kimia 3 yayan
TRANSCRIPT
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
1/310
PUS T PERBUKU NPUSAT PERBUKUAN
epartemen Pendidikan NasionalDepartemen Pendidikan Nasional
http://../cover%20kimia.pdfhttp://../cover%20kimia.pdfhttp://../cover%20kimia.pdfhttp://../cover%20kimia.pdfhttp://../cover%20kimia.pdf -
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
2/310
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
3/310
ii
Mudah dan Aktif Belajar Kimiauntuk Kelas XII Sekolah Menengah Atas/Madrasah AliyahProgram Ilmu Pengetahuan Alam
Penulis : Yayan Sunarya
Agus Setiabudi
Penyunting : Intan Permata Shariati
Pewajah Isi : Adam Indrayana
Pewajah Sampul : A. Purnama
Pereka Ilustrasi : S. Riyadi
Ukuran Buku : 21 x 29,7 cm
Hak Cipta Buku ini dibeli oleh Departemen Pendidikan Nasionaldari Penerbit Setia Purna Inves, PT
Diterbitkan oleh Pusat PerbukuanDepartemen Pendidikan NasionalTahun 2009
Diperbanyak oleh ....
Hak Cipta Pada Departemen Pendidikan Nasional
dilindungi oleh Undang-Undang
540.7
YAY YAYAN Sunarya
m Mudah dan Aktif Belajar Kimia 3 : Untuk Kelas XII Sekolah Menengah Atas/
Madrasah Aliyah Program Ilmu Pengetahuan Alam / penulis, Yayan Sunarya, Agus
Setiabudi ; penyunting, Intan Permata Shariati, Yana Hidayat ; ilustrasi, S.
Riyadi. Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, 2009.
viii, 298 hlm. : ilus. ; 30 cm.
Bibliografi : hlm. 297
Indeks
ISBN 978-979-068-721-9 (No. Jil Lengkap)
ISBN 978-979-068-724-0
1. Kimia-Studi dan Pengajaran I. Judul II. Agus Setiabudi
III. Intan Permata Shariati V. S. Riyadi
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
4/310
iii
Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT, berkat rahmat dan karunia-
Nya, Pemerintah, dalam hal ini, Departemen Pendidikan Nasional, pada tahun
2009, telah membeli hak cipta buku teks pelajaran ini dari penulis/penerbit
untuk disebarluaskan kepada masyarakat melalui situs internet ( website)
Jaringan Pendidikan Nasional.
Buku teks pelajaran ini telah dinilai oleh Badan Standar Nasional Pendidikan
dan telah ditetapkan sebagai buku teks pelajaran yang memenuhi syarat
kelayakan untuk digunakan dalam proses pembelajaran melalui Peraturan
Menteri Pendidikan Nasional Nomor 22 Tahun 2007 tanggal 25 Juni 2007.
Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada para
penulis/penerbit yang telah berkenan mengalihkan hak cipta karyanya kepadaDepartemen Pendidikan Nasional untuk digunakan secara luas oleh para siswa
dan guru di seluruh Indonesia.
Buku-buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepada
Departemen Pendidikan Nasional ini, dapat diunduh (down load),digandakan,
dicetak, dialihmediakan, atau difotokopi oleh masyarakat. Namun, untuk
penggandaan yang bersifat komersial harga penjualannya harus memenuhi
ketentuan yang ditetapkan oleh Pemerintah. Diharapkan bahwa buku teks
pelajaran ini akan lebih mudah diakses sehingga siswa dan guru di seluruh
Indonesia maupun sekolah Indonesia yang berada di luar negeri dapat
memanfaatkan sumber belajar ini.
Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini. Kepada para
siswa kami ucapkan selamat belajar dan manfaatkanlah buku ini sebaik-baiknya.
Kami menyadari bahwa buku ini masih perlu ditingkatkan mutunya. Oleh karena
itu, saran dan kritik sangat kami harapkan.
Jakarta, Juni 2009
Kepala Pusat Perbukuan
Kata Sambutan
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
5/310
iv
Kata Pengantar
Sampai saat ini, buku-buku kimia untuk SMA/MA yang berkualitas dirasakanmasih kurang. Sementara itu, tuntunan terhadap pemahaman prinsip-prinsip
ilmu Kimia sangat tinggi. Lebih-lebih perkembangan ilmu pengetahuan dan
teknologi yang didasari oleh ilmu Kimia semakin menantang dan sangat
bervariasi dalam aplikasinya. Oleh sebab itu, kami berharap dengan terbitnya
buku ini, belajar kimia yang membutuhkan gabungan banyak konsep (baik
konsep yang relevan dengan ketermasaan maupun konsep baru) dan
pengembangan keterampilan analisis bagi siswa SMA/MA dapat terpenuhi.
Ada dua hal yang berkaitan dengan Kimia, yaitu Kimia sebagai produk dan
Kimia sebagai proses kerja ilmiah. Kimia sebagai produk adalah pengetahuan
Kimia yang berupa fakta, konsep, prinsip, hukum,dan teori. Kimia sebagai proses
kerja ilmiah merupakan penalaran (keterampilan) dari hasil penguasaan dalam
pembelajaran materi secara praktis dan analisis.
Mata pelajaran Kimia di SMA/MA merupakan panduan untuk mempelajari
segala sesuatu tentang zat yang meliputi komposisi, struktur dan sifat,perubahan, dinamika, dan energetika zat yang melibatkan konsep dan aplikasi.
Oleh karena itu, i lmu Kimia banyak melibatkan konsep-konsep dan
pengembangan keterampilan analisis.
Melihat pentingnya pelajaran Kimia di sekolah, penerbit mencoba
menghadirkan buku yang dapat menjadi media belajar yang baik bagi Anda.
Sebuah buku yang akan memandu Anda untuk belajar Kimia dengan baik.
Sebuah buku yang disusun dan dikembangkan untuk memberikan dasar-dasar
pengetahuan, keterampilan, keahlian, dan pengalaman belajar yang bermanfaat
bagi masa depan Anda.
Demikianlah persembahan dari penerbit untuk dunia pendidikan. Semoga
buku ini dapat bermanfaat.
Bandung, Mei 2007
Penerbit
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
6/310
v
5
4
21
3
6
7
9
8
10
12
11
15
16
13
1423
21
22
19
20
17
18
Cakupan materi pembelajaran pada buku ini disajikan secara sistematis, komunikatif, dan integratif. Di setiap awal
bab dilengkapi gambar pembuka pelajaran, bertujuan memberikan gambaran materi pembelajaran yang akan dibahas,dan mengajarkan Anda konsep berpikir kontekstual dan logis sekaligus merangsang cara berpikir lebih dalam. Selain itu,
buku ini juga ditata dengan format yang menarik dan didukung dengan foto dan ilustrasi yang representatif. Bahasa
digunakan sesuai dengan tingkat kematangan emosional Anda sehingga Anda lebih mudah memahami konsep materinya.
Buku Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk SMA Kelas XII ini terdiri atas sembilan bab, yaitu Sifat Koligatif Larutan;
Reaksi Redoks dan Elektrokimia; Deskripsi Unsur-Unsur Golongan Utama; Unsur-Unsur Transisi Periode Keempat;
Keradioaktifan; Senyawa Organik; Senyawa Aromatik; Makromolekul dan Lemak. Untuk lebih jelasnya, perhatikan petunjuk
untuk pembaca berikut.
(1)Judul Bab, disesuaikan dengan tema materi dalam bab.
(2)Hasil yang harus Anda capai, tujuan umum yang harus Anda capai pada
bab yang Anda pelajari.
(3) Setelah mempelajari bab ini, kamu harus mampu, kemampuan yang
harus Anda kuasai setelah mempelajari bab.
(4) Gambar Pembuka Bab, disajikan untuk mengetahui contoh manfaatdari materi yang akan dipelajari.
(5)Advanced Organizer, disajikan untuk menumbuhkan rasa ingin tahu dari
materi yang akan dipelajari dan mengarahkan Anda untuk lebih fokus terhadap
isi bab.
(6) Tes Kompetensi Awal, merupakan syarat yang harus Anda pahami sebelum
memasuki materi pembelajaran.
(7) Materi Pembelajaran, disajikan secara sistematis, komunikatif, integratif,
dan sesuai dengan perkembangan ilmu dan teknologi sehingga Anda dapat
tertantang untuk belajar lebih jauh.
(8)Gambardan Ilustras i, sesuai dengan materi dalam bab yang disajikan
secara menarik dan mudah dipahami.
(9) Akti vi tas Kimia, tugas yang diberikan kepada Anda berupa analisis
masalah atau kegiatan di laboratorium sehingga dapat menumbuhkansemangat inovasi, kreativitas, dan berpikir kristis.
(10) Mahir Menjawab, merupakan sarana bagi Anda dalam persiapan meng-
hadapi Ujian Akhir dan SPMB sehingga mempunyai nilai tambah.
(11) Kegiatan Inkuiri , menguji pemahaman Anda secara terbuka
berdasarkan konsep yang telah Anda pelajari sehingga Anda tertarik untuk
belajar lebih dalam.
(12) Catatan, menyajikan informasi dan keterangan singkat secara bilin-
gual berkaitan dengan konsep yang dipelajari.
(13) Kata Kunci, panduan Anda dalam mempelajari konsep materi.
(14) Sekilas Kimia, berisi informasi menarik dan aplikatif berdasarkan materi
bab yang dipelajari sehingga dapat menumbuhkan semangat bekerja keras
dan belajar lebih jauh.
(15) Contoh, menyajikan contoh-contoh soal dengan jawaban yang kongkret
dan jelas berkaitan dengan materi yang disajikan.
(16) Tes Kompetensi Subbab, menguji pemahaman Anda terhadap materi
dalam setiap subbab.
(17) Rangkuman, merupakan ringkasan materi pembelajaran bab.
(18) Peta Konsep, menggambarkan hubungan antarkonsep sehingga
memudahkan Anda mempelajari materi dalam bab.
(19) Refleksi, sebagai cermin diri bagi Anda setelah mempelajari materi di
akhir pembelajaran setiap bab.
(20)Evaluasi Kompetensi Bab, merupakan penekanan terhadap pemahaman
konsep materi, berkaitan dengan materi dalam bab.
(21) Proyek Semester, disajikan agar Anda dapat menggali dan memanfaatkan informasi, menyelesaikan masalah, dan
membuat keputusan dalam kerja ilmiah.
(22)Evaluasi Kompetensi Kimia Semester, disajikan untuk evaluasi Anda setelah mempelajari semester yang
bersangkutan.(23) Evaluasi Kompetensi Kimia Akhir Tahun, disajikan untuk evaluasi Anda setelah mempelajari seluruh bab.
Panduan untuk Pembaca
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
7/310
vi
Kata Sambutan iii
Kata Pengantar ivPanduan untuk Pembaca v
Bab 2
Reaksi Redoks
dan Elektrokimia 27A. Penyetaraan Reaksi Redoks 28
B. Sel Elektrokimia 33
C. Sel Elektrolisis 42
D. Korosi dan Pengendaliannya 50
Rangkuman 55
Peta Konsep 56
Refleksi 56
Evaluasi Kompetensi Bab 2 57
Bab 4
Unsur-Unsur Transisi
Periode Keempat 101A. Kecenderungan Periodik Unsur Transisi
102
B. Senyawa Kompleks 106
C. Sumber dan Kegunaan Unsur Transisi
111D. Pengolahan Logam (Metalurgi) 116
Rangkuman 120
Peta Konsep 121
Refleksi 121
Evaluasi Kompetensi Bab 4 122
Bab 1
Sifat Koligatif Larutan 1A. Satuan Konsentrasi dalam Sifat Koligatif
2
B. Penurunan Tekanan Uap 3
C. Kenaikan Titik Didih dan Penurunan Titik
Beku 8
D. Diagram Fasa 12
E. Tekanan Osmotik Larutan 15
F. Sifat Koligatif Larutan Elektrolit 18
Rangkuman 22
Peta Konsep 23
Refleksi 23
Evaluasi Kompetensi Bab 1 24
Bab 3
Deskripsi Unsur-UnsurGolongan Utama 61
A. Unsur-Unsur Gas Mulia 62
B. Unsur-Unsur Halogen 66
C. Unsur-Unsur Golongan Alkali 73
D. Unsur-Unsur Golongan Alkali Tanah 79
E. Aluminium dan Senyawanya 84
F. Karbon dan Silikon 88
G. Nitrogen, Oksigen, dan Belerang 90
Rangkuman 95
Peta Konsep 96
Refleksi 96
Evaluasi Kompetensi Bab 3 97
Daftar Isi
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
8/310
vii
Bab 6
Senyawa Organik 153A. Gugus Fungsional Senyawa Karbon
154
B. Haloalkana 155
C. Alkohol dan Eter 159
D. Aldehid dan Keton 170
E. Asam Karboksilat dan Ester 177
F. Senyawa Karbon Mengandung Nitrogen
185
Rangkuman 187
Peta Konsep 188
Refleksi 189
Evaluasi Kompetensi Bab 6 190
Bab 7
Senyawa Aromatik 195A. Struktur dan Kereaktifan Senyawa
Benzena dan Turunannya 196
B. Kegunaan Senyawa Benzena dan
Turunannya 204
C. Senyawa Polisiklik dan Heterosiklik
207
Rangkuman 214
Peta Konsep 215
Refleksi 215
Evaluasi Kompetensi Bab 7 216
Bab 9
Lemak 247A. Struktur dan Sifat-Sifat Lemak 248
B. Sumber dan Kegunaan Lemak 253
C. Sabun dan Detergen 257
Rangkuman 262
Peta Konsep 262
Refleksi 262
Evaluasi Kompetensi Bab 9 263
Proyek Semester 2 266
Evaluasi Kompetensi Kimia Semester 2 267Evaluasi Kompetensi Kimia Akhir Tahun 271
Bab 8
Makromolekul 221A. Polimer 222
B. Karbohidrat 227
C. Protein 233
Rangkuman 241
Peta Konsep 242
Refleksi 242
Evaluasi Kompetensi Bab 8 243
Bab 5
Keradioaktifan 125A. Kestabilan Inti 126
B. Kegunaan Radioisotop 133C. Reaksi Fisi dan Fusi 138
Rangkuman 142
Peta Konsep 143
Refleksi 143
Evaluasi Kompetensi Bab 5 144
Proyek Semester 1 147
Evaluasi Kompetensi Kimia Semester 1 148
Apendiks 1 275
Apendiks 2 283
Senarai 286
Indeks 291
Daftar Pustaka 297
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
9/310
viii
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
10/310
Sifat Koligatif Larutan
Apakah Anda mempunyai teman atau kerabat yang memiliki penyakittekanan darah tinggi? Jika ya, tentu dokter akan menyarankan temanatau kerabat Anda itu untuk mengurangi konsumsi garam-garaman.
