Konsentrasi itu adalah satuan atau nilai yang menyatakan jumlah suatu zat secara kuantitatif dalam suatu larutan. Nah, di SMA mungkin kalian sudah mengenal hampir semua satuan ini, tetapi dipelajari dalam bab yang berbeda beda. Sehingga kalian mungkin tidak sadar bahwa itu adalah satuan konsentrasi.
Nah kali ini kita akan membahas semuanya sekaligus dalam satu tulisan beserta contoh soalnya.
Misalnya kita punya larutan yang didalamnya terlarut zat A, B, dengan mol masing masing adalah nA, nB dan nC. Maka :
Fraksi mol A = X A = nA/nTotal = nA / nA + nB + nC
Dengan cara yang sama tentu kalian bisa membuat rumus untuk fraksi mol B dan C. karena yang dibandingkan adalah mol, maka fraksi mol tidak punya satuan. Jika kita jumlahkan setiap fraksi mol dalam komonen, maka hasilnya selalu 1.
Jadi : XA + XB + XC = 1
Jika hasilnya tidak satu maka kalian yang salah dalam perhitungannya.
Contoh soal :
Hitunglah fraksi mol 4 gram O2 yang terlarut dalam 180 mL air (massa jenis = 1 gr/mL, Ar O = 16 dan H =1)?
Pembahasan :
Campuran zat terdiri dari O2 dan H2O.
Mol O2 = gr/Mr = 4/32 = 0,125 mol
Mol H2O = gr/Mr = 180/18 = 10 mol
Mol total dalam campuran = n O2 + H2O = 0,125 + 10 = 10,125 mol
Fraksi mol O2 = nO2/ n total = 0,125/10,125 = 0,012
Jika kalian ingin mencari berapa fraksi mol dari H2O, tidak usah mencarinya seperti O2. Cukup pakai hubungan :
X O2 + X H2O = 1
X H2O = 1 – X O2 = 1 - 0,012 = 0,988
Secara matematika dapat kita tulis :
M = jumlah mol zat/Volume larutan
= n/V
Jika kita gunakan rumus diatas, maka satuan n harus mol dan V harus liter. Biasanya didalam soal sering volume larutan ada dalam satuan mL.
V mL larutan = V/1000 L larutan
n = gr/Mr
Jadi rumus diatas dapat diubah menjadi :
M = n/V(L) = (gr/Mr)/(V/1000) = gr/Mr x 1000/V(mL)
Contoh Soal :
Sebanyak 19,6 gram H2SO4 dilarutkan dalam air sehingga volume larutan menjadi 250 mL. Jika diketahu Ar H = 1, S = 32 dan O =16, maka kemolaran larutan H2SO4 adalah?
Pembahasan :
Massa H2SO4 = 19,6 gram
Volume larutan = 250 mL = 0,25 L
n H2SO4 = gr/Mr = 19,6/98 = 0,2 mol
M = n/V = 0,2 mol/0,25 L = 0,8 mol/L = 0,8 L
Atau kita bisa menggunakan rumus kedua.
M = gr/Mr x 1000/V
= 19,6/98 mol x 1000/250 L
= 0,2 mol x 4 L
= 0,8 mol /L = 0,8 M
Kita bisa menghitung mol dan fraksi mol zat jika diketahui M dan massa jenisnya.
Contoh Soal :
Larutan HCl 2,5 M mempunyai massa jenis larutan 0,25 g/mL. Tentukanlah fraksi mol HCl dalam larutan tersebut!. (Ar H = 1 dan Cl = 35,5)
Pembahasan :
HCl 2,5 M artinya ada 2,5 mol HCl yang terlarut dalam 1 L air (ingat rumus M = n/V)
Massa HCl dalam 1 liter larutan = n x Mr = 2,5 x 36,5 = 91,25 gram.
Massa jenis larutan adalah = 0,25 g/mL
Artinya ada dalam 1 mL larutan memiliki massa = 0,25 gram. Jika larutannya adalah 1 L, maka massa larutan = 0,25 x 1000 = 250 gram
Larutan HCl itu kan mengandung air dan HCl. Massa air dalam larutan adalah :
= massa larutan – massa HCl
= 250 gram – 91,25 gram
= 158,75 gram
n HCl = 2,5 mol
n air = gr/Mr = 158,75 /18 = 8,82 mol
X HCl = n HCl/n HCl + n air = 2,5/2,5 + 8,82 = 0,22 mol
Untuk air, karena massa jenisnya = 1g/mL, maka maka setiap 1 mL air massanya sama dengan 1 g. Tetapi jika pelarutnya diganti dengan yang lain, sehingga massa jenisnya tidak 1g/mL, maka 1 ml tidak sama dengan 1g.
