Larutan cair

Larutan cairParameter larutanKonsentrasiLarutan adalah campuran yang homogen. Larutan bisa terdiri atas dua atau lebih komponen. Komposisi zat terlarut dinyatakan dengan istilah konsentrasi. Misalkan larutan terdiri atas komponen A sebagai pelarut dan B sebagai zat terlarut, maka pernyataan konsentrasi adalah:- Fraksi MolxB = mol B xA + xB = 1 mol A + mol B- % mol %(mol) B = mol B x 100% mol A + mol B

Konsentrasi- %(berat) B = massa B x 100% Massa A + massa B- % (vol) B = volume Bx 100%volume A + volume B- Molaritas (M)M = mol B/L larutan

konsentrasi- Normalitas (N)N = ekivalen B /L larutanEkivalen = massa/massa ekivalen Massa ekivalen = Mr/(jumlah elektron/ yang dihasil oleh suatu senyawa dalam reaksi oksidasi dan reduksi atau jumlah proton yang dihasilkan oleh asam atau jumlah hidroksida dalam basa pada reaksi asam-basa) N = massa/(Mr/n)/1 L larutan = M x n, dengan n = jumlah elektron/proton/hidroksida

- Molalitas (m)m = mol B/1 Kg pelarut

- Part per million (ppm)1 ppm = 1mg B /1L larutan

konsentrasi- Part per billion (ppb) 1 ppb = 1 g B/1L larutan

viskositasViskositas adalah ukuran ketahanan cairan untuk mengalir. Makin mudah suatu cairan mengalir, makin kecil tahanannya atau viskositasnya ().Viskositas absolut atau viskositas dinamik atau viskositas sederhana merupakan perbandingan tegangan geser (F/A) terhadap gradien kecepatan (vx/x), = F/A F/A = vx/x vx/xSatuan SI untuk viskositas adalah PaS (Pascal second) atau dyne S/cm2 atau Poise. Hubungan satuan ini adalah1 PaS = 10 Poise = 1000 milli PaS 1 centi poise = 1 milli PaS

viskositasCara lain untuk menyatakan viskositas adalah viskositas kinematik yang merupakan perbandingan viskositas absolut dengan massa jenis cairan = /Viskositas kinematik merupakan ukuran tahanan cairan yang mengalir dan dipengaruhi oleh gaya gravitasi. Satuan SI untuk viskositas kinematik adalah m2/s dan cm2/s = 1 stoke (St). 1 m2/s = 10 000 cm2/s (St) = 1000 000 mm2/s (cSt)1 St = 100 cSt

viskositasSecara umum viskositas diukur dengan dua metode:Viskometer OswaldCairan dialirkan sepanjang pipa l dengan jari-jari R, dalam waktu tempuh t, dalam kecepatan alir volumetrik, V, terjadi penurunan tekanan sepanjang pipa, p, maka = (p) R4t8 V lUmumnya, viskositas dihitung dengan membandingkan laju aliran cairan/waktu alir (t1) yang akan diukur dan diketahui massa jenisnya (1) dengan laju cairan yang diketahui viskositas (2), massa jenis (2), dan diukur waktu alirnya (t2), 1 = 1 t1 2 2 t2

viskositasMetode bola jatuhMetode bola jatuh menggunakan bola yang dijatuhkan ke dalam cairan dengan massa jenis yang akan diukur viskositasnya. Jika bola memiliki jari jari rb dan massa jenis b dan gravitasi adalah g serta kecepatan bola adalah v, maka = 2 (rb)2 (b-) g/9vBila digunakan metode perbandingan cairan, dengan 1 dan 2 adalah massa jenis cairan 1 dan cairan 2 serta t1 dan t2 adalah waktu yang diperlukan oleh bola untuk melewati cairan 1 dan cairan 2, maka1 = (b- 1) t1 2 ( b-2) t2

viskositasLatihanDalam viskomter Oswald, air membutuhkan waktu 25 detik untuk mengalir melalui tanda bawah dan atas, sedangkan cairan A membutuhkan waktu 38 detik. Massa jenis air dan cairan A pada 200C berturut-turut 0,9982 dan 0,78945 gr/cm3, serta viskositas air adalah 1,005 cP, tentukanlah viskositas cairan A.

viskositasJawabDengan menggunakan persamaan 1 = 1 t1 2 2 t2dengan indeks 1 adalah untuk air dan 2 untukcairan AA = 1,005 cP x 0,78945 gr/cm3 38 dtk = 1,208 cP 0,9982 gr/cm3 25 dtk

