SIFAT KOLIGATIF LARUTAN

Dalam bab ini akan dibahas sifat koligatif larutan nonelektrolit dan elektrolit serta penggunaan sifat koligatif untuk menentukan massa molekul relatif (Mr) suatu zat, serta penggunaan sifat koligatif dalam kehidupan sehari-hari, tetapi sebelumnya akan dibahas tentang molalitas dan fraksi mol.

1.1 Konsentrasi Larutan

Konsentrasi larutan yang dipelajari dalam bab ini adalah molalitas dan fraksi

mol, sedangkan molaritas sudah dibahas di kelas XI.

A. Molalitas (m)

Molalitas menyatakan jumlah mol zat terlarut di dalam setiap 1 kg (1.000

gram) pelarut.

Molalitas dapat dirumuskan: M=gr : mr x 1000:p

(1.1)

dengan: m = molalitas

n = mol zat terlarut

p = massa zat pelarut (gram)

Bila g gram zat terlarut dilarutkan dalam p gram zat pelarut dengan massa

rumus relatif (Mr), maka molalitas dapat juga dirumuskan menjadi:

(1.2)

dengan: g = massa zat terlarut (gram)

p = massa zat pelarut (gram)

Mr = massa rumus zat terlarut

C o n t o h 1.1

1. Sebanyak 1,8 gram glukosa, C6H12O6 dilarutkan ke dalam 100 gram air (Ar C =12,

H = 1, O = 16). Tentukan molalitas larutan glukosa tersebut!

Jawab: caranya ?

Jadi, molalitas C6H12O6 = 0,1 m.

2. Tentukan banyaknya (gram) NaOH yang harus dilarutkan dalam 1 liter air (air =

1,00 g/mL) agar diperoleh NaOH 0,25 m.

Jawab:

1 L air = 1.000 mL = 1.000 g (karen air = 1,00 g/mL)

mNaOH

0,25

0,25

g = 10 gram

Jadi, banyaknya NaOH yang diperlukan adalah 10 gram.

3. Tentukan berapa mL volume air yang diperlukan untuk melarutkan 4,9 gram H2SO4 yang konsentrasinya 0,25 M (Ar H = 1; S = 32; O =16)!

Jawab:

m

0,25

p = 20 gram (20 mL)

Jadi, volume air = 20 mL.

Kristal NaOH dan KOH dengan massa yang sama dilarutkan dalam sejumlah pelarut

yang sama pula. Bila Ar K = 39 dan Na = 23, manakah larutan yang memiliki molalitas

lebih tinggi dari kedua larutan tersebut?

B. Fraksi Mol (x)

Fraksi mol menyatakan perbandingan mol suatu zat dengan jumlah mol campuran. Misal a mol zat p dicampurkan dengan b mol zat q, maka:

(1.3)

(1.4)

xp + xq = 1 (1.5)

Latihan 1.1

1. Sebanyak 90 gram glukosa, C6H12O6 dilarutkan dalam 360 mL air (Ar C = 12, H = 1, O = 16). Tentukan fraksi mol masing-masing zat!

Jawa :

= = 0,5 mol

nair = = 20 ol

= = =

= 1 – =

2. Fraksi mol urea, CO(NH2)2 di dalam air adalah 0,4. Tentukan berapa massa urea dan

air yang terdapat dalam campuran tersebut?

Jawab:

xurea = 0,4 =

Berarti nurea = 4 mol

nair = 10 – 4 = 6 mol

massa urea = 4 × 60 = 240 gram

massa air = 6 × 18 = 108 gram

3. Berapa fraksi mol 46 gram toluena (C7H8) dan 117 gram benzena (C6H6) dalam larutan?

(Ar C = 12, H = 1)

Ja wab:

= = 0 5 mol = = 1 5 mo

= =

= 1 – =

Bila a mol HCl dilarutkan dalam b mol air, kemudian kedua campuran tersebut

ditambahkan sejumlah air, bagaimana perubahan fraksi mol dari kedua zat tersebut?

1.2 Pengertian Sifat Koligatif Larutan

Kalau kita melarutkan suatu zat terlarut dalam suatu pelarut murni, maka

kemungkinan besar akan terjadi hal-hal sebagai berikut.

