View
102
Download
11
Category
Preview:
DESCRIPTION
kelarutan dan gejala distribusiBiokimia
Citation preview
KELARUTAN & GEJALA KELARUTAN & GEJALA DISTRIBUSIDISTRIBUSI
Agus Siswanto, MSi, AptAgus Siswanto, MSi, Apt
Farmasi UMPFarmasi UMP
LARUTAN???LARUTAN???
PRINSIP UMUMPRINSIP UMUM
LARUTANLARUTANSuatu campuran dari dua atau lebih Suatu campuran dari dua atau lebih
komponen membentuk dispersi molekuler yg komponen membentuk dispersi molekuler yg homogenhomogen
LARUTAN JENUHLARUTAN JENUHSuatu larutan dimana zat terlarut berada Suatu larutan dimana zat terlarut berada
dalam kesetimbangan dengan fase padatdalam kesetimbangan dengan fase padatMisal : parasetamol (1:70), teofilin (1:120)Misal : parasetamol (1:70), teofilin (1:120)
KELARUTAN??KELARUTAN??
KELARUTANKELARUTAN Interaksi spontan dua atau lebih zat membentuk Interaksi spontan dua atau lebih zat membentuk
dispersi molekuler homogen (KUALITATIF)dispersi molekuler homogen (KUALITATIF) Konsentrasi zat terlarut dalam larutan jenuh Konsentrasi zat terlarut dalam larutan jenuh
pada suhu tertentu (KUANTITATIF)pada suhu tertentu (KUANTITATIF) Kadar jenuh solute dlm sejml solvent yg Kadar jenuh solute dlm sejml solvent yg
menunjukan interaksi spontan satu/lebih solute menunjukan interaksi spontan satu/lebih solute dg solvent telah terjadi dan membentuk dispersi dg solvent telah terjadi dan membentuk dispersi molekuler molekuler
Jumlah ml pelarut dimana akan larut 1 gram zat Jumlah ml pelarut dimana akan larut 1 gram zat terlarut (USP)terlarut (USP)
Contoh: 1g asam borat larut dlm 18 ml air, 4 ml Contoh: 1g asam borat larut dlm 18 ml air, 4 ml gliseringliserin
ISTILAH PERKIRAAN ISTILAH PERKIRAAN KELARUTANKELARUTAN
ISTILAHISTILAH JUMLAH PELARUT*JUMLAH PELARUT*
Sangat mudah larutSangat mudah larut < 1< 1
Mudah larutMudah larut 1 – 10 1 – 10
Larut Larut 10 – 30 10 – 30
Agak sukar larutAgak sukar larut 30 – 100 30 – 100
Sukar larutSukar larut 100 – 1000 100 – 1000
Sangat sukar larutSangat sukar larut 1000 – 10.000 1000 – 10.000
Praktis tidak larutPraktis tidak larut > 10.000> 10.000
*Bagian pelarut (g) yg dibutuhkan 1g bagian zat terlarut
FAKTOR KELARUTANFAKTOR KELARUTAN
Sifat fisika kimia solut & solventSifat fisika kimia solut & solventSuhu Suhu Tekanan Tekanan pHpH
INTERAKSI PELARUT – INTERAKSI PELARUT – ZAT TERLARUTZAT TERLARUT
PELARUT POLARPELARUT POLAR
Polaritas pelarut (momen dipol)Polaritas pelarut (momen dipol) Air + alkohol larut dlm segala perbandinganAir + alkohol larut dlm segala perbandingan
Ikatan hidrogenIkatan hidrogen
PELARUTPELARUT MOMEN DIPOLMOMEN DIPOL KELARUTAN*KELARUTAN*
Nitrobenzen Nitrobenzen 4,2.104,2.10-18-18 esu.cm esu.cm 0,0155 mol/kg0,0155 mol/kg
FenolFenol 1,7.101,7.10-18-18 esu.cm esu.cm 0,95 mol/kg0,95 mol/kg
* Dalam pelarut air
Hydrogen bonds Special case of ion-dipole or dipole-dipole interactions
H-bond donor: X-H (or cation)
H-bond acceptor: X (or an anion) where X = O, N, S
OH
O
O
H
O
H
Intramolecular
Intermolecular
PELARUT POLARPELARUT POLAR
Sifat asam-basa lewis (donor-akseptor Sifat asam-basa lewis (donor-akseptor elektron)elektron)
Struktur molekulStruktur molekul
Misal:perbandingan gugus polar terhadap Misal:perbandingan gugus polar terhadap gugus non polargugus non polaralkohol alifatik (R panjang) alkohol alifatik (R panjang) → S↓→ S↓ t-butil alkohol → campur airt-butil alkohol → campur airn-butil alkohol → 8 g/100 mln-butil alkohol → 8 g/100 ml
