SIFAT KOLIGATIF LARUTAN

STANDAR KOMPETENSI . 1. Siswa dapat menjelaskan pengaruh zat terlarut yang sukar menguap terhadap tekanan uap pelarut 2. Siswa dapat menghitung Tekanan uap suatu larutan berdasarkan data percobaan

SIFAT KOLIGATIF adalah Sifat zat yang hanya dipengaruhi oleh jumlah partikel zat terlarut dalam larutan Sifat Koligatif Larutan terdiri dari 4 (empat) macam : 1. Penurunan Tekanan Uap (P) 2. Kenaikan Titik Didih (Tb) 3. Penurunan Titik Beku ( Tf ) 4. Tekanan Osmotik (  )

PENURUNAN TEKANAN UAP ( P ) Tekanan uap adalah kecenderungan dari suatu molekul cairan untuk meninggalkan lingkungan cairannya Semua cairan memiliki kecenderungan untuk menguap, sehingga semua cairan akan memiliki tekanan uap Molekul – Molekul Cairan murni

Dalam suatu keadaan tertentu, pada suatu cairan akan terbentuk suatu sistem kesetimbangan antara cairan dan uapnya. Besarnya kemampuan molekul cairan untuk meninggalkan molekul cairannya pada keadaan ini disebut Tekanan Uap Jenuh Pelarut Murni (P0)

Jika ke dalam suatu pelarut murni dimasukkan suatu zat terlarut yang sukar menguap, maka proses pergerakan molekul-molekul cairan untuk meninggalkan lingkungan cairannya menjadi terhalang sehingga banyaknya molekul-molekul cairan yang menguap akan berkurang. Akibatnya tekanan uap larutan lebih rendah dari tekanan uap pelarut murni. Karena itu dikatakan terjadi penurunan tekanan uap. Simbol Penurunan Tekanan Uap Larutan adalah P Jumlah partikel pelarut yang menguap sedikit Partikel zat terlarut Partikel pelarut

Semakin banyak partikel zat terlarut dalam suatu pelarut, maka Penurunan Tekanan Uap Jenuh larutan ( P ) dari tekanan uap pelarut murninya akan semakin besar dan Tekanan uap jenuh larutan ( P ) akan semakin kecil. Yang berarti pula bahwa ; Tekanan uap jenuh pelarut murni ( Po ) akan selalu lebih besar dari Tekanan uap jenuh larutannya ( P )

Hubungan antara jumlah partikel zat terlarut dengan besar penurunan tekanan uap yang diakibatkannya dinyatakan dengan Hukum Raoult “ Besar Penurunan Tekanan Uap jenuh suatu larutan berbanding lurus dengan Tekanan uap Jenuh pelarut murni dan fraksi mol zat terlarutnya “. Dirumuskan : P = Penurunan Tekanan uap jenuh larutan. P0 = Tekanan uap jenuh pelarut murni Xterlarut = Fraksi mol zat terlarut P = P0 . Xterlarut

Persamaan Roult ini hanya berlaku pada larutan nonelektrolit. Untuk Larutan elektrolit, persamaan Raoult harus dikalikan lagi dengan Faktor Van’t Hoff ( i ) Dimana ; i = 1 + (n – 1) n = jumlah ion  = derajat ionisasi Hal ini didasari fakta bahwa, pada jumlah mol yang sama, larutan elektrolit selalu memiliki jumlah partikel yang lebih banyak dibanding larutan nonelektrolit Sehingga Untuk larutan elektrolit berlaku persamaan : P = P0 . Xterlarut . i

Besarnya Penurunan Tekanan Uap Larutan (Δ P ) merupakan selisih dari Nilai Tekanan uap Jenuh Pelarut murni (P0) dan Tekanan uap jenuh larutan (P), atau : ΔP = P0 - P Dari uraian sebelumnya, diketahui bahwa : P = P0 . Xterlarut , sehingga persamaan di atas dapat dituliskan sebagai berikut : P = P0 - P0 . Xterlarut atau P = P0 ( 1 – Xterlarut ) Karena ; 1 - Xterlarut = Xpelarut , maka persamaan dapat dituliskan sebagai berikut : P = P0 . X pelarut

