Membuat Larutan dari Padatan dan Menghitung Pengenceran

Untuk membuat 250 mL larutan NaOH 0,1 M kamu butuh 1,0 gram NaOH. Hitungannya pendek: 0,1 mol/L dikali 0,250 L menghasilkan 0,025 mol, lalu dikali Mr NaOH yang 40 g/mol. Yang bikin praktikum gagal biasanya bukan hitungan ini, melainkan dua hal yang tidak pernah ditulis di rumus, yaitu volume akhir diukur setelah padatan larut dan asam pekat dituang ke air, tidak sebaliknya.

#Berapa gram padatan untuk molaritas yang diinginkan?

Satu rumus saja.

massa = M × V × Mr

dengan M dalam mol per liter, V dalam liter, dan Mr dalam gram per mol.

Jebakannya ada di satuan volume. Angka 250 mL harus jadi 0,250 L dulu sebelum masuk rumus. Kalau kamu memasukkan 250 apa adanya, hasilnya 1000 gram NaOH, dan itu seribu kali lipat dari yang benar.

Beberapa contoh yang sering muncul di modul.

Baris terakhir sengaja dipasang, dan akan dibahas lagi di bawah.

#Kenapa volume akhir diukur setelah padatan larut?

Ini bagian yang hilang dari hampir semua hitungan di internet, dan satu-satunya alasan hasil titrasi minggu depan bisa melenceng.

Molaritas didefinisikan sebagai mol zat per liter larutan, bukan per liter pelarut. Padatan yang larut punya volume sendiri, jadi 1,0 gram NaOH ditambah 250 mL air menghasilkan larutan yang sedikit lebih dari 250 mL. Konsentrasinya jadi lebih rendah dari 0,1 M.

Urutan yang benar begini.

1. Timbang 1,00 g NaOH di gelas arloji atau beaker kecil, jangan di kertas biasa karena NaOH menyerap uap air dengan cepat.
2. Larutkan di beaker dengan air suling sekitar setengah volume target, misalnya 100 sampai 150 mL. Aduk sampai benar-benar bening.
3. Tunggu sampai suhunya kembali ke suhu ruang. Pelarutan NaOH melepaskan panas, dan larutan hangat menempati volume lebih besar.
4. Pindahkan ke labu ukur 250 mL lewat corong, lalu bilas beaker dan corong dengan air suling dua sampai tiga kali. Air bilasannya masuk ke labu, karena di situ masih ada sisa zatmu.
5. Tambahkan air suling sampai tanda batas, dengan mata sejajar tanda dan bagian bawah meniskus menyentuh garis.
6. Tutup, lalu balik dan goyang sepuluh sampai dua belas kali. Larutan yang tidak dihomogenkan akan punya konsentrasi berbeda di leher dan di dasar.

Istilah yang dipakai di modul untuk langkah 5 adalah ad 250 mL, artinya sampai 250 mL, bukan ditambah 250 mL. Perhatikan juga bahwa pelarutan dilakukan di beaker, tidak langsung di labu ukur, karena labu ukur dikalibrasi pada suhu tertentu dan panas pelarutan bisa mengubah volumenya.

#Bagaimana cara menghitung molaritas asam pekat yang labelnya cuma persen?

Label HCl pekat biasanya menulis 37 persen dan massa jenis 1,19 g/mL, tanpa menyebut molaritas sama sekali. Rumus konversinya

M = (1000 × ρ × persen) / Mr

dengan ρ dalam g/mL dan persen sebagai desimal.

Untuk HCl pekat: (1000 × 1,19 × 0,37) ÷ 36,46 menghasilkan 12,07 mol/L, dibulatkan 12 M.

Angka untuk reagen pekat yang biasa ada di lab Kimia Dasar.

Selalu baca ulang botol di lab kalian. Kadar HCl pekat ada yang 32 persen dan ada yang 37 persen, dan selisih itu langsung menggeser molaritasnya sekitar satu setengah mol per liter.

#Berapa mL asam pekat untuk larutan yang kuinginkan?

Pakai rumus pengenceran

M₁V₁ = M₂V₂

Misalnya kamu butuh 100 mL HCl 1 M dari HCl pekat 12,07 M.

V₁ = (1 × 100) ÷ 12,07 = 8,3 mL

Jadi ambil 8,3 mL asam pekat, tuang ke dalam labu ukur yang sudah berisi air suling sekitar 50 mL, lalu tambahkan air sampai tanda batas 100 mL. Volume akhirnya 100 mL, bukan 108,3 mL.

Untuk mengencerkan larutan yang sudah ada, logikanya sama. Dari 0,5 M menjadi 0,1 M sebanyak 250 mL berarti V₁ = (0,1 × 250) ÷ 0,5 = 50 mL larutan induk, lalu ad 250 mL.

#Kenapa asam dituang ke air, bukan sebaliknya?

