Larutan merupakan bagian integral dari kehidupan sehari-hari yang mana berguna dalam berbagai aplikasi, mulai dari pemrosesan makanan hingga ilmu kimia. Oleh sebab itu, memahami berbagai jenis konsentrasi larutan menjadi kunci memahami seberapa baik atau seberapa banyak suatu zat terlarut dalam suatu larutan.
Untuk memperdalam pemahaman tersebut, artikel ini akan menjelaskan pengertian dan konsep konsentrasi dan apa saja jenisnya lengkap dengan satuan dan rumusnya. Simak penjelasan artikel ini sampai selesai, ya!
Daftar ISI
Konsep Konsentrasi Larutan dan Komponennya
Konsentrasi larutan merujuk pada jumlah atau ukuran kuantitatif suatu zat terlarut yang terdapat dalam pelarut atau pada larutan tertentu. Ukuran ini juga memberikan informasi tentang seberapa “pekat” atau “encer” larutan tersebut.
Suatu larutan melibatkan dua komponen utama, yaitu zat terlarut dan pelarut. Zat terlarut adalah zat yang akan Anda ukur konsentrasinya. Zat terlarut dapat berupa padatan, cairan, atau gas yang telah larut dalam pelarut.
Sementara pelarut adalah zat yang berguna untuk melarutkan zat terlarut. Pelarut dapat berupa cairan atau gas, tergantung pada jenis zat terlarut yang akan larut.
Dalam proses mengukur konsentrasi, Anda perlu mempertimbangkan berbagai parameter. Contohnya seperti massa zat terlarut, volume pelarut, jumlah mol zat terlarut, dan perbandingan antara zat terlarut dan pelarut. Selain itu, juga jangan lupakan berbagai satuannya.
Konsentrasi larutan menjadi informasi kunci dan berperan penting dalam berbagai aplikasi kimia. Misalnya, pada pemisahan zat-zat dalam kimia analitik dan pembuatan larutan kimia, Anda harus tahu seberapa banyak zat yang harus larut dalam pelarut untuk mencapai konsentrasi yang diinginkan.
Lalu, pada analisis kimia, ukuran kuantitatif ini bertujuan untuk mengukur jumlah zat terlarut dalam sampel. Bahkan, peran konsentrasi pada fenomena reaksi kimia dalam proses industri adalah sebagai salah satu faktor penting yang memengaruhi kecepatan dan hasil reaksi.
Jenis Konsentrasi Larutan Beserta Rumus dan Satuannya
Ada beberapa cara yang bisa Anda gunakan untuk mengukur dan menjelaskan besaran konsentrasi larutan berdasarkan jenis-jenisnya. Berikut adalah beberapa jenisnya yang umum:
1. Persen Massa (%m/m)
Pertama, jenis persen massa mengukur konsentrasi larutan sebagai perbandingan antara massa zat terlarut (dalam gram) terhadap massa total larutan (dalam gram), lalu dikali 100%. Sederhananya, persen massa mengukur persentase massa zat terlarut terhadap massa total larutan. Sehingga, rumusnya adalah:
%m/m = (Massa Zat Terlarut (g) / Massa Total Larutan (g)) × 100%
Contohnya, jika Anda memiliki 10 gram garam (NaCl) dalam 90 gram air, maka konsentrasi garam dalam air adalah:
%m/m = (10g / (10g+90g)) x 100% = 10%m/m
2. Persen Volume (%V/V)
Sedangkan persen volume mengukur persentase volume zat terlarut terhadap volume total larutan. Untuk menghitungnya, Anda perlu membandingkan antara volume zat terlarut (dalam mL) terhadap volume total larutan (dalam mL), kemudian dikalikan 100%. Biasanya, satuan %V/V berlaku jika zat terlarut adalah zat cair.
