Sifat Koligatif Larutan

Gambaran umum sifat koligatif

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).

Apabila suatu pelarut ditambah dengan sedikit zat terlarut (Gambar 6.2), maka akan didapat suatu larutan yang mengalami:

1. Penurunan tekanan uap jenuh
2. Kenaikan titik didih
3. Penurunan titik beku
4. Tekanan osmosis

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

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 penguapan berkurang.

Gambaran penurunan tekanan uap

Menurut Roult :

p = p^o . X_B

keterangan:

p     : tekanan uap jenuh larutan

po  : tekanan uap jenuh pelarut murni

XB  : 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 :

ΔP = p^o . XA

keterangan:

ΔP   : penuruman tekanan uap jenuh pelarut

po    : tekanan uap pelarut murni

XA   : 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.

Kenaikan Titik Didih

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:

ΔT_b = m . K_b

keterangan:

ΔT_b = kenaikan titik didih (^oC)

m      = molalitas larutan

K_b = tetapan kenaikan titik didihmolal

(W menyatakan massa zat terlarut), maka kenaikan titik didih larutan dapat dinayatakan sebagai:

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

T_b = (100 + ΔT_b) ^oC

Penurunan Titik Beku

Untuk penurunan titik beku persamaannya dinyatakan sebagai:

ΔT_f = penurunan titik beku

m     = molalitas larutan

Kf     = tetapan penurunan titik beku molal

W     = massa zat terlarut

Mr   = massa molekul relatif zat terlarut

p      = massa pelarut

Apabila pelarutnya air dan tekanan udara 1 atm, maka titik beku larutannya dinyatakan sebagai:

Tf = (O – ΔT_f)^oC

Tekanan Osmosis

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

Menurut Van’t hoff tekanan osmosis mengikuti hukum gas ideal:

PV = nRT

Karena tekanan osmosis = Π , maka :

π° = tekanan osmosis (atmosfir)
C   = konsentrasi larutan (M)
R   = tetapan gas universal.  = 0,082 L.atm/mol K
T   = suhu mutlak (K)

Tekanan osmosis

• Larutan yang mempunyai tekanan osmosis lebih rendah dari yang lain disebut larutan Hipotonis.
• Larutan yang mempunyai tekanan lebih tinggi dari yang lain disebut larutan Hipertonis.
• Larutan yang mempunyai tekanan osmosis 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 < 1). Atas dasar kemampuan ini, maka larutan elektrolit mempunyai pengembangan di dalam perumusan sifat koligatifnya.

• Untuk Kenaikan Titik Didih dinyatakan sebagai :

n menyatakan jumlah ion dari larutan elektrolitnya.

• Untuk Penurunan Titik Beku dinyatakan sebagai :

• Untuk Tekanan Osmosis dinyatakan sebagai :

π°  = C R T [1+ α(n-1)]

Contoh :

Hitunglah kenaikan titik didih dan penurunan titik beku dari larutan5.85 gram garam dapur (Mr = 58.5) dalam 250 gram air ! (untuk air, Kb= 0.52 dan Kf= 1.86)

Jawab :

Larutan garam dapur,

CONTOH SOAL

1. Sifat-sifat di bawah ini yang bukan termasuk sifat koligatif larutan adalah ….
            A. tekanan osmosis
            B. penurunan titik beku
            C. kenaikan titik didih
            D. penurunan tekanan uap jenuh
            E. penurunan titik didih

JAWABAN E

2. Pernyataan yang tepat mengenai sifat koligatif larutan adalah ….
            A. sifat koligatif larutan bergantung pada jenis zat terlarut
            B. sifat koligatif larutan bergantung pada jumlah partikel zat terlarut
            C. tekanan uap suatu zat merupakan sifat koligatif larutan yang tergantung    pada jenis zat
            D. salah satu sifat koligatif larutan adalah penurunan titik didih larutan
            E. sifat koligatif larutan merupakan sifat kimia

JAWABAN B

3. Sifat koligatif larutan adalah sifat larutan yang hanya dipengaruhi oleh ….
            A. jumlah partikel zat terlarut
            B. jenis partikel zat terlarut
            C. banyak sedikitnya larutan
            D. massa jenis larutan
            E. warna zat pelarut

JAWABAN A

4. Suatu senyawa sebanyak 3,42 gram larut dalam 500 gram air. Jika molalitasnya 0,02 molal, berapakah massa molekul relatif senyawa tersebut?
            A. 180
            B. 40
            C. 342
            D. 60
            E. 200

JAWABAN C

5. Berapakah molalitas larutan fruktosa 10 %, jika diketahui Mr fruktosa = 180?
            A. 0,32 molal.
            B. 0,42 molal.
            C. 0,52 molal.
            D. 0,62 molal.
            E. 0,72 molal.

