MAKALAH KIMIA FISIKA SIFAT KOLIGATIF DAN LARUTAN
Disusun Oleh Kelompok 2 : 1.Anis Wahyu Ningsih 2.Letri Yose Des Mellani 3.Nadia Zaky Fadillah 4.Rahmad Fajar 5.Roro Rizqi Ramadhania Azizah Dosen Pembimbing : Idha Silviyati
PROGRAM STUDI DIV TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI JURUSAN TEKNIK KIMIA
0
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA TAHUN AKADEMIK 2016/2017
1
KATA PENGANTAR Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT. karena dengan rahmat, karunia, serta taufik dan hidayah-Nya kami dapat menyelesaikan makalah mata kuliah Kimia Fisika dengan judul “Sifat Koligatif dan Larutan” ini dengan baik meskipun banyak kekurangan didalamnya. Dan juga kami berterima kasih kepada seluruh pihak, terutama kepada Ibu Idha Silviyati. selaku dosen mata kuliah Kimia Fisika Politeknik Negeri Sriwijaya yang telah berkontribusi dalam menyelesaikan tugas ini.
Kami sangat berharap makalah ini dapat berguna dalam rangka menambah wawasan serta pengetahuan kita mengenai titrasi iodometri dan permanganometri. Kami juga menyadari sepenuhnya bahwa di dalam makalah ini terdapat kekurangan dan jauh dari kata sempurna. Oleh sebab itu, kami berharap adanya kritik, saran dan usulan demi perbaikan makalah yang telah kami buat di masa yang akan datang, mengingat tidak ada sesuatu yang sempurna tanpa saran yang membangun. Demikian makalah ini kami buat semoga bermanfaat.
Palembang, Maret 2017
Penyusun
1
BAB I PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang 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 adapun penerapanya pada Hewan-hewan yang tinggal di daerah beriklim dingin, seperti beruang kutub, mereka 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. Berikut ini penjelasan mengenai penerapan sifat koligatif larutan dalam kehidupan sehari-hari.
1.2.
Rumusan masalah
1. Bagaimana pengertian sifat koligatif larutan elektrolit dan sifat koligatif larutan non
elektrolit ? 2. Bagaimana sifat koligatif larutan elektrolit dan sifat koligatif larutan non elektrolit penting untuk kehidupan kita ? 3. Bagaimana contoh larutan yang termasuk kedalam sifat koligatif larutan elektrolit dan sifat koligatif larutan non elektrolit?
2
1.3.
Maksud dan Tujuan
1. Agar mahasiswa mampu memahami arti dari sifat koligatif larutan elektrolit dan sifat
koligatif larutan nonelektrolit. 2. Agar mahasiswa mampu memahami sifat koligatif larutan elektrolit dan sifat koligatif larutan nonelektrolit penting untuk kehidupan kita 3. Agar mahasiswa mampu memahami contoh larutan yang termasuk kedalam sifat koligatif larutan elektrolit dan sifat koligatif larutan nonelektrolit.
BAB II PEMBAHASAN
3
2.1.
Pengenalan Larutan Elektrolit Dan Non Elektrolit Larutan adalah campuran homogen dua zat atau lebih yang saling melarutkan dan
masing-masing zat penyusunnya tidak dapat dibedakan lagi secara fisik. Larutan terdiri atas zat terlarut dan pelarut. Berdasarkan daya hantar listriknya (daya ionisasinya), larutan dibedakan dalam dua macam, yaitu larutan elektrolit dan larutan non elektrolit. Sifat elektrolit dan non elektrolit didasarkan pada keberadaan ion dalam larutan yang akan mengalirkan arus listrik. Jika dalam larutan terdapat ion, larutan tersebut bersifat elektrolit. Jika dalam larutan tersebut tidak terdapat ion larutan tersebut bersifat non elektrolit. Larutan elektrolit adalah larutan yang dapat menghantarkan arus listrik. Larutan non elektrolit adalah larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik. Contoh lain adalah, bila NaCl dilarutan dalam air akan terurai menjadi ion positif dan ion negatif. Ion positif yang dihasilkan dinamakan kation dan ion negatif yang dihasilkan dinamakan anion. Larutan NaCl adalah contoh larutan elektrolit. Bila gula dilarutkan dalam air, molekul-molekul gula tersebut tidak terurai menjadi ion tetapi hanya berubah wujud dari padat menjadi larutan. Dalam kehidupan sehari-hari kita banyak menemukan contoh larutan elektrolit maupun non elektrolit. Contoh larutan elektrolit: larutan garam dapur, larutan cuka makan, larutan asam sulfat, larutan tawas, air sungai, air laut. Contoh larutan non elektrolit adalah larutan gula, larutan urea, larutan alkohol, larutan glukosa.
