Aplikasi Sifat Koligatif Larutan : Snow Removal

Snow removal atau penghilangan salju, adalah upaya menghilangkan salju yang menutupi jalanan supaya perjalanan tidak terganggu oleh adanya salju. 

Snow removal adalah salah satu aplikasi dari sifat koligatif larutan khususnya pada bagian penurunan titik beku. Cara yang dilakukan adalah dengan menambahkan bahan kimia yang dapat melelehkan salju (air beku). Yang paling murah dan mudah ditemui adalah dengan menggunakan garam dapur atau natrium klorida (NaCl). Dalam aplikasinya, garam dapur terkadang dicampur dengan pasir atau kerikil halus, dan disebarkan menggunakan truk. 

Akan tetapi, penggunaan natrium klorida, meskipun murah, namun kurang efektif. Hal ini karena kelarutan garam dapur dalam air yang tidak terlalu besar. Larutan garam dapur akan membeku pada suhu sekitar -18 ^oC. Artinya, jika suhu udara di bawah -18 ^oC, katakanlah -25 ^oC, maka garam dapur tidak dapat “melaksanakan tugasnya”. Belum lagi sifat korosif dari garam dapur yang dapat menyebabkan karat pada logam terutama besi. Padahal, sebagaimana kita ketahui, mobil, jembatan, dan hampir semua barang-barang yang ada di sekitar kita tersusun oleh logam terutama besi.

Untuk mengatasi hal ini, banyak fihak yang kemudian menggunakan garam lain yang lebih mahal yaitu kalsium klorida dan magnesium klorida. Kedua senyawa ini, karena memiliki jumlah ion yang lebih banyak daripada NaCl, tidak hanya menurunkan temperatur lebih besar daripada NaCl, tapi juga proses pelarutannya bersifat eksoterm, sehingga panas yang dihasilkan dapat membantu melelehkan salju dengan lebih cepat dan efektif.

Cara lain adalah dengan menggunakan senyawa organik yang dicampur dengan kalium klorida (garam batu), dan magnesium klorida. Campuran ini terbukti efektif menurunkan suhu sampai -34 ^oC. 

Pertanyaannya, mengapa larutan NaCl yang bersuhu -18 ^oC tidak mampu mencairkan es yang bersuhu -25 ^oC, sedangkan campuran senyawa organik, KCl, dan MgCl₂, yang bersuhu -34 ^oC, dapat menurunkan suhu es yang bersuhu 25 ^oC? 

Jawabannya sederhana, karena -25 ^oC lebih rendah daripada -18 ^oC, dan lebih tinggi daripada -34 ^oC.

Maksudnya ?

Begini, untuk mudahnya, perhatikan bagan sederhana berikut ini :

Nah, dari bagan di atas sudah jelas, bahwa pada suhu -18 ^oC, larutan NaCl sudah membeku (berwujud padat), bagaimana dia mau mencairkan es yang suhunya -25 ^oC, dia saja berbentuk padat pada suhu di bawah -18 ^oC. Lain halnya dengan campuran zat organik yang bersuhu -34 ^oC, pada suhu -25 ^oC, dia berada dalam keadaan cair, jadi dia dapat mencairkan es yang ada di sekitarnya (istilah lainnya, mentransfer energi yang dia miliki supaya es-nya mencair).

Faham sekarang kan ?

Nah, itulah salah satu aplikasi dari sifat koligatif larutan yaitu dalam hal pencairan salju yang biasanya dilakukan di daerah subtropis (negara dengan 4 musim) pada musim dingin, atau di daerah kutub. Di negara kita yang berhawa tropis belum pernah terjadi salju dan Insya Allah tidak akan pernah.

Semoga bermanfaat

@IF'38

Read More

Cara Membuat Isomer

Beberapa dari kita banyak yang mengalami kesulitan dalam menentukan jumlah isomer dari senyawa-senyawa hidrokarbon.

Berikut ini akan diajarkan trik-trik bagaimana cara membuat isomer baik alkana, alkena, maupun alkuna.

1. Cara membuat isomer dari Alkana

Alkana hanya memiliki satu jenis isomer, yaitu isomer rangka. Lalu, bagaimana cara membuat isomer-isomer dari alkana? Berikut ini akan diuraikan cara-caranya. Kita ambil contoh cara membuat isomer-isomer pada heksana (C₆H₁₄). Disini yang dituliskan hanya atom C-nya saja, atom H bisa diikutkan kemudian.

