Kesetimbangan Larutan Lanjutan.pdf

8/18/2019 Kesetimbangan Larutan Lanjutan.pdf

1/25

HUKUM HENRY

Dalam Larutan ideal baik zat terlarut maupun

pelarutnya akan memenuhi hukum Raoult dimana

komponen yang terlibat didalamnya mempunyai

tekanan uap yang sebanding dengan fraksi mol dengan

kemiringan kurvanya Pi

0

Hukum RAOULT :

Pada Larutan Yang Menyimpang dari Hukum

Raoult, jika komponen itu minoritas zat terlarut),

tekanan uapnya masih sebanding dengan fraksi mol

tetapi tetapan perbandingannya adalah K Konstanta

dengan dimensi tekanan).

Hukum HENRY :

X

zt

: Fraksi mol zat terlarut Solute)

K : Konstanta Henry dimensi Tekanan; atm, pascal dll)

Pi = xi . Pi0

Pzt = xZt . K


2/25

Catatan :

Bagi larutan yang TIDAK IDEAL, Hukum Henry

berlaku pada daerah yang sama dengan daerah

berlakunya Hukum Raoult bagi zat pelarut.

Bagi larutan yang IDEAL Hukum Henry menjadi

IDENTIK dengan Hukum Raoult dimana K = P

i

0

Contoh

Dengan menggunakan Tetapan HK Henry K

CO2

=

0,167.10

9

Pa), Hitung kelarutan CO

2

didalam air pada

25

0

C jika tekanan parsial CO

2

pada suhu tersebut

P

0 1

K

P

i

o

Deviasi

Henry

Deviasi

Raoult

Larutan Ideal

(Hukum Henry)

Larutan Ideal

(Hukum Raoult)


3/25

adalah 1 atm. Anggaplah satu liter larutan mengandung

1000 gram air 1 atm = 101.325 Pa).

Jawab ;

Kelarutan → molalitas

=

= ………10

-9

n

CO2

dapat diperoleh \\\\\

karena :

molalitas = mol zat terlarut/massa pelarut kg) dan

jumlah pelarut = 1000 gram,

Jadi, Kelarutan CO

2

≈ mol CO

2

dalam larutan


4/25


5/25

PENURUNAN TEKANAN UAP

∆P)

Apabila zat terlarut solute) dimasukkan / dilarutkan

dalam larutan, maka tekanan uap pelarut akan

menurun. Hal ini dapat ditunjukkan berdasarkan Hukum

Raoult :

P

A

= x

A

. P

A

0

1)

∆P = P

A

0

– P

A

2)

= P

A

0

– [x

A

. P

A

0

]

= P

A0

– [P

A0

1 – x

B

) ]

= P

A

0

– [P

A

0

– P

A

0

. x

B

) ]

∆P = P

A

0

. x

B

3)

Dengan : ∆P = Penurunan tekanan uap

P

A

0

= Tekanan uap murni pelarut solvent)

P

A

= Tekanan uap larutan setelah

ditambahkan solute)

x

B

= Fraksi mol zat terlarut solute)

x

A

= Fraksi mol pelarut solvent)


6/25

HUBUNGAN ∆P dengan Mr

SUATU ZAT

∆P = P

A

0

. x

B

Penurunan tekanan uap berbanding lurus dengan fraksi

mol zat terlarut Solute).

∆

A = zat pelarut Solvent)

B = zat terlarut Solute)

Untuk larutan yang sangat encer Sehingga

Berdasarkan Persamaan : ∆P = P

A

0

. x

B

∆


7/25

∆

Zat B = zat terlarut Solute)

Zat A = zat pelarut Solvent)

Contoh soal :

Tekanan uap eter Mr = 74), 442 mmHg pada 20

0

C.

Jika 3 gram senyawa X dilarutkan ke dalam 50 gram

eter pada suhu tersebut, tekanan uapnya menjadi 426

mmHg. Tentukan M

r

senyawa X ???