Mengapa pula pedagang es menaburkan garam dapur (NaCl) di dalamtempat penyimpanan es? Kemudian, mengapa di wilayah yang memilikimusim dingin, garam-garam, seperti CaCl
2dan NaCl ditaburkan ke jalan-
jalan atau trotoar yang bersalju? Tentunya semua peristiwa itu berkaitandengan bab yang akan kita pelajari sekarang, yaitu sifat-sifat koligatiflarutan. Apakah sifat koligatif larutan itu?
Sifat koligatif larutan adalah sifat larutan yang tidak bergantung padajenis zat terlarut, tetapi bergantung pada konsentrasinya. Sifat koligatifberbeda dengan sifat-sifat larutan yang sudah Anda pelajari sebelumnya,seperti daya hantar listrik, asam basa, dan kesetimbangan ion-ion dalamlarutan yangbergantung pada jenis zat terlarut. Apakah sifat-sifat koligatif
larutan itu dan apakah yang memengaruhi sifat-sifat koligatif larutan?Jawabannya akan Anda ketahui setelah mempelajari bab ini.
A. Satuan Konsentrasidalam Sifat Koligatif
B. Penurunan TekananUap
C. Kenaikan Titik Didihdan Penurunan TitikBeku
D. Diagram FasaE. Tekanan Osmotik
LarutanF. Sifat Koligatif
Larutan Elektrolit
menjelaskan penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan titik
beku larutan, dan tekanan osmosis termasuk sifat koligatif larutan;
membandingkan sifat koligatif larutan nonelektrolit dengan sifat koligatif
larutan elektrolit yang konsentrasinya sama berdasarkan data percobaan.
Setelah mempelajari bab ini, Anda harus mampu:
menjelaskan sifat-sifat koligatif larutan nonelektrolit dan elektrolit.
Hasil yang harus Anda capai:
1
Di negara ya ng memiliki musim ding in, salju yang menumpuk di jalan raya dan trotoa r
dicairkan d engan ca ra menaburkan g aram (penurunan titik beku), seperti CaCl2dan NaCl.
Sumber:Chemistry For You, 2001
Bab
1
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
11/310
2 Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XII
A. Satuan Konsentrasi dalam Sifat Koligatif
Di Kelas XI, Anda telah belajar satuan konsentrasi larutan berupakemolaran. Pada topik berikut, Anda akan diperkenalkan dengan satuankonsentrasi larutan yang digunakan dalam menentukan sifat koligatiflarutan, yaitu fraksi mol (X) dan kemolalan atau molalitas(m).
1. Fraksi Mol
Komposisi zat-zat dalam larutan dapat dinyatakan dalam satuan fraksi
mol (X). Fraksi mol zat A (XA) menyatakan perbandingan jumlah mol zat
A terhadap jumlah mol total zat-zat yang terdapat dalam larutan.
= =mol A mol A
total mol semua komponen mol A + mol B + ... + mol ke-nA
X
Jumlah fraksi mol semua komponen sama dengan satu.
XA+ X
B+ X
C+ ... = 1
2. Kemolalan (Molalitas)
Kemolalan (m) didefinisikan sebagaijumlah mol zat terlarut dalam satukilogram pelarut. Dalam bentuk persamaan dirumuskan sebagai berikut.
jumlah mol zat terlarutmolalitas=
jumlah massa pelarut (kg)
1. Apakah yang dimaksud dengan larutan? Apa saja yang memengaruhi sifatfisik dan kimia suatu larutan?
2. Apakah perbedaan larutan elektrolit dan larutan nonelektrolit?
Tes Kompetensi Awal
Menghitung Fraksi Mol
Berapakah fraksi mol benzena (C6H
6) dan toluena (C
7H
8) dalam larutan yang dibuat
dari 600 g benzena dan 400 g toluena?Jawab: Tentukan mol masing-masing zat Tentukan fraksi mol zat
Jumlah mol masing-masing zat:
mol C6H
6=
1
600 g
78 g mol= 7,69 mol
mol C7H
8= 1
400 g
92 g mol= 4,35 mol
Fraksi mol masing-masing zat:
XC6
H6
=7,69 mol
7,69 mol + 4,35 mol= 0,64
XC7H
8=
4,35 mol
7,69 mol + 4,35 mol= 0,36
Jumlah fraksi mol semua komponen harus sama dengan satu,Xbenzena
+ Xtoluena
= 1
Contoh1.1
Jika hanya dua zat yang membentuk
larutan maka:
XA= 1 XBatau XB= 1 XA
If there are only two substances
forming soluti on so that:
XA= 1 X
Bor X
B= 1 X
A
NoteCatatan
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
12/310
3Sifat Koligatif Larutan
B. Penurunan Tekanan Uap (P)Menguap adalah gejala yang terjadi pada molekul-molekul zat cair
meninggalkan permukaan cairan membentuk fasa gas. Gejala inidisebabkan oleh molekul-molekul pada bagian permukaan cairan memilikienergi yang dapat mengatasi gaya antaraksi di antara molekul-molekulcairan. Gaya antaraksi antarmolekul pada permukaan cairan dinamakantegangan permukaan. Jadi, molekul-molekul yang menguap memiliki energilebih besar daripada tegangan permukaan.
1. Tekanan Uap
Kemudahan suatu zat menguap ditentukan oleh kekuatan gayaantarmolekul (tegangan permukaan). Semakin lemah gaya antarmolekulsemakin mudah senyawa itu menguap.
Pada kondisi apa kemolalan sama dengan kemolaran? Bagaimana membuat larutandengan kemolalan dan kemolaran sama? Diskusikan dengan teman-teman Anda.
Kegiatan Inkuir i
Rumusan molalitas dapat dinyatakan dalam bentuk lain, yaitu:
molalitas =1
massa zat terlarut (g)
massa molarzat terlarut (g mol )
1konversi berat, 1.000 (g kg )
massa pelarut (g)
Menghitung Molalitas Larutan
Berapakah molalitas larutan yang dibuat dari 6 g glukosa (Mr=180) yang dilarutkan
ke dalam 100 g air.
Jawab:Massa zat terlarut 6 g; massa molar zat terlarut 180 g mol1; massa pelarut 100 g.
molalitas =massa glukosa
massa molar glukosa
1(1.000 g kg )
massa air
molalitas = 16g
180gmol
1(1.000 g kg )
100 g
=0,3 mol kg1
Jadi, molalitas larutan glukosa adalah 0,3 m.
Contoh 1.2 Kata Kunci
Sifat k olig at if Ju m lah zat t er laru t Fraksi m ol kem olalan
1. Suatu larutan dibuat dengan mencampurkan 46 getanol (CH
3COOH) dan 44 g air. Berapakah fraksi
mol masing-masing zat dalam larutan itu?2. Umumnya, formalin yang dijual di pasaran adalah 40%
berat CH2O dalam air. Berapakah fraksi mol formalin
dalam larutan tersebut?
Tes Kom pet ensi Sub bab A
3. Sebanyak 50 g gula pasir (C12H
22O
11) dilarutkan ke
dalam 500 g air. Berapakah molalitas larutan gulatersebut?
4. Suatu larutan antibeku mengandung 40% berat etilenglikol (C
2H
6O
2). Jika massa jenis larutan 1,05 g mL1,
berapa molalitas larutan tersebut?
Kerjakanlah di dalam buku latihan.
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
13/310
4 Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XII
Gamb ar 1.1
Uap dan cairan memb entukkeset imb angan dinam is.
Uap
Cairan
Puap
Pada suhu rendah, molekul-molekul zat dapat meninggalkanpermukaan cairan membentuk kesetimbangan dengan cairan yang beradadi permukaannya (Gambar 1.1). Molekul-molekul fasa uap menimbulkantekanan yang disebut tekanan uap.
Faktor-faktor yang memengaruhi tekanan uap salah satunya adalahsuhu. Semakin tinggi suhu zat cair, semakin besar tekanan uapnya.Contohnya adalah tekanan uap air berbeda pada setiap temperatur sepertiditunjukan pada Tabel 1.1.
Air mendidih pada suhu 100C, tetapi mengapa pakaian yang dijemur pada suhu kamar
(2530)C dapat mengering? Jelaskan (hubungkan dengan proses penguapan).
Kegiatan Inkuir i
2. Penurunan Tekanan Uap Larutan
Apa yang terjadi dengan tekanan uap jika ke dalam suatu cairan(misalnya, air) dimasukkan zat yang tidak mudah menguap (misalnya,gula pasir)?
Adanya zat terlarut nonvolatile (tidak mudah menguap) di dalam suatupelarut dapat menurunkan tekanan uap pelarut. Akibatnya, tekanan uaplarutan lebih rendah dari tekanan uap pelarut murninya. Mengapa? Untukmemahami bagaimana pelarutan zat yang tidak mudah menguap berpengaruhterhadap tekanan uap pelarut, lakukan oleh Anda eksperimen berikut.
Pelaru t Laru t an
Gamb ar 1.2
Zat ter larut nonvolat i l menurunkanpenguapan pelarut .
Tabel 1.1 Tekanan Uap Air
Suhu (C) Tekanan (mmHg)
05101520
22242527282930354045505560
6570758090100
4,606,509,2012,8017,50
19,8022,4023,8026,7028,3030,0031,8042,2055,3071,9092,50118,00149,40
187,50233,70289,10355,10525,80760,00
Sumber: General Chemistry, 1990
di permukaannya (
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
14/310
5Sifat Koligatif Larutan
Pelarut an Zat yang Tidak M enguapTujuanMenjelaskan pelarutan zat yang tidak menguap.
Alat1. Gelas2. W ad ah t ert u t up
Bahan1. Aq uad es2. Laru tan gu la 60% b /b
Langkah Kerja1. Sediakan du a buah gelas. Gelas pertam a diisi dengan aquades dan gelas kedua
di isi deng an larutan gula 60% b/ b. Usahakan volum e cairan dalam keduagelas sama.
2. Simpan kedua gelas itu d alam w adah yang tertutup rapat, misalnya desikatorselama satu hari.
3. Setelah satu har i, amati yang t er jadi dalam kedua cairan itu.
Pertanyaan1. Apa yang ter jadi dengan cairan dalam kedua wadah itu?2. Mengapa air murni berpindah ke gelas yang ber isi larutan gula?3. Apakah yang dapat Anda sim pulkan dar i percobaan ini. Diskusikan dengan
teman sekelomp ok Anda.
Faktor-faktor apa sajakahyang menyebabkan tekanan uap larutan lebih rendah daritekanan uap pelarutnya? Misalnya, larutan etanol dalam air. Hubungkan dengan gayaantarmolekul atau ikatan hidrogen etanol-air dan air-air.
Kegiatan Inku iri
Setelah dibiarkan beberapa waktu, volume larutan gula bertambah,sedangkan volume air murni berkurang. Mengapa?