Langkah I : buat dahulu bentuk rantai lurus (normal)

n-heksana

Langkah II : pindahkan 1 buah gugus metil (CH₃) untuk menjadi rantai cabang

2-metilpentana

Langkah II : geser cabang ke tengah

3-metilpentana

Langkah IV : jika masih memungkinkan geser terus ke tengah. Jika tidak, ambil satu buah gugus metil (CH₃) lagi, sehingga cabangnya ada dua buah.

2,2-dimetilbutana

Langkah V : geser salah satu gugus

2,3-dimetilbutana

Langkah VI : jika masih memungkinkan, geser terus salah satu atau kedua gugus. Terus lakukan langkah-langkah diatas sampai didapatkan semua isomernya. (untuk kasus ini, tidak ada lagi yang bisa dilakukan).

Setelah semua kemungkinan dituliskan, hitung semua isomer yang mungkin.

Jadi, heksana memiliki 5 buah isomer

Catatan : Untuk alkana suku rendah (jumlah atom C mulai dari 4 sampai 7), jumlah isomer dapat dihitung dengan rumus :

1 + (2)^n-4

dimana n = jumlah atom karbon. 

 

2. Cara membuat isomer dari Alkena

Alkena memiliki semua jenis isomeri, yaitu isomeri rangka, isomeri posisi, dan isomeri geometri.

Langkah I : Buat dahulu bentuk rantai lurus dengan ikatan rangkap pada atom C nomor 1

1-pentena

Langkah II : Geser ikatan rangkap ke tengah

2-pentena

Langkah III : Jika memungkinkan, geser terus ikatan rangkap, namun jika tidak, buat cabang

2-metil-1-butena

Langkah IV : Geser cabang ke tengah

3-metil-1-butena

Langkah V : Geser ikatan rangkap

3-metil-2-butena

Langkah VI : cari kemungkinan senyawa yang dapat dibuat isomer cis atau trans-nya. Dalam hal ini, hanya ada satu senyawa yang memungkinkan untuk dibuat isomer geometrinya, yaitu 2-pentena

cis-2-pentena 

trans-2-pentena

Langkah VII : jika masih memungkinkan, geser ikatan rangkap dan cabang, dan terus lakukan langkah-langkah diatas sampai didapatkan semua kemungkinan isomernya. (untuk kasus ini, tidak ada lagi yang bisa dilakukan).

Setelah semua kemungkinan dituliskan, hitung semua isomer yang mungkin.

Jadi, jika tidak melibatkan isomer geometri (yang biasanya muncul di soal-soal), maka jumlah isomer pentena ada 5 buah, namun jika melibatkan isomer geometri, maka jumlah isomer pentena ada 6 buah.

3. Cara membuat isomer dari Alkuna

Alkuna hanya memiliki dua jenis isomeri, yaitu isomeri rangka dan isomeri posisi.

Membuat isomer pada alkuna hampir sama dengan membuat isomer pada alkena, hanya saja alkuna tidak memiliki isomer geometri.

@IF'38

Read More

Manfaat Mempelajari Kimia (1) : Isomer dan Isomeri

Pada bagian ini kita akan mempelajari tentang konsep isomer dan hubungannya dengan kehidupan kita. Sebagaimana nanti yang akan kita pelajari, senyawa-senyawa yang berisomer satu sama lain akan memiliki perbedaan sifat. Perbedaan sifat ini kadang tidak signifikan, namun kadang juga sangat berpengaruh. Kita ambil contoh nasi dan kayu. Nasi terutama tersusun oleh amilum, sedangkan kayu tersusun oleh selulosa. Kedua zat ini memiliki unsur penyusun yang sama persis, namun berbeda dalam strukturnya. Kenyataannya, nasi dapat dimakan sedangkan kayu sama sekali tidak dapat dimakan. Inilah salah satu alasan mengapa para ahli harus mempelajari isomer-isomer dalam senyawa organik.