Contoh Soal 1 : Suatu larutan dibuat dengan melarutkan 1,2 gram urea (Mr = 60 ) ke dalam 360 gram air. Jika tekanan uap jenuh air murni pada keadaan tersebut 20,02 cmHg. Besar penurunan tekanan uap yang dialami larutan tersebut adalah …. A. 0,2 B. 0,1 C. 0,02 D. 0,01 2. Larutan 18 gram suatu zat non elektrolit dalam 90 gram air diketahui memiliki tekanan uap jenuh sebesar 25 mmHg. Jika pada keadaan ini, tekanan uap jenuh air sebesar 25,5 mmHg, Massa molekul relatif zat tersebut adalah …. A. 342 B. 180 C. 90 D. 60 3. Suatu larutan dibuat dengan melarutkan 3 gram asam asetat, CH3COOH (Mr = 60) dilarutkan ke dalam 180 gram air. Pada keadaan ini, tekanan uap jenuh air murni sebesar 20,1 mmHg. Jika dalam air asam asetat terionisasi 60%, maka larutan ini akan memiliki tekanan uap jenuh sebesar ….(mmHg) A. 19,94 B. 20,00 C. 20,10 D. 21,00 Kembali

KENAIKAN TITIK DIDIH LARUTAN ( Tb ) Apakah Pengertian “ Mendidih “ ? Suatu cairan yang ditempatkan pada suatu sistem terbuka, akan dipengaruhi oleh 2 (dua) buah tekanan, yaitu : Tekanan yang berasal dari sistem cairan itu sendiri (tekanan uap) Tekanan yang berasal dari luar sistem (tekanan udara luar) Jika Tekanan udara di luar sistem lebih besar dari tekanan udara dalam sistem, maka proses terlepasnya molekul-molekul cairan dari lingkungan cairannya akan terhalang oleh partikel-partikel udara dari luar sistem.

TEKANAN UDARA LUAR TEKANAN UDARA LUAR > TEKANAN UAP CAIRAN

TEKANAN UDARA LUAR Jika ke dalam sistem cairan ditambahkan kalor/energi, maka tekanan uap sistem akan meningkat, hingga suatu saat akan melewati nilai tekanan udara pada lingkungannya. Suatu keadaan dimana tekanan uap sistem lebih besar dari tekanan uap lingkungan, itulah yang disebut MENDIDIH Dan suhu dimana nilai P sistem tepat > nilai P lingkungan disebut TITIK DIDIH

MANAKAH YANG PALING CEPAT MATANG ?? Anda Ingin Memasak sayur : Cara II : Cara I :

Titik Didih Larutan (TbLarutan) = TbPelarut murni + Tb Adanya Partikel zat terlarut dalam suatu pelarut, menyebabkan terhalanginya proses pergerakan molekul cairan menuju permukaan atau meninggalkan lingkungan cairannya. Sehingga pada proses pemanasan cairan, ketika suhu sistem sama dengan suhu didih normal pelarutnya, larutan belum akan mendidih, dan dibutuhkan suhu yang lebih tinggi lagi untuk memulai proses pendidihan. Semakin banyak partikel zat terlarut yang terlarut dalam pelarut, maka Kenaikan titik didih larutan (Tb) akan semakin besar, yang berakibat, Titik didih Larutan (TbLarutan) akan semakin tinggi. Hubungan antara banyaknya partikel zat terlarut dengan Nilai kenaikan titik didih larutan dinyatakan dengan persamaan : Tb Kb m = x ( Untuk larutan nonelektrolit ) Untuk larutan elektrolit, berlaku persamaan : Tb = Kb x m x i Titik Didih Larutan (TbLarutan) = TbPelarut murni + Tb

Tb = Kenaikan titik didih larutan ( 0C ) Kb = Tetapan kenaikan titik didih molal larutan ( 0C/molal) m = molalitas larutan i = faktor Van’t Hoff ( 1 + ( n – 1 )  ) Tetapan Kenaikan Titik Didih molal ( Kb ) menunjukkan besarnya kenaikan titik didih yang terjadi setiap 1 molal larutan. Misalnya : kenaikan titik didih molal air adalah 0,52 0C/m. Hal ini berarti bahwa air akan mengalami kenaikan titik didih sebesar 0,52 0C untuk setiap 1 molal larutannya.

