SIFAT KOLIGATIF LARUTAN Sifat koligatif larutan yaitu sifat larutan yang hanya dipengaruhi oleh jumlah partikel zat terlarut. Syarat sifat koligatis: 1. Larutan harus encer (larutan dianggap ideal) tidak ada interaksi antara partikel zat terlarut satu dengan yang lainnya. 2. Zat terlarutnya harus non volatil (sukar menguap) Diskusikan mengapa harus NON VOLATIL? Oleh karena itu jenis dan ukuran partikel zat terlarut tidak berpengaruh Sifat Koligatif Larutan meliputi: 1. Penurunan tekanan uap jenuh ( P) 2. Kenaikan titik didih larutan ( Tb) 3. Penurunan titik beku larutan ( Tf) 4. Teakanan osmotik larutan ( ) 1
DISKUSIKAN Sifat koligatif dapat digunakan untuk menentukan massa molekul relatif (Mr) berbagai jenis zat serta dapat menjelaskan berbagai peristiwa dialam seperti: 1. Mengapa es mencair jika diberi garam? 2. Mengapa lintah mati jika diberi garam? 3. Mengapa dalam air radiator mobil diberi etilenglikol? 4. Manakah yang lebih tinggi titik didihnya air laut atau air murni? 5. Manakah yang lebih cepat matang, telur yang direbus di pantai ataukah yang direbus di pegunungan? 2
Tekanan yang ditimbulkan oleh uap jenuh itu disebut tekanan uap jenuh. Besarnya tekanan uap jenuh bergantung pada jenis zat dan suhu. Zat yang memiliki gaya tarik-menarik antar partikel relatif besar, berarti sukar menguap, mempunyai tekanan uap jenuh yang relatif kecil. Contoh: garam, gula, glikol dan gliserol. Zat yang memiliki gaya tarik-menarik antar partikel relatif lemah, berarti mudah menguap, mempunyai tekanan uap jenuh relatif besar. Zat semacam itu dikatakan mudah menguap atau atsiri (volatile) Contoh: etanol, bensin dan eter. 3
Tekanan uap jenuh suatu zat akan bertambah jika suhu dinaikkan. Tabel tekanan uap jenuh air pada berbagai suhu (mmhg) T ( o C) P (mmhg) 0 4,58 10 9,21 20 17,54 40 55,30 100 760,0 4
Jika kedalam suatu pelarut dilarutkan zat yang tidak mudah menguap, ternyata tekanan uap jenuh larutan menjadi 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 ( P) P = P o - P Menurut Roult, untuk larutan-larutan encer dari zat yang tidak mudah menguap. 1. Penurunan tekanan uap jenuh larutan sama dengan hasil kali tekanan uap jenuh pelarut murni dengan fraksi mol zat terlarut. P = X t. Po 2. Tekanan uap jenuh larutan sama dengan hasil kali tekanan uap jenuh pelarut murni dengan fraksi mol pelarut. P = Xp. Po 5
Non elektrolit i = 1 Zat terlarut Senyawa non polar/ Umumnya senyawa organik Elektrolit i = 1 + (n-1). a Senyawa polar dimana : i = faktor Van t Hoff n = jumlah partikel a = derajat ionisasi Untuk senyawa elektrolit kuat, harga a = 1, maka i = n 6
Macam-macam sifat koligatif larutan No. Sifat koligatif Rumus 1. Penurunan tekanan uap larutan 2. Kenaikan titik didih ( T b ) P = X p. P o P = P o P P = X t. P o T b = m. K b. I w 1000 Tb..K Mr p 3. Penurunan titik beku T f = m. K f. i ( T f ) w 1000 Tf..K Mr p 4. Tekanan osmotik ( ) = M. R. T. i f b.i.i 7
Keterangan : P = Tekanan uap jenuh larutan P o = Tekanan uap jenuh pelarut murni P = Penurunan tekanan uap jenuh larutan X p = Fraksi mol pelarut X t = Fraksi mol zat terlarut Kb = Tetapan kenaikan titik didih Kf = Tetapan penurunan titik beku m = molalitas W = Berat zat terlarut Mr = massa molekul relatif p = Berat pelarut (g) M = Molaritas R = Tetapan gas (0,08205 Liter atm/mol ok) T = Suhu Kelvin (T= toc + 273) 8
P, Tb, dan Tf dapat digunakan untuk menentukan massa molekul senyawa sederhana, sedangkan tekanan osmotik ( ) digunakan untuk menentukan massa molekul yang besar seperti polimer, protein dsb. Mengapa satuan konsentrasi pada penentuan Tb, dan Tf yang digunakan molalitas? Kenaikan titik didih dan penurunan titik beku melibatkan perubahan suhu. Volum suatu zat akan berubah jika suhunya berubah. Dengan penggunaan konsentrasi molalitas, yang satuan konsentrasinya mol/massa maka satuan konsentrasi ini tidak akan berubah dengan perubahan suhu. 9
Tekanan osmotik. Osmosis :peristiwa masuknya molekul pelarut melalui membran semipermiabel dari larutan encer ke larutan yang lebih pekat. Tekanan osmotik ( ) suatu larutan adalah tekanan yang mencegah terjadinya osmosis Hipotonik ( larutan di luar < larutan di dalam sistem, Osmosis terjadi) Tekanan osmotik larutan Isotonik ( larutan di luar = larutan di dalam sistem, Osmosis tidak terjadi) Hipertonik ( larutan di luar > larutan di dalam sistem, Osmosis balik. Contoh: Dehidrasi pada sel atau 10 pembuatan air minum dari air laut)
TEKANAN OSMOTIK Larutan dalam ( 1 ) Tekanan osmotik larutan: 1. Hipotonis 2 < 1 2. Isotonis 2 = 1 3. Hipertonis 2 > 1 Larutan luar ( 2 ) 11
