KImia kesehatan XI bag 2 | Bahan Ajar SMK

  KIMIA SMK KESEHATAN KELAS XI SEMESTER 1 Dr. Megawati, S.T.,M.T.

  Hak Cipta pada Direktorat Pembinaan SMK Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Dilindungi Undang-Undang

  Milik Negara Tidak Diperdagangkan Penulis : Astrilia Damayanti Megawati

  Kotak Katalog dalam terbitan (KDT) 2017 Disusun dengan huruf Times New Roman, 11 pt

KATA PENGANTAR

  Undang-Undang Dasar Negara Republik Indonesia Tahun 1945 Pasal 31 ayat (3) mengamanatkan bahwa Pemerintah mengusahakan dan menyelenggarakan satu sistem pendidikan nasional, yang meningkatkan keimanan dan ketakwaan serta akhlak mulia dalam rangka mencerdaskan kehidupan bangsa, yang diatur dengan undang-undang. Atas dasar amanat tersebut telah diterbitkan Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 20 Tahun 2003 tentang Sistem Pendidikan Nasional.

  Implementasi dari undang-undang Sistem Pendidikan Nasional tersebut yang dijabarkan melalui sejumlah peraturan pemerintan, memberikan arahan tentang perlunya disusun dan dilaksanakan delapan standar nasional pendidikan, diantaranya adalah standar sarana dan prasarana. Guna peningkatan kualitas lulusan SMK maka salah satu sarana yang harus dipenuhi oleh Direktorat Pembinaan SMK adalah ketersediaan bahan ajar siswa khususnya bahan ajar Peminatan C1 SMK sebagai sumber belajar yang memuat materi dasar kejuruan.

  Kurikulum yang digunakan di SMK baik kurikulum 2013 maupun kurikulum KTSP pada dasarnya adalah kurikulum berbasis kompetensi. Di dalamnya dirumuskan secara terpadu kompetensi sikap, pengetahuan dan keterampilan yang harus dikuasai peserta didik serta rumusan proses pembelajaran dan penilaian yang diperlukan oleh peserta didik untuk mencapai kompetensi yang diinginkan. Bahan ajar Siswa Peminatan C1 SMK ini dirancang dengan menggunakan proses pembelajaran yang sesuai untuk mencapai kompetensi yang telah dirumuskan dan diukur dengan proses penilaian yang sesuai.

  Sejalan dengan itu, kompetensi keterampilan yang diharapkan dari seorang lulusan SMK adalah kemampuan pikir dan tindak yang efektif dan kreatif dalam ranah abstrak dan konkret. Kompetensi itu dirancang untuk dicapai melalui proses pembelajaran berbasis penemuan (discovery learning) melalui kegiatan-kegiatan berbentuk tugas (project based

  

learning ), dan penyelesaian masalah (problem solving based learning) yang mencakup

  proses mengamati, menanya, mengumpulkan informasi, mengasosiasi, dan mengomunikasikan. Khusus untuk SMK ditambah dengan kemampuan mencipta. Bahan ajar ini merupakan penjabaran hal-hal yang harus dilakukan peserta didik untuk mencapai kompetensi yang diharapkan. Sesuai dengan pendekatan kurikulum yang digunakan, peserta didik diajak berani untuk mencari sumber belajar lain yang tersedia dan terbentang luas di sekitarnya. Bahan ajar ini merupakan edisi ke-1. Oleh sebab itu Bahan Ajar ini perlu terus menerus dilakukan perbaikan dan penyempurnaan.

  Kritik, saran, dan masukan untuk perbaikan dan penyempurnaan pada edisi berikutnya sangat kami harapkan; sekaligus, akan terus memperkaya kualitas penyajian bahan ajar ini. Atas kontribusi itu, kami ucapkan terima kasih. Tak lupa kami mengucapkan terima kasih kepada kontributor naskah, editor isi, dan editor bahasa atas kerjasamanya. Mudah-mudahan, kita dapat memberikan yang terbaik bagi kemajuan dunia pendidikan menengah kejuruan dalam rangka mempersiapkan Generasi Emas seratus tahun Indonesia Merdeka (2045).

  Jakarta, Agustus 2017 Direktorat Pembinaan SMK

PENDAHULUAN A.

   Deskripsi

  Bahan Ajar Kimia untuk SMK Kesehatan Kelas XI terdiri dari 2 Bahan Ajar, yaitu Bahan Ajar 1 untuk semester 1 dan Bahan Ajar 2 untuk semester 2. Bahan Ajar ini merupakan Bahan Ajar 1 yang akan mempelajari tentang larutan, teori asam basa, kesetimbangan kimia, kecepatan reaksi, termokimia, dan sifat koligatif larutan.

  B. Prasyarat Untuk mempelajari modul tidak diperlukan prasyarat mata pelajaran tertentu.

  C. Petunjuk Penggunaan Modul

  Untuk mempermudah penggunaan modul perlu diperhatikan petunjuk berikut ini: 1. Pelajari daftar isi serta peta konsep setiap materinya.

  2. Perhatikan langkah-langkah dalam melakukan pekerjaan dengan benar untuk mempermudah dalam memahami suatu proses pekerjaan, sehingga diperoleh hasil yang maksimal.

  3. Pahami setiap materi teori dasar yang akan menunjang penguasaan suatu pekerjaan dengan membaca secara teliti.

  4. Jawablah uji kompetensi dengan jawaban yang singkat dan jelas serta kerjakan sesuai dengan kemampuan Anda setelah mempelajari Bahan Ajar ini.

  5. Catatlah kesulitan yang Anda dapatkan dalam Bahan Ajar ini untuk ditanyakan pada guru pada saat kegiatan tatap muka. Bacalah referensi yang lain yang berhubungan dengan materi Bahan Ajar agar Anda mendapatkan pengetahuan tambahan.

