH (aq) + H+ (aq)

o Jenis-jenis hidrolisis

Garam tak terhidrolisis Tersusun dari asam kuat dan basa kuat

Ex : NaCl, Kbr, Ca(NO3)2, BaI2

Garam terhidrolisis sebagian (parsial)

Tersusun dari :

1. Basa kuat + asam lemah

Ex : NaCH3COO, NaF, KNO2, KCN

2. Asam kuat + basa lemah

Ex : NH4Cl, AgNO3, FeCl2

Garam terhidrolisis sempurna (total) Tersusun dari asam lemah dan basa

lemah

Ex : NH4F, NH4CN, AgF

o Jenis-jenis garam

Garam asam

Asam kuat + basa lemah

Terhidrolisis sebagian

pH < 7

Ex : NH4Cl, AgNO3, FeCl2

Cara menghitung pH garam asam

Garam basa

Basa kuat + Asam lemah

Terhidrolisis sebagian

pH > 7

Ex : NaCH3COO, NaF, KNO2, KCN

Cara menghitung pH garam basa

Garam netral

Asam kuat + Basa kuat

Tidak terhidrolisis

pH = 7

Ex : NaCl, Kbr, Ca(NO3)2, BaI2

Tidak memerlukan perhitungan pH

Garam spesial

Asam lemah + Basa lemah

Terhidrolisis sempurna

pH tergantung dari nilai Ka dan Kb

Ka > Kb Garam asam

Ka < Kb Garam basa

Ka = Kb Garam netral

Ex : NH4F, NH4CN, AgF

Cara menghitung pH garam spesial

o pH Garam Hasil Reaksi

Pengertian

Reaksi yang menghasilkan pH campuran sama dengan pH dari garam

Reaksi yang terjadi merupakan reaksi asam basa yang sempurna (tepat

bereaksi) atau asam dan basanya habis bereaksi tanpa sisa

Ada 4 jenis :

1. Reaksi sempurna asam kuat + basa kuat

pH campuran = 7 Garam netral

2. Reaksi sempurna asam kuat + basa lemah

pH campuran < 7 Garam asam

3. Reaksi sempurna basa kuat + asam lemah

pH campuran > 7 Garam basa

4. Reaksi sempurna asam lemah + basa lemah

Garam spesial

sumber : https://www.studiobelajar.com/larutan-penyangga/

Pengertian Larutan Penyangga

Larutan penyangga adalah suatu sistem larutan yang dapat mempertahankan nilai pH larutan agar

tidak terjadi perubahan pH yang berarti oleh karena penambahan asam atau basa maupun

pengenceran. Larutan ini disebut juga dengan larutan buffer atau dapar. Dalam kehidupan sehari-hari,

terdapat berbagai reaksi kimia yang merupakan reaksi asam basa. Sebagai contoh, reaksi beberapa

enzim pencernaan dalam sistem biologis. Enzim pepsin yang berfungsi memecah protein dalam

lambung hanya dapat bekerja optimal dalam suasana asam, yakni pada sekitar pH 2. Dengan kata lain,

jika enzim berada pada kondisi pH yang jauh berbeda dari pH optimal tersebut, maka enzim dapat

menjadi tidak aktif bahkan rusak. Oleh karena itu, perlu ada suatu sistem yang menjaga nilai pH di

mana enzim tersebut bekerja. Sistem untuk mempertahankan nilai pH inilah yang disebut dengan

larutan penyangga. Hal ini terjadi sebagaimana dalam larutan ini terdapat zat-zat terlarut bersifat

“penahan” yang terdiri dari komponen asam dan basa. Komponen asam akan menahan kenaikan pH

sedangkan komponen basa akan menahan penurunan pH.

Fungsi Larutan Penyangga

Larutan penyangga banyak digunakan dalam analisis kimia, biokimia dan mikrobiologi. Selain itu, dalam

bidang industri, juga banyak digunakan pada proses seperti fotografi, electroplating (penyepuhan),

pembuatan bir, penyamakan kulit, sintesis zat warna, sintesis obat-obatan, maupun penanganan

limbah. Di dalam tubuh makhluk hidup juga terdapat larutan penyangga yang sangat berperan penting.

Dalam keadaan normal, pH darah manusia yaitu 7,4. pH darah tidak boleh turun di bawah 7,0 ataupun

naik di atas 7,8 karena akan berakibat fatal bagi tubuh. pH darah dipertahankan pada 7,4 oleh larutan

penyangga karbonat-bikarbonat (H2CO3/HCO3−) dengan menjaga perbandingan konsentrasi [H2CO3] :

[HCO3−] sama dengan 1 : 20. Selain itu, dalam cairan intra sel juga terdapat larutan penyangga

dihidrogenfosfat-monohidrogenfosfat (H2PO4−/HPO4

2−). Larutan penyangga H2PO4−/HPO4

2− juga

terdapat dalam air ludah, yang berfungsi untuk menjaga pH mulut sekitar 6,8 dengan menetralisir

asam yang dihasilkan dari fermentasi sisa-sisa makanan yang dapat merusak gigi.

https://www.studiobelajar.com/larutan-penyangga/

Komponen Larutan Penyangga

Larutan penyangga asam

Larutan buffer asam mempertahankan pH pada suasana asam (pH < 7). Larutan buffer asam terdiri

dari komponen asam lemah (HA) dan basa konjugasinya (A−). Larutan seperti ini dapat diperoleh

dengan:

1. mencampurkan asam lemah (HA) dengan garam basa konjugasinya (LA, yang dapat terionisasi

menghasilkan ion A−)

2. mencampurkan suatu asam lemah dalam jumlah berlebih dengan suatu basa kuat sehingga

bereaksi menghasilkan garam basa konjugasi dari asam lemah tersebut.

Contoh: larutan penyangga yang mengandung CH3COOH dan CH3COO−

Dalam larutan tersebut, terdapat kesetimbangan kimia :

CH3COOH(aq) ⇌ CH3COO−(aq) + H+(aq)

Pada penambahan asam (H+), kesetimbangan akan bergeser ke arah kiri, sehingga reaksi mengarah

pada pembentukan CH3COOH. Dengan kata lain, asam yang ditambahkan akan dinetralisasi oleh

komponen basa konjugasi (CH3COO−).

Pada penambahan basa (OH−), kesetimbangan akan bergeser ke arah kanan, yakni reaksi pembentukan

CH3COO− dan H+, sebagaimana untuk mempertahankan konsentrasi ion H+ yang menjadi berkurang

karena OH− yang ditambahkan bereaksi dengan H+ membentuk H2O. Dengan kata lain, basa yang

ditambahkan akan dinetralisasi oleh komponen asam lemah (CH3COOH).

Larutan penyangga basa

Larutan buffer basa mempertahankan pH pada suasana basa (pH > 7). Larutan buffer basa terdiri dari

komponen basa lemah (B) dan basa konjugasinya (BH+). Larutan seperti ini dapat diperoleh dengan:

1. mencampurkan basa lemah (B) dengan garam asam konjugasinya (BHX, yang dapat terionisasi

menghasilkan ion BH+)

2. mencampurkan suatu basa lemah dalam jumlah berlebih dengan suatu asam kuat sehingga

bereaksi menghasilkan garam asam konjugasi dari basa lemah tersebut.

