PENDAHULUAN
Sebelum membahas mengenai sifat koligatif larutan, kita perlu memahami terlebih dahulu konsep konsentrasi larutan. Konsentrasi yang biasa digunakan dalam bab sifat koligatif ini adalah molalitas dan fraksi mol.
A. Molalitas
Molalitas menyatakan jumlah mol zat terlarut di dalam setiap 1 kg (1.000 gram) pelarut. Molalitas dapat dirumuskan sebagai berikut:
m adalah molalitas
p adalah massa zat pelarut.
Latihan:
1. Sebanyak 1,8 gram glukosa, C6H12O6 dilarutkan ke dalam 100 gram air (Ar C =12, H = 1, O = 16). Tentukan molalitas larutan glukosa tersebut!
2. Tentukan banyaknya (gram) NaOH yang harus dilarutkan dalam 1 liter air (air = 1,00 g/mL) agar diperoleh NaOH 0,25 m.
3. Tentukan berapa mL volume air yang diperlukan untuk melarutkan 4,9 gram H2SO4 yang konsentrasinya 0,25 M (Ar H = 1; S = 32; O =16)!
4. Kristal NaOH dan KOH dengan massa yang sama dilarutkan dalam sejumlah pelarut yang sama pula. Bila Ar K = 39 dan Na = 23, manakah larutan yang memiliki molalitas lebih tinggi dari kedua larutan tersebut?
B. Fraksi Mol
Untuk mencari fraksi mol zat B, maka hanya mengganti pembilang menjadi mol B.
Soal Latihan:
1. Sebanyak 90 gram glukosa, C6H12O6 dilarutkan dalam 360 mL air (Ar C = 12, H = 1, O = 16). Tentukan fraksi mol masing-masing zat!
2. Fraksi mol urea, CO(NH2)2 di dalam air adalah 0,4. Tentukan berapa massa urea dan air yang terdapat dalam campuran tersebut?PENGERTIAN
Kalau kita melarutkan suatu zat terlarut dalam suatu pelarut murni, maka kemungkinan besar akan terjadi hal-hal sebagai berikut.
1. Pada larutan akan lebih sukar menguap jika dibandingkan pelarut murninya karena pada larutan mengalami penurunan tekanan uap akibat adanya partikel terlarut.
2. Jika dididihkan, larutan akan mendidih pada suhu yang lebih tinggi jika dibandingak pelarut murninya. Akibat adanya partikel terlarut akan terjadi kenaikan titik didih.
3. Jika dibekukan, larutan akan membeku pada suhu yang lebih kecil atau dibawah suhu membeku pelarut murniya. Akibat adanya partikel terlarut akan terjadi penurunan titik beku.
4. Jika larutan dihubungkan dengan pelarut murninya melewati membran semipermiabel, maka larutan akan mengalami volume akibat tekanan osmotik. Besarnya perubahan keempat sifat tersebut bergantung pada jumlah partikel zat terlarut dalam larutan.
Sifat yang hanya bergantung pada jumlah partikel zat terlarut dan tidak bergantung pada jenis zat terlarut disebut sifat koligatif larutan.
SIFAT KOLIGATIF LARUTAN NON ELEKTROLIT
A. Penurunan Tekanan Uap Jenuh (ΔP)
Tekanan uap yang ditimbulkan pada saat tercapai kondisikesetimbangan dinamakan tekanan uap jenuh. Dari hasil pengukuran data-data eksperimen ternyata diketahui bahwa tekanan uap jenuh larutan lebih rendah daripada tekanan uap jenuh pelarut murni. Selisih antara tekanan uap jenuh pelarut murni dengan tekanan uap jenuh larutan disebut penurunan tekanan uap jenuh.
ΔP = P° – P
ΔP = P° · Xterlarut
Keterangan:
ΔP = penurunan tekanan uap jenuh
Po = tekanan uap jenuh pelarut air murni
Xterlarut = fraksi mol zat terlarut
Latihan Soal
1. Tekanan uap jenuh air pada suhu 100 °C adalah 72 cmHg. Berapa tekanan uap jenuh larutan urea, CO(NH2)2 40% pada suhu yang sama, bila diketahui Mr urea = 60 dan Ar air = 18?
2. Sebanyak 20 gram zat A (nonelektrolit) dilarutkan dalam 450 mL air, ternyata tekanan uapnya sebesar 40 cmHg. Bila pada keadaan yang sama tekanan uap jenuh air adalah 40,2 cmHg, tentukan massa molekul relatif (Mr) dari zat A tersebut!
B. Kenaikan Titik Didih (ΔTb) dan Penurunan Titik Beku (ΔTf)
Titik didih suatu zat cair adalah suhu pada saat tekanan uap jenuh zat cair tersebut sama dengan tekanan luar. Bila tekanan uap sama dengan tekanan luar, maka gelembung uap yang terbentuk dalam cairan dapat mendorong diri ke permukaan menuju fasa gas.Yang dimaksud dengan titik didih adalah titik didih normal, yaitu titik didih pada tekanan 76 cmHg. Titik didih normal air adalah 100oC.
