Apa itu konsentrasi larutan?
Larutan adalah campuran homogen: zat terlarut (garam) larut molekul demi molekul dalam pelarut (air). Konsentrasi menjawab satu-satunya pertanyaan yang kemudian penting secara kimia — seberapa padat? — karena reaksi terjadi partikel-ke-partikel, dan larutan padat bereaksi dengan laju yang berbeda dari larutan jarang. Setiap satuan konsentrasi yang pernah diciptakan hanyalah pecahan: sesuatu-per-sesuatu. Baca kedua sesuatu itu dengan hati-hati dan tidak ada satuan yang akan mengejutkan.
Satu aturan yang perlu diingat: periksa pembilang dan penyebut. Mol-per-liter-larutan (M) dan mol-per-kilogram-pelarut (m) berbeda lebih dari sekadar huruf — penyebutnya mengukur hal yang berbeda.
Molaritas, molalitas, normalitas: tiga penyebut
Molaritas (M) adalah mol zat terlarut per liter larutan — kuda kerja laboratorium, karena pipet dan labu takar mengukur volume. Kelemahannya: volume memuai seiring suhu, sehingga 1,0000 M pada 20 °C bukan 1,0000 M pada 40 °C. Molalitas (m) dibagi kilogram pelarut, yang tidak diubah panas — itulah sebabnya kerja koligatif (penurunan titik beku, kenaikan titik didih) menuntutnya. Normalitas (N) menghitung ekuivalen per liter alih-alih mol: satu mol H2SO4 menghasilkan dua ekuivalen asam, sehingga 0,5 M H2SO4 adalah 1 N — kolom ekuivalen panel (H2SO4 = 2, HCl = 1, H3PO4 = 3) adalah konversi persis itu. Untuk menyiapkan 1 L NaCl 0,1 M: timbang 5,844 g, larutkan dalam kurang dari satu liter, lalu cukupkan tepat menjadi 1,000 L dalam labu takar — volume akhir, bukan air yang ditambahkan.
Pengenceran: mol yang dimulai adalah mol yang disimpan
Pengenceran menambahkan pelarut, bukan zat terlarut, sehingga mol tetap: C1V1 = C2V2 tidak lain adalah “mol sebelum = mol sesudah” dengan volume dibagi keluar. Sampel panel Pengenceran: stok 10 M, 50 mL diambil, diencerkan menjadi 250 mL — kenaikan volume lima kali melipat konsentrasi tepat lima kali, C2 = 2,0000 M dengan faktor pengenceran 5,0×. Pembukuan yang sama, dijalankan terbalik, memberi tahu berapa banyak stok yang harus diukur untuk konsentrasi target — roti sehari-hari persiapan buffer.
Persen dan PPM: konsentrasi untuk bahasa sehari-hari
Larutan persen adalah rasio per seratus, dalam tiga jenis yang tidak boleh dikacaukan: b/v (gram zat padat per 100 mL larutan — default di laboratorium biologi), v/v (mL per 100 mL, dipakai untuk cairan dalam cairan seperti etanol), dan b/b (gram per 100 g, kebal terhadap penyusutan volume). Sampel panel persen: 5 g dilarutkan menjadi 100 mL adalah 5% (b/v) = 50 g/L. Untuk larutan akuatik yang sangat encer, PPM mengambil alih — didefinisikan untuk air sebagai mg/L karena satu liter larutan encer praktis beratnya satu kilogram. Panel PPM mengonversi satu sampel di mana saja: 1 ppm = 1000 ppb = 106 ppt = 0,0001% = 1 mg/L.
Jembatan massa molar
Konsentrasi dinyatakan dalam mol tetapi botol dan timbangan berbicara dalam gram, dan terjemahan di antaranya adalah massa molar. NaCl berbobot 58,440 g/mol (panel menghitungnya dari massa atom yang sama dengan halaman Massa Molar), sehingga melarutkan 58,440 g dan mengencerkan menjadi tepat 1 L memberi 1,0000 M — itulah seluruh resep larutan standar. Panel Molaritas menerima rumus (massa dihitung dari pengurai bawaan) atau massa biasa, lalu melaporkan mol, molaritas, normalitas, atau ppm berdampingan.
Kesalahpahaman umum
- M dan m adalah satuan yang sama. Liter-larutan versus kilogram-pelarut: untuk air encer pada suhu ruangan keduanya hampir berimpit, itulah sebabnya panel memberi label keluaran molalitasnya sebagai perkiraan.
- PPM berarti hal yang sama di mana saja. mg/L adalah jalan pintas khusus air. Dalam campuran gas dan padatan, ppm adalah rasio massa/massa (atau mol/mol) secara ketat.
- Pengenceran mengubah jumlah zat terlarut. Hanya konsentrasinya. 50 mL stok 10 M dan 250 mL produk 2 M pada sampel mengandung 0,50 mol yang identik.
- Volume bersifat aditif. 50 mL etanol + 50 mL air menghasilkan sekitar 97 mL — pencampuran menyusut. Inilah sebabnya persentase v/v menentukan “encerkan sampai volume” alih-alih “tambahkan”.
Alat terkait: Massa Molar (penerjemah gram↔mol), Penyeimbang Persamaan (stoikiometri pada mol ini), dan Asam-Basa (tempat konsentrasi menjadi pH).
