Kadar Zat Dalam Campuran

Larutan merupakan campuran yang homogen dan komposisi antara pelarut dan zat terlarutnya tidak tentu. Perbandingan relatif zat terlarut terhadap pelarut dari suatu larutan disebut dengan konsentrasi atau kepekatan.
Apabila suatu larutan mengandung jumlah zat terlarut yang besar (dalam sejumlah pelarut tertentu), maka dikatakan sebagai larutan yang berkonsentrasi tinggi atau larutan pekat. Sebaliknya, apabila zat terlarut julahnya sangat sedikit dibandingkan dengan jumlah pelarutnya, maka dikatakan sebagai larutan encer.

Konsentrasi larutan secara kuantitatif dinyatakan dalam berbagai satuan, misalnya persentase zat dalam campuran (%), bagian perjuta atau part per million (ppm), molar (M), molal (m), dan fraksi mol (X).

Persen (%)

1. Persen massa (%)
   Persen massa menyatakan massa suatu zat (dalam gram) yang terdapat dalam setiap 100 gram campuran.
   
   Contoh Soal
   Berapa gram NaOH yang terdapat dalam 500 ml larutan NaOH 20% jika massa jenis larutan dianggap 1 g/mol?
   Jawab:
   Massa larutan = 1 g/ml x 500 ml = 500 gram
   Kadar larutan 20%, maka massa NaOH dalam larutan adalah:
   = (²⁰/₁₀₀) x 500 gram
   = 100 gram
2. Persen Volume (%)
   Persen volume menyatakan volume zat yang terdapat dalam setiap 100 bagian volume campuran.
   

Contoh soal

1. Berapa volume alkohol (dalam ml) yang terlarut dalam 500 ml larutan alkohol yang memiliki kadar 30% ?
   Jawab:
   
   
2. Berapa volume air (dalam ml) yang harus ditambahkan ke dalam 40 ml larutan alkohol 40% agar didapatkan larutan alkohol 10% ?
   Jawab:
   Volume alkohol dalam 40 ml larutan alkohol 40% adalah :
   
   misalnya air yang ditambahkan x ml, maka volume campuran menjadi :
   V akhir = (40 + x) ml
   maka,
   
   400 + 10x = 1.600
   10x = 1.200
   x = 120 ml
   Jadi air yang harus ditambahkan adalah 120 ml

Bagian per juta (bpj) atau part per million (ppm)

Kadar zat yang sangat kecil dalam campuran dapat dinyatakan dengan ukuran bagian per juta, yaitu kadar zat yang menyatakan banyaknya bagian zat yang terdapat dalam setiap satu juta bagian campuran.

 Contoh Soal

1. Di dalam udara kering yang bersih terdapat gas karbon dioksida sebanyak 0,03% volume (artinya, di dalam setiap 100 liter udara terdapat 0,03 liter gas karbon dioksida).
   Nyatakan kadar tersebut dalam bagian per juta.
   Jawab:
   kadar gas karbon dioksida= (^0,03/₁₀₀) x 1.000.000
   kadar gas karbon dioksida= 300 bpj
2. Kadar gas butana dalam udara sebesar 0,0002% volume. Berapa kadar gas butana tersebut jika dinyatakan dalalm satuan bpj?
   Jawab:
   misalkan volume udara 100 ml, maka volume butana adalah 0,0002 ml.
   kadar butana= (^0,0002/_{100 ml}) x 1.000.000
   kadar butana= 2 bpj

Molaritas (M)

Molaritas atau kemolalan suatu lalrutan menyatakan banyaknya mol zat terlarut di dalam satu liter larutan. Volme satu liter yang dimaksud termasuk volume zat terlarut dan volume pelarutnya. Secara kuantitatif, mlaritas merupakan perbandingan antar mol zat terlarut tiap satu liter larutan dan dapat dirumuskan sebagai:

dengan:
M = molaritas (mol/liter atau mol dm^-3)
n  = mol zat terlarut (mol)
V  = volume larutan (liter atau dm^-3)