Contoh lain, mungkin sebagian kita pernah mendengar entah itu dari iklan atau dari sumber yang lain, bahwa minyak tak jenuh adalah baik untuk kesehatan. Sebagaimana sudah kita pelajari, senyawa tak jenuh adalah senyawa yang mengandung ikatan rangkap dalam struktur molekulnya. Dengan adanya ikatan rangkap ini, maka minyak tak jenuh baik untuk kesehatan karena dapat menangkal radikal bebas. Ikatan rangkap yang dimilikinya dapat digunakan untuIkatan rangkap dalam senyawa alkena (atau alkuna), dapat dideteksi menggunakan air bromin.

Senyawa alkena (dan alkuna) akan melunturkan air bromink “menangkap” radikal bebas dan menetralkannya, sehingga radikal bebas tidak lagi berbahaya dan menyerang sel-sel tubuh.

Akan tetapi, minyak tak jenuh yang mana yang baik untuk kesehatan? Nanti akan kita pelajari bahwa untuk senyawa yang mengandung ikatan rangkap dua, sebagian dari mereka akan memiliki dua macam isomer yaitu isomer cis dan isomer trans. Sebagai contoh, minyak atau lemak yang mengandung 18 buah atom karbon akan memiliki dua macam isomer yaitu isomer cis yang disebut dengan oleat, dan isomer trans yang disebut dengan elaidat. Berikut ini strukturnya: 

Karena ikatan rangkapnya berbentuk cis, maka oleat memiliki bentuk yang tidak kompak, dan cenderung tidak beraturan, sehingga berwujud cair pada suhu kamar, sedangkan elaidat, karena ikatan rangkapnya berbentuk trans, maka bentuknya akan kompak dan beraturan, sehingga berwujud padat pada suhu kamar, sama seperti senyawa lemak jenuh.

Dengan perbedaan ini, maka ketika masuk ke dalam tubuh, oleat tetap akan berbentuk cair, sehingga lebih mudah terbawa oleh darah dan tidak akan mudah memadat. Sebaliknya, elaidat mudah memadat, sehingga ketika senyawa ini masuk ke dalam tubuh, dia akan mengendap di pembuluh darah dan dapat menimbulkan gangguan kesehatan, seperti penumpukan kolesterol, yang pada gilirannya meningkatkan resiko serangan jantung.

Untuk itu, kita disarankan untuk banyak mengkonsumsi minyak tak jenuh jenis cis dan mengurangi konsumsi lemak jenuh dan lemak tak jenuh jenis trans. Lalu, apa ciri-ciri yang membedakan lemak jenuh dari minyak tak jenuh?.

Cara mudahnya adalah dengan melihat wujudnya. Minyak tak jenuh jenis cis akan berwujud cair pada suhu kamar, sedangkan lemak jenuh dan lemak tak jenuh jenis trans, akan berwujud padat pada suhu kamar. Meskipun ada beberapa minyak jenuh yang berwujud cair pada suhu kamar seperti minyak kelapa dan minyak kelapa sawit.

Contoh minyak yang mengandung minyak tak jenuh jenis cis diantaranya adalah minyak zaitun, minyak jagung, minyak bunga matahari, alpukat, dan minyak ikan. Sementara itu contoh minyak tak jenuh jenis trans diantaranya adalah snack, gorengan, margarin, dan minyak goreng tertentu.

Adapun contoh lemak dan minyak jenuh diantaranya adalah minyak kelapa, minyak sawit, keju, daging merah, dan mentega.

Karena efek yang bagus dari minyak tak jenuh, maka beberapa industri terkadang melakukan proses pengubahan minyak jenuh menjadi minyak tak jenuh. Prosesnya dinamakan dengan eliminasi hidrogen atau dehidrogenasi, yaitu mengambil satu atau lebih molekul hidrogen dari molekul minyak, sehingga terbentuk senyawa minyak yang memiliki ikatan rangkap. Proses ini dilakukan pada keadaan yang khusus dan terbukti sukses memproduksi minyak tak jenuh.

Akan tetapi, permasalahan lain timbul, yaitu terkadang yang terbentuk bukanlah minyak tak jenuh jenis cis, akan tetapi minyak tak jenuh jenis trans. Sementara itu, minyak tak jenuh jenis trans tidak ada bedanya dengan minyak jenuh yang sama-sama meningkatkan resiko penyempitan pembuluh darah dan penumpukan kolestorol.