MEKANISME PELARUTANMEKANISME PELARUTAN
Pelarut polar Pelarut polar →↓→↓gaya tarik-menarik ion kristal gaya tarik-menarik ion kristal (NaCl)(NaCl)
Pelarut Pelarut Tetapan dielektrikTetapan dielektrik Senyawa ionik*Senyawa ionik*
Air Air 78,578,5 Larut Larut
KloroformKloroform 4,804,80 Praktis tdk larutPraktis tdk larut
BenzenBenzen 2,272,27 Praktis tdk larutPraktis tdk larut
*misal NaCl
MEKANISME PELARUTANMEKANISME PELARUTAN
Memutuskan ikatan kovalen (rx asam-Memutuskan ikatan kovalen (rx asam-basa)basa)HCl + HHCl + H22O O → H→ H33OO++ + Cl + Cl--
RCOOH + HRCOOH + H22O → dapat diabaikanO → dapat diabaikanRCOOH + NaOH → RCOORCOOH + NaOH → RCOO-- + Na + Na++
Solvasi molekul & ionSolvasi molekul & ionGaya interaksi dipolGaya interaksi dipol Ikatan hidrogenIkatan hidrogen
Ion Dipole Interactions
E q1
4or1,22
NH3+ O
NH
O
(+)
q1 is the atomic charges on atom or molecule 1, is the dipole moment on the adjacent molecule, o is the dielectric constant and r1,2 is the distance between 1 and 2
Dipole-Dipole Interactions
E1 2
4or1, 23
O
N
H
O (+)
1 is the dipole moment on molecule 1, is the dipole moment on the adjacent molecule, o is the dielectric constant and r1,2 is the distance between 1 and 2
Charge transfer interactions
Dipole-induced dipole interaction
E1
2
122
r1, 26
CN
CN
OH
where 1 is the dipole moment on molecule 1, is the polarizability of the adjacent molecule, and r1,2 is the distance between 1 and 2
PELARUT NON POLARPELARUT NON POLAR
Interaksi dipol induksiInteraksi dipol induksiGaya van der Waals-LondonGaya van der Waals-LondonMisal : minyak/lemak larut dalam benzenMisal : minyak/lemak larut dalam benzen
Van der Waals/London-Dispersion forces
(instantaneous dipole-induced dipole interactions)
E3I12
2
4r1, 26
CH H
CH H
where I1 is the ionization potential on molecule 1, is the polarizabiliy of the adjacent molecule, and r1,2 is the distance between 1 and 2
Hydrophobic interactions
CH2
CH2CH2
CH2CH3
CH3CH2
CH2CH2
CH2
CH2
CH2CH2
CH2CH3
CH3CH2
CH2CH2
CH2
HO
H
HO
H
HO
H
HO
H
H
OH
H
OH
HO
H
HO
H H
O
H
HO
H
H
O H
H
O H H
O H
H
OH
H
H
H
O H
H
O HH
O
H
H
O
H
HO
H
H
O H
H
O HH
O
H
H
O
H
HO
HHO
H
HO
HHO
H
HO
H
PELARUT SEMIPOLARPELARUT SEMIPOLAR
Sebagai perantara bercampurnya cairan Sebagai perantara bercampurnya cairan polar dan non polar melalui INDUKSI polar dan non polar melalui INDUKSI DERAJAT POLARITAS molekul pelarut DERAJAT POLARITAS molekul pelarut non polarnon polar
Misal: Aseton Misal: Aseton → S dlm eter↑→ S dlm eter↑
KELARUTAN KELARUTAN GAS DLM CAIRANGAS DLM CAIRAN
Faktor yg mempengaruhi:Faktor yg mempengaruhi:
TekananTekananSuhuSuhuSalting outSalting outReaksi kimiaReaksi kimia
TEKANANTEKANAN
Hukum HenryHukum Henry Larutan yg sangat encer pd T konstan, Larutan yg sangat encer pd T konstan,
konsentrasi gas terlarut sebanding dg tekanan konsentrasi gas terlarut sebanding dg tekanan parsial gas diatas larutan pd kesetimbanganparsial gas diatas larutan pd kesetimbangan
CC22 = = σσ..pp CC22 = konsentrasi gas terlarut (gram/l) = konsentrasi gas terlarut (gram/l) pp = tekanan gas parsial (mmHg) = tekanan gas parsial (mmHg) σσ = koefisien kelarutan (M) = koefisien kelarutan (M)
Kelarutan gas sebanding tekanan gas dlm Kelarutan gas sebanding tekanan gas dlm larutanlarutan
Sediaan effervescent??Sediaan effervescent??
