< Previous 171 Sekarang marilah kita perhatikan secara lebih seksama proses terjadinya endapan AgCl ketika larutan yang mengandung ion Cl- ditetesi dengan larutan Ag+ memasuki larutan ? kita ingat kembali bahwa AgCl dapat larut dalam air, meskipun dalam jumlah yang sangat sedikit, artinya, ion Ag+ dan ion Cl- dapat berada bersama-sama dalam larutan hingga larutan jenih, yaitu sampai hasilkali [Ag+][ Cl-] sama dengan nilai Ksp AgCl. Sehingga pada saat AgCl membentuk larutan jenuh, di dalam larutan tersebut terdapat kesetimbangan antara konsentrasi Ag+ dan konsentrasi Cl-. Jika pada saat terbentuk larutan jenuh terjadi penambahan sejumlah Ag+, maka konsentrasi ion Ag+ dan konsentrasi Cl- yang terdapat di dalam larutan tidak lagi setimbang. Dengan demikian, [Ag+][Cl-] > Ksp AgCl. Dengan demikian, terjadinya pengendapan dapat diprediksikan dengan menghitung harga Q, yaitu harga hasil kali konsentrasi ion-ion dalam keadaan setimbang. a) Jika Q = Ksp, maka larutan yang terbentuk tepat jenuh. b) Jika Q > Ksp, maka larutan yang terbentuk sangat jenuh dan terbentuk endapan. Endapan yang terbentuk akan terus berlangsung hingga hasil kali konsentrasi ion sama dengan Ksp. Contoh soal memeriksa terjadi tidaknya endapan Periksalah dengan suatu perhitungan, apakah terbentuk endapan Ca(OH)2 jika 10 ml larutan CaCl2 0,2 M dicampur dengan 10 ml larutan NaOH 0,02 M, Ksp Ca(OH)2 = 8 x 10-6 . Jawab : Apabila tidak terjadi reaksi, maka larutan CaCl2 dan NaOH masing-masing mengalami pengenceran dua kali dicampurkan. Konsenterasi CaCl2 dalam campuran menjadi 0,1 M dan NaOH menjadi 0,01 M. Karena CaCl2 dan NaOH tergolong elektrolit kuat, keduanya mengion sempurna. 172 Contoh soal syarat terjadinya endapan Berapakah konsenterasi minimum ion CO32- yang diperlukan untuk mengendapkan ion Ca2+ dari larutan Ca(NO3)2 0,01 M ? Ksp CaCO3 = 4,8 x 10-9 Jawab : CaCO3 akan mengendap jika [Ca2+][CO32-] > Ksp CaCO3 [Ca2+] = [Ca(NO3) 2] = 0,01 M (0,01) [CO32-] > 4,8 x 10-9 [CO32-] >4,8 x 10-9 Jadi, CaCO3 akan mengendap jika [CO32-] > 4,8 x 10-9 Pada setiap suhu, zat cair selalu mempunyai tekanan tertentu. Tekanan ini adalah tekanan uap jenuhnya pada suhu tertentu. Penambahan suatu zat ke dalam zat cair menyebabkan penurunan tekanan uapnya. Hal ini disebabkan karena zat terlarut itu mengurangi bagian atau fraksi dari pelarut, sehingga kecepatan penguapan berkurang. Menurut Roult : p = po . XB keterangan: p : tekanan uap jenuh larutan po : tekanan uap jenuh pelarut murni XB : fraksi mol pelarut Karena XA + XB = 1, maka persamaan di atas dapat diperluas menjadi : P = Po (1 – XA) P = Po – Po . XA Po – P = Po . XA 173 Sehingga : ΔP = po . XA keterangan: ΔP : penuruman tekanan uap jenuh pelarut po : tekanan uap pelarut murni XA : fraksi mol zat terlarut 16. Kenaikan titik didih Pendidihan terjadi karena panas meningkatkan gerakan atau energi kinetik, dari molekul yang menyebabkan cairan beradapada titik di mana cairan itu menguap, tidak peduli berada di permukaan teratas atau di bagian terdalam cairan tersebut. Titik didih cairan berhubungan dengan tekanan uap. Bagaimana hubungannya? Coba perhatikan penjelasan berikut ini. Apabila sebuah larutan mempunyai tekanan uap yang tinggi pada suhu tertentu, maka molekul-molekul yang berada dalamlarutan tersebut mudah untuk melepaskan diri dari permukaan larutan. Atau dapat dikatakan pada suhu yang sama sebuah larutan mempunyai tekanan uap yang rendah, maka