Jika suatu zat dilarutkan dalam suatu pelarut, maka sifat larutan itu bebeda dari sifat pelarut murni. Contoh: Larutan gula berbeda sifat dari air murni. Sifat-sifat larutan seperti rasa, warna, ph dan kekentalan bergantung pada jenis dan konsentrasi zat terlarut. Sedangkan sifat Larutan yang tidak bergantung pada jenis zat terlarut tetapi hanya bergantung pada konsentrasi zat terlarut (jumlah partikel zat terlarut) dinamakan sifat koligatif larutan yaitu meliputi: 1. Penurunan tekanan uap jenuh ( P) 2. Kenaikan titik didih larutan ( Tb) 3. Penurunan titik beku larutan ( Tf) 4. Teakanan osmotik larutan ( ) 12
Jika suatu zat cair (sebenarnya juga zat padat) dimasukkan dalam suatu ruangan tertutup maka zat itu akan menguap sampai ruangan itu jenuh. Pada keadaan jenuh itu terdapat kesetimbangan dinamis antara zat cair (padat) dengan uap jenuhnya. Tekanan yang ditimbulkan oleh uap jenuh itu disebut tekanan uap jenuh. Jika kedalam suatu pelarut dilarutkan zat yang tidak mudah menguap, ternyata tekanan uap jenuh larutan menjadi 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 ( P) P = P o - P 13
Titik didih suatu cairan adalah suhu pada saat tekanan uap jenuh cairan itu samadengan tekanan luar (tekanan yang dikenakan pada permukaan cairan). Jika tekanan uap samadengan tekanan luar, maka gelembung uap yang terbentuk dalam cairan dapat mendorong diri kepermukaan menuju fase gas. Sehingga titik didih suatu cairan tergantung pada tekanan luar. Dipermukaan laut (P = 760 mmhg), air mendidih pada suhu 100 o C. Dipegunungan tekanannya kurang dari 760 mmhg, air mendidih pada suhu dibawah 100 o C Dengan adanya zat terlarut yang sukar menguap maka titik didih larutan menjadi lebih tinggi daripada titik didih pelarut murninya, karena tekanan uap jenuh larutan menjadi lebih rendah daripada tekanan uap jenuh pelarut murni. Selisih antara titik didih larutan dengan titik didih pelarut disebut kenaikan titik didih larutan ( Tb = boiling point elevation) T b = T b - T o 14 b
Titik beku suatu cairan adalah / larutan adalah suhu pada saat tekanan uap cairan (larutan) sama dengan tekanan uap pelarut padat murni. Titik beku suatu cairan (larutan) tidak dipengaruhi oleh tekanan luar. Hal ini disebabkan pada saat terbentuk es, air dan uap air berada pada dalam kesetimbangan yaitu pada titik triple. Titik triple terjadi pada suhu 0,0099 o C dan tekanan 0,0060 atm. Karena tekanan uap larutan lebih rendah daripada tekanan uap pelarut murni, maka larutan belum membeku pada 0 o C, jika suhu terus diturunkan ternyata pelarut padat mengalami penurunan tekanan uap yang lebih cepat daripada larutan, sehingga pada suhu dibawah titik beku pelarut, tekanan uap larutan samadengan tekanan uap pelarut padat murni sehingga larutan mulai membeku. Titik beku larutan adalah suhu pada saat larutan mulai membeku. Selisish antara titik beku pelarut dengan titik beku larutan disebut penurunan titik beku ( T f = freezing point depression) T f = T f o - T f 15
LATIHAN 1. Di antara kelima macam larutan di bawah ini yang titik bekunya paling tinggi ialah larutan a. Natrium karbonat 0,3 M b. Asam asetat 0,5 M Jawab : (E) c. Glukosa 0,8 M d. Magnesium nitrat 0,2 M e. Tembaga sulfat 0,2 M 2. Suatu larutan urea dalam air mempunyai penurunan titik beku 0,372oC. Bila Kb molal air = 1,86oC dan Kd molal air = 0,52oC, maka kenaikan titik didih larutan urea tersebut adalah a. 2,60 b. 0,892 c. 1,04 Jawab : (D) d. 0,104 e. 0,026 16
3. Supaya air sebanyak 1 ton tidak membeku pada suhu 5 o C, ke dalamnya harus dilarutkan garam dapur yang jumlahnya tidak boleh kurang dari (Kf = 1,86 dan Mr NaCl=58,5) a. 13,4 kg b. 26,9 Kg c. 78,6 Kg Jawab : (C) d. 58,5 Kg e. 52,2 kg 4. Dalam satu percobaan ditemukan bahwa dengan melarutkan 3 gram zat X dalam 100 gram CCl 4 (Mr = 154) terjadi pe nurunan tekanan uap pelarut ini sebesar 2 %. Dari data ini dapat dihitung berat molekul zat X sebesar a. 430 b. 230,7 c. 195 Jawab : (B) d. 97 e. 300 17
5. Senyawa organik nonelektrolit sebanyak 32 gram dilarutkan dalam 800 gram pelarut naftalena dan larutan ini mendidih pada suhu 2200C. Jika Kb naftalena = 6,920C/m dan titik didih naftalena = 2180C, maka masa molekul relatif (Mr) zat tersebut adalah a. 138 b. 69 c. 207 d. 103 e. 345 6. Tekanan uap air jenuh pada suhu 25 0 C adalah 26,4 mmhg dan fraksi mol suatu zat dalam air adalah 0,056 mol. Pada suhu 25 0 C, tekana uap larutan adalah a. 1,48 mmhg b. 4,28 mmhg c. 24,92 mmhg d. 18,83 mmhg e. 13,24 mmhg 18