KIMIA KONSENTRASI BERBAGAI JENIS LARUTAN

 

Dalam ilmu kimia, selain persen massa, persen volume, persen massa per volume, dan bagian per sejuta (bpj), masih ada beberapa satuan lain yang dapat digunakan untuk menunjukkan konsentrasi suatu larutan. Satuan tersebut adalah molaritas, molalitas, dan fraksi mol.

 

A.        Molaritas (M)

Molaritas adalah satuan konsentrasi yang menyatakan banyaknya mol zat terlarut dalam satu liter larutan. Secara matematis, molaritas dirumuskan sebagai berikut.

Selain menggunakan rumus tersebut, molaritas juga dapat dinyatakan dengan rumus berikut.

 

Sebanyak 8 gram NaOH (Mr NaOH = 40) dilarutkan dalam air hingga volumenya menjadi 100 mL. Tentukan kemolaran larutan NaOH tersebut!

Pembahasan:

Dengan menggunakan rumus molaritas, diperoleh:

Molaritas NaOH = massa NaOH ´            1000          

Mr NaOH       volume larutan (mL)

= 8 g ´ 1000  

40    100 mL

= 2 M

Jadi, molaritas larutan NaOH tersebut adalah 2 M.

 

B.        Molalitas (m)

Molalitas adalah satuan konsentrasi yang menyatakan banyaknya mol zat terlarut dalam satu kilogram pelarut. Secara matematis, molalitas dirumuskan sebagai berikut.

 

Selain menggunakan rumus tersebut, molalitas juga dapat dinyatakan dengan rumus berikut.

 

Sebanyak 36 gram glukosa (Mr glukosa = 180) dilarutkan dalam 250 gram air. Tentukan kemolalan larutan glukosa tersebut!

Pembahasan:

Dengan menggunakan rumus molalitas, diperoleh:

Molalitas (m) = massa glukosa(g) ´          1000        

Mr glukosa         massa pelarut (g)

= 36 g ´ 1000

180    250 g

= 0,8 molal

Jadi, molalitas larutan glukosa tersebut adalah 0,8 molal.

untuk membuat larutan urea (Mr urea = 60) dengan konsentrasi 0,25 molal, massa urea yang harus dilarutkan ke dalam 500 gram air adalah ... gram.

Pembahasan:

Dengan menggunakan rumus molalitas, diperoleh: Molalitas urea = massa urea ´                                      1.000    

Mr urea      massa air (g)

Û 0, 25 = massa urea ´ 1.000

60          500 g

 

Û 1000 ´ massa urea = 7.500 g

Û massa urea = 7,5 g

Jadi, massa urea yang harus dilarutkan ke dalam 500 gram air adalah 7,5 gram.

 

C.        Hubungan Persen Massa dengan Molaritas

Hubungan antara persen massa dan molaritas dapat dirumuskan sebagai berikut.

Catatan: untuk %, bilangannya saja yang dicantumkan.

 Terdapat larutan urea dengan kadar 15%. Jika massa jenis larutan urea tersebut 1,2 g/mL dan massa molekul relatif urea 60, tentukan kemolaran larutan urea tersebut!

Pembahasan:

Dengan menggunakan rumus hubungan antara persen massa dan molaritas, diperoleh: Molaritas (M) = % ´massa jenis ´10

Mr

= 15 ´1, 2 ´ 10

60

= 3 M

Jadi, molaritas larutan urea tersebut adalah 3 M.

 

D.       Fraksi Mol (X)

Fraksi mol adalah satuan konsentrasi yang menyatakan perbandingan antara jumlah mol zat terlarut atau pelarut terhadap jumlah mol larutannya. Secara matematis, fraksi mol dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan:

Xt = fraksi mol zat terlarut; Xp = fraksi mol zat pelarut; nt = mol zat terlarut; dan np = mol zat pelarut.

Sebanyak 30 gram urea dilarutkan dalam 36 gram air. Tentukan fraksi mol urea dalam larutan tersebut!

(Mr urea = 60, Mr air = 18)

Pembahasan:

Mula-mula, tentukan mol urea dan air.