D. Tujuan Akhir

  Setelah mempelajari Bahan Ajar ini Anda diharapkan dapat:

  1. Menjelaskan tentang larutan, termokimia, dan sifat koligatif larutan.,

  2. Menjelaskan tentang teori asam basa,

  3. Menjelaskan tentang kesetimbangan kimia,

  4. Menjelaskan tentang kecepatan reaksi,

  5. Menjelaskan tentang termokimia, 6. Menjelaskan tentang sifat koligatif larutan.

  

DAFTAR ISI

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Perbedaan larutan tidak jenuh hingga lewat jenuh .......................................... 3Gambar 1.2 Ilustrasi perbedaan larutan encer dan konsentrat ............................................ 3Gambar 1.3 Larutan elektrolit ............................................................................................. 4Gambar 2.1 Larutan Elektrolit .......................................................................................... 17Gambar 2.2 Larutan Nonlektrolit ...................................................................................... 17Gambar 2.3 Pasangan asam basa konjugasi ...................................................................... 18Gambar 2.4 Bronsted - Lowry Fase Gas ........................................................................... 19Gambar 2.5 Teori Asam Basa Lewis ................................................................................ 21Gambar 2.6 Hujan Asam ................................................................................................... 24Gambar 2.7 pH sebagai fungsi konsentrasi ....................................................................... 34Gambar 2.8 Mengukur pH dengan Menggunakan Kertas Indikator (a) dan pH Meter (b)41Gambar 2.9 Trayek perubahan warna ............................................................................... 42Gambar 2.10 Trayek perubahan warna Indikator Universal ............................................. 42Gambar 3.1 Reaksi Bolak-balik (Reversible) ................................................................... 51Gambar 3.2 Perubahan konsentrasi dan laju reaksi .......................................................... 52Gambar 3.3 Kurva Kesetimbangan 2NO 2 (g)  N

  

Gambar 3.4 Proses peredaran oksigen dalam darah .......................................................... 73Gambar 4.1 Hubungan konstanta kecepatan reaksi dengan suhu ..................................... 86Gambar 4.2 Katalis dalam Reaksi Kimia .......................................................................... 88

  

  

Gambar 5.1 Bagan pembahasan ilmu termokimia .......................................................... 107Gambar 5.2 Ilustrasi Proses Reaksi Eksotermis dan Endotermis ................................... 109Gambar 5.3 Kalorimeter bom ......................................................................................... 117Gambar 5.4 Kalorimeter sederhana ................................................................................ 118Gambar 6.1 Kurva hukum raoult .................................................................................... 146Gambar 6.2 Larutan Ideal dan Penyimpangan Hukum Raoult ....................................... 149Gambar 6.3 Penguapan ................................................................................................... 150Gambar 6.4 Penurunan tekanan uap ............................................................................... 151Gambar 6.5 Penurunan tekanan uap jenuh larutan .......................................................... 152Gambar 6.6 Diagram fasa solven dan larutan ................................................................. 154Gambar 6.7 Diagram P-T untuk Pelarut Air ................................................................... 155Gambar 6.8 Diagram P-T untuk pelarut dan larutan karena adanya kenaikan titik didih 156Gambar 6.9 Proses pembekuan pelarut dan larutan ........................................................ 156Gambar 6.10 Tekanan osmotik ....................................................................................... 160Gambar 6.11 Peristiwa osmosis ...................................................................................... 160Gambar 6.12 Tekanan osmotik dan tekanan uap ............................................................ 161Gambar 6.13 Reverse osmosis ........................................................................................ 162

  

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Indikasi lampu menyala pada beberapa senyawa ............................................... 4Tabel 1.2 Indikasi terang lampu pada beberapa senyawa ................................................... 4Tabel 2.1 Perbandingan tiga teori Asam-Basa .................................................................. 23Tabel 2.2 Harga untuk beberapa Asam ............................................................................. 27Tabel 2.3 Harga Kb untuk beberapa Basa ......................................................................... 28Tabel 2.5 Hubungan antara pH dan pOH pada 25°C ........................................................ 31Tabel 2.6 pH Beberapa Larutan ........................................................................................ 31Tabel 2.7 Contoh Asam Monoprotik dan Poliprotik ......................................................... 35Tabel 2.8 Contoh Senyawa Amfoter ................................................................................. 39Tabel 2.9 Indikator untuk Menunjukkan Asam atau Basa ................................................ 41Tabel 2.10 Trayek Perubahan Warna Indikator ................................................................ 42Tabel 3.1 Susunan kesetimbangan reaksi antara gas karbon monoksida dengan gas hydrogen membentuk metana dan uap air padasuhu 1.200 K ........................ 54Tabel 3.2 Harga Kp untuk reaksi setimbang pembentukan NH 3 ...................................... 70Tabel 3.3 Harga Kp untuk Reaksi Setimbang antara H 2 dan CO 2 .................................... 70

  

Tabel 5.1 Perbedaan Reaksi Eksoterm dan Endoterm .................................................... 108Tabel 5.2 Simbol Entalpi pada Berbagai Proses ............................................................. 111Tabel 5.3 Nilai Entalpi Pembentukan Berbagai Zat dan Persamaan Termokimia

  

Tabel 5.5 Entalpi pembentukan senyawa ........................................................................ 123Tabel 5.6 Energi ikat antar Atom dari berbagai Senyawa (kJ/mol) ................................ 124Tabel 5.7 Komposisi dan nilai kalor dari berbagai jenis bahan bakar ............................ 127Tabel 6.1 Konstanta Kenaikan Titik Didih Molal dan Penurunan Titik Beku Beberapa

  

Tabel 6.2 Data Percobaan tentang Penurunan Titik Beku .............................................. 163Tabel 6.3 Beberapa Nilai Faktor van’t Hoff ................................................................... 164

BAB 1 LARUTAN Peta Konsep Larutan Tipe Larutan Sifat Konsentrasi Berdasarkan Koligatif Pengenceran Sifat Larutan Larutan Kejenuhan Larutan Setelah mempelajari bab ini, Anda diharapkan dapat: 1. Memahami konsep larutan dan aplikasinya pada kehidupan sehari-hari.

