![Membuat Reagen Kimia Di Laboratorium PDF [PDF]](https://pdfs.asia/img/200x200/membuat-reagen-kimia-di-laboratorium-pdf.jpg)
13 0 14 MB
NE
f)rs. Mulyono HAM, M.Pd.
MDMBUAT BEAGEN
KIMIA
di Laboratorium
W-wmteKSaRa
-
i
I
I
MEMBUATREAGENKIMIA di Laboratorium
Oleh
:
Drs. Mulyono HAM, M.Pd.
betq.s,lq
lvfU?
Diterbitkan oleh PT Bumi Aksara Jl. Sawo Raya No. 18 Jakarta 13220
H Hak cipta dilindungi undang-undang. Dilarang memperbanyak buku ini sebagian atau seluruhnya, dalambentuk dan dengan cara apa pun juga, baik secara mekanis mauPun elektronis,
termasuk fotokopi, rekaman, dan lain-lain tanpa izin tertulis dari penerbit. Cetakan pertama, Oktober 2006 Cetakan kedua, Maret 2008 Cetakan ketiga, Juni 2009 Perancang kulit, Kreasindo Mediacita Dicetak oleh Ikrar Mandiriabadi rsBN979-526-17t-1.
KATA PENGANTAR
I I
BA 01.25.1251
{01
Diakui, analisis kimia kini telah beralih dari cara konvensionalke cara instrumentasi. Namun hal ini tidaklah berarti bahwa cara-cara konvensional
telah ditinggalkan sama sekali. Pada dasarnya, cara
instrumentasi
merupakan cara perbandingan dengan mengacu pada karakter zat murni
atau larutan baku yang telah dikalibrasi. Dengan kata lain,
cara
instrumentasi masih bergantung pada cara-cara konvensional tertentu seperti gravimetri atau titrimetri. Di samping itu, beberapa cara konvensional masih diterapkan dalam pendidikan IPA (termasuk di lndonesia) karena beberapa faktor selain dapat memberikan nilai intelektual dan nilai keterampilan dasar tertentu bagi peserta didik. Buku ini ditulis untuk memberikan khazanah pengetahuan dan pelengkap bagi para pengguna laboratorium dan bagi individu yang melakukan aktivitas praktikum atau penelitian terutama yang berhubungan -dengan sediaan reagen kimia, cara pembuatan, pembakuan, dan penyimpanannya. Untuk memudahkan penggunaan buku, informasi yang diperlukan dapat ditelusuri melalui penyajian indeks di halaman terakhir. Teori singkat yang disajikan di dalam buku ini hanya ditujukan untuk menambah wawasan yang mendasari sifat kuantitatif dari sediaan. Untuk kepentingan yang bersifat kualitatif dan teknis, disajikan pula beberapa informasi tambahan seperti pembuatan koloid; pembuatan gas; pembuatan cairan pembersih dan penggunaannya; serta dilengkapi dengan informasi lain (berupa lampiran) yang terkait dengan sifat fisik dan sifat kimia dari bahanlzat. lsi dalam Bab 5 terutama mengacu pada buku yang ditulis oleh lbu S. Handari Suntoro dan lbu lstriyati P. Untuk ini, penulis memohon maaf dan pengertian dari lbu atas penggunaan bagian dari materi buku tanpa memohon izin langsung terlebih dulu. Tak ada gading yang tak retak; kesalahan adalah kekurangan penulis; perbaikan dan kritik terhadap isi buku ini sangat dinantikan. Semoga buku sederhana ini dapat membantu dan bermanfaat. Bandung, 02 Februari 2005. Penulis, M.HAM
Kata Pengantar
\i! DAFTAR ISI Kata Pengantar............ Daftar 1si.............. Daftar Tabe1......... Daftar Gambar
Daftar
v vii ix xi
Lampiran...
Bab 1 Bab 2
xiii
PENDAHULUAN
1
SIFAT LARUTAN
3 3 4
A. Proses Melarut B. Konsentrasi Larutan
8
C. Kelarutan Zat.............. D. pH Air dan pH Larutan.......
13
Bab 3 TEKNIK PELARUTAN DAN PENGENCERAN........... A.
MengenalZal...........
......... 4 PEMBUATAN LARUTAN DAN PEREAKS!. B. Teknik Pelarutan dan Pengenceran
Bab
20
20 25
36
A. Pembuatan Larutan Asam Encer Dan Basa Encer............... 36
Bab 5
6
Bab
B. Pembuatan Larutan/Pereaksi Umum........ C. Pembuatan Larutan/Pereaksi Khusus
39
PEMBUATAN LARUTAN INDIKATOR................ A. Macam lndikator..... B. Pembuatan Larutan lndikator
82
7
Bab
8
PRIMER Baku Primer.................
101 101
PEMBUATAN LARUTAN BAKU
124
A. PersyaralanZat B. Alat Ukur Volumetrik dan Penggunaannya............. C. Teknik Pembuatan Larutan Baku ......... D. Prosedur Pembuatan dan Sifat Larutan Baku Primer...........
124
LARUTAN Cara Asidi/alkali-metri.............. Cara Oksidimetri. Cara Pengendapan................. Cara Pengompleksan.............
125 o
128 129
PEMBUATAN DAN PEMBAKUAN
139
A. Pembakuan
140 150
B. Pembakuan C. Pembakuan D. Pembakuan Daftar lsi
82 83
PEMBUATAN LARUTAN PREPARAT BIOLOGIS.................. 101 A. Teknik Biokimia dalam Histologi B. Pembuatan Larutan Preparat Biologis......
