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).

Sifat koligatif meliputi:

1. Penurunan tekanan uap jenuh (rP)

2. Kenaikan titik didih (rT_b)

3. Penurunan titik beku ()

4. Tekanan osmotik ()

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 (rP)

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 penguapanberkurang.

Menurut RAOULT:

p = p^o . X_B

dimana:

p = tekanan uap jenuh larutan
p^o = tekanan uap jenuh pelarut murni
X_B = fraksi mol pelarut

Karena X_A + X_B = 1, maka persamaan di atas dapat diperluas menjadi:

P = P^o (1 - X_A)

P = P^o - P^o . X_A

P^o - P = P^o . X_A

sehingga:

rP = p^o . X_A

dimana:

rP = penunman tekanan uap jenuh pelarut
p^o = tekanan uap pelarut murni
X_A = 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 20^oC adalah 18 mmHg.

Jawab:

mol glukosa = 45/180 = 0.25 mol

mol air = 90/18 = 5 mol

fraksi mol glukosa = 0.25/(0.25 + 5) = 0.048

Penurunan tekanan uap jenuh air:

rP = P^o. X_A = 18 x 0.048 = 0.864 mmHg

KENAIKAN TITIK DIDIH (rT_b)

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:

rTb = m . K_b

dimana:

rTb = kenaikan titik didih (^oC)
m = molalitas larutan
K_b = tetapan kenaikan titik didih molal

Karena : m = (W/Mr) . (1000/p) ; (W menyatakan massa zat terlarut)

Maka kenaikan titik didih larutan dapat dinyatakan sebagai:
rTb = (W/Mr) . (1000/p) . K_b

Apabila pelarutnya air dan tekanan udara 1 atm, maka titik didih larutan dinyatakan sebagai:

Tb = (100 + rTb)^oC

PENURUNAN TITIK BEKU ()

Untuk penurunan titik beku persamaannya dinyatakan sebagai :

rT_f = m . K_f = W/M_r . 1000/p . K_f

dimana:

rT_f = penurunan titik beku
m = molalitas larutan
K_f = tetapan penurunan titik beku molal
W = massa zat terlarut
M_r = massa molekul relatif zat terlarut
p = massa pelarut

Apabila pelarutnya air dan tekanan udara 1 atm, maka titik beku larutannya dinyatakan sebagai:
T_f = (O - rT_f)^oC

Tabel Tetapan kenaikan Titik didih Molal (K_b) dan Tetapan penurunan Titik Beku Molal (K_f) dari beberapa Pelarut (tekanan 1 atm)

Pelarut	Titik Didih (oC)	Kb	Titik Beku (oC)	Kf
Air	100,0	0,52	0,00	1,86
Asan asetat	118,3	3,07	16,6	3,57
Benzena	80,20	2,53	5,45	5,07
Klorofrom	61,20	2,63	-	-

TEKANAN OSMOTIK ()

Tekanan osmotik adalah tekanan yang diberikan pada larutan yang dapat menghentikan perpindahan molekul-molekul pelarut ke dalam larutan melalui membran semi permeabel (proses osmosis).

Menurut VAN'T Hoff tekanan osmotik mengikuti hukum gas ideal:

PV = nRT

Karena tekanan osmotik = , maka :

= n/V R T = C R T

dimana :
= tekanan osmotik (atmosfir)
C = konsentrasi larutan (mol/liter= M)
R = tetapan gas universal = 0.082 liter.atm/mol^oK
T = suhu mutlak (^oK)

- Larutan yang mempunyai tekanan osmotik lebih rendah dari yang lain
disebut larutan Hipotonis.
- Larutan yang mempunyai tekanan osmotik lebih tinggi dari yang lain
disebut larutan Hipertonis.
- Larutan-larutan yang mempunyai tekanan osmotik 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 <>

Atas dasar kemampuan ini, maka larutan elektrolit mempunyai pengembangan di dalam perumusan sifat koligatifnya sebagai berikut:

Faktor Van’t Hoff(i) i = [1+α (n-1)]

1.) Untuk Kenaikan Titik Didih dinyatakan sebagai:

rT_b = m . K_b [1 + α (n-1)] = W/M_r . 1000/p . K_b [1+ α (n-1)]

n menyatakan jumlah ion dari larutan elektrolitnya.

2.) Untuk Penurunan Titik Beku dinyatakan sebagai:

rT_f = m . K_f [1 + α (n-1)] = W/M_r . 1000/p . K_f [1+ α (n-1)]

3.) Untuk Tekanan Osmotik dinyatakan sebagai:
= C R T [1+ α (n-1)]

4.) Untuk penurunan tekanan uap (rP) dinyatakan sebagai:

rP = p^o . X_A. [1+ α (n-1)]

Contoh:

Hitunglah kenaikan titik didih dan penurunan titik beku dari larutan 5.85 gram garam dapur (Mr = 58.5) dalam 250 gram air ! (bagi air, K_b= 0.52 dan K_f= 1.86)

Jawab:

Larutan garam dapur, NaCl_(aq) --> NaF⁺ _(aq) + Cl^- _(aq)
Jumlah ion = n = 2.

rT_b = 5.85/58.5 x 1000/250 x 0.52 [1+1(2-1)] = 0.208 x 2 = 0.416^oC

rT_f = 5.85/58.5 x 1000/250 x 0.86 [1+1(2-1)] = 0.744 x 2 = 1.488^oC