1 Sifat Koligatif Larutan

Peta Konsep Sifat yang bergantung pada Banyaknya Zat Terlarut (Bukan Jenis Zat Terlarut) Penurunan Tekanan Uap Larutan (P) dirumuskan P = Po – P = Xt x Po antara lain Kenaikan Titik Didih Larutan (Tb) dirumuskan Tb = Tbo – Tb = m Kb yaitu Penurunan Titik Beku Larutan (Tf) dirumuskan Tf = Tfo – Tf = m Kf Sifat Koligatif Larutan (SKL) pada larutan Nonelektrolit Tekanan Osmotik () dirumuskan  V = n RT pada larutan antara lain Penurunan Tekanan Uap Larutan (P) dirumuskan P = Po – P = (i) Xt x Po Elektrolit dipengaruhi Kenaikan Titik Didih Larutan (Tb) dirumuskan Tb = Tbo – Tb = (i) m Kb Faktor van’t Hoff Penurunan Titik Beku Larutan (Tf) dirumuskan Tf = Tfo – Tf = (i) m Kf dirumuskan i = {1 + n – 1) Tekanan Osmotik () dirumuskan  V = (i) n RT

A. Penurunan Tekanan Uap Larutan Tekanan uap zat padat pada umumnya rendah sehingga kebanyakan zat padat nonvolatil (tidak mudah menguap). Adanya zat terlarut nonvolatil dalam larutan menyebabkan tekanan uap larutan (P’) menjadi lebih rendah daripada tekanan uap pelarut murni (Po).

Diagram PT Tekanan uap larutan (P ') lebih kecil daripada tekanan uap pelarut murni (Po) pada semua temperatur. Agar tekanan uap larutan sama dengan tekanan uap pelarut murni (P = Po), larutan harus mempunyai temperatur yang lebih tinggi (T2) daripada pelarut murni (T1).

Hukum Raoult “Pada temperatur yang sama, tekanan uap larutan (P) yang mengandung zat terlarut nonvolatil (tidak mudah menguap) sama dengan fraksi mol pelarut (Xp) dalam larutan dikalikan dengan tekanan uap pelarut murni (Po)”. np = mol pelarut = nt = mol zat terlarut = Bisa juga dinyatakan sebagai:

Contoh: Suatu zat tidak mudah menguap sulfanilamid (C6H8O2N2S) mudah terlarut dalam aseton (C3H6O). Berapa mmHg tekanan uap larutan yang mengandung 1,00 g sulfanilamid yang terlarut dalam 10,0 g aseton pada 39,5 oC jika tekanan uap murni aseton pada temperatur tersebut 4,00 x 102 mmHg? (Ar: C = 12; H = 1; O = 16;N = 14; S = 32) Jawab: Mr sulfanilamid = 6(12) + 8(1) + 2(16) + 2(14) + 1(32) = 172 Mol 1 g sulfanilamid = 5,81 x 10–3 mol Mol 10 g aseton = 0,172 mol Fraksi mol aseton (sebagai pelarut), Xp = 0,967 Dengan menggunakan hukum Raoult, P = Xp x Po P = 0,967 x (4,00 x 102 mmHg) = 3,87 x 102 mmHg.

B. Kenaikan Titik Didih dan Penurunan Titik Beku Larutan 1. Kenaikan Titik Didih Larutan Hubungan antara sifat-sifat penurunan tekanan uap (∆P), kenaikan titik didih (∆Tb), dan penurunan titik beku (∆Tf) larutan dapat diterangkan dengan bantuan suatu diagram tekanan uap versus temperatur.

∆Tb = Tb – Tbo = m Kb ∆Tb = kenaikan titik didih Tb = titik didih larutan (oC) Tbo = titik didih pelarut murni (oC) m = molalitas = Kb = tetapan kenaikan titik didih molal (oC kg mol–1) Kb hanya bergantung pada pelarut dan menunjukkan kenaikan titik didih yang disebabkan oleh penambahan satu mol partikel zat terlarut pada 1 kg pelarut.

2. Penurunan Titik Beku Larutan ∆Tf = Tf◦-Tf = m Kf ∆Tf = penurunan titik beku Tf = titik beku larutan (oC) Tfo = titik beku pelarut murni (oC) m = molalitas larutan Kf = tetapan penurunan titik beku molal (oC kg mol–1) jzs Kf hanya bergantung pada pelarut dan menunjukkan penurunan titik beku larutan yang disebabkan oleh penambahan satu mol partikel zat terlarut pada 1 kg pelarut.

