SIFAT KOLIGATIF LARUTAN
Sifat koligatif
larutan adalah sifat larutan yang tidak
tergantung pada macamnya zat terlarut tetapi semata-mata hanya ditentukan oleh
banyaknya zat terlarut (konsentrasi zat terlarut).
Apabila
suatu pelarut ditambah dengan sedikit zat terlarut ,maka akan didapat suatu
larutan yang mengalami:
1.
Penurunan tekanan uap
jenuh
2.
Kenaikan titik didih
3.
Penurunan titik beku
4.
Tekanan osmosis
Banyaknya partikel dalam
larutan ditentukan oleh konsentrasi larutan dan sifat Larutan itu sendiri.
Jumlah partikel dalam larutan non elektrolit tidak sama dengan jumlah partikel
dalam larutan elektrolit, walaupun konsentrasi keduanya sama. Hal ini
dikarenakan larutan elektrolit terurai menjadi ion-ionnya, sedangkan larutan
non elektrolit tidak terurai menjadi ion-ion. Dengan demikian sifat koligatif
larutan dibedakan atas sifat koligatif larutan non elektrolit dan sifat
koligatif larutan elektrolit.
Penurunan
Tekanan Uap Jenuh
Pada
setiap suhu, zat cair selalu mempunyai
tekanan tertentu. Tekanan ini adalah tekanan uap jenuhnya pada suhu
tertentu. Penambahan suatu zat ke dalam zat cair menyebabkan penurunan tekanan
uapnya. Hal ini disebabkan karena zat terlarut itu mengurangi bagian atau
fraksi dari pelarut, sehingga kecepatan penguapan berkurang.
Menurut Roult :
p = po . XB
keterangan:
p
: tekanan uap jenuh larutan
po : tekanan uap
jenuh pelarut murni
XB : fraksi mol
pelarut
Karena XA + XB = 1, maka persamaan di atas dapat
diperluas menjadi :
P = Po (1 – XA)
P = Po – Po . XA
Po – P =
Po . XA
Sehingga :
ΔP = po . XA
keterangan:
ΔP : penuruman
tekanan uap jenuh pelarut
po :
tekanan uap pelarut murni
XA : fraksi
mol zat terlarut
Contoh :Hitunglah
penurunan tekanan uap jenuh air, bila 45 gram glukosa (Mr = 180) dilarutkan
dalam 90 gram air ! Diketahui tekanan uap jenuh air murni pada 20oC adalah 18 mmHg.
Kenaikan
Titik Didih
Adanya penurunan tekanan
uap jenuh mengakibatkan titik didih larutan lebih tinggi dari titik didih
pelarut murni. Untuk larutan non elektrolit kenaikan titik didih dinyatakan
dengan:
ΔTb = m .
Kb
keterangan:
ΔTb =
kenaikan titik didih (oC)
m
= molalitas larutan
Kb =
tetapan kenaikan titik didih molal
(W menyatakan massa zat
terlarut), maka kenaikan titik didih larutan dapat dinayatakan sebagai:
Apabila pelarutnya air dan
tekanan udara 1 atm, maka titik didih larutan dinyatakan sebagai :
Tb =
(100 + ΔTb) oC
Penurunan
Titik Beku
Untuk penurunan titik beku
persamaannya dinyatakan sebagai:
ΔTf =
penurunan titik beku
m
= molalitas larutan
Kf
= tetapan penurunan titik beku molal
W =
massa zat terlarut
Mr = massa molekul
relatif zat terlarut
p
= massa pelarut
Apabila pelarutnya air dan
tekanan udara 1 atm, maka titik beku larutannya dinyatakan sebagai:
Tf = (O – ΔTf)oC
Tekanan
Osmosis
Tekanan osmosis adalah
tekanan yang diberikan pada larutan yang dapat menghentikan perpindahan
molekul-molekul pelarut ke dalam larutan melalui membran semi permeabel (proses
osmosis) seperti ditunjukkan pada.
Menurut Van’t hoff tekanan
osmosis mengikuti hukum gas ideal:
PV = nRT
Karena tekanan osmosis = Π
, maka :
π° = tekanan osmosis (atmosfir)
C = konsentrasi larutan (M)
R = tetapan gas universal. = 0,082 L.atm/mol K
T = suhu mutlak (K)
C = konsentrasi larutan (M)
R = tetapan gas universal. = 0,082 L.atm/mol K
T = suhu mutlak (K)
Tekanan
osmosis
·
Larutan
yang mempunyai tekanan osmosis lebih rendah dari yang lain disebut larutan
Hipotonis.
·
Larutan
yang mempunyai tekanan lebih tinggi dari yang lain disebut larutan Hipertonis.
·
Larutan
yang mempunyai tekanan osmosis sama disebut Isotonis.
Seperti yang telah
dijelaskan sebelumnya bahwa larutan elektrolit di dalam
pelarutnya mempunyai kemampuan untuk mengion. Hal ini
mengakibatkan larutan elektrolit mempunyai jumlah partikel yang lebih banyak
daripada larutan non elektrolit pada konsentrasi yang sama.