Berdasarkan penjelasan di atas, rumus persen volume adalah:
%V/V = (Volume Zat Terlarut (mL) / Volume Total Larutan (mL)) × 100%
Contohnya, jika Anda memiliki 20 mL alkohol dalam 80 mL air, maka konsentrasi alkohol dalam air adalah:
%V/V = (20 mL / (20mL + 80mL)) x 100% = 20%
3. Persen Massa per Volume (%m/V)
Sementara jika Anda menghitung suatu padatan dalam cairan, maka Anda bisa menggunakan persen massa per volume. Sebab, persen massa per volume akan mengukur perbandingan antara massa zat terlarut (dalam gram) terhadap volume total larutan (dalam mL), lalu dikalikan 100%.
Dengan demikian, persen massa per volume mengukur konsentrasi larutan sebagai persentase volume zat terlarut terhadap volume total larutan. Sehingga, rumusnya adalah:
%m/V = (Massa Zat Terlarut (g) / Volume Total Larutan (mL)) × 100%
Contohnya, jika Anda memiliki 5 gram gula (sukrosa) dalam 100 mL air, maka konsentrasi gula dalam air adalah:
%m/V = (5g / 100 mL) x 100% = 5%
4. Molaritas (M)
Kemudian terdapat molaritas yang mengukur konsentrasi berdasarkan jumlah mol zat terlarut per volume larutan (dalam liter). Molaritas memiliki satuan Molar (M) dan merupakan salah satu satuan yang paling sering digunakan dalam kimia. Dari pengertian di atas, maka rumusnya adalah:
M = Jumlah Mol Zat Terlarut / Volume Larutan (L)
Contohnya, jika Anda memiliki 0,2 mol natrium hidroksida (NaOH) dalam 1 liter larutan, maka molaritasnya adalah 0,2 M.
5. Molalitas
Selain itu, terdapat molalitas yang berguna untuk mengukur perbandingan jumlah mol zat terlarut terhadap massa pelarut (dalam kg). Sementara penggunaan molalitas dalam satuan molal (m) terutama berkaitan dengan perubahan suhu. Rumus molalitas dalam konsentrasi larutan adalah:
Molalitas = Jumlah Mol Zat Terlarut / Massa Pelarut (kg)
Contohnya, jika Anda memiliki 0,5 mol garam (NaCl) dalam 0,1 kg air, maka molalitas larutannya adalah 5 m.
6. Normalitas
Sementara normalitas secara khusus berfungsi untuk mengukur konsentrasi asam atau basa. Sebab, normalitas mengukur konsentrasi berdasarkan jumlah ekivalen zat terlarut per liter larutan. Jadi, rumusnya adalah:
Normalitas = Jumlah Ekivalen Zat Terlarut / Volume Larutan (L)
7. Fraksi Mol
Terakhir, fraksi mol mengukur konsentrasi larutan sebagai perbandingan antara jumlah mol zat terlarut dengan jumlah total mol semua komponen dalam larutan. Sederhananya, fraksi mol menggambarkan sejauh mana zat terlarut “mengambil bagian” dalam larutan.
Sehingga, rumus fraksi mol akan beragam bergantung pada variabel-variabel fraksi zat yang Anda cari. Namun, untuk fraksi mol zat terlarut terhadap larutan, rumusnya adalah:
Fraksi Mol Zat Terlarut = Jumlah Mol Zat Terlarut / Jumlah Total Mol dalam Larutan
Konversi Konsentrasi Larutan %Massa dan Molaritas (M)
Konsentrasi larutan dapat dinyatakan dalam berbagai cara, termasuk persentase massa (%massa) dan molaritas (M). Sehingga, terkadang Anda perlu menghubungkan dua jenis satuan ini untuk menghitung konsentrasi dengan lebih baik.
Persentase massa (%massa) mengukur seberapa banyak zat terlarut (dalam gram) dalam 100 gram larutan. Sedangkan molaritas (M) mengukur jumlah mol zat terlarut yang terlarut dalam satu liter larutan. Lantas, bagaimana caranya untuk menghubungkan keduanya?
Untuk menghubungkan konsentrasi dalam %massa dan molaritas (M), Anda dapat menggunakan dua konsep sebelumnya. Namun, Anda memerlukan informasi tentang massa molar zat terlarut (g/mol) untuk menghubungkannya.
Misalnya, jika Anda ingin mengonversi konsentrasi larutan dalam %massa ke molaritas, maka Anda dapat mengikuti langkah-langkah berikut:
- Hitung massa zat terlarut.