Fakta tersebut dapat dijelaskan jika tekanan uap air murni lebih besardari tekanan larutan yang mengandung zat nonvolatil, dan adanyakesetimbangan dinamis antara fasa uap dan cairannya. Oleh karena tekananuap air murni lebih besar dari tekanan uap larutan gula maka untuk mencapaikeadaan kesetimbangan, uap air murni akan diserap oleh larutan gulasampai tekanan uap di atas permukaan kedua cairan itu sama dan
setimbang. Proses tersebut menghasilkan perpindahan molekul-molekul airdari pelarut murni melalui fasa uap ke dalam larutan gula sampai tekananuap pada kedua permukaan cairan mencapai kesetimbangan.
Akt ivit as Kimia 1.1
Kata Kunci Ga ya an t araksi an t arm o le ku l Teg an gan p er mu kaan Z at t er lar ut n o nv olat il Tekan an u ap Hukum Raou lt
Keadaan Akhi r
Larutan gulaPe lar u t (ai r) Lar ut an gu la
Keadaan Awal
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
15/310
6 Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XII
3. Hukum Raoul t
Tekanan uap larutan yang mengandung zat terlarut nonvolatiletelahdikaji olehFrancois M. Raoult, sehingga dihasilkanH uk um Raoult. Dalambentuk persamaan dinyatakan sebagai berikut.
Plarutan= Xpelarut Popelarut
Keterangan:
Plarutan
= tekanan uap larutanX
pelarut= fraksi mol pelarut
Popelarut
= tekanan uap pelarut murniSecara matematis, Hukum Raoult merupakan persamaan linear:
Y= mX
Keterangan:Y = P
larutan
m = Popelarut
X = Xpelarut
Jika Plarutan
diekstrapolasikan terhadap Xpelarut
, akan dihasilkan garislurus dengan kemiringan menunjukkan Po
pelarut(Gambar 1.3).
Penurunan tekanan uap (P) pelarut akibat adanya zat terlarutnonvolatil dapat dihitung dari Hukum Raoult, yaitu:
Plarutan
= Xpelarut
Popelarut
Oleh karena (Xpelarut
+ Xterlarut
) = 1, atau (Xpelarut
= 1 Xterlarut
) maka
Plarutan
= (1 Xterlarut
) Popelarut
= Popelarut
Xterlarut
Popelarut
Dengan menata ulang persamaan di atas, diperoleh:
Popelarut
Plarutan
= Xterlarut
Popelarut
(Popelarut
Plarutan
) adalah selisih antara tekanan uap pelarut murnidan tekanan uap larutan (P). Jadi, penurunan tekanan uap pelarutmurni dapat dirumuskan sebagai berikut.
P= Xterlarut
Popelarut
Gambar 1.3
Hubung an tekanan uap larutanterhadap f raksi m ol p elarut
Sumber: www.uned.es
SekilasKimia
Francois Marie Raoult adalahseorang ah li kim ia-fisika Prancis.Pada 1886 d ia berhasil menemu kanhub ungan antara tekanan uaplarutan dan zat terlarut. Hubu ngantersebut diungkapkan dalam bentukpersamaan yang dikenal dengan
Hukum Raoult .
Francois M arie Raoult(18301901)
Menghitung Tekanan Uap Larutan
Hitunglah penurunan tekanan uap yang dibuat dari pelarutan 9,5 g tiourea (Mr= 76) kedalam 90 g air (tekanan uap air pada 25C adalah 23,76 mmHg).
Jawab: Hitung fraksi mol masing-masing zat Tentukan tekanan uap larutan menggunakan Hukum Raoult
TentukanPJumlah mol masing-masing zat adalah
mol tiourea =1
9,5g
76gmol-=0,125mol
mol air = 190g
18gmol-= 5 mol
Contoh 1.3
Plarutan
Plarutan
Xpelarut0 1
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
16/310
7Sifat Koligatif Larutan
Tekanan uap larutan dapat digunakan untuk menentukan massamolekul relatif zat terlarut. Dengan menata ulang persamaan HukumRaoult maka diperoleh fraksi mol pelarut, yaitu:
Xpelarut
= larutano
pelarut
P
P
Berdasarkan fraksi mol pelarut, mol zat terlarut dapat diketahuisehingga massa molekul relatifnya dapat ditentukan.
Xpelarut
=molpelarut
mol pelarut+mol terlarut;atau mol terlarut = mol pelarut
pelarut
11
X
Dengan demikian, persamaan untuk menentukan massa molekulrelatif zat terlarut adalah
Mrterlarut =
pelarut
massazat terlarut(gram)
1mol pelarut 1 X
Menentukan Mrdari Tekanan Uap Larutan
Urea sebanyak 12 g dilarutkan dalam 90 g air pada 40C, tekanan uap larutan adalah 53,17mmHg. Jika tekanan uap air murni pada suhu tersebut 55,3 mmHg, berapakah M
rurea?
Jawab:Tahap: (1)Hitung fraksi mol air menggunakan Hukum Raoult
(2)Hitung mol urea berdasarkan fraksi mol air(3)Hitung M
rurea
Fraksi mol air:
Xair=
larutan
opelarut
P
P =
53,17mmHg
55,3mmHg =0,96
mol air = 190g
18gmol= 5 mol
Jumlah mol urea:
mol urea = mol airair
11
X
= 5 mol
11
0,96
= 0,2 mol
Mrurea =
12g
0,2 mol= 60 g mol1
Jadi, massa molekul relatif urea adalah 60.
Contoh 1.4
Kata Kunci Pe nu ru n an tek an an uap M assa m o le ku l r el at if
Fraksi mol air adalah
Xair=
2
2 2 2
mol H O
mol H O+mol CS(NH ) = 0,975
Plarutan
= Xair
Pair
= (0,975) (23,76 mmHg) = 23,166 mmHg
Jadi, tekanan uap air turun dengan adanya tiourea. Besarnya penurunan tekanan uapadalah
P= (23,76 23,166) mmHg = 0,59 mmHg
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
17/310
8 Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XII
C. Kenaikan Ti t ik Did ihdan Penurunan Tit ik Beku
Suatu zat cair dikatakan mendidih jika tekanan uapnya sama dengan
tekanan atmosfer (tekanan udara luar) di atas permukaan cairan. Adapunsuatu zat dikatakan membeku jika partikel-partikel zat itu berada dalamkisi-kisi kesetimbangan sehingga tidak terjadi gerakan partikel, selaingetaran di tempatnya.
Semakin tinggi suatu tempat, semakin rendah tekanan udaranya. Bagaimana titikdidih air di pegunungan dibandingkan di pantai? Di daerah mana peluang terbesarterkena penyakit akibat bakteri yang terdapat dalam air minum?
Kegiatan Inkuir i
Tabel 1.2 Tetapan Kenaikan Titik Didih Molal (Kd) Beberapa PelarutPelarut Titik Didih(C) K
d(C m1)
Air (H2O)
Benzena (C6H
6)
Karbon tetraklorida (CCl4)
Etanol (C2H
6O)
Kloroform (CHCl3)
Karbon disulfida (CS2)
10080,176,878,461,246,2
0,522,535,021,223,632,34
1. Kenaikan Tit ik Didih Larutan
Oleh karena tekanan uap larutan zat nonvolatil lebih rendah daripelarut murninya maka untuk mendidihkan larutan perlu energi lebihdibandingkan mendidihkan pelarut murninya. Akibatnya, titik didihlarutan akan lebih tinggi daripada pelarut murninya.
Besarnya kenaikan titik didih larutan, Td(relatif terhadap titik
didih pelarut murni) berbanding lurus dengan kemolalan larutan. Dalambentuk persamaan dinyatakan dengan: T
d m, atau
Td= K
d m
Kdadalah tetapan kesetaraan titik didih molal. Harga K
dbergantung
pada jenis pelarut (Tabel 1.2).
Sumber:General Chemistry,1990
1. Hitunglah tekanan uap larutan pada35C yang
dibuat dengan melarutkan 18 g sukrosa dalam 72 gair. Tekanan uap air murni pada suhu tersebut 42,2mmHg.
2. Suatu larutan dibuat dari pelarutan 6,5 g naftalena kedalam 60 g kloroform (CHCl
3). Hitunglah penurunan
Tes Kom pet ensi Sub bab B
tekanan uap kloroform pada 20C. Diketahui tekanan
uap kloroform murni pada 20C = 156 mmHg.3. Glukosa sebanyak 18 g dilarutkan dalam 125 g airpada 40C. Tekanan uap larutan tersebut adalah 54,5mmHg. Jika tekanan uap air murni pada suhu tersebut55,3 mmHg, hitunglah M
rglukosa.
Kerjakanlah di dalam buku latihan.
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
18/310
9Sifat Koligatif Larutan
Data kenaikan titik didih larutan dapat dipakai untuk menentukanmassa molekul relatif zat terlarut. Oleh karena kenaikan titik didihberbanding lurus dengan molalitas larutan maka massa molekul relatifzat terlarut dapat ditentukan dengan mengubah persamaan molalitasnya.
1
r
massazat terlarut 1.000gkg=
M zat terlarut massapelarutd d
T K
1
r d
massazat terlarut 1.000gkgM zat terlarut=
massa pelarutd
KT
Untuk membuktikan kenaikan titik didih larutan, Anda dapatmelakukan percobaan berikut.
Pada Tabel 1.2 tampak bahwa Kdair = 0,52C m1. Artinya, suatu
larutan dalam air dengan konsentrasi satu molal akan mendidih padasuhu lebih tinggi sebesar 0,52C dari titik didih air. Dengan kata lain,titik didih larutan sebesar 100,52C.
Menghitung Titik Didih Larutan
Suatu larutan dibuat dengan melarutkan 5 g gliserol (C3H
8O
3, M
r=92) ke dalam 150
g air. Berapakah titik didih larutan, jika titik didih air 100C? (Kdair = 0,52C m1)
Jawab:
molalitas larutan =1
15g 1.000g kg=0,36 m
150g92gmol
Td= K
d m
= 0,52C m1 0,36 m = 0,19CJadi, titik didih larutan adalah 100,19C.
Contoh 1.5
Menghitung MrBerdasarkan Data T
dLarutan
Zat X sebanyak 7,4 g dilarutkan dalam 74 g benzena menghasilkan titik didih larutansebesar 82,6C. Tentukan massa molekul relatif zat X. (Titik didih benzena 80,2C dantetapan titik didih molal benzena 2,53C m1)
Jawab:
MrX=
( )
11
CmC
7,4g 1.000g2,36
82,6 80,2 74g
kg
= 105,42Jadi, massa molekul relatif zat X adalah 105,42.
Contoh 1.6
Zat antididih yang ditambahkan kedalam radiator berfungsimengurangi penguapan air dalamradiator.
Antiboil substance is added intoradioato r to decrease wat erevaporat ion in radiator .
NoteCatatan
Kata Kunci Tit ik did ih lar ut an Ken ai kan t it ik d id ih
Akt ivit as Kimia 1.2
Kenaikan Titik Did ih LarutanTujuanMembuktikan kenaikan tit ik didih larutan
Alat1. Gelas kim ia 4. Pem b akar b unsen atau sp irtus2. Term om eter 5. Tim b ang an
3. Gel as u ku r
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
19/310
10 Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XII
2. Penurunan Tit ik Beku Larutan
Penambahan zat terlarut nonvolatil juga dapat menyebabkanpenurunan titik beku larutan. Gejala ini terjadi karena zat terlarut tidaklarut dalam fasa padat pelarutnya. Contohnya, jika sirup dimasukkan kedalamfreezermaka gula pasirnya akan terpisah dari es karena gula pasirtidak larut dalam es.
Agar tidak terjadi pemisahan zat terlarut dan pelarutnya ketikalarutan membeku, diperlukan suhu lebih rendah lagi untuk mengubahseluruh larutan menjadi fasa padatnya. Seperti halnya titik didih,penurunan titik beku (T
b) berbanding lurus dengan kemolalan larutan:
Tb m, atau
Tb= K
b m
Kbdisebut tetapan penurunan titik beku molal. Harga K
buntuk
beberapa pelarut dapat dilihat pada Tabel 1.3.
Nilai Kbuntuk benzena 5,12C m1
. Suatu larutan dari zat terlarutnonvolatil dalam pelarut benzena sebanyak 1 molal akan membeku padasuhu lebih rendah sebesar 5,12C dari titik beku benzena. Dengan katalain, titik beku larutan zat nonvolatil dalam pelarut benzena sebanyak 1molal akan mulai membeku pada suhu (5,5 5,12)C atau 0,38C.
Penerapan dari penurunan titik beku digunakan di negara yangmemiliki musim dingin. Suhu udara pada musim dingin dapat mencapaisuhu di bawah titik beku air. Oleh karena itu, dalam air radiator mobildiperlukanzat an tibeku yang dapat menurunkan titik beku air. Zat antibekuyang banyak digunakan dalam radiator adalah etilen glikol (C
2H
6O
2).
