pharmacist blog: Kelarutan

Kelarutan

Kelarutan

CAMPURAN àKetika 2 zat berbeda dalam satu wadah, ada kemungkinan :

1. Bereaksi : terbentuk zat baru

2. Bercampur : terbentuk zat yg sifatnya relatif sama

3. Tidak bercampur

Suatu zat dikatakan bercampur, jika terdistribusi pada wadah yang sama shg bersentuhan satu sama lain dan berinteraksi antar partikel.

Campuran gas-gas, Campuran gas-cair, Campuran gas-padat, Campuran cair-cair, Campuran cair-padat, Campuran padat-padat.

KLASIFIKASI ZAT

Materi à zat tunggal: unsur & senyawa

è Campuran: larutan, koloid,suspensi

Larutan : campuran yang homogen ( mempunyai bag yg sama )

Komponen larutan : zat pelarut ( solvent), zat terlarut (solute)

Contoh larutan :1 gr gula dlm 1000 ml air àlarut gula 10 ml alkohol dalam 100 ml air

Air sebagai pelarut universal, jika tanpa ket. Khusus àpelarut air

Zat organik à sbg pelarut organik ( mis: petroleum, alkohol, ether dll)

Kelarutan: banyaknya gram zat maksimal yg dapat larut dalam 1000 gram zat pelarut, pd suhu tertentu.

misal :100 gram air dpt melarutkan 36,5 gr NaCl pada suhu 20ºC atau dpt melarutkan 200 gr gula dll.

Larutan terdiri atas zat yang melarutkan (pelarut) dan zat yang larut di dalamnya (zat terlarut).

Pelarut tidak harus cairan, tetapi dapat berupa padatan atau gas asal dapat melarutkan zat lain.

Sistem semacam ini disebut sistem dispersi. Untuk sistem dispersi, zat yang berfungsi seperti pelarut disebut medium pendispersi, sementara zat yang berperan seperti zat terlarut disebut dengan zat terdispersi (dispersoid).

Baik pada larutan ataupun sistem dispersi, zat terlarut dapat berupa padatan, cairan atau gas.

Bahkan bila zat terlarut adalah cairan, tidak ada kesulitan dalam membedakan peran pelarut dan zat terlarut bila kuantitas zat terlarut lebih kecil dari pelarut.

Namun, bila kuantitas zat terlarut dan pelarut sama, sukar untuk memutuskan manakah pelarut mana zat terlarut. Dalam kasus yang terakhir ini, Anda dapat sebut komponen 1, komponen2, dst.

Kecepatan melarut zat padat dalam air, tergantung kepada:

1. Suhu, naiknya suhu mempercepat proses pelarutan

2. Pengadukan, smakin banyak pengadukan > mempercepat proses

3. Ukuran partikel, smakin kecil partikel > cepat larut

Kelarutan gas dalam zat cair, umumnya menurun bila suhu dinaikkan

Dlm sistem pelarutan, ada kemungkinan interaksi :

1. Zat terlarut bereaksi dg pelarut. à zat baru

contoh : Oks asam dan Oks basa dalam air àAsam

SO2 + H2O ------à H2SO4

2. Zat terlarut berinteraksi kuat dg pelarut. Terutama jika terlarut bersifat ion atau molekul polar dan pelarut juga bersifat polar, maka terdapat gaya dipol antara pelarut dan terlarut yg lbh besar dr gaya dipol antara molekul pelarut. Akhirnya terjadi solvasi yaitu pengurungan zat terlarut oleh molekul pelarut. Jika pelarutnya air à Hidrasi

Contoh : NaCl dalam air, Glukosa dalam air

3. Zat berinteraksi lemah dg pelarut,

terutama jika molekul kedua zat bersifat non polar, terdapat gaya tarik yg sangat lemah, shg proses pelarutan lama di banding Solvasi. kedua zat dapat saling melarutkan dlm berbagai komposisi ( miscible)Contoh : Benzena dan CCl4

4. Zat tidak larut dalam pelarut.

Kelarutan sangat kecil /dianggap tdk larut (insolube) jika kelarutan < 0,1 gr dalam 1000 gr pelarut Contoh : kaca dan plastik dalam air

Pemanfaatan larutan yang ada di sekitar kita :

Udara sebagai sarana bagi kita untuk tetap hidup

Mineral dan makanan melarut lebih dahulu sebelum dapat diserap sbg bahan makanan dalam tubuh.