---

BACA JUGA : Konsep Mol

---

Contoh Soal

1. Pada botol reagen yang berisi larutan NaOH tertulis label “NaOH 0,1 M”,
   a. apa arti dari label tersebu?
   b. bila di dalam botol tersebut hanya berisi 250 ml larutan, berapa mol NaOH yang terlarut di dalamnya?
   Jawab :
   a. larutan NaOH 0,1 M artinya dalam satu liter larutan terlarut sebanyak 0,1 mol NaOH.
   b. bila volumenya 250 ml, jumlah nol NaOH yang terlarut sebanyak
   n = M x V
   n = 0,1 mol/liter x 0,25 liter
   n = 0,025 mol
2. Sebanyak 6 gram kristal MgSO₄ dilarutkan dalam air sehingga volumenya 500 ml. Berapa konsentrasi molar (molaritas) larutan yang terjadi? Mr MgSO₄ = 120).
   Jawab :
   mol MgSO₄ = (^{6 gram}/_{120 gram/mol}) = 0,05 mol
   volume larutan = 500 ml = 0,5 liter
   molaritas = (^{0,05 mol}/_{0,5 liter}) = 0,1 mol/liter

Molalitas (m)

Molalitas atau kemolalan menyatakan banaknya mol zat terlarut dalam setiap 1000 gram pelarut. Untuk larutan dalam air, massa pelarut dapat dinyatakan dalam volume pelarut, sebab massa jenis air adalah 1 gram ml^-1. Secara matematis, pernyataan tersebut dapat dinyatakan dengan rumus :

dengan:
m = molalitas larutan (mol/kg)
n = jumlah mol zat terlarut (mol)
p = massa pelarut (kg)

Contoh Soal

Hitunglah molalitas larutan yang terjadi jika 24 gram kristal MgSO₄ dilarutkan dalam 400 gram air. (Mr MgSO₄ = 120)
Jawab :
n = ²⁴/₁₂₀ mol= 0,2 mol
p = 400 gram
m = 0,2 x (¹⁰⁰⁰/₄₀₀) = 0,5 molal

Perbedaan antara molaritas dan molalitas terletak pada jumlah pelarutnya. Untuk molalitas, pelarutnya harus 100 gram, sedangkan untuk molaritas, volume pelarut dan zat terlarut 1 liter.

Fraksi Mol (X)

Fraksi mol suatu zat dalam suatu larutan menyatakan perbandingan banyaknya mol dari suatu zat terhadap jumlah mol seluruh komponen dalam larutan. Bila n_A mol zat A bercampur dengan n_B, maka fraksi mol zat A (X_a) dan fraksi mol zat B (X_B) dinyatakan dengan:

dan

sehingga

Dari kedua rumus tersebut, dapat disimpulkan bahwa jumlah fraksi mol dari seluruh komponen dalam campuran adalah 1.

Contoh Soal
Hitunglah fraksi mol glukosa dalam larutan glukosa 36% (Mr glukosa = 180 dan Mr air = 18).
Jawab:
Misalnya dianggap massa larutan keseluruhan adalah 100 gram,
maka:
massa glukosa = 36 gram
massa air = 100 – 36 = 64 gram

Pengenceran Larutan

Pengenceran larutan adalah penambahan zat pelarut ke dalam suatu larutan. Oleh karena itu pada pengenceran larutan, nilai molaritas larutan akan menjadi lebih kecil dari pada sebelumnya, sebab pada peristiwa tersebut jumlah zat terlarutnya tetap (n terlarut tetap), tetapi volume larutan menjadi lebih besar.
Oleh karena jumlah mol zat terlarut tetap, maka;
n (sebelum pengenceran) = n (sesudah pengenceran).

Dan dari rumus molaritas M= n/V , maka n = V x M
Jika jumlah mol sebelum pengenceran dianggap n₁ dan sesudah pengenceran n₂ , maka n₁ = n₂
dan berlaku pula V₁ x M₁ = V₂ x M₂

Contoh Soal

1. Larutan NH₃ 2 M yang volumenya 100 ml diencerkan dengan air sampai volumenya 500 ml. Berapa molaritas larutan encer yang terjadi?
   Jawab:
   M₁ = 2 M
   V₁ = 100 ml
   V₂ = 500 ml
   M₂ = ?
   V₁ x M₁ = V₂ x M₂
   2 x 100 = 500 x M₂
   M₂ = ²⁰⁰/₅₀₀
   M₂ = 0,4 M
2. Berapa volume air yang harus ditambahkan ke dalam 40 ml larutan H₂SO₄ 6,0 M agar didapat larutan H₂SO₄ 5,0 M ?
   Jawab:
   M₁ = 6,0 M
   V₁ = 40 ml
   M₂ = 5,0 M
   V₂ = ?
   V₁ x M₁ = V₂ x M₂
   4,0 x 6,0 = V₂ x 5,0
   V₂= ²⁴⁰/₅=48 ml
   V₂ = V₁ + V_air
   V_air = 8 ml