Jawab :

M

r

X = ………………\\\\\


8/25

KENAIKAN TITIK DIDIH ∆Tb

)

A = zat Pelarut Solvent)

B = zat Terlarut Solute)

Kesetimbangan antara uap zat terlarut dengan

pelarut terjadi pada suhu tertentu sehingga :

Disusun ulang :

∆

∆G

P

= energi bebas Gibbs Penguapan,

x

B

= fraksi mol zat terlarut

A (g)

A (l) + B

μ A*(g)

μ A (l)

II


9/25

Dari Hubungan :

∆G

P

=

∆H

P

– T

∆SP

∆

Pers 1)

Jika x

B

= 0, maka titik didihnya titik didih cairan

murninya, T

*

,

sehingga :

∆

∆

∆

Pers 2)

Karena, ln 1 = 0, maka selisih pers 1) dan pers 2)

adalah :

∆

∆

∆

∆

–

Pers 3)

karena, x

B


10/25

Hasil Penyelesaian deret Virial :

–

–

–

– ……

Sehingga ; ln 1 – x

B

) = – x

B

Pers 3) menjadi

∆

–

∆

–

Karena, T≈ T* maka,

–

∆

∆

∆

∆

∆

Pers 4)


11/25

Untuk larutan yang sangat encer; n

A

>>> n

B

, sehingga

Dari hubungan jumlah mol pelarut dalam 1 kg pelarut

dg Mr nya dimana ;

n

A

= massa pelarut/M

r

Pelarut; sehingga

Sehingga pers 4, menjadi ;

∆

∆

∆

Sehingga ; ∆

∆T

b

= Kenaikan titik didih

K = Konstanta


12/25

m

B

= molalitas larutan mol solute /1 kg pelarut)

HUBUNGAN

∆T

b

dengan M

r

ZAT TERLARUT

∆T

b

= K

B

. m

B

Sehingga

∆

∆

∆Tb

= Kenaikan titik didih

K

b

= Konstanta titik didih

M

r B

= Massa molekul relatif zat terlarut

W

B

= jml massa zat terlarut solute)

W

A

= jml massa pelarut solvent)


13/25

PENURUNAN TITIK BEKU ∆Tf

)

A = zat Pelarut Solvent)

B = zat Terlarut Solute)

Kesetimbangan heterogen yang terjadi pada sistem

tersebut adalah antara pelarut padat murni dan larutan

dengan zat terlarut pada fraksi molnya, x

B

.

Pada titik beku, potensial kimia A dalam kedua fasa itu

sama :

Disusun ulang :

–

∆

∆G

f

= energi bebas Gibbs Peleburan,

x

B

= fraksi mol zat terlarut

A(l)+ B

A (s)II

μA l)

μ*A s)


14/25

Dari Hubungan :

∆G

fus

=

∆H

fus

– T

∆Sfus

–

∆

– ∆

∆

Pers 1)

Jika x

B

= 0, maka titik bekunya adalah titik beku cairan

murninya, T

*

,

sehingga :

∆

∆

∆

Pers 2)

Karena, ln 1 = 0, maka selisih pers 1) dan pers 2)

adalah :

∆

∆

∆

∆

–

Pers 3)

karena, x

B


15/25

Sehingga ; ln 1 – x

B

) = – x

B

Pers 3) menjadi

∆

–

∆

–

Karena, T

≈ T

*

maka,

–

∆

∆

∆

∆

∆

Pers 4)

∆Hfus

= Entalpi Peleburan pelarut

T = Titik beku larutan

T

*

= Titik beku murni


16/25


A

>>> n

B

, sehingga

Dari hubungan jumlah mol pelarut dalam 1 kg pelarut

dg Mr nya dimana ;

n

A

= massa pelarut/M

r

Pelarut; sehingga

Sehingga pers 4, menjadi ;

∆

∆

∆

Sehingga ;

∆

∆T

b

= Penurunan Titik Beku

K

f

= Konstanta titik beku freezing)

m

B

= molalitas larutan mol solute / 1 kg pelarut)