2. Mengklasifikasikan jenis-jenis larutan.

  Larutan adalah sebuah campuran yang homogen (satu fase) dari dua atau lebih substansi dengan fase yang sama atau berbeda. Substansi yang membentuk larutan disebut dengan komponen larutan. Jika larutan terdiri dari dua komponen penyusun saja, maka larutan tersebut disebut dengan larutan biner.

  Dalam sebuah larutan (solution) pasti ada komponen yang disebut sebagai solute yakni zat yang terlarut dan solvent atau komponen yang melarutkan. Dalam larutan biner, umumnya komponen yang memiliki jumlah yang lebih besar disebut sebagai pelarut atau solvent. Sedangkan komponen satunya adalah zat terlarut. Klasifikasi larutan ada banyak macam, berikut ini klasifikasi larutan dilihat dari berbagai aspek.

   Tipe Larutan Berdasarkan Kejenuhan A.

1. Larutan Tak Jenuh

  Larutan yang mengandung zat terlarut kurang dari yang diperlukan untuk membuat larutan itu menjadi jenuh. Artinya zat pelarut masih ada yang belum bereaksi semuanya, masih bisa untuk melarutkan lagi karena kondisi larutan belum menjadi jenuh. larutan tak jenuh ini terjadi saat hasil kasi konsentrasi ion kurang dari Ksp.

  2. Larutan Jenuh

  Larutan yang jumlah pelarut dan zat terlarutnya memiliki jumlah yang tepat untuk bereaksi. Sehingga baik zat pelarut dan terlarut sudah tidak ada yang tersisa atau sudah tepat habis bereaksi semuanya. Secara perhitungan, larutan jenuh terjadi saat hasil konsentrasi ion = Ksp berarti larutan tepat jenuh.

  3. Larutan Kelewat Jenuh Larutan ini terjadi jika jumlah zat pelarut lebih kecil daripada jumlah terlarut.

  Larutan ini ditandai dengan adanya endapan pada larutan. Secara perhitungan, larutan lewat jenuh terjadi saat hasil konsentrasi ion > Ksp.

  Ilustrasi Jika kita akan membuat oralit sederhana, dengan melarutkan garam dan gula kedalam air, kita dapat mengamati perbedaan dari ketiga kondisi larutan diatas.

  Larutan tidak Jenuh

  Terdapat 100 mL air dan 30 gram NaCl + gula, tidak terdapat endapan, air masih bisa melarutkan beberapa gram lagi

  30 gr NaCl+ Gula

  Larutan Jenuh

  Terdapat 100 mL air dan 36 gram NaCl + gula, tidak terdapat endapan, air sudah tidak bisa melarutkan.

  36 gr NaCl+ Gula Larutan sangat Jenuh

  Terdapat 100 mL air dan 40 gram NaCl + gula, Terdapat 4 gram endapan yang tidak dapat melarut lagi.

  40 gr NaCl+ Gula Sumber www.mundoeducacao.com

   :

Gambar 1.1 Perbedaan larutan tidak jenuh hingga lewat jenuh 4.

   Tipe Larutan Berdasarkan Jumlah Zat Yang Terlarut

  Dalam pemakaiannya, terkadang kita mendengar istilah dilute atau larutan encer dan concentrated yang artinya adalah larutan kental. Pada larutan encer atau dilute solution artinya terdapat jumlah komponen terlarut relatif lebih kecil daripada pelarutnya.

  Sumber : www.wikipedia.com

Gambar 1.2 Ilustrasi perbedaan larutan encer dan konsentrat

  Berikut merupakan aplikasi asam basa dalam bidang kesehatan. Di dalam tubuh kita terdapat asam lambung. Asam ini adalah larutan encer asam klorida. Di dalam perut, asam ini membantu proses pencernaan protein pada makanan. Jika kandungannya terlalu tinggi, maka akan menyebabkan masalah yang biasanya dialami oleh penderita maag.

5. Tipe Larutan Berdasarkan Kemampuan Mengionisasi

  Menurut Svante August Arrhenius, larutan dibagi menjadi 2 yakni larutan elektrolit dan larutan nonelektrolit. Hal ini dikarenakan hasil pengamatannya menunjukkan bahwa larutan dapat menghantarkan arus listrik jika larutan tersebut mengandung partikel-partikel yang bermuatan listrik dan bergerak bebas di dalamnya.

  Terdapat contoh pembuktian untuk teori ini. Awalnya kita siapkan rangkaian lampu kecil, kabel, batangan logam besi atau tembaga dan beberapa larutan.

  

Sumber

Gambar 1.3 Larutan elektrolit Hasil pengamatannya adalah sebagai berikut.Tabel 1.1 Indikasi lampu menyala pada beberapa senyawa Senyawa Rumus Lampu menyala Lampu tidak menyala

  Garam dapur NaCl ✓ ✓

  Asam cuka CH ^{3 COOH} Gula C ^{12 H 22 O 11 ✓}

  ✓ Alcohol (etanol) C ^{2 H 5 OH}

  Dari Tabel tersebut dapat dilihat bahwa garam dapur dan asam cuka dapat menghantarkan listrik, sehingga larutan ini disebut sebagai larutan elektrolit. Sedangkan gula dan etanol tidak dapat menghantarkan listrik, sehingga disebut sebagai larutan non elektrolit.

  Dera jat Ionisasi (α)

  Dari beberapa pergantian larutan, terdapat banyak larutan yang dapat menghantarkan listrik. Namun, ada perbedaan kualitas penerangan yang dihasilkan. Hasil percobaannya seperti pada Tabel 1.2 sebagai berikut.