SUHUSUHU
SUHUSUHU ↑↑
KELARUTAN GAS/CAIRKELARUTAN GAS/CAIR ↓↓
ADANYA KECENDERUNGAN GAS BEREKSPANSIADANYA KECENDERUNGAN GAS BEREKSPANSI
SALTING OUTSALTING OUT
Pengusiran garamPengusiran garamLarutan (gas terlarut) + NaCl Larutan (gas terlarut) + NaCl → gas↑→ gas↑
Adanya gaya tarik-menarik ion garam dg airAdanya gaya tarik-menarik ion garam dg air
Kerapatan air ↓Kerapatan air ↓
Gas terlepasGas terlepas
PARAMETER KELARUTAN GASPARAMETER KELARUTAN GAS
Koefisien kelarutan (Koefisien kelarutan (σσ))Jml gas terlarut (g/l) pada tekanan tertentuJml gas terlarut (g/l) pada tekanan tertentuσσ =C =C22 / / pp
Koefisien Bunsen (Koefisien Bunsen (αα))Volume gas (l) yg larut dlm 1 liter pelarut Volume gas (l) yg larut dlm 1 liter pelarut
(0°C, 760 mmHg)(0°C, 760 mmHg)αα p= V p= Vgas(STP)gas(STP) / V / Vlarutanlarutan
SOALSOAL
Jika 0,0160 g OJika 0,0160 g O22 dilarutkan dalam 1 liter dilarutkan dalam 1 liter
air pada suhu 25C dan pada tekanan Oair pada suhu 25C dan pada tekanan O22
300 mmHg. 300 mmHg. Hitunglah Koefisien kelarutan (Hitunglah Koefisien kelarutan (σσ) dan ) dan
Koefisien Bunsen (Koefisien Bunsen (αα)!)!
JAWABJAWAB
σσ=[c2 (g/l)] / [p (mmHg)]=[c2 (g/l)] / [p (mmHg)] = 0,0160/300 = 5,33.10= 0,0160/300 = 5,33.10-5-5
Volume OVolume O22 pd STP?? pd STP??
VVO2O2 = nRT/p = = nRT/p = (0,0160/32)(0,08205)(273,16)(0,0160/32)(0,08205)(273,16)
1atm1atm
= 0,0112= 0,0112
αα = V = Vgasgas/(V/(Vlarutanlarutanxp)= 0,0112/(1x 300/760)xp)= 0,0112/(1x 300/760)
= 0,0284= 0,0284
SOALSOAL
Berapa gram OBerapa gram O22 yang dapat dilarutkan yang dapat dilarutkan
dalam 250 ml air? Jika diketahui tekanan dalam 250 ml air? Jika diketahui tekanan total diatas campuran 760 mmHg, tekanan total diatas campuran 760 mmHg, tekanan parsial oksigen dalam larutan 0,263 atm, parsial oksigen dalam larutan 0,263 atm, dan suhu 25dan suhu 25°°C. C.
JAWABJAWAB
σσ = 5,33.10 = 5,33.10-5-5 = C = C22 (g/l)/ (0,263x760)mmHg (g/l)/ (0,263x760)mmHg
CC22 = 0,0107 g/liter = 0,0107 g/liter
CC22 = 0,0027 g/ 250 ml = 0,0027 g/ 250 ml
KELARUTAN CAIRAN KELARUTAN CAIRAN DALAM CAIRANDALAM CAIRAN
LARUTAN IDEALLARUTAN IDEAL
Ketidakhadiran sempurna gaya atraksi Ketidakhadiran sempurna gaya atraksi molekuler (gas)molekuler (gas)
Keseragaman sempurna gaya atraksi Keseragaman sempurna gaya atraksi molekuler (larutan)molekuler (larutan)
Gaya A – A = B – B = A – B Gaya A – A = B – B = A – B Larutan ideal & Hukum RaoultLarutan ideal & Hukum Raoult
HUKUM RAOULTHUKUM RAOULT
Tekanan uap parsial dari setiap konstituen yg Tekanan uap parsial dari setiap konstituen yg dpt menguap (px) adalah sama dengan tekanan dpt menguap (px) adalah sama dengan tekanan uap konstituen murni dikalikan dengan fraksi uap konstituen murni dikalikan dengan fraksi molnya dlm larutanmolnya dlm larutan
Misal: pMisal: pAA = p = pAA°°. X. XAA
ppBB = p = pBB°°. X. XBB
ppAA&p&pBB = tek uap parsial konstituen diatas larutan = tek uap parsial konstituen diatas larutan dg fraksi mol konsentrasi Xdg fraksi mol konsentrasi XAA&X&XBB
pp° = ° = tekanan uap murni konstituentekanan uap murni konstituen Berlaku jk zat berada dlm konsentrasi tinggiBerlaku jk zat berada dlm konsentrasi tinggi
CONTOH SOALCONTOH SOAL
Berapakah tekanan uap parsial benzen Berapakah tekanan uap parsial benzen (A) dan etilen klorida (B) dalam larutan yg (A) dan etilen klorida (B) dalam larutan yg mengandung fraksi mol benzen 0,6?mengandung fraksi mol benzen 0,6?
