Kamu pasti pernah mendengar atau melihat botol di apotek bertuliskan Alkohol 70%, atau mungkin kamu juga pernah melihat botol zat di laboratorium bertuliskan NaOH 0,2 M. Apakah kamu sudah tahu maksud dari angka 70% dan 0,2 M yang tertera pada label botol tersebut? Nah, angka tersebut menunjukkan satuan konsentrasi dari larutannya. Lalu apa perbedaan keduanya? Apakah masih ada satuan konsentrasi lainnya?
Sebelum mempelajari lebih jauh mengenai satuan konsentrasi larutan, mari pahami dan ingat kembali mengenai larutan. Larutan merupakan campuran homogen (satu fasa) yang terdiri dari zat terlarut dan zat pelarut. Indikasi dari terbentuknya campuran homogen adalah tidak bisa dibedakan lagi antara zat terlarut dan pelarut.
Jika kamu campurkan satu sendok garam ke dalam satu gelas air sampai semua garam larut, maka pada gelas itu sudah terbentuk larutan garam. Namun jika kamu campurkan lima sendok garam ke dalam satu gelas air dan hasilnya terdapat garam yang tidak larut (mengendap), maka pada gelas itu tidak terbentuk larutan, karena tidak membentuk campuran homogen, melainkan heterogen. Jadi kata kunci dari larutan harus membentuk campuran homogen antara pelarut dan terlarut.
Larutan sendiri memiliki satuan konsentrasi dan pada artikel kali ini akan dibahas mengenai tiga satuan konsentrasi larutan meliputi pengertiannya, rumus matematisnya, dan contoh soalnya. Satuan konsentrasi yang akan dibahas yaitu molaritas (M), molalitas (m), dan fraksi mol (X). Berikut penjelasan untuk setiap satuan konsentrasinya:
Daftar Isi
Molaritas (M)
Molaritas yang disimbolkan dengan huruf “M” didefinisikan sebagai banyaknya jumlah mol zat terlarut yang dilarutkan dalam 1 liter larutan. Satuan dari molaritas sendiri adalah molar. Jika kamu menemukan botol larutan di laboratorium dengan tulisan pada labelnya NaOH 0,2 M, maka maksud dari label tersebut adalah dalam 1 liter larutan terdapat 0,2 mol NaOH.
Untuk menentukan molaritas ini dapat ditentukan dengan beberapa rumus, rumus molaritas yang akan dibahas adalah sebagai berikut:
Dimana:
M= Molaritas (satuannya molar atau M)
n= mol zat terlarut (satuannya mol)
V= volume larutan (satuannya Liter atau L)
Rumus tersebut pun bisa dijabarkan menjadi M= , tambahan keterangan untuk rumus tersebut adalah massa satuannya gram, Massa molekul relatif (Mr) satuannya gram/Mr, dan volume (V) satuannya mL.
Untuk lebih memahaminya, mari kita simak latihan soal molaritas berikut ini:
Baca juga: Sifat Koligatif Larutan Elektrolit
Contoh soal
6 gram urea dengan rumus kimia CO(NH2)2 dilarutkan dalam air sehingga volumenya menjadi 500 mL. Hitunglah konsentrasi larutan urea yang terbentuk! (Mm Urea= 60 gram/mol).
Jawaban:
Untuk menjawabnya kamu bisa menggunakan dua rumus penentuan molaritas yang sudah dibahas. Mari kita lihat perbedaan cara pengerjaan dua rumusnya.
Cara 1:
Untuk cara pertama kita gunakan persamaan:
Langkah pertama cari dulu mol urea dengan rumus:
Selanjutnya konversi satuan volume dari mL menjad Liter, 500 mL = 0,5 L.
Jadi konsentrasi urea yang terbentuk adalah 0,2 M
Cara 2:
Untuk cara ke-2 kita coba pakai persamaan lainnya yaitu sebagai berikut:
Kedua cara tersebut menghasilkan konsentrasi yang sama, yaitu 0,2 M. Kamu bisa memilih diantara kedua cara itu mana yang menurut kamu paling mudah dan cepat ketika menyelesaikan soal mengenai molaritas. Catatan penting yang harus kamu lihat terdapat pada satuan volumenya, jika menggunakan rumus pada cara pertama maka satuan volumenya Liter, tapi jika kamu menggunakan rumus pada cara kedua, maka satuan volumenya dalam mili Liter.
Untuk menentukan molaritas dapat ditentukan juga dengan persamaan sebagai berikut:
Dimana:
M= molaritas
p= merupakan massa jenis (gram/ml)
% massa= persen massa zat
Mm= massa molar
Persamaan ini tentu saja digunakan ketika pada soal diketahuinya seperti komponen dalam persamaan, misal terdapat massa jenis dan persen massa.
Contoh soal
Tentukan konsentrasi larutan 10% H2SO4 yang memiliki massa jenis 0,98 gram/mL! (Mm H2SO4 = 0,98 gram/mL)
Jawaban:
Jadi konsentrasi larutan 10% H2SO4 adalah 1 M.
Molalitas (m)
Satuan konsentrasi selanjutnya adalah molalitas. Molalitas adalah banyaknya jumlah mol zat terlarut dalam 1 Kg atau 1000 gram air. Molalitas ini disimbolkan dengan huruf “m” dan memiliki satuan molal. Untuk penentuan molalitas suatu larutan dapat menggunakan persamaan berikut ini:
Contoh soal
9 gram glukosa (Mm= 180) dilarutkan dalam 200 gram air, tentukan kemolalan larutan glukosa tersebut!
Jawaban:
Glukosa sebagai zat terlarut memiliki massa 9 gram, dan air sebagai pelarut memiliki massa 200 gram. Maka molalitasnya adalah:
Jadi molalitas larutan glukosa tersebut sebesar 0,25 molal.