Tabel 1.2 Indikasi terang lampu pada beberapa senyawa Larutan Nyala Lampu

  Terang Kurang Terang

  NaCl ✓ CuSO ✓ ₄ HNO ^{3 ✓}

  CH COOH ✓ ₃ C ^{2 H 2 O 4 ✓} C H O ✓ _{6 8 7} Dari Tabel 1.2 tersebut dapat dilihat bahwa terdapat perbedaan ionisasi dari larutan elektrolit. Artinya, larutannya ada yang elektrolit kuat dan lemah. Kuat lemahnya larutan elektrolit ini dipengaruhi oleh derajat ionisasi. Derajat ionisasi adalah banyaknya zat yang terionisasi (mol) terhadap jumlah zat mula-mula (mol).

  (1.1)

  =

  − Semakin banyaknya zat yang mengalami proses ionisasi, maka semakin besar pula derajat ionisasinya, yang menghasilkan daya listrik yang semakin kuat. Untuk larutan elektrolit, harga 0 < termasuk larutan elektrolit kuat

  α ≤ 1. Nilai α=1, maka larutan tersebut dan larutan elektrolit lemah memiliki nilai 0 < α < 1. Sedangkan untuk larutan non elektrolit maka nilai

  α=0.

   Sifat Koligatif Larutan B.

  Sifat koligatif larutan adalah sifat larutan yang ditentukan oleh banyaknya zat terlarut dalam suatu larutan. Dengan kata lain, sifat ini sangat dipengaruhi dari konsentrasi zat terlarut. Sifat ini hanya bergantung pada banyaknya zat terlarut, tidak tergantung pada macamnya zat terlarut.

  Sifat ini dapat muncul ketika terjadi proses pelarutan, yakni proses penambahan suatu zat terlarut kedalam suatu zat pelarut. Semisal kita memiliki larutan 1 yakni pelarut _o air murni sebanyak 100 mL. dalam kondisi STP air ini memiliki titik didih 100 C dan titik _o beku 0 C. lalu kita menambahkan 100 gram gula kedalamnya. Maka, titik didih larutan _o tersebut tidak lagi 100 C namun akan di atas itu. Begitu pula jika didinginkan, titik bekunya _o akan dibawah 0

  C. perubahan nilai inilah yang disebut dengan sifat koligatif larutan. Terdapat empat perubahan sifat koligatif larutan yaitu penurunan tekanan uap jenuh, kenaikan titik didih, penurunan titik beku, dan tekanan osmotik. Keempat sifat tersebut akan dijelaskan lebih detail pada bab 6.

   Konsentrasi Larutan C.

  Jika kita ingin membuat suatu larutan, kemudian ingin mencampurkannya dengan suatu kondisi tertentu, tentunya bukan hal yang mudah jika kita tidak dapat mengidentifikasi kondisinya dalam bentuk kualitatif. Oleh karena itu, kita perlu menggambarkannya dalam sebuah ukuran yang dinamakan konsentrasi. Konsentrasi adalah sebuah besaran yang memiliki pengertian tentang jumlah zat terlarut dan pelarut.

  Besaran konsentrasi ini banyak dijadikan rujukan dalam kesehatan. Namun, besaran konsentrasi ini terdapat banyak macam yang tergantung pada kebutuhan zat yang ingin disampaikan konsentrasinya. Misalnya, pada botol obat sakit maag, dituliskan “didalam setiap satu sendok (5 mL) mengandung Magnesium trisilicate 325 mg, alumunium hidroksida bentuk koloid 325 mg dan dimethicone aktif 25 mg.

  Contoh lain adalah misalnya konsentrasi mengacu pada Angka Kebutuhan Kalori (AKG), sehingga dalam botol minuman tertera, dalam kemasan ini mengandung karbohidrat 6%, Natrium 8%, Kalium 3%, Magnesium 5%, Kalsium 5%, vitamin B3 50%, vitamin B6260% dan vitamin B12 200%.

  Dari dua contoh diatas ada 2 macam contoh pernyataan konsentrasi yakni mg/mL dan %. Kali ini akan dibahas macam-macam penyataan konsentrasi larutan yang sering digunakan pada ilmu kimia.

  1. Persen berat

  Apabila terdapat sebuah pada botol terdapat label bertuliskan 20% HCl (% berat), ini termasuk pernyataan konsentrasi persen berat. Artinya dalam botol tersebut terdapat 20 gram HCl dalam 100 gram larutan. Jika HCl tersebut dilarutkan dalam air, maka: Massa HCl = 20 gram Massa larutan = 100 gram Massa air = 100

• – 20 = 80 gram

  2. Persen Volume

  Persen volume memiliki prinsp yang sama dengan persen berat. Jika ada botol asam cuka dengan label bertuliskan, asam cuka CH ^{3 COOH 14 % (% volume) dengan} pelarut air maka: Volume CH ^{3 COOH = 14 mL}

  Volume larutan = 100 mL Volume air = 100-14 = 86 mL 3.

   Fraksi Mol

  Fraksi mol menyatakan rasio jumlah mol zat yang terlarut atau mol zat pelarut tiap jumlah mol keduanya. Dimisalkan, A adalah notasi untuk zat terlarut dan B adalah notasi _A untuk zat pelarut. Maka, fraksi mol zat terlarut (X ) adalah (1.8)

  =

• Sedangkan fraksi mol B (X B ) adalah:

  (1.9) =

• Ingat, jumlah kedua fraksi mol harus 1, X A + X B = 1, karena

  (1.10) = + +

• = 1

  = , +

• Contoh soal :

₂

  0.1 mol NaCl dilarutkan dalam 100 gram H O murni. Berapakah fraksi mol NaCl?

  Penyelesaian : _{2 2 2}

  n (H O) = massa : MR H O = 100 gram : 18 g/mol = 5.56 mol H O

  0.1

  0.1 Fraksi mol NaCl = = = = 0.018

• 0.1+5.56

  5.66 ₂

2 Dan jika ditanya fraksi mol H O dapat dicari dengan 2 cara, yaitu :

  5.56 ₂ Pertama adalah= = 0.982 atau fraksi mol H O = 1- 0.018 = 0.982 namun, untuk 0.1+5.56

  cara kedua hanya berlaku jika penyusun larutan hanya terdiri dari 2 zat.

