KELARUTAN
SEBAGAI FUNGSI TEMPERATUR
Kelarutan atau solubilitas adalah kemampuan suatu zat kimia tertentu, zat
terlarut (solute), untuk larut dalam suatu pelarut (solvent). Kelarutan dinyatakan
dalam jumlah maksimum zat terlarut yang larut dalam suatu pelarut pada kesetimbangan.
Larutan hasil disebut larutan jenuh. Zat-zat
tertentu dapat larut dengan perbandingan apapun terhadap suatu pelarut.
Contohnya adalah etanol di dalam air.
Sifat ini lebih dalam bahasa Inggris
lebih tepatnya disebut miscible.
Pelarut
umumnya merupakan suatu cairan yang dapat berupa zat
murni ataupun campuran.
Zat yang terlarut, dapat berupa gas, cairan lain, atau padat.
Kelarutan bervariasi dari selalu larut seperti etanol dalam air, hingga sulit
terlarut, seperti perak
klorida dalam air. Istilah "tak larut" (insoluble)
sering diterapkan pada senyawa yang sulit larut,
walaupun sebenarnya hanya ada sangat sedikit kasus yang benar-benar tidak ada
bahan yang terlarut. Dalam beberapa kondisi, titik kesetimbangan kelarutan
dapat dilampaui untuk menghasilkan suatu larutan yang disebut lewat
jenuh (supersaturated) yang metastabil.
Percobaan panas pelarutan
bertujuan untuk menentukan harga panas pelarutan suatu zat, mencari hubungan
panas pelarutan dengan molalitas dan suhu larutan serta menacari hubungan
antara suhu dengan waktu. Panas pelarutan adalah panas yang
menyertai reaksi kimia pada pelarutan mol zat solute dalam n mol zat solute
dalam n mol solvent pada tekanan dan temperature yang sama. Hal ini disebabkan
adanya ikatan kimia dari atom - atom. Penetuan panas pelarutan dengan
kalorimeter ditentukan dengan cara penentuan tetapan kalorimeter dan penuruna
panas pelarutan zat yang diselidiki. Panas pelarutan dibagi menjadi dua yaitu panas
pelarutan integral dan panas pelarutan diferensial.
Panas pelarutan didefinisikan
sebagai perubahan entalpi yang terjadi bila 2 zat atau lebih zat murni dalam
keadaan standar dicampur pada tekanan dan temperature tetap untuk membuat
larutan. Panas pelarutan dalam banyak hal hamper sama dengan panas reaksi. Jika
reaksi kimia terjadi energi produk dapat berbeda dengan reaktan. Pada tekanan
dan temperature tetap inin disebabkan karena pembentukan ikatan kimia baru dari
asam- asam pelarutan, perubahan gaya antara molekul tak sejenis dengan molekul
sejenis.
Panas pencampuran didefinisikan
sebagai perubahan entalpi yang terjadi bila dua atau lebih zat murni dicampur
membentuk suatu larutan pada temperature konstan dan tekanan 1 atm. Panas
pelarutan didefinisikan sebagai perubahan 1 mol zat dilarutkan dalam n mol
solvent pada temperatur dan tekanan yang sama, hal ini disebabkan hal ini
disebabkan adanya ikatan kimia baru dari atom-atom. Demikian juga pada
peristiwa pelarutan, kadang-kadang terjadi perubahan energi, hal ini disebabkan
adanya perbedaan gaya tarik-menarik antara molekul sejenis. Gaya ini jauh lebih
kecil daripada gaya tarik pada ikatan kimia, sehingga panas pelarutan biasanya
jauh lebih kecil daripada panas reaksi.
Panas Pelarutan Integral dan Differensial
Panas Pelarutan Integral dan Differensial
Panas pelarutan integral adalah
panas yang diserap atau dilepas bila satu mol zat soute dilarutkan dalam jumlah
tertentu solvent, sehingga membentuk larutan dengan konsentrasi tertentu.
Sedangkan panas pelarutan differensial adalah panas yang menyertai pada
penambahan satu mol solute ke dalam sejumlah larutan dengan konsentrasi
tertentu, sehingga penambahan solute tersebut tudak mempengaruhi larutan. Efek
panas pada pembentukan suatu larutan yang mengandung n mol solute dan 1000 gram
solvent adalah m.∆H digambarkan grafiknya vs mol solute m, jika kemiringan
grafiknya vs mol solute m, maka kemiringan grafik pada konsentrasi tertentu
harus menunjukan differensial pada konsentrasi tertentu.
Jika penambahan mol solute
terjadi pada sejumlah tertentu larutan menghasilkan efek panas pada temperatur
dan tekanan konstan. Panas pelarutan differensial tidak dapat ditentukan secara
langsung, tetapi secara tidak langsung dari panas pelarutan dapat ditulis:
Dimana ∆Hs adalah perubahan
entalpi untuk larutan n2 mol dalam n mol solvent. Pada T dan P konstan
penambahan mol solute dalam larutan dengan konsentrasi m molal menimbulkan
entalpi sebesar d1
(m. ∆Hs) maka panas pelarutan differensial dapat ditulis:
Panas pelarutan differensial adalah fungsi molaritas ∆HE = panas pelarutan integral.