Percampuran Larutan dengan Konsentrasi Berbeda

Bila dua larutan yang berbeda konsentrasinya dicampurkan, maka konsentrasi larutan yang terjadi akan berubah. Pada larutan yang baru, jumlah mol zat terlarut merupakan jumlah total dari mol zat dalam kedua larutan tersebut. Demikian pula umtuk volumenya sehingga berlaku persamaan:
n₁ + n₂ = n_campuran
dengan menggunakan persamaan n = M x V, maka didapatkan:
(M₁ x V₁) + (M₂ + V₂) = (M x V)_campuran

Contoh Soal
Larutan HCl 2 M yang volumenya 100 ml dicampurkan dengan larutan HCl 0,1 M yang volumenya 400 ml. Berapa molaritas larutan yang terjadi?

Jawab :
(M₁ x V₁) + (M₂ + V₂) = (M_camp x V_camp)
(2 x 100) + (0,1 x 400) = M_camp x 500
200 + 40 = M_camp x 500
M_camp= ²⁴⁰/₅₀₀
M_camp= 0,48 M

---

LATIHAN SOAL

1. Cuka perdagangan memiliki kadar cuka sebesar 25%. Berapa volume air (dalam ml) yang harus ditambahkan ke dalam 100 mL cuka tersebut agar kadarnya menjadi 5%?
2. Di dalam udara bersih terdapat 0,003% gas CO₂.
   Berapa kadar CO₂ tersebut jika dihitung dalam bpj?
3. Berapa gram perusi yang harus dilarutkan dalam 500 cm³ air agar diperoleh larutan perusi 2%? (tidak terjadi perubahan volume).
4. Berapa cm³ iodium yang terdapat dalam 100 cm³ larutan lodium yang kadamnya 2,5% ?
5. Sebanyak 200 cm³ larutan alkohol dengan kadar 80% dicampur dengan 300 cm³ larutan alkohol yang kadamya 40%. Tentukan kadar alkohol dalam campuran tersebut.
6. Dalam perairan yang tercemar, terdapat logam raksa dengan kadar 50 bpj. Berapa mg raksa yang terdapat dalam setiap 1 liter air?
7. Berapa gram gula yang harus ditambahkan ke dalam 100 cm³ larutan gula 10% agar larutan gula tersebut kadarnya berubah menjadi 30%?
8. Larutan NH₃ 2 M yang volumenya 100 mL diencerkan dengan air sampai volumenya 500 ml.
   Berapa molaritas larutan encer yang terjadi?
9. Berapa gram kristal H₂C₂O₄. 2H₂O yang harus dilarutkan ke dalam air agar didapatkan 600 ml larutan H₂C₂O₄ 0,5 M? (Ar C = 12 , O = 16 dan H=1)
10. Di dalam 400 ml larutan tertarut 3,4 gram NH₃ (Ar, N = 14 dan H = 1). Hitunglah:
    a. molaritas tarutan
    b. fraksi mol lanutan
11. Hitunglah molalitas dan fraksi mol larutan NaOH dalam air yang kadarnya 40%.
    (Mr NaOH = 40)
12. Jika perubahan volume dalam pelarutan diabaikan, tentukan molaritas dan molalitas larutan yang terjadi bila 100 mL etanol dicampur dengan 200 ml air (dianggap massa jenis etanol dan air sama dengan 1 gram/ml).
13. Berapa gram KOH yang harus dilarutkan ke dalam 400 ml air agar didapatkan larutan KOH 1 M. (Ar K=39, O=16, dan H= 1)
14. Berapa cm³ HCl 12 M yang harus diambil untuk membuat larutan HCl 2 M sebanyak 500 cm³ ?
15. Larutan H₂SO₄ yang kadarnya 98% dan massa jenisnya 1,8 gram cm³ sebanyak 100 mL diencerkan hingga volume larutan menjadi 500 cm³. Berapa molaritasnya?
16. Tentukan fraksi mol urea dalam larutan urea 30%. (M, urea = 60)
17. Tentukan molalitas dan 500 mL larutan yang mengandung 5% massa H₂SO₄ jika diketahui massa jenis larutan 1,2 g/ml.
18. Berapa gram urea (CO(NH₂)₂ harus dilarutkan dalam 150 mL air (massa jenis air = 1 g/ml) agar kemolalan sama dengan 0,5 m?
19. Berapakah kemolalan larutan glukosa yang mengandung 12% massa glukosa?
    (Mr glukosa 180)
20. Larutan asam klonda 18,25% mempunyai massa jenis 1,1 g/mL. Tentukan fraksi mol masing-masing zat dalam larutan tersebut.