4. Molalitas

  Molalitas (m) adalah besaran yang banyak digunakan terutama saat mempelajari sifat-sifat zat yang ditentukan oleh jumlah partikel misalnya kenaikan titik didih atau penurunan titik beku larutan. Molalitas menyatakan banyaknya mol zat terlarut dalam 1000 gram pelarut. Ingat, agak berbeda dengan beberapa besaran konsentrasi larutan sebelumnya, molalitas dinyatakan dalam banyaknya pelarut bukan larutan.

  Contoh soal :

  Jika kita memiliki 1 mol sukrosa (sekitar 342,3 gram) dan memprosesnya dengan mencampurnya dengan 1 liter air, maka gula sukrosa itu akan larut dan menjadi air gula. Kita terus mengaduknya hingga tidak ada padatan gula yang tersisa. Kita memastikan bahwa larutan tersebut benar-benar telah bercampur sempurna. Berapakah molalitas gula sukrosa tersebut?

  Penyelesaian : Pertama, kita harus mengkonversi volume air menjadi berat air. Densitas air = 1 gram/mL.

  Volume air adalah 1 L maka, Massa air = densitas x Volume = 1 g/mL x 1000 mL = 1000 gram air = 1 kg air.

  Molalitas = (1.11)

  

1

Molaritas = = 1 molal

  

1

  5. Molaritas

  Molaritas (M) adalah satuan konsentrasi yang umum digunakan. Molaritas didefinisikan sebagai berapa banyak mol terlarut dalam 1 L larutan. Satu hal penting yang harus diperhatikan adalah, volume larutan itu belum tentu sama dengan volume pelarut.

  Contoh soal :

  Bagaimana caranya membuat 120 mL larutan potassium hidroksida (KOH) dengan konsentrasi 0.1 M didalam air?

  Penyelesaian :

  Jumlah mol KOH yang dibutuhkan adalah: Volume larutan x Molaritas = 0.12 L x 0.1 mol/L

  = 0.012 mol Berat molekul KOH adalah 56.1 gram/mol. Maka berat KOH yang dibutuhkan adalah:

  Mol KOH x BM KOH = 0.012 mol x 56.1 g/mol = 0.67 gram Maka, 0.67 gram harus dilarutkan dalam air hingga volume larutannya 120 mL.

  Walaupun molaritas ini banyak digunakan, namun satuan konsentrasi ini memiliki kelemahan. Karena volume itu jumlahnya bergantung pada temperatur, maka 0.1 M larutan _{o o} pada suhu 0 C akan memiliki konsentrasi yang berbeda pada suhu 50 C. Oleh karena itu, molaritas tidak disarankan sebagai pernyataan konsentrasi larutan pada proses yang mengandung perubahan kondisi operasi suhu atau tekanan.

  6. Normalitas

  Normalitas (N) merupakan satuan konsentrasi yang memperhitungkan juga kation dan anion yang ada pada larutan. Normalitas mendefinisikan berapa banyaknya gram ekivalen zat dalam satu liter larutan. Sederhananya, Gram ekivalen adalah jumlah gram zat untuk mendapat satu muatan.

  Contoh soal :

  Mol H ^{2 SO 4 dalam 1 L larutan, berdasarkan reaksi di bawah, maka ekivalensinya adalah 2.}

  Karena setelah proses ionisasi, menghasilkan 2 muatan.

  Penyelesaian : _{2 4 + 2-}

   2H ⁴ H SO + SO

  1 L larutan

  1 L larutan 1 mol 2 mol 1 mol 2 muatan 2 muatan

  ↓ 98 gram Menghasilkan masing-

  1 Molar 1 M

  2 Normal (2N) masing 2 muatan

  49 gram Menghasilkan masing- ½ Molar (½M) 1 Normal (1N) masing 1muatan Maka normalitasnya adalah:

  Mol x ekuivalensi : Volume larutan = 1 mol x 2 : 1 Liter = 2 Normal

  Untuk mendapatkan larutan 1 N, maka zat yang dibutuhkan hanya 49 gram H ^{2 SO 4}

dilarutkan kedalam 1 Liter air, karena dengan 49 gram atau 0.5 molar sudah dihasilkan

satu muatan dari zat-zat yang terionisasi.

   Pengenceran D.

  Di dalam pembuatan larutan, sering sekali dilakuan pengenceran. Pengenceran dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan konsentrasi tertentu dari suatu bahan yang telah diketahui konsentrasi awalnya. Secara kualitatif, hal tersebut sudah sering kita laksanakan. Seperti misalnya saat membuat minuman teh manis, jika rasanya terlalu manis, maka kita akan menambahkan pelarut berupa air agar konsentrasi zat terlarut yakni gulanya akan semakin kecil. Secara kuantitas, biasanya hal ini sering dilakukan di laboratorium. Biasanya kita membuat larutan induk dari bahan padat.

  Misalnya kita memiliki 40 gram padatan NaOH yang dilarutkan dalam 0.5 Liter air. Sehingga didapatkan konsentrasinya adalah 2 Molar. Katakanlah, kita membutuhkan larutan NaOH 0.5 M sebagai titran untuk sebuah analisa, maka kita harus melakukan proses pengenceran. Awalnya, semisal kita ambil 2 Molar NaOH sebanyak 50 mL, maka secara matematis, kita hitung:

  M1 x V1 = M2 x V2 (1.12) 2 x 50 = 0.5 x V2 V2 = 200 mL Maka, kita harus mengencerkan 50 mL NaOH awal tadi sehingga mencapai 200 mL.

   Sifat Larutan E.

  Pada pelarutan sutu zat, maka akan diikuti peristiwa pemecahan ukuran partikel zat terlarut sehingga nantinya semua zat terlarut itu akan larut dan berinteraksi dengan zat pelarut. Secara umum, sifat yang dimiliki oleh suatu larutan dibagi menjadi dua bagian besar. Yang pertama adalah sifat kimia yakni asam, basa dan garam. Yang kedua adalah sifat fisika larutan, seperti tekanan uap, titik didih, titik beku, dan tekanan osmotik.