Bab
53
157 160
vll
:! Bab
9
PEMBUATAN LARUTAN BUFER A. pH Larutan Bufer B. Kapasitas dan Keefektifan Larutan Bufer C. Perhitungan Pembuatan Larutan Bufer D. Pembuatan Larutan Bufer ................
165 166 168 171
Bab 1o PEMBUATAN KOLOID
183
A. Sistem Koloid
183
B. Pembuatan Koloid
184
Bab 11 PEMBUATAN GAS DAN BROM CAIR..........
193 193
A. Pembuatan Beberapa Gas B. Pembuatan Brom Cair............
200 201
Bab 12 PEMBUATAN CAIRAN PENCUCI A. Peralatan Ge|as.................,.......... B. Pembuatan Cairan Pencuci dan Cara Penggunaannya....'..
DAFTAR TABEL
164
201
204
LAMPIRAN.LAMPIRAN
213
DAFTAR PUSTAKA INDEKS.....
259
260
1.1 Jenis-Jenis Larutan 2.1 lstilah Kelarutan Z.a| ............. 2.2 Kelarulan Beberapa Gas dalam Air.............. 2.3 Kelarutan Beberapa Garam dalam Air dan Asam-Kuat Encer.......... 2.4 Kelarulan AgCldan BaSO+ dalam Larutan KNO3.......... 2.5 Pengelompokan Garam Normal dan Contohnya............. 3.1 Beberapa Zaldan Bahayanya. 3.2 Label Bahan Kimia Tingkat Teknis 3.3 Label Bahan Kimia Tingkat Reagen (ACS Specification) 3.4 Label Bahan Kimia Tingkat Reagen (Pro Analysi)...... ....... .. 3.5 Etiket Bahan Kimia Tingkat Reagen (USP Specification) 3.6 Pengenceran dari Cairan Lebih Pekat (Satuan "/" vlv) 7.1 Toleransi Alat Ukur Volumetrik........... 8.1 Beberapa Oksidator dan Reduktor dalam Oksidimetri. 9.1 pH Bufer dan Perubahan pH oleh Penambahan Asam/Basa........... 9.2 Pembuatan Bufer Baku .......... 9.3 Pembuatan Bufer pH 0,65-4,76 (Bufer CH3COONa-HC|) ............... 9.4 Pembuatan Bufer pH 1,00-2,20 (Bufer KCI-HCI).... 9.5 Pembuatan Bufer pH 2,20-4,00 (Bufer KHP-HCI) 9.6 Pembuatan Bufer pH 3,4-5,5 (Bufer As. Sitrat-Natrium Sitrat)........ 9.7 Pembuatan Bufer pH 3,8-5,6 (Bufer CH3COOH-CH3COONa)......... 9.8 Pembuatan Bufer pH 4,10-5,90 (Bufer KHP-NaOH) ....................... 9.9 Pembuatan Bufer pH 4,6-6,4 (Bufer Na-maleat-NaOH) 9.10 Pembuatan Bufer pH 5,3-8,0 (Bufer NazHPO+-NaH2PO4) 9.11 Pembuatan Bufer pH 5,8-8,0 (Bufer KHzPO+-NaOH)............
2 3
Pembuatan Bufer pH 7,00-9,00 ................ Pembuatan Bufer pH 7 ,4-9,2 (Bufer H3BO3-Na2BoOz) . ....... ...... ...... 9.14 Pembuatan Bufer pH 8,00-9,10 (Bufer Boraks-HCl)....................... 9.15 Pembuatan Bufer pH 7,8-10,0 (Bufer HaBO3-KCI-NaOH) 9.'l 6 Pembuatan Bufer pH 9,20-1 0,80 (Bufer Boraks-NaOH) ................. 9.17 Pembuatan Bufer pH 9,60-l 1 ,00 (Bufer NaHCO3-NaOH)... ........ .. 9.18 Pembuatan Bufer pH 10,90-12,00 (Bufer NazHPO+-NaOH) ........... 9.19 Pembuatan Bufer pH 12,00-13,00 (Bufer KCI-NaOH) 9.20 Pembuatan Bufer pH 2,2-8,O (Bufer Asam Sitrat-Na2HPOa) 9.21 Pembuatan Bufer pH 2,62-9,'16 (Bufer Veronal-Asetat).................. 9.22 Pembuatan Bufer pH 2,6-12,0 (Bufer Universal) 10.1 Tipe Koloid Berdasarkan Fasanya 9.
1
9.1
1
I 9 11
13 18 21
24
24 25 25 33 126 150 166 171 172 172
173 173 174 174
175 175 176 176 177 177
178 178 179 179 180 180 181
182 184
€D vilt
Membuat Reagen Kimia di Laboratorium
Daftar Tabel
lx
__a
DAFTAR GAMBAR 2.1 Diagram Skala pH dan Sifat Keasaman/Kebasaan..... 3.1 Lambang Bahaya Bahan Kimia......... 7.1 Teknik Pemindahan dan Penggunaan Labu Takar......... 7.2 Melihat Permukaan Larutan dan Membaca Skala Tinggi Per-
mukaannya
7.3 Pengukuran dan Pemindahan 8.1 Deret Kekuatan Ligan
.. Cairan Dari Vol-pipet ............... .
