Kompetensi 3.1 Menganalisis fenomena sifat koligatif larutan (penurunan tekanan uap jenuh, kenaikan titik didih, penurunan titik beku, dan tekanan osmosis)
Indikator Pencapaian Kompetensi 3.1.1 Menganalisis fenomena sifat koligatif larutan pada penurunan tekanan uap. 3.1.2 Menganalisis fenomena sifat koligatif larutan pada kenaikan titik didih. 3.1.3 Menganalisis fenomena sifat koligatif larutan pada penurunan titik beku. 3.1.4 Menganalisis fenomena sifat koligatif larutan pada tekanan osmosis.
Sifat Kaligatif Larutan non Elektrolit
Penurunan Tekanan Uap
Kenaikan Titik Didih
Penurunan Titik Beku
Tekanan Osmotik
Air akan mendidih lebih cepat di dataran tinggi daripada di dataran rendah. Dapatkah Anda menjelaskannya?
Kemolalan atau molalitas merupakan pernyataan konsentrasi larutan yang menyatakan jumlah mol zat terlarut dalam 1 kg atau 1.000 g zat pelarut. Kemolalan = m = mol
1.000 m=n× p
Jumlah mol zat terlarut 1 kg zat pelarut Massa zat (g)
atau
g
Massa pelarut (g)
1.000 m= × p Mr
Kemolalan (m) g
1.000 m= × p Mr
Kemolaran (M) g 1.000 M= × Mr V
Kemolaran dapat dikonversi menjadi kemolalan dengan mengubah lebih dahulu volume larutan menjadi massa larutan. Massa jenis (ρ) =
Massa larutan
Volume larutan
Persen massa adalah jumlah gram zat terlarut dalam 100 gram massa larutan. Massa zat A
Persen (%) zat A =
Massa larutan
× 100%
atau mA Persen (%) zat A = × 100% mA + mP
Sebanyak 23,4 gram Nacl (Mr = 58,5) dilarutkan dalam 500 gram. Tentukan molalitas larutan NaCl. Penyelesaian g NaCl = 23,4 gram; Mr NaCl = 58,5 p air = 500 gram g 1.000 m= M × p r 23,4 g 1.000 = 58,5 g.mol–1 × 500 g m = 0,8 m
Fraksi mol merupakan pernyataan konsentrasi suatu larutan yang menyatakan perbandingan jumlah mol zat terlarut terhadap jumlah mol total komponen larutan (jumlah mol pelarut + jumlah mol zat terlarut). Fraksi mol zat pelarut (xp) xP =
nP
nP + n t
Fraksi mol zat terlarut (xt) xt =
nt
nP + n t
total fraksi mol = xp+ xt = 1
Hitung fraksi mol NaCl dan air, jika diketahui 14,6 gram NaCl dilarutkan dalam 150 gram air. (Mr NaCl = 58,5; H2O = 18) Penyelesaian nt xt = xt + xp = 1 nP + nt
g NaCl nNaCl =
Mr NaCl
14,6 g =
58,5
g air nair =
=
nNaC l nNaCl
= 0,25 mol
150 g
Mr air
xNaCl =
g.mol–1
+ nair
18
g.mol–1
= 8,33 mol
0,25 mol =
0,25 mol + 8,33 mol
= 0,029 g
xair = 1 – 0,029 = 0,971
1. Tentukan molalitas larutan NaCl 10% massa dalam air (Mr NaCl = 58,5). 2. Terdapat larutan NaOH 2,5 M. Jika Mr NaOH = 40 dan massa jenis larutan 1 kg L-1, tentukan fraksi mol NaOH. 3. Tentukan fraksi mol 6,4% naftalena (Mr = 128) dalam bezena (Mr = 78).
SIFAT KOLIGATIF LARUTAN Adalah
sifat larutan yang bergantung pada jumlah partikel zat terlarut dan bukan pada jenis zat terlarutnya. Cth : penambahan garam dan etilen glikol ke dalam air akan menyebabkan penurunan titik beku larutan.
Sifat koligatif larutan hanya berlaku apabila Larutan
tersebut bersifat encer dan zat terlarut tidak mudah menguap (non volatil)
Sifat Koligatif Larutan meliputi :
1. 2. 3. 4.
Penurunan tekanan uap Kenaikan titik didih Penurunan titik beku Tekanan osmotik
Perhatikan diagram fasa berikut. A’ A
B
B’
Pelarut murni H2O Larutan
Cair T
Tekanan
1 atm T
Padat
T
T
d° d T
0,06 atm T’
T
Gas
Td
Tb Tb Tb°0,1°C
Suhu
T d°
T
Td
d
P
Titik didih pelarut murni Titik didih larutan
b
b° b
Perubahan titik didih
Perubahan titik beku Titik beku pelarut murni Titik beku larutan Perubahan tekanan uap
Fenomena tekanan uap dalam kehidupan sehari-hari
Tekanan Uap Adalah tekanan gas yang berada di atas zat cairnya di dalam tempat tertutup, di mana gas dan zat cair berada dalam kesetimbangan dinamis.( jumlah partikel yang melepaskan diri dari fase cair ke fase gas sama dengan fase gas yang terperangkap di permukaan fase cair )
Penurunan tekanan uap ( ΔP )
Adalah
fenomena di mana tekanan uap suatu larutan lebih kecil dibandingkan tekanan uap pelarut murninya.
Kesetimbangan tekanan uap pelarut murni
Kesetimbangan tekanan uap larutan
Tekanan uap jenuh larutan sama dengan fraksi mol pelarut dikalikan dengan tekanan uap jenuh pelarut murni.