Selain pada radiator, penerapan dari penurunan titik beku jugadigunakan untuk mencairkan es di jalan-jalan dan trotoar pada musim
Tabel 1.3 Tetapan Penurunan Titik Beku Molal (Kb) Beberapa Pelarut
Pelarut Titik Beku(C) Kb(C m1)
Air (H2O)
Benzena (C6H
6)
Etanol (C2H
6O)
Kloroform (CHCl3)
Karbon disulfida (CS2)
Naftalena (C10H
8)
0,005,50
144,6063,50111,580,20
1,865,121,994,683,836,80
Dry Ice
Pernahkah Anda m emp erhatikantempat penyimpanan es ketika Andamem beli es krim di w arung?Pembekuan es krim mengg unakan
apa yang disebut dengan dry ice. Dryiceadalah karbon dioksida (CO2) yang
dibekukan. Dry ice lebih padat danlebih d ingin daripada es biasa. Dry icem em ilik i suhu 109 ,3F (78,5C),sedang kan es tradision al adalah 30F(0C). Selain it u, dry ice tidak mencairmelainkan menyublim. Sublimasiadalah proses perubahan suatupadatan langsung men jadi gas. Olehkarena es ini tidak melew ati fasa cairmaka dinamakan dr y(kering) ice.
Sumber: wikipedia.org
SekilasKimia
Bahan1. Aq uad es2. Gu la p asi r3. Garam dapur (NaCl)
Langk ah Kerja
1. Masukkan 250 mL aquades ke dalam gelas kimia 1 dan 2, kemudian didihkan.2. Ukur suhu aquades pada saat m endid ih.3. Masukkan 35 g gula pasir ke dalam aquades (gelas kimia 1) dan 35 g garam
dapur ke dalam aquades (gelas kimia 2), kocok kedua larutan itu dan ukurkembali suhu didihnya.
Pertanyaan1. Hitunglah kenaikan tit ik didih larutan gula pasir dan larutan garam d apur.2. Dengan jumlah m assa yang sama, adakah perbedaan tit ik didih antara kedua
larut an? Jelaskan alasanny a.
Sumber: General Chemistry, 1990
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
20/310
11Sifat Koligatif Larutan
Sama seperti kenaikan titik didih, penurunan titik beku larutan dapatdigunakan untuk menentukan massa molekul relatif zat terlarut.
p
1
r
massazat terlarut 1.000gkgM zat terlarut=
massa elarutb
bK
T
Menghitung Penurunan Titik Beku Larutan
Hitunglah titik beku larutan yang dibuat dari 6,2 g etilen glikol dalam 100 g air.
Jawab:
molalitas larutan =
1
1
6,2g 1.000gkg
100g62gmol
= 1 m
Penurunan titik beku larutan:T
b= K
b m
= (1,86C m1) ( 1 m) = 1,86CTitik beku larutan = Titik beku normal air T
b
= (0,0 1,86)C = 1,86CJadi, titik beku larutan etilen glikol adalah 1,86C
Contoh 1.7
Menghitung Mrdari Data T
b
Suatu larutan dibuat dengan cara melarutkan 3 g zat X ke dalam 100 mL air. Jika titikbeku larutan 0,45C, berapakah massa molekul relatif zat X?
Penyelesaian
Nilai Kb
air = 1,86C m1.
Tb= {0 (0,45)}C = 0,45C
MrX =
1o 1
o
3g 1.000g1,86 C m
100g0,45 C
kg = 124
Jadi, Mrzat X adalah 124.
Contoh 1.8
Akt ivit as Kimia 1.3
Penurunan Titik Beku LarutanTujuanMembuktikan penurunan tit ik beku larutan.
Alat1. Tab ung reaksi 4. Stopwatch2. Gelas kim ia 5. Tim b an gan3. Term om eter 6. Pem bakar bunsen atau sp irt us
Bahan1. N af tal en a2. Bel er an g3. Air
Langkah KerjaA. Penentuan t it ik beku pelarut m urni (naftalena)1. Ke dalam tabu ng reaksi besar dimasukkan 15 g naftalena dan gelas kimia diisi
dengan air
bagiannya.
2. Panaskan air dalam gelas kimia hing ga suhu m encapai 90C.
Kata Kunci Tit ik beku lar ut an
Pe nu ru nan ti tik bek u
dingin. Hal ini dilakukan dengan cara menaburkan garam-garam, sepertiCaCl
2dan NaCl sebagai penurun titik beku air sehingga es dapat mencair.
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
21/310
12 Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XII
3. Padamkan pembakar, kemudian catat penurunan suhu setiap menit hingga 70C.
4. Titik beku adalah pada saat t idak berubah untuk 12 menit.5. Buatlah grafik penurunan suhu naftalena sebagai fungsi waktu dan tentukan
titik beku pelarut naftalena dari grafik tersebut.
B. Tit ik beku larutan belerang dalam naftalena1. Panaskan kem bal i ai r da lam gelas k imia h ingg a semu a nafta lena mencairkemb ali. Setelah semua naftalena m encair, tamb ahkan 2,56 gram belerang kedalam n aftalena cair, aduk samp ai semu a belerang larut d alam naftalena.
2. Padamkan pembakaran, lakukan pengukuran suhu seperti kegiatan A hingga 70C.
3. Buat lah g ra f ik dan ten tukan t i t i k beku laru tan be le rang da lam na f ta lenadari grafik tersebut.
4. Band ingkan hasi l pengamatan pada langkah ke r ja A dan langkah ke r ja B.Diskusikan d engan t eman sekelomp ok And a dan p resentasikan di depan kelas.
Pedagang es lilin atau es krim menambahkan es batu dan garam dapur di sekelilingbagian luar wadah es. Mengapa harus ditambah garam dapur?
Kegiatan Inkuir i
D. Diagram Fasa
Diagram fasa adalah ungkapan perubahan keadaan dasar fasa suatu zatdalam bentuk diagram. Diagram fasa dapat dinyatakan berdasarkan perubahansuhu (C) dan tekanan (atm), dinamakan diagram P T. Dalam diagramfasa terdapat kurva kesetimbangan antara fasa padat, cair, dan gas.
1. Diagram Fasa Air
Seperti Anda ketahui, air dapat berada dalam fasa gas, cair, danpadat bergantung pada suhu dan tekanan. Ketiga fasa tersebut dapatdiungkapkan dalam bentuk diagram P T (Gambar 1.4).
Kerjakanlah di dalam buku latihan.
1. Berapakah kenaikan titik didih larutan yang dibuatdengan melarutkan 18 g glukosa (C
6H
12O
6) ke
dalam 500 mL air? ( air = 1 g mL1)2. Berapakah titik didih larutan yang dibuat
dengan melarutkan 9,2 g gliserol (C3H8O3)ke dalam 100 g air?3. Suatu zat nonvolatil sebanyak 16 g dilarutkan
dalam 38 g CS2. Berapakah M
rzat tersebut
jika kenaikan titik didihnya 1,17C? DiketahuiK
dCS
2= 2,34C m1.
4. Suatu larutan dibuat dengan cara melarutkan12,8 g zat X dalam 200 g benzena. BerapakahM
rzat tersebut jika kenaikan titik didihnya
81,265C. Diketahui Kd(C
6H
6) = 2,53C m1
dan titik didih C6H
6= 80,1C.
Tes Kom pet ensi Sub bab C
5. Hitunglah titik beku larutan 7,7 g propilen glikol(OHCH
2(OH)CHCH
3) dalam 500 mL air.
6. Suatu larutan gula dalam air mendidih padasuhu 100,78C, berapakah titik beku larutan
gula tersebut?7. Suatu larutan dibuat dengan melarutkan 4,9 gsukrosa dalam 175 mL air. Hitung titik bekularutan ini.
8. Safrole diekstrak dari minyak sassafras dandipakai untuk pemberi aroma pada rootbeer. Cuplikan safrole 2,4 g dilarutan dalam103 g difenil eter. Larutan membeku pada25,7oC. Jika titik beku difenil eter murniadalah 26,84oC dan tetapan penurunan titikbeku molal 8C m1, hitunglah M
rsafrole.
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
22/310
13Sifat Koligatif Larutan
Pada diagram fasa tersebut terdapat tiga kurva yang membagi diagramke dalam daerah padat, cair, dan gas. Pada setiap daerah, menunjukkan
keadaan wujud zat yang stabil.Setiap titik pada kurva menunjukkan hubungan tekanan dan suhu.
Kurva AB yang membagi wilayah padat dan cair, menyatakan keadaanpadat dan cair berada dalam keadaan setimbang:
Padat Cair
Kurva tersebut memberikan informasi tentang titik leleh padatanatau titik beku cairan pada suhu dan tekanan tertentu. Umumnyapeleburan (padat cair) atau pembekuan (cair padat) tidakdipengaruhi oleh tekanan sehingga kurva AB cenderung membentukgaris lurus.
Kurva AB untuk air agak miring ke kiri karena pembentukan espada tekanan tinggi suhunya turun sebesar 1C dari keadaan normal (1atm). Hal ini disebabkan pada keadaan cair kurang rapat dibandingkanpada keadaan padat.
Kurva AC yang membagi wilayah cair dan gas memberikan informasitentang tekanan uap air pada berbagai suhu. Kurva tersebut menunjukkangaris kesetimbangan fasa antara cair dan gas. Titik leleh dan titik didihair pada tekanan 1 atm ditunjukkan dengan garis putus-putus, beradapada suhu 0C dan 100C.
Kurva AD yang membagi wilayah padat dan gas memberikan informasitentang tekanan uap padatan pada berbagai suhu. Kurva tersebutmenunjukkan garis kesetimbangan fasa antara padat dan gas. Kurva ini
berpotongan dengan kurva yang lain pada titik A. Titik A dinamakan titiktripel, yaitu titik di mana pada suhu dan tekanan tersebut terjadi kesetimbangan
fasa antara gas, cair, dan padat secara bersama-sama. Titik tripel untuk airterjadi pada suhu 0,01C dan tekanan 0,006 atm (4,58 mmHg).
Dengan diagram fasa, Anda dapat memperkirakan wujud suatu zatpada suhu dan tekanan tertentu. Pada tekanan 1 atm dan suhu 25C, airakan berwujud cair, sedangkan pada suhu 0C air berwujud padat (es).Diagram fasa yang lain misalnya diagram fasa CO
2, seperti ditunjukkan
pada Gambar 1.5.
Gamb ar 1.4
Diagram f asa airTitik t rip el A (0,01C; 0,006 atm ), titikleleh (atau t itik b eku) no rm al B (0C;1 atm ); tit ik did ih no rm al C (100C; 1atm ), dan t itik krit is D (374,4C; 217,7atm).
Beberapa isti lah fasa transisi:
Pengu apan: H2O() H2O(g)
Pengemb unan: H2O(g) H2O()
Peleburan: H2O(s) H2O()
Pemb ekuan: H2O() H2O(s)
Sub lim asi: H2O(s) H2O(g)
Dep osisi: H2O(g) H2O(s)
Terminol ogy for transition f ase:
Evaporation:H2O() H2O(g )
Condensat ion: H2O(g ) H2O()
Melt : H2O(s) H2O()
Freeze:H2O() H2O(s)
Subl imat ion: H2O(s) H2O(g )
Deposition:H2O(g ) H2O(s)
NoteCatatan
Cair
Padat
Gas
0
0,006 atm
1 atm
218 atm
0,0098 100 374
A
BC
D
Suhu (C)
Te
kan
an
(atm
)
Sumber:Chemistry: The Central Science, 2000
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
23/310
14 Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XII
Titik tripel CO2berada pada 56,4C dan 5,11 atm. Oleh sebab itu,
CO2padat (dry ice) akan menyublim jika dipanaskan di bawah tekanan
5,11 atm. Di atas 5,11 atm, dry iceakan mencair jika dipanaskan. Padasuhu kamar dan tekanan udara normal dry ice menyublim sehingga sifatini sering dimanfaatkan untuk pertunjukan panggung terbuka, agar dipanggung tampak seperti berkabut. Dengan sedikit pemanasan, dry icelangsung menguap seperti asap.
2. Diagram Fasa dan Sifat Koligatif
Diagram fasa dapat digunakan untuk menyatakan sifat koligatiflarutan, seperti kenaikan titik didih, penurunan titik beku, danpenurunan tekanan uap. Jika ke dalam air ditambahkan zat nonvolatil,larutan yang terbentuk akan memiliki titik didih lebih tinggi dibandingkanpelarut murninya. A dapun titik beku larutan akan lebih rendah
dibandingkan titik beku pelarut murninya.Perhatikanlah diagram fasa padaGambar 1.6. Pada tekanan normal
(1 atm), pelarut murni air memiliki titik beku 0C (titik C), titik didih100C (titik B), dan tekanan uap (kurva A B) yang bergantung padasuhu. Adanya zat terlarut nonvolatil mengakibatkan pergeseran posisikesetimbangan diagram fasa cair-gas.