11.1 Pembuatan Gas Hz 11.2 Elektrolisis Air dengan Menggunakan Pesawat Hoffmann........ 11.3 Elektrolisis Air dengan Menggunakan Sel Elektrolisis Ran-
cangan
11.4
14 21
126 127
128 161
194 194 194
O2....... COz Gas NHg Gas H2S..... Gas SOz
Pembuatan Gas Pembuatan Gas
195
11.6 11.7
Pembuatan
197
1.8
Pembuatan
11
1
.5
Pembuatan
Daftar Gambar
196 199 199
xl
!*!
-
DAFTAR LAMPIRAN 1. Satuan Sistem lnternasional (Satuan Sl) ..... . ... . 2. Tetapan Fisika dan Kimia... 3. Satuan dan KonversiSatuan.... 4. Kelipatan dan Subkelipatan Dalam Satuan S1............... 5. Sifat-Sifat Air ............ 6. Titik Didih Air terhadap Tekanan 7. Tekanan Uap Air (PHrO) dalam mm Hg terhadap Suhu ............... 8. Massa Jenis (D) Air pada Berbagai Suhu........... 9. Massa Jenis (D) Dari Beberapa Cairan 10. Komposisi/Kepekatan Beberapa Asam-basa Anorganik 11
.
Massa Jenis dan l(adar dari Larutan Amonium Hidroksida pada 20oC
..
12. Massa Jenis dan Kadar dari Larutan Asam K|orida....................... 13. Massa Jenis dan Kadar dari Larutan Asam Format ...................... 14. Massa Jenis dan Kadar dari Larutan Asam Asetat........................ 15. Massa Jenis dan Kadar dari Larutan Asam Nitrat 16. Massa Jenis dan Kadar dari Larutan Asam Sulfat 17. Massa Jenis dan Kadar dari Larutan Asam Fosfat........................ 18. Massa Jenis dan Kadar dari Gliserin 19. Unsur Kimia di Dalam Air Laut 20. Botol-plastik yang Digunakan di Laboratorium ............. 21. Awalan Dalam Tatanama Kimia......... 22. Nama Gugus Sebagai lon dan Ligan ......... 23. Derajat lonisasi (cr) Larutan dari Asam-Basa-Garam (1 8oC)......... 24. Perkiaan Nilai pH Cairan 25. Tetapan DisosiasiAsam-Asam Organik dalam Pelarut Air (25oC) 26. Tetapan Disosiasi Basa-Basa Organik dalam Pelarut Air (25oC).. 27. Tebpan DisosiasiAsam-Asam Anorganik dalam Larutan Air (25oC)... 28. Tetapan Disosiasi Basa-Basa Anorganik dalam Larutan Air (25oC) .. 29. lndikator-lndikator Asam-Basa 30. lndikator Pendar-Fluor (lndikator Fluoresen) 31. Tetapan Ketakstabilan Kompleks 32. Zal-Zal Baku Primer Volumetrik 33. Sifat Fisik Pelarut dan Tetapan Penurunan Titik Beku Mo|al......... 34. Sifat Fisik Pelarut dan Tetapan Kenaikan Titik Didih Molal .....,..... 35. Daftar Kelarutan dan Tetapan Hasil Kali Kelarutan Senyawa....... 36. Sifat-Sifat Garam... 37. Dafiar Unsur Kimia.......... 38. Peralatan Laboratorium Kimia Sederhana.. Daftar Lampiran
213 214 215 216 216 217 217 217
218 218 219 219 220 220 221 221
222 222
223 223 223 224 224 225
226 229 231
232 233 235 a 236 236 237
238 239 244 255 257
xlll
-!
Kata larutan (solution) sering dijumpai. Larutan merupakan campuran homogen antar dua atau lebih zat berbeda jenis. Ada dua komponen utama pembentuk larutan, yaitu zat terlarut (solute), dan pelarut (solvent). Fasa larutan dapat berupa fasa gas, cair, atau fasa padat bergantung pada sifat kedua komponen pembentuk larutan. Apabila fasa larutan dan tasa zal-zat pembentuknya sama, zat yang berada dalam jumlah terbanyak umumnya disebut pelarut sedangkan zal lainnya sebagai zat terlarut-nya. Tabe! 1.1 Jenis-Jenis Larutan Zat penyusun
Jenis larutan 1. Larutan gas
Campuran antar gas atau antar
uaF
(dalam semua perbandingan).
Contoh: "udara" dengan 2. Larutan cair
N2
sebagai pelarut.
Zat padat, zal cair, atau gas melarut dalam pelarut cair.
ke
Contoh: iod dalam alkohol; asam asetal dalam airi Oz dalam air; dan seterusnya. 3. Larutan padat a. Gas terlarut dalam zal padat
Gas Hz dalam logam paladium; gas
N2
dalam logam titanium.
b. Zat cai terlarut dalam zat padat
Raksa dalam logam emas (amalgam).
