KIMIA KESEHATAN
MATERI TENGAH SEMESTER KE 2
1. Sifat Fisik Larutan dan koloid2. Kinetika kimia3. Kesetimbangan kimia4. Asam Basa5. Kesetimbangan asam basa dan kelarutan6. Pengantar Kimia Organik dan Biokimia
SIFAT FISIK LARUTAN DAN KOLOIDMateri 1
13.1
Larutan adalah campuran yang homogen dari dua zat atau lebih
Zat terlarut adalah zat yang keberadaannya dalam jumlah lebih kecil
Pelarut adalah zat yang keberadaannya dalam jumlah yang lebih banyak
Types of Solutions
Larutan Jenuh mengandung jumlah zat terlarut maksimum yang akan larut pada sejumlah tertentu pelarut pada suhu tertentu
Larutan tak jenuh mengandung zat terlarut kurang dari kemampuan pelarut untuk melarutkanLarutan Lewat jenuh mengandung zat terlarut lebih banyak dari yang ada dalam larutan jenuhSodium acetate crystals rapidly form when a seed crystal is added to a supersaturated solution of sodium acetate.
13.1
• There are three energy steps in forming a solution:
1. Separation of solute molecules (H1),
2. Separation of solvent molecules (H2), and3. formation of solute-solvent interactions (H3).
• Perubahan entalpi dalam proses pelarutan didefinisikan sebagai:
Hsoln = H1 + H2 + H3.
• Hsoln can either be positive or negative depending on the intermolecular forces.
Energy Changes in Solution Formation
13.2
Tipe-tipe interaksi dalam proses pelarutan:• solvent-solvent interaction• solute-solute interaction• solvent-solute interaction
DHsoln = DH1 + DH2 + DH3
“Like dissolves like”Two substances with similar intermolecular forces are likely to be soluble in each other.
• non-polar molecules are soluble in non-polar solvents
CCl4 in C6H6
• polar molecules are soluble in polar solvents
C2H5OH in H2O
• ionic compounds are more soluble in polar solvents
NaCl in H2O or NH3 (l)
• oil (non-polar) and water (polar) don’t mix
13.2
Satuan KonsentrasiKonsentrasi dari larutan merupakan jumlah zat terlarut yang ada dalam sejumlah tertentu pelarut atau larutanPersen Massa
% by mass = x 100%mass of solutemass of solute + mass of solvent
= x 100%mass of solutemass of solution
13.3
Fraksi Mol
XA = moles of A
sum of moles of all components
Concentration Units Continued
M =moles of solute
liters of solution
Molaritas
molalitas
m =moles of solute
mass of solvent (kg)
13.3
What is the molality of a 5.86 M ethanol (C2H5OH) solution whose density is 0.927 g/mL?
m =moles of solute
mass of solvent (kg)M =
moles of solute
liters of solution
Assume 1 L of solution:5.86 moles ethanol = 270 g ethanol927 g of solution (1000 mL x 0.927 g/mL)
mass of solvent = mass of solution – mass of solute
= 927 g – 270 g = 657 g = 0.657 kg
m =moles of solute
mass of solvent (kg)=
5.86 moles C2H5OH
0.657 kg solvent= ________
13.3
Temperature and Solubility
Solid solubility and temperature
Kelarutan meningkat dengan peningkatan temperature
13.4
Endoterm Reaction
Temperature and Solubility
Solid solubility and temperature
Kelarutan menurun dengan peningkatan temperature
13.4
Eksoterm reaction
Kristalisasi Fraksional adalah pemisahan senyawa murni dari campurannya berdasarkan perbedaan kelarutan
Suppose you have 90 g KNO3 contaminated with 10 g NaCl.
Fractional crystallization:
1. Dissolve sample in 100 mL of water at 600C
2. Cool solution to 00C
3. All NaCl will stay in solution (s = 34.2g/100g)
4. 78 g of PURE KNO3 will precipitate (s = 12 g/100g). 90 g – 12 g = 78 g
13.4
Temperature and Solubility
Gas solubility and temperature
solubility usually ____________ with increasing temperature
13.4
Why??
