SIFAT – SIFAT KOLIGATIF LARUTAN

 

SIFAT – SIFAT KOLIGATIF LARUTAN

Kompetensi Dasar

3.1 Menganalisis fenomena sifat koligatif larutan (penurunan tekanan uap jenuh, kenaikan titik didih, penurunan titik beku, dan tekanan osmosis)
3.2 Membedakan sifat koligatif larutan elektrolit dan larutan nonelektrolit

4.1 Menyajikan kegunaan prinsip sifat koligatif larutan dalam kehidupan sehari-hari
4.2 Melakukan percobaan untuk menentukan derajat pengionan

 Indikator

3.1.1 Menyimpulkan penyebab sifat koligatif larutan (penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan titik beku dan tekanan osmosis)
3.1.2 Menghubungkannya konsentrasi (molalitas/fraksi mol) dengan sifat koligatif larutan)
3.1.3 Berlatih menyelesaikan perhitungan kimia terkait sifat koligatif larutan™3.2.1 Menyimpulkan perbedaan sifat koligatif larutan elektrolit dan larutan non elektrolit.
3.2.2 Menemukan formula untuk menghitung sifat koligatif larutan elektrolit. (melibatkan faktor Van Hoff)
3.2.3 Berlatih menghitung sifat koligatif larutan elektrolit menggunakan formula yang sudah ditemukan™
3.2.4 Menganalisis diagram pT untuk menafsirkan penurunantekanan uap, penurunan titik beku, dan kenaikantitik didih larutan.
3.2.5 Mengamati penurunan titik beku suatu zat cair akibatpenambahan zat terlarut melalui percobaan.
3.2.6 Menghitung penurunan titik beku larutan elektrolit dannonelektrolit berdasarkan data percobaan.
3.2.7 Mengamati kenaikan titik didih suatu zat cair akibatpenambahan zat terlarut melalui percobaan.
3.2.8 Menghitung kenaikan titik didih larutan elektrolit dannonelektrolit berdasarkan data percobaan.
3.2.9 Menjelaskan pengertian osmosis dan tekanan osmotis serta terapannya.
3.2.10 Menghitung tekanan osmotik larutan nonelektrolit

4.1.1 Menyajikan pemanfaatan prinsip sifat koligatif larutan penurunan titik beku dalam kehidupan sehari-hari
4.1.2 Menyajikan kegunaan prinsip sifat koligatif larutan kenaikan titik didih dalam kehidupan sehari-hari
4.1.3 Merancang percobaan untuk menentukan derajat pengionan.
4.1.4 Menghitung derajat pengionan berdasarkan data percobaan

A.  Penurunan Tekanan Uap

Jika zat terlarut bersifat non-volatil (tidak mudah menguap; tekanan uapnya tidak dapat terukur), tekanan uap dari larutan akan selalu lebih rendah dari tekanan uap pelarut murni yang volatil. Secara ideal, tekanan uap dari pelarut volatil di atas larutan yang mengandung zat terlarut non-volatil berbanding lurus terhadap konsentrasi pelarut dalam larutan. Hubungan dalam sifat koligatif larutan ini dinyatakan secara kuantitatif dalam hukum Raoult: tekanan uap dari pelarut di atas larutan, Plarutan sama dengan hasil kali fraksi mol dari pelarut, Xpelarut dengan tekanan uap dari pelarut murni, P°pelarut. Penurunan tekanan uap, ΔP, yaitu P°pelarut−Plarutan berbanding lurus terhadap fraksi mol dari Xterlarut.

X_{pelarut} = \frac{mol \: pelarut}{mol pelarut + mol \: terlarut} \newline \newline X_{terlarut} = \frac{mol \: terlarut}{mol \: pelarut + mol \: terlarut} \newline \newline X_{pelarut} + X_{terlarut} = 1.

P_{larutan} = X_{pelarut} \cdot P_{pelarut}^{\circ} \newline \newline P_{pelarut}^{\circ} - P_{larutan} = (1-X_{pelarut})P_{pelarut}^{\circ} \newline \newline \Delta P = X_{terlarut} \cdot P_{pelarut}^{\circ}.