c. Zat padat terlarut dalam zat padat (disebut aliasi)
Seng dalam tembaga (disebut kuningan); karbon dalam besi (disebut ba1a); timah dalam tembaga (disebut perunggu); dan sebagainya. 1
Selain itu, masih ada beberapa macam penggolongan lain terhadap larutan. Berdasar banyak jenis zat yang menyusun larutan, dikenal larutan biner (tersusun dari 2 jenis zat); larutan terner (3 jenis zat penyusun); larutan kuartener (4 jenis zat penyusun); dst. Menurut sifat hantaran listriknya, dikenal larutan elektrolit (larutan yang dapat menghantarkan arus listrik), dan larutan nonelektrolit (larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik). Sedangkan ditinjau dari kemampuan suatu zal melarut ke dalam sejumlah pelarut pada suhu tertentu, dikenal: (1) Larutan tak-jenuh (unsaturated-solution); larutan yang masih dapat melarutkan sejumlah zat terlarutnya. (2) Larutan jenuh (saturated-solution); larutan yang mengandung zat terlarut dalam jumlah maksimal pada suhu tertentu. (3) Larutan lewat-ienuh (supersaturated-solution); larutan yang mengandung zal terlarut melebihi jumlah maksimalnya. Larutan terakhir ini dapat terjadi pada zat padat yang kelarutannya sangat tinggi terutama pada garam berair kristal tinggi seperti NazCOs.1OHzO, NazSzOs.SHzO; atau karena penurunan suhu yang cepat. Larutan lewat-jenuh yang terjadi akibat penurunan suhu bersifat kurang/tidak stabil (misalnya oleh guncangan) dan mudah berubah dengan membentuk larutan jenuhnya kembali sedangkan kelebihan zat terlarutnya muncul sebagai kristal zat semula. Pada buku ini, pembahasan hanya ditujukan pada campuran atau larutan berfasa cair dengan air sebagai komponen utama pelarutnya yang selanjutnya dalam buku ini akan diterapkan dengan istilah "larutan". Membuat sediaan kimia berupa larutan dan pereaksi khusus di laboratorium memerlukan teknik teftentu dengan ditunjang oleh pengetahuan teoretis yang mendasarinya. Kekeliruan atau penyimpangan dalam pembuatan pereaksi kimia (sediaan kimia) akan mengakibatkan hasil pengamatan (data percobaan) menjadi tidak jelas atau hasil analisis menjadi tidak tepat. Hal ini dapat menimbulkan kerugian dan pemborosan yang seharusnya tidak perlu terjadi, bahkan teknik pembuatan yang salah dapat mengancam kesehatan dan keselamatan diri sendiri dan/atau orang lain. Oleh karena itu, penerapan teknik pembuatan sediaan kimia yang benar merupakan pekerjaan penting dan menentukan keberhasilan dalam percobaan atau analisis kimia.
€D
BAB
2
Jenis zat terlarut dan jenis pelarut akan mempengaruhi sifat larutan yang terbentuk. Dalam buku ini uraian lebih menitikberatkan pada zat terlarut dalam pelarut air, dan sifat larutannya. Air merupakan pelarut yang tidak asing lagi dalam kehidupan. Sifat-sifat air seperti mudah diperoleh, mudah digunakan, memiliki trayek cair yang panjang, dan kemampuannya untuk melarutkan berbagai zal adalah sifat-sifat yang tidak dimiliki oleh pelarut lain. Sifat ini menempatkan aft sebagai pelarut universal. Kenyataan inilah yang mendorong banyaknya usaha pengkajian perilaku, perubahan sifat, dan analisis kimia zat sering dilakukan di dalam medium air.
A.
PROSES MELARUT Melarut (to dissolve) dapat diartikan sebagai:
molekul-molekul zat terlarut di dalam molekulmolekul air; misalnya gula dalam air, minyak dalam air, atau dalam hal lain CCI+ dalam benzen. berinteraksinya molekuUion zat terlarut dengan molekul-molekul air. lnteraksi dengan air ini biasa disebut hidrasi (atau istilah umumnya disebut solvasll. Hal ini terjadi pada zal-zat terlarut yang bersifat polar atau bersifat ionis, seperti HCl, NaCl, KCl, NazSOq, dan sebagainya.
1) terdispersinya
2)
Contoh: HCI(aq) -+ H.(aq) + Cl(aq) NaOH(s) -+ Na*(aq) + OH (aq) 2(aq) Na2SOa(s) -+ 2 Na.(aq) + SOo
3)
bereaksinya zat terlarut dengan pelarut (air). Contoh: 2 Na(s) + 2H2O(l)
Membuat Reagen Kirria di Laboratorium
-+
2 Na.(aq) + 2 OH-(aq) + Hr(g)
NHs(g) + H2O(/)
COr(g) + HzO(/)
-'-'
NH+OH(aq)
HzCOs(aq)
-'' NHa.(aq) + OH-(aq) -" H.(aq) + HCOe-(aq)
Contoh:
)
B.
KONSENTRASI LARUTAN Konsentrasi larutan didefinisikan sebagai banyaknya zat terlarut dalam sejumlah pelarut. Beberapa satuan konsentrasi yang sering dijumpai antara lain persen-massa; persen-volum; bagian per iuta; molalitas; dan molaritas.
1
%(volum)=
Persen Massa Simbol satuan: "/"(blb). massa zat terlarut x 100% (massa zat terlarut) + (massa pelarut)
(2.1a)
%(massa) =
massa zat terlarut x 100% massa totallarutan
(2.1b)
Catatan: 1. Ada beberapa zat cair di mana satu sama lainnya dapat bercampur dalam semua bagian (disebut misibel penuh), misalnya antara alkohol dan air. 2. Untuk tipe larutan zal cair dalam zat cair, sering dipertukarkan antara istilah pelarut dan istilah zat terlarut seperti pada larutan alkohol dalam air di atas. Penukaran ini dimaksudkan untuk menggambarkan tingkat kemurnian atau kepekatan zat cair yang
bersangkutan. Umumnya, kecuali
:
F NaOH 10% (massa) diartikan bahwa per 100 g larutan ini mengandung 10 g NaOH (atau setiap 100 g larutan tersebut terdiri dari 10 g NaOH dan 90 g air, bila pelarutnya air). l(.i.