Pada saat itu tekanan uap air juga 1 atm dan tekanan uap jenuh larutan masih di bawah 1 atm (titik P). Agar larutan mendidih, maka suhu perlu diperbesar sehingga titik P berpindah ke titik E. Pada titik E tekanan uap jenuh larutan sudah mencapai 1 atm. Jadi pada titik E larutan mendidih dan suhu didihnya adalah titik E′. selisih titik didih larutan dengan titik didih pelarut disebut kenaikan titik didih (ΔTb).
ΔTb = titik didih larutan – titik didih pelarut
Sedangkan selisih antara titik beku pelarut dengan titik beku larutan disebut penurunan titik beku (ΔTf).
ΔTf = titik beku pelarut – titik beku larutan
Kenaikan titik didih dan penurunan titik beku yang disebabkan oleh penambahan zat terlarut dapat dirumuskan sebagai berikut.
ΔTb = m · Kb ΔTf = m · Kf
dengan:
ΔTb = kenaikan titik didih
ΔTf = penurunan titik beku
Kb = tetapan kenaikan titik didih molal (oC/m)
Kf = tetapan penurunan titik beku molal (oC/m)
m = molalitas
Latihan Soal
1. Sebanyak 36 gram glukosa, C6H12O6 dilarutkan dalam 250 mL air. Bila Kb = 0,52 °C/m, tentukan titik didih larutan!
2. Sebanyak 2,4 gram urea, CO(NH2)2 dilarutkan dalam 50 mL air. Tentukan titik beku larutan! Diketahui Kf air = 1,86 °C/m; Ar C = 12, N = 14, O =16
C. Tekanan Osmotik (π)
Osmosis adalah peristiwa perpindahan pelarut dari larutan yang konsentrasinya lebih kecil (encer) ke larutan yang konsentrasinya lebih besar (pekat) melalui membran semipermeabel. Tekanan osmotik adalah besarnya tekanan yang harus diberikan pada suatu larutan untuk mencegah mengalirnya molekul-molekul pelarut ke dalam larutan melalui membran semipermeabel.
Keterangan:
π = tekanan osmotik
C = M = konsentrasi (mol/L)
R = tetapan gas (0,082 L atm/mol K)
T = temperatur mutlak (K)
Latihan Soal:
1. Sebanyak 17,1 gram gula tebu, C12H22O11 dilarutkan dalam air, sehingga volumenya menjadi 500 mL. Bila Ar C = 12; O =16; H = 1, berapa tekanan osmotiknya pada suhu 27 oC?
2. Berapa gram urea, CO(NH2)2 yang terlarut dalam 200 mL larutan agar isotonik dengan 18 gram glukosa, C6H12O6 yang terlarut dalam 500 mL larutan pada keadaan yang sama? (Ar C = 12, O = 16, N = 14, H = 1)
SIFAT KOLIGATIF LARUTAN ELEKTROLIT
Untuk larutan elektolit, ternyata memiliki harga sifat koligatif larutan yang lebih tinggi daripada larutan yang nonelektrolit untuk konsentrasi yang sama. Untuk konsentrasi yang sama, larutan elektrolit akan mengandung jumlah partikel yang lebih banyak daripada larutan nonelektrolit. Harga sifat koligatif larutan elektrolit dipengaruhi oleh faktor Van’t Hoff (i).
i = {1 + α (n-1)}
dengan:
n = jumlah ion
α = derajat ionisasi
Untuk n = 2 (biner)
n = 3 (terner)
n = 4 (kuartener)
n = 5 (pentaner)
Untuk α = 1 (elektrolit kuat)
α = 0 (nonelektrolit)
0 < α < 1 (elektrolit lemah)
maka persamaan sifat koligatifnya dirumuskan:
ΔP = Xterlarut · P°· i
ΔTb = m · Kb · i
ΔTf = m · Kf · i
Latihan Soal:
1. Sebanyak 12 gram asam asetat, CH3COOH dilarutkan dalam 250 mL air. Bila larutan tersebut terionisasi sebanyak 60%, tentukan titik didih larutan! (Kb = 0,52; Ar C = 2, O = 16, H = 1)
2. Sebanyak 2,22 gram CuCl2 dilarutkan dalam 500 mL air. Bila larutan CuCl2 terionisasi sempurna, tentukan titik beku larutan! (Kf = 1,86; Ar Ca = 40, Cl = 35,5)
3. Berapa gram garam dapur, NaCl yang terlarut dalam 400 mL larutan agar isotonik dengan 12 gram urea, CO(NH2)2 yang terlarut dalam 500 mL larutan pada suhu yang sama? (Ar Na = 23, Cl = 35,5, C = 12, h = 1, O = 16)
Sumber: BSE
Tidak ada komentar:
Posting Komentar