Pelarut Air, pelarut Universal Air, Non-air
○ ○
Anorganik: asam-basa Organik
Non-pelarut: leburan
Pelarut Air, pelarut Universal Air, Non-air
○ ○
Anorganik: asam-basa Organik
Non-pelarut: leburan
Pelarut air Tetapan dielektrik ~81,7 cocok untuk pelarut senyawa ion Universal, melimpah o o titik beku 0 C dan titik didih 100 C, cocok untuk daerah kerja mahluk hidup ~ 2540oC Penanganannya mudah Air dapat mengalami auto ionisasi ionisasi 2H2O H3O+ dan OH
Dalam air
Zat terionisasi menjadi elektrolit gas (kovalen polar) HCl H3O+ + Clpadatan basa NaOH Na+ + OHgaram NaCl Na+ + Clkompleks K 4[Fe(CN)6] K + + [Fe(CN)6]4-
Zat tidak terionisasi Glukosa C6H12O6 larutan C6H12O6 Brom Br2 air Br2
Reaksi dengan air
Logam alkali/alkali tanah Na +H2O Na+ +H2 +OHHidrolisis CuSO4 Cu2+ +SO422H2O 2OH- + 2H+ CuSO4 + 2H2O Cu(OH)2(s) + SO42- + 2H+ Hidrolisis tidak hanya pada garam, juga pada asam-basa lemah Hidrasi MX(s) M(aq) n+ + X(aq)yFeCl2 + 6H2O Fe(H2O)6 2+ + 2Cl-
Reaksi pertukaran ion
Dalam air ion-ion dapat bertukar pasangan NaOH(aq) + HCl(aq) H2O + Na+ + ClBaCl2(aq) + CuSO4(aq) BaSO4(s) + 2Cl- + Cu2+ BaCl2(aq) + 2AgNO3(aq) 2AgCl(s) + 2NO3- + Ba2+ AgNO3(aq) + CuSO4(aq) ? ? AgNO3(aq) + HCl(aq) ? AgNO3(aq) + NaOH(aq) ? HCl(aq) + CuSO4(aq) NaOH(aq) + CuSO4(aq) ? ? BaCl2(aq) + NaOH(aq)
Tuliskan persamaan reaksi secara lengkap dan benar
Kriteria Larut LARUT: suatu zat disebut larut bila dalam air menghasilkan konsentrasi minimal 0.1M pada temperatur ruang. TIDAK LARUT : Suatu zat disebut tidak larut bila konsentrasi dalam pelarut air pada temperatur ruang kurang dari 0.001M. AGAK LARUT: diantara kedua keadaan tersebut.
Perubahan Energi dalam Proses Pelarutan
Agar suatu zat dapat larut ada 3 tahapan: 1. Partikel solut harus terpisah satu sama lain 2. Beberapa partikel solven harus terpisah untuk memberi ruang bagi partikel solut 3. Partikel solut dan solven harus bercampur menjadi satu Energi akan diserap saat terjadi pemisahan partikel sebaliknya energi akan dilepas ketika partikel bergabung dan tertarik satu sama lain Kesimpulannya pelarutan akan disertai perubahan entalpi
Proses pelarutan dan energi pelarutan Proses pelarutan adalah proses ketika kation dalam fasa gas atau anion dalam fasa gas bereaksi dengan pelarut dalam fasa cair, diperoleh kation terlarut atau anion terlarut. Energi yang dibebaskan disebut energi pelarutan. M+ (g) + solvent
M+(sol) + E pelarutan
X- (g) + solvent
X-(sol) + E pelarutan
Proses hidrasi dan energi hidrasi Proses hidrasi adalah proses ketika kation dalam fasa gas atau anion dalam fasa gas bereaksi dengan air sehingga dihasilkan kation terhidrasi atau anion terhidrasi dengan melepaskan energi. Energi yang dilepaskan disebut energi hidrasi. M+ (g) + H2O (l) atau aq
M+(aq) + E hidrasi
