BAB I
SIFAT-SIFAT KOLIGATIF LARUTAN
Prior knowlegde:
1.
Di negara eropa yang memiliki musim dingin,
radiator mobil diberi tambahan etilen glikol agar air tidak membeku saat musim
dingin dan tidak mendidih saat mesin panas (-48oC dan 113oC)
2.
Air mendidih pada suhu 100oC, apakah
jika dimasukkan gula atau garam akan mendidih pada suhu yang sama?
3.
Saat memasak mie atau sayur, saat air mendidih
kemudian dilanjutkan dengan menambah mie atau sayur, air seakan berhenti
mendidih, mengapa?
1.1.
Pengertian
sifat koligatif
Sifat koligatif adalah sifat-sifat larutan yang tidak bergantung pada
jenis zat terlarut, tetapi hanya pada konsentrasi partikel terlarutnya.
Sifat koligatif meliputi tekanan uap, penurunan titik beku, kenaikan
titik didih, dan tekanan osmotik.
Larutan elektrolit mempunyai sifat koligatif yang lebih besar daripada
non elektrolit berkonsentrasi sama, karena laruatn elektrolit mempunyai jumlah
partikel terlarut yang lebih banyak.
1.2.
Kemolalan
dan fraksi mol
a. kemolalan
|
Kemolaran:
Jumlah zat terlarut dalam satu liter larutan
(NB: sedikit bergantung pada suhu)
|
Kemolalan:
Jumlah
mol terlarut dalam 1 kg pelarut
|
|
M
=
M =
x
|
m =
m
=
X
|
|
molal campuran
m =
X
|
|
|
Kadar
(%) / pph (part per hundred)
%
=
x 100 % =
|
|
|
ppm
( part per million)/ bpj
setara dengan 1 mg zat terlarut dalam 1liter larutan
ppm
=
x 106 =
x 106
|
|
|
ppb
(part per billion)
setara dengan 1 µg zat terlarut dalam 1 liter larutan
ppb
=
x 109 =
x 109
|
|
|
Berapakah kemolalan larutan urea yang mengandung 12%
massa urea (mr 60)?
|
|
|
Tentukan kadar glukosa dalam larutan glukosa 2 molal
|
|
b.
fraksi mol
fraksi mol : perbandingan jumlah mol zat terlarut atau pelarut terhadap
jumlah mol larutan. Misalkan mol pelarut = np dan mol terlarut = nt
|
Xt =
|
Xp
=
|
|
Xt + Xp = 1
|
|
|
Xt
=
m =
molal, dalam 1000 gram air (Mr = 18)
|
|
|
Soal
|
|
|
Hitunglah fraksi mol glukosa dalam larutan glukosa 20% (Mr
= 180)
|
|
|
Fraksi mol glukosa dalam air diketahui sebesar 0,1. Berapa
kadar glukosa dalam larutan itu?
|
|
1.3.
Penurunan
tekanan uap larutan
Tekanan uap zat adalah tekanan yang ditimbulkan oleh uap jenuh suatu zat.
Besarnya tekanan uap bergantung pada jenis zat dan suhu. Zat yang memiliki gaya
tarik menarik antarpartikel relatif besar, berarti sukar menguap dan mempunyai
tekanan uap yang relatif rendah, contoh garam, gula, glikol, dan gliserol.
Sebaliknya zat yang memiliki gaya tarik menarik antarpartikel relatif kecil,
berarti mudah menguap dan mempunyai tekanan uap yang relatif tinggi, contoh
etanol dan eter. Tekanan uap suatu zat akan bertambah jika suhu dinaikkan.
|
PA = XA x PoA
(hukum Raoult)
dengan PA = tekanan uap komponen A
PoA = tekanan uap A murni
XA
= fraksi mol komponen A
|
|
|
jika
mudah menguap
P larutan = Pair + Palkohol
|
jika sukar menguap
Plarutan = Xpelarut x Popelarut
ΔP = Po – P
ΔP = Xterlarut x Po
P = tekanan uap larutan
ΔP
= penurunan tekanan uap
|
|
soal
;
tekanan uap air pada 100oC adalah 76 cmHg. Berapakah tekanan
uap jenuh larutan glukosa 18 % pada suhu 100oC? Mr = 180
|
|
1.4.