2.2.
Sifat Koligatif Larutan Elektrolit dan Non Elektrolit
Sifat-Sifat Koligatif Larutan
Adalah sifat larutan encer yang tidak mudah menguap dan hanya tergantung pada
jumlah partikel zat terlarut, tidak tergantung pada jenis zat terlarut. Adalah sifat dari larutan yang bergantung pada jumlah volume pelarut dan bukan pada
massa partikel. Sifat koligatif larutan terdiri dari dua jenis, yaitu sifat koligatif larutan elektrolit dan sifat koligatif larutan non elektrolit. Apabila suatu pelarut ditambah dengan sedikit zat terlarut 4
(Gambar .1)
Maka akan didapat suatu larutan yang mengalami: Penurunan tekanan uap jenuh Kenaikan titik didih Penurunan titik beku Tekanan osmotik Di dalam suatu larutan banyaknya partikel ditentukan oleh konsentrasi larutan dan
sifat larutan itu sendiri. Jumlah partikel yang ada dalam larutan non elektrolit tidak sama dengan jumlah partikel yang ada dalam larutan elektrolit, walaupun keduanya mempunyai konsentrasi yang sama. Hal ini dikarenakan larutan elektrolit dapat terurai menjadi ion-ionnya, sedangkan larutan non elektrolit tidak dapat terurai menjadi ion-ion. Dengan demikian sifat koligatif larutan dapat dibedakan atas sifat koligatif larutan non elektrolit dan sifat koligatif larutan elektrolit.
Banyaknya partikel dalam larutan ditentukan oleh konsentrasi larutan dan sifat larutan itu sendiri. Namun sebelum itu kita harus mengetahui hal- hal berikut :
Molar, yaitu jumlah mol zat terlarut dalam 1 liter larutan
Molal,yaitu jumlah mol zat terlarut dalam 1 kg larutan
Fraksi mol, yaitu perbandingan mol zat terlarut dengan jumlah mol zat pelarut dan zat terlarut.
5
Sifat Koligatif Larutan Nonelektrolit
Sifat koligatif larutan non elektrolit sangat berbeda dengan Sifat koligatif larutan elektrolit, disebabkan larutan non elektolit tidak dapat mengurai menjadi ion – ion nya. Maka Sifat koligatif larutan non elektrolit dapat di hitung dengan menghitung tekanan uap, titik didih, titik beku, dan tekanan osmosis. Menurut hukum sifat koligatif, selisih tekanan uap, titik beku, dan titik didih suatu larutan dengan tekanan uap, titik beku, dan titik didih pelarut murninya, berbanding langsung dengan konsentrasi molal zat terlarut. Larutan yang bisa memenuhi hukum sifat koligatif ini disebut larutan ideal. Kebanyakan larutan mendekati ideal hanya jika sangat encer. Meskipun sifat koligatif melibatkan larutan, sifat koligatif tidak bergantung pada interaksi antara molekul pelarut dan zat terlarut, tetapi bergatung pada jumlah zat terlarut yang larut pada suatu larutan. Sifat koligatif terdiri dari penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan titik beku, dan tekanan osmotik.
a.