Gamb ar 1.5
Diagram fasa karbon diok sidaTitik t rip el X (56,4C; 5,11 atm ), titiksublim asi Y (78,5C; 1 atm ), dan ti tik
kri ti s Z (31,1C; 73,0 atm ).
Gambar 1.6
Diagram fasa larutan dalam pelarut
ai r
Titik beku larutan lebih rendah dari titik beku pelarutnya (titik C'),titik didih larutan lebih tinggi dibandingkan titik didih pelarutnya (titikB'), dan tekanan uap turun, ditunjukkan oleh kurva (A' B'). Demikianpula titik tripel larutan lebih rendah dari titik tripel air murni.
Padat
Cair
Gas
BC
A'
A
C' B'
Tb
Td
{ {
1 atm
0C 100C
78,5 56,4 31,1
1 atm
5.11 atm
73 atm
CO2(s)
CO2()
CO2(g)
Suh u (C)
Te
kan
an
Z
X
Y
Sumber:Chemistry: The Central Science, 2000
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
24/310
15Sifat Koligatif Larutan
1. Apa yang akan terjadi jika air dimasukkan ke dalamruang vakum, kemudian suhunya diturunkan sampaidi bawah titik tripel?
2. Pada tekanan berapakah titik didih pelarut murni (air)sama dengan titik didih larutannya? Jelaskan.
Tes Kom pet ensi Sub bab D
(a) tekanan normal (1 atm); (b) lebih tinggi dari 1atm; atau (c) lebih rendah dari 1 atm.
3. Mengapa garis kesetimbangan padat-cair pada diagramfasa CO
2tidak miring ke kiri, melainkan ke kanan?
Kerjakanlah di dalam buku latihan.
NilaiTbdan T
dditunjukkan oleh selisih pergeseran kesetim-
bangan antara pelarut murni dan larutannya, yaitu: Tb= C C' dan
Td= B' B. Penurunan tekanan uap larutan ditunjukkan oleh selisih
garis AB A'B'.
E. Tekanan Osmotik Larutan
Osmosis adalah proses perpindahan larutan yang memiliki konsentrasirendah melalui membran semipermeabel menuju larutan yang memiliki
konsentrasi lebih tinggi hingga tercapai kesetimbangan konsentrasi.Pada prosesosmosis, molekul-molekul pelarut bermigrasi dari larutan encer ke larutanyang lebih pekat hingga dicapai keadaan kesetimbangan konsentrasi diantara kedua medium itu (lihat Gambar 1.7).
Tekanan yang diterapkan untuk menghentikan proses osmosis darilarutan encer atau pelarut murni ke dalam larutan yang lebih pekatdinamakan tekanan osmotik larutan, dilambangkan dengan . Tekananosmotik larutan berbanding lurus dengan konsentrasi molar zat. Dalambentuk persamaan dapat ditulis sebagai berikut.
M atau
= k M
kadalah tetapan kesetaraan yang bergantung pada suhu. Untuklarutan encer harga ksama denganRT, di manaR tetapan gas dan Tadalah suhu mutlak.
Oleh karena kemolaran memiliki satuan mol per liter larutan makatekanan osmotik larutan dapat dinyatakan sebagai berikut.
= M RT atau = V
nRT
Keterangan:
= Tekanan osmotikM = Molaritas larutanR = Tetapan gas (0,082 L atm mol1K1)T = Suhu (K)
Menentukan Tekanan Osmotik Larutan
Berapakah tekanan osmotik larutan yang dibuat dari 18 g glukosa yang dilarutkan kedalam air hingga volume larutan 250 mL? Diketahui suhu larutan 27C dan R= 0,082 L atm mol1K1.
Contoh 1.9
Larutanpekat
M e m b ra nsemipermeabe l
LarutanEncer
Gamb ar 1.7
Proses osmosis
Sumber:Chemistry: The Central Science, 2000
Memb ran semipermeabel adalahsejenis plast ik b erpori yang hanyadapat di la lui o leh m olekul-molekulkecil seperti air.
Semipermeable membrane is a kindof pored plastic, which only couldpassed by sma ll m olecules such a swater.
NoteCatatan
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
25/310
16 Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XII
1. Aplikasi Tekanan Osmotik
Jika dua buah larutan yang dipisahkan oleh membran semipermeabelmemiliki tekanan osmotik sama, kedua larutan tersebut isotonik satudengan yang lainnya. Jika salah satu larutan memiliki tekanan osmotiklebih besar dari larutan yang lain, larutan tersebut dinamakan hipertonik.
Jika larutan memiliki tekanan osmotik lebih kecil daripada larutan yanglain, larutan tersebut dinamakan hipotonik.
Tekanan osmosik memainkan peranan penting dalam sistem hidup.Misalnya, dinding sel darah merah berfungsi sebagai membransemipermeabel terhadap pelarut sel darah merah. Penempatan sel darahmerah dalam larutan yang hipertonik relatif terhadap cairan dalam selmenyebabkan cairan sel keluar sehingga mengakibatkan sel mengerut.Proses pengerutan sel seperti ini disebut krenasi.
Penempatan sel darah dalam larutan yang hipotonik relatif terhadapcairan dalam sel menyebabkan cairan masuk ke dalam sel sehingga seldarah merah akan pecah. Proses ini dinamakan hemolisis.
Seseorang yang membutuhkan pengganti cairan tubuh, baik melaluiinfus maupun meminum cairan pengganti ion tubuh harus memperhatikankonsentrasi cairan infus atau minuman. Konsentrasi cairan infus atau
Jawab:
Jumlah mol C6H
12O
6=
-1
18g=0,1mol
180gmol
Tekanan osmotik larutan: =
nR T
V
=0,1mol
0,25L 0,082 L atm mol1K1 300 K
= 9,84 atmJadi, tekanan osmotik larutan sebesar 9,84 atm.
Dengan diketahuinya tekanan osmotik suatu larutan maka massamolekul relatif dari zat terlarut dapat ditentukan. Hal ini dilakukandengan cara menata ulang persamaan tekanan osmotik menjadi:
R.Tmassa zat terlarut (g)
Mr(atm)V(L)
Menentu kan Massa Molekul Relatif dari Tekanan Osmotik
Sebanyak 0,01 g protein dilarutkan ke dalam air hingga volume larutan 25 mL. Jikatekanan osmotik larutan sebesar 1,25 mmHg pada 25C. Hitunglah M
rprotein.
Jawab:
Ubah besaran ke dalam satuan SI.
1atm
=1,25mmHg760mmHg
= 0,00164 atm
Mrprotein =
( )( )
0,01g
0,00164 atm 0,025L(0,082 L atm mol1K1)(298K)
= 5.960 g mol1
Jadi, massa molekul relatif protein adalah 5.960.
Contoh 1.10
Kata Kunci
Hip o t on ik Hip ert o n ik Iso t o n ik
Hem olisis Kren asi
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
26/310
17Sifat Koligatif Larutan
2. Osmosis Bal ikProses osmosis suatu larutan dapat dihentikan. Proses osmosis juga
bahkan dapat dibalikkan arahnya dengan menerapkan tekanan yang lebihbesar dari tekanan osmosis larutan. Proses ini dinamakan osmosis balik.
Osmosis balik berguna dalamdesalinasi (penghilangan garam) air lautuntuk memperoleh air tawar dan garam dapur, seperti dapat dilihat padaGambar 1.8.
minuman harus isotonik dengan cairan dalam tubuh untuk mencegahterjadi krenasi atau hemolisis.
Contoh osmosis yang lain di antaranya sebagai berikut.a. Ketimun yang ditempatkan dalam larutan garam akan kehilangan
airnya akibat osmosis sehingga terjadi pengerutan;b. Wortel menjadi lunak akibat kehilangan air karena menguap. Ini
dapat dikembalikan dengan merendam wortel dalam air. Wortel akantampak segar karena menyerap kembali air yang hilang.
Gamb ar 1.8
(a) Alat desalinasi a i r laut m elalui
osmosis balik.(b) Alat desalinasi tersusun atas
sil inder-si l inder yang dinamakanpermeator , yang mengandu ng
ju taan ser at b eron g g a ke ci l.(c) Dengan adanya tekanan, air laut
masuk ke dalam permeatordanmasuk ke dalam serat beronggasehingga ion-ion garam dapatdipisahkan dari air laut.
Serat berongga darim e m b ra nsemipermeabe l
Molekul ai r Part ikel zat ter larut
Air murni ke tangki penampung
Serat
(a)(b )
(c)
Sumber:Chemistry: The Central Science, 2000
Apa yang terjadi jika cairan infus hipertonik atau hipotonik? Berapa kadar NaCl dalaminfus agar isotonik dengan cairan dalam tubuh?
Kegiatan Inkuir i
Penerapan tekanan dari luar yang melebihi nilai menyebabkan terjadinya
osmosis balik.Pada proses desalinasi, molekul-molekul air keluar dari larutan
meninggalkan zat terlarut. Membran yang dapat digunakan untuk prosesosmosis balik adalah selulosa asetat. Membran ini dapat dilewati olehmolekul air, tetapi tidak dapat dilewati oleh ion-ion garam dari air laut.
Kata Kunci Osm osis b alik Desalin asi
Apa keunggulan dan kelemahan dari pemurnian air melalui proses demineralisasi (airdalam botol kemasan), sand filtrasi (air isi ulang), danreverse osmosis (osmosis balik)?
Kegiatan Inkuir i
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
27/310
18 Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XII
F. Sifat Kol igat i f Larutan Elektrol i t
Sifat-sifat koligatif larutan yang telah dibahas sebelumnya hanyamembahas larutan nonelektrolit yang tidak menguap di dalam larutannya.Bagaimana sifat koligatif larutan elektrolit? Berdasarkan hasil penyelidikanilmiah, diketahui bahwa larutan elektrolit memiliki sifat koligatif yangtidak sama dengan larutan nonelektrolit akibat jumlah mol ion-ion dalamlarutan meningkat sesuai derajat ionisasinya.
1. Tbdan T
dLarut an Elekt rolit
Berdasarkan hasil penelitian diketahui, bahwa untuk kemolalan yangsama, penurunan titik beku dan kenaikan titik didih larutan elektrolit lebihbesar dibandingkan larutan nonelektrolit. Mengapa? Jika gula pasir(nonelektrolit) dilarutkan ke dalam air, gula pasir akan terhidrasi ke dalambentuk molekul-molekulnya. Akibatnya, jika satu mol gula pasir dilarutkan
dalam air, akan dihasilkan satu mol molekul gula pasir di dalam larutan itu.C
12H
22O
11(s) C
12H
22O
11(aq)
Jika garam dapur (elektrolit) dilarutkan dalam air, garam tersebutakan terionisasi membentuk ion Na+dan Cl.
NaCl(s) Na+(aq) + Cl(aq)Jika satu mol garam dapur dilarutkan, akan terbentuk satu mol ion
Na+dan satu mol ion Clatau terbentuk dua mol ion. Sifat koligatif larutanhanya bergantung pada banyaknya zat terlarut sehingga sifat koligatif larutanelektrolit selalu lebih tinggi dibandingkan dengan larutan nonelektrolit.
Menentukan Tekanan Luar pada Proses Osmosis Balik
Air gula (C12H
22O
11) memiliki konsentrasi 0,5 M. Berapakah tekanan minimum yang
harus diterapkan pada air gula 0,5 M untuk memisahkan gula dari pelarutnya secara
osmosis balik pada 25C?
Jawab:
Tekanan minimum adalah tekanan luar yang setara dengan tekanan osmotik larutan.
= (0,5 mol L1)(0,082 L atm mol1K1)(298K)= 4,018 atm
Jadi, tekanan luar yang diperlukan agar terjadi osmosis balik harus lebih besar dari 4,018atm. (jika tekanan luar sama dengan, tidak terjadi osmosis balik, tetapi hanya sampaimenghentikan tekanan osmotik larutan).
1. Berapakah tekanan osmotik larutan protein (Mr
=90.000) yang dibuat dari 3 g protein dalam 750 mLlarutan pada 30C?
2. Berapa mol glukosa dalam 500 mL larutan yangmemiliki tekanan osmotik 3,75 atm pada 300K?
Tes Kom pet ensi Sub bab E
3. Sebanyak 5 g hemoglobin dilarutkan dalam air hinggavolume larutan 100 mL. Tekanan osmotik larutandiukur pada 25C dan menunjukkan tekanan sebesar1,35 mmHg. Berapakah massa molekul relatifhemoglobin tersebut?
Kerjakanlah di dalam buku latihan.
