10 koligatif larutan

SIFAT KOLIGATIF LARUTAN

Sifat koligatif : Sifat yang hanya bergantung pada jumlah zat terlarut dalam larutan dan tidak bergantung pada sifat maupun jenis zat terlarut.

Empat macam sifat koligatif :

a. Penurunan tekanan uap

b. Kenaikan titik didih

c. Penurunan titik beku

d. Tekanan osmosis

Dibedakan sifat koligatif menjadi :

Sifat koligatif larutan nonelektrolit

Sifat koligatif larutan elektrolit

a. Penurunan tekanan uap

Dalam larutan ideal bila

A adalah zat terlarut dan

B adalah pelarut

maka dalam larutan terdapat gaya antarmolekul yang sama

Hal ini berarti bahwa suatu molekul tidak dipengaruhi oleh berbagai macam molekul yang mengelilinginya.

Sehingga kecenderungan molekul A untuk melepaskan diri dari larutan ideal sama dengan kecenderungan molekul A melepas diri dari cairan murni B.

a. Penurunan tekanan uap

Jumlah molekul A yang melepaskan diri dari cairannya sebanding

dengan fraksi mol A yang terdapat dalam larutan

Hukum Raoult

p = p0 - X1 p0 = (1-X1)p0 = X2 p0

X2

P = Po - P

P = X1 . P0

Dengan P sama dengan

P = X2 . P0

a. Penurunan tekanan uap

Penurunan tekanan uap relatif ditentukan oleh fraksi molekul terlarut saja.Keterangan : P = Penurunan tek uap

Po = Tek uap jenuh pelarut murni

P = Tek uap jenuh larutan

X1 = Fraksi mol zat pelarut

X2 = Fraksi mol zat terlarut

a. Penurunan tekanan uap

Dalam bentuk penurunan tekanan uap relatif

P0=

P0 - P

P0= X2

P

a. Penurunan tekanan uap

Untuk larutan encer n2 < n1 . Juga untuk W2/M2 < W1/M1

P0 - P

P0= X2 =

n2

n1 + n2=

W2/M2

W1/M1 + W2/M2

jadi:

Dalam larutan : berat pelarut (W1 gram)

massa molekul pelarut (M1)

: berat zat terlarut (W2 gram)

massa molekul zat terlarut (M2)

..............(4)P0 - P

P0 X2 = =

n2

n1

W2

W1

M1

M2maka

b. Kenaikan titik didih

Salah satu akibat penurunan tekanan uap oleh zat terlarut yang tidak

mudah menguap ialah kenaikan titik didih yaitu suhu larutan yang pada

Puap = 1 atm, harus lebih tinggi dari titik didih pelarut murninya.

Gambar (c) menunjukkan perubahan Puap pelarut murni ( ___ ) dan larutan

(…….) dengan perubahan suhu disebut juga garis tekanan uap.

Suh

u

1 0 0 Co

W ak tu

Suh

u

0 Co

W ak tu

C airan

P ada tanL aru tan

T f

T b

S u h u / ( C )o

A 0 1 0 0 BH2O murniLarutan

(a) (b) (c)

P0 H

2O

/mm

Hg

b. Kenaikan titik didih

Garis Puap larutan terletak dibawah garis Puap pelarut murni

To = titik didih pelarut = 100oC

T = titik didih larutan = TB

Kenaikan titik didih Tb = T – To dinyatakan dalam diagram di bawah ini

C airan

P ada tanL aru tan

T f

T b

S u h u /( C )o

A 0 1 0 0 B

P0 H

2O

/mm

Hg

b. Kenaikan titik didih

b. Kenaikan titik didih

Tb = Kb. m

Jadi kenaikan titik didih Tb sebanding dengan penurunan tekanan uap relatif

o

o

P

PPΔP

..............(5)Tb = kbP0 - P

P0= kb. x2

tetapan titik didih molal

Keterangan :

Tb = T- To (titik didih larutan – titik didih pelarut murni)

m = molalitas

Kb = Tetapan kenaikan titik didih

b. Kenaikan titik didih

Dalam persamaan Clausius - Clapeyron :