Penurunan Tekanan Uap
Proses penguapan adalah perubahan suatu wujud zat dari cair menjadi gas. Ada kecenderungan bahwa suatu zat cair akan mengalami penguapan. Kecepatan penguapan dari setiap zat cair tidak sama, tetapi pada umumnya cairan akan semakin mudah menguap jika suhunya semakin tinggi. Penurunan tekanan uap adalah kecenderungan molekul-molekul cairan untuk melepaskan diri dari molekul-molekul cairan di sekitarnya dan menjadi uap. Jika ke dalam cairan dimasukkan suatu zat terlarut yang sukar menguap dan membentuk suatu larutan, maka hanya sebagian pelarut saja yang menguap, karena sebagian yang lain penguapannya dihalangi oleh zat terlarut. Banyak sedikitnya uap diatas permukaan cairan diukur berdasarkan tekanan uap cairan tersebut. Semakin tinggi suhu cairan semakin banyak uap yang berada diatas permukaan cairan dan berarti tekanan uapnya semakin tinggi. Jumlah uap diatas permukaan akan mencapai suatu kejenuhan pada tekanan tertentu, sebab bila tekanan uap sudah jenuh akan terjadi pengembunan, tekanan uap ini disebut tekanan uap jenuh.
6
Pada saat zat konvalatil ditambahkan kedalam larutan maka akan terjadi penurunan tekanan uap. Bila kita memanaskan air (atau zat yang dapat menguap lainnya) dalam ketel yang tertutup, maka ketika air mendidih tutup ketel dapat terangkat, mengapa hal ini terjadi? Apa sebenarnya yang menekan tutup ketel tersebut, air atau uap airnya? Dalam ruang tertutup air akan menguap sampai ruangan tersebut jenuh,yang disertai dengan pengembunan sehingga terjadi kesetimbangan air dengan uap air.
Perhatikan gambar berikut:
Kesetimbangan uap jenuh air
Terjadinya uap air ini akan menimbulkan tekanan sehingga menekan ketel. Ketika air mendidih (suhu 100°C)banyak air yang menguap sehingga tekanan yang ditimbulkan lebih besar hingga tutup ketel terangkat. Tekanan yang ditimbulkan oleh uap jenuh air ini disebut tekanan uap jenuh air. Besarnya tekanan uap jenuh untuk setiap zat tidak sama, bergantung pada jenis zat dan suhu. Zat yang lebih sukar menguap, misalnya glukosa, garam,gliserol memiliki uap yang lebih kecil dibanding zat yang lebih mudah menguap, misalnya eter.Bila suhu dinaikkan, energi kinetik molekul-molekul zat bertambah sehingga semakin banyak molekul-molekul yang berubah menjadi gas, akibatnya tekanan uap semakin besar. Perhatikan tekanan uap jenuh air pada berbagai suhu pada,Tabel berikut:
Tabel. Tekanan Uap Jenuh Air pada Berbagai Suhu
7
Apakah yang dapat Anda simpulkan dari tabel tersebut? Apa yang terjadi terhadap tekanan uap bila ke dalam air (pelarut) ditambahkan zat terlarut yang sukar menguap? Bila zat yang dilarutkan tidak mudah menguap, maka yang menguap adalah pelarutnya, sehingga adanya zat terlarut menyebabkan partikel pelarut yang menguap menjadi berkurang akibatnya terjadi penurunan tekanan uap. Jadi, dengan adanya zat terlarut menyebabkan penurunan tekanan uap. Dengan kata lain tekanan uap larutan lebih rendah dibanding tekanan uap pelarut murninya.
Sejak tahun 1887 – 1888 Francois Mario Roult telah mempelajari hubungan antara tekanan uap dan konsentrasi zat terlarut, dan mendapatkan suatu kesimpulan bahwa besarnya tekanan uap larutan sebanding dengan fraksi mol pelarut dan tekanan uap dari pelarut murninya.
8
Penurunan tekanan uap yang terjadi merupakan selisih dari tekanan uap jenuh pelarut murni (P°) dengan tekanan uap larutan (P).
Tekanan uap larutan ideal dapat dihitung berdasar hukum Raoult “ Adapun bunyi hukum Raoult yang berkaitan denganpenurunan tekanan uap adalah sebagai berikut. a. Penurunan tekanan uap jenuh tidak bergantung pada jenis zat yang dilarutkan, tetapi tergantung pada jumlah partikel zat terlarut. b. Penurunan tekanan uap jenuh berbanding lurus dengan fraksi mol zat yang dilarutkan. Hukum Raoult tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut:
P = Xt . Po Keterangan: P = penurunan tekanan uap jenuh pelarut Xt= fraksi mol zat terlarut P° = tekanan uap pelarut murni
Karena Xt + Xp = 1, maka: Xt = 1 - Xp, sehingga: P = Xt . Po Po - P = (1 - Xp) Po Po - P = Po - Xp . Po 9
- P = Po - Po - Xp . Po P = Xp . Po
Keterangan : ∆P = penurunan tekanan uap XP = fraksi mol pelarut Xt= fraksi mol terlarut P° = tekanan uap jenuh pelarut murni P = tekanan uap larutan
b.