Contoh 1.11
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
28/310
19Sifat Koligatif Larutan
Kata Kunci D eraj at io n isasi Te ri o ni sa si se b ag i an Te ri on isasi se m p ur na Fak to r v an t Ho ff Aso siasi io n
Mahir Menjawab
Agar 10 kg air t idak memb eku pada
suhu 5C, perlu ditam bahkan garamNaCl. Jika diketahui K
bair = 1,86 dan
ArH = 1; O = 16 ; Na = 23; Cl = 35,5
maka pernyataan b erikut benar,
kecuali ....A . d iperlukan NaCl leb ih dari 786 gB. laru tan NaCl ada lah e lek t ro l it
kuatC. b e n t u k m o l eku l ai r te t r ah e d ralD. NaCl dapat t e rion isasi sempurnaE. da lam a ir t erdapat i ka tan
h i d ro g e n
Pembahasan
Pada reaksi di atas, NaCl adalahelekt rol i t yang m engalami ionisasisempurn a. Ikatan kimia pada airadalah ikatan hidrogen denganbentuk m olekul V.
=
( ){ }= +
m assa NaCl = 786 gJadi, pern yataan yan g salah adalah (C)bentuk molekul ai r tet rahedral .
SPMB 2004
Satu molal gula pasir dapat meningkatkan titik didih hingga 1,86C.Adapun satu molal larutan garam dapur dapat meningkatkan titik didihmenjadi dua kali lipat atau setara dengan 3,72C.
Kenaikan titik didih larutan MgCl21 m menjadi tiga kali lebih tinggi
dibandingkan larutan gula pasir sebab dalam larutan MgCl2terbentuk tiga
mol ion, yaitu satu mol ion Mg2+ dan dua mol ion Cl. Persamaan ionnya:
MgCl2(aq) Mg2+(aq) + 2Cl(aq)
Untuk larutan elektrolit lemah, seperti CH3COOH dan HF, penurunan
titik beku dan kenaikan titik didih berkisar di antara larutan elektrolitdan larutan nonelektrolit sebab larutan elektrolit lemah terionisasi sebagian.
Hubungan antara jumlah mol zat terlarut dan jumlah mol ionnya didalam larutan telah dipelajari oleh vant Hoff, yang dinamakanfakt orvant Hoff, dan dilambangkan dengan i.
Jumlah mol ion dalam larutan=
Jumlah mol zat yang dilarutkani
Nilai iuntuk larutan garam ditentukan berdasarkan jumlah ion-ionper satuan rumus. Misalnya, NaCl memiliki nilai i= 2; K
2SO
4memiliki
nilai i= 3; dan seterusnya. Nilai tersebut didasarkan pada asumsi bahwagaram-garam yang larut terionisasi sempurna.
Bandingkan titik didih larutan yang mengandung jumlah molal sama antara larutanC
12H
22O
11(nonelektrolit), NaCl (elektrolit), AlCl
3(elektrolit), dankafein (nonelektrolit).
Kegiatan Inku iri
Menghitung Sifat Koligatif Larutan Elektrolit
Berapakah penurunan titik beku larutan berikut dalam pelarut air?Diketahui K
bair = 1,86C m1.
a. Larutan glukosa 0,1 mb. Larutan NaCl 0,1 m
Jawab:
a. Oleh karena glukosa adalah zat nonelektrolit maka jumlah molekul glukosa dalamlarutan glukosa 0,1 m sama dengan 0,1 m.
C6H
12O
6(s) C
6H
12O
6(aq)
0,1 m 0,1 mPenurunan titik beku larutannya:
Tb= i m K
b
=1 0,1 m 1,86oC m1
=0,186C(b) Oleh karena NaCl adalah zat elektrolit maka dalam larutan NaCl 0,1 m akan terdapat
0,2 m ion-ionnya:
NaCl(s) Na+(aq) + Cl(aq) 0,1 m 0,1 m 0,1 m
Penurunan titik beku larutannya:
Tb=2 0,1 m 1,86C m1
=0,372C
Contoh 1.12
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
29/310
20 Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XII
Sifat koligatif larutan elektrolit dapat dipakai untuk menentukanderajat ionisasi asam atau basa lemah di dalam larutan. Perhatikanlahcontoh soal berikut.
Anggapan bahwa garam-garam yang terionisasi sempurna akanmembentuk ion-ion dengan jumlah yang sama dengan koefisien reaksinya,ternyata tidak selalu benar. Ion-ion dalam larutan dapat berantaraksi satusama lain, seolah-olah tidak terionisasi.
Semakin besar konsentrasi garam yang dilarutkan, semakin besar peluangion-ion untuk berasosiasi kembali sehingga penyimpangan dari faktor vantHoff di atas semakin tinggi. Berdasarkan data penelitian, diketahui bahwapenurunan titik beku larutan NaCl 0,1 m sama dengan 1,87 kali dibandingkandengan larutan glukosa. Menurut perhitungan seharusnya dua kali lebihbesar dari larutan gula.
Penyimpangan tersebut terjadi akibat adanya asosiasi ion-ion di dalamlarutan, seperti ditunjukkan pada Gambar 1.9. Nilai penyimpanganbeberapa garam ditunjukkan pada Tabel 1.4.
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Pasangan ion
Gamb ar 1.9
Asosiasi ion - ion d alam larutangaram
NaCl
MgCl2
MgSO4
FeCl3
HCl
Glukosa*
Larutan Hitungan Hasil Pengamatan
2
3
2
4
2
1
1,9
2,7
1,3
3,4
1,9
1,0
*) larutan nonelektrolit sebagai pembanding
Tabel 1.4 Nilai Penyimpangan Faktor vant Hoff Beberapa Garam denganKonsentrasi 0,05 m
Menentukan Tekanan Osmotik Larutan Elektrolit
Air laut mengandung 0,5 M NaCl. Hitunglah tekanan osmotik pada 25C dan berapapersen fase penyimpangan dari faktor vant Hoff. Diketahui faktor vant Hoff untukNaCl = 1,9.
Jawab:
Oleh karena NaCl adalah larutan elektrolit, secara teoritis akan terdapat ion-ionsebanyak 2 kali konsentrasi garamnya.Perhitungan tekanan osmotik secara teoritis:
= (2)M RT=(2) (0,5 mol L1) (0,082 L atm mol1K1) (298 K)= 24,436 atm
Perhitungan tekanan osmotik secara eksperimen:
= (i)M R T= (1,9)(0,5 mol L1
)(0,082 L atm mol1
K1
)(298 K)= 23,214 atm
Persentase fase penyimpangan dari perhitungan teoritis adalah
24,436 23,214100%=5%
24,436
Contoh 1.13
Sumber:Chemistry (Zumdahl and Steven, S), 1989
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
30/310
21Sifat Koligatif Larutan
Menghitung Persentase Fase Ionisasi Larut an Elektrolit Lemah
Berdasarkan hasil pengukuran diketahui bahwa titik beku larutan HF 1,0 m adalah
1,91C. Berapa persen fase HF yang terionisasi?Jawab:Senyawa HF dalam larutan terionisasi sebagian membentuk kesetimbangan:HF(aq) H+(aq) + F(aq)Misalkan,molekul HF yang terionisasi sebanyak x mol kg1maka:[H+] = x m; [F] = x mSifat koligatif larutan tidak bergantung pada jenis zat terlarut(ion atau molekul), tetapihanya ditentukan oleh jumlah spesi yang ada di dalam larutan. Oleh karena itu, penurunantitik beku ditentukan oleh jumlah molal spesi yang ada dalam larutan atau faktor vantHoff. Jumlah spesi yang ada dalam larutan adalah:(i) = (HF) + (H+) + (F) = {(1,0 x) + (x) + (x)} m = (1,0 + x) m
Jumlah spesi di atas menyatakan kemolalan. Jadi, kemolalan larutan adalah (1,0 + x) m
Dengan demikian,T
b = m K
b
1,91C = {(1,0 + x) m} (1,86C m1)atau x = 0,03 mPersentase fase HF yang terionisasi dihitung berdasarkan jumlah molal HF terionisasi dibagimula-mula:
0,03m100%= 3%
1,0m
Jadi, senyawa HF yang terionisasi sebanyak 3%.
Contoh 1.14
1. Bandingkan kenaikan titik didih larutan berikutdengan konsentrasi molal yang sama pada 25C:(a) CO(NH
2)20,5 m; dan (b) MgCl
20,5 m.
2. Perkirakanlah titik didih larutan MgCl20,05 m.
Diketahui nilai i= 2,7. Berapa persen fasepenyimpangannya dari hasil perhitungan?
Tes Komp etensi Sub bab F
3. Berapakah penurunan titik beku larutan HClO20,1
molal jika HClO2di dalam larutan terionisasi
sebanyak 0,1%?4. Pada pembuatan es krim, mengapa perlu
ditambahkan garam?
Kerjakanlah di dalam buku latihan.
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
31/310
22 Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XII
Rangkuman
1. Sifat koligatif larutan adalah sifat-sifat larutan yang tidakbergantung pada jenis zat terlarut, tetapi bergantung pada
jumlah zat terlarut.2. Zat-zat terlarut yang memengaruhi sifat koligatiflarutan adalah zat yang sukar atau tidak mudahmenguap (nonvolatil).
3. Sifat koligatif larutan menggunakan satuan molal danfraksi mol. Molalitas adalah jumlah mol zat terlarutdalam 1 kg pelarut. Fraksi mol adalah jumlah mol fraksisuatu zat di dalam suatu larutan.
4. Terdapat empat sifat fisika larutan yang tergolong sifatkoligatif larutan yaitu: penurunan tekanan uap,kenaikan titik didih, penurunan titik beku, dantekanan osmotik.
5. Tekanan uap adalah tekanan yang ditimbulkan oleh
fasa uap suatu zat cair yang membentuk keadaankesetimbangan dengan cairannya. Nilai tekanan uaplarutan dinyatakan dengan Hukum Raoult.
Plarutan
= Xpelarut
Popelarut
6. Tekanan uap suatu larutan selalu lebih rendah daritekanan uap pelarut murninya. Selisih tekanan uappelarut murni dan tekanan uap larutan dinamakanPenurunan Tekanan Uap ( PTU) atauP, yaitu:P=X
terlarutPo
pelarut
7. Titik didih larutan selalu lebih tinggi dibandingkantitik didih pelarut murninya. Besarnya kenaikan titikdidih (T
d) dinyatakan dengan rumus:
Td= K
dxm
8. Titik beku larutan selalu lebih rendah dari titik beku pelarutmurninya. Besarnya penurunan titik beku larutan adalah
Tb= Kbxm.9. Diagram fasa adalah suatu cara untuk menyatakanperubahan wujud suatu zat secara diagramberdasarkan suhu (C) dan tekanan (atm).
10. Osmosis adalah proses perpindahan pelarut dari larutanyang memiliki konsentrasi lebih rendah ke larutanyang konsentrasinya lebih tinggi melalui membransemipermeabel yang hanya dapat dilalui oleh molekul-molekul pelarut.
11. Tekanan osmotik adalah tekanan yang ditimbulkanoleh proses osmosis, akibat perbedaan konsentrasiantara dua larutan yang dipisahkan oleh membransemipermeabel.
12. Besarnya tekanan osmotik suatu larutan dinyatakandengan rumus:
=M RT
13. Tekanan osmotik suatu larutan dapat dibalikkandengan cara menerapkan tekanan dari luar yangnilainya lebih besar dari tekanan osmotik larutan.Prinsip osmosis balik digunakan untuk memperolehair murni dari air laut (desalinasi).
14. Sifat koligatif larutan elektrolit memiliki nilai lebihtinggi dari sifat koligatif larutan nonelektrolit untuk
jumlah mol yang sama.15. Besarnya sifat koligatif larutan elektrolit merupakan
kelipatan dari sifat koligatif larutan nonelektrolitsebesar faktor vant Hoff.
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
32/310
23Sifat Koligatif Larutan
Apakah Anda m erasa kesulitan dalam m emaham imateri di Bab 1 ini? Bagian m anakah d ari materi Bab 1 iniyang tid ak And a kuasai? Jika And a m erasa kesulitan ,diskusikan dengan t eman atau guru Anda.
D e n g a n me mp e l a j a r i b a b i n i , A n d a d a p a tmemahami s i fa t ko l i ga t i f l a ru tan ba i k l a ru tannonelektrol i t m aupun elektrol i t. Kemud ian, Anda jug a
dapat mem ahami hubung annya dengan perhi tunganm assa molekul relatif suatu zat. Selain itu , Anda t elahm engetahui perbedaan antara sifat koligatif larutannone lek t r o l i t dan l a ru tan e lek t r o l i t yang dapa t
Refleksi
memperdalam pemahaman Anda mengenai s i fa tkoligat if itu send iri, sekaligus m em bant u And a dalamm engem bangkan keteram pilan b erpikir analisis.
Pemaham an m engena i si fa t ko l i ga t i f dapa tdiaplikasikan secara lang sung pada b eberapa hal d alamkehidu pan sehari-hari. Misalnya, pem anfaatan g aramuntuk menurunkan t i t i k beku es a tau sa l j u dan
peng gun aan infus di rum ah sakit.Tahukah And a m anfaat lainnya dari m emp elajari
sifat koligatif larut an?
