Larutan dan Koloid
Larutan & koloid: asam-basa (Arrhenius/Brønsted-Lowry/Lewis & pH), buffer & hidrolisis, titrasi & kurva, kelarutan (Ksp), sifat koligatif (Δp, ΔTb, ΔTf, π), konsep & jenis koloid.
Tujuan Pembelajaran (7)
- KIM-F.PI7Menganalisis korelasi antara pH larutan asam, basa, garam dan larutan penyangga serta merancang penelitian sederhana terkait penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.
- KIM-F.PI7.1Menerangkan sifat sekaligus konsep asam-basa (Arrhenius, Brønsted-Lowry, Lewis) sembari menetapkan kekuatan & pH asam-basa kuat.
- KIM-F.PI7.2Menetapkan pH pada asam-basa lemah, garam (hidrolisis), beserta larutan penyangga (buffer).
- KIM-F.PI7.3Menetapkan nilai besaran-besaran stoikiometri pada larutan, mempraktikkan titrasi asam-basa, sembari mengkaji kurva titrasinya.
- KIM-F.PI7.4Menerangkan kelarutan beserta hasil kali kelarutan (Ksp), memprediksi pembentukan endapan saat pencampuran larutan, sekaligus mengkaji keterkaitan pH dengan kelarutan.
- KIM-F.PI7.5Mengkaji keterkaitan antara jumlah zat terlarut dengan sifat koligatif larutan (Δp, ΔTb, ΔTf, π).
- KIM-F.PI7.6Menerangkan konsep, jenis, sifat, beserta pembuatan koloid, sembari membuat produk yang menyangkut koloid.
Simulasi
Difusi Dua Gas dan Gerak Brown
Dua gas nyata dengan massa molekul berbeda dipisahkan sekat, lalu sekatnya dibuka dan keduanya bercampur sendiri lewat tumbukan acak, dengan grafik yang mencatat berapa partikel masih berada di sisi asalnya. Mode kedua menampilkan sebutir serbuk sari yang ditabrak ratusan partikel tak terlihat sehingga lintasannya menjadi zigzag, yaitu bukti tak langsung bahwa materi tersusun atas partikel yang selalu bergerak.
Hidrolisis Garam
Larutkan enam garam sehari-hari ke dalam air lalu amati apa yang sebenarnya terjadi di tingkat partikel. Ion-ion garam terpisah, dan hanya ion yang berasal dari elektrolit lemah yang bereaksi dengan air sambil melepaskan OH⁻ atau H₃O⁺. Tersedia garam netral seperti NaCl, garam basa seperti CH₃COONa dan Na₂CO₃, garam asam seperti NH₄Cl, garam amfiprotik seperti NaHCO₃, serta garam dari dua elektrolit lemah seperti NH₄CH₃COO. Atur konsentrasinya, celupkan kertas lakmus, dan baca perhitungan pH lengkap dengan rumusnya. Mode prediksi menantangmu menebak sifat larutan sebelum hasilnya ditampilkan.
Indikator Asam-Basa
Uji delapan larutan rumah tangga dengan enam indikator: lakmus merah, lakmus biru, ekstrak kubis ungu, ekstrak kunyit, fenolftalein, dan metil jingga. Teteskan indikator ke gelas uji, amati perubahan warnanya, lalu baca batang trayek yang menunjukkan warna indikator itu di sepanjang skala pH 0 sampai 14. Tersedia pula mode detektif: sebuah larutan rahasia dituang ke gelas dan tugasmu menebak rentang pH-nya dengan indikator sesedikit mungkin.
Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan
Tiga percobaan tentang garam yang sukar larut. Pertama, taburkan AgCl, PbI₂, CaCO₃, atau Ag₂CrO₄ ke dalam air sampai larutannya jenuh, lalu amati kelebihan garam mulai menumpuk sebagai endapan tepat ketika hasil kali ion mencapai Ksp. Kedua, tambahkan ion Cl⁻ dari NaCl dan saksikan kelarutan AgCl anjlok ribuan kali lipat pada grafik berskala logaritma, padahal nilai Ksp-nya sendiri tidak bergeser sedikit pun. Ketiga, campurkan dua larutan pereaksi dengan konsentrasi dan volume pilihan sendiri, lalu ramalkan ada tidaknya endapan dengan membandingkan Q terhadap Ksp sekaligus menghitung massa endapan yang terbentuk.