Contoh misalkan pelarut A dengan jumlah 100 mL memiliki massa jenis 0,8 g/mL. massa pelarut A adalah :
= V x massa jenis
= 100 mL x 0,8 gram/mL = 80 gram
Nah sudah tampak perbedaan antara M dengan m bukan.
Secara matematika molalitas ditulis :
m = jumlah zat/ Kg pelarut = n/Kg pelarut
Rumus untuk mencari molalitas bisa juga diubah seperti rumus untuk mencari molaritas yaitu :
m = g/Mr x 1000/p
Dengan p adalah massa larutan.
Contoh soal :
Berapakah kemolalan larutan yang dibuat dengan mencampurkan 6 gram urea (CO(NH2)2) ke dalam 200 mL air?
Pembahasan :
Mol urea = gr/Mr= 6/60 = 0,1 mol
Massa larutan = massa air = 200 gram = 0,2 Kg
m = n/Kg Larutan = 0,1/0,2 = 0,5 m
Pada reaksi asam basa, jumlah ekivalennya bergantung pada jumlah H+ dan OH- yang dilepaskan.
Contoh :
H2SO4 ==> 2H+ + SO42-
Karena H2SO4 melepas 2 buah H+ maka 1 M H2SO4 = 2 N
Sedngkan pada reaksi redoks, jumlah ekivalennya bergantung pada berapa elektron yang dilibatkan dalam reaksi.
Contoh :
Fe + 2HCl ==> FeCl2 + H2
0 +1 +2 0
Bilangan oksidasi Fe berubah dari 0 menjadi +2, artinya Fe telah melepaskan 2 buah elektronya sehingga 1 M Fe = 2 N. Sedangkan atom H pada HCl mengalami perubahan biloks dari +1 ke nol yang artinya ia telah menerima satu buah elektron. Maka 1 M HCl = 1 N
Persen massa = gram zat terlarut/gram larutan x 100%
Contoh soal :
Hitunglah % massa 10 gram NaCl yang larut dalam 200 mL air.
Pembahasan :
% massa = gr NaCl/gr larutan x 100% = 10/10 + 200 x 100% = 10/210 = 4,8 %
Hubungan kemolalan dengan % massa
Contoh soal:
Hitunglah kemolalan larutan glukosa yang mengandung 12 % massa glukosa! (Mr glukosa = 180 ).
Pembahasan :
Misalkan saja massa larutan = 100 gram
Massa glukosa = % massa x massa larutan = 12 % x 100 gram= 12 gram
n glukosa = gr/Mr= 12/180 = 0,067 mol
m = n/Kg larutan = 0,067/0,1 = 0,67 m
jika kalian gunakan pemisalan massa larutannnya berapaun, pasti hasilmolalitasnya tetap sama.
% volume = V zat terlarut/V larutan x 100%
Volume zat terlarut dan volume larutan harus dalam satuan yang sama.
Secara matematika dapat ditulis :
Ppm = bpj = massa zat terlarut/massa larutan x 10^6
Massa zat terlarut dan massa larutran harus dibuah ke satuan mg.
Contoh soal :
Dalam penelitian pencemaran timbal padaair sungai, didapatkan data bahwa 10 L air sungai mengandung 10 mg partikelo timbal. Jika massa jenis air adalah 1Kg/mL, maka kadar (ppm) timbal dalam air sungai adalah?
Pembahasan :
Oleh karena massa jenis air = 1Kg/L, maka 10 L air sungai memiliki massa = 10 Kg = 1 x 10^7 mg
Ppm = massa timbal/massa air sungai x 10^6
= (10 mg/1 x 10^7 ) x 10^6
= 1 ppm
Nah kali ini kita akan membahas semuanya sekaligus dalam satu tulisan beserta contoh soalnya.
Fraksi mol
Fraksi mol dilambangkan dengan X adalah satuan konsentrasi yang menyatakan perbandingan jumlah mol suatu zat dengan jumlah mol total yang terdapat dalam larutan.Misalnya kita punya larutan yang didalamnya terlarut zat A, B, dengan mol masing masing adalah nA, nB dan nC. Maka :
Fraksi mol A = X A = nA/nTotal = nA / nA + nB + nC
Dengan cara yang sama tentu kalian bisa membuat rumus untuk fraksi mol B dan C. karena yang dibandingkan adalah mol, maka fraksi mol tidak punya satuan. Jika kita jumlahkan setiap fraksi mol dalam komonen, maka hasilnya selalu 1.