Kebanyakan zat lebih cepat bereaksi dalam bentuk padat yang sudah dilarutkan.

Minuman kopi, teh dll dibuat dalam bentuk larutan

Bahan kebutuhan rumah tangga : sabun, pewangi, sampo dll, dipakai dlm bentuk larutan

NO	Gas	K ( mol/ atm)
1 2 3 4 5	O2 CO2 H2O N2 CH4	1,28x 10^-1 3,38x 10^-2 7,10x 10^-4 6,48x 10^-4 1,34x 10^-3

Industri obat : obat-obatan medis agar enak maka dicampur dg gula ( obat batuk, anti septik, tetes mata, minuman bervitamin dll. )

Pengaruh Suhu dan Tekanan dalam Kelarutan

Umumnya daya larut padat ke dlm cair akan meningkat dg naiknya suhu, tetapi daya larut gas dalam cair justru menurun.

Kelarutan : Jumlah zat yg dapat larut dalam pelarut sampai terbentuk larutan jenuh.

Cara menentukan kelarutan :

Dibuat larutan lewat jenuh ( mis: suatu zat 10 gr dg pelarut 1 L ) , diaduk, kocok dan didiamkan.

Endapan disaring, dan ditimbang ( mis: 6 gr)

Maka zat terlarut : 10 – 6 = 4 gr à kelarutan :4 gr/Liter

Pengaruh suhu

Kesetimbangan lewat jenuh adalah dinamis, akan berubah jika keadaan berubah, misal suhu di naikkan.

Pengaruh kenaikan suhu berbeda pada setiap zat dlm pelarut, hal ini sbg dasar pemisahan kristalisasi bertingkat.

Kelarutan zat padat bertambah pd kenaikan suhu, tetapi kelarutan gas berkurang jika suhu naik.hal ini terjadi pd minuman yg banyak mengandung CO2 jika diletakkan dlm lemari es dan dibandingkan dg di udara terbuka.

Pengaruh Tekanan

Tekanan udara di atas cairan berpengaruh kecil thd kelarutan padat dan cair. Jika tekanan parsial gas di permukaan bertambah besar maka kelarutan gas akan bertambah. Dg alasan ini pabrik minuman memberikan tekanan CO2 tinggi agar konsentrasi CO2 di dalam besar.

Gas dapat larut dlm cairan karena sbgian molekul gas di permukaan menabrak permukaan cairan itu dan ada juga yg larut/ masuk ke dalamnya

Hubungan antara kelarutan dan tekanan parsial suatu gas

Hukum Hendry: Cg =Kg X Pg

C=konsentrasi gas dlm cairan K= konstantra hendry P = Tekanan parsil gas di permukaan

Konstanta Hendry beberapa gas dalam air:

KONSENTRASI LARUTAN

Konsep mol

Mol : Satuan jumlah suatu zat dalam perhitungan kimia (1mol =12 gr atom C-12)

= 6,02 x 10²³ atom

Contoh: 1mol atom Zn = 6,02 x 10²³ atom Zn

0,5 mol Zn = 0,5 x 6,02 x 10²³ atom Zn

5 mol molekul air = 5 x 6,02 x 10²³ molekul air

0,4 mol besi = 0,4 x 6,02 x 10²³ atom Fe

= 2,4 x 10²³ atom Fe

Massa Molar

Massa 1 mol zat dalam satuan gram

massa (gr) massa (gr )

mol = ----------- atau mol = ----------

Ar Mr

Konsentrasi larutan

1. Larutan : zat terdispersi dalam zat lain dengan diameter < 1 nm Jumlah pelarut > zat terlarut pelarut universal = air

2. Konsentrasi (Kadar = kepekatan )Banyaknya zat terlarut dalam suatu larutan

Satuan Konsentrasi

1. Fisika : *Persen % ( B/B, B/V, V/B, V/V )

banyaknya zat (gr)