Diketahui tekanan uap benzen murni pd Diketahui tekanan uap benzen murni pd 50 C adalah 268 mm, dan 236 untuk etilen 50 C adalah 268 mm, dan 236 untuk etilen klorida.klorida.
JAWABJAWAB
ppAA = 268 X 0,6 = 160,8 mm = 268 X 0,6 = 160,8 mm
ppBB = 236 X 0,4 = 94,4 mm = 236 X 0,4 = 94,4 mm
Tekanan uap total (P) :Tekanan uap total (P) :P = pP = pAA + p + pBB = 160,8 + 94,4 = 255,2 mm = 160,8 + 94,4 = 255,2 mm
LARUTAN NYATALARUTAN NYATA
Ketidakseragaman gaya atraksi molekulerKetidakseragaman gaya atraksi molekulerGaya atraksi molekulerGaya atraksi molekuler
Adhesi = gaya interaksi molekul tdk sejenisAdhesi = gaya interaksi molekul tdk sejenisKohesi = gaya interaksi molekul sejenisKohesi = gaya interaksi molekul sejenis
Jenis larutan nyata (Hk Raoult):Jenis larutan nyata (Hk Raoult):Penyimpangan Negatif (adhesi > kohesi)Penyimpangan Negatif (adhesi > kohesi)Penyimpangan Positif (adhesi < kohesi)Penyimpangan Positif (adhesi < kohesi)
PENYIMPANGAN NEGATIFPENYIMPANGAN NEGATIF
Atraksi adhesi > kohesiAtraksi adhesi > kohesiTekanan uap larutan < tekanan uap Tekanan uap larutan < tekanan uap
larutan ideal (Hk Raoult)larutan ideal (Hk Raoult)↑ ↑ kelarutan zat kelarutan zat Contoh: Kloroform & AsetonContoh: Kloroform & AsetonTerjadi interaksi adhesi (Terjadi interaksi adhesi (hidrogen bondinghidrogen bonding) )
> kohesinya →↓ > kohesinya →↓ escaping tendencyescaping tendencyClCl33C – H C – H ------ O=C(CH O=C(CH33))22
PENYIMPANGAN POSITIFPENYIMPANGAN POSITIF
Atraksi adhesi < kohesiAtraksi adhesi < kohesiTekanan uap larutan > tekanan uap Tekanan uap larutan > tekanan uap
larutan ideal (Hk Raoult)larutan ideal (Hk Raoult)↓ ↓ kelarutan zat kelarutan zat Faktor (kohesi): asosiasi molekul Faktor (kohesi): asosiasi molekul
membentuk molekul ganda membentuk molekul ganda (dimer)/polimer(dimer)/polimer
Contoh: Benzen&Etil alkohol, Contoh: Benzen&Etil alkohol, kloroform&etil alkoholkloroform&etil alkohol
KATAGORI SISTEM KATAGORI SISTEM CAIRAN - CAIRANCAIRAN - CAIRAN
1. Tercampur sempurna1. Tercampur sempurna
2. Tercampur sebagian2. Tercampur sebagian
Bercampur = kelarutan timbal-balik dari Bercampur = kelarutan timbal-balik dari komponen dlm sistem cairan-cairankomponen dlm sistem cairan-cairan
1.TERCAMPUR SEMPURNA1.TERCAMPUR SEMPURNA
Dapat bercampur dg segala perbandinganDapat bercampur dg segala perbandinganMisal: Misal:
Pelarut polar&semipolar Pelarut polar&semipolar
air-alkohol; gliserin-alkohol; alkohol-asetonair-alkohol; gliserin-alkohol; alkohol-asetonPelarut non polarPelarut non polar
benzen-karbon tetrakloridabenzen-karbon tetrakloridaBukan problem pd aspek farmasiBukan problem pd aspek farmasi
2. TERCAMPUR SEBAGIAN2. TERCAMPUR SEBAGIAN
Terbentuk 2 lapisan cairan (FASE)Terbentuk 2 lapisan cairan (FASE)Tiap lapisan mengandung cairan lain Tiap lapisan mengandung cairan lain
dalam keadaan terlarutdalam keadaan terlarutContoh: Sistem Fenol – AirContoh: Sistem Fenol – AirDiagram komposisi-temperaturDiagram komposisi-temperatur
Diagram komposisi-temperaturDiagram komposisi-temperatur
Kelarutan timbal-balik dipengaruhi suhuKelarutan timbal-balik dipengaruhi suhuTie lineTie line (kurva binodal) (kurva binodal) → komposisi → komposisi
komponen dalam kedua fase konjugatkomponen dalam kedua fase konjugatSuhu 50°CSuhu 50°C
Fase A (Fase Air) mengandung 11 % fenolFase A (Fase Air) mengandung 11 % fenolFase B (Fase Fenol) mengandung 63 % fenolFase B (Fase Fenol) mengandung 63 % fenol
Perhitungan komponen dlm fase konjugat (d)Perhitungan komponen dlm fase konjugat (d)
1
3
%13
%39
%11%24
%24%63
panjangbd
panjangdc
BeratFaseB
BeratFaseA
CONTOH SOALCONTOH SOAL
Campuran fenol 24 g dan 76 g air Campuran fenol 24 g dan 76 g air membentuk sistem fenol-air pada suhu membentuk sistem fenol-air pada suhu 5050°°C.C.