Jadi : XA + XB + XC = 1
Jika hasilnya tidak satu maka kalian yang salah dalam perhitungannya.
Contoh soal :
Hitunglah fraksi mol 4 gram O2 yang terlarut dalam 180 mL air (massa jenis = 1 gr/mL, Ar O = 16 dan H =1)?
Pembahasan :
Campuran zat terdiri dari O2 dan H2O.
Mol O2 = gr/Mr = 4/32 = 0,125 mol
Mol H2O = gr/Mr = 180/18 = 10 mol
Mol total dalam campuran = n O2 + H2O = 0,125 + 10 = 10,125 mol
Fraksi mol O2 = nO2/ n total = 0,125/10,125 = 0,012
Jika kalian ingin mencari berapa fraksi mol dari H2O, tidak usah mencarinya seperti O2. Cukup pakai hubungan :
X O2 + X H2O = 1
X H2O = 1 – X O2 = 1 - 0,012 = 0,988
Kemolaran (M)
Kemolaran adalah satuan konsentrasi yang menyatakan jumlah mol zat dalam volume tertentu atau jumlah mol zat terlarut dalamL larutan.Secara matematika dapat kita tulis :
M = jumlah mol zat/Volume larutan
= n/V
Jika kita gunakan rumus diatas, maka satuan n harus mol dan V harus liter. Biasanya didalam soal sering volume larutan ada dalam satuan mL.
V mL larutan = V/1000 L larutan
n = gr/Mr
Jadi rumus diatas dapat diubah menjadi :
M = n/V(L) = (gr/Mr)/(V/1000) = gr/Mr x 1000/V(mL)
Contoh Soal :
Sebanyak 19,6 gram H2SO4 dilarutkan dalam air sehingga volume larutan menjadi 250 mL. Jika diketahu Ar H = 1, S = 32 dan O =16, maka kemolaran larutan H2SO4 adalah?
Pembahasan :
Massa H2SO4 = 19,6 gram
Volume larutan = 250 mL = 0,25 L
n H2SO4 = gr/Mr = 19,6/98 = 0,2 mol
M = n/V = 0,2 mol/0,25 L = 0,8 mol/L = 0,8 L
Atau kita bisa menggunakan rumus kedua.
M = gr/Mr x 1000/V
= 19,6/98 mol x 1000/250 L
= 0,2 mol x 4 L
= 0,8 mol /L = 0,8 M
Kita bisa menghitung mol dan fraksi mol zat jika diketahui M dan massa jenisnya.
Contoh Soal :
Larutan HCl 2,5 M mempunyai massa jenis larutan 0,25 g/mL. Tentukanlah fraksi mol HCl dalam larutan tersebut!. (Ar H = 1 dan Cl = 35,5)
Pembahasan :
HCl 2,5 M artinya ada 2,5 mol HCl yang terlarut dalam 1 L air (ingat rumus M = n/V)
Massa HCl dalam 1 liter larutan = n x Mr = 2,5 x 36,5 = 91,25 gram.
Massa jenis larutan adalah = 0,25 g/mL
Artinya ada dalam 1 mL larutan memiliki massa = 0,25 gram. Jika larutannya adalah 1 L, maka massa larutan = 0,25 x 1000 = 250 gram
Larutan HCl itu kan mengandung air dan HCl. Massa air dalam larutan adalah :
= massa larutan – massa HCl
= 250 gram – 91,25 gram
= 158,75 gram
n HCl = 2,5 mol
n air = gr/Mr = 158,75 /18 = 8,82 mol
X HCl = n HCl/n HCl + n air = 2,5/2,5 + 8,82 = 0,22 mol
Kemolalan (m)
Beda dengan molar, kemolalan adalah jumlah zat zat dalam tiap kg pelarut. Jadi bedanya dengan M adalah satuan volumenya, M = mL sedangkan m = Kg.Untuk air, karena massa jenisnya = 1g/mL, maka maka setiap 1 mL air massanya sama dengan 1 g. Tetapi jika pelarutnya diganti dengan yang lain, sehingga massa jenisnya tidak 1g/mL, maka 1 ml tidak sama dengan 1g.