Larutannonelektrolit
Larutanelektrolit
Sifat Koligatif
Larutan
Faktorvant Hoff (i)
dipengaruhioleh
Penurunan tekanan uap
P= Xterlarut
Ppelarut
Kenaikan titik didih
Td= K
dm
Penurunan titik beku
Tb= K
bm
Tekanan osmotik
=M R T
terdiri atas
Peta Konsep
terdiri atas
menjadi dasar
Pemurnian air denganosmosis balik
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
33/310
24 Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XII
Evaluasi Kompetensi Bab 1
A. Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat.
1. Fraksi mol metanol dalam larutan air mengandung 80%
metanol adalah .A. 0,3 D. 0,69B. 0,5 E. 0,9C. 0,2
2. UMPTN 1998:Fraksi mol larutan metanol (CH3OH) dalam air adalah0,5. Konsentrasi metanol dalam larutan (dalam persenberat metanol) adalah .A. 50% D. 75%B. 60% E. 80%C. 64%
3. Larutan etanol dalam air adalah 12% berat etanol,
dengan massa jenis 0,98 g mL1pada 20C. Kemolalanetanol dalam larutan adalah .A. 0,05 m D. 2,96 mB. 0,12 m E. 12,00 mC. 2,55 m
4. Kemolalan larutan yang dibuat dari 0,1 mol NaOHdalam 500 g air adalah.A. 0,05 m D. 0,45 mB. 0,10 m E. 0,50 mC. 0,2 m
5. Sebanyak 11 g MgCl2dilarutkan dalam 2 kg air,kemolalan larutan yang terbentuk adalah .
A. 0,05 m D. 0,40 mB. 0,10 m E. 0,50 mC. 0,25 m
6. Tekanan uap larutan adalah .A. tekanan di atas larutanB. tekanan pelarut murni di permukaan larutanC. tekanan yang diberikan oleh komponen larutan
dalam fasa uapD. selisih tekanan uap pelarut murni dengan tekanan
zat terlarutE. selisih tekanan uap pelarut murni dengan tekanan
larutan
7. Peristiwa berkurangnya tekanan uap larutan terjadiakibat .A. adanya zat terlarut yang mudah menguapB. adanya zat terlarut yang sukar menguapC. adanya komponen pelarut dalam fasa uapD. pelarut dan zat terlarut yang tidak bercampurE. penurunan gaya tarik antarmolekul
8. Besarnya penurunan tekanan uap larutan .A. berbanding lurus dengan fraksi zat terlarutB. sama pada setiap temperaturC. sama untuk setiap pelarutD. bergantung pada jumlah pelarutE. bergantung pada jenis zat terlarut
9. Ebtanas 2000:
Sebanyak X g C2H6O2(Mr=62) dilarutkan ke dalam468 g air (Mr=18) sehingga tekanan uap jenuh larutanpada suhu 30C = 28,62 mmHg. Jika pada suhu itutekanan uap air murni 31,8 mmHg, harga X adalah .A. 358 g D. 90 gB. 270 g E. 18 gC. 179 g
10. Ebtanas 1999:
Tekanan uap jenuh air pada 100C adalah 760 mmHg.Jika18 g glukosa (Mr= 180) dilarutkan dalam 90 gramair (Mr=18), pada suhu tersebut tekanan uap larutanadalah .
A. 745,1 mmHg D. 754,1 mmHgB. 757,2 mmHg E. 772,5 mmHgC. 775,2 mmHg
11. Untuk menaikkan titik didih 250 mL air menjadi100,1C pada tekanan 1 atm (Kd= 0,50) maka jumlahgula (Mr= 342) yang harus dilarutkan adalah .A. 684 g D. 17,1 gB. 171 g E. 342 gC. 86 g
12. Zat nonvolatil berikut akan mempunyai tekanan uaplarutan paling rendah jika dilarutkan dalam pelarutbenzena(diketahui jumlah gram terlarut sama), yaitu ....
A. C6H12O6 D. C8H10B. (CH3)2(OH)2 E. C6H6O2C. (NH2)2CO
13. Larutan yang mempunyai titik beku paling rendah(diketahui molalitas larutan sama = 0,10 molal) adalah ....A. C12H22O11 D. NiCl2B. CuSO4 E. NH4NO3C. C6H12O6
14. Zat-zat berikut akan memiliki kenaikan titik didihpaling tinggi jika dilarutkan dalam air dengan beratyang sama adalah....A. C12H22O11
B. C6H12O6C. CS(NH3)2D. C2H6O2E. C6H5OH
15. Jika 30 g dari masing-masing zat berikut dilarutkandalam 1 kg air, zat yang akan memberikan larutandengan titik didih paling tinggi adalah...A. C2H5OH D. CH3OHB. C3H8O3 E. CH3OCH3C. C6H12O6
16. Titik beku suatu larutan nonelektrolit dalam air adalah0,14C. Molalitas larutan adalah .
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
34/310
25Sifat Koligatif Larutan
A. 1,86 mB. 1,00 mC. 0,15 mD. 0,14 mE. 0,075 m
17. Ebtanas 1998:Sebanyak 1,8 g zat nonelektrolit dilarutkan ke dalam200 g air. Jika penurunan titik beku larutan 0,93oC (Kbair = 1,86 oC m1) maka massa molekul relatif zattersebut adalah .A. 18 D. 21B. 19 E. 22C. 20
18. Titik beku larutan yang dibuat dengan melarutkan20,5 g suatu zat yang rumus empirisnya (C3H2)ndalam400 g benzena adalah 4,33oC. Titik beku benzenamurninya adalah 5,48C. Rumus molekul senyawa
tersebut adalah .A. C3H2B. C6H4C. C9H6D. C15H10E. C18H12
19. Sebanyak 0,45 g suatu zat dilarutkan dalam 30 g air.Titik beku air mengalami penurunan sebesar 0,15C.Massa molekul zat tersebut adalah .A. 100 D. 204B. 83,2 E. 50C. 186
20. Sebanyak 30 g zat nonelektrolit (Mr= 40) dilarutkandalam 900 g air, titik bekunya 1,55C. Agar diperolehpenurunan titik beku setengah dari titik beku tersebut,zat tersebut harus ditambahkan ke dalam 1.200 g airsebanyak ....A. 10 g D. 45 gB. 15 g E. 0,05 gC. 20 g
21. Konsentrasi larutan suatu polipeptida (pembentukprotein) dalam air adalah 103M pada suhu 25oC.
Tekanan osmotik larutan ini adalah .A. 0,0245 D. 24,5B. 0,760 E. 156
C. 18,6
22. Ebtanas 2000:Pada suhu 27oC, sukrosa C12H22O11(M r= 342)sebanyak 17,1 g dilarutkan dalam air hingga volumenya500 mL,R= 0,082 L atm mol1K1. Tekanan osmotiklarutan yang terjadi sebesar .A. 0,39 atmB. 2,46 atmC. 3,90 atmD. 4,80 atmE. 30,0 atm
23. Suatu larutan diperoleh dengan melarutkan 6 g urea(Mr= 60) ke dalam satu liter air. Larutan lain diperolehdengan melarutkan 18 g glukosa (Mr= 180) dalamsatu liter air. Pada suhu yang sama, tekanan osmotiklarutan pertama .
A.1
3larutan kedua
B. 3 kali larutan kedua
C.2
3larutan kedua
D. sama dengan kedua
E.3
2larutan kedua
Untuk menjawab soal nomor 24 sampai dengan
28, perhat ikanlah diagram fasa berikut.
24. Menurut diagram fasa tersebut, yang merupakan daerahperubahan titik didih adalah .A. A B D. G H
B. B C E. I JC. D E
25. Jika suhu dinaikkan dari titik K ke titik L pada tekanantetap 0,5 atm, proses yang terjadi adalah .A. sublimasi D. peleburanB. pembekuan E. kondensasiC. penguapan
26. Jika suhu dinaikkan dari titik D ke titik N pada tekanantetap 1 atm, proses yang terjadi adalah .A. sublimasiB. pembekuanC. penguapanD. peleburanE. kondensasi
27. Dari diagram fasa tersebut yang merupakan titik didihnormal air adalah....A. A D. DB. B E. FC. C
28. Perubahan daerah titik beku larutan pada diagram fasatersebut, yaitu antara ....A. A B D. G HB. B C E. I JC. D E
1 atm
0,5 atm
Padat
Gas
Cair
A C FND
K
B
E L
G H I J TC
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
35/310
26 Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XII
31. Sebanyak 20 g zat elektrolit biner (Mr= 100) dilarutkandalam 500 g air. Titik bekunya adalah 0,74oC. Derajationisasi zat elektrolit ini adalah .A. 90% D. 100%B. 50% E. 0%
C. 75%32. Tekanan osmotik tiga jenis larutan dengan molaritas
yang sama, misalnya urea, asam propanoat, dan natriumklorida diukur pada suhu yang sama. Pernyataan yangbenar adalah .A. tekanan osmotik urea paling besarB. tekanan osmotik asam propanoat lebih besar dari
natrium klorida.C. tekanan osmotik asam propanoat paling besar.D. tekanan osmotik asam propanoat lebih besar dari
urea.E. semua tekanan osmotik larutan sama.
33. Larutan 5,8% NaCl dalam air akan memiliki tekananosmotik sama dengan .A. larutan sukrosa 5,8% dalam airB. larutan 5,8% glukosa dalam airC. larutan 0,2 molal sukrosaD. larutan 1 molal glukosaE. larutan 4 molal glukosa
29. Ebtanas 1997:Data percobaan penurunan titik beku:
LarutanKonsentrasi
(molal)Titik Beku ( C)
0,10,20,10,20,1
0,3720,7440,1860,3720,186
NaClNaClCO(NH
2)2
CO(NH2)2
C6H
12O
6
B. Jawablah pertanyaan berikut dengan benar.
1. Umumnya, desinfektan yang dipasarkan adalah 3,0%(berat) larutan H
2O
2dalam air. Dengan asumsi bahwa
massa jenis larutan adalah 1,0 g cm3, hitunglahkemolalan dan fraksimol H2O2.
2. Suatu larutan dibuat dengan mencampurkan 50 mLtoluena (C6H5CH3, =0,867 g cm
3) dan 125 mLbenzena (C6H6, =0,874 g cm
3). Berapakah fraksimol dan kemolalan toluena?
3. Hitunglah tekanan uap larutan dan tekanan osmotiksuatu larutan 10% sukrosa pada suhu 25C. Massa jenislarutan tersebut adalah 1,04 g mL1, dan tekanan uapair murni pada suhu 25C adalah 23,76 mmHg.
4. Hitunglah massa molekul suatu senyawa, jika 1,15 gramsenyawa tersebut dilarutkan dalam 75 gram benzenamemberikan kenaikan titik didih sebesar 0,275C.
5. Hitunglah massa etilen glikol (C2H6O2) yang terdapatdalam 1.000 g air untuk menurunkan titik beku larutanhingga 10C.
6. Tiroksin adalah salah satu jenis hormon yangmengontrol metabolisme tubuh dan dapat diisolasi darikelenjar tiroid. Larutan yang mengandung 1,138 gtiroksin dalam 25 g benzena memberikan tekananosmotik sebesar 1,24 atm pada 20C. Jika massa jenisbenzena = 0,8787 g mL1, hitunglah massa molekultiroksin.
7. Larutan 19 gram NaCl dalam 250 g air mempunyaiderajat ionisasi 0,83. Jika tekanan uap air pada suhutersebut adalah 20 mmHg, hitunglah tekanan uaplarutan tersebut.
8. Suatu asam HA 0,25 m dalam air membeku pada suhu0,651. Berapakah derajat ionisasi asam tersebut?
Berdasarkan data tersebut dapat disimpulkan bahwapenurunan titik beku bergantung pada .A. jenis zat terlarutB. konsentrasi molal larutanC. jenis pelarutD. jenis partikel zat terlarut
E. jumlah partikel zat terlarut
30. Ebtanas 1999:Larutan NaCl 0,4 molal membeku pada 1,488C. JikahargaKb= 1,86C m
1, derajat ionisasi larutan elektrolittersebut adalah .A. 0,02 D. 0,88B. 0,05 E. 1,00C. 0,50
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
36/310
Reaksi Redoksdan Elektrokimia
Apakah Anda sering menggunakan kalkulator untuk menghitung? Tidakhanya Anda, penjual sayuran di lingkungan tempat Anda tinggal juga sering
menggunakan kalkulator, bukan? Bagaimanakah kalkulator dapat bekerja?Sumber tenaga apakah yang bekerja pada kalkulator?
Anda tentu telah mempelajari prinsip-prinsip reaksi redoks di kelasX. Masih ingatkah Anda apa yang dimaksud dengan reaksi spontan? Reaksispontan terjadi karena adanya perbedaan kemampuan afinitas elektronantarpereaksi dalam baterai. Reaksi ini menyebabkan terjadinya aliranelektron. A liran elektron inilah yang bertindak sebagai sumber tenagalistrik sehingga kalkulator dapat digunakan untuk menghitung.