Hitunglah :Hitunglah :Jumlah fase air (A) dan fase fenol (B) yg Jumlah fase air (A) dan fase fenol (B) yg
terbentuk dlm sistem tsbterbentuk dlm sistem tsbJumlah fenol dalam tiap fase tsbJumlah fenol dalam tiap fase tsb
JAWABJAWAB
Berdasarkan diagram (suhu 50Berdasarkan diagram (suhu 50°°C) diketahui C) diketahui bahwa campuran mengandung 24% fenol bahwa campuran mengandung 24% fenol (titik d)(titik d)
Fase air (A) mengandung 11% fenolFase air (A) mengandung 11% fenol Fase fenol (B) mengandung 63% fenolFase fenol (B) mengandung 63% fenol Jumlah tiap fase di titik d:Jumlah tiap fase di titik d:
1
3
%13
%39
%11%24
%24%63
panjangbd
panjangdc
BeratFaseB
BeratFaseA
ggxFaseB
ggxFaseA
251003
1
751004
3
JAWABJAWAB
Jumlah fenol??Jumlah fenol??Dalam fase air (A) = 11% x 75g = 8,25 gDalam fase air (A) = 11% x 75g = 8,25 gDalam fase fenol (B) = 63% x 25g= 15,75gDalam fase fenol (B) = 63% x 25g= 15,75gTotal fenol = 8,25 g + 15,75 g = 24,00 gTotal fenol = 8,25 g + 15,75 g = 24,00 g
PENGARUH ZAT ASINGPENGARUH ZAT ASING
Sifat kelarutan tgt sifat zat XSifat kelarutan tgt sifat zat X Jika zat X larut A Jika zat X larut A atauatau B B → kel cairan ↓→ kel cairan ↓
Fenol-air + Naftalen → TFenol-air + Naftalen → Tkonsulatkonsulat ↑ (~30°C) ↑ (~30°C)
Fenol-air + KCl → TFenol-air + KCl → Tkonsulatkonsulat ↑ (~8°C) ↑ (~8°C)
Jika zat X larut A Jika zat X larut A dandan B B → kel cairan ↑→ kel cairan ↑Fenol-air + Na-oleat → TFenol-air + Na-oleat → Tkonsulat minkonsulat min ↑ & T ↑ & Tkonsulat maxkonsulat max ↓ ↓
Sistem Biner (AB) Sistem Terner (AB-X)+Zat X
HUBUNGAN MOLEKULERHUBUNGAN MOLEKULER
Indeks topografi – struktur molekul & gugus Indeks topografi – struktur molekul & gugus fungsionalfungsional
11X = menjumlahkan ikatan (yg merupakan X = menjumlahkan ikatan (yg merupakan kebalikan akar kuadrat jml tiap ikatan)kebalikan akar kuadrat jml tiap ikatan)
Propana: HPropana: H33C – CHC – CH22 – CH – CH33
11X = (1x2)X = (1x2)-1/2-1/2 + (1x2) + (1x2)-1/2-1/2 = 1,414 = 1,414
Isobutana Isobutana 11X = (1x3)X = (1x3)-1/2-1/2 + (1x3) + (1x3)-1/2-1/2 + (1x3) + (1x3)-1/2-1/2 = 1,732 = 1,732
CH3
2HC
3HC
CH3
HUBUNGAN MOLEKULERHUBUNGAN MOLEKULER
Persamaan (analisis regresi) alkana pd Persamaan (analisis regresi) alkana pd 2525°°C:C:
Ln S = -1,505 – 2,533 Ln S = -1,505 – 2,533 11XXKelarutan isobutanaKelarutan isobutana
Ln S = -1,505 – (2,533x1,732) = 5,8922Ln S = -1,505 – (2,533x1,732) = 5,8922S = 2,76.10S = 2,76.10-3-3 molal molal
LUAS PERMUKAAN MOLEKULERLUAS PERMUKAAN MOLEKULER
Amidon dkk (kelarutan non elektrolit—Amidon dkk (kelarutan non elektrolit—hidrokarbon,eter,alkohol,ester,keton -- dlm hidrokarbon,eter,alkohol,ester,keton -- dlm pelarut polar)pelarut polar)
Kelarutan luas permukaan total (TSA) zat Kelarutan luas permukaan total (TSA) zat terlarutterlarut Log (kelarutan) = 0,0168 (TSA) + 4,44Log (kelarutan) = 0,0168 (TSA) + 4,44