Contoh: larutan penyangga yang mengandung NH3 dan NH4

Dalam larutan tersebut, terdapat kesetimbangan:

NH3(aq) + H2O(l) ⇌ NH4+(aq) + OH−(aq)

Pada penambahan asam (H+), kesetimbangan akan bergeser ke arah kanan, yakni reaksi pembentukan

NH4+ dan OH−, sebagaimana untuk mempertahankan konsentrasi ion OH− yang menjadi berkurang

karena H+ yang ditambahkan bereaksi dengan OH− membentuk H2O. Dengan kata lain, asam yang

ditambahkan akan dinetralisasi oleh komponen basa lemah (NH3). Pada penambahan basa (OH−),

kesetimbangan akan bergeser ke arah kiri, sehingga reaksi mengarah pada pembentukan NH3 dan air.

Dengan kata lain, basa yang ditambahkan akan dinetralisasi oleh komponen asam konjugasi (NH4+).

pH Larutan Penyangga

Larutan penyangga asam

Dalam larutan buffer asam yang mengandung CH3COOH dan CH3COO−, terdapat kesetimbangan:

CH3COOH(aq) ⇌ CH3COO−(aq) + H+(aq)

Setelah disusun ulang, persamaan pH larutan di atas akan menjadi persamaan larutan penyangga yang

dikenal sebagai persamaan Henderson – Hasselbalch sebagaimana persamaan berikut ini:

Jika a = jumlah mol asam lemah, g = jumlah mol basa konjugasi, dan V = volum larutan penyangga,

Larutan penyangga basa

Dalam larutan buffer basa yang mengandung NH3 dan NH4+, terdapat kesetimbangan:

NH3(aq) + H2O(l) ⇌ NH4+(aq) + OH−(aq)

Jika b = jumlah mol basa lemah, g = jumlah mol asam konjugasi, dan V = volum larutan penyangga,

Contoh Soal Larutan Penyangga

Tentukan pH larutan penyangga yang dibuat dengan mencampurkan:

a. 10 mL larutan CH3COOH 0,1 M dengan 10 mL larutan CH3COONa 1 M

b. 20 mL larutan CH3COOH 0,1 M dengan 10 mL larutan KOH 0,1 M

c. 40 mL larutan NH3 0,1 M dengan 4 mL larutan NH4Cl 0,1 M

Ka CH3COOH = 1 × 10−5; Kb NH3 = 1 × 10−5

Jawab:

a. Larutan penyangga dengan CH3COOH sebagai asam lemah dan CH3COONa sebagai

garam basa konjugasi

a = mol CH3COOH = 10 mL × 0,1 mmol/mL = 1 mmol

g = mol CH3COO− = mol CH3COONa = 10 mL × 1 mmol/mL = 10 mmol

b. 10 mL larutan basa kuat KOH 0,1 M (1 mmol KOH) akan bereaksi dengan 20 mL larutan

asam lemah CH3COOH 0,1 M (2 mmol CH3COOH) menghasilkan air dan garam basa

konjugasi CH3COOK.

CH3COOH(aq) + OH−(aq) ⇌ CH3COO−(aq) + H2O(l)

c. Larutan penyangga dengan NH3 sebagai basa lemah dan NH4Cl sebagai garam asam

konjugasi

b = mol NH3 = 40 mL × 0,1 mmol/mL = 4 mmol

g = mol NH4+ = mol NH4Cl = 4 mL × 0,1 mmol/mL = 0,4 mmol

KIM 3

1

materi78.co.nr

KELARUTAN

KelarutanA. PENDAHULUAN

Kelarutan adalah jumlah maksimum zat yang dapat larut dalam sejumlah pelarut tertentu.

Kelarutan dapat dihitung:

Semakin besar nilai kelarutan suatu zat, maka semakin mudah larut zat tersebut dalam pelarut tertentu.

B. KONSTANTA HASIL KALI KELARUTAN

Konstanta hasil kali kelarutan (Ksp) adalah tetapan kesetimbangan yang terdapat pada basa dan garam yang sukar larut.

Pelarutan zat tergolong reaksi kesetimbangan yang terjadi antara zat padat dengan ionnya.

Bentuk umum konstanta hasil kali kelarutan:

Contoh:

Konstanta hasil kali kelarutan CaCO3 adalah:

CaCO3(aq) qe Ca2+(aq) + CO3

2-(aq)

Konstanta hasil kali kelarutan akan berubah bila suhu diubah, dan tetap bila suhu tidak berubah.

C. HUBUNGAN KELARUTAN DENGAN

KONSTANTA HASIL KALI KELARUTAN

Nilai konstanta hasil kali kelarutan dipengaruhi oleh nilai kelarutan zat.

Hubungan kelarutan dengan Ksp dalam berbagai jenis basa dan garam sukar larut:

Nilai Ksp Reaksi pelarutan

AB(s) qe A+ + B-

AB(s) qe A2+ + B2-

AB(s) qe A2+ + B2-

A2B(s) qe 2A+ + B2-

AB2(s) qe A2+ + 2B-

A3B(s) qe 3A+ + B3-

AB3(s) qe A3+ + 3B-

A2B3(s) qe 2A3+ + 3B2-

A3B2(s) qe 3A2+ + 2B3-

Contoh:

Tentukan kelarutan AgCl jika diketahui Ksp AgCl adalah 1 x 10-10!

Jawab:

Ksp AgCl = 10-10 = s2 s AgCl = 10-5 M

Contoh:

Diketahui Ksp Fe(OH)2 adalah 1,08 x 10-13, maka pH larutan jenuh Fe(OH)2 adalah?

Jawab:

1,08 x 10-13 = 4s3 s = 3 x 10-5 M

[OH-] = 2s = 2 x 3 x 10-5 = 6 x 10-5 M

pOH = 5 – log6

pH = 9 + log6 pH = 9,7

D. HUBUNGAN KELARUTAN DENGAN ION

SENAMA DAN PH

Kelarutan zat dipengaruhi oleh ion penyusun pelarut.

Kelarutan zat pada pelarut yang mengandung ion senama dengan zat akan memperkecil kelarutan karena menggeser kesetimbangan.

Contoh:

Kelarutan AgCl pada NaCl dipengaruhi ion Cl-,

AgCl(s) qe Ag+(aq) + Cl–(aq)

NaCl(aq) d Na+(aq) + Cl–(aq)

bertambah

Kesetimbangan bergeser ke kiri karena Cl- bertambah, sehingga lebih banyak AgCl yang mengendap dalam NaCl dibanding dalam air.

Nilai kelarutan ion senama dari zat yang dilarutkan diabaikan karena nilainya kecil, dan yang digunakan adalah konsentrasi ion senama dari pelarut.

Contoh:

Jika Ksp PbCl2 = 1,7 x 10-5, berapa kelarutan PbCl2 dalam HCl 0,1 M?

PbCl2(s) qe Pb2+(aq) + 2Cl-(aq)

s s 2s HCl(aq) sd H+

(aq) + Cl-(aq) 0,1 M 0,1 M 0,1 M

[Cl-] = 2s + 0,1 ≈ 0,1 (nilai s sangat kecil)

Ksp = [Pb2+][Cl-]2

1,7 x 10-5 = s x (0,1)2 s = 1,7 x 10-3 M

Kelarutan zat juga dipengaruhi oleh pH larutan, yaitu dipengaruhi oleh ion OH-.

Zat-zat yang kelarutannya dipengaruhi oleh pH:

1) Basa mudah larut dalam larutan netral dan asam.

Ksp = s2

Ksp = 4s3

Ksp = 27s4

Ksp = 108s5

s = n

V

s = kelarutan (M) n = jumlah mol terlarut (mol) V = volume pelarut (L)

Ksp = [Kat+][An–]

Ksp CaCO3 = [Ca2+][CO32-]

KIM 3

2

materi78.co.nr

KELARUTAN

2) Garam dari asam lemah mudah larut dalam asam kuat.