molekulmolekul dalam larutan tersebut tidak dapat dengan mudah melepaskan diri dari larutan. Jadi larutan dengan tekanan uap yang lebih tinggi pada suhu tertentu akan memiliki titik didih yang lebih rendah. Cairan akan mendidih ketika tekanan uapnya menjadi sama dengan tekanan udara luar. Titik didih cairan pada tekanan udara760 mmHg disebut titik didih standar atau titik didih normal. Jadi yang dimaksud dengan titik didih adalah suhu pada saat tekanan uap jenuh cairan itu sama dengan tekanan udara luar (tekanan pada permukaan cairan). Telah dijelaskan di depan bahwa tekanan uap larutan lebihrendah dari 174 tekanan uap pelarutnya. Hal ini disebabkan karena zat terlarut itu mengurangi bagian atau fraksi dari pelarutsehingga kecepatan penguapan berkurang. Hubungan antara tekanan uap jenuh dan suhu air dalam larutan berair . VGaris mendidih air digambarkan oleh garis CD, sedangkan garis mendidih larutan digambarkan oleh garis BG. Titik didih larutan dinyatakan dengan Tb1, dan titik didih pelarut dinyatakan dengan Tb0. Larutan mendidih pada tekanan 1 atm. Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa titik didih larutan (titik G) lebih tinggi dari pada titik didih air (titik D). Selisih titik didih larutan dengan titik didih pelarut disebut kenaikan titik didih ( ΔTb ). ΔTb = titik didih larutan – titik didih pelarut) Menurut hukum Raoult, besarnya kenaikan titik didih larutan sebanding dengan hasil kali dari molalitas larutan (m) dengan kenaikan titik didih molal (Kb). Oleh karena itu, kenaikan titik didih dapat dirumuskan seperti berikut. ΔTb = Kb ⋅ m Keterangan: bΔT=kenaikan titik didih molal Kb= tetapan kenaikan titik didih molal m= molalitas larutan Contoh soal Natrium hidroksida 1,6 gram dilarutkan dalam 500 gram air. Hitung titik didih larutan tersebut! (Kb air = 0,52 °Cm-1, Ar Na =23, Ar O = 16, Ar H = 1) 175 Penyelesaian: Diketahui : m = 1,6 gram p = 500 gram Kb = 0,52 °Cm-1 Ditanya : Tb …? Jawab : ΔTb = m⋅ Kb = m x 1.000 Kb NaOH Mr p ×= 0,04 × 2 × 0,52 °C= 0,0416 °C Td = 100 °C + b ΔT= 100 °C + 0,0416 °C = 100,0416 °C Jadi, titik didih larutan NaOH adalah 100,0416°C. 17. Pernurunan titik beku(λtf) Penurunan titik beku pada konsepnya sama dengan kenaikan titik didih. Larutan mempunyai titik beku yang lebih rendah dibandingkan dengan pelarut murni.Selisih antara titik beku pelarut dengan titik beku larutan dinamakan penurunan titik beku larutan ( ΔTf = freezing point). ΔTf = Titik beku pelarut – titik beku larutan Menurut hukum Raoult penurunan titik beku larutan dirumuskan seperti berikut.ΔTf = mKf Keterangan: f ΔT = penurunan titik beku, m = molalitas larutan, Kf = tetapan penurunan titik beku molal 18. Tekanan osmosis Adakalanya seorang pasien di rumah sakit harus diberi cairan infus. Sebenarnya apakah cairan infus tersebut? Larutan yang dimasukkan ke dalam tubuh pasien melalui pembuluh darah haruslah memiliki tekanan yang sama dengan tekanan sel-sel darah. Apabila tekanan cairan infus lebih tinggi maka cairan infus akan keluar dari sel darah. Prinsip kerja infus ini pada dasarnya adalah tekanan osmotik. Tekanan 176 di sini adalah tekanan yang harus diberikan pada suatu larutan untuk mencegah masuknya molekul-molekul solut melalui membran yang semipermiabel dari pelarut murni ke larutan.Sebenarnya apakah osmosis itu? Cairan murni atau larutan encer akanbergerak menembus membran atau rintangan untukmencapai larutan yang lebih