JAWABAN D

6. Apabila diketahui tekanan uap jenuh urea pada suhu 50 ºC adalah 42,5 mmHg, sedangkan tekanan uap jenuh pelarut air pada suhu 50 ºC adalah 43,5 mmHg, maka fraksi mol urea adalah ….
            A. 0,977         
            B. 0,797         
            C. 0,779
            D. 0,032
            E. 0,023

JAWABAN E

7. Harga kenaikan titik didih molal (K_b) tergantung pada ….
            A. jumlah gram zat terlarut dalam 1 liter larutan
            B. jumlah mol zat terlarut dalam 1 liter larutan
            C. jumlah mol zat terlarut dalam 1 liter pelarut
            D. jumlah mol zat terlarut dalam 1000 gram larutan
            E. jumlah mol zat terlarut dalam 1000 gram pelarut

JAWABAN E

8. Titik didih larutan CaCl₂ 0,01 molal dan titik didih larutan glukosa (C₆H₁₂O₆) 0,03 molal adalah sama. Hal ini disebabkan ….
            A. keduanya bukan larutan elektrolit
            B. keduanya adalah larutan non-elektrolit
            C. keduanya adalah larutan elektrolit kuat
            D. jumlah partikel yang ada dalam kedua larutan sama
            E. derajat ionisasi larutan CaCl₂ tiga kali lebih besar daripada derajat ionisasi larutan glukosa

JAWABAN E

9. Di antara larutan berikut yang memiliki titik beku paling rendah adalah ….
            A. Na₂CO₃ 0,3 m
            B. CH₃COOH 0,5 m
            C. Mg(NO₃)₂ 0,2 m
            D. CuSO₄ 0,2 m
            E. glukosa 0,8 m

JAWABAN D

10. Di antara larutan berikut yang memiliki titik beku paling tinggi adalah ….
            A. Na₂CO₃ 0,3 M
            B. Mg(NO₃)₂ 0,2 M
            C. glukosa 0,8 M
            D. CuSO₄ 0,2 M
            E. CH₃COOH 0,5 M

JAWABAN E

11. Larutan propanol (Mr = 60) memiliki kadar 8%. Berapakah penurunan titik beku larutan, jika diketahui K_f air = 1,86?
            A. 12 ^oC.        
            B. 8,32 ^oC.     
            C. 4,2 ^oC.         
            D. 2,7 ^oC.         
            E. 2,48 ^oC.

JAWABAN E

12. Berapakah massa garam dapur yang harus ditambahkan dalam 5 liter air, agar tidak membeku pada suhu –5 C? (Diketahui Mr garam dapur = 58,5 dan K_f = 1,86.)
            A. 714,5 gram.
            B. 786,3 gram.
            C. 393, 2 gram.
            D. 292,5 gram.
            E. 31,5 gram.

JAWABAN B

13. Larutan urea memiliki tekanan osmosis 0,041 atm pada suhu 25 °C. Berapakah molaritas larutan tersebut?
            A. 0,0013 molar.
            B. 0,0014 molar.
            C. 0,0015 molar.
            D. 0,0016 molar.
            E. 0,0017 molar.

JAWABAN E

14. Tekanan osmosis dari 750 ml larutan yang mengandung 8,55 gram gula (Mr = 342) pada suhu 27 °C adalah … atm. (R = 0,082 L atm/mol K)
            A. 0,0738
            B. 0,03731
            C. 0,41
            D. 0,7462
            E. 0,82

JAWABAN E

15. Pada konsentrasi yang sama, larutan-larutan berikut yang memiliki tekanan osmosis paling tinggi adalah ….
            A. CH₃COOH
            B. Ca(OH)₂
            C. C₂H₅OH
            D. (NH₂)₂CO
            E. (NH₄)₂CO₃

JAWABAN B

16. Jika garam NH₄Cl dilarutkan dalam air, maka akan terbentuk larutan yang ….
            A. titik didih pelarutnya lebih tinggi daripada titik didih larutannya
            B. titik beku pelarutnya lebih rendah daripada titik beku larutannya
            C. tekanan uap jenuh pelarut murninya lebih rendah daripada tekanan uap jenuh larutannya
            D. tekanan osmotik pelarutnya lebih tinggi daripada tekanan osmotik larutannya
            E. pH pelarutnya lebih besar daripada pH larutannya

JAWABAN C

17. Harga i untuk larutan elektrolit terner adalah ….
            A. i = [1+α ]
            B. i = [1+ 2 α ]
            C. i = [1+ 3 α]
            D. i = [1+ 4 α]
            E. i = [1+ 5 α]

JAWABAN C

18. 2 gram senyawa MgSO₄ dilarutkan dalam 200 gram air. Setelah dipanaskan, larutan MgSO₄ mendidih pada suhu 100,056 °C. Jika diketahui Kb air = 0,52, maka derajat ionisasi larutan tersebut adalah ….
            A. 0,09
            B. 0,12
            C. 0,14
            D. 0,29
            E. 0,36

JAWABAN D

19. Senyawa H₂SO₄ sebanyak 4 gram dilarutkan dalam 200 gram air. Jika diketahui K_f air = 1,8 dan derajat ionisasi larutan = 0,8, maka penurunan titik beku larutan adalah … °C.
            A. 0,64                       
            B. 0,76                       
            C. 0,96                       
            D. 1,13
            E. 1,22

JAWABAN C

20. Pada suhu 26 °C, senyawa NaCl 0,01 molar memiliki derajat ionisasi 0,6. Tekanan osmosis larutan tersebut adalah … atm.
            A. 0,025
            B. 0,034
            C. 0,046
            D. 0,059
            E. 0,067

JAWABAN B