Kenaikan Titik Didih Larutan (∆Tb) dan Penurunan Titik Beku Larutan (∆Tf) Sifat yang berikutnya adalah kenaikan titik didih dan penurunan titik beku. Titik didih
larutan selalu lebih tinggi dibandingkan titik didih pelarut. hal sebaliknya berlaku pada titik beku larutan yang lebih rendah dibandingkan pelarut. Bila suatu zat cair dinaikkan suhunya, maka semakin banyak zat cair yang menguap. Pada suhu tertentu jumlah uap diatas permukaan zat cair akan menimbulkan tekanan uap yang sama dengan tekanan udara luar. Keadaan saat tekanan uap zat cair diatas permukaan zat cair tersebut sama dengan tekanan udara disekitarnya disebut mendidih dan suhu ketika tekanan uap diatas pemukaan cairan sama dengan tekanan uap luar disebut titik didih. Pada saat zat konvalatil ditambahkan kedalam larutan maka akan terjadi kenaikan titik didih dari larutan tersebut. Pernahkah Anda mengukur suhu air mendidih dan air membeku? Bagaimana bila air yang dididihkan/dibekukan diberi zat terlarut, lebih rendah, sama, atau lebih tinggi titik didih dan titik bekunya dibanding titik didih dari titik beku air? Hubungan tekanan uap jenuh larutan dengan tekanan uap jenuh komponen-komponen pada larutan ideal (larutan-larutan encer) dapat digambarkan sebagai diagram seperti pada Gambar berikut.
10
Gambar .2
Garis mendidih air digambarkan oleh garis CD, sedangkan garis mendidih larutan digambarkan oleh garis BG. Titik didih larutan dinyatakan dengan Tb1, dan titik didih pelarut dinyatakan dengan Tbo. Larutan mendidih pada tekanan 1 atm. Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa titik didih larutan (titik G) lebih tinggi daripada titik didih air (titik D). Selisih titik didih larutan dengan titik didih pelarut murni disebut kenaikan titik didih ( ΔTb ). ∆Tb = titik didih larutan – titik didih pelarut Menurut hukum Raoult, besarnya kenaikan titik didih larutan sebanding dengan hasil kali dari Molalitas larutan (m) dengan kenaikan titik didih molal (Kb).
Oleh karena itu, kenaikan titik didih dapat dirumuskan seperti berikut: ∆Tb = Kb.m dan m =
g Mr
Maka: g ∆Tb = Kb. Mr x
x
1000 P
1000 P
11
Keterangan: ∆Tb= kenaikan titik didih Kb = tetapan titik didih molal m = molalitas larutan g = massa zat terlarut Mr = massa molekul relatif zat terlarut P = massa pelarut
Berdasarkan gambar di atas (gambar 2), dapat dilihat bahwa tekanan uap larutan lebih rendah daripada tekanan uap pelarut murni. Hal ini menyebabkan titik beku larutan lebih rendah dibandingkan dengan titik beku pelarut murni. Selisih temperatur titik beku pelarut murni l dengan titik beku larutan disebut penurunan titik beku (∆Tf).