Sehingga, yang lebih aman adalah mengkonsumsi minyak tak jenuh yang berasal dari alam (bukan dari hasil olahan pabrik), karena minyak tak jenuh dari alam lebih baik dan terbukti lebih efektif.

@IF'38

Read More

Bagaimana Cara Membaca Diagram Fasa

Apa itu fasa? Sederhananya kita dapat mendefinisikan fasa sebagai bentuk zat. Padat, cair, dan gas adalah fasa umum dari setiap zat. Kita ambil air sebagai contoh. Jika kita melihat ada es yang mengapung di lautan, maka kita telah melihat adanya dua fasa disana yaitu fasa cair dan fasa padat. Tapi tunggu dulu, bahkan sebenarnya ada tiga fasa disana, karena kita telah mengetahui bahwa udara juga mengandung uap air dalam jumlah yang cukup banyak. Jadi, ada air laut yang merupakan fasa cair di bawah, kemudian es sebagai fasa padat, dan uap air di udara sebagai fasa gas.

Akan tetapi, fasa juga dapat digunakan secara lebih luas daripada perbedaan bentuk dari zat yang sama. Sebagai contoh, minyak yang mengapung diatas air merupakan sistem dua fasa (dalam kasus ini, dua fasa cair). Jika minyak dan air berada dalam botol, maka disana akan ada tiga fasa karena botol juga merupakan fasa yang lain. Jumlah fasa akan bertambah manakala kita memasukkan sendok ke dalam botol yang berisi minyak dan air ini. Artinya kita akan mendapatkan 2 fasa cair dan 2 fasa padat. Belum lagi jika botol tersebut masih menyisakan udara di atasnya, maka fasa gas akan menjadi fasa kelima yang ikut ambil bagian dalam sistem ini.

Jadi, fasa dapat dilihat dari adanya batas yang memisahkan satu dengan lainnya. Es dan air merupakan dua fasa yang berbeda karena ada batas antara keduanya. Begitu pula minyak dan air dapat dilihat dengan jelas batas yang memisahkan keduanya.

Diagram fasa adalah diagram yang menggambarkan perubahan bentuk suatu zat pada berbagai keadaan tekanan dan suhu. 

Bagaimana cara membaca diagram fasa ?

Masih banyak siswa yang tidak faham maksud dari diagram fasa dan cara membacanya. Sebenarnya, konsep diagram fasa cukup mudah, yaitu diagram yang menyatakan suhu didih atau suhu beku atau suhu sublim suatu zat pada tekanan tertentu (hubungan antara tekanan dengan suhu). Masalahnya, diagram fasa berbentuk garis sehingga membingungkan sebagian siswa. Banyak siswa yang bingung apa maksud dari garis tersebut.

Baiklah, kita bahas tahap demi tahap.

Sebagaimana sudah dibahas, diagram fasa adalah diagram yang membandingkan antara tekanan dengan suhu. Karena diagram ini memperlihatkan hubungan antara tekanan dan suhu dengan perubahan fasa, maka yang menjadi fokus perhatian dari diagram fasa adalah suhu dan tekanan yang diberikan pada saat terjadinya perubahan fasa. Sebagai contoh, pada tekanan 1 atm (1,013 bar), air akan berubah fasanya dari padat ke cair atau sebaliknya, pada suhu 0 ^oC, dan akan berubah fasanya dari cair ke gas atau sebaliknya, pada suhu 100 ^oC. Jika kita ganti tekanannya menjadi 2 atm misalnya, maka suhu pada waktu terjadinya perubahan fasa (membeku atau mendidih), juga berubah.

Untuk lebih lengkapnya, perhatikan tabel hubungan antara tekanan (diberikan dalam mbar) dengan titik didih berikut :

Dapat kita perhatikan bahwa semakin besar tekanan yang diberikan, maka semakin tinggi juga titik didihnya. Jika kita masukkan data di atas (kita ambil sebagian sampel data saja) ke dalam program excel (saya sendiri menggunakan spreadsheet dari open office milik linux), maka akan kita dapatkan diagram seperti di bawah ini :

Jika titik-titik tersebut dihubungkan dengan garis, maka akan didapatkan gambar seperti berikut :

Titik beku pun sama, garis yang terdapat pada diagram fasa (garis beku), sebenarnya merupakan kumpulan titik-titik yang berhubungan satu sama lain.