Mol urea = massa urea

Mr urea

          = 30 gram 

                                                     60

                  = 0,5 mol

Mol air     = massa air

Mr air

                              = 36  

   18

= 2 mol

Kemudian, gunakan rumus fraksi mol berikut.

X urea =          mol  urea      

               mol urea +mol air

=        0, 5 mol      

      0, 5 mol+ 2 mol

= 0,, 5 mol 2, 5 mol

= 0,2

Jadi, fraksi mol urea dalam larutan tersebut adalah 0,2.

Fraksi mol urea (ρ = 1,2 g/mL) dalam suatu larutan adalah 1   . Jika Mr urea = 60 dan Mr air

                                                                   6

= 18, tentukan

a.           persen massa urea dalam larutan;

b.           kemolaran larutan tersebut; dan

c.           molalitas larutan tersebut!!

Pembahasan:

Mula-mula, tentukan mol urea dan mol air.

Oleh karena fraksi mol urea dalam larutan tersebut  1   

                                                          6

X urea =           mol urea      

               mol urea +mol air

1 =   1  

6    1+ 5

Berdasarkan persamaan tersebut, diperoleh:

Mol urea = 1 mol Mol air = 5 mol

Kemudian, tentukan massa urea, massa air, dan massa larutannya. Massa urea = mol ´ Mr urea

= 1 ´ 60

= 60 g

Massa air     = mol ´ Mr air

= 5 ´ 18

= 90 g

Massa larutan = massa urea + massa air

= 60 g + 90 g

= 150 g

Dengan demikian, diperoleh:

a.           % urea dalam larutan =      massa  urea ´ 100%
                                                       massa larutan

=  60 gram  ´ 100%

                              150 gram

= 40%

Jadi, persen massa urea dalam larutan adalah 40%.

        

b.   Kemolaran larutan urea (M) =    % ´ massa jenis urea´10
                                                                            Mr urea

= 40 ´1,2 ´ 10

60

= 8 M

Jadi, molaritas larutan tersebut adalah 8 M

a.           Molalitas larutan urea (m)     = massa urea ´      1000     

                                                      Mr urea      massa air (g)

= mol urea ´      1000     

                                                                          massa air (g)

= 1 mol´  1.000

                    90        

= 11,11 molal

Jadi, molalitas larutan tersebut adalah 11,11 molal.

E.        Pengenceran

Larutan yang terlalu pekat dapat dikurangi konsentrasinya dengan cara menambahkan air atau diencerkan. Larutan yang diencerkan akan mengalami perubahan volume dan konsentrasi. Akan tetapi, jumlah mol zat terlarutnya tetap. Secara matematis, rumus pengenceran adalah sebagai berikut.

 

Keterangan:

M₁ = molaritas larutan sebelum pengenceran;

V₁ = volume larutan sebelum pengenceran;

M₂ = molaritas larutan setelah pengenceran; dan

V₂ = volume larutan setelah pengenceran.

 

Sebanyak 100 mL larutan urea 2 M akan dibuat menjadi larutan urea 0,25 M. Tentukan:

a.           volume larutan setelah pengenceran; dan

b.           volume air yang harus ditambahkan!

Pembahasan:

a.           Oleh karena ada penambahan air, maka larutan tersebut diencerkan. Dengan menggunakan rumus pengenceran, diperoleh:

M1 ´ V1 = M2 ´ V2

Û 2 M ´ 100 mL = 0,25 M ´ V₂

Û V₂ = 800 mL

Jadi, volume larutan setelah pengenceran adalah 800 mL.

b.           Oleh karena volume larutan setelah pengenceran adalah 800 mL, maka: Volume air yang ditambahkan = V2 – V1

= 800 mL – 100 mL

= 700 mL

Jadi, volume air yang harus ditambahkan adalah 700 mL.

F.         Molaritas Campuran

Pencampuran dua larutan sejenis atau lebih dengan molaritas yang sama atau berbeda akan menghasilkan suatu larutan baru dengan molaritas tertentu. Untuk menentukan molaritas larutan setelah pencampuran, rumus yang digunakan adalah sebagai berikut.

 

Sebanyak 100 mL larutan NaCl 0,2 M dicampur dengan 150 mL larutan NaCl 0,2 M. Tentukan konsentrasi larutan tersebut setelah pencampuran!