Pada bab reaksi redoks dan elektrokimia, Anda akan mempelajarikembali dan memahami lebih dalam tentang reaksi redoks berdasarkanperubahan biloks. Reaksi redoks dapat menjelaskan mengenai proses yang
terjadi dalam sel elektrokimia, sel elektrolisis, dan korosi. Bagaimanakahprinsip redoks dalam sel elektrokimia, sel elektrolisis, dan korosi? Andadapat mengetahuinya setelah mempelajari bab ini.
A. Penyetaraan Reaksi
RedoksB. Sel Elektrokim iaC. Sel Elektrolisis
D. Korosidan
Pengendaliannya
menerapkan konsep reaksi oksidasi reduksi dalam sistem elektrokimiayang m elibatkan energi listrik dan kegunaannya dalam m encegah korosidan dalam indu stri;
menjelaskan reaksi oksidasi reduksi dalam sel elektrolisis. menerapkan Hukum Faraday untuk e lektro l isis larutan e lektro l it .
Setelah mempelajari bab i ni, Anda harus mampu:
menerapkan konsep reaksi oksidasi reduksi dan elektrokimia dalam teknologidan kehidupan sehari-hari.
Hasil yang h arus Anda capai:
27
Kalkulator b ekerja karena terjadinya p roses reaksi redoks.
Sumber:www.mpbdp.org
Bab
2
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
37/310
28 Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XII
A. Penyetaraan Reaksi Redoks
Persamaan reaksi yang melibatkan redoks biasanya sukar untukdisetarakan dengan cara biasa sebagaimana Anda pelajari di Kelas X,tetapi memerlukan metode khusus. Ada dua metode untuk menyetarakanreaksi redoks, yaitu metode peru bahan biloks (P ) dan metode setengahreaksi. Metode PBO melibatkan perubahan biloks, sedangkan metodesetengah reaksi melibatkan pelepasan dan penerimaan elektron.
1. M et od e PBO
Metode ini didasarkan pada kekekalan muatan, yakni kenaikan biloksatom teroksidasi harus sama dengan penurunan biloks atom tereduksi.Perhatikanlah persamaan reaksi berikut.
HNO3+ Cu
2O Cu(NO
3)2 + NO + H
2O
Atom yang mengalami perubahan biloks dapat ditentukan melaluipemeriksaan setiap atom. Dari hasil ini diketahui bahwa atom N dan Cumengalami perubahan biloks.
+5 +1 +2 +2
HNO3+ Cu
2O Cu(NO
3)2+ NO + H
2O
Berdasarkan prinsip kekekalan muatan, setiap atom yang mengalamiperubahan biloks harus disetarakan dengan cara mengubah koefisienreaksinya. Atom yang tidak mengalami perubahan biloks tidak perludisetarakan pada tahap penyetaraan biloks, tetapi disetarakan pada tahapakhir untuk memenuhi H uk um Kekekalan M assa.
Pada persamaan reaksi tersebut, biloks atom N berubah dari +5menjadi +2 (terjadi penurunan biloks sebesar 3 satuan). Pada atom Cu,terjadi perubahan biloks dari +1 menjadi +2 (terjadi kenaikan biloks).Oleh karena ada dua atom Cu, kenaikan total biloks Cu adalah 2 satuan.Perubahan biloks atom-atom pada reaksi tersebut dapat dinyatakan dalambentuk diagram berikut.
HNO3+ Cu
2O 2Cu(NO
3)2+ NO + H
2O
5 3 2
+2 +2 +4
Gambar 2.1
Serbuk seng dim asukkan ke d alamlarutan HCl akan terjadi reaksi
redoks yang spontan.
Zn + 2H+ Zn 2+ + H 2
Sumber:Chemistry: The Central Science,2000
1. Apa yang dimaksud dengan reaksi redoks? Jelaskan secara lengkapberdasarkan perkembangan konsepnya.
2. Apa yang dimaksud dengan perubahan biloks?3. Apa yang dimaksud dengan oksidator dan reduktor. Hubungkan dengan
perpindahan elektron yang terjadi.
Tes Komp etensi Awal
Apakah semua reaksi melibatkan perubahan bilangan oksidasi? Berikan contoh reaksinya.
Kegiatan Inkuir i
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
38/310
29Reaksi Redoks dan Elektro kim ia
Oleh karena kenaikan biloks Cu harus sama dengan penurunan biloksN maka atom Cu harus dikalikan dengan faktor 3. Atom N dikalikandengan faktor 2 sehingga diperoleh:
HNO3+ Cu
2O 2Cu(NO
3)2+ NO + H
2O
Persamaan reaksi menjadi:
2HNO3+ 3Cu
2O 6Cu(NO
3)2+ 2NO + H
2O
Walaupun atom N yang mengalami perubahan biloks telahdisetarakan, tetapi ada atom N lain yang muncul sebagai ion NO
3dalam
senyawa Cu(NO3)
2. Untuk memenuhi kekekalan massa, kekurangan 12
ion NO3disetarakan dengan menambahkan 12 molekul HNO
3pada
ruas kiri sehingga persamaan menjadi:
14HNO3+ 3Cu
2O 6Cu(NO
3)2 + 2NO + H
2O
Atom N dan Cu sudah setara, tetapi molekul H2O belum setara.
Untuk menyetarakannya, samakan atom H atau O pada kedua ruasdengan mengubah koefisien H
2O. Persamaan reaksi menjadi:
14HNO3(aq) + 3Cu
2O(s) 6Cu(NO
3)2(aq) + 2NO(g) + 7H
2O()
Dengan demikian, reaksi-reaksi kimia yang melibatkan reaksi redoksdapat disetarakan.
Tahap-tahap untuk menyetarakan persamaan reaksi dengan cara PBO
adalah sebagai berikut.1. Tentukan biloks semua atom untuk mengetahui atom-atom mana
yang mengalami perubahan biloks.2. Pasangkan oksidator dan produknya, reduktor dan produknya
menggunakan diagram seperti pada contoh.3. Tambahkan koefisien pada pasangan tersebut jika terjadi perbedaan
jumlah atom (seperti pada atom Cu).4. Tentukan perubahan biloks, baik reduktor maupun oksidator. Nilai
perubahan ini merupakan faktor penyetara, yang dikalikan dengankoefesien reaksinya.
5. Setarakan atom-atom lain yang tidak mengalami reduksi dan oksidasiuntuk memenuhi Hukum Kekekalan Massa.
6. Periksalah apakah persamaan sudah setara, baik massa maupunmuatannya.
Gamb ar 2.2
Amonium d ikromat menga lamireaksi auto-redoks (disproporsionasi).
(NH 4)2Cr2O7 N2+ 4H 2O + Cr2O3
Sumber:Chemistry: The Central Science, 2000
3 (2)
+2 (3)
Kata Kunci Pe ru b ah an b il o ks (PBO ) M et o de set en g ah r eak si H uk um Ke kek al an M uat an H uk um K ek ek alan M assa Oksid at o r Red u kt o r
Penyetaraan Reaksi Redoks dengan Metode PBO
Logam seng bereaksi dengan asam nitrat menurut reaksi berikut.
Zn(s) + 2HNO3(aq) Zn(NO
3)
2(aq) + H
2(g)
Setarakan persamaan tersebut dengan metode PBO.
Contoh 2.1
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
39/310
30 Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XII
Jawab:
Tahap 1
Menentukan atom yang mengalami perubahan biloks. Pada reaksi ini atom Zn dan N
0 +5 +2 3
Zn + HNO3
Zn(NO3
)2
+ NH4
NO3
Tahap 23
Menentukan pasangan oksidator dan reduktor serta menyetarakan jumlah atomnya.
Zn + HNO3
Zn(NO3)2+ NH
4NO
3
Tahap 4
Menentukan nilai perubahan biloks dan menyetarakannya.
Zn + HNO3 Zn(NO3)2+ NH4NO3
Hasil penyetaraan muatan adalah
4Zn + HNO3
4Zn(NO3)
2+ NH
4NO
3
Tahap 5
Setarakan atom-atom yang lain dengan cara memeriksa jumlah atom-atomnya.Atom N: ada 10 atom N di ruas kanan, tambahkan 9 HNO
3di ruas kiri agar atom N
sama dengan ruas kanan.
4Zn + 10HNO3
4Zn(NO3)2+ NH
4NO
3
Atom O: ada 30 atom O di ruas kiri dan 27 atom O di ruas kanan, tambahkan 3 H2O
di ruas kanan sehingga jumlah atom O sama.
4Zn + 10HNO3
4Zn(NO3)2+ NH
4NO
3+ 3H
2O
Atom H juga harus disetarakan dengan cara memeriksanya di kedua ruas.Persamaan reaksi yang sudah setara dan lengkap dengan fasanya adalah sebagai berikut.
4Zn(s) + 10HNO3(aq) 4Zn(NO
3)
2(aq) + NH
4NO
3(aq) + 3H
2O()
Tahap 6
Periksalah apakah persamaan di atas sudah memenuhi kekekalan massa dan muatan.
8 (1)
+2 (4)
2. Metode Setengah Reaksi
Penyetaraan persamaan redoks dengan metode setengah reaksididasarkan pada transfer elektron. Untuk mengetahui jumlah elektron
yang ditransfer dilakukan pemisahan persamaan ke dalam dua setengahreaksi. Masing-masing setengah reaksi disetarakan, kemudiandigabungkan kembali untuk memperoleh persamaan reaksi redoks yangsetara, baik muatan maupun massanya.
a. Reaksi Redoks dalam Suasana Asam
Tinjau reaksi ion MnO4dan Fe2+dalam suasana asam dengan
persamaan kerangka sebagai berikut.
MnO4+ Fe2+ Mn2++ Fe3+
Tahap-tahap penyetaraan dengan metode ini adalah sebagai berikut.1. Memisahkan persamaan kerangka ke dalam dua setengah reaksi.
Setengah reaksi oksidasi dan setengah reaksi reduksi.
+5 3
0 +2
Mahir Menjawab
Jika KMnO4 bereaksi dengan
H2C
2O
4dalam suasana asam ,
sebagian hasilnya adalah M nSO4
dan CO2. Dalam reaksi ini 1 m ol
KMnO4menerima ....
A. 1 elek tro nB. 2 elek tro nC. 3 e lek tr onD. 5 e lek tr onE. 7 elek tro n
PembahasanAda d ua cara penyelesaian, yaitu:a. M e t o d e se t en g a h rea ksi :
8H + + M n O4+ 5e
M n 2+ + 4 H2O (suasana asam )elektron yang terl ibat = 5e
b . M e t od e b i la ng an o ksi d asi(biloks):
KMnO4
Mn SO4
+7 +2
5e
Jadi, dalam reaksi ini 1 mo l KMnO4
menerim a 5 elektron. (D)
SPMB I PA 20 06
-
8/10/2019 Kimia 3 Yayan
40/310
31Reaksi Redoks dan Elektro kim ia
MnO4 Mn2+ (reaksi reduksi)
Fe2+ Fe3+ (reaksi oksidasi)2. Menyetarakan jumlah atom-atomnya sesuai Hukum Kekekalan Massa.3. Menyetarakan muatan listrik (kekekalan muatan) dengan cara
menambahkan elektron pada ruas kiri (untuk reaksi reduksi) danruas kanan (untuk reaksi oksidasi).4. Menggabungkan kedua setengah reaksi untuk menyetarakan
persamaan reaksi, baik muatan maupun massanya.
b. Penyetaraan Setengah Reaksi Reduksi
Pada setengah reaksi reduksi, atom Mn disetarakan dengan caramenyamakan koefisien pereaksi dan produknya. Penyetaraan atom Odilakukan dengan menambahkan H
2O pada ruas kanan.
MnO4 Mn2++ 4H
2O
Kelebihan atom H di ruas kanan disetarakan dengan menambahkanasam (ion H+) pada ruas kiri (ingat suasana asam).
MnO4+ 8H+ Mn2++ 4H
2O
Muatan listrik di ruas kiri ada +7 dan di ruas kanan ada +2. Untukmenyetarakannya, tambahkan lima elektron pada ruas kiri.
MnO4+ 8H++ 5e Mn2++ 4H
2O (setengah reaksi reduksi)
Periksalah apakah persamaan sudah setara muatan dan massanya.
c. Penyetaraan Setengah Reaksi Oksidasi
Setengah-reaksi oksidasi untuk besi sudah setara ditinjau dari jumlahatom, tetapi muatannya belum setara. Jadi, tambahkan satu elektron padaruas kanan persamaan.
Fe2+ Fe3+ + e (setengah reaksi oksidasi)
Tahap akhir adalah menggabungkan kedua setengah reaksi untukmenghilangkan elektron dalam kedua setengah reaksi sebab elektrontidak muncul dalam persamaan reaksi netral. Penghilangan elektron dapatdilakukan dengan perkalian silang jumlah elektronnya.
MnO4 + 8H+ + 5e Mn2++ 4H
2O (1)
Fe2+ Fe3