∆Tf= titik beku pelarut – titik beku larutan
g m = Mr
∆Tf = Kf.m Maka:
g ∆Tf = Kf. Mr
x
x
1000 p
1000 p
Keterangan: ∆T f = penurunan titik beku Kf = tetapan titik beku molal M = molalitas larutan g = massa zat terlarut Mr = massa molekul relatif zat terlarut P = massa pelarut 12
b. Tekanan Osmotik Sifat koligatif keempat terutama penting dalam biologi sel, sebab peranannya penting dalam transfor molekul melalui membran sel. Membran ini disebut semipermiabel, yang membiarkan molekul kecil lewat tetapi menahan molekul besar seperti protein dan karbohidrat. Membran semi permiabel dapat memisahkan molekul pelarut kecil dari molekul zat terlarut yang besar. Peristiwa bergeraknya partikel (molekul atau ion) melalui dinding semipermeabel disebut osmotik. Tekanan yang ditimbulkan akibat dari tekanan osmotik disebut tekanan osmotik. Besar tekanan osmotik diukur dengan alat osmometer, dengan memberikan beban pada kenaikan permukaan larutan menjadi sejajar pada permukaan sebelumnya. Osmosis atau tekanan osmotik adalah proses berpindahnya zat cair dari larutan hipotonis ke larutan hipertonis melalui membran semipermiabel. Osmosis dapat dihentikan jika diberi tekanan, tekanan yang diberikan inilah yang disebut tekanan osmotik. Tekanan osmotik dirumuskan, berdasarkan persamaan gas ideal : PV = nRT Maka tekanannya : P = nRT V
Jika tekanan osmotik larutan dilambangkan dengan π, dari persamaan diatas dapat diperoleh : π = nRT V
Atau π=MRT Untuk larutan elektrolit ditemukan penyimpangan oleh Vanit Hoff. Penyimpangan ini terjadi karena larutan elektrolit terdisosiasi di dalam air menjadi ion, sehingga zat terlarut
13
jumlahnya menjadi berlipat. Dari sini dibutuhkan faktor pengali atau lumrah disebut faktor Vanit Hoff. Dirumuskan sebagai berikut : π = tekanan osmotik M = konsentrasi molar R = tetapan gas ideal (0,082 L atm K mol ) T = suhu mutlak (K) Tetapan titik beku molal (Kf) Pelarut
Titik beku (oC)
Kf (oC)
Air
0
1,86
Benzena
5,4
5,1
Fenol
39
7,3
Naftalena
80
7
Asam asetat
16,5
3,82
Kamfer
180
40
Nitrobenzena
5,6
6,9
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. Dalam sistem analisis, dikenal larutan hipertonik yaitu larutan yang mempunyai konsentrasi terlarut tinggi, larutan isotonic yaitu dua larutan yang mempunyai konsentrasi terlarut sama, dan larutan hipotonik yaitu larutan dengan konsentrasi terlarut rendah. Air kelapa merupakan contoh larutan isotonik alami. Secara ilmiah, air kelapa muda mempunyai komposisi mineral dan gula yang sempurna sehinggga memiliki kesetimbangan elektrolit yang
nyaris
sempurna
setara
dengan
cairan
tubuh
manusia. Proses osmosis juga terjadi pada sel hidup di alam. Contoh bintang laut dan kepiting memiliki cairan sel yang bersifat isotonik dengan lingkungannya. Jika cairan sel bersifat hipotonik maka sel tersebut akan mendapatkan banyak air. Tetapi jika sel berada pada larutan hipertonik maka sel akan kehilangan banyak molekul air. 14
Jika tekanan yang diberikan pada larutan lebih besar dari tekanan osmosis, maka pelarut murni akan keluar dari larutan melewati membran semipermeabel. Peristiwa ini disebut osmosis balik (reverse osmosis), misalnya pada proses pengolahan untuk memperoleh air tawar dari air laut.
Sifat Koligatif Larutan Elektrolit Larutan elektrolit memperlihatkan sifat koligatif yang lebih besar dari hasil perhitungan dengan persamaan untuk sifat koligatif larutan nonelektrolit di atas. Perbandingan antara sifat koligatif larutan elektrolit yang terlihat dan hasil perhitungan dengan persamaan untuk sifat koligatif larutan non elektrolit, menurut Van’t Hoff besarnya selalu tetap dan diberi simbol i (i = tetapan atau faktor Van’t Hoff ). Dengan demikian dapat dituliskan: i = sifat koligatif larutan eklektrolit dengan kosentrasi m / sifat koligatif larutan nonelektrolit dengan kosentrasi m
Keterangan: n = jumlah seluruh ion zat elektrolit (baik yang + maupun -) α = derajat ionisasi larutan elektrolit (untuk elektrolit kuat α = 1) Sifat koligatif larutan elektrolit dirumuskan sebagai berikut: 15
a. b. c. d.