B.  Kenaikan Titik Didih

Titik didih dari suatu larutan adalah temperatur ketika tekanan uapnya sama dengan tekanan eksternal. Oleh karena terjadinya penurunan tekanan uap larutan oleh keberadaan zat terlarut non-volatil, dibutuhkan kenaikan temperatur untuk menaikkan tekanan uap larutan hingga sama dengan tekanan eksternal. Jadi, keberadaan zat terlarut dalam pelarut mengakibatkan terjadinya kenaikan titik didih; titik didih larutan, Tb, lebih tinggi dari titik didih pelarut murni, Tb°. Kenaikan titik didih, ΔTb, yaitu Tb−Tb° berbanding lurus terhadap konsentrasi (molalitas, m) larutan, sebagaimana:

molalitas \: (m) = \frac{mol \: terlarut}{kg \: pelarut} \newline \newline \Delta T_b = K_b m. di mana Kb adalah konstanta kenaikan titik didih molal (dalam satuan °C/m) dan m adalah molalitas larutan.

C.  Penurunan Titik Beku

Pada larutan dengan pelarut volatil dan zat terlarut non-volatil, hanya partikel-partikel pelarut yang dapat menguap dari larutan sehingga meninggalkan partikel-partikel zat terlarut. Hal serupa juga terjadi dalam banyak kasus di mana hanya partikel-partikel pelarut yang memadat (membeku), meninggalkan partikel-partikel zat terlarut membentuk larutan yang konsentrasinya lebih pekat. Titik beku dari suatu larutan adalah temperatur di mana tekanan uap larutan sama dengan tekanan uap pelarut murni. Pada temperatur ini, dua fasa – pelarut padat dan larutan cair – berada dalam kesetimbangan.

Oleh karena terjadinya penurunan tekanan uap larutan dari tekanan uap pelarut, larutan membeku pada temperatur yang lebih rendah dibanding titik beku pelarut murni — titik beku larutan, Tf, lebih rendah dari titik beku pelarut murni, Tf°. Dengan kata lain, jumlah partikel-partikel pelarut yang keluar dan masuk padatan yang membeku per satuan waktu menjadi sama pada temperatur yang lebih rendah. Sifat koligatif larutan berupa penurunan titik beku, ΔTf, yaitu Tf° – Tf berbanding lurus terhadap konsentrasi (molalitas, m) larutan, sebagaimana:

\Delta T_f = K_f m

di mana Kf adalah konstanta penurunan titik beku molal (dalam satuan °C/m) dan m adalah molalitas larutan.

D.  Tekanan Osmosis

Ketika dua larutan dengan konsentrasi yang berbeda dipisahkan oleh suatu membran semipermeabel — membran yang hanya dapat dilewati partikel pelarut namun tidak dapat dilewati partikel zat terlarut—maka terjadilah fenomena osmosis. Osmosis adalah peristiwa perpindahan selektif partikel-partikel pelarut melalui membran semipermeabel dari larutan dengan konsentrasi zat terlarut yang lebih rendah ke larutan dengan konsentrasi zat terlarut yang lebih tinggi.

a)   sifat koligatif larutan osmosis

Perhatikan Gambar 1. Tekanan osmosis didefinisikan sebagai tekanan yang diberikan untuk menahan perpindahan netto partikel pelarut dari larutan dengan konsentrasi pelarut tinggi menuju larutan dengan konsentrasi pelarut rendah. Bila tekanan eksternal sebesar tekanan osmosis diberikan pada sisi larutan, maka ketinggian pelarut dan larutan akan kembali seperti semula.

Tekanan osmosis, π, berbanding lurus terhadap jumlah partikel zat terlarut, n, dalam suatu volum larutan tertentu, V—yang merupakan molaritas (M), sebagaimana:

\pi = \frac{n_{terlarut}}{V_{larutan}} RT = MRT.

di mana R adalah konstanta gas ideal (0,0821 L.atm/mol.K) dan T adalah temperatur (dalam satuan K).

b)   Sifat koligatif larutan elektrolit kuat

Pendekatan sifat koligatif larutan elektrolit kuat sedikit berbeda dengan sifat koligatif larutan nonelektrolit. Hal ini dikarenakan sifat elektrolit yang dapat terdisosiasi menjadi ion-ion dalam larutan, misalnya satu unit senyawa CaCl2 dapat terdisosiasi menjadi 3 partikel ketika dilarutkan, yakni 1 ion Ca2+ dan 2 ion Cl− .Oleh karena itu, perlu ikut diperhitungkan faktor van’t Hoff (i) pada perhitungan larutan elektrolit.

i = \frac{nilai \: terukur \: untuk \: larutan \: elektrolit}{nilai \: ekspektasi \: untuk \: larutan \: elektrolit} \newline \newline i = 1 + (n-1) \alpha.

di mana n = jumlah ion yang terdisosiasi dari 1 unit formula senyawa ; α = derajat disosiasi senyawa.

\Delta T_b = i K_b m \newline \newline \Delta T_f = i K_f m.

\pi = i(\frac{n_{terlarut}}{V_{larutan}}) RT = i MRT.

 

Tweet