Hidrokarbon & alkohol dlm air (25Hidrokarbon & alkohol dlm air (25°°C)C) Ln (kelarutan) = -0,0430 (HYSA) – 0,586 (FGSA) + Ln (kelarutan) = -0,0430 (HYSA) – 0,586 (FGSA) +
8,003 (I) + 4,4208,003 (I) + 4,420 FGSA = luas permukaan gugus hidroksilFGSA = luas permukaan gugus hidroksil HYSA = luas permukaan hidrokarbonHYSA = luas permukaan hidrokarbon I = variabel indikator, alkohol=1 & hidrokarbon tanpa I = variabel indikator, alkohol=1 & hidrokarbon tanpa
OH =0OH =0
Senyawa Senyawa HYSAHYSA FGSAFGSA S (molal)S (molal)
n-Butanoln-Butanol 212,9212,9 59,259,2 1,0061,006
SikloheksanolSikloheksanol 240,9240,9 49,649,6 3,8x103,8x10-1-1
SikloheksanaSikloheksana 279,1279,1 == 6,61x106,61x10-4-4
n-Oktanan-Oktana 383383 -- 5,80x105,80x10-6-6
Ln S = -0,0430 (HYSA) – 0,586 Ln S = -0,0430 (HYSA) – 0,586 (FGSA) + 8,003 (I) + 4,420(FGSA) + 8,003 (I) + 4,420
KELARUTAN ZAT PADAT KELARUTAN ZAT PADAT DALAM CAIRANDALAM CAIRAN
LARUTAN IDEALLARUTAN IDEAL -Log X-Log X22
ii==
XX22ii= fraksi mol zat terlarut= fraksi mol zat terlarut
ΔΔHf= panas peleburan molar (kal/mol)Hf= panas peleburan molar (kal/mol) To= titik leleh zat terlarut (°K)To= titik leleh zat terlarut (°K) T= temperatur larutan (°K)T= temperatur larutan (°K) R= tetapan gas = 1,987 kal/der molR= tetapan gas = 1,987 kal/der mol
Faktor yg berpengaruhFaktor yg berpengaruh Suhu (T)Suhu (T) Titik leleh zat padat (To)Titik leleh zat padat (To) Panas peleburan molar (Panas peleburan molar (ΔΔHf)Hf)
ToT
TTo
R
Hf
.303,2
ToT
TTo
R
Hf
.303,2
ToT
TTo
R
Hf
.303,2
ToT
TTo
R
Hf
.303,2
ToT
TTo
R
Hf
.303,2
CONTOH SOALCONTOH SOAL
Hitung kelarutan naftalen dalam larutan Hitung kelarutan naftalen dalam larutan ideal (20ideal (20°°C), jika titik leleh naftalen 80C), jika titik leleh naftalen 80°°C, C, dan panas peleburan molar 4500 kal/mol!!dan panas peleburan molar 4500 kal/mol!!
JawabJawab -Log X-Log X22
ii==
XX22ii= 0,27= 0,27
253293
293353
987,1303,2
4500
.303,2 xxToT
TTo
R
Hf
253293
293353
987,1303,2
4500
.303,2 xxToT
TTo
R
Hf
LARUTAN NYATALARUTAN NYATA
KonstantaKonstanta Koefisien keaktifan zat terlarutKoefisien keaktifan zat terlarut Tgt sifat zat terlarut&pelarut, serta suhu larutanTgt sifat zat terlarut&pelarut, serta suhu larutan aa22=keaktifan solut dlm larutan=keaktifan solut dlm larutan
XX22= konsentrasi solut= konsentrasi solut Larutan ideal: Larutan ideal:
22.303,2
LogToT
TTo
R
HfLogX
2
2
22
222
X
LogXLogLog
aa
12
2Gaya atraksi molekuler Gaya atraksi molekuler
yg harus diatasiyg harus diatasiKerja yg harus dilakukanKerja yg harus dilakukan
untuk memindahkan suatu molekul fase untuk memindahkan suatu molekul fase terlarut & menyimpannya dlm pelarutterlarut & menyimpannya dlm pelarut
3 TAHAP PELARUTAN
TAHAP 1TAHAP 1