pekat. Inilah yang dinamakan osmosis. Membran atau rintangan ini disebut membran semipermiabel. Tekanan osmotik termasuk dalam sifat-sifat koligatif karena besarnya hanya tergantung pada jumlah partikel zat terlarut. J.H. Vant Hoff menemukan hubungan antara tekanan osmotik larutan-larutan encer dengan persamaan gas ideal, yangdituliskan seperti berikut: πV=nRT Keterangan: π = tekanan osmotik, V = volume larutan (L), n = jumlah mol zat terlarut, R =tetapan gas (0,082 L atm mol-1K-1) T = suhu mutlak(K) Persamaan dapat juga dituliskan seperti berikut. π= nRTVIngat bahwa n/V merupakan kemolaran larutan (M), sehingga persamaan dapat diubah menjadi π=MR Contoh, Seorang pasien memerlukan larutan infus glukosa. Bilakemolaran cairan tersebut 0,3 molar pada suhu tubuh 37 °C,tentukan tekanan osmotiknya! (R = 0,082 L atm mol-1K-1) Penyelesaian: Diketahui : M = 0,3 mol L–1T = 37 °C + 273 = 310 KR = 0,082 L atm mol-1K-1 Ditanya π…? 177 Jawab : π = 0,3 mol L-1 × 0,082 L atm, mol-1K-1 × 310 K = 7,626 L f. Memahami Pengertian Larutan Buffer 1) Larutanpenyangga Larutan penyangga adalah larutan yang mampu mempertahankan harga pH walaupun ditambah dengan sedikit asam, basa, atau dilakukan pengenceran. Sedangkan jika larutan bukan penyangga ditambah sedikit asam, basa, atau pengenceran maka pH akan berubah dengan drastis. Table 4. Larutan Penyangga Larutan pH Awal pH setelah ditambah sedikit asam pH setelah ditambah sedikit basa pH setelah ditambah sedikit air A 4 3.73 4.23 4.12 B 4 1.22 8.34 7.67 C 8 5.67 12.45 11.12 D 8 7.67 8.32 8.17 Jika ke dalam air murni ditambahkan asam atau basa meskipun dalam jumlah yang sedikit, harga pH dapat berubah secara drastis. Sebagaimana kita ketahui bahwa air murni mempunyai pH = 7. Penambahan 0,001 mol HCl (1 mL HCl 1 M) ke dalam 1 liter air murni akan menghasilkan ion H+ sebanyak 10–3 M, sehingga pH turun menjadi 3. Di lain pihak, penambahan 0,001 mol NaOH (40 mg NaOH) ke dalam 1 liter air murni akan menghasilkan ion OH– sebanyak 10–3 M, sehingga pH naik menjadi 11. Jadi, air murni tidak mampu 178 menyangga atau mempertahankan pH terhadap penambahan asam maupun basa. Sekarang jika HCl yang sama (1 mL HCl 1 M) ditambahkan ke dalam 1 liter air laut, ternyata perubahan pH-nya jauh lebih kecil, yaitu dari 8,2 menjadi 7,6. Larutan seperti air laut ini, yaitu larutan yang mampu mempertahankan nilai pH tertentu disebut " larutan penyangga atau larutan buffer atau dapar. " Apakah larutan penyangga itu? “ Larutan penyangga atau dikenal dengan nama larutan buffer adalah larutan yang dapat mempertahankan nilai pH apabila larutan tersebut ditambahkan sejumlah asam atau basa maupun diencerkan dengan menambah sejumlah volume air.” Jadi apabila suatu larutan penyangga ditambahkan asam atau basa ataupun diencerkan, maka nilai pH larutan penyangga tersebut akan tetap. Andaikan kita memiliki larutan penyangga ber-pH 6,5, kemudian kedalam larutan penyangga itu kita tetesi sejumlah asam (misalnya HCl) lalu pH larutan tersebut kita ukur pH-nya maka pH larutan tersebut akan tetap 6,5. Hal yang sama juga terjadi bila larutan penyangga itu kita tetesi basa (misalnya KOH) ataupun kita tambahkan air sehingga volumenya menjadi 3 kali semula, pHnya akan tetap menunjukan 6,5. Berapa banyak asam atau basa yang bisa kita tambahkan ke dalam larutan penyangga sehingga nilai ph larutan penyangga tersebut akan tetap? Jumlah asam atau basa yang dapat kita tambahkan ke