F 10 ml H2SO4 95% (massa-jenis,idf
,aS+1 terlarut dalam 100 ml air (d 1,00). Konsentrasi larutan asam sulfat ini dalam satuan %(massa)
dapat ditetapkan*melalUi perhitungan berikut.
dxt ,gg4)(gsz) g H,so" o/o(massa) _ ' (1 0)(1 ,ffia) s + (100)(1 ,00) g (t
17,423 g'HzSOo 1
18,34 g
x 100o/o
-
,J
l"{
x100%
(volum totallarutan)
biasanya
Bagian Per Juta
zal
penyusunnya dapat dinyatakan
bagian zat terlarut x 106 (bagian zat terlarut) + (bagian pelarut)
(2.3a)
Untuk larutan dengan lebih dari dua zal penyusunnya satuan konsentrasi bpj dapat dirumuskan sebagai:
volum zat terlarut x 100"/o %(volum)= (volum zat terlarut) + (volum pelarut) volum zat terlarut
3.
bpj =
Persen Volum Simbol satuan: /"(vlv).
air maka untuk tipe larutan ini,
pernyataan konsentrasinya disertai dengan penyebutan komponen lainnya; misalnya CCI+ 30o/o (v) dalam benzen. ! Satuan "/" dapal juga diartikan sebagai tingkat kemurnian atau ketakmurnian zat yang bersangkutan, misalnya HzSO+ 95% (massa) menunjukkan adanya zat asing (pengotor) sebesar 5% terhadap asam sulfat tersebut.
Simbol satuan: bpj atau ppm. Untuk larutan, antardua menurut hubungan berikut:
= 17,5%
%(volum) =
(25)(70Y") mL alkohol x100% (25 + 75) mL
17'5 mL alfohol x 100% =17,so/oalkohot. 100 mL
%(massa)=
Contoh
2.
F
Alkohol 70% (volum) dapat diartikan bahwa untuk setiap '100 ml larutan ini terdiri dari 70 ml alkohol (etanol) dan 30 ml air (bila komponen selain alkohol hanya air). 25 ml alkohol 70% dicampur dengan 75 ml air, maka konsentrasi larutan alkohol yang terbentuk dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.3 seperti berikut.
x 100%
(2.2a)
(2.2b)
bpj zatA=
bagian zat terlarut x 106 (totalbagian larutan)
(2.3b)
Contoh:
F Suatu air minum mempunyai kandungan besi sebesar dua bpj. Hal ini dapat diartikan bahwa setiap 1 liter air minum tersebut (massa jenis = mengandung 2 mg besi.
Monbuat Reagen Kimia di Laboratorium
Bab 2 Sifat Larutan
1)
F Udara memiliki komposisi (dalam % volum) sebagai 78% Nz; 21%
Oz;
0,9% argon; 0,03% COz; dan 0,07"/" gas-gas lain. Konsentrasi gas CO2 dalam satuan bpj dapat dihitung seperti berikut.
ry+e
=.
bpj zat CO,
, O*ro
5.
Molaritas Simbolsatuan: M.
Salu molar, atau 1 M suatu larutan didefinisikan sebagai 1 mol suatu zat terlarut di dalam 1 liter larutan, atau 1 mmol zat itu terlarut dalam 1 ml larutan. Secara umum dapat dinyatakan menurut hubungan berikut:
x 1oG = (0,03)(1 o o) = soo.
Catatan:
1. Bpj merupakan padanan dari ppm tpart per million).
2. Satuan bpj sering diterapkan untuk konsentrasi zat yang kuantitasnya sangat kecil dalam campurannya; terutama banyak dijumpai dalam analisis mikro;
molaritas
analisis spektrometri, atau pada pernyataan komposisi pencemar/racun.
4.
zalA= molzat A
mmol zat A 1 L-Erutqn , 1 mL larutan
l
(2.5a)
Persamaan 2.5a dapat diubah sebagai berikut:
Molalitas molaritas
Simbol satuan: m
Salu molal, atau 1 m suatu larutan didefinisikan sebagai 1 mol zat terlarut di dalam 1000 g pelarut. Secara umum berlaku: molalitas A =
molzatA
Contoh:
L
F 6,3 g HzCzOq.2HzO
(M, 126) dituangi dengan air sampai volum larutan mencapai 100 mL. Konsentrasi larutan asam oksalat dalam satuan molar, besarnya adalah
We x 1000
(2.4b)
MoxW"
Di mana: wa = IT'tdSSa zal A (dalam gram); Ma = ITt?SSa molekul relatif zat A (dalam g/mol); dan Wp = nalssd pelarut (dalam gram)
F NaCl 0,1 m dapat diartikan bahwa ada 0,1 mol NaCl (atau ada 5,85
motaritas H2c2o4
g
Simbol satuan molar, M dapat juga dinyatakan ke dalam bentuk simbol lain sebagai [ ]. Hubungan antara kedua simbol ini adalah M = moUL = mmol/ml; atau dengan simbol lain:
NaCl) terlarut di dalam 1000 g pelarut (dalam hal iniadalah air).