3) Garam dari basa lemah mudah larut dalam basa kuat.

Kelarutan basa pada pelarut basa akan memperkecil kelarutan karena menggeser kesetimbangan.

Contoh:

Kelarutan Fe(OH)2 pada NaOH,

Fe(OH)2(s) qe Fe2+(aq) + 2OH–(aq)

NaOH(aq) d Na+(aq) + OH–(aq)

bertambah

Kesetimbangan bergeser ke kiri karena OH- bertambah, sehingga lebih banyak Fe(OH)2 yang mengendap dalam NaOH dibanding dalam air.

Kelarutan garam pada pelarut basa akan memperkecil kelarutan karena reaksi hidrolisis garam menggeser kesetimbangan.

Contoh:

Kelarutan BaCO3 pada NaOH,

CO32-(aq) + H2O(l) qe HCO3

-(aq) + OH–(aq)

NaOH(aq) d Na+(aq) + OH–(aq)

bertambah

Kesetimbangan bergeser ke kiri karena OH- bertambah, sehingga lebih banyak BaCO3 yang mengendap dalam NaOH dibanding dalam air.

Nilai kelarutan OH- dari zat yang dilarutkan diabaikan karena nilainya kecil, dan yang digunakan adalah konsentrasi OH- dari pelarut.

Contoh:

Larutan jenuh Mg(OH)2 memiliki pH 10. Tentukan kelarutannya dalam larutan dengan pH 12.

Mg(OH)2(s) qe Mg2+(aq) + 2OH-

(aq)

s s 2s

[OH-] Mg(OH)2 = 10-4 M

2s = 10-4 s = 5 x 10-5 (pada air)

Ksp Mg(OH)2 = 4s3 = 4 x (5 x 10-5)3

Ksp Mg(OH)2 = 5 x 10-13

[OH-] pelarut = 0,01 M

[OH-] = 2s + 0,01 ≈ 0,01 (nilai s sangat kecil)

Ksp = [Mg2+][OH-]2

5 x 10-13 = s x (0,01)2 s = 5 x 10-9 M (pada basa)

E. PENGENDAPAN

Pengendapan terjadi pada suatu larutan yang telah jenuh.

Larutan yang telah jenuh oleh suatu zat masih mengalami pelarutan walau sudah ada endapan, namun laju pelarutan zat tersebut sebanding dengan laju pengendapan zat.

Konstanta hasil kali kelarutan juga dapat meramalkan pengendapan.

Bila dua larutan dicampurkan, maka akan terbentuk basa/garam yang akan larut/mengendap yang dapat dicek dengan kuosien reaksi (Qc).

Kuosien reaksi (Qc) adalah nilai yang bentuk persamaannya sama dengan tetapan hasil kali kelarutan (Ksp).

Makna nilai kuosien reaksi:

1) Jika Qc = Ksp, berarti larutan tepat jenuh (akan mengendap).

2) Jika Qc < Ksp, berarti larutan tidak/belum mengendap.

3) Jika Qc > Ksp, berarti telah terjadi pengendapan.

Reaksi pengendapan dari dua larutan merupakan pengenceran, sehingga nilai konsentrasi seluruh zat berubah.

Contoh:

Basa Mg(OH)2 mempunyai Ksp = 10-15. Apakah terbentuk endapan Mg(OH)2 jika 50 mL MgSO4 0,01 M dicampur dengan 50 mL NH4OH 0,1 M? (Kb NH4OH = 10-5)

Jawab:

Reaksi 1:

MgSO4(aq) d Mg2+(aq) + SO4

2-(aq)

n Mg2+ = 50 x 0,01 = 0,5 mmol

[Mg2+] = 0,5 : (50 + 50) = 5 x 10-3 M

Reaksi 2:

NH4OH(aq) d NH4+

(aq) + OH-(aq)

n OH- = 50 x 0,1 = 5 mmol

Mb = 5 : (50 + 50) = 0,05 M

[OH-] = √5×10-2×10-5= 7 x 10-4 M

Maka kuosien reaksi:

Qc = [Mg2+][OH-]2

Qc = 5 x 10-3 x (7 x 10-4)2

Qc = 2,45 x 10-9

Ternyata Qc > Kc, maka telah terjadi endapan Mg(OH)2.

Qc = [Kat+][An-] AB(s) qe A+ + B-

KIM 3

1

materi78.co.nr

SIFAT KOLIGATIF LARUTAN

Sifat Koligatif LarutanA. PENDAHULUAN

Sifat koligatif larutan adalah sifat larutan yang tidak bergantung kepada jenis zat, tetapi hanya bergantung pada konsentrasi larutan.

Sifat koligatif terdiri dari penurunan tekanan uap jenuh (ΔP), kenaikan titik didih larutan (ΔTb), penurunan titik beku larutan (ΔTf), dan tekanan osmotik larutan (π).

B. KONSENTRASI LARUTAN

Konsentrasi larutan adalah besaran yang menyatakan jumlah zat terlarut.

Konsentrasi larutan dapat dinyatakan dalam molaritas (M), molalitas (m), fraksi mol (X) dan kadar (%).

Molaritas (M) adalah jumlah mol zat terlarut dalam 1 liter larutannya.

Molaritas larutan juga dapat diketahui dari kadar zat terlarut, dapat dirumuskan:

Kemolaran larutan dapat diubah dengan ditambahkan zat terlarut atau ditambahkan pelarut, dan berlaku rumus pengenceran:

Contoh:

Suatu larutan HNO3 berkadar 94,5% dan bermassa jenis 1,25 gr/mL. Hitunglah:

a. Kemolaran larutan

b. Jumlah air yang harus ditambah ke dalam 100 mL HNO3 agar M-nya menjadi 3 M

Jawab:

a. M = 1,25×94,5×10

63 = 18,75 M

b. 100. 18,75 = V2. 3 V2 = 625 mL

Vair = V2 – V1 Vair = 525 mL

Contoh:

4,9 gr H2SO4 dilarutkan dalam 2 L air, tentukan:

a. Molaritas mula-mula

b. Kemolaran jika 100 mL larutan ini ditambah 400 mL air

c. Kemolaran jika larutan a dicampur larutan b sampai 4 L

Jawab:

a. n = 4,9 : 98 = 0,05 mol

M = 0,05 : 2 = 0,025 M

b. 100. 0,025 = 500. M2 M2 = 0,005 M

c. Mcamp = M1.V1+M2.V2

Vtot =

2. 0,025+0,5. 0.005

4

Mcamp = 0,013125 M

Molalitas (m) adalah jumlah mol zat terlarut dalam 1 kg pelarutnya.

Contoh:

4 gr NaOH dilarutkan dalam 400 gr air, tentukan molalitas larutan tersebut.

Jawab:

n = 4 : 40 = 0,1 mol

m = 0,1 : 0,4 = 0,25 m

Fraksi mol (X) adalah perbandingan jumlah mol zat X dengan total mol yang ada dalam larutan.

Hubungan fraksi mol terlarut dengan pelarut:

Contoh:

Sebanyak 7,1 gr Na2SO4 (Mr = 142) dimasukkan ke dalam 36 gr air. Hitunglah fraksi mol Na2SO4, air, Na+ dan X SO4

2-.