Contoh Soal 2 : 1. Suatu larutan dibuat dengan melarutkan 1,8 gliserol ( Mr = 90) ke dalam 200 gram etanol. Jika titik didih etanol murni = 78 0C, dan kenaikan titik didih molal etanol ; 0,6 0C/m. Pada suhu berapakah larutan tersebut akan mendidih ? A. 78,02 B. 78,04 C. 78,06 D. 78,10 2. Besar kenaikan titik didih dari larutan C6H12O6 36 % adalah …. ( Mr C6H12O6 = 180 , Kb air = 0,52 0C/m ) A. 1,625 B. 1,650 C. 0,825 D. 0,412 3. Untuk mendapatkan larutan yang mendidih 101,04 0C , banyaknya NaCl ( Mr = 58,5 ) yang harus dilarutkan ke dalam 500 gram air adalah …. ( Kb air = 0,52 0C/m) A. 14,625 gr B. 29,25 gr C. 58,5 gr D. 117 gr 4. Agar diperoleh larutan yang titik didihnya sama dengan larutan 12 gram urea (Mr = 60) dalam 250 gram air. Banyaknya glukosa (Mr = 180) yang harus dilarutkan ke dalam 500 gram air adalah …. (Kb air = 0,52 0C/m) A. 18 gram B. 36 gram C. 45 gram D. 72 gram MBULI

PENURUNAN TITIK BEKU LARUTAN ( TF ) Air dapat berada dalam 3 (tiga) fase zat, yaitu fase cair, gas dan padat. Apakah Perbedaan yang terdapat pada ketiga fase air tersebut ? Kondisi yang membedakan antara fase padat, cair, dan gas pada suatu cairan adalah jarak antara partikel (molekul – molekul) cairan. Pada fase gas, molekul – molekul zat berada pada jarak yang sangat renggang. Dan pada keadaan cair, molekul-molekul zat berada pada jarak yang relatif lebih rapat dibandingkan dengan keadaan gas (uap).

PROSES PEMBEKUAN CAIRAN MURNI Proses pembekuan suatu cairan terjadi jika molekul-molekul cairan berada pada jarak yang sangat rapat. Kondisi ini dapat dicapai jika energi kinetik molekul diperkecil dengan cara menurunkan suhu. Pada jarak yang cukup dekat, antara molekul-molekul cairan akan terbentuk ikatan antar molekul dan cairan akan memadat.

Kecilnya nilai energi Kinetik menyebabkan gaya ikat antar molekul semakin besar

Adanya partikel zat terlarut dalam suatu pelarut, menyebabkan terhambatnya proses pembekuan suatu cairan, sehingga agar proses pembekuan dapat terjadi pada kondisi ini, dibutuhkan suhu yang lebih rendah lagi dari suhu pembekuan (titik beku) pelarut murninya (terjadi penurunan titik beku, TF) Semakin Banyak partikel zat terlarut dalam suatu pelarut, maka penurunan titik beku (TF) yang diakibatkan akan semakin besar, dan titik beku larutan (TfLarutan) akan semakin rendah.

Titik Beku Larutan (TfLarutan) = TfPelarut murni - Tf Hubungan antara banyaknya partikel zat terlarut dengan Nilai Penurunan titik beku larutan dinyatakan dengan persamaan : Tf Kf m = x ( Untuk larutan nonelektrolit ) Untuk larutan elektrolit, berlaku persamaan : Tf = Kf x m x i Titik Beku Larutan (TfLarutan) = TfPelarut murni - Tf Tf = Penurunan titik beku larutan ( 0C ) Kf = Tetapan Penurunan titik beku molal larutan ( 0C/molal) m = molalitas larutan i = faktor Van’t Hoff ( 1 + ( n – 1 )  )

CONTOH SOAL 3 Penurunan titik beku molal benzena diketahui = 0,4 0C/molal, dan benzena murni membeku pada suhu - 4,2 0C. Jika ke dalam 200 gram benzena dilarutkan 3,6 gram gliserol (Mr = 90), larutan tersebut akan membeku pada suhu .... ( 0C ) A. – 4,28 B. – 4,24 C. – 4,22 D. – 4,20 2. Agar diperoleh larutan yang membeku pada suhu – 0,25 0C, banyaknya K2SO4 yang harus dilarutkan ke dalam 500 gram air. Jika pada keadaan ini, nilai tetapan penurunan titik beku molal air sebesar 1,86 0C /molal. Adalah ..... gram (Ar K = 39, S = 32 O = 16 ) A. 1,86 B. 3,89 C. 11,69 D. 17,40 3. Larutan 1,5 gram suatu zat nonelektrolit dalam 250 gram air, membeku 0,186 0C di bawah titik beku air murni. Jika Kf air = 1,86 0C/molal. Maka Massa molekul relatif zat tersebut adalah …. A. 342 B. 180 C. 90 D. 60 4. Suatu larutan glukosa (dalam air ) membeku pada suhu – 3,6 0C. Jika Kf air = 1,8 0C/m , Kb air = 0,5 0C/m. larutan tersebut akan mendidih pada suhu …. ( 0C ) ( Mr . Glukosa = 180 ) A. 100,1 B. 100,5 C. 101 D. 101,8