∆P = Xt . Po. i ∆Tf = m Kf . i ∆Tb = m Kb . i π=M.R.T.i
keterangan: i = 1 + (n-1) α n = jumlah ion α = derajat ionisasi
Elektrolit kuat, karakteristiknya adalah sebagai berikut: 1. Menghasilkan banyak ion Molekul netral dalam larutan hanya sedikit/tidak ada sama sekali 2. Terionisasi sempurna, atau sebagian besar terionisasi sempurna 3. Jika dilakukan uji daya hantar listrik: gelembung gas yang dihasilkan banyak, lampu menyala 4. Penghantar listrik yang baik 5. Derajat ionisasi = 1, atau mendekati 1 6. Contohnya adalah: asam kuat (HCl, H2SO4, H3PO4, HNO3, HF); basa kuat (NaOH, Ca(OH)2, Mg(OH)2, LiOH), garam NaCl
Elektrolit lemah, karakteristiknya adalah sebagai berikut: 1. 2. 3. 4.
Menghasilkan sedikit ion Molekul netral dalam larutan banyak Terionisasi hanya sebagian kecil Jika dilakukan uji daya hantar listrik: gelembung gas yang dihasilkan sedikit, lampu tidak
menyala 5. Penghantar listrik yang buruk 6. Derajat ionisasi mendekati 0 7. Contohnya adalah: asam lemah (cuka, asam askorbat, asam semut), basa lemah (Al(OH)3, NH4OH), garam NH4CN
Sebagai tambahan, larutan non elektrolit memiliki karakteristik sebagai berikut: 1. Tidak menghasilkan ion 2. Semua dalam bentuk molekul netral dalam larutannya
16
3. Tidak terionisasi Jika dilakukan uji daya hantar listrik: tidak menghasilkan gelembung, dan lampu tidak menyala 4. Derajat ionisasi = 0 Contohnya adalah larutan gula, larutan alcohol, bensin, larutan urea.
BAB III CONTOH SOAL 3.1. Sifat Koligatif Larutan NonElektrolit a. Penurunan tekanan uap
1. Fraksi mol urea dalam air adalah 0,5. Tekanan uap air pada 20°C adalah 17,5 mmHg. Berapakah tekanan uap jenuh larutan tersebut pada suhu tersebut? Penyelesaian: Diketahui :
Xt= 0,5 17
Po = 17,5 mmHg Ditanya : P ...? Jawab : ΔP
= Xt.Po = 0,5 .17,5 mmHg = 8,75 mmHg
P
= Po – ΔP = 17,5 mmHg – 8,75 mmHg = 8,75 mmHg
2. Tekanan uap air pada 100oC adalah 760 mmHg. Berapakah tekanan uap larutan glukosa 18% pada 100oC? (Ar H= 1 ; C=12 ; O=16) Jawab : Jadi mari kita hitung dulu Xpel (fraksi mol) nya !!! •
Glukosa 18% = 18/100 x 100 gram = 18 gram.
•
Air (pelarut) = (100 – 18) = 82 gram.
Xp =
n pelarut n pelarut + nterlarut
Jadi tekanan uap glukosa : P = Xp . Po 18
P = 0,978 x 760 = 743,28 mmHg
b. Kenaikan titik didih dan Penurunan titik beku 1. Natrium hidroksida 1,6 gram dilarutkan dalam 500 gram air. Hitung titik didih larutan tersebut! (Kb air = 0,52 °Cm-1, Ar Na = 23, Ar O = 16, Ar H = 1) Penyelesaian: Diketahui :
m = 1,6 gram p = 500 gram Kb = 0,52 °C m-1
Ditanya : Tb ...? Jawab :
ΔTb = m ⋅ Kb
=
m 1000 x x Kb Mr NaOH p
1,6 gr 1000 x x 0,52 ° C m = 40 500 gr
-1
= 0,04 x 2 x 0,52 °C m-1 = 0,0416 °C Tb = 100 °C + ΔTb = 100 °C + 0,0416 °C = 100,0416 °C Jadi, titik didih larutan NaOH adalah 100,0416 °C . c. Tekanan Osmotik 1. Seorang pasien memerlukan larutan infus glukosa. Bila kemolaran cairan tersebut 0,3 molar pada suhu tubuh 37 °C, tentukan tekanan osmotiknya! (R = 0,082 L atm mol-1 K-1) Penyelesaian: 19
Diketahui :
M = 0,3 mol L–1 T = 37 °C + 273 = 310 K R = 0,082 L atm mol-1K-1
Ditanya : π ...? Jawab : π = 0,3 mol L-1 × 0,082 L atm mol-1K-1 × 310 K = 7,626 atm