Jawab:

n Na2SO4 = 7,1 : 142 = 0,05 mol

n H2O = 36 : 18 = 2 mol

n Na+ = 0,1 mol n SO42- = 0,05 mol

a. X Na2SO4 = 0,05

0,05+2 X Na2SO4 = 0,024

b. X H2O = 1 – 0,024 X H2O = 0,976

c. X Na+ = n Na+

n Na++n SO42++n Na2SO4

X Na+ = 0,1

0,1+0,05+0,05 = 0,5

d. X SO42- =

n SO42-

n Na++n SO42-+n Na2SO4

X SO42- =

0,05

0,1+0,05+0,05 = 0,25

M = n

V

M = molaritas (M) n = jumlah mol terlarut (mol) V = volume pelarut (L)

M = ρ × K × 10

mm

ρ = massa jenis larutan (kg/L) K = persen kadar zat terlarut mm = massa molar/Ar/Mr (kg)

M1.V1 = M2.V2

m = n

p

m = molalitas (m) n = jumlah mol terlarut (mol) p = massa pelarut (kg)

Xt = nt

nt+np Xp =

np

nt+np

Xt = fraksi mol terlarut Xp = fraksi mol pelarut

Xt + Xp = 1

KIM 3

2

materi78.co.nr


Kadar zat terlarut (%) dapat berupa:

1) Kadar terlarut massa (%m m⁄ )

2) Kadar terlarut volume (%V

V⁄ )

3) Kadar terlarut massa-volume (%m

V⁄ )

4) Kadar terlarut volume-massa (%V m⁄ )

Adalah presentase volume terlarut dari massa total larutan.

Contoh:

Sebanyak 100 mL C2H6O (ρ = 0,8 gr/mL) ditambahkan ke 400 mL air. Jika ρ larutan = 0,9 gr/mL, tentukan 4 macam kadar zat terlarutnya!

Jawab:

V etanol = 100 mL

m etanol = 0,8 x 100 = 80 gr

V larutan etanol = 500 mL

m larutan etanol = 0,9 x 500 = 450 gr

a. %m m⁄ = 80450

x 100% = 17,7%

b. %VV⁄ =

100500

x 100% = 20%

c. %mV⁄ =

80500

x 100% = 16%

d. %V m⁄ = 100450

x 100% = 22,2%

C. DIAGRAM FASE (P-T)

Diagram fase (P-T) menunjukkan sifat koligatif larutan berupa penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, dan penurunan titik beku.

D. PENURUNAN TEKANAN UAP

Penurunan tekanan uap (ΔP) adalah penurunan tekanan uap pelarut yang ditimbulkan oleh zat terlarut, pada suhu konstan.

Tekanan uap larutan adalah tekanan yang ditimbulkan uap jenuh larutan.

Uap jenuh terbentuk dalam suatu ruangan jika ruangan dipenuhi uap air sampai terjadi kesetimbangan antara air dengan uap air (laju penguapan = laju pengembunan).

Semakin besar tekanan uap, semakin mudah suatu larutan menguap membentuk uap jenuh.

Tekanan uap larutan didasarkan atas tekanan uap pelarut, yang dipengaruhi:

1) Konsentrasi zat terlarut (berbanding terbalik)

2) Gaya tarik-menarik antar-partikel (berbanding terbalik)

3) Suhu dan energi kinetik molekul (berbanding lurus)

%m m⁄ = mt

mt+mp mt = massa terlarut

mp = massa pelarut

%VV⁄ =

Vt

Vt+Vp Vt = volume terlarut

Vp = volume pelarut

%mV⁄ =

mt

Vt+Vp

%V m⁄ = Vt

mt+mp

P (mmHg)

T (oC)

ΔTb ΔTf

ΔP

CAIR

GAS

PADAT

A

B C

O

O’

C’ B’ 760

100 0

AO : kesetimbangan padat-gas pelarut (garis sublimasi)

BO : kesetimbangan cair-padat pelarut (garis beku)

CO : kesetimbangan cair-gas pelarut (garis didih)

AO’ : kesetimbangan padat-gas larutan (garis sublimasi)

BO’ : kesetimbangan cair-padat larutan (garis beku)

CO’ : kesetimbangan cair-gas larutan (garis didih)

O : titik tripel pelarut O’ : titik tripel larutan

Po

P

KIM 3

3

materi78.co.nr


Hukum Raoult menjelaskan bahwa fraksi mol pelarut mempengaruhi tekanan uap larutan.

Penurunan tekanan uap dapat dirumuskan:

Contoh:

Diketahui X etanol adalah 0,25. Jika pada suhu tersebut tekanan uap air adalah 80 mmHg, tentukan P dan ΔP larutan.

Jawab:

X etanol = 0,25 X pelarut = 0,75

P = 0,75 x 80 = 60 mmHg

ΔP = 80 – 60 = 20 mmHg

E. KENAIKAN TITIK DIDIH DAN PENURUNAN

TITIK BEKU

Titik didih adalah titik dimana air mendidih, sedangkan titik beku adalah titik dimana air mulai membeku.

Titik didih terjadi pada saat tekanan uap larutan sama dengan tekanan udara luar.

Semakin rendah tekanan udara luar, maka semakin rendah titik didih, sehingga air lebih cepat mendidih di tempat tinggi.

Perbedaan menguap dan mendidih:

Menguap Mendidih

perubahan wujud air dari cair menjadi uap

naik dan pecahnya uap air ke permukaan air

terjadi di seluruh bagian air

terjadi di permukaan air

terjadi pada suhu berapapun

terjadi pada titik didih

Air memiliki titik didih normal 100oC, karena pada suhu tersebut tekanan uap air sama dengan 760 mmHg atau 1 atm (tekanan udara di permukaan laut).

Titik beku terjadi pada saat tekanan uap larutan sama dengan tekanan uap padat.

Titik beku tidak terlalu dipengaruhi oleh tekanan udara luar.

Air memiliki titik beku normal 0oC, karena pada suhu tersebut tekanan uap air sama dengan tekanan uap es.

Kenaikan titik didih (ΔTb) adalah selisih titik didih larutan dengan pelarutnya pada P konstan.

Penurunan titik beku (ΔTf) adalah selisih titik didih pelarut dengan larutannya pada P konstan, dapat dirumuskan:

Contoh:

Suatu larutan non-elektrolit mendidih pada suhu 100,2oC. Tentukan titik beku larutan, jika Kf air = 1,8oC/m, dan Kb air = 0,5oC/m.

Jawab:

ΔTb = 100,2 – 100 = 0,2oC

0,2 = 0,5 x m m = 0,4 molal

ΔTf = 1,8 x 0,4 = 0,72oC

Tf = 0 – 0,72 = –0,72oC

Contoh:

Jika CH3COOH mendidih pada 80,2oC, tentukan titik didih 2,56 gr naftalena (Mr = 128) dalam 400 gram asam cuka. (Kb cuka = 2,54oC/m)

Jawab:

n naftalena = 2,56 : 128 = 0,02 mol

m = 0,02 : 0,4 = 0,05 molal

ΔTb = 2,54 x 0,05 = 0,127oC

Tb = 80,2 + 0,127 = 80,327oC

F. TEKANAN OSMOTIK LARUTAN

Osmosis adalah perpindahan air dari pelarut murni (hipotonik) ke larutannya (hipertonik) melalui membran semipermeabel.

Osmosis menghasilkan dua buah sistem yang sama konsentrasi (isotonik).

Tekanan osmotik adalah tekanan hidrostatik yang mempertahankan kesetimbangan osmotik larutan dengan pelarut murninya agar osmosis terhenti.