Pemindahan 1 molekul fase terlarutPemindahan 1 molekul fase terlarutKerja untuk pemecahan ikatan antara 2 Kerja untuk pemecahan ikatan antara 2
molekul berdekatan = 2wmolekul berdekatan = 2w2222
Kerja netto = wKerja netto = w2222
TAHAP 2TAHAP 2
Pembentukan lubang dalam pelarut untuk Pembentukan lubang dalam pelarut untuk menerima zat terlarutmenerima zat terlarut
Kerja = wKerja = w1111
TAHAP 3TAHAP 3
Penempatan zat terlarut dlm lubang Penempatan zat terlarut dlm lubang pelarutpelarut
Kerja atau penurunan energi potensial= -Kerja atau penurunan energi potensial= -ww1212
Keja total = -2wKeja total = -2w1212
KERJA TOTALKERJA TOTAL
TAHAP 1= wTAHAP 1= w2222
TAHAP 2 = wTAHAP 2 = w1111
TAHAP 3 = -2wTAHAP 3 = -2w1212
KERJA TOTAL = wKERJA TOTAL = w2222 + w + w1111 - 2w - 2w1212
Jika wJika w2222+w+w1111>>2w>>2w1212 --- tdk larut --- tdk larut Jika wJika w2222+w+w1111<<2w<<2w1212 --- larut --- larut Scatchard-Hildebrand-WoodScatchard-Hildebrand-Wood
~ vol zat terlarut dan vol total pelarut, shg:~ vol zat terlarut dan vol total pelarut, shg:
VV22= vol molar zat terlarut= vol molar zat terlarut = vol fraksi pelarut = = vol fraksi pelarut =
2
RT
VwwwLn
212
1211222 2
)()( 2211
11
VXVX
VX
Kelarutan solut Kelarutan solut (non polar, sdkt polar)(non polar, sdkt polar)
δδ = parameter kelarutan = parameter kelarutan
ΔΔHv = panas penguapanHv = panas penguapan Vt = volume molar Vt = volume molar
senyawasenyawa R = tetapan gasR = tetapan gas T = temperatur mutlakT = temperatur mutlak
2/1
Vt
RTHv
2)21(
303,2.303,2
212
2
RT
V
ToT
TTo
R
HfLogX
RT
VwwwLn
212
1211222 2
22.303,2
LogToT
TTo
R
HfLogX
Contoh SoalContoh Soal
Jika diketahui pada suhu 25Jika diketahui pada suhu 25°°C:C:Panas penguapan cairan iodium 11493 Panas penguapan cairan iodium 11493
kal/molkal/molPanas peleburan iodium 3600 kalPanas peleburan iodium 3600 kalTitik leleh iodium 113Titik leleh iodium 113°°CCVolume molar iodium 59 cmVolume molar iodium 59 cm33
Parameter kelarutan karbon disulfida 10Parameter kelarutan karbon disulfida 10Volume molar karbon disulfida 60 cmVolume molar karbon disulfida 60 cm33
CONTOH SOALCONTOH SOAL
Hitung parameter kelarutan iodium!Hitung parameter kelarutan iodium!Tentukan fraksi mol iodium dalam karbon Tentukan fraksi mol iodium dalam karbon
disulfida (25disulfida (25°°C)!C)!Hitung koefisien keaktifan iodium!Hitung koefisien keaktifan iodium!
Parameter kelarutan (Parameter kelarutan (δδ) iodium) iodium
δδiodiumiodium = [( = [(ΔΔHv-RT)/Vt]Hv-RT)/Vt]1/21/2
= [(11.493 – 1,987x298,2) / 59] = [(11.493 – 1,987x298,2) / 59] ½½
= 13,6= 13,6
XXiodiumiodium dalam karbon disulfida dalam karbon disulfida
2)21(
303,2.303,2
212
2
RT
V
ToT
TTo
R
HfLogX
2)21(
303,2303,2
212
2
RT
V
To
TTo
RT
HfLogX
2)6,130,10(
1364
159
386
298386
1364
36002
2
x
LogX
0689,02 X
Koefisien keaktifan iodium Koefisien keaktifan iodium
= X= Xii22/ X/ X22
XXii2 2 ????????????
