Sifat Koligatif Larutan, Penurunan Tekanan Uap Larutan Cuilan I Kimia Kelas Xii Sma
Di alam hampir tidak ditemukan zat cair murni 100 %. Hampir semua cairan yang ada di bumi berbentuk larutan atau campuran. Larutan merupakan adonan yang homogen, yaitu suatu adonan serba sama, antara zat terlarut (solute) dan zat pelarut (solvent), sehingga tidak sanggup dibedakan satu sama lain. Adanya zat terlarut di dalam pelarut mengakibatkan perubahan sifat fisik pada pelarut dan larutan tersebut. Sifat fisik yang mengalami perubahan contohnya penurunan tekanan uap, penurunan titik didih, kenaikan titik didih, dan tekanan osmosis.
Ada banyak hal yang mengakibatkan larutan mempunyai sifat yang berbeda dengan pelarutnya. Salah satu sifat terpenting dari larutan ialah sifat koligatif larutan. Sifat koligatif didefinisikan sebagai sifat fisik larutan yang hanya ditentukan oleh jumlah partikel dalam larutan dan tidak tergantung jenis partikelnya.
Jenis sifat koligatif: penurunan tekanan uap larutan, penurunan titik beku larutan, kenaikan titik didih larutan, dan tekanan osmosis larutan.
A. Diagram P – T pada Larutan
Mengapa larutan (pelarut + zat terlarut) mendidih pada suhu yang lebih tinggi dan membeku pada suhu yang lebih rendah dari pada pelarutnya?
Gambar 1 . Diagram P-T H2O
Berikut klarifikasi diagram P – T dengan pelarut H2O:
1. Garis didih
Garis B – C pada gambar di atas disebut garis didih. Garis didih merupakan transisi fase cair – gas. Setiap titik pada garis ini menyatakan suhu dan tekanan di mana air akan mendidih. titik didih tergantung pada tekanan gas di permukaan. Pada tekanan 1 atm atau 760 mmHg ( 1 atm), air mendidih pada suhu 100oC.
Jika terdapat daerah di bumi ini yang mempunyai tekanan 4,58 mmHg, maka sudah dipastikan air akan mendidih pada kisaran 0,0098oC.
2. Garis beku
Garis B – D pada gambar di atas disebut garis beku. Garis beku merupakan transisi fase cair – padat. Setiap titik pada garis ini menyatakan suhu dan tekanan di mana air sanggup membeku (es mencair). Pada tekanan 1 atm atau 760 mmHg, air membeku pada suhu 0oC
3. Garis sublimasi
Garis A – B pada diagram fase di atas disebut garis sublimasi. Garis sublimasi merupakan transisi fase pada gas. Setiap titik pada pada garis sublimasi menyatakan suhu dan tekanan di mana zat padat dan uapnya sanggup menyublim.
4. Titik tripel
Perpotongan antara garis didih dengan garis beku dan garis sublimasi disebut titik tripel. Titik tripel air ialah 0,0098oC pada tekanan 4,58 mmHg. Pada titik tripelnya, ketiga bentuk fase, yaitu padat, cair, dan gas berada dalam kesetimbangan.
Mari kita bandingkan dengan diagram fase larutan dengan diagram fase pelarutnya yaitu H2O, menyerupai tampak pada diagram P - T larutan berikut.
Gambar 2. Diagram P-T larutan
Larutan mempunyai tekanan uap lebih rendah dari pada pelarut murninya (dalam hal ini air) yang dinyatakan sebagai ΔP. Oleh alasannya ialah itu garis didih dan garis beku larutan berada di bawah garis didih dan garis beku pelarutnya. Penurunan tekanan uap (ΔP) tersebut besar lengan berkuasa terhadap titik didih dan titik beku larutan. menyerupai yang tampak pada diagram P – T larutan di atas, tekanan uap larutan belum 760 mmHg pada suhu 100oC. oleh alasannya ialah itu belum mendidih. Larutan akan mendidih pada suhu di atas 100oC yaitu dikala tekanan uapnya mencapai 760 mmHg.
Dengan kata lain, larutan mempunyai titik didih lebih tinggi dari pada pelarutnya. Sebaliknya, penurunan tekanan uap mengakibatkan titik beku larutan lebih rendah dibandingkan dengan titik beku pelarutnya.
(Sumber dari : jejaringkimia.web.id)
B. Sifat Koligatif Larutan Non Elektrolit
Meskipun sifat koligatif melibatkan larutan, sifat koligatif tidak bergantung pada interaksi antara molekul pelarut dan zat terlarut, tetapi bergantung pada jumlah zat terlarut yang larut pada suatu larutan.
Sifat koligatif terdiri atas penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan titik beku, dan tekanan osmotik. Apakah perbedaan di antara keempat sifat koligatif tersebut? Perhatikanlah uraian berikut.
- Penurunan Tekanan Uap (∆P)
Bila kita memanaskan air (atau zat yang sanggup menguap lainnya) dalam ketel yang tertutup, maka dikala air mendidih tutup ketel sanggup terangkat, mengapa hal ini terjadi? Apa tolong-menolong yang menekan tutup ketel tersebut, air atau uap airnya? Dalam ruang tertutup air akan menguap hingga ruangan tersebut jenuh, yang disertai dengan pengembunan sehingga terjadi kesetimbangan air dengan uap air.