Contoh soal
Hitunglah molalitas dari larutan NaOH 8%! (Mm NaOH= 40)
Jawaban:
Jika kamu menemukan soal seperti ini, maka untuk menentukan kemolalan atau molalitasnya, kamu harus menentukan dulu massa zat terlarut dan pelarut dengan cara menjabarkan terlebih dulu maksud dari NaOH 8%. NaOH 8% memiliki arti bahwa dalam 100 gram larutan terdapat 8 gram NaOH dan 92 gram air. Setelah itu baru masukan ke persamaan molalitas.
Jadi molalitas larutan NaOH 8% adalah 2,17 molal.
Fraksi mol (X)
Fraksi mol adalah komposisi zat-zat dalam suatu larutan. Karena larutan terdiri dari zat terlarut dan pelarut, maka fraksi mol pun terdiri dari fraksi mola pelarut (Xp) dan fraksi mol terlarut (Xt). Fraksi mol pelarut (Xp) merupakan perbandingan mol pelarut dengan total mol larutan, sementara itu fraksi mol terlarut (Xt) merupakan perbandingan mol zat terlarut dengan total mol larutan.
Adapun persamaan fraksi mol adalah sebagai berikut:
Xp + Xt = 1
Dimana:
Xp= fraksi mol pelarut
Xt= fraksi mol terlarut
np= mol pelarut
nt= mol zat terlarut
Contoh soal
2,5 gram CaCO3 (Mm= 100) dilarutakan dalam 90 gram air (Mm= 18). Tentukan fraksi mol pelarut dan fraksi mola zat terlarut!
Jawaban:
Untuk menentukan fraksi mol, langkah pertama yang harus dilakukan adalah menentukan terlebih dulu mol masing-masing zat dengan persamaan pada penjelasan berikut ini:
Menentukan Mol CaCO3
n= 0,025 mol
Menentukan Mol air,
n= 5 mol
Selanjutnya menentukan Xp dengan persamaan berikut:
Untuk menentukan fraksi mol zat terlarut (Xt) bisa menggunakan dua cara, yaitu
atau dapat juga mencari Xt dengan cara menggunakan persamaan Xp + Xt =1, maka 0,99 + Xt = 1, Xt = 1-0,99 = 0,01
Berdasarkan perhitungan tersebut, maka fraksi mol air adalah 0,99 dan fraksi mol CaCO3 adalah 0,01.
Gimana sudah mengerti mengenai satuan konsentrasi larutan ini? Sebanarnya satuan konsentrasi larutan tidak hanya tiga ini saja, melainkan masih ada lagi satuan konsentrasi lain seperti bilangan per juta (bpj), persen masa (% massa), dan lainnya.
Baca juga: Sifat Koligatif Larutan
Pemahaman Akhir
Dalam pembahasan mengenai satuan konsentrasi larutan, kita telah mempelajari tiga satuan konsentrasi utama yaitu molaritas (M), molalitas (m), dan fraksi mol (X).
Molaritas (M) adalah satuan konsentrasi yang menggambarkan jumlah mol zat terlarut yang terdapat dalam 1 liter larutan. Satuan molaritas adalah mol/L atau M. Contoh: Larutan NaOH 0,2 M berarti terdapat 0,2 mol NaOH dalam 1 liter larutan.
Molalitas (m) adalah satuan konsentrasi yang menggambarkan jumlah mol zat terlarut dalam 1 kg pelarut (biasanya air). Satuan molalitas adalah mol/kg atau m. Contoh: Larutan glukosa dengan molalitas 0,25 molal berarti terdapat 0,25 mol glukosa dalam 1 kg air.
Fraksi mol (X) adalah satuan konsentrasi yang menggambarkan komposisi zat terlarut dan pelarut dalam suatu larutan. Fraksi mol pelarut (Xp) adalah perbandingan mol pelarut dengan total mol larutan, sedangkan fraksi mol terlarut (Xt) adalah perbandingan mol zat terlarut dengan total mol larutan. Contoh: Jika fraksi mol pelarut (Xp) adalah 0,99, berarti sebagian besar larutan terdiri dari pelarut, dan fraksi mol terlarut (Xt) adalah 0,01, berarti hanya sedikit zat terlarut dalam larutan tersebut.
Selain tiga satuan konsentrasi tersebut, masih terdapat satuan konsentrasi lain seperti bilangan per juta (bpj) dan persen massa (% massa) yang juga digunakan dalam berbagai konteks.
Dalam menghitung konsentrasi larutan, kita dapat menggunakan rumus-rumus yang sesuai dengan satuan konsentrasi yang ingin kita tentukan. Penting untuk memahami rumus-rumus tersebut dan mengonversi satuan dengan benar untuk mendapatkan hasil yang akurat.
Dengan memahami satuan konsentrasi larutan, kita dapat menginterpretasikan label pada botol larutan dan memahami seberapa banyak zat terlarut yang terdapat dalam suatu larutan. Hal ini penting dalam konteks kimia, baik dalam percobaan di laboratorium maupun dalam penggunaan larutan dalam kehidupan sehari-hari.
Namun pada artikel ini hanya dibahas 3 satuan konsentrasi larutan yang akan digunakan secara langsung pada pembahasan mengenai sifat koligatif larutan. Oleh karena itu, Kamu wajib memahaminya, karena materi satuan konsentrasi larutan ini akan digunakan pada bab selanjutnya yaitu tentang sifat koligatif larutan.
Referensi:
Sudarmo, Unggul. (2018). Kimia untuk SMA/MA Kelas XII. Bandung: Erlangga