X- (g) + H2O (l) atau aq
X-(aq) + E hidrasi
H
H O
H
H H
H
O H
O
O
H
M2+
O
O H
O H
H
H
OUTER COORDINATION SPHERE
H
H O
H
H
INNER COORDINATION SPHERE
M2+ ions in water
H
H O
H
H O
H
H
H O
H
O H
M2+
O
H
O H
O
O S=O O
H O
H
H
Outer - sphere complex of M2+ ions and SO42- in water
H
H O
H
H H
O H
O
H
2+
O M
H
O H H O H
H
Inner - sphere complex of M2+ ions and SO42- in water
Efek Temperatur terhadap Kelarutan
Kelarutan garam anorganik Garam-garam Natrium, kalium dan amonium merupakan garam-garam yang mudah larut dalam air. Garam-garam nitrat juga mudah larut dalam pelarut air. Garam-garam klorida, bromida dan iodida umumnya mudah larut dalam air kecuali garam timbal(II), raksa(I), perak(I) dan tembaga(I). Garam-garam sulfat mudah larut dalam air kecuali garam barium(II), stronsium(II) dan timbal(II).
senyawa anorganik dalam air Oksida umumnya tidak larut kecuali oksida dari natrium, kalium, stronsium dan barium. Kalsium oksida agak larut. Hidroksida umumnya tidak larut kecuali hidroksida dari natrium, kalium, stronsium dan barium. Kalsium hidroksida agak larut. Sulfida umumnya tidak larut kecuali sulfida dari natrium, kalium, amonium, magnesium, kalsium, stronsium dan barium. Garam-garam kromat, fosfat dan karbonat umumnya tidak larut, kecuali garam natrium, kalium dan amonium
Pelarut Non Air
Misalnya NH3(l ), HF(l ), HCN(l ), SO2(l ) Mampu melarutkan bahan-bahan anorganik Mempunyai sifat waterlike Dapat mengalami auto ionisasi
Amonia, pelarut bersifat basa Mudah di dapat dan mudah penanganannya Mempunyai ikatan H yang lebih lemah daripada H2O sehingga t.d dan t.l lebih rendah daripada H2O o o Titik beku -77 C dan titik didih -33 C, daerah kerjanya rendah dibawah RT dan sempit Mampu membentuk senyawa kompleks yang larut: AgCl+ NH3 [Ag(NH3) 2]+ Autoionisasi 2NH3 (l) NH4+(am) + NH2-(am) ion amonium ion amida pKam = 33,
Tetapan dielektrik = 22.7 pada -50oC, mampu menurunkan kelarutan senyawa ion
Untuk molekul yang mengandung banyak elektron, seperti senyawa iod dan senyawa non polar seperti hidrokarbon, NH3 merupakan pelarut yang lebih baik dibanding H2O
Perbedaan dengan air, kemampuan NH3 dalam melarutkan logam-logam alkali tanpa aksi kimia yang jelas. Larutan yang dihasilkan berwarna biru tua dan logamlogam terlarut dapat diperoleh kembali dg penguapan pelarut
Logam alkali tanah larut dalam NH 3 secara kimia, karena pada penguapan pelarut, logam yang di dapat dalam bentuk heksaamin, M(NH3)6
Senyawa nitrit, nitrat, tiosianat dan kebanyakan sianida larut dalam NH3
Mayoritas senyawa F oksida, hidroksida sulfat, fosfat, karbonat, sulfit, sebagian besar sulfida tdk larut dalam NH3
Halida, selain F
Sebagian besar senyawa I larut, Br kurang larut dan untuk Cl, hanya NH4Cl, BeCl2, dan NaCl yang dapat larut.
