Interaksi solven - solut

1. Interaksisolven - solut Bila suatu zat larut dalam zat lain  partikel-partikel solut berupa ion/molekul tersebar dalam solven. Partikel-partikel solut di dalam larutan menempati posisi yang seharusnya ditempati solven. Partikel solut dapat mengganti tempat molekul solven tergantung pada : Gaya tarik-menarik antar molekul (intermolekul). Gaya tarik-menarik di dalam molekul (intramolekul)  ion/molekul tetap bersatu.

2. Gaya Antar Molekul dalam Larutan

3. Gaya tarik-menarik  tergantung jenis ikatan

4. Hubungan kelarutan • Kelarutan : jumlah solut yang dapat larut dalam sejumlah solven pada suhu tertentu sampai membentuk larutan jenuh. Dinyatakan dalam g solut/100 ml atau 100 g solven.

5. Larutan Lewat Jenuh

6. Suatu zat disebut tak larut jika zat tersebut larut sangat sedikit  0,1 g solut dalam 1000 g solven. • Zat-zat padat yang terbentuk dengan ikatan kuat : logam-logam, kaca, plastik, silikat, mineral  tidak larut dalam cairan biasa. Contoh : kristal I2 larut sedikit dalam air kuning coklat larut kuat dalam CCl4  violet dalam zat padat, ion-ion/molekul tersusun dlm pola yang sangat teratur dan gaya tarik-menarik maksimum  gaya tarik solut – solven harus cukup besar untuk mengatasi gaya tarik yang menahan partikel zat padat tetap di tempat. • Dua cairan tak dapat larut satu sama lain  lapisan terpisah Contoh : air dan minyak. l

7. Solvasi • Penggabungan molekul solut dan solven untuk membentuk agregat sehingga molekul-molekul solven menyelubungi molekul solut. Jika solvennya air  Hidrasi. Contoh : NaCl dalam air • Untuk melarutkan kristal ion  membutuhkan energi kisi energi yang dibutuhkan untuk memutuskan ikatan antara ion positif dan ion negatif. Penguraian kristal  endoterm Solvasi  eksoterm  terjadi pembentukan ikatan antara ion-ion yang terhidrasi dan molekul solven melepas energi. • Pada larutan padat dalam cair energi kisi > energi hidrasi

8. Kulit Hidrasi pada Larutan Ion

9. Kelarutan gas dalam cairan • Kelarutan cairan dalam cairan • Kelarutan zat padat dalam cairan • Distribusi zat terlarut di antara pelarut-pelarut tidak tercampur.

10. Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kelarutan Suhu • Le Chatelier : kenaikan suhu mengakibatkan perubahan endotermik. • umumnya kelarutan zat padat dalam cairan bertambah dengan naiknya suhu. • Kelarutan gas dalam cairan menurun dengan naiknya suhu. Contoh : CO2 ke luar dari minuman berkarbonat jika suhu naik. Bila air dipanaskan, udara terlarut akan keluar sebagai gelembung-gelembung.

11. Efek Temperatur terhadap Kelarutan

12. Tekanan • Le Chatelier : penambahan tekanan menyebabkan kenaikan kelarutan gas. • Mempunyai pengaruh yang kecil terhadap kelarutan zat cair atau zat padat dalam solven. • Kelarutan gas selalu bertambah dengan bertambahnya tekanan. Contoh : minuman berkarbonat dikemas dengan tekanan tinggi (3 - 4 atm) agar CO2 yang larut di dalamnya besar. Seorang penyelam saat menyelam  kelarutan N2 dan O2 meningkat akibat tekanan tinggi. Jika naik ke permukaan secara tiba-tiba  the bends atau dekompresi Hal ini terjadi karena gas-gas dilepaskan dalam bentuk gelembung udara melalui pembuluh darah.

13. Efek Tekanan terhadap Kelarutan

14. Hukum Henry : daya larut gas dalam zat cair berbanding lurus dengan tekanan gas di atas zat cair C = k P • Hukum Henry hanya berlaku untuk konsentrasi & tekanan rendah. • Hukum Henry berlaku untuk campuran gas, untuk masing-masing gas tekanan diambil dari tekanan parsial masing-masing gas. • Hukum Henry tidak berlaku untuk gas-gas yang bereaksi dengan pelarutnya spt : NH3 dan HCl dalam air. • Membantu memahami kesetimbangan asam karbonat dan ion bikarbonat dalam darah. CO2 + H2O  H2CO3 + H2O  H3O+ + HCO3-

15. Contoh soal : Gas Oksigen dikumpulkan dari dalam air pada 250C dan tekanan total 760 mmHg akan larut 3,93 x 10-2g/L. Jika diketahui tekanan uap air pada suhu tersebut adalah 24 mmHg, berapa kelarutannya saat tekanan parsial di atas air 800 mmHg?

16. P total – PH2O = 736 mmHg = 0,9684 atm. • Kg = CO2/PO2 = 3,93x 10-2/0,9684 = 4,06 x 10-2 g/L.atm • CO2 = kg Pg = (4,06 x 10-2) (800/760) = 4,27 x 10-2 g/L

17. KELARUTAN OBAT : jumlah ml pelarut yang melarutkan 1 g obat. • Kelarutan obat sebagian besar disebabkan oleh polaritas dari pelarut, sehingga faktor-faktor yang mempengaruhi kelarutan obat adalah : 1. Momen dipol. 2. Tetapan dielektrikum 3. Ikatan hidrogen • Momen dipol : sifat fisik yang dimiliki oleh molekul hetero inti. Jika suatu molekul memiliki ikatan yang terdiri dari atom-atom dengan elektronegativitas berbeda  terjadi ketidaksetimbangan.