Tekanan osmotik larutan dapat dirumuskan:

Plar = Xp × Po

Plar = tekanan uap larutan (mmHg atau atm) Xp = fraksi mol pelarut Po = tekanan uap pelarut murni (mmHg atau atm)

ΔP = Po – P ΔP = Xt × Po

ΔP = penurunan tekanan uap (mmHg atau atm) Xt = fraksi mol terlarut

ΔTb = Tbl – Tbp ΔTb = Kb × m

ΔTb = kenaikan titik didih (oC) Tbl = titik didih larutan (oC) Tbp = titik didih pelarut (oC) Kb = tetapan kenaikan titik didih molal (oC/m) m = molalitas larutan (m)

ΔTf = Tfp – Tfl ΔTf = Kf × m

ΔTf = penurunan titik beku (oC) Tfl = titik beku larutan (oC) Tfp = titik beku pelarut (oC) Kf = tetapan penurunan titik beku molal (oC/m) m = molalitas larutan (m)

π.V = n. R. T π = M. R. T

KIM 3

4

materi78.co.nr


Contoh:

Tekanan osmotik darah manusia pada 36oC adalah 7,725 atm. Berapa gram glukosa (Mr = 180) diperlukan untuk membuat 820 mL larutan glukosa yang isotonik dengan darah?

Jawab:

π darah = π glukosa

n = 7,725 × 0,820,082 × 309

= 0,25 mol

m glukosa = 0,25 x 180 = 45 gram

Osmosis balik adalah perpindahan pelarut dalam larutan ke pelarut murninya yang dibatasi membran semipermeabel.

Osmosis balik terjadi jika pada permukaan larutan diberi tekanan yang melebihi tekanan osmotik.

G. FAKTOR VAN’T HOFF

Faktor van’t Hoff (i) adalah nilai yang mempengaruhi konsentrasi larutan pada perhitungan sifat koligatif larutan. Faktor van’t Hoff terdapat pada larutan elektrolit.

Nilai faktor van’t Hoff:

Faktor van’t Hoff mempengaruhi jumlah mol zat terlarut dalam perhitungan sifat koligatif.

Rumus sifat koligatif untuk larutan elektrolit tunggal:

Penurunan tekanan uap

Kenaikan titik didih dan penurunan titik beku

Tekanan osmotik

Contoh:

21 gram suatu elektrolit biner yang berada dalam 300 gr air ternyata mendidih pada suhu 100,18oC. Jika elektrolit ini terion 80% (Kb air = 0,5oC/m, Kf air = 1,8oC/m), tentukan:

a. Mr elektrolit

b. Titik beku larutan

c. Tekanan osmotik larutan pada suhu 127oC dan massa jenis larutan 0,642 gr/mL

d. Tekanan uap jika pada suhu 127oC tekanan uap air adalah 80 mmHg

Jawab:

i = 1 + (2 – 1).0,8 = 1,8

a. ΔTb = 100,18 – 100 = 0,18oC

0,18 = m x 0,5 x 1,8

m = 0,2 molal n = 0,2 x 0,3 = 0,6 mol

Mr = 21 : 0,6 = 350 gr/mol

b. ΔTf = 0,2 x 1,8 x 1,8 = 0,648oC

Tf = 0 – 0,648 = –0,648oC

c. m larutan = 300 + 21 = 321 gr

V larutan = 321 : 0,642 = 500 mL

n terlarut = 21 : 210 = 0,1 mol

π = 0,1 × 0,082 × 400

0,5 = 6,56 atm

d. n pel = 300 : 18 = 16,6 mol

n ter = 0,1 mol

x pel = 16,6

16,6 + (0,1 × 1,8) = 0,98

P = 0,98 x 80 = 78,4 mmHg

Contoh:

Sebanyak 1,8 gram M(OH)2 dilarutkan dalam 100 mL air, dan mendidih pada 100,2oC. Jika basa itu mengion 80%, hitung Ar logam pembentuk basa.

Jawab:

i = 1 + (3 – 1).0,8 = 1 + 1,6 = 2,6

0,2 = 0,52 x m x 2,6

m = 0,15 m n = 0,15 x 0,1 = 0,015 mol

Mr M(OH)2 = 1,8 : 0,015 = 120 gr/mol

Ar M = 120 – (16 x 2 + 1 x 2) = 86 gr/mol

Contoh:

Jika dianggap mengion sempurna, tentukan titik beku dan titik didih larutan 6,84 gram Al2(SO4)3 dalam 800 mL air. (Ar Al = 27; S = 32, O = 16)

Jawab:

i = 1 + (5 – 1).1 = 5

n = 6,84 : 342 = 0,02 mol

m = 0,02 : 0,8 = 0,025 molal

ΔTb = 0,52 x 0,025 x 5 = 0,065oC

Tb = 100 + 0,065 = 100,065oC

ΔTf = 1,86 x 0,025 x 5 = 0,2325oC

Tf = 0 – 0,2325 = –0,2325oC

Rumus sifat koligatif untuk larutan elektrolit campuran (i berbeda-beda):

1) Jika rumus menggunakan fraksi mol

i = 1 + (n – 1)α n = jumlah ion α = derajat ionisasi

Plar = np

np+nt×i × Po ΔP =

nt×i

np+nt×i × Po

ΔTb = Kb × m × i ΔTf = Kf × m × i

π = M. R. T. i

Xp = np

np+(n1× i+ n2× i+…)

Xt = (n1× i+ n2× i+…)

np+(n1× i+ n2× i+…)

KIM 3

5

materi78.co.nr


2) Jika rumus menggunakan molaliltas

3) Jika rumus menggunakan molaritas

Contoh:

Ke dalam 1 L air dilarutkan 60 gr urea, 11,7 gr NaCl, dan 11,1 gr CaCl2. Tentukan Tf campuran dan π jika ρ = 2,1656 g/mL pada suhu 100 K.

Jawab:

n urea = 60 : 60 = 1 mol

n NaCl = (11,7 x 2) : 58,5 = 0,4 mol

n CaCl2 = (11,1 x 3) : 111 = 0,3 mol

n tot = 1 + 0,4 + 0,3 = 1,7 mol

mcamp = 1,7 : 1 = 1,7 molal

ΔTb = 1,7 x 0,5 = 0,85oC

Tb = 100 + 0,85 = 100,85oC

m larutan = 60 + 11,7 + 11,1 + 1000 = 1082,8 gr

V larutan = 1082,8 : 2,1656 = 500 mL

π = 1,7 x 0,082 x 100 : 0,5 = 27,88 atm

Contoh:

26,7 gram AlCl3 (Mr = 133,5) yang berada dalam 2 kg air mengalami ionisasi bertingkat dengan harga α1 = 0,9; α2 = 0,8; α3 = 0,5. Tentukan:

a. Jumlah mol Al3+ setelah ionisasi bertingkat

b. Jumlah mol AlCl2+ setelah ionisasi bertingkat

c. Jumlah mol AlCl2+ setelah ionisasi bertingkat

d. Jumlah mol AlCl3 setelah ionisasi bertingkat

e. Jumlah mol Cl- setelah ionisasi bertingkat

f. Jumlah seluruh partikel terlarut

g. Titik beku larutan jika Kf air = 1,85oC/m

Jawab:

n AlCl3 = 26,7 : 133,5 = 0,2 mol

1 AlCl3 d AlCl2+ + Cl-

M 0,2

R 0,2 x 0,9 = 0,18 0,18 0,18

S 0,02 0,18 0,18

2 AlCl2+ d AlCl2+ + Cl-

M 0,18

R 0,18 x 0,8 = 0,144 0,144 0,144

S 0,036 0,144 0,144

3 AlCl2+ d Al3+ + Cl-

M 0,144

R 0,144 x 0,5 = 0,072 0,072 0,072

S 0,072 0,072 0,072

a. n Al3+ = 0,072 mol

b. n AlCl2+ = 0,072 mol

c. n AlCl2+ = 0,036 mol

d. n AlCl3 = 0,02 mol

e. n Cl- = 0,072 + 0,144 + 0,18 = 0,396 mol

f. ntot = n Al3+ + n AlCl2+ + n AlCl2+ + n AlCl3 + n Cl-

ntot = 0,596 mol

g. m = 0,596 : 2 = 0,298 molal

ΔTf = 0,298 x 1,85 = 0,5513oC

Tf = 0 – 0,5513 = –0,5513oC

H. PENERAPAN SIFAT KOLIGATIF

Sifat koligatif larutan digunakan dalam:

1) Campuran pendingin

Campuran pendingin dibuat dengan menambahkan garam-garaman ke dalam es, sehingga es mencair namun suhu campuran turun.