3.1. Sifat Koligatif Larutan Elektrolit 1. Pada suhu 37 °C ke dalam air dilarutkan 1,71 gram Ba(OH) 2 hingga volume 100 mL (Mr Ba(OH)2 = 171). Hitung besar tekanan osmotiknya! (R = 0,082 L atm mol-1K-1) Penyelesaian: Diketahui :
m = 1,71 gram V = 100 mL = 0,1 L Mr Ba(OH)2 = 171 R = 0,082 L atm mol-1K-1 T = 37 °C = 310 K
Ditanya : π ...? Jawab :
Ba(OH)2 merupakan elektrolit. Ba(OH)2 → Ba2+ + 2 OH¯, n = 3 mol Ba(OH)2 =
M=
=
1,71 gr 171 gr /mol
= 0,01 mol
n V 0,01mol 0,1 L
= 0,1 mol L-1
π=M×R×T×I = 0,1 mol L-1 × 0,082 L atm mol-1K-1 × 310 K × (1 + (3 –1)1) 20
= 7,626 atm
BAB IV PENERAPAN SIFAT KOLIGATIF PADA KEHIDUPAN SEHARI-HARI
4.1. Contoh penurunan titik beku dalam kehidupan sehari-hari, yaitu: 21
Membuat Campuran Pendingin
Cairan pendingin adalah larutan berair yang memiliki titik beku jauh di bawah 0 oC. 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.
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.
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. 22
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 1,9 oC 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.
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.
Menentukan Massa Molekul Relatif (Mr)
23
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. 4.2. Contoh Tekanan osmosis dalam kehidupan sehari-hari ,yaitu:
Mengontrol Bentuk Sel
Larutan-larutan yang mempunyai tekanan osmosis yang sama disebut isotonik. Larutanlarutan 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.
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.
24
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.
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.
Penyerapan Air oleh Akar Tanaman
25
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.
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.
26
BAB V PENUTUP
5.1. KESIMPULAN Satuan konsentrasi yang digunakan dalam penentuan sifat koligatif larutan antara lain molalitas, molaritas, dan fraksi mol. Sifat koligatif adalah sifat-sifat larutan yang tidak bergantung pada jenis zat terlarut, tetapi hanya bergantung pada jumlah zat terlarut dalam larutan. Sifat koligatif larutan meliputi penurunan tekanan uap ( ΔP ), kenaikan titik didih (ΔTb ), penurunan titik beku ( ΔT f ), dan tekanan osmotik (π ). Sifat koligatif larutan nonelektrolit dapat dirumuskan sebagai berikut. - ΔP = xA X P0 - ΔTb = m X Kb - ΔTf = m X Kf -π=M xRxT Besarnya sifat koligatif larutan elektrolit sama dengan larutan nonelektrolit dikalikan dengan faktor Van't Hoff (i). Harga faktor Van't Hoff adalah 1 + (n – 1)α .
DAFTAR PUSTAKA 27
Bird, Tony. 1987. Kimia Fisika untuk Universitas. Jakarta : Erlangga Brady, James.1986. Kimia Universitas Asas dan Struktur.Jakarta : Erlangga Hardjono. 2001. Kimia Dasar. Yogyakarta : Universitas Gadjah Mada. Keenan, Klenifelter. 2000. Kimia untuk Universitas. Jakarta : Gramedia. Oxtoby david w, dkk . 2001. Prinsip- Prinsip Kimia Modern. Surabaya : Erlangga. Syukri, S. 1999. Kimia Dasar I. Bandung : Institut Tekhnologi Bandung http://sahri.ohlog.com/larutan-elektrolit-dan-non-elektrolit.cat3416.html http://www.scribd.com/doc/7244500/Kebutuhan-Cairan-Dan-Elektrolit.html http://taharuddin.com/keseimbangan-cairan-dan-elektrolit.html diakses pada senin, 10 Desember 2013 pukul 15.00 WIB.
28