Sifat alamiah anion lebih mempengaruhi kelarutan berbagai garam dalam NH3.
kelarutan menurun dari I ke Cl
Keuntungan : - kurangnya kecenderungan NH3 untuk terlibat dalam reaksi dengan solut (solvolisis)
Kelemahan : - peralatan yang digunakan lebih rumit dan butuh teknik khusus sifat fisik NH3 Ct : t.d NH3 murni : -33,35oC shg harus bekerja pada T rendah untuk menghindari tekanan yang tinggi
- NH3 sangat higroskopis shg harus ditangani dengan seksama agar kelembaban udara tidak masuk dalam sistem NH3
Larutan logam-NH3(l )
Tingkat autoionisasi relatif rendah sehingga NH3(l ) murni tidak dapat terionisasi dengan sendirinya secara sempurna NH3 + NH3
NH4+ + NH2-
Oleh karena itu, larutan logam-logam alkali dalam NH3(l ) stabil pada T kamar dalam waktu lama. 2NH3 + 2Na
2NaNH2 + H2
Dengan adanya sedikit katalis FeO, reaksi berlangsung sgt cepat
•
•
Logam alkali/alkali tanah larut dalam amonia membentuk larutan berwarna biru, dapat menghantarkan arus listrik (konduktivitas tergantung pada kation logam). bila ditambahkan logam alkali berlebih berwarna bronze, bila amonia diuapkan terbentuk logam alkali kembali M + NH3 M+ + [e(NH3)x]2[e(NH3)x]H2 + 2NH2Reaksi tsb lebih lambat dibanding reaksi logam alkali dalam air.
Reaksi asam-basa Asam lemah dalam air, dengan amonia menjadi asam kuat
CH3COOH + NH3
Molekul netral dalam air menjadi asam lemah dalam amonia NH2-CO-NH2 + NH3
CH3COO- + NH4+
NH4+ + NH2-CO-NH-
Garam NH4+ akan bertindak sebagai asam, sedangkan amida, imida maupun nitrida akan bertindak sebagai basa dalam NH 3(l )
Reaksi netralisasi
Menurut Bronsted, netralisasi adalah proses dimana asam bereaksi dengan basa menghasilkan asam dan basa yang lain atau reaksi antara asam dan basa menghasilkan garam dan pelarut. Asam1 + basa2
asam2 + basa1
asam + basa
garam + pelarut
NH4+ +
2NH3
NH4I + KNH2
NH2-
2NH3 + KI
NH4I, NH4NO3, NH4NCS sangat larut dalam amonia, larutan yang pekat dapat bereaksi dengan logam menghasilkan H2. nM + 2NH4+
H2 + 2NH3 + Mn+
Reaksi Pengendapan Apabila 2 ion yang kurang larut bertemu dan berinteraksi akan membentuk endapan Dalam air
KCl(aq) + AgNO3(aq)
AgCl (s) + NO3- + K+
Dalam amonia
AgCl (am) + KNO3(am)
KCl(s) + NO3- + Ag+
Amonia lebih basa dari air dan tetapan dielektrik lebih rendah
Senyawa yang tidak larut dalam NH3(l ) berbeda dangan senyawa yang tidak larut dalam H 2O(l )
Sebagian besar senyawa klorida tidak larut dalam NH3(l ) kecuali NaCl, NH4Cl, dan BeCl2
Kebanyakan nitrat larut dalam NH3(l ) sehingga dapat digunakan untuk metode pengendapan.