Kenaikan
titik didih dan penurunan titik beku
Menguap dapat terjadi pada suhu di bawah 100OC sedangkan
mendidih hanya dapat terjadi pada titik didih. Mendidih merupakan uap yang
sudah naik pada permukaan dan pecah dipermukaannya. Titik didih adalah suhu
pada saat tekanan uap cairan sama dengan tekanan di permukaan. Titik beku
adalah suhu pada saat tekanan uap cairan sama dengan tekanan uap padatannya.
|
titik beku
ΔTf = Tf
pelarut – Tf larutan
ΔTf = Kf x m
Kf = tetapan
penurunan titik beku molal
|
titik didih
ΔTb = Tb larutan
– Tbpelarut
ΔTb = Kb x m
Kb
= tetapan kenaikan titik didih
molal
|
|
tentukan titik beku larutan yang mengandung 6 gram urea (Mr
60) dalam 500 gram air!Kf air = 1,86 oC/m
|
|
|
tentukan titik didih larutan yang mengandung 6 gram urea
(Mr 60) dalam 500 gram air!Kb air = 0,52 oC/m
|
|
Diagram fase atau diagram P – T
Garis didih, garis beku, garis sublimasi dan titik tripel dapat dilihat
dari gambar diatas.
1.5.
Tekanan
osmotik larutan
Osmosis adalah perembesan molekul pelarut dari pelarut ke dalam larutan
atau dari larutan encer ke lebih pekat. Osmosis dapat dicegah dengan memberikan
tekanan pada permukaan larutan (tekanan osmosis). Tekanan osmosis sendiri
artinya perbedaan tekanan hidrostastis maksimum antara suatu larutan dengan
pelarutnya. Jika tekanan yang diberikan melampaui tekanan osmotiknya maka akan
terjadi osmosis balik, yaitu air mengalir dari larutan ke pelarut.
|
tekanan osmotik
πV = n R T
π =
RT
π = MRT
|
dengan
π = tekanan osmotik
V = volume larutan (L)
n = jumlah mol
T = suhu (kelvin)
R
= 0,082 L atm mol-1K-1
|
|
soal
berapa gram urea (Mr 60) yang diperlukan untuk membuat
500 mL larutan dengan tekanan osmotik 760mmHg pada suhu 25oC?
|
|
1.6.
Sifat
koligatif larutan elektrolit
Sifat koligatif larutan elektrolit mempunyai harga lebih besar daripada
sifat koligatif larutan non elektrolit, karena memiliki lebih banyak jumlah
partikel. Perbandingan harga elektrolit menggunakan faktor van Hoff yaitu:
|
i = 1 + ( n – 1) α
n = jumlah ion
α = derajat ionisasi
|
kenaikan titik didih elektrolit
ΔTb
= Kb x m x i
|
|
penurunan titik beku elektrolit
ΔTf
= Kf x m x i
|
|
|
tekanan osmotik elektrolit
π
= MRT x i
|
|
|
fraksi mol terlarut
Xt
=
|
|
|
fraksi mol pelarut
Xp
=
|
|
soal:
9,5 gram MgCl2 dilarutkan dalam 500 gram
air. Tentukanlah:
a. titik didih
b. titik beku
c. tekanan osmotik jika α = 0,9 pada suhu 298 K
Kb = 0,52
Kf =1,86
Ar Mg = 24, Cl =35,5
|
|
1.7.
Penggunaan
sifat koligatif
a. Membuat
campuran pendingin
b. Membuat
cairan anti beku
c. Mencairkan
salju di jalan raya
d. Menentukan
massa molekul relatif
e. Membuat
cairan infus
f. Desalinasi
air laut (osmosis balik)
7:13 AM
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.
Sumber:
http://indonesiakutercinta.wordpress.com/2010/08/13/penggunaan-sifat-koligatif-larutan/
Justiana, Sandri dan Muchtaridi.2009.Chemistry for Senior
High School Year XII.Jakarta:Yudistira.
Purba, Michael.2007. Kimia untuk SMA kelas XII Semester 1.
Jakarta:Erlangga.
Membuat cairan Fisiologi
Cairan infus dan berbagai cairan fisiologilainya, seperti obat tetes mata,
harus isotonik dengan cairan tubuh kita. Oleh karena itu , konsentrasinya perlu
disesuaikan. Anda tentu mengetahui bahwa salah satu masalah yang dihadapi
korban kecelakaan ditengah laut yang terpaksa harus terapung-apung berhari-hari
yaitu rasa haus. Meminum air laut tidak akan menghilangkan rasa haus, malah sebaliknya
akan menambah rasa haus. Hal itu terjadi karena air laut hipertonik terhadap
cairan tubuh kita. Akibatnya air laut justru akan menarik air dari jaringan
tubuh.
No comments:
Post a Comment