2) Cairan antibeku

Cairan antibeku akan menurunkan titik beku dan mencegah pembekuan. Cairan antibeku yang baik adalah larut dalam campuran pendinginnya, viskositas rendah, tidak korosif dan daya hantar panas yang baik.

3) Pencairan salju di jalan

Dilakukan dengan menaburkan garam dapur atau urea ke salju agar titik bekunya turun.

4) Membuat cairan fisiologis

Cairan fisiologis (infus, obat tetes mata, dll.) dibuat isotonik dengan cairan tubuh agar tidak terjadi osmosis.

5) Desalinasi air laut

Dilakukan berdasarkan prinsip osmosis balik dengan memberi tekanan pada permukaan air laut, sehingga terkumpul air murni.

m = (n1× i+ n2× i+…)

ptot

M = (n1× i+ n2× i+…)

Vtot

KIM 3

1

materi78.co.nr

KIMIA KOLOID

Kimia Koloid A. PENDAHULUAN

Koloid adalah suatu bentuk campuran yang keadaannya antara larutan dan suspensi.

Koloid tergolong sistem dua fase, yaitu:

1) Fase terdispersi (terlarut), adalah zat yang didispersikan, bersifat diskontinu (terputus-putus).

2) Medium dispersi (pelarut), adalah zat yang menjadi medium untuk dispersi, bersifat kontinu (berkelanjutan).

Koloid tergolong campuran heterogen walau tampak homogen secara makroskopis, karena perbedaan partikel kedua fase masih dapat diamati secara mikroskopis.

Ciri-ciri sistem larutan:

1) Dispersi molekuler.

2) Sifat campuran homogen.

3) Dimensi partikel kurang dari 1 nm.

4) Sistem satu fase dan relatif stabil.

5) Tidak dapat disaring.

Contoh: larutan gula, larutan garam, alkohol, cuka, spirtus, air laut, bensin, udara bersih.

Ciri-ciri sistem suspensi:

1) Dispersi kasar.

2) Sifat campuran heterogen.

3) Dimensi partikel lebih dari 100 nm.

4) Sistem dua fase dan tidak stabil.

5) Dapat disaring.

Contoh: air keruh, air berpasir, kopi, air + minyak.

Ciri-ciri sistem koloid:

1) Dispersi koloid.

2) Sifat campuran homogen secara makro-skopis, namun heterogen secara mikroskopis.

3) Dimensi partikel antara 1 – 100 nm.

4) Sistem dua fase dan relatif stabil.

5) Tidak dapat disaring, kecuali menggunakan penyaring ultra.

Contoh: tinta, cat, darah, sabun, asap, jelly, susu, santan, awan, kabut, busa, krim kocok, sitoplasma.

B. JENIS-JENIS KOLOID

Berdasarkan fase terdispersinya, koloid terdiri dari:

1) Sol, fase terdispersinya padat.

2) Emulsi, fase terdispersinya cair.

3) Buih, fase terdispersinya gas.

Fase terdispersi

Medium pendispersi

Jenis Nama Contoh

padat

padat sol padat sol padat kaca berwarna, intan hitam

cair sol cair sol tinta, cat, darah, sabun, detergen, lumpur, lem

gas sol gas aerosol padat asap, udara berdebu

cair

padat emulsi padat gel jelly, agar-agar, gelatin, mutiara

cair emulsi cair emulsi susu, santan, mayonnaise, minyak ikan

gas emulsi gas aerosol cair awan, kabut, obat nyamuk semprot, parfum

gas padat buih padat buih padat aerogel, batu apung, styrofoam, roti, marshmallow

cair buih cair buih buih sabun, krim kocok, krim cukur

Secara umum, koloid terdiri atas:

1) Aerosol

Aerosol adalah sebutan untuk koloid yang medium pendispersinya adalah gas.

Aerosol terbentuk karena adanya pendorong/propelan, misalnya kloro-fluorokarbon dan CO2.

Contoh: asap, awan, kabut, obat nyamuk semprot, parfum, hairspray, cat semprot.

2) Sol

Sol adalah sebutan untuk partikel padat yang terdispersi dalam partikel cair.

Contoh: sol emas, sol belerang, sol kanji, tinta, cat, darah, sabun, detergen, lem, kecap, saus.

KIM 3

2

materi78.co.nr

KIMIA KOLOID

3) Gel

Gel adalah sebutan untuk partikel cair yang terdispersi dalam partikel padat.

Gel terbentuk dari sol liofil yang zat terdispersinya mengadsorpsi medium dispersi.

Gel disebut juga koloid setengah kaku, karena sifatnya cair namun agak padat.

Contoh: jelly, agar-agar, gelatin, mutiara, gel rambut, dan lain-lain.

4) Emulsi

Emulsi adalah sebutan untuk partikel cair yang terdispersi dalam partikel cair.

Emulsi terbentuk apabila partikel cair tidak saling melarutkan. Emulsi terbentuk karena adanya emulgator/pengemulsi yang menstabilkan campuran.

Contoh pengemulsi:

Sabun membuat minyak dan air bercampur.

Kasein mengemulsikan susu.

Kuning telur mengemulsikan mayonnaise.

Emulsi terbagi menjadi:

a. Emulsi minyak dalam air (M/A)

Emulsi dimana minyak (zat yang tidak bercampur dengan air) terdispersi dalam air.

Contoh: santan, susu, lateks.

b. Emulsi air dalam minyak (A/M)

Emulsi dimana air terdispersi dalam minyak (zat yang tidak bercampur dengan air).

Contoh: mayonnaise, minyak ikan, minyak bumi, mentega.

5) Buih

Buih adalah sebutan untuk partikel gas yang terdispersi dalam partikel cair.

Buih terbentuk karena adanya pembuih yang menstabilkan campuran, misalnya sabun, detergen dan protein.

Buih terbentuk dari zat cair yang mengandung pembuih yang dialiri gas.

Contoh: buih sabun, krim kocok, krim cukur.

C. SIFAT-SIFAT KOLOID

Sifat-sifat koloid antara lain:

1) Efek Tyndall

Efek Tyndall adalah efek penghamburan cahaya oleh partikel koloid.

Campuran Cahaya

Larutan diteruskan

Koloid dihamburkan, partikel

terdispersi tidak terlihat

Suspensi dihamburkan, partikel

terdispersi terlihat

Contoh efek Tyndall:

Sorot lampu mobil ketika berkabut.

Sorot lampu proyektor film dalam bioskop yang diberi asap.