18. Pergeseran menuju satu atom dalam orbital molekul  menyebabkan terjadinya momen dipol/momen dwikutub. Pembentukan momen dipol disebabkan adanya elektron yang tidak sama dari atom yang berbeda. Hal ini menghasilkan muatan positif pada elektron yang kurang elektronegatif dan menghasilkan muatan yang negatif pada atom yang kurang elektropositif. Momen dipol dinyatakan dalam satuan Debye (D). 1D = 3,33561 x 10-30 Cm (Coulomb meter).

19. Momen dipol merupakan ukuran terhadap derajat kepolaran. Momen dipol suatu molekul bergantung pada besarnya muatan juga jarak pemisahan muatan Momen dipol = muatan x jarak Dalam medan listrik, molekul polar cenderung ujung positifnya menghadap ke lempeng negatif, ujung negatif menghadap ke lempeng positif. Dua lempeng yang terpisah akan mempunyai muatan maksimum jika antara lempeng tersebut vakum. Lapisan molekul pelarut yang terikat pada permukaan partikel zat terlarut membantu menjaga ion-ion atau molekul-molekul dalam larutan tetap terpisah. Pemisahan ini menghalangi rekristalisasi sehingga membantu proses pelarutan.

20. Tetapandielektrikum Jika dua ion dengan muatan berlawanan berada dalam suatu vakum, maka terdapat gaya tarik tertentu antara keduanya pada jarak tertentu. Tetapi jika suatu zat lain, misalnya suatu pelarut berada dalam ruang yang memisahkan ion-ion tersebut, maka gaya tarik ion-ion tersebut akan berkurang. Pelarut-pelarut berbeda kemampuannya dalam mengurangi gaya tarik antar ion zat terlarut positif dan negatif.

21. Tarikan dalam suatu pelarut tertentu adalah : F/ε (ε = tetapan dielektrikum). Secara umum, cairan polar mempunyai tetapan dielektrikum yang tinggi. Pelarut polar melarutkan zat terlarut ionik dan zat polar lain. Air mempunyai tetapan dielektrikum tinggi sehingga ion-ion yang terpisah jauh dalam air  saling menarik satu sama lain  sifat ini membuat air merupakan pelarut yang baik untuk senyawa ion. Air bercampur dengan alkohol dalam segala perbandingan dan melarutkan gula juga senyawa polihidroksi yang lain.

22. Polaritas beberapa pelarut

23. IkatanHidrogen Hildebrand  membuktikan bahwa pertimbangan tentang momen dipol saja tidak cukup untuk menjelaskan kelarutan zat polar dalam air  kemampuan zat terlarut membentuk ikatan hidrogen juga merupakan hal penting. Pelarut polar mampu mensolvasi molekul dan ion dengan adanya gaya interaksi dipol (ikatan hidrogen). Zat terlarut harus bersifat polar karena harus bersaing untuk mendapatkan tempat dalam struktur pelarut.

24. Tarikan antar molekul yang luar biasa kuatnya dapat terjadi jika satu molekul mempunyai sebuah atom hidrogen yang terikat pada atom berelektronegativitas besar. Ikatan hidrogen yang kuat terbentuk oleh molekul yang mengandung N, O,dan F. • Air melarutkan fenol, alkohol, aldehid, keton, amina dan senyawa lain yang mengandung oksigen dan nitrogen  yang dapat membentuk ikatan hidrogen dalam air. • Molekul air dalam es terikat bersama dalam ikatan hidrogen  membentuk struktur tetrahedral

25. Ketika es mencair  beberapa ikatan hidrogen pecah struktur yang seolah-olah seperti kristal ini pecah  bila air bercampur dengan setiap zat yang dapat memberikan ikatan hidrogen. • Kelarutan zat juga bergantung pada gambaran struktur perbandingan gugus polar dan non polar. • Jika panjang rantai non polar dari alkohol alifatik bertambah  kelarutan alkohol dalam air berkurang.

26. Rantai lurus alkohol monohidroksi yang mengandung > 4 – 5 atom C tidak dapat memasuki struktur ikatan hidrogen dari air  larut sedikit • Jika ada gugus polar tambahan dalam molekul (propilena, glikol, gliserin, asam tartrat)  kelarutan naik. • Percabangan rantai  mengurangi efek non polar  kelarutan naik.

27. Kelarutan Metanol dalam Air

28. Kelarutan Alkohol dalam Air dan Heksan

29. Pelarut Non Polar • Tetapan dielektriknya rendah. • Tidak dapat membentuk jembatan hidrogen • Tidak dapat memecah ikatan kovalen. • Dapat melarutkan zat terlarut non polar melalui interaksi dipol induksi. contoh : minyak & lemak larut dalam CCl4 benzena

30. Pelarut semipolar • Dapat bertindak sebagai pelarut perantara yang dapat menyebabkan bercampurnya cairan polar dan non polar. contoh : aseton menaikkan kelarutan eter dalam air.

31. Dual Polaritas Sabun