1. Sifat Kimia

  a. Asam

  Secara fisik, asam dapat diindikasi dari rasanya yang asam, jika termasuk asam kuat makan dapat merusak logam atau lantai dan korosif. Asam akan bereaksi dengan logam dan menghasilkan gas hydrogen. Selain itu, dapat ditandai dengan perubahan indikator. Jika memasukkan lakmus biru dalam bahan asam, maka akan mengubah warna lakmus menjadi merah.

  b. Basa

  Sifat fisik basa adalah terasa getir, licin saat terkena kulit dan dapat mengubah warna lakmus merah menjadi biru.

  c. Garam

  Garam merupakan senyawa yang terbentuk dari sisa asam (bermuatan negatif) dengan sisa basa atau logam (bermuatan positif) sehingga bersifat elektrolit. Pada umumnya, garam memiliki sifat netral karena adanya sisa asam dan sisa basa. Akan tetapi, terkadang garam dapat memiliki nilai pH kurang dari 7 sehingga bersifat asam atau lebih dari 7 sehingga bersifat basa. Berdasarkan sifat asam-basanya, garam dapat digolongkan menjadi tiga kelompok yaitu garam normal, garam asam, dan garam basa.

  Telah kita pelajari bahwa apabila larutan asam bereaksi dengan larutan basa akan terbentuk senyawa garam. Sebaliknya, jika kita melarutkan suatu garam ke dalam air, maka ada dua kemungkinan yang akan terjadi, yaitu: _{2- - -}

  1. Ion-ion yang berasal dari asam kuat (seperti Cl , NO _{2+ + +} ^{3 , SO 4 ) atau ion-ion yang berasal} dari (seperti K , Na , Ca ) tidak akan bereaksi. Hal ini karena ion tersebut tidak memiliki kecenderungan untuk kembali ke bentuk asam atau basa asalnya.

• _- Contoh

  :

  Cl + H ₂₊ ^{2 O  tidak bereaksi} Ca + H ^{2 O  tidak bereaksi} _{- 2- -}

  2. Ion-ion yang berasal dari asam lemah (seperti CN , CH _{2+ 3+ +} ^{3 COO , S ) atau ion-ion yang} berasal dari (seperti NH ^{4 , Fe , Al ) akan bereaksi dengan air. Hal ini terjadi karena} ion tersebut memiliki kecenderungan untuk kembali ke bentuk asam atau basa asalnya.

  Reaksi antara suatu ion dengan air inilah yang disebut dengan hidrolisis.

  Berdasarkan uraian di atas, sifat larutan garam dapat ditentukan oleh hidrolisis garamnya, apakah garam tersebut bersifat asam, netral, atau basa. Secara umum larutan garam dapat dikelompokkan menjadi empat kelompok berdasarkan dari komposisi penyusun garamnya.

  1) Garam dari Asam Kuat dan Basa Kuat

  Garam yang berasal dari komposisi ini tidak mengalami reaksi dengan air atau tidak terjadi hidrolisis. Ion-ion dari asam kuat maupun dari basa kuat telah mengalami reaksi ionisasi yang berkesudahan sehingga cenderung tidak akan membentuk asam atau basa asalnya lagi. _{2 - 2+}

  CaCl Ca + 2Cl _{2+ -} Ca + H ^{2 O}

  ↛ (tidak bereaksi)

  2Cl + H ^{2 O} ↛ (tidak bereaksi)

  Sifat larutan garam yang tidak mengalami hidrolisis yaitu netral atau memiliki pH = 7 dan pOH = 7.

  2) Garam dari Asam Kuat dan Basa Lemah

  Apabila garam dari asam kuat dan basa lemah dilarutkan ke dalam air maka ion dari asam kuat tidak akan mengalami reaksi, sedangkan ion dari basa lemah akan terhidrolisis. Jadi, larutan garam tersebut mengalami hidrolisis parsial atau hidolisis sebagian. _{4 3 4 3 - +}

  NH NO  NH + NO ^- NO + H O _{+ +} ^{3 2} ↛ (tidak bereaksi) ₊

  NH ^{4 + H 2 O  NH 4 OH + H} Dari reaksi di atas terlihat bahwa larutan memiliki ion H bebas yang mencirikan larutan bersifat asam (pH < 7).

  3) Garam dari Asam Lemah dan Basa Kuat

  Garam yang berasal dari komposisi ini akan terjadi reaksi hidrolisis parsial untuk ion yang berasal dari asam lemah, sedangkan ion dari basa kuat tidak akan bereaksi. Contoh :

• _{+ -} CH
^{3 COONa  CH 3 COO + Na +}

  Na + H ^{2 O} _{- -} ↛ (tidak bereaksi) _- CH ^{3 COO + H 2 O  CH 3 COOH + OH} Ion OH mencerminkan sifat basa pada larutan sehingga garam yang berasal dari asam lemah dan basa kuat cenderung bersifat basa (pH > 7).

4) Garam dari Asam Lemah dan Basa Lemah

  Pada garam dengan komposisi ini, baik kation maupun anion dari garam akan dengan air sehingga terjadi hidrolisis total atau hidrolisis sempurna. Sebagai contoh, garam _{3 4} CH COONH akan terionisasi sebagai berikut: _{+ -} CH ₃ ^{3 COONH} _{- - 2} ^{4  CH 3 COO + NH} ₃ ⁴ CH COO + H COOH + OH _{4 + + 2} O ↔ CH ₄ NH + H OH + H

  O ↔ NH _{- +} Dari reaksi di atas terlihat bahwa hidrolisis garam menghasilkan ion H dan OH sehingga garam mungkin akan bersifat asam, basa, atau netral. Oleh karena itu, pH larutan bergantung pada nilai Ka asam lemah dan Kb basa lemah:

  1. Jika Ka = Kb maka larutan bersifat netral atau pH = 7

  2. Jika Ka > Kb maka larutan bersifat asam atau pH < 7

  3. Jika Ka < Kb maka larutan bersifat basa atau pH > 7 Ada beberapa garam yang terbentuk secara tidak normal yaitu masih mempunyai gugus asam atau basa pada garamnya. Garam jenis ini akan bersifat asam jika masih

• _{- +} memiliki gugus H atau bersifat basa jika masih memiliki gugus OH .