Hubungan antara Penurunan Tekanan Uap (P), Kenaikan Titik Didih (Tb) dan Penurunan Titik Beku Larutan (Tf) dapat dinyatakan dalam Diagram Tekanan versus Suhu ( Diagram PT ).

DIAGRAM P T P T E F G H F – I : garis beku pelarut Ttk F : Titik beku Pelarut CAIR I – G : garis didih pelarut Ttk G : Titik didih pelarut I PADAT Ttk I : Titik Tripel menunjukkan kesetimbangan fasa : padat – cair - gas Titik ini juga menunjukkan nilai tekanan uap pelarut murni J GAS T A B C D Jika ke dalam pelarut dimasukkan suatu zat terlarut, maka akan terjadi penurunan tekanan uap dari I ke J. Titik beku akan bergeser dari F ke E (dengan nilai A) dan titik didih akan bergeser dari G ke H (dengan nilai D). E – J : Garis beku larutan Ttk E : Titik beku Larutan J – H : Garis didih larutan Ttk H : Titik didih larutan Dari diagram ini, dapat disimpulkan bahwa adanya Penurunan tekanan uap (P), menyebabkan terjadinya penurunan titik beku (Tf) dan kenaikan titik didih (Tb)

TEKANAN OSMOTIK LARUTAN Ikan asin diawetkan dengan menggunakan garam. Mengapa garam dapat mengawetkan ikan ? Benarkah pandangan yang menyatakan bahwa agar tanaman tumbuh subur dan berbuah lebat, tanaman tersebut harus diberikan pupuk sebanyak-banyaknya ? Osmosis adalah proses perpindahan molekul cairan (pelarut) dari larutan yang konsentrasinya rendah ke larutan yang konsentrasinya lebih tinggi melalui membran semi permeabel.

Tekanan Osmotik (  ) adalah Tekanan yang dibutuhkan untuk mencegah terjadinya proses osmosis

Tekanan Osmotik (  ) = M . R . T Hubungan antara jumlah partikel dengan besar tekanan osmotik suatu larutan dinyatakan melalui persamaan : a. Untuk Larutan Non elektrolit Tekanan Osmotik (  ) = M . R . T b. Untuk Larutan elektrolit Tekanan Osmotik (  ) = M . R . T . i Dimana :  = Tekanan Osmotik Larutan ( atm) M = Molaritas Larutan ( mol/ liter ) R = Tetapan gas umum, ( 0,082 liter atm/mol K ) T = Suhu, Kelvin (K) i = Faktor Van’t Hoff

 A >  B  A =  B  A <  B Jika 2 (dua) larutan ( misalnya larutan A dan larutan B ) dibandingkan berdasarkan nilai tekanan osmotiknya masing-masing, maka akan diperoleh 3 (tiga) keadaan : 1. Larutan A Hipertonik terhadap larutan B Keadaan ini diperoleh jika tekanan osmotik larutan A lebih tinggi daripada tekanan osmotik larutan B  A >  B 2. Larutan A Isotonik terhadap larutan B Keadaan ini diperoleh jika tekanan osmotik larutan A sama dengan tekanan osmotik larutan B  A =  B 3. Larutan A Hipotonik terhadap larutan B Keadaan ini diperoleh jika tekanan osmotik larutan A lebih rendah daripada tekanan osmotik larutan B  A <  B