H2O(l) ↔ H2O(g)
Terjadinya uap air akan mengakibatkan tekanan sehingga menekan ketel. Ketika air mendidih (suhu 100°C) banyak air yang menguap sehingga tekanan yang ditimbulkan lebih besar hingga tutup ketel terangkat. Tekanan yang ditimbulkan oleh uap jenuh air ini disebut tekanan uap jenuh air (P⁰)
Besarnya tekanan uap jenuh untuk setiap zat tidak sama, bergantung pada jenis zat dan suhu. Zat yang lebih sukar menguap, misal glukosa, garam, gliserol mempunyai uap yang lebih kecil dibanding zat yang lebih gampang menguap, contohnya eter.
Bila suhu dinaikkan, energi kinetik molekul-molekul zat bertambah sehingga semakin banyak molekul-molekul yang berkembang menjadi gas karenanya tekanan uap semakin besar. Perhatikan tekanan uap jenuh air pada banyak sekali suhu pada Tabel 1 berikut :
| No | Suhu (⁰C) | π (atm) |
|---|---|---|
| 1 | 0.0 | 0,649 |
| 2 | 6,8 | 0,664 |
| 3 | 13,7 | 0,691 |
| 4 | 15,5 | 0,684 |
| 5 | 22.0 | 0,721 |
| 6 | 32.0 | 0,716 |
| 7 | 36.0 | 0,746 |
Tabel 1. tekanan uap jenuh air pada banyak sekali suhu
Apa yang terjadi terhadap tekanan uap bila ke dalam air (pelarut) ditambahkan zat terlarut yang sukar menguap?
Bila zat yang dilarutkan tidak gampang menguap, maka yang menguap ialah pelarutnya(air), adanya zat terlarut mengakibatkan partikel pelarut yang menguap menjadi berkurang karenanya terjadi penurunan tekanan uap.
Adanya zat terlarut mengakibatkan penurunan tekanan uap. tekanan uap larutan lebih rendah dibanding tekanan uap pelarut
Tekanan uap larutan ideal dihitung berdasar aturan Raoult “ tiap komponen dalam suatu larutan melaksanakan tekanan yang sama dengan fraksi mol kali tekanan uap dari komponen (pelarut) murni.
Untuk mempelajari sifat koligatif larutan dalam bentuk file swf bisa klik tautan berikut
Materi Kenaikan Titik Didih dan penurunan Titik Beku Larutan sanggup klik di SINI
Materi Sifat koligatif : Tekanan Osmosis sanggup dibaca di SINI
Materi Sifat Koligatif : Kemolalan dan Fraksi Mol sanggup dibaca di SINI
Penurunan tekanan uap yang terjadi merupakan selisih dari tekanan uap jenuh pelarut murni (P°) dengan tekanan uap larutan (P).
∆P = P⁰ - P
P = Xpelarut . P⁰
Karena ∆P = P⁰ - P
= P⁰ - (Xpelarut . P⁰)
= P⁰ - ((1-Xterlarut) . P⁰)
= P⁰ - (P⁰-Xterlarut P⁰) Jadi ∆P = X terlarut . P⁰
∆P = Penurunan tekanan uap
P = Tekanan uap larutan Xter = fraksi mol zat terlarut
P⁰ = Tekanan uap pelarut murni Xpel = fraksi mol pelarut
Contoh Soal (6) :
Hitunglah tekanan uap larutan larutan urea berkadar 10% pada suhu toC. Jika tekanan uap air pada suhu toC = 100 mmHg.( Mr urea = 60 )
Jawab :
Urea 10 % berarti 10 gram urea dan 90 gram air
Mol Urea = 10/60 mol Mol air = 90/18 mol = 5 mol
Fraksi mol urea = (10/60) / (10/60 + 90/18) = 0,032
Maka fraksi mol air = 1-0,032 = 0, 968
Tekanan uap larutan urea => P = X pel . Po
= 0,968 . 100 = 96,8 mmHg
- Contoh soal (7)
Hitunglah tekanan uap larutan 2 mol sukrosa dalam 50 mol air pada 300 °C kalau tekanan uap air murni pada 300 °C ialah 31,80 mmHg.
Jawab : Fraksi mol sukrosa = (2 mol / (50 + 2 mol) ) = 0.038
Fraksi mol sukrosa = 0,038 Xpelarut = 1 – 0,038 = 0,962
P = xA Po = 0,962 × 31,8 mmHg = 30,59 mmHg
Jadi, tekanan uap larutan adalah 30,59 mmHg.
Uji Kemampuanmu
- Sebanyak 46 gram gliserol (Mr=92) dicampur dengan 27 gram air (Mr=18). Jika tekanan uap air pada suhu tersebut = 30 mmHg, hitung tekanan uap larutan tersebut!
- Tekanan uap air pada 30⁰C ialah 31,84 mmHg. Untuk mendapat larutan yang mempunyai tekanan uap jenuh 27,86 mmHg pada suhu 30⁰C, berapa gram massa glikol (Mr=62) yang harus dilarutkan ke dalam 630 gram air.
Untuk mempelajari sifat koligatif larutan dalam bentuk file swf bisa klik tautan berikut
Materi Kenaikan Titik Didih dan penurunan Titik Beku Larutan sanggup klik di SINI
Materi Sifat koligatif : Tekanan Osmosis sanggup dibaca di SINI
Materi Sifat Koligatif : Kemolalan dan Fraksi Mol sanggup dibaca di SINI