Pressure and solubility of Gases
13.5
Kelarutan gas dalam suatu cairan proportional dengan tekanan gas diatas larutan (Hendry law).
c = kP
c is the concentration (M) of the dissolved gas
P is the pressure of the gas over the solution
k is a constant (mol L-1 atm-1) that depends onlyon temperature
low P
low c
high P
high c
Colligative Properties of Nonelectrolyte Solutions
Sifat Koligatif adalah sifat yang disebabkan hanya karena jumlah (kebersamaan) dan bukan karena sifat alami dari partikel terlarut
Vapor-Pressure ____________
Raoult law
If the solution contains only one solute:
X1 = 1 – X2
P 10- P1 = DP = X2 P 1
0
P 10 = vapor pressure of pure solvent
X1 = mole fraction of the solvent
X2 = mole fraction of the solute
13.6
P1 = X1 P 10
Boiling-Point Elevation
DTb = Tb – T b0
Tb > T b0 DTb > 0
T b is the boiling point of the pure solvent
0
T b is the boiling point of the solution
DTb = Kb m
m is the molality of the solution
Kb is the molal boiling-point elevation constant (0C/m)
13.6
Freezing-Point Depression
DTf = T f – Tf0
T f > Tf0 DTf > 0
T f is the freezing point of the pure solvent
0
T f is the freezing point of the solution
DTf = Kf m
m is the molality of the solution
Kf is the molal freezing-point depression constant (0C/m)
13.6
13.6
Molal Boiling-Point Elevation and Freezing-Point Depression Constants of Several Common Liquids
What is the freezing point of a solution containing 478 g of ethylene glycol (antifreeze) in 3202 g of water? The molar mass of ethylene glycol is 62.01 g.
DTf = Kf m
m =moles of solute
mass of solvent (kg)= ______ m=
3.202 kg solvent
478 g x 1 mol
62.01 g
Kf water = 1.86 0C/m
DTf = Kf m= 1.86 0C/m x 2.41 m = ______0C
DTf = T f – Tf0
Tf = T f – DTf0 = 0 0C – 4.48 0C = _______0C
13.6
• Osmosis: the movement of a solvent from low solute concentration to high solute concentration.
• Semipermeable membrane: permits passage of some components of a solution. Example: cell membranes
• There is movement in both directions across a semipermeable membrane.
• As solvent moves across the membrane, the fluid levels becomes uneven.
Osmosis
• Osmotic pressure, , is the pressure required to stop osmosis:
• Isotonic solutions: two solutions with the same separated by a semipermeable membrane.
• Hypotonic solutions: a solution of lower with respects to the more concentrated solution.
• The osmotic process is spontaneous.
Osmotic Pressure
MRT
RTVn
nRTV
Colligative Properties of electrolyte Solutions
13.6
0.1 m NaCl solution 0.1 m Na+ ions & 0.1 m Cl- ions
Colligative Properties are properties that depend only on the number of solute particles in solution and not on the nature of the solute particles.