Pengenceran asam kuat pekat melepaskan panas dalam jumlah besar, terutama H₂SO₄. Kalau air dituang ke asam pekat, air yang jumlahnya sedikit itu langsung mendidih setempat dan memuncratkan asam ke atas, ke arah tanganmu dan wajahmu.

Kalau asam yang dituang perlahan ke air yang jumlahnya banyak, panasnya terserap oleh massa air yang besar dan suhunya naik bertahap. Kalimat yang biasa dipakai asisten: asam masuk air, aman.

Tiga hal yang menyertainya. Pakai bulb atau filler untuk pipet, jangan pernah disedot dengan mulut. Kerjakan di lemari asam untuk HCl, HNO₃, dan NH₃ karena uapnya pedih. Tambahkan asam sedikit sedikit sambil labu digoyang, bukan sekali tuang.

#Perlu dikoreksi kemurnian dan air kristal?

Dua koreksi ini yang membedakan hitungan di kertas dengan hitungan yang dipakai orang di lab.

Air kristal masuk ke Mr. CuSO₄ anhidrat punya Mr 159,6, tetapi botol di lab hampir selalu berisi CuSO₄·5H₂O dengan Mr 249,7. Kalau kamu menimbang 1,60 g untuk 100 mL larutan 0,1 M, yang kamu dapat cuma sekitar 0,064 M, karena sebagian massa yang kamu timbang sebenarnya air. Pakai Mr garam yang tertulis di botol, bukan Mr rumus keringnya.

Kemurnian jadi pembagi. Kalau label menyebut kemurnian 98 persen, massa yang ditimbang adalah massa teoretis dibagi 0,98. Untuk NaOH 1,00 g tadi berarti 1,02 g. Koreksi ini biasanya tidak diminta di praktikum Kimia Dasar, tapi wajib begitu kamu masuk analisis kuantitatif.

#Kesalahan yang sering terjadi

1. Menambahkan 250 mL air ke padatan, bukan mengisi sampai tanda batas 250 mL.
2. Melarutkan padatan langsung di labu ukur sehingga panas pelarutan mengubah volume kalibrasinya.
3. Mengisi sampai tanda batas ketika larutan masih hangat. Setelah dingin volumenya menyusut, permukaannya turun di bawah garis, dan konsentrasinya jadi lebih tinggi dari yang kamu tulis.
4. Memakai Mr anhidrat untuk garam berhidrat.
5. Membaca meniskus dari sudut atas atau bawah. Mata harus sejajar tanda batas, dan patokannya bagian bawah lengkung permukaan.
6. Beaker dan corong tidak dibilas, jadi sebagian zatmu tertinggal di sana.
7. Menuang air ke asam pekat.
8. Memakai gelas ukur untuk larutan yang akan dipakai titrasi. Gelas ukur dibuat untuk menakar kasar, sedangkan labu ukur dibuat untuk volume yang akurat. Lihat tanda TC atau TD di badan alat gelasnya, dan toleransi volumenya tertulis di leher labu.

Kalau kamu ingin melaporkan ketidakpastian konsentrasi, toleransi labu ukur dan ralat neraca digabung dengan aturan di propagasi ralat, dan dasar pembulatan angka pentingnya ada di cara menghitung ketidakpastian praktikum.

#FAQ

#Kenapa larutan NaOH yang baru kubuat tetap harus distandardisasi?

Karena NaOH menyerap uap air dan karbon dioksida dari udara, jadi massa yang kamu timbang bukan seluruhnya NaOH. Konsentrasi sebenarnya ditentukan lewat titrasi dengan asam oksalat atau kalium hidrogen ftalat, dan caranya ada di cara menghitung normalitas dan titrasi.

#Apa bedanya molaritas dan molalitas?

Molaritas adalah mol per liter larutan, molalitas adalah mol per kilogram pelarut. Molalitas dipakai kalau suhunya berubah banyak, karena massa tidak ikut memuai sedangkan volume ikut.

#Boleh pakai gelas ukur kalau labu ukurnya habis?

Boleh untuk larutan pencuci atau pereaksi kasar. Jangan untuk larutan standar yang konsentrasinya akan dipakai dalam perhitungan, karena ketelitian gelas ukur jauh di bawah labu ukur.

#Berapa lama larutan 0,1 M bisa disimpan?

Larutan garam netral bertahan lama di wadah tertutup. NaOH sebaiknya distandardisasi ulang kalau sudah lewat beberapa minggu, dan jangan disimpan di wadah kaca bertutup kaca karena bisa lengket.

#Air keran boleh dipakai?

Tidak. Air keran mengandung ion kalsium, magnesium, dan klorida yang bisa bereaksi atau mengganggu titrasi. Pakai air suling atau air demineralisasi.

#Kalau terlewat tanda batas, apa yang harus dilakukan?

Buang dan ulangi dari awal. Tidak ada cara mengeluarkan kelebihan air tanpa membuang sebagian zatnya, jadi larutan itu konsentrasinya sudah tidak bisa dipercaya.