Contoh: Sebanyak 0,300 g urea, CO(NH2)2, dilarutkan ke dalam 10,0 g air. Dengan menganggap sifat larutan ideal, hitunglah A. titik didih larutan dan B. titik beku larutan. (Kb H2O = 0,512 oC kg mol–1; Kf H2O = 1,86 oC kg mol–1) Jawab: A. Molalitas larutan = 5 x 103 mol ∆Tb = m Kb = 0,5 mol kg–1 x 0,512 oC kg mol–1 = 0,256 oC Titik didih larutan = 100,00 oC + 0,256 oC = 100,256 oC B. ∆Tf = m Kf = 0,5 mol kg–1 x 1,86 oC kg mol–1 = 0,93 oC Titik beku larutan = 0,00oC – 0,93 oC = –0,93 oC

C. Tekanan Osmotik () Mengapa buah mentimun yang dimasukkan ke dalam larutan pekat garam dapur beberapa hari menjadi mengkerut? Mengapa sel darah merah yang dimasukkan ke dalam air suling menggelembung?

Dinding sel kulit mentimun dan sel darah merah dalam peristiwa tersebut bertindak sebagai dinding semipermeabel. Selaput semipermeabel adalah suatu selaput yang mempunyai ukuran pori-pori tertentu seperti selofan dan selaput-selaput biologis. Apabila suatu pelarut murni (misalnya air) dipisahkan dari larutannya yang mengandung zat nonelektrolit yang tidak mudah menguap (misalnya gula) oleh suatu selaput semipermeabel, molekul-molekul pelarut dapat menembus selaput tersebut, sedangkan molekul-molekul terlarut tidak dapat melewatinya. Peristiwa pemisahan molekul-molekul besar (makromolekul) dari pelarutnya (misalnya air) dan ion-ion serta molekul-molekul kecil seperti di atas disebut dialisis.

Skema peristiwa osmosis melalui selaput semipermeabel Tekanan hidrostatis (Δh) yang mengimbangi tekanan yang diakibatkan oleh gerak molekul-molekul pelarut yang masuk dari A ke larutan B melewati dinding semipermeabel disebut tekanan osmotik.

Untuk larutan encer yang zat terlarutnya bersifat nonelektrolit dan tidak mudah menguap, tekanan osmotiknya dirumuskan oleh J.H. van’t Hoff (1852–1911).  = tekanan osmotik (atm) V = volume larutan (liter) n = mol zat terlarut R = 0,082 L atm K–1 mol–1 T = temperatur absolut (K) V = nRT Larutan yang mempunyai tekanan osmotik sama disebut larutan isotonik. Larutan yang tekanan osmotiknya lebih besar daripada larutan lainnya disebut hipertonik. Larutan yang tekanan osmotiknya lebih kecil daripada larutan yang lainnya disebut hipotonik.

Contoh: Suatu larutan terbuat dari 0,57 g sukrosa (C12H22O11, Ar: C = 12, H = 1, O = 16) yang dilarutkan ke dalam air sehingga bervolume 250 mL pada temperatur 27oC. Berapa tekanan osmotiknya? Jawab: T = (27 + 273) K = 300 K V = 250 mL = 0,25 L Tekanan osmotik larutan tersebut = 0,164 atm.

D. Sifat Koligatif Larutan Elektrolit Larutan elektrolit mempunyai jumlah partikel yang lebih banyak daripada larutan nonelektrolit Untuk larutan elektrolit, berlaku: ∆P = i(Xt Po) ∆Tb = i(m Kb) ∆Tf = i(m Kf)  = i(nVRT ) i disebut faktor van’t Hoff i = {1 + (n – 1)}  = derajat ionisasi n = banyaknya ion yang terbentuk oleh tiap molekul zat terlarut

Contoh: Di antara 0,1 m larutan berikut, mana yang titik didihnya paling tinggi? A. urea, CO(NH2)2 B. glukosa (C6H12O6) C. NaCl D. sukrosa (C12H22O11) E. Na2SO4 Jawab: A, B, dan D zat nonelektrolit (n = 1), NaCl elektrolit (n = 2), Na2SO4 elektrolit (n = 3). Karena konsentrasi sama, titik didih tertinggi dimiliki larutan elektrolit dengan n terbesar, yaitu Na2SO4 (E).