Inp

p0= Hv

R- 1

T0 T1- =

HvR

-T - T0

T0T

Hv = kalor penguapan molar pelarut dalam larutan

Untuk larutan encer : Tb = T- To kecil, sehingga T0T T0

2

p

p0=

HvR

-In Tb

T02

P2

P1In = -

Hv

R1T2 T1

- 1

b. Kenaikan titik didih

Menurut hukum Raoult : P = x1 . p0

p

p0=

-

X1 = 1 - X2

In p

p0 = In 1 - X2

= X2 - 1/2 X22 - 1/3 X2

3

Larutan encer : X2 kecil, sehingga ln (1 – X2) = -X2

Tb = RTo2

Hv

X2

Tb =

R T02. M1

Hv. 1000. m

c. Penurunan titik beku

Akibat lain dari penurunan Puap pelarut dalam larutan adalah titik beku larutan menjadi lebih rendah daripada titik beku pelarut murni terjadi penurunan titik beku Untuk larutan encer, penurunan titik beku Tf = To – T.

Penurunan titik beku sebanding dengan penurunan Puap relatif. Lihat diagram (c)

C airan

P ada tanL aru tan

T f

T b

S u h u /( C )oA 0 1 0 0 B

P0 H

2O

/mm

Hg

c. Penurunan titik beku

Tf = Kf. m

Dengan cara yang sama dengan pada kenaikan titik didih, maka untuk

penurunan titik beku akan diperoleh :

Tf = kfP0 - P

P0= kf. x2

tetapan titik beku molal

Keterangan :

Tf = To – T (titik beku pelarut murni– titik beku larutan)

m = molalitas

Kf = Tetapan penurunan titik beku

Diagram Fasa Air

Konstanta Kenaikan Titik Didih Molal dan penurunan Titik Beku beberapa Pelarut

SolvenSolven Titik Titik Didih Didih ((ooC)C)

KKbb ((ooC/m)C/m)

Titik Titik Leleh (Leleh (ooC)C)

KKff ((ooC/m)C/m)

As. AsetatAs. Asetat

BenzenBenzenKarbon disulfidKarbon disulfid

CClCCl44

KloroformKloroform

Dietil EterDietil Eter

EtanolEtanol

AirAir

117,9117,9

80,180,1

46,246,2

76,576,5

61,761,7

34,534,5

78,578,5

100,0100,0

3,073,07

2,532,53

2,342,34

5,035,03

3,633,63

2,022,02

1,221,22

0,5120,512

16,616,6

5,55,5

-111,5-111,5

-23-23

-63,5-63,5

-116,2-116,2

-117,3-117,3

0,00,0

3,903,90

4,904,90

3,833,83

3030

4,704,70

1,791,79

1,991,99

1,861,86

Contoh SoalContoh Soal

1. Suatu larutan terdiri dari 8,5 g urea dalam 100 gr air. Larutan ini mempunyai tekanan uap jenuh 89,2 mmHg pada 50oC. Bila tekanan uap jenuh air pada 50oC adalah 91,5 mmHg. Hitunglah berat molekul urea?

2. 10 gr urea dilarutkan dalam 200 gr air. Berapakah titik beku larutan urea (Tf) jika diketahui Hf = 6kJ/mol; To = 273,15 K; R = 8,314 J/mol K; Mr urea = 60 g/mol; Mr air = 18 g/mol?

d. Tekanan osmosis

Suatu efek lain yang menarik dari penurunan tekanan uap adalah seperti

gambar di bawah ini :

Tekanan osmosisTekanan osmosis bergantung pada jumlah mol zat terlarut,bergantung pada jumlah mol zat terlarut, tidaktidak

tergantung tergantung pada pada jenisnya, terdapat pada larutan encer. jenisnya, terdapat pada larutan encer.

d. Tekanan osmosis

Dalam proses osmosis pada gambar (c)

dipergunakan suatu membran semipermiabel.

Osmosis : aliran spontan pelarut dari suatu larutan

dengan konsentrasi kecil ke dalam larutan dengan

konsentrasi zat terlarut lebih besar jika kedua

larutan terpisah oleh membran.