  Contoh soal :

  NaHSO ^{4 (natrium hidrosulfat), NaH 2 PO 4 (natrium dihidrofosfat) : garam asam} [Mg(OH)] ^{2 SO 4 (magnesium hidroksi sulfat), [Al(OH) 2 ]NO 3 : garam basa.}

2. Sifat Fisika Sifat fisika larutan meliputi tekanan uap, titik didih, titik beku dan tekanan osmotik.

  Sifat fisika larutan tersebut akan dibahas lebih lanjut bab 6.

UJI KOMPETENSI

  1. Tentukan konsentrasi persen berat (w/w) dari sebuah larutan yang terdiri dari 4,5 gram sukrosa dalam 90 mL air? A. 5 % (w/w) sukrosa

  B. 0.05 % (w/w) sukrosa

  C. 4,8 % (w/w) sukrosa

  D. 0.048 % (w/w) sukrosa

  E. 0.48 % (w/w) sukrosa

  2. Berapa gram kah KCl dan air yang dibutuhkan jika kita ingin membuat larutan KCl dalam air dengan konsentrasi 20% (w/w) seberat 30 gram? A. 6 gram KCl dalam 24 mL air

  B. 0.6 gram KCl dalam 24 mL air

  C. 6 gram KCl dalam 30 mL air

  D. 0.6 gram KCl dalam 30 mL air

  E. 0.6 gram KCl dalam 25 mL air

  3. Berapa massa KOH yang dibutuhkan untuk membuat larutan KOH 0.1 M sebanyak 120 mL dalam air? (Mr KOH = 56) A. 672 gram

  B. 67.2 gram

  C. 6.72 gram

  D. 0.672 gram

  E. 0.0672 gram _{2 5}

  4. Hitunglah molaritas dari 60% (w/w) larutan etanol (C H OH) dalam air. Jika diketahui densitas larutan ini adalah 0.8937 gram/mL.

  A. 11.6 M

  B. 1.16 M

  C. 0.116 M

  D. 0.0116 M

  E. 0.00116 M

  5. Lakmus biru akan menjadi merah dalam larutan: ₃ A. NH ₃ B. CH COOH

  C. LiOH ₂ D. Ba(OH)

  E. NaOH 6. Jika kondisi seperti nomor 4 diatas, hitunglah berapa molalitasnya.

  A. 12.9 m

  B. 0.0129 m

  C. 32.4 m

  D. 0.0324 m

  E. 0.324 m

  7. 100.0 gram sukrosa (C ^{12 H 22 O 11 , mol. wt. = 342.3 g/mol) dilarutkan dalam 1.50 L air.}

  Berapakan molalitasnya?

  A. 0.292 m

  B. 0.195 m

  C. 0.000292 m

  D. 0.000195 m

  E. 0.0195 m

  8. Berapa gram banyaknya air yang harus digunakan untuk melarutkan 100 gram sukrosa C ^{12 H 22 O 11 untuk menyiapkan fraksi mol sukrosa 0.02 dalam larutan?}

  A. 0.292 gram

  B. 14.308 gram

  C. 0.98 gram

  D. 258 gram

  E. 250 gram

  9. Hitunglah pH dari 0.001 M larutan HCl

• – +

  HCl  H + Cl HCl adalah asam kuat.

  A. 2

  D. 5

  B. 3

  E. 6 ₄ C. 4 10. NH OH adalah basa lemah karena...............

  A. memiliki tekanan uap yang rendah

  B. terionisasi sebagian terionisasi sempurna

  C.

  D. memiliki densitas yang rendah

• _- E. memiliki titik didih yang rendah

  11. Hitunglah pH larutan 0.1 M CH ₅ ^{3 COOH. Jika diketahui konstanta ionisasinya 1.8 ´ 10} M.

  A. 1 B. 6.

• – log 1.8 C. 3.
• – log 1.34 D. 5.
• – log 1.8

  E. 6

• –6

  12. Ketika 10 mol dari sebuah monobasic asam kuat dilarutkan dalam 1 Liter pelarut, maka pH larutan menjadi ..............

  A. 6

  B. 7

  C. kurang dari 6

  D. lebih dari 7

  E. 5

  13. Saat pH larutan adalah 2, konsentrasi ion hydrogen dalam kosentrasi mol/Liter adalah .............

• –12

  A. 1. 10

• –2

  B. 1.10

• –7

  C. 1. 10

  D. 1. 10

• –4

  E. 1. 10

• –8 14. pH larutan yang terdiri dari 0.1 N NaOH adalah ..........

  A. 1

  B. 10

• –1

  C. 13

  D. 10

• –13

  E. 5

  15. Disebut apakah larutan yang tahan terhadap perubahan pH jika ditambahkan sejumlah asam atau basa? A. larutan buffer

  B. larutan sejati

  C. larutan isohydric

  D. larutan ideal

  E. larutan nyata

BAB 2 TEORI ASAM BASA Peta Konsep Teori Asam Basa Ikhtisar Teori Teori Teori Rekasi Sifat Asam Asam dan Elektrolit Bronsted- Teori Lewis Arrhenius Arrhenius dan Basa Ionisasi Basa Kuat Lowry

  , Bronsted

  Setelah mempelajari bab ini, Anda diharapkan dapat:

  1. Mengetahui dan mampu menjelaskan pengertian asam basa menurut Arrhenius, Bronstead-Lowry, dan Lewis.

  2. Mengetahui dan mampu mengukur pH beberapa larutan asam/basa kuat dan lemah yang konsentrasinya sama dengan indikator universal.