Contoh :
Larutan 0.5 molal glukosa
dibandingkan dengan iarutan 0.5 molal garam dapur.
·
Untuk
larutan glukosa dalam air jumlah partikel (konsentrasinya) tetap, yaitu 0.5
molal.
·
Untuk
larutan garam dapur: NaCl(aq) →
Na+(aq) + Cl-(aq) karena
terurai menjadi 2 ion, maka konsentrasi partikelnya menjadi 2 kali semula = 1.0
molal.
Yang menjadi ukuran langsung
dari keadaan (kemampuannya) untuk mengion adalah derajat ionisasi. Besarnya
derajat ionisasi ini dinyatakan sebagai :
α° = jumlah mol zat yang
terionisasi/jumlah mol zat mula-mula
Untuk larutan elektrolit
kuat, harga derajat ionisasinya mendekati 1, sedangkan untuk elektrolit lemah,
harganya berada di antara 0 dan 1 (0 < α < 1). Atas dasar kemampuan ini,
maka larutan elektrolit mempunyai pengembangan di dalam perumusan sifat
koligatifnya.
·
Untuk
Kenaikan Titik Didih dinyatakan sebagai :
n menyatakan jumlah ion dari larutan elektrolitnya.
·
Untuk Penurunan Titik Beku
dinyatakan sebagai :
·
Untuk
Tekanan Osmosis dinyatakan sebagai :
π° = C R T [1+
α(n-1)]
Contoh :
Hitunglah kenaikan titik
didih dan penurunan titik beku dari larutan5.85 gram garam dapur (Mr = 58.5)
dalam 250 gram air ! (untuk air, Kb= 0.52 dan Kf= 1.86)
Jawab :
Larutan garam dapur,
Catatan:
Jika di dalam soal tidak
diberi keterangan mengenai harga derajat ionisasi, tetapi kita mengetahui bahwa
larutannya tergolong elektrolit kuat, maka harga derajat ionisasinya dianggap
1.
PENERAPAN SIFAT KOLIGATIF LARUTAN DALAM KEHIDUPAN
SEHARI-HARI
Sifat koligatif adalah
sifat-sifat fisis larutan yang hanya bergantung pada konsentrasi partikel zat
terlarut, tetapi tidak pada jenisnya. Sifat koligatif larutan meliputi tekanan
uap, penurunan titik beku, kenaikan titik didih, dan tekanan osmotik. Sifat koligatif
terutama penurunan titik beku dan tekanan osmosis memiliki banyak kegunaan
dalam kehidupan sehari-hari. Beberapa penerapan penurunan titik beku dapat
mempertahankan kehidupan selama musim dingin. Penerapan tekanan osmosis
ditemukan di alam, dalam bidang kesehatan, dan dalam ilmu biologi. Berikut ini
penjelasan mengenai penerapan sifat koligatif larutan dalam kehidupan
sehari-hari.
A.PENERAPAN PENURUNAN TEKANAN UAP
Laut mati adalah contoh
dari terjadinya penurunan tekanan uap pelarut oleh zat terlarut yang tidak
mudah menguap. Air berkadar garam sangat tinggi ini terletak di daerah gurun
yang sangat panas dan kering, serta tidak berhubungan dengan laut bebas,
sehingga konsentrasi zat terlarutnya semakin tinggi.
Pada saat
berenang di laut mati, kita tidak akan tenggelam karena konsentrasi zat
terlarutnya yang sangat tinggi. Hal ini tentu saja, dapat dimanfaatkan sebagai
sarana hiburan atau rekreasi bagi manusia. Penerapan prinsip yang sama dengan
laut mati dapat kita temui di beberapa tempat wisata di Indonesia yang berupa
kolam apung.
B. PENERAPAN PENURUNAN TITIK BEKU
1.Membuat Campuran Pendingin
Cairan pendingin adalah larutan berair yang memiliki titik beku jauh di bawah 0oC.
Cairan pendingin digunakan pada pabrik es, juga digunakan untuk membuat es
putar. Cairan pendingin dibuat dengan melarutkan berbagai jenis garam ke dalam
air.
Pada pembuatan es putar cairan pendingin dibuat dengan mencampurkan garam dapur
dengan kepingan es batu dalam sebuah bejana berlapis kayu. Pada pencampuran
itu, es batu akan mencair sedangkan suhu campuran turun. Sementara itu,
campuran bahan pembuat es putar dimasukkan dalam bejana lain yang terbuat dari
bahan stainless steel. Bejana ini kemudian dimasukkan ke dalam
cairan pendingin, sambil terus-menerus diaduk sehingga campuran membeku.
2.Antibeku pada Radiator Mobil
Di daerah
beriklim dingin, ke dalam air radiator biasanya ditambahkan etilen glikol. Di
daerah beriklim dingin, air radiator mudah membeku. Jika keadaan ini dibiarkan,
maka radiator kendaraan akan cepat rusak. Dengan penambahan etilen glikol ke
dalam air radiator diharapkan titik beku air dalam radiator menurun, dengan
kata lain air tidak mudah membeku.