Penentuan Tetapan Kalorimeter
Panas pelarutan differensial adalah fungsi molaritas ∆HE = panas pelarutan integral.
Penentuan Tetapan Kalorimeter
Tetapan
kalorimeter adalah banyak kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu
kalorimeter beserta isinya 10C. Pada kalibrasi panas sejumlah panas dimasukan,
bisa daari kalorimeter dan menentukan perubahan suhu yang terjadi. Salah satu
cara yang dilakukan adalah dengan memasukan sejumlah solute tertentu yang telah
diketahui panas pelarutan ke dalam kalorimeter yang telah diisi solvent lalu
perubahan suhu yang terjadi dicatat berdasarkan Asas Black.
m. ∆H = C. ∆T
m. ∆H = C. ∆T
Dimana:
C = tetapan kalorimeter
m = jumlah mol solute
∆H = panas pelarutan
∆T = perubahan suhu yang terjadi
m = jumlah mol solute
∆H = panas pelarutan
∆T = perubahan suhu yang terjadi
Penentuan Kadar Pelarutan Zat yang Akan Diselidiki
Dalam penentuan ini diusahakan
agar volume solvent sama dengan volume solvent yang akan dikalibrasi.
Berdasarkan Asas Black maka panas pelarutan suatu zat di rumuskan sebagai
berikut :
Q = m . C . ∆T
Dimana :
Dimana :
∆H = panas pelarutan
W = berat molekul
M = berat solute
∆T = suhu konstan 1- suhu konstan 2
T1 = suhu solute sebelum dilarutkan
T2 = suhu akhir kalorimeter
Cp = panas jenis solute
W = berat molekul
M = berat solute
∆T = suhu konstan 1- suhu konstan 2
T1 = suhu solute sebelum dilarutkan
T2 = suhu akhir kalorimeter
Cp = panas jenis solute
Efek Panas pada Proses Pencampuran
Timbulnya efek panas pada proses
pencampuran atau proses pelarutan dapat dilakukan dengan entalpi.
H = E1 + P.V
∆H = H2 – H1
Pencampuran dapat dilakukan dalam konsep entalpi :
∆E = Q – W1
= Q –P (V2-V1)
∆H = H2 – H1 = Q.P
Saat substrat dicampur membentuk suatu larutan biasanya disertai efek panas dalam proses pencampuran pada tekanan tetap. Efek panas dalam proses pencampuran pada tekanan tetap. Efek panas sesuai dengan perubahan entalpi total. Begitu juga dengan reaksi steady state yaitu perubahan entalpi kinetik dan potensial dapat diabaikan karena hal ini sudah umum dalam proses pencampuran dapat disamakan dengan efek panas.
Kapasitas Panas dan Enthalpi
Kapasitas panas adalah besarnya panas yang terbentuk yang dibutuhkan kapasitas panas yang dipakai sebagai dasar massa dari bahan adalah 1 mol. Panas jenis adalah kapasitas bahan tiap massa.
∆H = H2 – H1
Pencampuran dapat dilakukan dalam konsep entalpi :
∆E = Q – W1
= Q –P (V2-V1)
∆H = H2 – H1 = Q.P
Saat substrat dicampur membentuk suatu larutan biasanya disertai efek panas dalam proses pencampuran pada tekanan tetap. Efek panas dalam proses pencampuran pada tekanan tetap. Efek panas sesuai dengan perubahan entalpi total. Begitu juga dengan reaksi steady state yaitu perubahan entalpi kinetik dan potensial dapat diabaikan karena hal ini sudah umum dalam proses pencampuran dapat disamakan dengan efek panas.
Kapasitas Panas dan Enthalpi
Kapasitas panas adalah besarnya panas yang terbentuk yang dibutuhkan kapasitas panas yang dipakai sebagai dasar massa dari bahan adalah 1 mol. Panas jenis adalah kapasitas bahan tiap massa.
Dimana:
n.I = m.C
I = M.C
n.I = m.C
I = M.C
Dimana :
C = panas jenis
M = berat molekul
m = massa
n = jumlah mol
M = berat molekul
m = massa
n = jumlah mol
Entalpi didefinisikan sebagai :
H = U + PV
∆H = H2-H1 = Q.P
H = U + PV
∆H = H2-H1 = Q.P
Dimana :
H = Entalpi
U = Enegi dalam
Q = Panas yang diserap pada P konstan
U = Enegi dalam
Q = Panas yang diserap pada P konstan
Jadi, perubahan entalpi adalah
panas yang diserap pada tekanan konstan, jadi harganya tergantung pada M untuk
mencapai kondisi akhir.