*Perseribu 0/00 = ------------------------ x 1000 0/00 jumlah larutan

*BPJ = ppm zat

= -------- x 1000.000 bpj

larutan

Satuan Kimia

Molaritas ( M ) : banyaknya mol zat ddalam I L larutan

mol

M = ------

Normalitas ( N ) : banyaknya mol ekivalen zat dalam 1 L larutan

mol ekivalen = mol x valensi

rumus ; N = mol x valensi zat

Molalitas ( m ) : banyaknya mol zat dalam 1000 gr pelarut

mol zat

m = ----------------

1000 gr pelarut

Fraksi mol ( X ) : menyatakan perbandingan antara mol zat terlarut dg jumlah mol seluruh zat

mol zat terlarut

X =-----------------------------------------------

mol zat terlarut + mol zat pelarut

PENGENCERAN

Membuat larutan supaya lebih encer dengan cara menambah pelarutnya.

Rumus : Vp x Kp = Ve x Ke

Vp = volume pekat Kp = Konsentrasi pekat

Ve = vol encer Ke = Konsentrasi encer

Atau V1 . N1 = V2 . N2

V = Volume, N = Normalitas

Contoh

Botol asam klorida yg diambil dari gudang beretiket 35 %.

Kita membutuhkan larutan asam dengan kadar 25 % sebanyak 100 ml.

Berapa liter kita harus mengambil HCl yang berasal dari botol tersebut ?

PERSAMAAN REAKSI

Jenis unsur-unsur sebelum dan sesudah reaksi selalu sama

Jumlah masing-masing atom sebelum dan sesudah reaksi selalu sama

Perbandingan koefisien reaksi menyatakan perbandingan mol (khusus yang berwujud gas perbandingan koefisien juga menyatakan perbandingan volume asalkan suhu dan tekanannya sama)

Contoh: Tentukanlah koefisien reaksi dari

HNO₃ (aq) + H₂S (g) ------à NO (g) + S (s) + H₂O (l)

Cara yang termudah untuk menentukan koefisien reaksinya

adalah dengan memisalkan koefisiennya

masing-masing a, b, c, d dan e sehingga:

a HNO₃ + b H₂S ----à c NO + d S + e H₂O

Hukum2 kimia

HUKUM KEKEKALAN MASSA = HUKUM LAVOISIER
"Massa zat-zat sebelum dan sesudah reaksi adalah tetap".

Contoh:

hidrogen + oksigen ® hidrogen oksida
(4g) (32g) (36g)

HUKUM PERBANDINGAN TETAP = HUKUM PROUST
"Perbandingan massa unsur-unsur dalam tiap-tiap senyawa adalah tetap"

Contoh:
a. Pada senyawa NH3 : massa N : massa H
= 1 Ar . N : 3 Ar . H
= 1 (14) : 3 (1) = 14 : 3
b. Pada senyawa SO3 : massa S : massa 0
= 1 Ar . S : 3 Ar . O
= 1 (32) : 3 (16) = 32 : 48 = 2 : 3

Keuntungan dari hukum Proust:

bila diketahui massa suatu senyawa atau massa salah satu unsur yang membentuk senyawa tersebut maka massa unsur lainnya dapat diketahui.

Contoh:
Berapa kadar C dalam 50 gram CaCO3 ?

(Ar: C = 12; 0 = 16; Ca=40)

Perhitungan menggunakan hukum dasar kimia

Berapa persen kadar kalsium (Ca) dalam kalsium karbonat? (Ar: C = 12 ; O= 16 ; Ca=40)

Jawab : ?