Pembahasan:

Mula-mula, tentukan mol dari masing-masing larutan. mol larutan NaCl 1 = 0,2 M ´ 100 mL = 20 mmol

mol larutan NaCl 2 = 0,2 M ´ 150 mL = 30 mmol

Kemudian, tentukan konsentrasi larutan setelah pencampuran dengan rumus berikut.

Molaritas campuran =      mmol total     

volume total (mL)

= 20 mmol+ 30 mmol 100 mL+150 mL

= 50 mmol

250 mL

= 0,2 M

 

Jadi, konsentrasi larutan tersebut setelah pencampuran adalah 0,2 M.

 

Larutan NaOH pekat (Mr = 40, ρ = 1,2 g/mL) dengan kadar 8% akan dibuat menjadi 100 mL larutan NaOH 0,6 M. Tentukan :

a.           volume larutan NaOH pekat yang harus digunakan; dan

b.           volume air yang harus ditambahkan.

Pembahasan:

a.          

Mula-mula, ubah satuan konsentrasinya menjadi molar (M). Dengan menggunakan SUPER "Solusi Quipper", diperoleh:

 

Kemudian, gunakan rumus pengenceran berikut.

M1 ´ V1 = M2 ´ V2

Û 2,4 M ´ V₁ = 0,6 M ´ 100 mL

Û V₁ = 25 mL

Jadi, volume larutan NaOH pekat yang harus digunakan adalah 25 mL.

b.           Volume air yang ditambahkan = V2 – V1

= 100 mL – 25 mL

= 75 mL

Jadi, volume air yang harus ditambahkan adalah 75 mL.

 

Larutan A dengan massa jenis 1,2 gram/mL memiliki kadar 10% massa. Jika Mr A = 40 dan

Mr air = 18, tentukan:

a.           molalitas larutan;

b.           molaritas larutan; dan

c.           fraksi mol A dalam larutan.

Pembahasan:

Misalkan massa larutan = 100 gram.

Oleh karena larutan A memiliki kadar 10% massa, maka: Massa A = 10% ´ 100 g = 10 g

Mol A = massa A

Mr A

= 10

40

= 0,25 mol

Kadar air = 100% – 10% = 90%

Massa air = 90% ´ 100 g = 90 g Mol air = massa air

Mr air

= 90

18

= 5 mol

Dengan demikian, diperoleh:

a.            Molalitas (m) = massa A (g) ´      1000     

Mr A        massa air (g)

= 10 g ´ 1000

40     90 g

= 2,78 molal

Jadi, molalitas larutan tersebut adalah 2,78 molal.

b.           Untuk menentukan molaritas larutan, gunakan cara SUPER berikut.

Jadi, molaritas larutan tersebut adalah 3 M.

c.           Fraksi mol A dalam larutan tersebut dapat ditentukan sebagai berikut.

Fraksi mol A =        mol A       

mol A+ mol air

=       0, 25 mol      0, 25 mol + 5 mol

= 0, 25 mol 5, 25 mol

= 0, 0476

Jadi, fraksi mol A dalam larutan tersebut adalah 0,0476.

 

Suatu larutan mengandung gula pentosa (Mr gula pentosa = 150) dengan konsentrasi 10 molal. Tentukan persen massa gula pentosa dalam larutan tersebut!

Pembahasan:

Molalitas menunjukkan banyaknya mol zat terlarut dalam satu kilogram pelarut. Dalam hal ini, zat terlarutnya adalah gula pentosa dan pelarutnya adalah air.

Larutan gula pentosa = 10 molal = 10 mol zat terlarut

1 kg pelarut

Dengan demikian, diperoleh:

Mol gula pentosa = 10 mol

Massa gula pentosa = mol ´ Mr gula pentosa

= 10 ´ 150

= 1.500 g

Massa air = 1 kg

= 1.000 g

Massa larutan = massa gula pentosa + massa air

= 1500 g + 1.000 g

= 2.500 g

% gula pentosa dalam larutan = massa gula pentosa ´ 100%

massa larutan

= 1.500 g

2.500 g

´ 100%

= 0,6 ´ 100%

= 60%

Jadi, persen massa gula pentosa dalam larutan tersebut adalah 60%.