dalam suatu larutan penyangga adalah terbatas dan hal ini tergantung dari konsentrasi komponen penyusun larutan penyangga itu sendiri. Jadi setiap larutan penyangga memiliki batasan sampai berapa banyak dia mampu menampung asam atau basa yang ditambahkan kepadanya 179 sehingga larutan penyangga tersebut mampu mempertahankan nilai pH seperti semula. Hal inilah yang kita kenal dengan istilah “Kapasitas Larutan Penyangga”. Berdasarkan beberapa hal yang sudah diungkapkan di atas, kita dapat menyimpulkan 3 hal tentang sifat-sifat larutan penyangga, yaitu dapat mempertahankan pH walaupun: a) ditambah sedikit asam kuat. b) ditambah sedikit basa kuat. c) diencerkan. Sebenarnya penambahan sedikit asam, basa, atau pengenceran pada larutan penyangga menimbulkan sedikit perubahan pH (tetapi besar perubahan pH sangatlah kecil) sehingga pH larutan dianggap tidak bertambah atau pH tetap pada kisarannya. Namun, jika asam atau basa ditambahkan ke larutan bukan penyangga maka perubahan pH larutan akan sangat mencolok. Prinsip kerja dari larutan penyangga yang dapat mempertahankan harga pH pada kisarannya adalah sebagai berikut. a) Asam lemah dengan Basa konjugasinya (garamnya) Contoh : HCOOH dengan HCOO- (basa konjugasi) atau HCOONa (garamnya) dll. b) Basa lemah dengan asam konjugasinya (garamnya) contoh : NH4OH dengan NH4- atau NH4Cl (garamnya), (NH4)2SO4 (garamnya) dll c) Asam + Basa: bisa menjadi penyangga dengan syarat "yang LEMAH" harus "BERSISA" . Jadi, contohnya ketika ada asam lemah dicampur dengan basa kuat maka yang harus bersisa adalah asam lemahnya. begitupun juga yang terjadi pada basa. 180 2) Larutan Penyangga Asam HA/A - Ion H + dari asam kuat akan menaikkan konsentrasi H + dalam larutan, sehingga reaksi kesetimbangan larutan terganggu; reaksi akan bergeser ke kiri. Namun, basa konjugasi (A - ) akan menetralisir H + dan membentuk HA dan A - (aq) + H + (aq) HA (aq)sehingga pada kesetimbangan yang baru tidak terdapat perubahan konsentrasi H + yang berarti, besarnya pH dapat dipertahankan pada kisarannya.Jika ditambah sedikit basa kuat (OH - )Ion OH - dari basa kuat akan bereaksi dengan H + dalam larutan, sehingga konsentrasi H + menurun dan kesetimbangan larutan terganggu. Oleh karena itu, HA dalam larutan akan terionisasi membentuk H + dan A - ; reaksi kesetimbangan bergeser ke kanan OH - (aq) + H + (aq) H 2 O (l)HA (aq) A - (aq) + H + (aq)sehingga, pada kesetimbangan yang baru tidak terdapat perubahan konsentrasi H + yang nyata; pH larutan dapat dipertahankan pada kisarannya. Asam lemah dapat menetralisir penambahan sedikit basa OH - .HA (aq) + OH - (aq) A - (aq) + H 2 O (l) 3) Jika larutan penyangga diencerkan Pengenceran larutan merupakan penambahan air (H 2 O) pada larutan. Air (H 2 O) akan mengalami reaksi kesetimbangan menjadi H + dan OH -, namun H 2 O yang terurai sangat sedikit. Jadi, konsentrasi H + dan OH - sangat kecil, sehingga dapat diabaikan. H + dari asam kuat dapat bereaksi dengan OH - pada larutan, sehingga konsentrasi OH - menurun dan reaksi kesetimbangan akan bergeser ke kiri. Basa lemah (B) dalam larutan akan bereaksi dengan H 2 O membentuk asam konjugasinya dan ion OH - .H + (aq) + OH - (aq) ? H 2 O (l)B (aq) + H 2 O (l) BH + (aq) + OH - (aq)Pada kesetimbangan yang baru tidak terdapat perubahan pH yang nyata, besarnya pH dapat dipertahankan. Basa lemah dapat menetralkan penambahan sedikit asam (H + ).B (aq) + H + (aq) BH + (aq) Next >