Konsentrasi Larutan
Taburkan zat terlarut, tambah atau uapkan air, lalu seret probe ke dalam larutan untuk membaca molaritasnya. Amati batas kelarutan, terbentuknya larutan jenuh, dan endapan yang muncul saat batas itu terlampaui.
Larutan Penyangga
Dua gelas berdampingan menerima tetesan asam atau basa kuat yang persis sama: satu berisi larutan penyangga, satu lagi berisi air murni. Rancang sendiri penyangganya dengan memilih sistem asam asetat atau amonia dan mengatur konsentrasi kedua komponennya, lalu tahan tombol untuk meneteskan HCl atau NaOH. Grafik menggambar pH kedua gelas sekaligus sehingga terlihat air murni terjun hanya dalam beberapa tetes sementara penyangga bertahan ratusan tetes. Panel menampilkan perhitungan Henderson-Hasselbalch, sisa mol tiap komponen, kapasitas penyangga, serta pandangan tingkat partikel yang mengikuti perbandingan mol sesungguhnya.
Larutan, Koloid, dan Suspensi
Tiga gelas berdampingan berisi larutan gula, koloid santan, dan suspensi kapur, lalu diuji dengan lima alat yang sama: diamati langsung, disorot senter, disaring, didiamkan, dan dilihat dengan mikroskop ultra. Tiap alat memberi jawaban yang berbeda, dan gabungannya memperlihatkan bahwa ukuran partikellah yang membedakan ketiganya. Senter memperlihatkan efek Tyndall hanya pada gelas tengah, penyaringan meloloskan larutan sekaligus koloid sehingga keduanya tidak dapat dipisahkan dengan cara itu, dan mikroskop ultra memperlihatkan gerak Brown yang khas koloid. Tersedia pula percobaan koagulasi: teteskan cuka ke santan, lalu ulangi seluruh pengujian dan amati santan yang tadinya koloid stabil kini berperilaku seperti suspensi. Dilengkapi tabel perbandingan, enam jenis koloid menurut fasenya, enam sifat koloid, dan kuis menebak dua belas zat sehari-hari.
Sifat Koligatif Larutan
Bandingkan air murni dengan larutan secara berdampingan. Pilih glukosa, garam dapur, atau kalsium klorida, atur molalitasnya, lalu amati tekanan uap yang turun, molekul air yang lebih jarang menguap, serta titik didih yang naik dan titik beku yang turun. Panaskan atau dinginkan kedua bejana untuk melihat air murni sudah mendidih atau membeku sementara larutan belum. Grafik ΔT terhadap molalitas memperlihatkan bahwa yang membedakan ketiga zat hanyalah faktor van 't Hoff, yaitu jumlah partikel yang dihasilkan tiap rumus zat.
Skala pH dan Pengenceran
Tuang larutan sehari-hari dan air murni ke dalam gelas kimia, lalu amati pH, pOH, dan konsentrasi ion H3O+ serta OH- berubah saat larutan diencerkan.
Tekanan Osmotik dan Sel Darah Merah
Dua peragaan dalam satu simulasi. Pada mode bejana U, dua larutan dipisahkan membran semipermeabel: molekul air menembus membran sementara partikel terlarut tertahan, kolom di sisi pekat naik, dan aliran berhenti ketika tekanan hidrostatiknya menyamai selisih tekanan osmotik yang dihitung dengan π = M·R·T. Pada mode sel darah merah, geser konsentrasi NaCl di luar sel untuk mengamati sel menggembung sampai pecah pada larutan hipotonik, tetap utuh pada larutan isotonik 0,9 persen, atau mengerut berkerut pada larutan hipertonik.
Titrasi Asam-Basa
Lakukan titrasi lengkap dari buret sampai perhitungan. Pilih salah satu dari empat skenario: asam kuat, asam lemah, basa kuat, atau basa lemah, lalu tahan tombol untuk meneteskan titran setetes demi setetes atau mengalirkannya cepat. Kurva pH terhadap volume tergambar sendiri sementara pH meter menunjukkan angkanya, dan pita warna indikator ditumpangkan pada kurva sehingga terlihat apakah trayeknya jatuh di dalam lonjakan atau tidak. Konsentrasi analit sengaja dirahasiakan dan diacak setiap soal baru: bacalah volume ekivalen dari kurva, hitung sendiri, lalu periksa jawabanmu.