Home / Kimia / sifat koligatif larutan

Sifat Koligatif Larutan

  • 7 min read

Penulis : Siti Allyssa Khairina Muslim, Mahasiswi FMIPA UI Jurusan Kimia

Sifat larutan yang tergantung pada kuantitas (konsentrasi) tetapi tidak pada jenisnya atau identitas partikel terlarut disebut sifat koligatif. (Koligatif berarti “tergantung pada koleksi“; sifat koligatif bergantung pada efek kolektif dari jumlah partikel terlarut).

Sifat-sifat koligatif larutan nonelektrolit

Penurunan tekanan uap

Tekanan uap merupakan tekanan gas yang berada di atas zat cair dalam keadaan tertutup, saat gas dan zat cair berada pada kesetimbangan dinamis. Jika zat terlarut bersifat tidak mudah menguap, tekanan uap dari larutan selalu lebih kecil daripada pelarut murninya. Jadi hubungan antara tekanan uap larutan dan tekanan uap pelarut bergantung pada konsentrasi zat terlarut dalam larutan.

Hubungan itu dirumuskan dalam hukum Rault yang menyatakan bahwa tekanan parsial pelarut dari larutan (P) adalah tekanan uap pelarut murni (P⁰) dikalikan fraksi mol pelarut dalam larutan (Xp).

rumus hukum Rault

Dimana Xt merupakan fraksi mol zat terlarut. Kita lihat bahwa ∆P berbanding lurus terhadap konsentrasi (diukur dalam fraksi mol) zat terlarut yang ada.

fraksi mol zat terlarut

Jika kedua komponen larutan mudah menguap , maka tekanan uap larutan adalah jumlah dari tekanan parsial masing-masing komponen.

mudah menguap

dengan Pa dan Pb adalah tekanan parsial larutan komponen a dan b; P⁰a dan P⁰b adalah tekanan upa zat murni; Xa dan Xb ialah fraksi mol masing-masing. Tekanan total (Pt) diberikan oleh hukum dalton untuk tekanan parsial yaitu:

hukum dalton untuk tekanan parsial

Kenaikan titik didih

Titik didih larutan ialah suhu pada saat tekanan uap larutan sama dengan tekanan atmosfer luar.
Titik didih larutan ialah suhu pada saat tekanan uap larutan sama dengan tekanan atmosfer luar.

Keterangan

  • Garis hitam : Fasa pelarut murni
  • Garis biru : Fasa larutan

Gambar diatas memperlihatkan diagram fasa dari air dan perubahan yang terjadi dalam larutan berair. Karena pada suhu berapa pun tekanan uap larutan akan lebih kecil daripada tekanan uap pelarut murninya, kurva cairan-uap untuk larutan akan terletak dibawah kurva untuk pelarut murni.

Akibatnya, kurva larutan (garus warna biru) memotong garis horizontal yang bertanda P = 1 atm pada suhu yang lebih tinggi daripada titik didih normal pelarut murni. Analisis grafis ini menunjukkan bahwa titik didih larutan lebih tinggi daripada titik didih air. Kenaikan titik didih, ∆Td, didefinisikan sebagai

Kenaikan titik didih

dimana Td adalah titik didih larutan dan T⁰d adalah titik didih pelarut murni. Karena ∆Td berbanding lurus dengan dengan penurunan tekanan uap, maka juga berbanding lurus dengan konsentrasi (molalitas) larutan.

titik didih pelarut murni

dimana m adalah molalitas larutan dan Kd adalah konstanta kenaikan titik didih molal. Satuan Kd adalah ⁰C/m.

Penurunan titik beku

Pembekuan merupakan proses transisi partikel suatu zat dari keadaan tidak teratur (zat cair) ke keadaan yang lebih teratur (zat padat). Agar dapat berlangsung, energi harus diambil dari dalam sistem.

Larutan yang memiliki partikel lebih tidak teratur daripada pelarut murninya, membutuhkan lebih banyak energi dari sistem untuk menciptakan keteraturan dibandingkan energi yang dibutuhkan pelarut murninya. Sehingga larutan akan memiliki titik beku yang lebih rendah daripada pelarut murninya. Penurunan titik beku, ∆Tb, didefinisikan sebagai:

Penurunan titik beku

dimana T⁰b adalah titik beku pelarut murni, dan Tb adalah titik beku larutan. ∆Tb berbanding lurus dengan konsentrasi larutan

∆Tb berbanding lurus dengan konsentrasi larutan

dimana dalam persamaan ini m adalah molalitas larutan dan Kb adalah konstanta penurunan titik beku molal. Satuan Kb adalah ⁰C/m.