0.1 m NaCl solution 0.2 m ions in solution
van’t Hoff factor (i) = actual number of particles in soln after dissociation
number of formula units initially dissolved in soln
nonelectrolytes
NaCl
CaCl2
i should be
1
2
3
Boiling-Point Elevation DTb = i Kb m
Freezing-Point DepressionDTf = i Kf m
Osmotic Pressure (p) p = iMRT
Colligative Properties of electrolyte Solutions
13.7
The van’t Hoff Factor of 0.0500 M Electrolyte Solutions at 25ºC
KOLOID
Sistem dispersi :
Dipersi Molekuler (larutan)
Dispersi halus (koloid)
Dispersi kasar (suspensi)
Dispersi : penyebaran merata 2 fase (fase terdispersi dan medium terdispersi)
Macam koloid
Macam koloid
Fase terdispersi adalah : Zat yang terdispersikan.misal ( susu)
Medium terdispersi : Medium yang digunakan untuk mendispersi. misal ( Air )
exit
PERBANDINGAN SIFAT LARUTAN, KOLOID DAN SUSPENSINo Larutan Koloid Suspensi
1 Satu fase 2 fase 2 fase
2 Stabil Sukar mengendap Mudah mengendap
3 Tdk dapat disaring Dapat disaring dng penyaring ultra
Dapat disaring
4 Homogen Tampak homogen Heterogen
5 Ukuran partikel < 1 nm Ukuran partikel 1 – 100 nm
Ukuran partikel >100 nm
6 Sistem dispersi molekuler Sistem dispersi padatan halus
Sistem dispersi padatan kasar
Ex Larutan gula, air laut Sabun, susu Campuran air dan pasir
exit
JENIS JENIS KOLOID
No Jenis Koloid Fase terdispersi
Medium Pendispersi
Contoh
1 Aerosol (padat) Padat Gas Asap,debu
2 Sol Padat Cair Agar agar
Sol padat Padat Padat Kaca berwarna
3 Emulsi Cair Cair Susu, santan, krim, lotion
4 Aerosol (cair) Cair Gas Kabut, awan
5 Emulsi padat Cair Padat Keju, mentega, mutiara
6 Buih / busa Gas Cair Krim kocok, Busa sabun
7 Busa padat Gas Padat Karet busa, Batu apung
exit
SIFAT SIFAT `KOLOID
1. Efek tyndall
2. Gerak Brown
3. Elektroforesis
4. Adsorbsi
5. Koagulasi
6. Koloid pelindung
7. Dialisis
8. Koloid Liofil & Koloid Liofob
exit
EFEK TYNDALL
Efek Tyndall adalah efek penghamburan cahaya oleh partikel koloid shg tampak lintasan berkas sinar tsb.
exit
Gerak Brown adalah gerak acak, gerak tidak beraturan dari partikel koloid yang menyebabkan koloid tetap stabil, homogen dan tidak mengendap.
exit
ELEKTROFORESIS
Elektroforesis : Gerakan partikel koloid karena pengaruh medan listrik.
Manfaat : Untuk menentukan muatan partikel koloidUntuk memproduksi barang industri dan karetMengurangi pencemaran udara dengan pengendap elektrostatika
exit
ELEKTROFORESIS
Elektroforesis : Gerakan partikel koloid karena pengaruh medan listrik.
Manfaat : Untuk menentukan Muatan susu
partokel koloidUntuk memproduksi barang industri
dan karetMengurangi pencemaran udara
dengan pengendap elektrostatika
+
Sumber listrik
Ion negatif
Ion positif
air
exit
SIFAT ADSORBSI
Sifat adsorbsi : penyerapan terhadap partikel atau ion atau senyawa yang lain sehingga partikel koloid bermuatan.
Contoh :Koloid Fe(OH)3 bermuatan positif karena permukaannya menyerap ion H+.
exit
SIFAT ADSORBSI
Sifat adsorbsi : penyerapan terhadap partikel atau ion atau senyawa yang lain sehingga partikel koloid bermuatan.
Contoh :
(i) Koloid Fe(OH)3 bermuatan positif karena permukaannya menyerap ion H+.
Fe(OH)3
H+
H+
H+
H+
H+
H+
Cl-
Cl-
Cl-
Cl-
Cl-
Cl-
Fe3+
exit
KOAGULASI
Koagulasi adalah penggumpalan partikel koloid sehingga membentuk endapan karena kerusakan stabilitas sistem koloid
Fe(OH)2
+
++
+ +
-
-
-
-
-
-
exit
KOLOID PELINDUNG
Koloid pelindung : suatu koloid yang ditambahkan pada koloid lain agar diperoleh koloid yang stabil, tapi tidak menyebabkan koagulasi karena melapisi partikel koloid sehingga melindungi muatan koloid.