Jika kedua diagram tersebut digabung dengan diagram sublimasi, maka kita pun mendapatkan diagram fasa yang kita kenal.

Lalu apa fungsi Diagram Fasa ?

Diagram fasa dapat digunakan untuk menentukan keadaan suatu zat pada suhu dan tekanan tertentu. Sebagai contoh, air pada suhu 85 ^oC dan tekanan 1 atm berbentuk cair, namun jika tekanannya diturunkan menjadi 0,5 atm misalnya, maka air berwujud gas pada suhu tersebut.

Nah, sekarang kita akan berbicara tentang penurunan titik beku dan kenaikan titik didih.

Penurunan titik beku adalah turunnya titik beku suatu zat cair ketika ke dalamnya ditambahkan suatu zat terlarut. Dengan kata lain, cairan tersebut sekarang berubah menjadi larutan. Kenaikan titik didih juga seperti itu, yaitu naiknya titik didih suatu zat cair ketika ke dalamnya ditambahkan suatu zat terlarut (atau mudahnya, berubah menjadi larutan).

Sebagai contoh, jika ke dalam 1 kg air ditambahkan 1 mol glukosa, maka titik bekunya akan berkurang sebesar 1,86 ^oC, dan titik didihnya akan bertambah sebesar 0,52 ^oC. Itu artinya, titik beku air (yang sekarang sudah berubah menjadi larutan glukosa dalam air), akan menjadi -1,86 ^oC pada tekanan 1 atm. Begitu pula, titik didihnya akan menjadi 100,52 ^oC pada tekanan ini. Pada nilai tekanan yang lain, polanya akan sama, titik beku berkurang sebesar 1,86 ^oC, dan titik didih bertambah sebesar 0,52 ^oC. Sehingga kita dapatkan :

Bagaimana dengan keadaan tekanan yang lain ?

Gampang, tinggal nilai titik beku masing-masing dikurangi 1,86, sedangkan titik didihnya ditambah 0,52. Sehingga kita dapatkan :

Jadi, yang dimaksud dengan perubahan titik beku air adalah berubahnya titik beku ketika air masih murni tanpa zat terlarut apapun, menjadi air yang sudah ditambah zat terlarut (atau singkatnya menjadi larutan). Begitu pula dengan titik didih.

Nah, sudah jelas sekarang yah. Sehingga kita bisa tarik kesimpulan :

1. Bahwa garis-garis yang ada pada diagram fasa sesungguhnya merupakan kumpulan titik-titik yang bersambung satu sama lain membentuk garis.
2. Bahwa penurunan titik beku atau kenaikan titik didih sesungguhnya merupakan berubahnya titik beku atau titik didih suatu zat dari keadaan murni menjadi larutan.

Semoga Bermanfaat

@IF'38

Read More

Kenaikan Titik Didih dan Penurunan Titik Beku

Titik didih dan kenaikan Titik didih

Titik didih suatu zat adalah suhu pada saat zat tersebut mendidih. Proses pendidihan sendiri merupakan penguapan yang terjadi di seluruh bagian cairan. Hal ini ditandai dengan adanya gelembung yang keluar dari dalam cairan.

Apakah titik didih semua zat sama? Tentu tidak, tergantung pada dua hal, yaitu tekanan uap zat yang bersangkutan, dan lokasi di mana zat tersebut berada. Suatu zat akan mendidih jika tekanan uapnya sama dengan tekanan udara luar. Cara untuk menyamakan tekanan uap zat dengan tekanan udara luar adalah dengan memberikan energi (kalor) kepada zat tersebut. Sebagaimana kita ketahui, semakin besar suhu, maka tekanan uap pun akan semakin besar, sehingga dengan membesarnya tekanan uap, maka ada pada saat tertentu tekanan uapnya akan menyamai tekanan uadra luar. Nah pada saat tekanan uap sama dengan tekanan udara luar inilah, maka terjadilah proses pendidihan.

