Materi

Pengertian Larutan dan Konsep Kelarutan

Materi mengenai pengertian larutan ini sangatlah penting untuk mengawali pelarajan kimia. Banyak sekali anak yang melewatkan materi ini dan akhirnya bingung mengenai perbedaan larutan, senyawa murni, pelarut, dan campuran.

Sebelum mengenal cara preparasi larutan menggunakan Alat-alat laboraturium kimia, sebaiknya kalian memahami tentang larutan secara umum.

Pengertian Larutan

Definisi dari larutan ialah suatu zat/materi yang didalamnya tercampur materi/zat lainnya. Di dalam larutan, terdapat pelarut (solvent) dan zat terlarut (solutes). Pelarut merupakan zat yang jumlahnya lebih banyak, dan zat dengan jumlah yang lebih sedikit ialah zat terlarut. 

Jika kalian masih bingung perbedaan antara larutan dan zat murni, maka berikut ini pembedanya. Zat murni seperti Air (H₂O) memiliki komposisi yang fix. Kita tidak bisa mengubah rasio Hidrogen pada air menjadi 1,3, atau 4, begitu pula pada Oksigen, kita tidak bisa mengubah rasionya tanpa menyebabkan terbentuknya zat baru. Contohnya saja jika pada Air kita mencoba menambahkan rasio atom O maka terbentuklah H₂O₂, merupakan senyawa baru yang sangat beracun.

Tetapi larutan juga memiliki perbandingan komposisi. Perbandingan komposisi ini menyatakan rasio jumlah dari dua atau lebih zat yang membentuk larutan. Contohnya saja kalian dapat membuat larutan yang pekat dan tidak terlalu pekat berdasarkan perbandingan komposisi dari dua zat tersebut. Pada gambar berikut ini, larutan teh yang kanan memiliki perbandingan komposisi teh lebih banyak daripada yang kiri. Hal ini juga dapat diterapkan pada larutan gula, garam dan larutan lainnya.

Ketika suatu zat terlarut dilarutkan oleh pelarut untuk membentuk larutan (solvent) tidak terjadi reaksi kimia. Sehingga pelarut dan zat terlarut dapat dipisahkan hanya dengan pemisahan fisik, seperti penyaringan, pengendapan, ataupun distilasi. Larutan itu dapat berupa padatan, cairan maupun gas. Beragam kombinasi dari pelarut dan zat terlarut mungkin saja terjadi. Contohnya saja gas bisa saja larut dalam cairan, contohnya saja karbonat pada minuman berkarbonasi (kokakola, panta, dan sprit). Jadi jangan kembali berfikir secara tradisional bahwa larutan itu adalah cairan saja. Berikut ini contoh lainnya dari larutan dari tiga fasa. 

Kelarutan dan Kejenuhan Larutan

Kemampuan suatu zat terlarut untuk bisa larut dalam suatu pelarut disebut dengan kelarutan. Kelarutan setiap zat berbeda-beda tergantung dengan daya tarik antar partikelnya. Kelarutan suatu zat merupakan jumlah dari zat terlarut yang dapat terlarut dalam sejumlah pelarut tertentu pada keadaan tertentu. Contohnya ialah kelarutan dari NaCl dalam air ialah 36 g/100 mL air pada 20^oC.

Larutan jenuh terbentuk ketika dalam suatu larutan tidak dapat dilarutkan lagi sejumlah zat terlarut. Atau dalam kata lain, jumlah zat terlarut di dalam larutan telah mencapai nilai maksimumnya. Contohnya pada larutan garam, memiliki kelarutan maksimum 36 g/100 mL air pada 20^oC. Maka jika ditambahkan lagi sejumlah garam pada larutan ini, garam tersebut tidak akan larut dan hanya akan mengendap di dasar larutan. Ini merupakan keadaan larutan yang telah jenuh.

Larut Atau Tidak Larut?

Suatu zat terlarut dikatakan dapat larut dalam suatu pelarut jika kelarutannya ialah lebih dari 1 g/100 mL pelarut. Sementara suatu zat terlarut dikatakan tidak larut dalam suatu pelarut ialah jika kelarutannya sangat kecil, dibawah dari 0,1 g/100mL pelarut. Sedangkan pada jumlah yang diantara keduanya disebut sebagai agak larut atau sedikit larut. Minyak tentu saja tidak akan larut dalam air, begitu pula lemak dan oli. Ketidak larutan ini bukan karena kejenuhan suatu larutan, tetapi karena sifat non polar dari minyak, lemak dan senyawa-senyawa organik lainnya.

Air merupakan pelarut polar, sedangkan minyak merupakan senyawa non polar, karena itulah minyak tidak dapat larut dalam air. Tetapi minyak akan dapat larut dalam pelarut non polar, seperti benzena, aseton dan bensin sedangkan air tidak dapat larut.

