Apa itu larutan tak jenuh?

Larutan tidak jenuh atau tidak jenuh adalah larutan kimia yang konsentrasi zat terlarutnya lebih kecil dari kelarutannya dan , oleh karena itu, masih dapat melarutkannya lebih banyak. Dengan kata lain, ini adalah larutan yang belum jenuh dengan zat terlarut, karena konsentrasinya tidak cukup untuk mencapai kesetimbangan kelarutan.

Apa yang menentukan apakah Anda berada di hadapan larutan tak jenuh atau tidak adalah konsentrasi zat terlarut dan reaksi kimia reversibel yang dikenal sebagai kesetimbangan kelarutan. Hubungan keduanya dijelaskan secara rinci nanti; tetapi pertama-tama, mari kita lihat ciri-ciri larutan tak jenuh.

Ciri-ciri larutan tak jenuh

• Dalam larutan tak jenuh, semua zat terlarut larut dalam pelarut , sehingga tidak ada residu. Mereka adalah campuran yang sangat homogen.
• Mereka memiliki konsentrasi kurang dari kelarutan zat terlarut dalam masing-masing pelarut. Misalnya, jika kelarutan zat murni A dalam pelarut, katakanlah air, adalah 0,5 g/100 ml larutan, maka larutan dengan konsentrasi 0,4 g/100 ml larutan akan menjadi larutan tak jenuh.
• Mereka masih bisa melarutkan lebih banyak zat terlarut. Karena tidak jenuh, larutan ini masih menerima lebih banyak zat terlarut. Ini, tentu saja, sampai solusinya menjadi jenuh.
• Mereka dapat memiliki konsentrasi yang sangat bervariasi tergantung pada pelarut dan zat terlarut. Misalnya, larutan gula dalam air dapat memiliki rasio massa-volume serendah 20% m/v dan masih belum jenuh, sedangkan larutan perak klorida (AgCl) tak jenuh harus memiliki konsentrasi kurang dari 1,8 mg/l. (0,00018% m/v).
• Selama kondisi tidak berubah, mereka tidak akan secara spontan mengkristal atau membentuk endapan. Untuk melakukannya, solusi harus jenuh.

Contoh larutan tak jenuh

• Cuka adalah larutan tak jenuh asam asetat (CH ₃ COOH) dalam air.
• Asam baterai adalah larutan tak jenuh dari asam sulfat (H ₂ SO ₄ ) dalam air.
• Banyak parfum adalah larutan tak jenuh dari senyawa aromatik dan minyak esensial dalam alkohol.
• Cat kuku bening adalah larutan resin plastik yang sangat pekat tetapi tidak jenuh dalam pelarut organik seperti eter dan keton.
• Air laut adalah larutan garam tak jenuh dalam air.
• Plasma darah adalah larutan yang sangat kompleks dengan sejumlah besar zat terlarut pada konsentrasi yang berbeda, tetapi merupakan larutan tak jenuh.
• Sirup ringan yang dibuat dengan melarutkan dua gelas gula dalam satu liter air adalah larutan tak jenuh, meskipun memiliki konsentrasi zat terlarut yang tinggi.

Kesetimbangan kelarutan dan larutan tak jenuh

Seperti telah disebutkan sebelumnya, prinsip kimia dibalik larutan tak jenuh adalah kesetimbangan kelarutan . Setiap kali zat terlarut dilarutkan dalam pelarut, suatu proses terjadi di mana molekul pelarut menghancurkan zat padat, memisahkan molekul atau ion yang menyusunnya untuk melarutkannya. Proses ini dapat dibalik, yaitu juga terjadi dalam arah yang berlawanan, yang mengarah pada pembentukan padatan. Bergantung pada apakah zat terlarut adalah senyawa molekuler atau senyawa ionik, reaksi disolusi dapat direpresentasikan dalam salah satu dari dua cara berikut:

Di sini, A mewakili zat terlarut molekul apa pun seperti gula, dan M _a A _b adalah contoh zat terlarut ionik yang terdiri dari ion M ^q+ dan ion A ^p- b , yang dapat berupa AgCl, MgCl ₂ atau lainnya. Zat terlarut padat diasumsikan, meskipun A juga bisa berupa cairan atau gas. Air juga dianggap sebagai pelarut (aq. berarti berair), meskipun hal yang sama berlaku untuk pelarut lainnya.