Faktor yang kedua adalah lokasi di mana zat cair tersebut berada. Hal ini karena tekanan udara di setiap tempat tidaklah sama. Semakin tinggi suatu tempat dari permukaan laut, maka tekanan udaranya semakin kecil. Hal ini dapat difahami karena jumlah udara semakin berkurang seiring dengan bertambahnya ketinggian. Semakin tinggi suatu tempat (seperti di pegunungan), maka tekanan udaranya pun semakin rendah, sehingga semakin mudah pula tekanan uapnya sama dengan tekanan udara luar. Akibatnya, titik didihnya pun semakin rendah. Sebagai contoh, air yang dipanaskan di daerah pantai akan mendidih pada suhu 100 ^oC, sedangkan air yang dipanaskan di puncak everest di pegunungan himalaya, akan mendidih pada suhu dibawah 75 ^oC.

Semakin rendah titik didih air di suatu tempat, maka memasak makanan di tempat tersebut semakin lama, bahkan jika titik didihnya rendah sekali seperti di puncak-puncak gunung yang tinggi, maka makanan tidak dapat dimasak sama sekali. Sebaliknya, jika titik didih air semakin tinggi, maka memasak makanan semakin cepat. Sebagai contoh, panci presto dibuat sedemikian rupa supaya tekanannya meningkat sehingga titik didih air menjadi sangat tinggi dan makanan pun semakin cepat matang. Untuk panci presto dengan kualitas yang bagus, tekanan udara di dalamnya dapat mencapai 6 atm. Dengan tekanan yang sebesar ini, selain makanan cepat matang, tulang-tulang pun dapat menjadi lunak.

Karena perbedaan tempat artinya perbedaan tekanan udara, maka biasanya data-data titik didih yang ada pada tabel-tabel, merujuk pada titik didih normal, yaitu titik didih pada saat tekanan udara luar 1 atm. Daerah yang memiliki tekanan udara sebesar 1 atm adalah daerah pantai atau dataran rendah dengan ketinggian 0 meter diatas permukaan laut.

Suatu zat cair murni (misalkan air) yang memiliki titik didih tertentu, akan mengalami perubahan pada titik didihnya ketika ditambahkan suatu zat terlarut nonvolatil seperti gula. Hal ini terjadi, karena dengan adanya zat terlarut, maka tekanan uap larutan akan menurun. Akibatnya, proses penguapan menjadi lebih sulit (ingat konsep tekanan uap!). Hasilnya, dibutuhkan energi yang lebih tinggi (suhu yang lebih besar) untuk menguapkan larutan tersebut.

Secara logika hal ini juga bisa difahami. Ketika suatu zat terlarut seperti gula dimasukkan ke dalam air, maka gula akan membentuk larutan yang homogen dalam air. Partikel gula akan menyebar ke seluruh bagian cairan termasuk di bagian permukaan. Partikel-partikel gula yang ada di bagian permukaan akan menghalangi proses penguapan air, sehingga jumlah uap air yang dihasilkan semakin sedikit. Akibatnya, tekanan uapnya pun akan menurun. Tekanan uap yang lebih rendah akan menyebabkan kebutuhan energi yang lebih tinggi untuk menyamakan tekanan uapnya dengan tekanan udara luar. Alhasil, energi yang dibutuhkan semakin bertambah sehingga suhu pendidihan pun semakin membesar.

Titik Beku dan Penurunan Titik Beku

Titik beku adalah suhu pada saat suatu cairan membeku. Pada suhu ini, fasa cair suatu zat berada dalam kesetimbangan dengan fasa padatannya. Proses pembekuan sendiri adalah suatu proses dimana gerakan partikel-partikel zat cair melambat sehingga mereka memiliki kesempatan untuk berikatan dengan partikel-partikel sesamanya untuk membentuk suatu kristal padatan.

Sama halnya dengan titik didih, titik beku normal didefinisikan sebagai titik beku pada tekanan udara 1 atm. Untuk air (murni), titik beku normal adalah sebesar 0 ^oC. (meskipun sebenarnya, tekanan udara luar tidak banyak berpengaruh pada titik beku, namun untuk keseragaman dengan titik didih, maka digunakan patokan tekanan udara 1 atm).

Sekarang kita lihat, titik beku air murni adalah 0 ^oC. Bagaimana jika ada zat terlarut dalam air tersebut, apa yang akan terjadi dengan titik bekunya? Jawabannya titik beku akan turun menjadi di bawah 0 ^oC (titik beku normal).