Pengaruh temperatur terhadap viskositasPengaruh temperatur terhadap viskositas dinyatakan oleh persamaan berikut = A x e-Evis/RTdengan A adalah suatu konstanta yang bergantung pada jenis cairan, Evis adalah energi, R adalah tetapan gas dan T adalah temperaturLatihanViskositas cairan A pada berbagai temperatur diberikan pada tabel berikut

Pengaruh temperatur terhadap viskositasT (K) (cP)2930,9643130,7393330,5853530,4683730,414a. Hitunglah A dan Evisb. Hitunglah viskositas cairan A pada 300CJawabPersaman viskositas fungsi temperatur di atas dapat ditulis dalam bentuk ln,ln () = ln A (Evis/R x 1/T), sehingga 1/T dan ln () data di atas dapat dihitung :

Pengaruh temperatur terhadap viskositasT (K) (cP)1/Tln 2930,9640,003413-0,03673130,7390,003195-0,3023330,5850,003003-0,5363530,4680,002833-0,7593730,4140,002681-0,882Pengaruh temperatur terhadap viskositasBila Ln () dijadikan sebagai sumbu Y dan 1/T sebagai sumbu X, akan terbentuk persamaan garis lurus. Persamaan garis lurus diperoleh dengan menggunakan excel yang ada pada microsof word. Kurva dibuat dengan memilih scatter pada pilihan kurva. Setelah kurva diperoleh, klik kanan pada titik koordinat dan klik display equation dan display R2 . Nilai R2 menunjukkan kesesuaian persamaan dengan data percobaan. R2 memiliki nilai 1 bila persamaan garis 100% sesuai dengan data. Umumnya hasil percobaan menghasilkan R2 mendekati 1, seperti gambar berikut ini,a. Dari persamaan garis y = 1179 x 4,071, y = Ln (), -Evis/R = 1179 dan A = -4,071, sehingga Evis = - 1179 K x 8.314 j/mol.K = - 9,8 kJ/molb. Viskositas pada T = 300C = 303 K, 1/T = 1/303 = 0,0033, maka Ln () = y = 1179 x 0,0033 4,071 = -0,1803 = 0,835 cP

Pengaruh temperatur terhadap viskositas

Larutan elektrolit dan non elektrolitBila suatu zat dilarutkan dalam pelarut tertentu, misalnya air, dan dilakukan pengukuran daya hantar larutan. Bila ternyata larutan menghantarkan listrik, dikatakan larutan adalah larutan elektrolit dan zat terlarut disebut elektrolit. Jika larutan tidak menghantarkan listrik, larutan disebut larutan nonelektrolit dan zat terlarut disebut nonelektrolit. Elektrolit terdiri atas elektrolit kuat dan elektrolit lemah. Elektrolit kuat meliputi asam kuat seperti HCl, H2SO4 dan basa kuat seperti KOH, NaOH, dan garam yang berasal dari asam-basa kuat seperti NaCl, KCl. Elektrolit kuat akan terurai sempurna dalam air menjadi ion-ionnya ( = derajat dissosiasi = 1), sedangkan elektrolit lemah tidak terurai sempurna dalam air ( < 1).

Larutan elektrolit dan non elektrolitNonelektrolit adalah zat yang tidak terurai sama sekali dalam air ( = 0). Sebagai gambaran, larutan nonelekktrolit, elektrolit kuat, dan elektrolit lemah dapat dilihat gambar dibawah ini. Larutan nonelektrolit tidak bisa membuat lampu menyala, elektolit kuat membuat lampu menyala terang dan pada elektrolit lemah nyala lempu lebih redup

Sifat koligatif Larutan elektrolit dan non elektrolitLarutan Non ElektrolitJika dalam keadaan murni tekanan uap pelarut adalah PoAdan dalam keadaan bercampur dengan B tekanan uap pelarut adalah PA, maka penurunan tekanan uap (P) adalah P = PoA - PA = PoA- xA PoA = (1- xA) PoA = xB PoA

Sifat koligatif Larutan elektrolit dan non elektrolitLatihan15 gr glukosa ditambahkan ke dalam 250 ml air pada 200C. Jika tekanan uap air pada 200C adalah 17.54 mmHg, hitunglah penurunan tekanan uap air pada temperatur tersebut karena adanya penambahan glukosa (Mr = 180 gr/mol).JawabMol glukosa = 15 gr/180gr/mol = 0,083 molMol air = 250 cm3 x 1 gr/ cm3/18 gr/mol = 13,889 molFraksi mol glukosa = 0,083 mol = 5,94 10 -3 0,083 mol + 13.889 molP = 5,94 10 -3 x 17.535 mmHg = 0104 mmHg