Menjadi reaksi reversibel , reaksi ini memiliki konstanta kesetimbangan yang terkait dengannya. Dalam kasus senyawa ionik, tetapan ini disebut tetapan hasil kali kelarutan dan diberikan oleh:

Dimana K _ps adalah tetapan hasil kali kelarutan, [M ^q+ ] dan [A ^p- ] masing-masing menyatakan konsentrasi molar kesetimbangan dari ion M ^q+ dan A ^p- , dan a dan b adalah koefisien stoikiometri. Untuk zat terlarut molekuler, konstanta kesetimbangan hanyalah konsentrasi molar kesetimbangan untuk larutan jenuh.

Definisi larutan tak jenuh dalam hal konstanta kesetimbangan kelarutan

Konstanta kelarutan inilah yang menentukan kapan kita berada di hadapan larutan tak jenuh. Untuk setiap larutan zat terlarut ionik, produk dari konsentrasi ion yang dinaikkan ke koefisien stoikiometrinya disebut hasil bagi reaksi dan dinyatakan dengan Q _ps :

Untuk mengetahui apakah Anda memiliki larutan tak jenuh, cukup membandingkan nilai Q _ps dengan K _ps zat terlarut dalam pelarut dan pada suhu spesifik wadah. Hanya ketika Q _ps sama dengan K _ps dapat dikatakan larutan jenuh. Jika lebih besar dari K _ps , larutannya lewat jenuh, dan bila kurang dari K _ps , larutannya tidak jenuh. Kesimpulan:

Untuk zat terlarut molekuler seperti gula atau alkohol yang sukar larut dalam air, satu-satunya hal yang berubah adalah bahwa Q hanyalah konsentrasi molar zat terlarut dalam larutan. Segala sesuatu yang lain adalah sama.

Tingkat kejenuhan dalam larutan

Seperti yang dapat diamati pada bagian sebelumnya, menurut konsentrasi zat terlarut atau tingkat kejenuhannya, larutan dapat diklasifikasikan sebagai:

1. larutan tak jenuh . Mereka adalah topik utama dari artikel ini dan merupakan mereka yang masih mengakui lebih banyak zat terlarut daripada yang sudah mereka miliki. Mereka homogen dan tidak mengendap secara spontan.
2. Solusi jenuh . Mereka adalah jumlah zat terlarut maksimum yang mungkin telah dilarutkan pada suhu tertentu. Dalam larutan ini, zat terlarut murni dalam keadaan padat, cair atau gas berada dalam kesetimbangan dengan zat terlarut dalam larutan, itulah sebabnya dua fase dibedakan (mereka adalah campuran heterogen). Meskipun ada, jumlah zat terlarut murni tidak berubah karena sistem berada dalam kesetimbangan.
3. Solusi jenuh . Larutan ini telah melarutkan jumlah zat terlarut yang lebih banyak daripada yang dimungkinkan oleh pelarut. Untuk alasan ini, mereka mewakili keadaan tidak stabil di mana zat terlarut dapat secara spontan terpisah dari larutan melalui kristalisasi atau presipitasi.

Larutan tak jenuh dan suhu

Penting untuk dicatat bahwa ketika berbicara tentang larutan tak jenuh, Anda harus selalu menentukan suhunya. Hal ini karena kelarutan bergantung pada suhu , sehingga larutan yang tidak jenuh pada satu suhu dapat menjadi jenuh atau bahkan jenuh jika suhunya berubah. Untuk sebagian besar zat terlarut padat dan cair, kelarutan berkurang dengan meningkatnya suhu, dan kebalikannya berlaku untuk gas. Hal yang sama juga berlaku untuk larutan jenuh dan lewat jenuh. Jika larutan jenuh atau lewat jenuh dari zat terlarut padat dipanaskan, kelarutannya dapat meningkat sampai semua zat terlarut yang ada larut, menjadikannya larutan tak jenuh.

Referensi

• Brown, T. (2021). Kimia: Sains Pusat (edisi ke-11). London, Inggris: Pearson Education.
• Chang, R., Manzo, Á. R., Lopez, PS, & Herranz, ZR (2020). Kimia (edisi ke-10). Kota New York, NY: MCGRAW-HILL.
• Kelarutan . (2020). Diambil dari https://espanol.libretexts.org/@go/page/1888
• Skoog, DA, Barat, DM, Holler, J., & Crouch, SR (2021). Dasar-dasar Kimia Analitik (edisi ke-9). Boston, Massachusetts: Pembelajaran Cengage. Jenis Saturasi . (2020). Diambil dari https://chem.libretexts.org/@go/page/1616