Mengapa hal ini bisa terjadi?

Ketika suatu zat cair melarutkan suatu padatan (misalnya air melarutkan gula), maka ketika larutan ini akan membeku, partikel air akan membeku terlebih dahulu sebelum partikel gula. Partikel-partikel air akan berkumpul sesamanya, dan partikel gula pun akan berkumpul dengan sesamanya pula, masing-masing membentuk kristal yang kompak. Hal ini harus dilakukan, karena ukuran kristal air dan kristal gula tidaklah sama, dan padatan kristal tidak akan terbentuk jika partikel-partikel penyusun kristalnya tidak sama.

Nah, karena larutan gula merupakan larutan yang homogen, maka ketika dilakukan proses pembekuan (suhunya diturunkan), masing-masing partikel (air dan gula) akan berusaha berkumpul dengan “kawan-kawannya”. Pada titik beku air (0 °C), hal ini mustahil terjadi, karena proses pembekuan air terhalangi oleh adanya partikel gula. Akibatnya, supaya pembekuan dapat berlangsung, maka suhu harus diturunkan beberapa derajat lagi agar gerakan partikel semakin melambat sehingga proses pembekuan (paksa) dapat terjadi.

Maka dari itu, larutan gula ini akan membeku di bawah titik beku normal air, sehingga kita sekarang memahami mengapa suatu larutan memiliki titik beku yang lebih kecil daripada titik beku pelarutnya (dalam keadaan murni). Dan inilah penjelasan dari konsep penurunan titik beku. 

Gb. Proses pembekuan adalah proses berkumpulnya partikel-partikel sejenis untuk membentuk kristal padatan yang homogen. Ketika ada dua partikel atau lebih dalam suatu campuran, maka partikel-partikel sejenis akan berusaha berkumpul satu sama lain. Gambar diatas menunjukkan pembekuan campuran air dengan pewarna. Air membeku di daerah pinggir dekat dengan kaca tabung reaksi, sedangkan zat pewarna berkumpul dan membeku di tengah. Sumber : General Chemistry, Whitten et. al

 Dari fakta diatas, dapatlah kita fahami mengapa es mambo (es batangan yang biasa dikonsumsi anak-anak) bersifat lebih rapuh dan kasar daripada es balok (es batu) yang biasanya lebih keras, kuat, dan mulus. Hal ini karena es mambo merupakan campuran air dengan banyak zat terlarut seperti gula dan pewarna, sedangkan es batu terbuat dari air murni. 

@IF'38

Read More

Atom karbon sebagai inti senyawa organik

 

IDENTIFIKASI SENYAWA KARBON
Sebagaimana sudah diuraikan, senyawa karbon organik merupakan senyawa karbon yang bersifat flammable (mudah terbakar). Sifat ini dapat digunakan untuk mengidentifikasi dan menganalisis persentase komponen unsur penyusun dalam senyawa organik. 

Ketika suatu senyawa organik dibakar dengan oksigen berlebih, maka produk reaksi utamanya adalah karbondioksida dan uap air. Untuk menganalisis keberadaan karbondioksida, dapat digunakan air kapur (larutan Ca(OH)₂). Gas karbondioksida akan mengeruhkan air kapur karena terjadi reaksi antara Ca(OH)₂ dengan CO₂ menghasilkan endapan CaCO₃ yang berwarna keruh.

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O

Sementara itu, untuk menganalisis keberadaan uap air, dapat digunakan senyawa garam anhidrat seperti magnesium perklorat anhidrat, tembaga sulfat anhidrat, atau kobal klorida anhidrat. Yang paling mudah adalah dengan menggunakan senyawa kobal klorida anhidrat karena senyawa ini dapat mendeteksi keberadaan uap air bahkan dalam jumlah kecil sekalipun. 

Biasanya, supaya lebih praktis, senyawa ini ditempelkan pada semacam kertas sehingga dikenal dengan nama kertas kobal. Kertas kobal klorida berwarna biru tua, ketika mengenai uap air, maka kertas ini berubah menjadi merah muda karena terbentuk senyawa kobal klorida heksahidrat.