Ke dalam 500 ml air dilarutkan 34,2 g gula,
C12H22O11
=.J999S*9 ^ = 0,5. (126 g/mot)(1oo mL)
Catatan:
Contoh:
F
NaOH 0,1 M mempunyai pengertian bahwa untuk setiap 1 liter (atau 1000 ml) larutan inimengandung 0,1 mol NaOH (atau 4 gram NaOH).
Bentuk lain dari persamaan 2.4a adalah molalfias
(2.5b)
Di mana: wa = ITloSSd zat A (dalam g), Ma = ITI€ISS€I molekul relatif zat A (dalam g/mol), dan V = volum larutan (dalam mL).
(2.4a\
1000 g pelarut
,"t A = *o '1ooo Mo xV
(Mr 342).
[
]
Sebagai contoh, untuk HzCzO+ 0,5 M dapat dinyatakan sebagai [HzCzO+] = 0,5.
Konsentrasi larutan gula ini dengan satuan molal dapat ditetapkan melalui perhit.ungan berikut. M,(gula) = MA = 3a2; W(gula) = 34,2; W(air) = 500 g (massa-jenis air = 1); maka molalitas gula adalah, mguta
=
(34,2 g)(1000) (3a2 s/mol)(500 g)
6.
Konversi Satuan Konsentrasi
a
bpj=
=O,2
o,.:[
(d(A- 4 )"/" atau aoTo = (a)(1Oo) Opj (,)(tooo)
L(100 - o)(M)
Membuat Reagen Kimia di Laboratorium
Bab 2 Sifat Larutan
L )
(2.6)
(2.7)
, r" _[(,)(o)(to)1,
L (M)
lstilah kelarutan
_l
,r-[(,)(o)(tooo)l* (a.M) 11000 +
,
,
-
(2.10)
a= hargakonsentrasi
1
1-10
10-30 30
-
100
100-1000 1000- 10000 lebih dari 10000
*Farmakope lndonesia, Edisi lll, 1979.
Keterangan: bpj = bagian per juta 70 = persen-massa m = molol
Kurang dari
Mudah larut Larut Agak sukar larut Sukar larut Sangat sukar larut Praktis tidak larut
)
ooo) -l ,
Fraksi atau jumlah bagian pelarut yang diperlukan untuk melarutkan 1 bagian zat terlarut
Sangat mudah larut
(2.e)
[L{ (1000 .d) - (a.u)} ) (')(t
Tabel 2.1 lstilah Kelarutan Zat *
(2.8)
M = molar
M = ITldss? molekul relatif d = massa-jenis.
Catatan : Rumus/hubungan di atas akan memenuhi bila pelarutnya air (dan massa-jenis air dianggap sama dengan 1).
C. KELARUTAN ZAT Hampir sebagian besar zat dapat melarut di dalam air; hanya ada yang mudah dan bahkan ada pula yang sukar atau sedikit sekali larut. Kemampuan melarut suatu zal di dalam sejumlah pelarut pada suhu tertentu berbeda-beda antara satu dengan lainnya. "Jumlah maksimal zat terlarut dalam sejumlah pelarut pada suhu tertentu" inilah yang disebut kelarutan (solubility) zat itu. Pada umumnya turunnya suhu akan menurunkan kelarutan dari zat terlarutnya. Berbeda dengan gas-gas, kelarutan gas menurun dengan naiknya suhu di samping oleh pengaruh tekanan barometer di atas permukaan larutannya. Biasanya pernyataan kelarutan zat selalu disertai dengan kondisi suhunya atau bila tanpa ada nilai suhunya berarti kelarutannya dimaksudkan pada suhu kamar; sedangkan untuk gas-gas, kelarutannya sering disertai dengan kondisi suhu dan tekanan udara permukaan (tekanan total)nya. Beberapa istilah "ukuran kelarutan" yang bersifat kualitatif dapat diacu menurut Tabel 2.1.
1.
Kelarutan Gas Gas-gas umumnya sedikit melarut ke dalam air; sementara yang sukar bereaksi dengan pelarut (air) adalah Oz, Hz, CO, NO, dan gasgas mulia. Gas-gas yang cukup tinggi kelarutannya (dan ada yang dapat bereaksi dengan air) di antaranya adalah gas-gas seperti NH3, COz, SOz, dan gas hidrogen-halida. Kelarutan beberapa gas di dalam air ditunjukkan pada Tabel2.2.
2.
Kelarutan Elektrolit Sifat elektrolit (meliputi asam, basa, dan garam), sifat pelarut, dan juga suhu akan mempengaruhi kelarutan elektrolit tersebut. Tabel 2.2 Kelarutan Beberapa Gas dalam Air
Nz
Kelarutan (dalam mg per 100 g air) * pada: 200c 250C looc 4ooc ooc 3ooc 2,312 1,901 1,751 1,624 2,942 1,391
Oz
6,945
5,368
4,339
3,931
3,588
3,082
0,174 3.479 7,560
0,160 2,838
0,1 54
0,147 2,305
0,139
Gas
Hz
0,1 92
CO
4,397
NO
9,833 334,6 706,6
COz
H,S
231,8 511,2 16,21"
6,173
2,603 5,630
5,165
1.68,8
144,9
125,7
384,6 11,28"
337,5
298,3 7,80^
2,O75
4,394 97,3 236,1
22,834 SOz 9,41" 5,414 *) Saat tekanan total (yakni jumlah tekanan parsial dan tekanan uap air) di atas permukaan cairan adalah 760 mmHg (atau tekanan barometer) dalam gram gas per 100 gram air.