KONSENTRASI LARUTAN

* Molaritas Larutan (M)

Molaritas adalah besaran yang menyatakan jumlah mol zat terlarut dalam tiap satuan volume larutan. Satuan molaritas adalah molar (M) yang sama dengan mol/liter.

Jika terdapat n mol senyawa terlarut dalam V liter larutan, maka rumus molaritas larutan adalah sebagai berikut.

ATAU

ATAU JIKA DILAKUKAN PENGENCERAN

Contoh perhitungan molaritas larutan

Misalkan 0,25 liter larutan urea (CO(NH₂)₂) dibuat dengan melarutkan 3 gram urea dalam air. Massa molekul relatif urea adalah 60. 

Jawab :
Molaritas larutan urea dapat dihitung dengan cara sebagai berikut.

Jumlah mol urea, n = gram/Mr = 3/60 = 0,05 mol
Molaritas larutan, M = n/V = 0,05/0,25 = 0,2 molar
Jadi molaritas larutan urea tersebut adalah 0,2 molar atau 0,2 mol/liter.

* Molalitas Larutan (m)

Molalitas adalah besaran yang menyatakan jumlah mol zat terlarut dalam tiap satuan berat pelarut. Satuan molalitas adalah molal (m) yang sama dengan mol/kilogram. Jika n mol senyawa dilarutkan dalam P kilogram pelarut, maka rumus molalitas larutan adalah sebagai berikut.

ATAU

Contoh perhitungan molalitas larutan

Misalkan 10 gram natrium hidroksida (NaOH) dilarutkan dalam 2 kg air. Massa molekul relatif NaOH adalah 40.

Jawab :

Molalitas larutan tersebut dapat dihitung dengan cara sebagai berikut.

Jumlah mol NaOH, n = gram/Mr = 10/40 = 0,25 mol
Molalitas larutan, m = n/P = 0,25/2 = 0,125 molal
Jadi molalitas larutan NaOH tersebut adalah 0,125 molal

*Normalitas Larutan (N)

Normalitas adalah besaran yang menyatakan jumlah mol ekivalen zat terlarut dalam tiap satuan volume larutan. Satuan normalitas adalah normal (N) yang sama dengan mol ekivalen/liter. Rumus normalitas larutan adalah sebagai berikut.

ek adalah mol ekivalen yaitu jumlah mol dikali jumlah ion H⁺ atau ion OH^–
Jika n mol zat terlarut mengandung sebanyak a ion H⁺ atau OH^–, maka rumus mol ekivalen (ek) adalah sebagai berikut.

Ek = n x a

Untuk asam, 1 mol ekivalen sebanding dengan 1 mol ion H⁺
Untuk basa, 1 mol ekivalen sebanding dengan 1 mol ion OH^–

Contoh perhitungan normalitas larutan.

Misalkan 0,5 liter larutan NaOH dibuat dengan melarutkan 5 gram NaOH (Mr = 40) dalam air.

Jawab:

Normalitas larutan dapat dihitung dengan cara sebagai berikut.


Mol NaOH, n = gram/Mr =  5/40 = 0,125 mol
Jumlah ion OH^–, a = 1
Mol ekivalen, ek = n x a = 0,125 x 1 = 0,125
Normalitas, N = ek/V = 0,125/0,5 = 0,25  N
Jadi normalitas larutan tersebut adalah 0,25 N

* Fraksi Mol Larutan

Fraksi mol adalah perbandingan jumlah mol suatu komponen larutan dengan jumlah mol keseluruhan komponen larutan. Karena fraksi mol merupakan perbandingan mol, maka fraksi mol tidak memiliki satuan. Jika suatu larutan terdiri dari komponen A dan B dengan jumlah mol n_A dan n_B, maka rumus fraksi mol A (x_A) dan fraksi mol B (x_B) adalah sebagai berikut.

Contoh perhitungan fraksi mol

Misalkan suatu larutan yang terbuat dari 5,85 gram garam dapur (Mr = 58,5) yang dilarutkan dalam 90 gram air (Mr = 18).

Jawab :

Maka fraksi mol garam dapur dan fraksi mol air dapat dihitung dengan cara berikut.


Mol garam dapur, n_G = 5,85/58,5 =0,1 mol
Mol air, n_A = 90/18 = 5 mol
Fraksi mol garam dapur, x_G = n_G/(n_G+n_A) = 0,1/(0,1+5) = 0,0196
Fraksi mol air, x_A = n_A/(n_G+n_A) = 5/(0,1+5) = 0,0196 = 0,9804
(Catatan: x_A dapat juga dihitung dengan cara berikut, x_A = 1 – x_G = 1 – 0,0196 = 0,9804)