1. Pada larutan akan lebih sukar menguap jika dibandingkan pelarut murninya

C o n t o h 1.2

Latihan 1.2

karena pada larutan mengalami penurunan tekanan uap akibat adanya partikel

terlarut.

2. Jika dididihkan, larutan akan mendidih pada suhu yang lebih tinggi jika

dibandingak pelarut murninya. Akibat adanya partikel terlarut akan terjadi

kenaikan titik didih.

3. Jika dibekukan, larutan akan membeku pada suhu yang lebih kecil atau

dibawah suhu membeku pelarut murniya. Akibat adanya partikel terlarut akan

terjadi penurunan titik beku.

4. Jika larutan dihubungkan dengan pelarut murninya melewati membran semipermiabel,

maka larutan akan mengalami volume akibat tekanan osmotik.

Besarnya perubahan keempat sifat tersebut bergantung pada jumlah partikel

zat terlarut dalam larutan. Sifat yang hanya bergantung pada jumlah partikel zat

terlarut dan tidak bergantung pada jenis zat terlarut disebut sifat koligatif larutan.

1.3 Sifat Koligatif Larutan Nonelektrolit

A. Penurunan Tekanan Uap Jenuh (P)

Bila kita mengamati pada peristiwa pe-nguapan, ketika partikel-partikel zat cair meninggalkan kelompoknya. Bila zat cair disimpan dalam ruang tertutup yang hampa udara, maka sebagian dari partikel-partikel zat cair akan menguap, sedangkan zat cair yang telah menjadi uap akan kembali menjadi zat

cair (mengembun). Tekanan uap yang ditimbulkan pada saat tercapai kondisi kesetimbangan dinamakan tekanan uap jenuh.

Dari hasil pengukuran data-data eksperimen ternyata diketahui bahwa tekanan uap jenuh larutan lebih rendah daripada tekanan uap jenuh pelarut murni, mengapa?

Dalam suatu larutan, partikel-partikel zat terlarut

akan menghalangi gerak molekul-molekul pelarut untuk berubah menjadi bentuk gas (uap)(ada interaksi molekul antra zat terlarut dengan pelarutnya). Oleh karena itu tekanan uap jenuh larutan lebih rendah daripada tekanan uap jenuh pelarut murni. Makin lemah gaya tarik-menarik molekul-molekul zat cair, makin mudah zat cair tersebut menguap, maka makin besar pula tekanan uap jenuhnya. Selisih antara tekanan uap jenuh pelarut murni dengan tekanan uap jenuh larutan disebut penurunan tekanan uap jenuh.

P = P° – P  (1.6)

Pengaruh konsentrasi zat terlarut terhadap penurunan tekanan uap jenuh dapat

dijelaskan dengan hukum Rault sebagai berikut.

P = xpelarut ·P° (1.7)

Dari persamaan (1.6) dan (1.7) dapat kita turunkan suatu rumus untuk menghitung

penurunan tekanan uap jenuh, yaitu:

P = P° – P

= P° – (xpelarut ·P°)

= P° (1– xpelarut)

P = P° · xterlarut

1. Tekanan uap jenuh air pada suhu 100 °C adalah 72 cmHg. Berapa tekanan uap jenuh

larutan urea, CO(NH2)2 40% pada suhu yang sama, bila diketahui Mr urea = 60 dan

Ar air = 18?

Jawab:

Larutan urea 40% = 40 gram urea dalam 100 gram larutan

= 40 gram urea + 60 gram air

nu ea = = mol

n 2O = = mol

xpela ut = =

P = Po · xpelarut

= 72 ·

= 60 cmHg

atau...

xair = 1 – =

P = P° xterlarut

C o n t o h 1.3

Keterangan:

P = penurunan tekanan uap jenuh

Po = tekanan uap jenuh pelarut air murni

xterlarut = fraksi mol zat terlarut

xpelarut = fraksi mol zat pelarut

= 72

= 12 cmHg

P = P° – P

= 72 – 12 cmHg

= 60 cmHg