P = P° × xP
Diagram penurunan tekanan uap Pelarut murni Larutan
Tekanan (mmHg)
P° P P
Penurunan tekanan dari P° ke P disebut penurunan tekanan uap, yang diberi notasi ΔP. P = P° – P
Suhu (°C)
Sebanyak 60 gram urea (Mr = 60) dilarutkan dalam 72 gram air (Mr = 18). Jika tekanan uap air murni pada 20°C adalah 22,5 mmHg, tentukan tekanan uap larutan dan penurunan tekanan uap larutan pada suhu itu. Penyelesaian P = P° × xP(air) 72 g xair =
nair nair + nurea
18 g.Mol–1 =
= 0,8 72 g 18 g.mol–1
+
60 g 60 g.mol–1
P = 22,5 mmHg × 0,8 = 18 mmHg, ∆ P = Po – P = 22,5 – 18 = 4,5 mmHg
2. Kenaikan Titik Didih Larutan
Air murni (H2O)
Mie instan yang di beri bumbu Whatch Video
Titik didih adalah suhu pada saat tekanan uap jenuh suatu cairan sama dengan tekanan atmosfer di sekitarnya. Diagram kenaikan titik didih Kenaikan titik didih larutan yang diberi notasi Tb. Tekanan (mmHg)
Pelarut murni Larutan
Tb = Kb× m
Tb = Kb× T b°
Tb
Tb
Suhu (°C)
g Mr
×
1.000 p
Tentukan titik didih 0,54 molal (m) glukosa dalam air. ( Kd = 0,52°C.m–1) Penyelesaian
Titik didih Td = T° + Td Td= kd × m = 0,52°C.m–1× 0,54 m = 0,28°C Td = 100°C + 0,28°C = 100,28°C
3. Penurunan Titik Beku Larutan
Es Puter
Pembuatan Es Puter
Titik beku adalah suhu pada nilai tekanan tertentu, saat terjadi perubahan wujud zat dari cair menjadi padat. Diagram penurunan titik beku Tekanan (mmHg)
Larutan
Penurunan titik beku larutan diberi notasi Tb.
Tf = Kf × m Pelarut murni
Tf Tf
Tf = Kf × Tf° Suhu (°C)
g Mr
×
1.000 p
Dari rumusan penuruan titik beku larutan dan kenaikan titik didih larutan dengan molal yang sama berlaku hubungan : Tb Kb
Massa molekul relatif (Mr) zat terlarut Mr = Kb ×
Mr = Kf×
g Tb g Tf
×
×
1.000 P 1.000 P
=
Tf Kf Jumlah Zat Terlarut
g = Mr×
g = Mr×
Tb Kb Tf Kf
×
×
P 1.000 P 1.000
Tentukan titik beku dan titik didih 0,54 molal (m) glukosa dalam air. (Kb = 1,86°C.m–1, Kd = 0,52°C.m–1) Penyelesaian Titik beku Titik didih Tb = T° – Tb Td = T° + Td Tb= kb × m = 1,86°C.m–1 × 0,54 m = 1°C Tb = 0°C – 1°C = –1°C
Td= kd × m = 0,52°C.m–1× 0,54 m = 0,28°C Td = 100°C + 0,28°C = 100,28°C
Berapa gram glukosa yang harus dilarutkan dalam 100 g air (Mr = 180) agar larutannya membeku pada –1,5°C (kb = 1,86°C.m–1) Penyelesaian Tb = T° – Tb = 0°– ( –1,5°C) = 1,5°C
g = Mr ×
Tb kb
= 180 g .
= 14,5 g
×
Mol–1
P 1.000
×
1,5°C 1,86°C.m–1
×
100 g 1.000
4. Tekanan Osmotik
Larutan infus
4. Tekanan Osmotik (𝝅)
𝝅𝑙𝑎𝑟 > 𝝅darah 𝝅𝑙𝑎𝑟 = 𝝅darah 𝝅𝑙𝑎𝑟 < 𝝅darah Cara Kerja Larutan infus dalam darah
Tekanan osmotik( ) adalah tekanan yang diperlukan untuk mempertahankan agar pelarut tidak berpindah dari larutan encer ke larutan pekat.
= M× R × T Dimana : M = Molaritas larutan R = tetapan gas 0,08206 L atm / mol K T = Suhu ( derajat Kelvin )
Sebanyak 7,2 g glukosa (Mr = 180) dilarutkan dalam air sampai volumenya 400 mL. Tentukan tekanan osmotik larutan pada temperatur 27°C. (R = 0,0821 L.atm/K.mol) Penyelesaian T = 27°C = 300 K =MRT g 1.000 = × ×R×T Mr V 7,2 g 1.000 × × 0,082 L.atm/K.mol × 300 K = 180 g . m–1 400 mL
= 2,46 atm
1. Sebanyak 18 g glukosa (Mr = 180) dilarutkan dalam 72 g air. Pada suhu tertentu, tekanan uap air murni = 20,1 cmHg. Tentuka penurunan tekanan uap larutan glukosa. 2. Suatu larutan glukosa (Mr = 180) dalam 100 g air (Kd = 0,52) mendidih pada 100,65°C. Tentukan massa glukosa yang dilarutkan. 3. Sebanyak 1,8 g zat nonelektrolit dilarutkan ke dalam 200 g air. Jika penurunan titik beku larutan sebesar 0,93°C (Kb air = 1,86°) maka tentukan massa molekul relatifnya. 4. Jika tekanan osmotik dari 500 mL larutan fruktosa, C6H12O6, pada suhu 32°C sebesar 2 atm, tentukan massa fruktosa yang terlarut.
Sifat Koligatif Larutan
Nonelektrolit terdiri atas
Penurunan tekanan uap Penurunan titik beku Kenaikan titik didih
Tekanan osmotik
“Cara memulai adalah dengan berhenti berbicara dan mulai melakukan.’’ Walt Disney