Sebanyak 5.4 gram logam alumunium (Ar = 27) direaksikan dengan asam klorida encer berlebih sesuai reaksi :

2 Al (s) + 6 HCl (aq) è 2 AlCl₃ (aq) + 3 H₂ (g)

Berapa gram aluminium klorida yang terbentuk ?
Jawab: ?

HUKUM-HUKUM GAS

Untuk gas ideal berlaku persamaan : PV = nRT

dimana:
P = tekanan gas (atmosfir).V = volume gas (liter)
n = mol gas R = tetapan gas universal = 0.082 lt.atm/mol Kelvin T = suhu mutlak (Kelvin)

Perubahan-perubahan dari P, V dan T dari keadaan 1 ke keadaan 2 dengan kondisi-kondisi tertentu

dicerminkan dengan hukum-hukum berikut:

HUKUM BOYLE

Hukum ini diturunkan dari persamaan keadaan gas ideal dengan n₁ = n₂ dan T₁ = T₂ ;

sehingga diperoleh : P₁ V₁ = P₂ V₂

Contoh:
Berapa tekanan dari 0 5 mol O2 dengan volume 10 liter jika pada temperatur tersebut 0.5 mol NH₃ mempunyai volume 5 liter dgn tekanan 2 atmosfir ?
Jawab:?

HUKUM GAY-LUSSAC

"Volume gas-gas yang bereaksi dengan volume gas-gas hasil reaksi bila diukur pada suhu dan tekanan yang sama, akan sebanding".

Jadi untuk: P₁ = P₂ dan T₁ = T₂ berlaku : V₁ / V₂ = n₁ / n₂

Contoh:
Hitunglah massa dari 10 liter gas nitrogen (N₂) jika pada kondisi tersebut 1 liter gas hidrogen (H₂) massanya 0.1 g.
Diketahui: Ar untuk H = 1 dan N = 14

Jawab:?

HUKUM BOYLE-GAY LUSSAC

Hukum ini merupakan perluasan hukum terdahulu diturunkan dengan keadaan harga n1 = n2 shg diperoleh persamaan: P₁ . V₁ / T₁ = P₂ . V₂ / T₂

HUKUM AVOGADRO

"Pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas yang volumenya sama mengandung jumlah mol yang sama. Dari pernyataan ini ditentukan bahwa pada keadaan STP (0^o C 1 atm) 1 mol setiap gas volumenya 22.4 liter volume ini disebut sebagai volume molar gas.

Contoh:
Berapa volume 8.5 gram amoniak (NH₃) pada suhu 27^o C dan tekanan 1 atm ?

(Ar: H = 1 ; N = 14)

Pelarut (Solvent) : Zat cair atau gas yang dapat melarutkan zat padat atau cair atau gas untuk membentuk suatu larutan. Contoh pelarut yang umum : air, alkohol

Zat terlarut (Solute) : zat padat atau gas atau cair yang dapat dilarutkan.

Larutan : campuran homogen yang terdiri dari dua zat atau lebih.

Kelarutan : kemampuan suatu zat kimia tertentu, zat terlarut (solute), untuk larut dalam suatu pelarut (solvent).

Kelarutan obat : jumlah ml pelarut dimana dapat digunakan untuk melarutkan 1 gr zat terlarut.

JENIS LARUTAN

— Larutan Jenuh: Suatu larutan yang mengandung sejumlah solute yang larut dan mengadakan kesetimbangan dengan solut padatnya.

— Larutan Tidak Jenuh: larutan yang mengandung solute kurang dari yang diperlukan untuk membuat larutan jenuh.

— Larutan Lewat Jenuh: suatu larutan yang mengandung lebih banyak solute daripada yang diperlukan untuk larutan jenuh.

Berdasarkan banyak sedikitnya zat terlarut, larutan dapat dibedakan menjadi 2, yaitu:

— Larutan Pekat: larutan pekat yaitu larutan yang mengadung relatif lebih banyak solute dibanding dengan solvent.