Berkas sinar matahari melalui celah daun pohon di pagi yang berkabut.

2) Gerak Brown

Gerak Brown adalah gerak acak zig-zag partikel koloid yang disebabkan oleh tumbukan tak setimbang antara partikel terdispersi dengan pendispersi.

Gerak Brown menstabilkan koloid karena mengimbangi gaya gravitasi yang dapat menyebabkan pengendapan.

3) Muatan koloid

Muatan koloid terbentuk karena koloid dapat mengalami adsorpsi, elektroforesis dan koagulasi.

larutan koloid suspensi

KIM 3

3

materi78.co.nr

KIMIA KOLOID

Muatan koloid menstabilkan koloid karena partikel-partikel koloid bermuatan sama sehingga saling tolak-menolak, sehingga menghindari penggumpalan.

4) Adsorpsi (penyerapan pada permukaan)

Adsorpsi adalah sifat partikel koloid yang dapat menyerap ion atau molekul netral pada permukaannya.

a. Koloid positif mengadsorpsi kation.

Contoh: sol Fe(OH)3, sol Al(OH)3, pigmen pewarna, hemoglobin.

b. Koloid negatif mengadsorpsi anion.

Contoh: sol emas, sol perak, sol fosfor, sol As2S3, tepung, tanah liat.

Contoh adsorpsi:

Sol Fe(OH)3 bermuatan positif dan mengadsorpsi ion H+ dan Fe3+.

Sol As2S3 bermuatan negatif dan mengadsorpsi ion S2-.

Sol AgCl bermuatan positif bila mengadsorpsi ion Ag+, bermuatan negatif bila mengadsorpsi ion Cl-.

5) Elektroforesis

Elektroforesis adalah sifat partikel koloid yang dapat bergerak dalam medan listrik.

Muatan koloid dapat ditentukan dengan memberi medan listrik di sekitar koloid.

a. Koloid positif akan bergerak ke katoda atau elektroda negatif.

b. Koloid negatif akan bergerak ke anoda atau elektroda positif.

6) Koagulasi

Koagulasi adalah penggumpalan koloid akibat hilangnya muatan koloid.

Koagulasi kimiawi dapat terjadi akibat:

a. Percampuran koloid beda muatan

Menyebabkan koloid saling menetral-kan satu sama lain dan menggumpal.

b. Penambahan elektrolit

Elektrolit dapat menetralkan koloid dan menyebabkan koagulasi.

Koagulasi terjadi bila koloid positif ditambah elektrolit yang lebih negatif, dan koloid negatif ditambah elektrolit yang lebih positif.

Contoh:

Koloid Fe(OH)3 (positif), mudah terkoagulasi jika ditambahkan H2SO4 atau Na3PO4 dibanding HCl atau NaBr.

Koloid As2S3 (negatif), mudah ter-koagulasi jika ditambahkan BaCl2 dibanding NaCl.

c. Elektroforesis

Terjadi ketika koloid mencapai elektroda.

Koagulasi mekanik dapat terjadi dengan cara menaik-turunkan suhu dan pengadukan sistem koloid.

Contoh koagulasi:

Delta terbentuk akibat tanah liat ter-koagulasi ketika bercampur dengan air laut.

Asap pabrik digumpalkan dengan alat koagulasi listrik Cottrel.

D. KOLOID HIDROFIL, HIDROFOB DAN ASOSIASI

Koloid dengan medium dispersi cair dibedakan menjadi koloid liofil (suka cairan) dan koloid liofob (benci cairan). Jika medium dispersi air, maka dibedakan menjadi koloid hidrofil (suka air) dan koloid hidrofob (benci air).

Ciri-ciri koloid hidrofil:

1) Mengadsorpsi medium.

2) Gaya tarik-menarik antara zat terdispersi dan pendispersi besar.

3) Efek Tyndall terlihat lemah.

4) Dapat kembali ke bentuk semula setelah mengalami dehidrasi air (reversibel).

5) Stabil baik konsentrasi zat terdispersi kecil maupun besar.

6) Tidak mudah mengendap dengan penambahan elektrolit.

7) Viskositas koloid lebih besar daripada medium.

Contoh: sabun, detergen, gelatin, kanji, protein.

Ciri-ciri koloid hidrofil:

1) Tidak mengadsorpsi medium.

2) Gaya tarik-menarik antara zat terdispersi dan pendispersi kecil.

3) Efek Tyndall terlihat jelas.

4) Tidak dapat kembali ke bentuk semula setelah mengalami dehidrasi air (irreversibel).

5) Stabil jika konsentrasi zat terdispersi kecil.

6) Mudah mengendap dengan penambahan elektrolit.

7) Viskositas koloid relatif sama dengan medium.

Contoh: sol logam, sol belerang, sol sulfida, sol Fe(OH)3, susu, mayonnaise.

Fe(OH)3

+ 3+

3+

+

+

3+ +

3+ +

+ +

3+

+ +

+

KIM 3

4

materi78.co.nr

KIMIA KOLOID

Koloid asosiasi adalah koloid yang terbentuk ketika dilarutkan dalam air.

Koloid asosiasi tersusun atas partikel yang terdiri atas:

1) Gugus kepala, bersifat hidrofil dan polar.

2) Gugus ekor, bersifat hidrofob dan non-polar.

Sabun/detergen membentuk koloid asosiasi dalam air yang terdiri atas ion stearat (C18H35O2

–).

Ketika dilarutkan dalam air, ekor asam stearat

(hidrofob) saling berkumpul ke arah dalam air, dan kepala asam stearat (hidrofil) menghadap ke air.

Koloid asosiasi pada sabun dan detergen di air

membuatnya menjadi pengemulsi kotoran dalam air. Gugus hidrofob akan menarik partikel kotoran lalu mendispersikannya ke air.

E. PENGGUNAAN KOLOID

Koloid banyak digunakan di industri karena:

1) Tidak melarutkan campuran secara homogen.

2) Keadaannya stabil.

3) Tidak mudah rusak.

Penggunaan koloid dalam industri:

1) Industri kosmetik

Banyak menggunakan emulsi dan buih, misalnya foundation, shampoo, pembersih wajah, deodoran, pelembap badan.

2) Industri tekstil

Pewarna tekstil dalam bentuk sol membuat warna menyerap dengan baik.

3) Industri farmasi

Obat-obatan banyak dibuat dalam bentuk sol.

4) Industri sabun dan detergen

Sabun dan detergen adalah pengemulsi kotoran dan air pada pakaian yang membuat bersih pakaian.

5) Industri makanan dan minuman

Makanan dan minuman seperti kecap, saus, susu, mayonnaise, dan mentega dibuat dalam berbagai bentuk koloid.

Koloid juga menggunakan sifat-sifat koloid yang menguntungkan.

1) Sifat efek Tyndall

a. Bioskop

Sorot lampu proyektor film dalam bioskop yang diberi asap di sekitarnya agar gambar yang dihasilkan lebih jelas.

b. Kap lampu

Kap lampu dibuat dalam bentuk koloid sehingga dapat menghamburkan cahaya.

2) Sifat elektroforesis

Koloid digunakan untuk identifikasi DNA serta korban dan pelaku kejahatan.

3) Sifat adsorpsi

a. Pemutihan gula tebu

Warna merah pada gula tebu diabsorpsi oleh tanah diatom, caranya dengan melarutkan gula pada air, lalu mengaliri larutan melalui tanah diatom.

b. Penjernihan air

Penjernihan dilakukan dengan me-nambahkan air dengan:

Tawas atau alumunium sulfat (Al2(SO4)3), terhidrolisis dalam air membentuk koloid Al(OH)3 yang menyerap polutan air.