Contoh misalkan pelarut A dengan jumlah 100 mL memiliki massa jenis 0,8 g/mL. massa pelarut A adalah :
= V x massa jenis
= 100 mL x 0,8 gram/mL = 80 gram
Nah sudah tampak perbedaan antara M dengan m bukan.
Secara matematika molalitas ditulis :
m = jumlah zat/ Kg pelarut = n/Kg pelarut
Rumus untuk mencari molalitas bisa juga diubah seperti rumus untuk mencari molaritas yaitu :
m = g/Mr x 1000/p
Dengan p adalah massa larutan.
Contoh soal :
Berapakah kemolalan larutan yang dibuat dengan mencampurkan 6 gram urea (CO(NH2)2) ke dalam 200 mL air?
Pembahasan :
Mol urea = gr/Mr= 6/60 = 0,1 mol
Massa larutan = massa air = 200 gram = 0,2 Kg
m = n/Kg Larutan = 0,1/0,2 = 0,5 m
Kenormalan (N)
Kenormalan adalah nilai yang menyatakan jumlah ekivalen zat dalam tiap liter larutan. Jumlah ekivalen zat tergantung pada jenis reaksi apakah reaksi asam basa atau reaksi redoks.Pada reaksi asam basa, jumlah ekivalennya bergantung pada jumlah H+ dan OH- yang dilepaskan.
Contoh :
H2SO4 ==> 2H+ + SO42-
Karena H2SO4 melepas 2 buah H+ maka 1 M H2SO4 = 2 N
Sedngkan pada reaksi redoks, jumlah ekivalennya bergantung pada berapa elektron yang dilibatkan dalam reaksi.
Contoh :
Fe + 2HCl ==> FeCl2 + H2
0 +1 +2 0
Bilangan oksidasi Fe berubah dari 0 menjadi +2, artinya Fe telah melepaskan 2 buah elektronya sehingga 1 M Fe = 2 N. Sedangkan atom H pada HCl mengalami perubahan biloks dari +1 ke nol yang artinya ia telah menerima satu buah elektron. Maka 1 M HCl = 1 N
Persen Massa (% massa)
Persen massa menyatakan jumlah gram zat terlarut dalam 100 gram pelarut. Persen massa dapat dihitung menggunakan rumus berikut :Persen massa = gram zat terlarut/gram larutan x 100%
Contoh soal :
Hitunglah % massa 10 gram NaCl yang larut dalam 200 mL air.
Pembahasan :
% massa = gr NaCl/gr larutan x 100% = 10/10 + 200 x 100% = 10/210 = 4,8 %
Hubungan kemolalan dengan % massa
Contoh soal:
Hitunglah kemolalan larutan glukosa yang mengandung 12 % massa glukosa! (Mr glukosa = 180 ).
Pembahasan :
Misalkan saja massa larutan = 100 gram
Massa glukosa = % massa x massa larutan = 12 % x 100 gram= 12 gram
n glukosa = gr/Mr= 12/180 = 0,067 mol
m = n/Kg larutan = 0,067/0,1 = 0,67 m
jika kalian gunakan pemisalan massa larutannnya berapaun, pasti hasilmolalitasnya tetap sama.
Persen Volume (% Volume)
Persen volume adalah nilai yang menyatakan perbandingan volume zat terlarut dalam suatu larutan. Secara matematika dapat ditulis :% volume = V zat terlarut/V larutan x 100%
Volume zat terlarut dan volume larutan harus dalam satuan yang sama.
Part per Milion (ppm) (ppm)
Ppm dalam bahasa Indonesia artinya adalah bagian persejuta (bpj) yang merupakan nilai yang menunjukkan jumlah zat terlarut persejuta larutan.Secara matematika dapat ditulis :
Ppm = bpj = massa zat terlarut/massa larutan x 10^6
Massa zat terlarut dan massa larutran harus dibuah ke satuan mg.
Contoh soal :
Dalam penelitian pencemaran timbal padaair sungai, didapatkan data bahwa 10 L air sungai mengandung 10 mg partikelo timbal. Jika massa jenis air adalah 1Kg/mL, maka kadar (ppm) timbal dalam air sungai adalah?
Pembahasan :
Oleh karena massa jenis air = 1Kg/L, maka 10 L air sungai memiliki massa = 10 Kg = 1 x 10^7 mg
Ppm = massa timbal/massa air sungai x 10^6
= (10 mg/1 x 10^7 ) x 10^6
= 1 ppm