Sifat koligatif Larutan elektrolit dan non elektrolitAdanya zat nonelektrolit dan tidak menguap juga akan menurunkan titik beku (Tf) pelarut sebesar :Tf = Kf m, dimana Kf = M R (Tf)2 dan m = molalitas zat terlarut. 1000 Hpeleburan Hal yang sama berlaku untukkenaikan titik didih. Jika suatu zat nonelektrolit dan tidak menguap dilarutkan ke dalam suatu pelarut, pelarut akan mengalami kenaikan titik didih (Tb) sebesar :Tb = Kb m, dengan Kb = M R (Tb)2 dan m = molalitas zat terlarut. 1000 Huap

Sifat koligatif Larutan elektrolit dan non elektrolitLatihan 1Berapa gram gliserol harus ditambahkan agar titik beku air turun sebesar 2 derajat jika diketahui Kf air = 1,86 K. Kg/mol, Mr gliserol 82 gr/mol, volume radiator 1 L dan massa jenis air 1 gr/cm3?JawabTf = 2, Tf = Kf m m = Tf / Kf = 2 K /(1,86 K. Kg/mol.) = 1.08 mol/KgVolume air = 1L = 1 KgMassa giserol = 1,08 mol/Kg x 1 Kg x 82 gr/mol = 99,38 gr

Sifat koligatif Larutan elektrolit dan non elektrolitLatihan 2Etilen glikol (HO-CH2- CH2 OH) sering digunakan sebagai pendingin pada air radiator mobil. Tentukan kenaikan titik didih air jika 248 gr etilen glikol dilarutkan kedalam 0,5 L air. Kb air 0,51 K.Kg/mol.

Sifat koligatif Larutan elektrolit dan non elektrolitTekanan osmosis adalah tekanan eksternal yang harus digunakan untuk menghentikan aliran pelarut murni ke dalam larutan melalui selaput semi permiabel (lihat gambar berikut)

Sifat koligatif Larutan elektrolit dan non elektrolit = - RT ln xi = RT xb = CRT, Vi adalah volume molar pelarut, xb fraksi mol zat Vi Viterlarut dan C adalah konsentrasi pada larutan.

Larutan ElektrolitTb = Kb m = Kb z (1 + ( (n + m -1))LatihanAsam lemah asam asetat (CH3COOH) dilarutkan dalam air dengan derajat dissosiasi HA adalah 0,35. Tentukanlah kenaikan titik didih air jika Asam asetat yang ditambahkan ke dalam 1 L air adalah 120 gr.JawabMol asam asetat = 120 gr/60 gr/mol = 2 molMassa air = 1 L x 1 Kg/L = 1 KgMolalitas asam asetat = 2 mol/1 Kg = 2 mol/Kg = zCH3COOH CH3COO- + H+ = 0,35, m=n=1Tb = Kb m = Kb z (1 + ( (n + m -1))) = 0,51 K.Kg/mol x 2 mol/Kg x (1+(0,35(1+1-1)))= 0,51 x 2 x 1,35 K = 1,377 K

Sifat koligatif Larutan elektrolit dan non elektrolitAplikasi sifat koligatifPendingin fasa cair yang sering digunakan adalah air karena air memiliki kapasitas panas yang tinggi, murah dan mudah didapat sehingga dapat berfungsi sebagai media yang menguntungkan bila digunakan sebagai pendingin. Agar air tidak mudah menguap atau membeku, ke dalam air biasanya ditambahkan anti-freeze atau coolant seperti etilenglikol, dietilenglikol, propilenglikol. Penambahan anti-freeze atau coolant dapat meningkatkan titik didih air/pelarut atau menurunkan titik beku air/pelarut. Coolant ini digunakan sebagai pendingin reaktor, dan mesin kendaraan/air karburator, campuran air dan minyak dalam bentuk emulsi atau aerosol digunakan sebagai pendingin pada pengerjaan logam. SoalBerapa berat etilen glikol yang ditambahkan pada 2 L air agar titik didih air 1050C pada tekanan 1 atm?Sebanyak X g C2H6O2 (Mr =62) dilarutkan ke dalam 468 g air (Mr =18) sehingga tekanan uap jenuh larutan pada suhu 30C = 28,62 mmHg. Jika pada suhu itu tekanan uap air murni 31,8 mmHg, harga X adalah .

SOal3. Sebanyak 1,8 g zat nonelektrolit dilarutkan ke dalam 200 g air. Jika penurunan titik beku larutan 0,93oC (Kb air = 1,86 oC m1) maka massa molekul relatif zat tersebut adalah4. Konsentrasi larutan suatu polipeptida (pembentuk protein) dalam air adalah 103 M pada suhu 25oC.Tekanan osmotik larutan ini adalah