Proses osmosis menunjukkan aliran pelarut saja.

d. Tekanan osmosis

d. Tekanan osmosis

Jika 2 (dua) larutan ( misalnya larutan A dan larutan B ) dibandingkan berdasarkan nilai tekanan osmotiknya masing-masing, maka akan diperoleh 3 (tiga) keadaan : 1. Larutan A Hipertonik terhadap larutan B

Keadaan ini diperoleh jika tekanan osmotik larutan A lebih tinggi daripada tekanan osmotik larutan B

A > B

2. Larutan A Isotonik terhadap larutan B

Keadaan ini diperoleh jika tekanan osmotik larutan A sama dengan tekanan osmotik larutan B

A = B

3. Larutan A Hipotonik terhadap larutan B

Keadaan ini diperoleh jika tekanan osmotik larutan A lebih rendah daripada tekanan osmotik larutan B

A < B

d. Tekanan osmosis

• Tekanan osmotik didefinisikan sebagai tekanan

yang harus diberikan untuk mencegah

pergerakan air dari solven ke larutan seperti pada

gambar sebelum.

• Tekanan ini berbanding lurus dengan jumlah solut

dalam volume larutan

Π ∞ nsolut/Vlarutan atau Π ∞ M

Π = (nsolut/Vlarutan) RT = MRT

Faktor Van Hoff

(Larutan elektrolit)Menurut van’t Hoff : sifat koligatif larutan elektrolit bersifat lebih

nyata daripada larutan nonelektrolit.

Bila satu mol zat terlarut nonelektrolit misalnya glukosa dilarutkan

dalam air, maka molekul yang terlarut adalah hanya satu mol saja.

Berbeda dengan bila satu mol zat elektrolit misalnya NaCl dilarutkan

dalam air akan menghasilkan dua mol ion-ion Na+ dan Cl-.

Sebagai contoh penurunan tekanan uap 1,0 M larutan glukosa,

natrium klorida, dan kalsium klorida pada 25oC akan memberikan

data sebagai berikut :

P/mm Hg

Glukosa NaCl CaCl2

0.42 0.77 1.30

Faktor Van Hoff

(Larutan elektrolit)Untuk mengoreksi hukum agar sesuai utk larutan elektrolit, Jacobus Henricus Van’t

Hoff menerangkan bahwa hukum Roult harus dikalikan dengan suatu faktor sebesar

i atau disebut denga faktor Van Hoff.

Keterangan :

n = jumlah ion dari larutan elektrolit

= derajat ionisasi

i = ( 1 + ( n – 1 ) )Jadi menurut Van Hoff untuk larutan elektrolit

berlaku :

Tf = Kf m iTb = Kb m i = m R T i

Jumlah ion beberapa senyawa Jumlah ion beberapa senyawa

n=?

2. H2SO4

2H+

SO42-

3. MgSO4

Mg2+

SO42-

n=?

n=?

1. KClK+

Cl-

Faktor Van’t Hoff beberapa larutan

Elektrolit

Harga iBatas

teoritis0,100 molal

0,05 molal

0,01 molal

0,005 molal

NaCl 1,87 1,89 1,93 1,94 2

KCl 1,86 1,88 1,94 1,96 2

MgSO4 1,42 1,43 1,62 1,69 2

K2SO4 2,46 2,57 2,77 2,86 3

HCl 1,91 1,92 1,97 1,99 2

H2SO4 2,22 2,32 2,59 2,72 3

Contoh SoalContoh Soal

1. Satu gram MgCl2 dilarutkan dalam 500 gram air. Tentukan titik beku larutan jika derajat ionisasi = 0,9 dan kf air = 1,86oC (Mr Mg = 24 dan Cl = 35,5)?

2. Titik beku larutan 0,1 m NaCl dalam air adalah -0,36oC. Berapakah titik beku larutan kalsium klorida (CaCl2) 0,05 m dalam air?

3. 1 mol sukrosa (342,3 g) yang bervolume 22,4 dm3 pada suhu 273 K akan mempunyai tekanan osmosis sebesar 1 atm. Berapakah tekanan osmosis 3 gram sukrosa yang bervolume 0,1 dm3 dg suhu 303K ?