Karbon aktif, apabila tingkat pencemaran air sangat tinggi.

Pasir, sebagai penyaring.

Kaporit, sebagai disinfektan.

Kapur tohor, menaikkan nilai pH akibat penggunaan tawas.

4) Sifat koagulasi

a. Penggumpalan karet

Karet dalam lateks digumpalkan menggunakan asam format (HCOOH).

b. Penjernihan air

Lumpur dalam air digumpalkan menggunakan tawas (Al2(SO4)3).

–

O || CH3 – (CH2)16 – C – O–

gugus ekor gugus

kepala

hidrofil hidrofob

–

– –

–

–

–

air

–

ion stearat

–

–

minyak

+

+

+

+

KIM 3

5

materi78.co.nr

KIMIA KOLOID

c. Pembuangan asap pabrik Sebelum dibuang ke cerobong, asap dialirkan menuju logam bermuatan dan tegangan tinggi (20-75 kV) sehingga molekul udara di sekitarnya terion. Ion-ion lalu diadsorpsi oleh asap sehingga asap memiliki muatan. Asap lalu ditarik oleh elektroda lain sehingga gas yang dibuang ke cerobong bebas dari asap.

Koloid juga digunakan sebagai pelindung yang disebut koloid pelindung.

Koloid pelindung menstabilkan koloid yang dilindunginya dengan membungkus partikel terdispersi agar tidak mengalami agregasi.

Koloid yang dapat menjadi koloid pelindung:

Zat-zat pengemulsi, misalnya sabun.

Koloid hidrofil, misalnya protein, kasein, gelatin, kanji dan agar-agar.

Penerapan koloid pelindung:

a. Air susu dilindungi oleh kasein yang mencegah penggumpalan lemak.

b. Mentega dilindungi oleh lesitin yang mencegah penggumpalan lemak.

c. Es krim dilindungi gelatin yang mencegah pembentukan kristal gula atau es batu.

d. Tinta dan cat dilindungi oleh minyak silikon yang membuat tinta dan cat bertahan lama.

F. POLUSI KOLOID

Koloid selain bermanfaat juga menimbulkan masalah lingkungan berupa polusi udara dan polusi air.

Polusi udara yang disebabkan koloid: 1) Debu dapat membentuk koloid di udara

berupa aerosol padat yang menurunkan kualitas udara, mengganggu kesehatan paru-paru dan menyebabkan kebakaran hutan.

2) Asap dan kabut dapat membentuk koloid di udara berupa aerosol cair yang dapat meng-akumulasikan gas-gas beracun seperti SO2 dan NO yang dapat merusak lingkungan dan menyebabkan hujan asam.

3) Asbut (smog), yaitu gabungan asap dan kabut yang menyebabkan tertahannya pergerakan naik asap. Asap yang tertahan dapat terakumulasi di udara dan terhirup oleh hewan dan manusia.

Polusi air yang disebabkan oleh koloid:

1) Pengendapan ion-ion mineral dalam air oleh koloid yang menyebabkan pen-dangkalan dasar sungai atau danau.

2) Penyebaran mikroorganisme berbentuk koloid dalam air.

3) Sisa makanan atau hewan mati dalam air berkumpul membentuk koloid yang tidak dapat larut dalam air, sehingga meningkat-kan penggunaan oksigen dalam air oleh organisme air untuk mengurai koloid.

G. PEMBUATAN KOLOID

Koloid dapat dibuat dari sistem larutan atau dari sistem suspensi.

Cara pembuatan koloid dibagi menjadi cara kondensasi dan cara dispersi.

Cara kondensasi dilakukan dengan agregasi partikel larutan menjadi koloid.

1) Reaksi redoks

Contoh:

Pembuatan sol belerang dengan me-ngalirkan gas H2S ke dalam larutan SO2.

2H2S(g) + SO2(aq) d 3S(koloid) + 2H2O(l)

Pembuatan sol emas dari reaksi larutan HAuCl4 dengan larutan K2CO3 dan larutan formaldehida.

2HAuCl4(aq) + 6K2CO3(aq) + 3HCHO(aq)

d 2Au(koloid) + 5CO2(g) + 8KCl(aq) + KHCO3(aq) + 2H2O(l)

2) Reaksi hidrolisis

Contoh:

Pembuatan sol Fe(OH)3 dari hidrolisis besi (III) klorida dengan air mendidih.

FeCl3(aq) + 3H2O(l) d Fe(OH)3(koloid) +3HCl(aq)

3) Reaksi dekomposisi rangkap

Contoh:

Pembuatan sol As2S3 dari reaksi larutan H3AsO3 dengan larutan H2S.

2H3AsO3(aq) + 3H2S(aq)

d As2S3(koloid) + 6H2O(l)

Pembuatan sol AgCl dari reaksi larutan AgNO3 encer dengan larutan HCl encer.

AgNO3(aq) + HCl(aq) d AgCl(koloid) + HNO3(aq)

4) Penggantian pelarut

Contoh:

Pembuatan gel kalsium asetat semipadat dari larutan jenuh (CH3COO)2Ca yang dicampur dengan pelarut C2H5OH (alkohol) yang menggantikan pelarut air.

Cara dispersi dilakukan dengan pemecahan partikel kasar menjadi koloid.

1) Cara mekanik

Cara mekanik dilakukan dengan penggerusan butir-butir kasar dengan alat penggerus, lalu diaduk dengan medium pendispersi.

KIM 3

6

materi78.co.nr

KIMIA KOLOID

Contoh cara mekanik:

Sol belerang dibuat dengan menggerus serbuk belerang bersama dengan zat inert (misalnya gula pasir), yang hasilnya kemudian dicampur dengan air.

2) Cara peptisasi

Cara peptisasi dilakukan dengan bantuan zat pemecah/ pemeptisasi.

Contoh peptisasi:

Agar-agar dipeptisasi air.

Nitroselulosa dipeptisasi aseton.

Karet dipeptisasi bensin.

Endapan nikel sulfida dipeptisasi H2S.

Endapan Al(OH)3 dipeptisasi AlCl3.

3) Cara Busur Bredig (Bredig’s Arc)

Busur Bredig digunakan untuk membuat sol logam dan merupakan campuran cara kondensasi dan dispersi.

Logam yang akan dijadikan koloid dijadikan elektroda dan dicelupkan dalam medium pendispersi kemudian dialiri listrik.

Atom-atom logam akan terlempar ke medium pendispersi, mengalami kondensasi, dan menjadi partikel koloid.

Pembuatan koloid terkadang terganggu oleh ion-ion yang mengganggu kestabilan koloid.

Dialisis adalah suatu proses penghilangan ion-ion pengganggu kestabilan koloid.

Proses dialisis:

1) Sistem koloid dimasukkan ke dalam kantong koloid yang bersifat semipermeabel.

2) Kantong koloid lalu diberi atau dimasukkan ke tempat yang terdapat air yang mengalir.

3) Air yang mengalir membawa ion-ion pengganggu dan molekul sederhana namun tidak membawa partikel-partikel koloid.

Contoh dialisis:

Proses filtrasi darah oleh ginjal yang menyaring darah dengan tidak meloloskan sel-sel darah dan protein darah.

Proses dialisis darah (cuci darah) bagi penderita gagal ginjal.

es logam

medium pendispersi

logam

KIM 3materi78.co.nr Teori Asam-Basa

Documents