17/25

HUBUNGAN ∆Tb

dengan M

r

ZAT TERLARUT

∆T

f

= K

f

. m

B

Sehingga

∆

∆

∆T

f

= Penurunan titik beku

K

f

= Konstanta titik beku

M

r B

= Massa molekul relatif zat terlarut

W

B

= jml massa zat terlarut solute)

W

A

= jml massa pelarut solvent)


18/25

TEKANAN OSMOSIS

Tekanan osmosis merupakan tekanan yang diberikan

kepada larutan sehingga dapat mencegah

mengalirnya molekul pelarut memasuki larutan

melalui selaput semipermeabel.

Selaput semipermeabel merupakan selaput/membran

yang dapat diresapi oleh pelarut tetapi tidak bisa

dilewati zat terlarut.

Pembahasan termodinamika tentang osmosis akan

bergantung pada kesetimbangan potensial kimia

pelarut pada kedua sisi membrane harus sama.

SELAPUT SEMIPERMEABEL

PELARUT

MURNI

LARUTAN

P P+

μA (P+)μA (P)


19/25

Pada sisi pelarut murni :

μ*A P)

potensial kimia pada

P)

Pada sisi larutan : potensial kimia diturunkan dengan

memperhatikan adanya zat terlarut sebanyak fraksi

mol x

A

, tetapi dinaikkan karena tekanan lebih besar

P +

π) yang dialami oleh larutan ;

μA

x

A

, P+

π).

Pada kesetimbangan, kedua tekanan tersebut harus

sama:

1)

Dengan adanya zat terlarut

2)

Dari hubungan perhitungan efek tekanan :

3)


20/25

Dengan menggabungkan ketiga persamaan tersebut,

diperoleh :

–

4)

V

m

= Volume molar pelarut murni n/V)

Untuk larutan sangat encer,

ln x

A

= ln 1 – x

B

) = – x

B

dan

= V

m

. [P +π – P]

= V

m

.π

Sehingga :

–

RT . x

B

= V

m

.

π 5)


21/25


A

>>> n

B

, sehingga

Dan hubungan :

→ V = n

A

. V

m

Pers 5) akan menjadi :

Sehingga

RT . n

B

= V .

π ’

= C.R.T Pers.Tekanan Osmosis

catatan :


22/25

HUBUNGAN TEKANAN OSMOSIS dengan

M

r

ZAT TERLARUT

= C.R.T

=

M

r

B

= massa molekul relative zat terlarut

= tekanan osmosis

R = tetapan gas universal

T = suhu mutlak

V = Volume larutan


23/25

KELARUTAN

Kelarutan bukanlah sifat koligatif yang sempurna TAPI

jika dianggap kelarutan berperilaku sebagai suatu gas

ideal maka kelarutan memiliki sifat koligatif)

Jika zat terlarut padat dibiarkan kontak dengan suatu

pelarut maka zat itu melarut sampai larutan menjadi

jenuh, dan kejenuhan berarti telah terjadi

kesetimbangan.

Pada kesetimbangan, potensial kimia zat padat murni

μB

*

s) akan sama dengan potensial kimia B dalam

larutan μB

.

μB

= μB

*

l) + RT ln x

B

A(l)+ B

B (s)II

μB l)

μ*B s)


24/25

Pada kesetimbangan :

Disusun ulang :

∆

T = temperatur pada kesetimbangan

∆Gf

= energi bebas Gibbs Peleburan,

Dari Hubungan : ∆Gfus

= ∆Hfus

– T∆Sfus

– ∆

∆

Pada titik leleh zat terlarut temperaturnya = T

*

dan pada

keadaan tersebut

,

∆G

fus

= 0 sehingga:

∆


25/25

Dengan menganggap entalpi dan entropi pelelehan

tetap pada rentang temperatur tertentu, diperoleh

hubungan

∆

–

Jadi :

Kelarutan B akan turun secara eksponensial jika

temperatur diturunkan dari titik lelehnya.

Documents

Kesetimbangan Larutan Lanjutan.pdf