Mombuat Roagon Kimia di Laboratorium
Bab 2 Sifat Larutan
I
Tabel2.3 Kelarutan Beberapa Garam dalam Air dan Asam-kuat Encer
Kecuali asam silikat (H2S|O3), pada umumnya asam-asam mudah larut dalam air. Untuk senyawa basa*, hanya NH4OH (atau amoniak pekat), dan basa-basa dari logam alkali dan logam alkali tanah yang mudah larut sedangkan sebagian besar basa sukar larut di dalam-air. Asam dan basa yang melarut ada yang langsung terionisasi sebagian besar, dan ada yang hanya sebagian kecil. Asam dan basa yang sebagian besar berada sebagai ion-ionnya masing-masing disebut asam kuat, dan basa kuat. Sedangkan asam dan basa yang sebagian besar berada sebagai molekul-molekulnya disebut asam lemah dan basa lemah. Basa sukar larut, kelarutannya secara kuantitatif dicirikan dari harga tetapan hasil kali kelarutan ion-ionnya, K', (lihat Lamp. 35).
Garam
Sulfat
Klorida
tergolong larutan encer apabila konsentrasinya antara 1,0 N (Lihat juga Tabel 2.1.)
-
0,01 N.
Bromida
lodida
Kelarutan dalam Asam-kuat Encer
Sukar
Mudah
Sukar
(2\
(3\
(4\
Nitrat
Dihubungkan dengan konsentrasi larutan dari asam/basa, secara kualitatif dikenal istilah asam/basa pekat dan asam/basa encer**. Keterangan: * Hanya NH4OH berwujud cair, umumnya basa berwujud padat berwarna putih kecuali basa-basa dari logam transisi. * pekat atau encernya suatu larutan menunjukkan banyak atau sedikitnya zat terlarut di dalam sejumlah pelarutnya, dan umumnya larutan
Kelarutan dalam Air
(s)
Semua CaSO+ putih SrSO+ putih BaSO+ putih PbSO+ putih
Selain (2)
AgClputih
Selain (2)
Semua CaSO+ putih SrSO+ putih BaSOa putih PbSO+ Putih
Selain (4)
AgClputih
Selain (4)
HgzClz putih
HgzCl2 putih
PbClz
PbClz
Putih
Putih
AgBr
kuning HgzBrz putih PbBrz putih
Selain (2)
AgBr
kuning Hg2Br2 putih PbBrz putih
Selain (4)
Agl
Selain (2)
Agl
Selain (4)
kng.muda
kng.muda
Hgzlz kuning
Hgzlz kuning
Hgl2 Pbl2
Hgl2 Pbl2
merah kuning
Karbonat;
Selain (3)
Sulfit;Silikat
(putih)
merah kuning
Na*; K*; NH+*
Fosfat; Arsenat Sulfida
Selain (3)
Na*;
5*;
Selain (5)
NH+*;
Na*;-K*; N-Hr*; C-a2*;
sr1; Bal.; Mg'l; Fe"i Zn'*i Mn'*
Ca'*: Sr'*:
Garam-garam terlarut ada yang langsung terionisasi menjadi kation dan anionnya, dan ada pula yang selanjutnya mengalami hidrolisis. Kelarutan garam-garam sangat bervariasi. Tabel 2.3 memberikan gambaran kualitatif terhadap kelarutan garam-garam di dalam air dan di dalam asam kuat encer. Untuk garam-garam yang sukar (atau sedikit).larut dalam air, kelarutannya secara kuantitatif pada suhu 25oC dicirikan oleh harga tetapan hasil kali kelarutan (K"o) dari garam yang bersangkutan. (Lihat Lampiran 35.)
Mudah
Ba2*; Mg2+
Catatan:
1) Garam-garam PbClz, PbBrz, dan Pbl2 mudah 2) Warna dari beberapa endapan sulfida: hitam
coklat SnS
larut dalam air panas.
kuning kotor
lrngga SbzSg; SbzSs
3.
Larutan Jenuh Konsep larutan jenuh sangat berhubungan erat dengan konsep endapan. Terbentuknya endapan merupakan salah satu ciri bahwa suatu reaksi telah terjadi. Timbulnya endapan amat bergantung pada kelarutan suatu zat di dalam pelarut, atau pada tercapainya larutan jenuh darizal itu. Semakin rendah kelarutan suatu zat semakin mudah pencapaian larutan jenuhnya.