— Larutan encer: larutan yang mengandung lebih sedikit solute dibanding dengan solvent.

ATURAN PELARUTAN: LIKE DISSOLVES LIKE

Suatu pelarut akan melarutkan zat yang disukainya

(memiliki sifat atau kepolaran yang sama)

MACAM-MACAM PELARUT

Pelarut Polar

- momen dipol tinggi, konstanta dielektrik tinggi

- membentuk ikatan hidrogen dengan zat terlarut

contoh : air

Pelarut Semipolar

- bertindak sebagai pelarut perantara, sehingga cairan polar dan nonpolar dapat tercampur.

contoh : alkohol

Pelarut Nonpolar

-Momen dipol rendah dan konstanta dielektrik rendah

- contoh : eter

Momen dipol: ukuran pemisahan muatan dalam molekul yang mengandung atom-atom dengan keelektronegatifan yang berbeda.

Konstanta dielektrik: perbandingan energi listrik yang tersimpan pada bahan tertentu bila diberi potensial listrik.

Ikatan hidrogen: sebuah interaksi tarik menarik antara atom yang bersifat elekronegatif dengan atom hidrogen pada molekul lain. Contoh ikatan antara H2O

Ikatan ion :Ikatan yang terjadi akibat adanya serah terima pasangan elektron. Contoh ikatan pada NaCl

Ikatan kovalen: ikatan yang terjadi akibat adanya pemakaian bersama pasangan elektron. Contoh : ikatan pada CH4

Kelarutan zat padat dalam cair dipengaruhi oleh :

Suhu
Penambahan zat terlarut lain
Polaritas pelarut
Konstanta dielektrik pelarut
pH larutan
Ukuran partikel
Ukuran molekul
Polimorfisime

Pengaruh Suhu terhadap Kelarutan Zat Padat

Kenaikkan suhu akan menambah kelarutan zat yang proses melarutkannya membutuhkan panas (reaksi endoterm).

contoh : NaCl akan semakin mudah larut bila suhu semakin tinggi

Kenaikan suhu akan menurunkan kelarutan zat yang proses melarutkannya mengeluarkan panas (reaksi eksoterm.

Contoh : Ca2(SO4)3 akan semakin sulit larut bila suhu semakin tinggi.

Pengaruh Penambahan Zat Lain

— Penambahan ion sejenis :

kelarutan menurun dengan adanya ion sejenis, tetapi meningkat dengan penambahan ion tidak sejenis.

— Penambahan Surfaktan:

Surfaktan merupakan molekul ampifilik yang tersusun dari bagian polar (kepala) dan bagian nonpolar (ekor).

Pada konsentrasi diatas konsentrasi misel kritis membentuk misel (agregat kolidal).

dengan adanya misel dari surfaktan dapat meningkatkan kelarutan zat yang sulit larut dalam air. Contoh : lemak

Pengaruh pH

Kelarutan senyawa yang terionisasi dalam air sangat dipengaruhi oleh pH, sedangkan kelarutan senyawa non elektrolit yang tidak terionisasi dalam air hanya sedikit dipengaruhi oleh pH.

Peningkatan pH dapat meningkatkan kelarutan senyawa asam lemah

Penurunan pH dapat meningkatkan kelarutan basa lemah

pH optimum perlu ditentukan untuk menjamin larutan yang jernih

Penetuan pH optimum

Penentuan pH terendah (untuk asam lemah) yang masih bisa mempertahankan kelarutan:

pHp= pKa+ log (S-S0)/S0

Keterangan :

pHp : pH terendah yang masih bisa melarutkan

S0 : Kelarutan Molar Asam

S: konsentrasi zat

Penentuan pH tertinggi (untuk basa lemah) yang masih bisa mempertahankan kelarutan.

pHp= pka-(pkb+log (S-So)/So

soal ! Kelarutan molar sulfathiazol dalam air adalah 0.002, pka =7,12 dan berat molekul NA sulfathiazol 304, berapakah pH terendah untuk melarutkan 5% zat sulfathiazol ?