22 0689,02 X
XX22i i (iodium)(iodium)
-Log X-Log X22ii==
-Log X-Log X22ii==
XX22ii= 0,250= 0,250
ToT
TTo
R
Hf
.303,2
ToT
TTo
R
Hf
.303,2
ToT
TTo
R
Hf
.303,2
ToT
TTo
R
Hf
.303,2
ToT
TTo
R
Hf
.303,2
386
298386
1364
3600
303,2.303,2 To
TTo
RT
Hf
ToT
TTo
R
Hf
Koefisien keaktifan iodium Koefisien keaktifan iodium
= X= Xii22/ X/ X22
= 0,250/0,0689 = 3,628= 0,250/0,0689 = 3,628
22
EHS ApproachEHS Approach
Extended Hildebrand Solubility ApproachExtended Hildebrand Solubility ApproachKelarutan solut polar/non polar dalam Kelarutan solut polar/non polar dalam
solven nonpolar – polar solven nonpolar – polar Sistem polarSistem polar
Assosiasi solut/solventAssosiasi solut/solventSolvasi solut oleh solventSolvasi solut oleh solventKompleksasi antar solutKompleksasi antar solut
EHS ApproachEHS Approach -Log X-Log X22= -Log X= -Log Xii
22 + + A (wA (w1111+w+w2222 – 2W) – 2W) Log Log γγ22= = A (wA (w1111+w+w2222 – 2W) – 2W) Log Log γγ22= = Log Log γγvv+ + Log Log γγRR
Log Log γγvv = A ( = A (δδ11 – – δδ22))22
Log Log γγR R = A (2= A (2δδ11 δδ2 2 – 2W)– 2W) -Log X-Log X22= -Log X= -Log Xii
22 + + A (A (δδ1122 + +δδ22
22 – 2W) – 2W)KeteranganKeterangan
δδ1122 = parameter kelarutan solvent = parameter kelarutan solvent
δδ222 2 = parameter kelarutan solut= parameter kelarutan solut
A = (VA = (V22 ø ø2211) / (2,303RT)) / (2,303RT)
γγv v = gaya Van der waals= gaya Van der waals γγR R = gaya sisa= gaya sisa
SOLVASISOLVASI
Adanya interaksi molekul zat terlarut Adanya interaksi molekul zat terlarut dengan pelarutdengan pelarut
2W2W1212 > W > W2222
2W2W1212 > W > W1111
Penyimpangan negatif Hk RaoultPenyimpangan negatif Hk RaoultPeningkatan kelarutanPeningkatan kelarutan
ASSOSIASIASSOSIASI
Interaksi antara molekul sejenis (antar Interaksi antara molekul sejenis (antar solut atau antar solvent)solut atau antar solvent)
Misal: Air + solut non polarMisal: Air + solut non polarWW1111 >> W >> W2222
WW1212 kecil kecilPenyimpangan positif Hk RaoultPenyimpangan positif Hk RaoultPenurunan kelarutanPenurunan kelarutan
Kelarutan elektrolit yg sukar larutKelarutan elektrolit yg sukar larut
Ksp (Hasil kali kelarutan)Ksp (Hasil kali kelarutan) AgCl AgCl (padat)(padat) →→ Ag Ag++ + Cl + Cl--
K = (AgK = (Ag++ ) (Cl ) (Cl-- ) / (AgCl) ) / (AgCl)pdtpdt
Ksp = (AgKsp = (Ag++) (Cl) (Cl--) )
Pengaruh ion sejenisPengaruh ion sejenis NaCl + AgCl NaCl + AgCl →→ ↑↑ClCl--
(Ag(Ag++) (Cl) (Cl--) >> Ksp) >> Ksp Menurunkan kelarutan AgClMenurunkan kelarutan AgCl
+ garam yg tdk punya ion sejenis + garam yg tdk punya ion sejenis →↑kelarutan→↑kelarutan
PENGARUH pH PADA KELARUTAN PENGARUH pH PADA KELARUTAN ELEKTROLIT LEMAHELEKTROLIT LEMAH
Obat : asam/basa lemahObat : asam/basa lemahpHp – pH dimana elektrolit terlarupHp – pH dimana elektrolit terlaru< pHp --- asam tidak larut< pHp --- asam tidak larut
pHp = pKa + log pHp = pKa + log [[(S-So)/So(S-So)/So]]> pHp --- basa tidak larut> pHp --- basa tidak larut
pHp = pKw – pKb + log pHp = pKw – pKb + log [[SoSo / (S-So) / (S-So) ]]S= kelarutan totalS= kelarutan totalSo = kelarutan molar asam/basaSo = kelarutan molar asam/basa
Pengaruh pelarut pd kelarutan obatPengaruh pelarut pd kelarutan obat
Zat terlarut lebih mudah larut dalam Zat terlarut lebih mudah larut dalam campuran pelarut --- COSOLVENCYcampuran pelarut --- COSOLVENCY
Cosolven = pelarut yg dapat menaikan Cosolven = pelarut yg dapat menaikan kelarutan solutkelarutan solut
Contoh gliserinContoh gliserinKelarutan fenobarbital Kelarutan fenobarbital ↑→ alkohol + gliserin↑→ alkohol + gliserin
Pengaruh surfaktan Pengaruh surfaktan
Surfaktan Surfaktan →↑kelarutan obat →↑kelarutan obat Mekanisme – adsorpsi gugus polar dan Mekanisme – adsorpsi gugus polar dan
non polarnon polarMisal: gliserin, etanolMisal: gliserin, etanol
Recommended