exit
DIALISIS Dialisis : proses penghilangan ion ion yang menganggu
kestabilan koloid dengan cara penyaringan Contoh : proses pemisahan
hasil metabolisme dari darah oleh ginjal
+
+++
--
-
Air keluar dengan ion
-+
Koloid
Ion- ion
exit
KOLOID LIOFIL & LIOFOB
Koloid liofil : Koloid yang partikel terdispersinya menarik medium pendispersinya
Koloid liofob : koloid yang partikel terdispersinya tidak menarik medium pendispersinya
Jika medium pendispersi berupa air maka disebut koloid hidrofil dan koloid hidrofob
exit
PERBEDAAN SOL HIDROFIL DAN SOL HIDROFOB
Sol hidrofil Efek tyndall lemah Stabil Bersifat reversibel Terdiri atas zat organik Mengadsorbsi
mediumnya Viskositas lebih besar
dari mediumnya Dapat dibuat dengan
konsentrasi relatif besar Tidak mudah digumpal
dengan penambahan elektrolit
Ex : Sabun, agar2, kanji.
Sol Hidrofob Efek tyndall lebih jelas Kurang stabil Tidak reversibel Terdiri dari zat anorganik Tidak mengadsorbsi
mediumnya Viskositas hampir sama
dengan medium Hanya stabil pada
konsentrasi kecil mudah digumpal dengan
penambahan elektrolit Ex : Sol belerang, sol
logam.
Cara dispersi
Koloid Asosiasi
Cara kondensasiPEMBUATAN SISTEM KOLOID
exit
1. CARA KONDENSASI1. Cara kondensasi
Adalah penggabungan partikel halus menjadi partikel yang berukuran koloid
Pendinganan :proses ini akan menggumpalkan ion larutan menjadi koloid
Penggantian pelarut :cara membuat koloid dengan mengganti zat
Pengembunan uap Ex: uap raksa dialirkan melalui air
dingan sehingga membentuk sol raksa
exit
CARA KONDENSASIReaksi Pengendapan : 2 larutan yang
mengandung larutan elektrolit dicampurkan sehingga menghasilkan endapan berukuran koloid
exit
CARA KONDENSASI
Reaksi redok 2H2S(g)+SO2(aq) 2H2O(l)+3SHidrolisis
FeCl3(aq)+3H2O(l) Fe(OH)3+3HCl(aq)
Dekomposisi rangkapAgNO3(aq)+3HCl(l) AgCl+HNO3(aq)
Reaksi penggaraman Untuk membuat koloid garam yang sukar
larut
AgNO3(aq) + NaCl(Aq) AgCl(s) +
NaNO3(aq)
exit
CARA DISPERSIAdalah memecah partikel kasar menjadi partikel
koloid1. Cara mekanik : Partikel kasar digerus
sampai tingkat kehalusan tertentu lalu didespersikan ke mediumEx : pembuatan sol belerang
2. Cara peptisasi : Endapan dipecah dengan zat pemecah mjd partikel koloidEx : Agar-agar dipeptisasi dg air
exit
CARA DISPERSI3. Cara Busur Bredig ( Elektrodispersi)
hanya untuk membuat sol logam Proses :
Logam dicelupkan ke dalam medium disperrsi
Kedua ujung elekroda dialiri listrik Shg uap logam yang timbul akan
terdispersi ke medium dan mengalami kondensasi mjd koloid
4. Cara HomogenisasiDipakai untuk membuat emulsi
exit
KOLOID ASOSIASI
Contoh : sabun, detergenMolekul sabun( Natrium Stearat )
terdiri dari : Kepala atau bagian polar bersifat
hidrofilik.Ekor atau nonpolar bersifat
hidrofobik.
Suka air / Hidrofilik
Benci air / Hidrofobik
EkorKepala
OCH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-- C-O-Na+
exit
KOLOID ASOSIASIContoh : sabun, detergenMolekul sabun ( Natrium Stearat ) terdiri dari
: Kepala atau bagian polar bersifat hidrofilik.Ekor atau nonpolar bersifat hidrofobik.
1 2
Kotoran terangkat
Molekul deterjen menempel
exit