- Konversi massa ke jumlah mol dengan menggunakan massa molar zat tersebut untuk mengonversi massa ke jumlah mol. Berikut rumusnya:
Jumlah Mol suatu zat = Massa (g) zat / Massa Molekul zat (g/mol)
- Terakhir, gunakan jumlah mol yang telah dihitung untuk menghitung molaritas dalam liter larutan sebagaimana rumus pada bagian sebelumnya.
Demikian pula, jika Anda ingin mengonversi molaritas (M) ke konsentrasi dalam %massa, maka Anda dapat mengikuti langkah-langkah berikut:
- Pertama, hitung jumlah gram zat terlarut dalam satu liter larutan menggunakan massa molar zat terlarut. Rumusnya adalah:
Massa (g) zat = Jumlah Mol suatu zat (mol) x Massa Molekul zat (g/mol)
- Lalu hitung berapa persen massa jumlah gram tersebut dari 100 gram larutan sesuai rumusnya.
Contoh Soal Terkait Konsentrasi Larutan dan Pembahasannya
Untuk pemahaman yang lebih mendalam terkait konsep kelarutan ini, berikut adalah beberapa contoh soal dan cara menghitungnya:
1. Contoh Soal 1
Seorang ahli kimia ingin membuat larutan gula (sukrosa) dengan konsentrasi 0,2 M. Berapa gram gula yang harus ditambahkan ke dalam 500 mL air?
Pembahasan:
Untuk menghitung berapa gram gula yang harus ditambahkan, Anda dapat menggunakan rumus molaritas:
M = Jumlah Mol Zat Terlarut / Volume Larutan (L)
Nah, di sini Anda sudah diberikan molaritas (M) sebesar 0,2 M dan volume larutan (L) sebesar 0,5 L (karena 500 mL = 0,5 L). Anda dapat mencari jumlah mol gula (sukrosa) sebagai berikut:
0,2 M = Jumlah Mol Sukrosa / 0,5 L
Jumlah Mol Sukrosa = 0,2 M × 0,5 L = 0,1 mol
Lalu, Anda bisa menghitung massa gula (sukrosa) dengan menggunakan rumus massa-mol:
Massa (g) = Jumlah Mol × Massa Molekul
Diketahui massa molekul sukrosa (C12H22O11) adalah sekitar 342 g/mol. Maka massa gula:
Massa (g) = 0,1 mol × 342 g/mol = 34,2 g
Jadi, ahli kimia harus menambahkan 34,2 gram gula ke dalam 500 mL air untuk membuat larutan gula dengan konsentrasi 0,2 M.
2. Contoh Soal 2
Hitung molaritas dari larutan asam sulfat (H2SO4) jika 25 mL larutan mengandung 3 gram H2SO4!
Pembahasan:
Pada contoh ini, Anda perlu menghitung jumlah mol asam sulfat tersebut terlebih dahulu:
Jumlah Mol = Massa (g) / Massa Molekuler (g/mol)
Mol = 3 g / 98 g/mol ≈ 0,0306 mol
Selanjutnya, Anda bisa hitung molaritas:
M = Jumlah Nilai Mol / Total Volume Larutan (L)
M = 0,0306 mol / 0,025 L = 1,224 M
Jadi, molaritas larutan asam sulfat adalah 1,224 M.
Sudah Paham Konsentrasi Larutan dan Jenis-Jenisnya?
Demikian penjelasan artikel ini yang membahas berbagai jenis konsentrasi larutan, rumusnya, dan cara menghitungnya. Kesimpulannya, konsentrasi larutan adalah konsep penting dalam kimia dengan aplikasi yang luas dalam berbagai industri dan penelitian ilmiah.
Jika Anda ingin mengetahui konsentrasi kelarutan, pilihlah jenis yang sesuai. Pemilihannya tergantung pada sifat-sifat zat terlarut dan pelarut, serta keperluan analisis atau aplikasi tertentu. Dengan memahami dan menguasai berbagai metode pengukurannya, Anda dapat memanfaatkannya dalam berbagai aspek kehidupan.