  3. Mengetahui dan mampu menyimpulkan hubungan antara besarnya harga pH terhadap kekuatan asam/basa.

  4. Mengetahui dan mampu menghubungkan kekuatan asam atau basa dengan derajat ionisasi dan tetapan kesetimbangan ionisasinya.

  5. Mampu menjelaskan dan menghitung pH larutan asam/basa dari data konsentrasinya.

  6. Mampu menjelaskan dan mengamati trayek perubahan warna berbagai indikator asam/basa dan memperkirakan pH suatu larutan elektrolit yang tidak dikenal.

A. Elektrolit

  Elektrolit adalah senyawa yang terdisosiasi atau terionisasi jika dilarutkan ke dalam air menghasilkan kation dan anion. (kebalikannya disebut nonelektrolit). Contoh :

• _{+ -} NaCl (aq) + Cl (aq)

  → Na _{+ -} Di dalam air garam NaCl akan terdisosiasi menghasilkan ion Na dan Cl yang terhidrasi (dikelilingi oleh molekul air). Untuk garam yang mengandung ion poliatomik, maka di dalam air ion tersebut tidak terdisosiasi menjadi unsur-unsur penyusunnya. Contoh: garam Na ^{2 SO 4 di dalam air} akan terionisasi menjadi ion natrium dan ion sulfat. _2- ⁺ Na ^{2 SO 4 (aq) + SO 4 (aq)}

  → 2Na Larutan elektrolit dalam air dapat menghantarkan arus listrik (Gambar 2.1). Contoh larutan non-elektrolit :

  1. Gula, dalam air tidak terionisasi. Larutan gula tidak dapat menghantarkan arus listrik (Gambar 2.2).

  2. Senyawa-senyawa organik pada umumnya tidak terionisasi dalam air, sehingga bersifat nonelektrolit.

Gambar 2.1 Larutan Elektrolit Gambar 2.2 Larutan Nonlektrolit

  Sumber: www.wikipedia.com

B. Teori Arrhenius

  Svante August Arrhenius pada tahun 1887 menyatakan bahwa:

  “Molekul-molekul elektrolit selalu menghasilkan ion- ion negatif dan positif jika dilarutkan dalam air”.

  Selanjutnya pada tahun 1900 ia mengemukakan teori yang dikenal sampai sekarang

• ₊ yaitu Teori Asam Basa Arrhenius:

  “Asam merupakan suatu senyawa yang dapat menghasilkam ion Hidrogen (H ) bila dilarutkan dalam air. Basa merupakan suatu

• ^- senyawa yang dapat memberikan ion Hidroksida (OH ) bila dialrutkan dalam air” ₊

  Setiap molekul HNO ^{3 dan HCl hanya dapat menghasilkan 1 ion H disebut valensi} ₊ asam. Asam semacam ini disebut juga asam monoprotik. Asam yang setiap molekulnya ₊ dapat menghasilkan 2 ion H disebut asam diprotik, sedangkan yang menghasilkan 3 ion H disebut asam triprotik. Asam diprotik dan asam triprotik dikelompokkan ke dalam asam poliprotik.

  Arhenius mendefinisikan bahwa:

• Asam adalah senyawa yang menghasilkan ion H
_{3 O (menambah konsentrasi H ) jika} dilarutkan dalam air. -<
• Basa adalah senyawa yang menghasilkan ion OH ₊

  jika dilarutkan di dalam air. Asam adalah zat yang menambah konsentrasi H dalam larutan air.

  Ikhtisar Teori Arrhenius:

  − +

  1. Asam : HA ⇄ H A

• − +

  2. Basa : BOH ⇄ B OH

• − +

  3. Penetralan adalah : + H ^{2 O} H ⇄ OH

   Teori Bronsted-Lowry (Johannes Nicholas Bronsted, dan Thomas C. Martin Lowry, 1923) Menurut Bronsted dan Lowry asam adalah zat yang dapat memberikan proton.

  Basa adalah zat yang dapat menerima proton.

• Asam adalah donor proton
• Basa adalah akseptor proton

  Zat yang dapat bertindak sebagai asam ataupun basa disebut amfiprotik. Banyak pelarut adalah amfiprotik jika suatu asam HA dilarutkan ke dalam suatu pelarut amfiprotik, HL, hasil ionisasinya merupakan reaksi asam-basa. Tidak hanya berlaku untuk larutan, tapi bisa untuk molekul, ion, dan gas.

  

Sumber: slide share/yuliasti

Gambar 2.2 Pasangan asam basa konjugasi

  NH ^{3 + NH 3}

  3. Reaksi penetralan adalah reaksi perpindahan proton dari asam ke basa.

  (dalam air) H

  OH

  

−

  ⇄ H ^{2 O + H 2 O}

  (dalam amonia) NH ^{4 + NH 2} ⇄

  4. Reaksi asam-basa Bronsted dapat berlangsung dalam berbagai pelarut, ataupun juga berlangsung dalam fasa gas dimana tidak terdapat pelarut misalnya.

  Ikhtisar Teori Bronsted-Lowry: 1. Asam : donor proton.

  HCl + NH ³ ⇄ NH

  4

  OH

  −

  Asam ^{1 basa 2 asam 2 basa 1}

  5. Setiap asam mempunyai basa konjugasi: A + B

  ⇄ H

  2. Basa : akseptor proton.

  −

  A

  basa asam asam basa terkonjugasi terkonjugasi

  ⇄ BH

  Jika ketiga reaksi ini dijumlahkan diperoleh reaksi sederhana sebagai berikut: HA + B

  H ² L + L ⇄ 2HL

  −

  L

  B + HL ⇄ BH

  −

  A

  2 L

  ⇄ H

  Sesuai dengan pengionian asam dan basa, maka reaksi asam dan basa dapat berlangsung sebagai berikut: HA + HL