Tekanan osmosis

Osmosis merupakan gerakan bersih molekul pelarut melewati membran semipermeabel dari pelarut murni atau dari larutan encer ke larutan yang lebih pekat. Tekanan osmotik (π) suatu larutan adalah tekanan yang diperlukan untuk menghentikan osmosis.

Tekanan osmotik

Bagian di kiri (warna merah) berisi pelarut murni; bagian di kanan (warna biru) berisi larutan. Kedua bagian dipisahkan oleh membran semipermeabel yang memungkinkan molekul pelarut melewatinya tetapi menghalangi lewatnya molekul zat pelarut. Pada awalnya, permukaan air di kedua bagian sama tinggi. Setelah beberapa saat, permukaan di bagian kanan mulai naik, dan berlanjut sampai mencapai kesetimbangan akibat dari tekanan osmosis yang diberikan pada bagian kanan. Tekanan osmotik larutan dinyatakan sebagai:

Tekanan osmotik

dimana M merupakan molaritas larutan, R adalah konstanta gas (0,0821 L.atm/K.mol), dan T adalah suhu mutlak. Satuan tekanan osmosis adalah atm.

Jika terdapat dua alrutan yang mempunyai tekanan osmosis yang sama maka keduanya disebut dalam keadaan isotonik. Jika kedua larutan memiliki tekanan osmosis yang tidak sama, larutan yang pekat disebut hipertonik dan larutan yang lebih encer disebut hipotonik.

Sifat koligatif larutan elektrolit

Alasan larutan elektrolit memiliki rumus yang beda dengan nonelektrolit karena elektrolit terurai menjadi ion-ion dalam larutan, dan dengan demikian satu satuan senyawa elektrolit terpisah menjadi dua atau lebih partikel ketika dilarutkan.

senyawa elektrolit terpisah

Variabel i ialah faktor van’t Hoff yang didefinisikan sebagai:

i = jumlah partikel sebenarnya dalam larutan setelah penguraian

jumlah satuan rumus yang semula terlarut dalam larutan

Jadi, i harus bernilai 1 untuk semua nonelektrolit. Untuk larutan elektrolit kuat seperti NaCl dan KNO3, i seharusnya 2, dan untuk elektrolit kuat seperti Na2SO4 dan MgCl2, i seharusnya 3.

Contoh soal dan pembahasan

  1. Sebanyak 7,85 gr sampel senyawa dengan rumus empiris C5H4 dilarutkan dalam 301 gr benzena. Titik beku laarutan ialah 1,05⁰C dibawah titik beku benzena murni. Berapa massa molar dan apa rumus molekul senyawa tersebut?

Jawab:

sifat koligatif larutan 1

molalitas = ∆Tb = 1,05⁰C = 0,205 m

Kb 5,12⁰C/m

Karena adal 0,205 mol zat terlarut dalam 1 kg pelarut, jumlah mol zat terlarut dalam 301 gr atau 0,301 kg pelarut ialah

0,205 mol x 0,301 kg pelarut = 0,0617 mol

1 kg pelarut

maka massa molar zat terlarut

7,85 gr = 127 gr/mol

0,0617 mol

karena massa molar rumus empiris (C5H4) adalah 64 gr/mol dan massa molarnya adalah 127 gr/mol, maka rumus molekulnya

(Mr E)n = Mr

(64)n = 127

n ≈ 2

Maka rumus molekulnya adalah (C5H4) x 2 = C10H8

2. Suatu larutan dibuat dengan melarutkan 35 gr hemoglobin (Hb) dalam air secukupnya sampai volume 1L. Jika tekanan osmotik larutan ternyata 10 mmHg pada 25⁰C, hitung massa molar hemoglobin.

Jawab :

M = π

RT

10 x 1 atm

= 760 mmHg

(0,0821L.atm/K.mol)(298K)

= 5,38 x 10^-4 M

Volume larutan ialah 1L, sehingga larutan ini mengandung 5,38 x 10^-4 mol Hb. Kita gunakan kuantitas ini untuk menghitung massa molar Hb

mol Hb = massa Hb

massa molar Hb

massa molar Hb = massa Hb

mol Hb

= 35 gr

5,38 x 10^-4 mol

= 6,51 x 10^4 gr/mol

3. Tekanan osmotik larutan 0,01 M Kalium Iodida pada 25⁰C ialah 0,465 atm. Hitung faktor van’t hoff dari KI!

i = π

MRT

= 0,465 atm

(0.01 M)(0.0821 L.atm/K.mol)(298K)

= 1,90

Baca juga