Beberapa halida yang tidak larut akan mengendap sebagai amina kompleks
Garam KNH2 Lebih larut dari pada NaNH2
Kalium amida dalam air tidak menghasilkan ion amida, reaksinya sbb: KNH2(s) + H2O(l)
NH3(aq) + K+(aq) +OH-(aq)
Reaksi pembentukan kompleks Dalam larutan air, penambahan ion CN- pada ion Ag+ menghasilkan endapan taklarut AgCN, tapi jika endapan tersebut ditambahkan ion CN- berlebih akan terbentuk kompleks Ag(CN)2- yang larut Reaksi yang sama juga terjadi pada NH3(l ) Dalam air
Zn2+ + 2OH-
Zn(OH )2
Zn(OH ) 42hidroksida berlebih
Dalam amonia
Zn2+ + 2NH2-
Zn(NH2 )2
Zn(NH2 ) 42amida berlebih
Reaksi Redoks
Sama dengan dalam H2O(l )
Ketika gas O2 memasuki larutan logam Na dalam NH3(l ) terlebih dahulu dihasilkan hidroksida dan amida, baru diikuti oksidasi amida menjadi nitrit 2Na + 1/2O2
NaOH + NaNH2 + NH3
4NaNH2 + 3O2
2NaOH + 2NaNO2 + 2NH3
Larutan logam-logam alkali dan alkali tanah dalam NH3(l ) bertindak sebagai donor elektron (reduktor)
Oksidasi oleh KMnO4 dalam NH3(l ) lebih lemah daripada dalam H2O(l ).
KMnO4 tereduksi dengan cepat menjadi K2MnO4 dan MnO2 oleh kalium. Reduksi diikuti oleh reaksi lambat K2MnO4 yang tereduksi lanjut menjadi MnO
KMnO4 juga tereduksi menjadi K2MnO4 oleh KNH2
Dalam NH3(l ) larutan logam merupakan reduktor kuat karena adanya elektron bebas dalam larutan yang dengan mudah didonorkan pada akseptor elektron, sedangkan kekuatan oksidatornya lemah
Reaksi lain dalam Pelarut Amonia •
•
Spesi kimia basa yang lebih kuat dari ion amida menjadi basa kuat dalam amonia H- + NH3 NH2- + H2 O2- + NH3 NH2- + OH Amonia dapat menyebabkan disproporsionasi belerang 4S4N- + 4S62- + 12NH4+ 5S8 + 16NH3 S62- 2S3- ion ini berwarna biru, dalam aluminosilikat membentuk ultramarine blue (pigmen biru)
Asam sulfat, Pelarut bersifat asam
tetapan dielektrik ~110, jadi sangat baik sebagai pelarut senyawa ion, tetapi viskositasnya ~ 25x lebih besar dari viskositas air pelarutan dalam asam sulfat menjadi sangat lambat.
auto ionisasi menghasilkan sulfat terprotonasi H3SO4+ dan bisulfat HSO4-
Bersifat sebagai oksidator dan dehydrator
Reaksi dengan Asam sulfat Asam lemah dalam air menjadi basa dalam asam sulfat CH3COOH + H2SO4 HSO4- + CH3C(OH) 2+ asam kuat dalam air dapat bersifat sebagai asam lemah dalam asam sulfat. HClO4 + H2SO4 H3SO4+ + ClO4 Non-elektrolit dalam air dapat bersifat basa dalam asam sulfat NH2-CO-NH2 + H2SO4 HSO4 - + NH2-CO-NH3+
Asam super = kombinasi asam fluorosulfat dengan antimon pentafluorida,
SbF5+2HSO3F
FSO3 SbF5- + H2SO3F
asam super dapat melarutkan lilin (alkana berantai lurus) Contoh asam super lainnya:
SbF5+2HF
H2F+ + SbF6-
Tutorial-2 Tuliskan reaksi pelarutan 1. perak bromida dalam amonia 2. Kalium nitrat dalam amonia 3. Logam kalium dalam amonia 4. Logam perak dalam amonia Tuliskan reaksi 1+2 2+3 1+3 2+4 1+4 3+4
Hidrogen Fluorida HF sebagai pelarut : •
t.l = -83 oC
•
T.d = 19,4 oC
•
•
•
Tetapan dielektriknya tinggi yang baik
sifat pelarut
Melarutkan beberapa garam tanpa diubah seperti pada H2O Aktivitas kimia ekstrim larut tanpa perubahan
sedikit sekali anion
Proses pelarutan solut dalam HF 1. Disosiasi ion yang sama K+ + HF2-
KF + HF
2. Penambahan HF pada solut, diikuti dengan disosiasi menghasilkan ion kompleks dan ion FCH3COOH + HF
.