Telah dikemukakan bahwa elektrolit terutama hampir semua basa dan beberapa garam memiliki kelarutan yang rendah di dalam 10
Membuat Reagen Kimia di Laboratorium
Bab 2 Sifat Larutan
11
pelarut air. Larutan jenuh dari elektrolit seperti ini dapat digambarkan secara umum melalui persamaan kesetimbangan larutan jenuhnya sebagai:
&Bv(s)
+
xA.Y(aq) + yB-'(aq)
efektif. Tabel 2.4 memperlihatkan perubahan kelarutan garam perak klorida, AgCl dan garam barium sulfat, BaSO+ di dalam pelarut (air) yang mengandung garam KNO3. i -
Tabel2.4 Kelarutan AgCl dan BaSOq dalam larutan KNO3
(2.11)
Dengan demikian, dalam larutan jenuh elektrolit sukar larut, jumlah atau konsentrasi ion-ionnya dalam larutan tidak akan mengalami perubahan (berharga tetap) pada suhu tetap. Oleh karena itu, terhadap elektrolit sukar larut, untuk larutan jenuhnya berlaku:
Kp
Harga Gp pada suhu kamar untuk setiap elektrolit sukar larut dapat ditemui pada berbagai literatur. (Lihat juga: Lampiran.) Sebagai contoh adalah garam perak karbonat, AgzCOs dalam pelarut air dapat membentuk kesetimbangan sebagai: Ag2CO3(s)
+
2Ag.(aq) + CO32- (aq)
0,005 0,010 1
AgCl
1.00x10 1 .04 x 10-" 1.08 x 10-" 1.12 x 10-'
BaSOq ,00 x 10-' 1,21 x 10' 1,48 x 10-' 1,70 x 10-' 1
Day & Underwood (1989: p.224).
D. pH AIR DAN pH LARUTAN 1. pH Air Air tergolong elektrolit sangat lemah*, dan dapat terionisasi sendiri (autoionisasi) menurut kesetimbangan,
dan berlaku:
Kp =
0,001
(2.12)
= [A-{'[B*]Y
Kelarutan (dalam molar):
Konsentrasi KNO3. (dalam molar) 0,000
1
H2O=H*+OH
[Ag.]'z[COs'zl
[Harga Kp dari Ag2co3(s) pada 25oC adalah 8,45 x 10
12;
lihat: Lampiran.]
Berdasar pada persamaan (2.12), dapat dikemukakan bahwa bila: 1) hasil perkalian ion = l("0, berarti larutan bersifatienuh, 2) hasil perkalian ion < Gp, berarti larutan bersifat tak'ienuh,dan 3) hasil perkalian ion , Ko , berartiterbentuk endapan.
Tetapan kesetimbangan ionisasinya adalah,
K=IIJ$ l,ut* lH,Ol
[K; : rFilrorrt]
(2.13)
Dengan menerapkan prinsip kesetimbangan, maka akibat adanya salah satu ion sejenis di dalam pelarut akan memperkecil
di mana K* dinamakan tetapan autoionisasi air (atau biasa dikenal sebagai tetapan ionisasi air). Melalui perhitungan yang berdasarkan
jumlah atau konsentrasi dari elektrolit yang melarut; atau dengan kata lain "kelarutan elektrolit menjadi berkurang di dalam pelarut yang mengandung ion sejenis" (efek ini dikenal sebagai efek ion-seienis). Selain itu, adanya ion-ion tak-sejenis pun atau adanya garam tertentu di dalam pelarut ada yang dapat mempengaruhi kelarutan suatu elektrolit. Gejala ini dikenal sebagai geiala keaktifan.
K* sebesar 1,0 x 1O-14-.p?da?S oC. Dengan demikian, untuk air murni oC
Pengetahuan tentang faktor-faktor yang mempengaruhi kelarutan sangat membantu kita untuk memperoleh hasil analisis atau sintesis yang maksimal, misalnya bagaimana untuk memperoleh hasil pengendapan yang sempurna atau hasil pencucian endapan yang 12
Membuat Reagen Kimia di Laboratorium
pada hasil pengukuran hantaran listrik terhadap air, diperoleh harga pada25
besarnya tH.] = IOH
l
=
1O
*daya hantar listrik air pada 2s oC adatah 6,0
x 10 I ohm-1 cm-l
.
Konsentrasi dari ion H* atau ion OH- dalam larutan akan menentukan sifat keasaman atau sifat kebasaan dari larutan itu. Adanya zat terlarut seperti asam, basa, atau garam dapat mengubah konsentrasi ion-ion tersebut dalam larutannya. Melarutnya asam ke dalam air akan memperbesar konsentrasi H* sedangkan basa akan Bab 2 Sifat Larutan
13
memperbesar konsentrasi OH-; sementara garam dapat memperbesar [H*] atau [OH-l bergantung pada tipe garam yang melarut. Cara yang paling populer untuk menyatakan tingkat keasaman atau tingkat kebasaan suatu larutan adalah seperti yang diperkenalkan oleh Sorensen, yakni dengan menggunakan skala pH (kadang disebut skala Sorensen). pH didefinisikan sebagai, negatif logaritma dasar 1A dari konsentrasi ion H*.
rog
[o
-
[H*]'=
Cu
.G
(2.17b)
di mana C" = konsentraSi asam, n = valensi asam; asam; dan K" = tetapan ionisasi asam.
cr
= derajat iOniSaSi 1.
Contoh Soal: (2.14)
tH.al
Berapa liter akuades yang harus ditambahkan ke dalam 5 mL asam sulfat 6 M agar diperoleh larutan asam sulfat dengan pH 1? Penyelesaian:
dan berlaku juga:
H_
Atau:
Catatan: Untuk asam-asam kuat, nilai o dapat dianggap sama dengan
Atau secara matematis dapat dinyatakan sebagai:
[- ,!L= -
(2.17a)
(2.15)
los [OHl pH
T I.-T.-|--T r-f. T=r--I rT-T"]
4
5
6
7
I
I
r--l'-'-T-T.--l' T-l
10 11 12 13
14
pH = - log {n.cr.Cu} R. molekul asam sulfat: HzSO+ HzSO+ (asam kuat) 5 mL HzSOa 6M