Dik: S0= 0,002, Mr= 304,kandungan zat = 5%, pKa= 7,12

Dit: S ? pHp ?

Jawab : S = g/liter pHp= pKa+ log (S-S0)/S0

mr = 7,12+ log (0,1644-0,002)

= 5/100 0,002

304 = 9,029

= 0,1644

Pengaruh Polaritas Pelarut dan konstanta dielektrik

Polaritas molekul pelarut dan zat terlarut dapat mempengaruhi kelarutan

Molekul zat terlarut polar akan terlarut pada pelarut polar

Molekul zat terlarut non polar akan terlarut dalam pelarut non-polar

Kepolaran juga dapat dilihat dari harga konstanta dielektrik(KD), semakin polar suatu zat maka konstanta dielektrik semakin tinggi.

Suatu zat memiliki kelarutan yang tinggi dalam suatu pelarut bila memiliki KD yang sama atau mendekati KD pelarut.

Untuk meningkatkan kelarutan senyawa hidrofob atau sukar larut dalam air dapat dilakukan dengan menggunakan pelarut campur (koselvent).

Kosolvent : pelarut yang digunakan untuk meningkatkan kelarutan solute.

KD = (%pelA x KD pel A) + (%pel B x KD pel B)

Pengaruh Ukuran Partikel dan Molekul

Semakin kecil ukuran partikelàluas permukaan semakin besaràinteraksi antara solvent dan solute lebih besar.

Semakin besar ukuran molekulàsemakin berkurang kelarutan suatu senyawa.

Untuk senyawa organik, percabangan akan meningkatkan kelarutan, karena semakin banyak percabangan akan memperkecil ukuran molekul, sehingga mempermudah proses pelarutan.

Pengaruh Polimorfisme

Polimorfisme adalah kapasitas suatu senyawa untuk terkristalisasi menjadi lebih dari satu bentuk kristal.

Bentuk polimorf dapat mempengaruhi warna, kekerasan, kelarutan, titik leleh dan sifat-sifat lain dari senyawa.

Karena titik leleh merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi kelarutan, maka polimorf akan memiliki kelarutan yang berbeda.

Kelarutan Zat Cair dalam Cairan

Ketika suatu cairan dicampur dengan cairan lain maka dapat terjadi kondisi tercampur sempurna atau tercampur sebagian (tergantung kepolaran).

Faktor-faktor yang mempengaruhi kelarutan zat cair dalam cairan

1. Temperatur

2. Penambahan zat asing

Pengaruh suhu

1. Temperature konsolut maksimal

Contoh : sistem campuran air dan fenol

- Temperature tinggi maka ketercampuran tinggi sampai pada temperature kritis larutan. Pada temperature ini tercapai kehomogenan

2. Temperature konsolut minimal

Contoh: Triethylamine dalam air

- Semakin kecil temperature maka kelarutan akan semakin naik sampai akhirnya dapat tercampur sempurna.

Pengaruh Penambahan Zat lain

Jika zat lain yang ditambahkan hanya larut dalam salah satu pelarut, ketercampuran dua cairan akan menurun.

Jika zat lain yang ditambahkan larut dalam kedua cairan dengan kelarutan yang hampir sama, ketercampuran antara kedua cairan akan meningkat.

Contoh : penambahan asam suksinat atau Na oleat dalam campuran fenol-air meningkatkan ketercampuran dari kedua cairan.

Kelarutan Gas dalam Cairan

Jumlah gas terlarut apabila berada dalam kesetimbangan dengan gas murni di atas larutan.

Dipengaruhi oleh :

1.Temperature

2. Tekanan

3. Adanya zat terlarut lain

4. Adanya reaksi kimia

pharmacist blog

Kelarutan

0 komentar:

Posting Komentar

Pages

Archives

Perfil

Archives

K-On ! Green!