CH3COOH HF
. CH COOH HF 3
CH3COOH2+ + F-
3. Reaksi kimia dengan F KCN + HF
penggantian anion solut HCN + KF
4. Reaksi kimia yang lebih rumit H2SO4 + 2HF
HOSO2F + H3O+ + F-
Oksida dan hidroksida biasanya bereaksi keras dengan HF membentuk F- dan H2O. H2O bereaksi dengan pelarut berlebih menghasilkan hidronium dan ion bifluorida.
OH- + HF
F- + H2O
H2O + 2HF
H3O+ + HF2-
Mayoritas senyawa Cl, Br, dan I tidak larut dan bereaksi dengan pelarut menghasilkan hidrogen halida. KCl + HF
HCl + KF
K dan Na sulfat larut dengan mudah tapi sebelumnya diubah menjadi asam sulfat dan kemudian menjadi asam fluosulfonat H2SO4 + 2HF
Sebagian besar sulfat yang lain tidak dapat larut Asam nitrat dan beberapa garam nitrat larut dalam HF NaNO3 + 4HF
HOSO2F + H3O+ + F-
Na+ + H2NO3+ + 2HF2-
Hanya fluorida, fluoborat dan perklorat yang larut dalam HF dan menghasilkan ion-ion yang sama dengan jika dilarutkan dalam H2O.
Reaksi dalam HF
Karena hanya ada beberapa anion yang stabil dalam HF, reaksi yang umum terjadi adalah reaksi netralisasi dan pengendapan Na2SO4 + 2AgF
Ag2SO4 + 2NaF
KClO4 + TlF
TlClO4
NaClO4 + AgF
AgClO4
KIO4 + AgF
AgIO4
+ KF + NaF
+ KF
Beberapa senyawa organik larut dalam HF dan menghasilkan larutan dengan konduktivitas tinggi
Reaksi solvasi dimana molekul organik menerima proton dan membentuk ion kompleks positif
Reaksi tipe tersebut terjadi pada alkohol, fenol, eter, aldehid, asam-asam anhidrida.
ROH + 2 HF
ROH2+ + HF2-
R2O + 2 HF
R2OH+ + HF2-
(RCO)2O + 2 HF
(RCO)2OH+ + HF2-
R2CO + 2 HF
R2COH+ + HF2-
Belerang Dioksida (SO2) SO2 (l ) sebagai pelarut : -
Waterlike
-
T.d = -10 oC
-
T.b = -75 oC
-
Terionisasi lemah : SO2 + SO2
-
Meskipun µ = 1,61D, tapi range cair dan BM menyebabkan SO2 (l ) tidak berasosiasi sebanyak NH3 dan HF karena SO2 (l ) tidak mempunyai atom H yang dapat digunakan untuk ikatan H ε = 17,27 meskipun < air tapi tetap dapat melarutkan sejumlah garam
-
Range fasa cair luas
pelarut
SO2+ + SO32-
Larutan garam dalam SO2 (l ) mempunyai konduktivitas listrik tinggi, membuktikan bahwa pelarut merupakan media pengion
Kelarutan senyawa-senyawa anorganik dalam SO2 (l ) sangat bervariasi dan dalam rentang nilai yang tinggi
Kecuali I, sebagian besar kelarutannya kecil (0,2-2,0 g/100ml)
Alkali dan alkal tanah-iodida mudah larut tapi kelarutannya menurun dari Br ke F Oleh karena urutan kelarutan alkali halida dalam SO2 >< NH3, dapat digunakan 2 pelarut tersebut untuk memisahkan Cs dan Pb dari ion-ion logam alkali