CoCl₂ + 6H₂O → CoCl₂.6H₂O

KEKHASAN ATOM KARBON

Dalam pembahasan selanjutnya, jika dikatakan senyawa karbon, maksudnya adalah senyawa karbon organik. Dan sebagaiman sudah diuraikan, 80% senyawa yang telah diketahui merupakan senyawa organik, dan senyawa organik tersusun terutama oleh atom karbon. Lalu, apa saja yang menjadi keistimewaan atom karbon sehingga unsur ini dapat membentuk variasi senyawa yang sangat banyak dengan unsur-unsur lain, dan kita harus mempelajarinya secara khusus?.

Diantara keistimewaan yang dimiliki oleh atom karbon adalah :

1. Memiliki 4 buah elektron valensi (4 tangan)

2. Jari-jari atomnya paling kecil dibandingkan dengan unsur-unsur yang segolongan (Si, Ge, Sn, Pb), sehinga ikatan kovalen yang terbentuk sangatlah kuat

3. Memiliki kemampuan untuk berikatan dengan sesamanya. Nama ilmiahnya adalah Katenasi 

4. Dapat membentuk rantai

KEDUDUKAN ATOM KARBON DALAM SENYAWA ORGANIK

Karena dapat membentuk rantai yang panjang (dan sering bercabang), tentunya ada atom karbon yang terletak di pinggir, dan ada pula yang terletak di tengah. Maka, berdasarkan letaknya dalam rantai, atom karbon dapat dibedakan menjadi atom karbon primer, sekunder, tersier, dan kwartener.

Atom C primer adalah atom C yang hanya mengikat sebuah atom C tetangga. Atom C sekunder mengikat 2 buah atom C tetangga. Atom C tersier mengikat 3 buah atom C tetangga. Sedangkan atom C kwartener mengikat 4 buah atom C tetangga.

Dari gambar di atas, kita dapat menyimpulkan bahwa untuk senyawa hidrokarbon (senyawa yang terdiri atas atom hidrogen dan atom karbon), atom C primer terdapat pada gugus CH₃, atom C sekunder terdapat pada gugus CH₂, atom C tersier terdapat pada gugus CH, dan atom C kwartener tidak mengikat satu pun atom hidrogen.

@IF'38

Read More

Stoikiometri reaksi campuran

 

Pertanyaan : 

Paduan logam Na dan Al yang massanya 3,75 gr tepat habis bereaksi dengan 200 mL larutan HCl 1 M
Bila Ar Na= 23 dan Al = 27, tentukanlah:
a. massa masing-masing logam dalam campuran,
b. volume gas H₂ yang dihasilkan pada reaksi tersebut diukur pada keadaan standar.

Jawab :

Diketahui : massa Na = X

massa Al = Y

massa total = X + Y = 3,75 gram ..... (pers. 1)

V HCl = 200 mL = 0,2 L

M HCl = 1 M

Dit : a. Massa X dan massa Y

b. V H₂ jika diukur pada keadaan STP (1 atm, 0 ^oC)

Untuk menyelesaikan soal seperti di atas, kita harus membuat dua buah persamaan reaksi. Hal ini karena yang direaksikan adalah dua jenis logam yang berbeda. Persamaan reaksi setaranya adalah :
2 Na + 2 HCl --> 2 NaCl + H₂
2 Al + 6 HCl --> 2 AlCl₃ + 3 H₂

Ingat, perbandingan koefisien sama dengan perbandingan mol. Untuk itu, kita tentukan jumlah mol masing-masing zat yang terlibat :

mol Na = gram / Ar = X / 23 mol

mol Al = gram / Ar = Y / 27 mol

mol HCl (total) = M x V = 1 x 0,2 = 0,2 mol

sehingga, kita dapat :

dengan menggabungkan persamaan 1 dan persamaan 2, kita dapatkan :

x = 3,2

y = 3,75 – 3,2 = 0,55

Jadi, massa Na = 3,2 gram, sedangkan massa Al = 0,55 gram.

Sekarang, kita ingin menghitung volume H₂ yang dihasilkan.

Dari persamaan reaksi di atas, jumlah mol H₂ total adalah : 

 

V H₂ (STP) = n x 22,4 = 0,1 x 22,4 = 2,24 L

Jadi, volume gas hidrogen yang dihasilkan adalah sebanyak 2,24 liter.

@IF'38

Read More