SOAL 4 Suatu larutan dibuat dengan melarutkan 3,2 gram gliserin (Mr = 80) ke dalam air hingga volume larutan menjadi 200 mL pada suhu 25 0C. Berapakah tekanan osmotik yang diakibatkan oleh larutan tersebut ? [ 4,88 atm ] 2. Berapa gram MgCl2 ( Ar Mg = 24, Cl = 35,5 ) yang harus terlarut dalam 500 mL larutannya pada suhu 30 0C agar diperoleh larutan dengan tekanan osmotik sebesar 6,2 atm ? [ 3,95 gr ] 3. Agar diperoleh larutan yang isotonik terhadap larutan 6 gram urea (Mr = 60) yang bervolume 500 mL, berapa gram sukrosa, C12H22O11 (Mr = 342) yang harus terlarut dalam 100 mL larutannya pada suhu 27 0C. [ 6,84 gr ] 4. Dalam 250 mL suatu larutan terlarut 11,7 gram NaCl (Mr = 58,5) dan 18 gram glukosa (Mr = 180). Tentukan tekanan osmotik larutan tersebut pada suhu 27 0C. [ 49,2 atm ]

REAKSI REDOKS DAN SEL ELEKTROKIMIA PENYETARAAN PERSAMAAN REAKSI REDOKS Persamaan reaksi redoks dapat disetarakan dengan 2 metode penyetaraan : Metode Setengah Reaksi ( metode Ion – Elektron ) 2. Metode Bilangan Oksidasi I. Metode Setengah Reaksi ( Ion Elektron ) Metode Setengah reaksi dibedakan menjadi 2 (dua) cara penyetaraan berdasarkan kondisi (suasana) reaksi , yaitu Suasana Asam, dan Suasana Basa. a. Penyetaraan dalam suasana asam : Penyetaraan dalam kondisi ini dapat dilakukan dengan tahapan : 1) Tuliskan reaksi redoks dalam bentuk persamaan reaksi ion. Jika reaksi masih dalam bentuk molekuler, maka senyawa-senyawa dalam reaksi harus diionkan terlebih dahulu, dan yang tertulis dalam persamaan reaksi hanya ion-ion yang unsurnya mengalami perubahan bilok, dengan catatan Molekul Unsur dan senyawa Oksida tidak perlu diionkan

2) Setarakan jumlah unsur yang biloknya berubah disisi kiri dan kanan reaksi 3) Bagi reaksi menjadi 2 (dua) bagian setengah reaksi. Penyetaraan dilakukan per-bagian. 4) Perhatikan jumlah unsur O di kedua sisi reaksi. Jika jumlahnya berbeda, samakan dengan menambahkan H2O pada sisi reaksi yang kekurangan sebanyak kekurangan unsur O, dan pada sisi yang lain tambahkan ion H+ sebanyak atom H akibat penambahan H2O. 5) Hitung muatan total pada kedua sisi reaksi. Setarakan muatan dengan menambahkan elektron ( e – ) pada sisi reaksi yang muatan totalnya lebih besar sebanyak selisih muatan antara kedua sisi. Lakukan Proses yang sama untuk setengah reaksi yang lain. 6) Perhatikan jumlah elektron pada kedua bagian setengah reaksi. Jika tidak sama, samakan jumlah elektron dengan mengali setengah reaksi dengan bilangan tertentu atau dengan perkalian silang. 7) Jumlahkan kedua bagian setengah reaksi. Jika pada kedua sisi reaksi terdapat zat yang sama, kalau jumlahnya sama maka keduanya dihilangkan. Dan jika jumlahnya Berbeda, maka zat yang jumlahnya lebih sedikit dihilangkan dengan mengurangi jumlah zat yang lebih banyak.

CONTOH : Cu(s) + HNO3 (aq)  Cu(NO3)2 (aq) + NO(g) + H2O (l) Cu + H+ NO3 –  Cu2+ 2 NO3 – + NO + H2O Cu +  + NO3 – I. Cu  Cu2+ + 2 e – Cu2+ II. NO3 – + 4 H+ + 3 e –  NO + 2 H2O Pada kedua bagian setengah reaksi terdapat perbedaan jumlah elektron. NO I. Cu  Cu2+ + 2 e – x 3 II. NO3 – + 4 H+ + 3 e –  NO + 2 H2O x 2 Sehingga menjadi : I. 3 Cu  3 Cu2+ + 6 e – II. 2 NO3 – + 8 H+ + 6 e –  2 NO + 4 H2O 3 Cu + 6 NO3 – + 8 H +  3 Cu 2+ + 2 NO + 4 H2O