3. Antibeku dalam Tubuh Hewan
Hewan-hewan
yang tinggal di daerah beriklim dingin, seperti beruang kutub, memanfaatkan
prinsip sifat koligatif larutan penurunan titik beku untuk bertahan hidup.
Darah ikan-ikan laut mengandung zat-zat antibeku yang mempu menurunkan titik
beku air hingga 0,8oC. Dengan demikian, ikan laut dapat bertahan di
musim dingin yang suhunya mencapai 1,9oC karena zat antibeku yang
dikandungnya dapat mencegah pembentukan kristal es dalam jaringan dan selnya.
Hewan-hewan lain yang tubuhnya mengandung zat antibeku antara lain serangga ,
ampibi, dan nematoda. Tubuh serangga mengandung gliserol dan dimetil
sulfoksida, ampibi mengandung glukosa dan gliserol darah sedangkan nematoda
mengandung gliserol dan trihalose.
4. Antibeku untuk Mencairkan Salju
Di daerah
yang mempunyai musim salju, setiap hujan salju terjadi, jalanan dipenuhi es
salju. Hal ini tentu saja membuat kendaraan sulit untuk melaju. Untuk
mengatasinya, jalanan bersalju tersebut ditaburi campuran garam NaCL dan CaCl2.
Penaburan garam tersebut dapat mencairkan salju. Semakin banyak garam yang
ditaburkan, akan semakin banyak pula salju yang mencair.
5. Menentukan Massa Molekul Relatif (Mr)
Pengukuran
sifat koligatif larutan dapat digunakan untuk menentukan massa molekul relatif
zat terlarut. Hal itu dapat dilakukan karena sifat koligatif bergantung pada
konsentrasi zat terlarut. Dengan mengetahui massa zat terlarut (G)
serta nilai penurunan titik bekunya, maka massa molekul relatif zat terlarut
itu dapat ditentukan.
C. PENERAPAN TEKANAN OSMOSIS
1. Mengontrol Bentuk Sel
Larutan-larutan yang mempunyai tekanan osmosis yang sama disebut isotonik.
Larutan-larutan yang mempunyai tekanan osmosis lebih rendah daripada larutan
lain disebut hipotonik. Sementara itu, larutan-larutan yang mempunyai tekanan
osmosis lebih tinggi daripada larutan lain disebut hipertonik.
Contoh
larutan isotonik adalah cairan infus yang dimasukkan ke dalam darah. Cairan
infus harus isotonik dengan cairan intrasel agar tidak terjadi osmosis, baik ke
dalam ataupun ke luar sel darah. Dengan demikian, sel-sel darah tidak mengalami
kerusakan.
2. Mesin Cuci Darah
Pasien
penderita gagal ginjal harus menjalani terapi cuci darah. Terapi menggunakan
metode dialisis, yaitu proses perpindahan molekul kecil-kecil seperti urea
melalui membran semipermeabel dan masuk ke cairan lain, kemudian dibuang.
Membran tak dapat ditembus oleh molekul besar seperti protein sehingga akan
tetap berada di dalam darah.
3. Pengawetan Makanan
Sebelum
teknik pendinginan untuk mengawetkan makanan ditemukan, garam dapur digunakan
untuk mengawetkan makanan. Garam dapat membunuh mikroba penyebab makanan busuk
yang berada di permukaan makanan.
4. Membasmi Lintah
Garam
dapur dapat membasmi hewan lunak, seperti lintah. Hal ini karena garam yang
ditaburkan pada permukaan tubuh lintah mampu menyerap air yang ada dalam tubuh
sehingga lintah akan kekurangan air dalam tubuhnya.
5. Penyerapan Air oleh Akar Tanaman
Tanaman
membutuhkan air dari dalam tanah. Air tersebut diserap oleh tanaman melalui
akar. Tanaman mengandung zat-zat terlarut sehingga konsentrasinya lebih tinggi
daripada air di sekitar tanaman sehingga air dalam tanah dapat diserap oleh
tanaman.
6. Desalinasi Air Laut Melalui Osmosis Balik
Osmosis balik adalah
perembesan pelarut dari larutan ke pelarut, atau dari larutan yang lebih pekat ke
larutan yang lebih encer. Osmosis balik terjadi jika kepada larutan diberikan
tekanan yang lebih besar dari tekanan osmotiknya.
Osmosis balik digunakan
untuk membuat air murni dari air laut. Dengan memberi tekanan pada permukaan
air laut yang lebih besar daripada tekanan osmotiknya, air dipaksa untuk
merembes dari air asin ke dalam air murni melalui selaput yang permeabel untuk
air tetapi tidak untuk ion-ion dalam air laut. Tanpa tekanan yang cukup besar,
air secara spontan akan merembes dari air murni ke dalam air asin.
Penggunaan lain dari
osmosis balik yaitu untuk memisahkan zat-zat beracun dalam air limbah sebelum
dilepas ke lingkungan bebas.
This comment has been removed by the author.
ReplyDeleteWow Keren Blog nya miss Retno
ReplyDelete