Sifat koligatif larutan adalah suatu sifat larutan yang tergantung pada jumlah partikel zat terlarut dan tidak tergantung pada sifat zat terlarut. Sifat koligatif larutan dibagi menjadi empat jenis, yaitu perubahan tekanan uap, penurunan titik beku, kenaikan titik didih, dan tekanan osmotik.
Untuk mengetahui penjelasan tentang sifat koligatif larutan. Dibawah ini merupakan uraian lengkap tentang pengertian sifat koligatif larutan dengan contoh dan penjelasannya.
Baca Juga : Larutan Penyangga dan Penjelasannya
Pengertian Sifat Koligatif Larutan
Sifat koligatif larutan adalah suatu sifat larutan yang tergantung pada jumlah partikel zat terlarut dan tidak tergantung pada sifat zat terlarut. Istilah koligatif berasal dari bahasa latin yang berarti “Bergabung Bersama”.
Sifat koligatif merupakan sifat yang hanya memandang Kuantitas, bukan Kualitas. Sifat larutan seperti rasa, warna dan kekentalan merupakan sifat-sifat yang tergantung pada jenis zat larut. Contohnya larutan NaCl (garam dapur) terasa asin, namun larutan CH3COOH (asam cuka) terasa asam.
Sifat koligatif larutan dibagi menjadi empat jenis, yaitu perubahan tekanan uap, penurunan titik beku, kenaikan titik didih, dan tekanan osmotik. Kelarutan pada suatu zat tertentu dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti temperatur, ukuran partikel (luas permukaan zat), aksi dari luar (contohnya pengadukan), dan sifat-sifat zat pelarut, yang keseluruhannya berkaitan erat dengan sifat koligatif larutan.
Baca Juga : Kimia Organik dan Penjelasannya
Sifat-Sifat Koligatif Larutan
Berikut ini pembahasan tentang sifat sifat koligatif larutan yaitu perubahan tekanan uap, penurunan titik beku, kenaikan titik didih, dan tekanan osmotik.
Perubahan Tekanan Uap
Perubahan tekanan uap adalah tekanan yang dimiliki uap zat cair yang berada dalam keseimbangan zat cair.
Contoh pada gelas berisi air dan tertutup. Pada saat ditutup, maka sebagian air pada fasa liquid akan menguap menjadi uap air sehingga tekanan uap mencapai nilai tertentu. Nilai inilah yang disebut tekanan uap (P0).
Sedangkan perubahan tekanan uap akan terjadi jika suatu zat dicampur dengan zat lain. Hal tersebut terjadi karena kedua zat akan berinteraksi yang menghasilkan gaya tarik yang berbeda dari keadaan aslinya. Contohnya Zat A dicampur dengan Zat B maka akan terjadi beberapa kemungkinan perubahan tekanan uap.
Kasus I : Zat A & B Adalah Zat Volatile
Zat Volatile adalah zat yang mudah menguap. Ciri-ciri Zat Volatile yaitu jika dibiarkan ditempat terbuka maka jumlah zat akan berkurang. Contohnya bensin, alkohol dan air.
Dalam keadaan murni, zat A memiliki tekanan uap (P0A) dan zat B akan memiliki tekanan uap (P0B) sedangkan ketika kedua zat tersebut dicampur, maka tekanan uap A akan bernilai PA (tidak sama dengan P0A) dan tekanan uap B akan bernilai PB (tidak sama dengan P0B). Maka nilai PA dan PB memiliki hubungan:
PA = χA . P0A
dengan
χA = nA/ntotal
Tekanan total (Pmix) adalah penjumlahan pA dan PB
Pmix = PA + PB
Pmix = χA . POA + χB. POB
dimana:
χA + XB = 1
nA = mol zat A
χA = fraksi mol A
Kasus II: Zat A Volatile dan B Non-Volatile Non-Ionik
Pada kasus II, tekanan total memiliki rumus sama dengan kasus I.
Ptotal = χA . POA + χB. POB
Bedanya pada kasus ini, B merupakan zat non-volatile, maka nilai P0B ≈ 0, jadi persamaan diatas disederhanakan lagi menjadi:
Ptotal = χA . POA
Jika A disebut sebagai pelarut dan B sebagai zat pelarut, maka didapatkan rumus seperti berikut:
Pmix = χp . POp
= (1 – χt) . POp
= POp – χt . POp
POp – Pmix = χt . POp
ΔP = χt . POp
Karena χt + χp = 1, maka χt <1
Kasus III: A Zat Volatile dan B Non-Volatile Ionik
Pada kasus III, tekanan total dirumuskan sama dengan kasus I, yaitu:
Ptotal = χA . POA + χB. POB
Bedanya pada kasus ini, B merupakan zat non-volatile, maka nilai P0B ≈ 0, jadi persamaan diatas disederhanakan lagi menjadi:
Ptotal = χA . POA
Selain itu, karena B adalah senyawa ionik, maka B dapat terurai menjadi ion-ionnya, sehingga didapatkan rumus seperti beriku:
Pmix = χA . POA
= nA / (nA + nB . i ). POA
i merupakan faktor Van’t Hoff yang dapat dirumuskan sebagaimana berikut:
i = 1 + (n-1) α
n = jumlah ion yang terurai
α = derajat dissosiasi
Contoh Soal Tekanan Uap
Hitunglah tekanan uap suatu larutan yang terdiri dari 3 mol zat terlarut non-volatil dan 15 mol air pada suhu 25 ℃, mengingat tekanan uap air murni pada suhu 25 ℃ adalah 23,8 torr.
Penyelesaian:
Terlebih dahulu hitung fraksi mol zat pelarut tersebut:
Lalu gunakan rumus tekanan uap non-volatil:
Baca Juga : Hidrokarbon dan Penjelasannya
Kenaikan Titik Didih
Titik didih larutan merupakan temperatur saat tekanan uap sama dengan tekanan eksternal. Karena terjadinya penurunan tekanan uap larutan oleh keberadaan zat pelarut non-volatil, dibutuhkan kenaikan temperatur untuk menaikkan tekanan uap larutan hingga sama dengan tekanan eksternal.
Keberadaan zat terlarut dalam pelarut menyebabkan terjadinya kenaikan titik didih, titik didih Tb lebih tinggi dari titik didih pelarut murni Tb°. Kenaikan titik didih, ΔTb, yaitu Tb−Tb° berbanding lurus terhadap konsentrasi (molalitas, m) larutan, sebagaimana:
Molalitas (m) = mol terlarut/kg pelarut
ΔTb = Kbm
Dengan kb adalah konstantan titik didih molal (dalam satuan °C/m) dan m adalah molalitas larutan.
Contoh Soal Kenaikan Titik Didih
Hitunglah titik didih larutan berair dimana cukup NaCl ditambahkan untuk membuat larutan 0,37 molal. Kb untuk air adalah 0,512 [lateks] \ frac {^ oC} {m} [/ lateks].
Penyelesaian:
ΔTb = i × Kb × b
ΔTb = 2 × 0.512oC/m × 0.37 m
ΔTb = 0.38oC
Karena titik didih pada kondisi normal yaitu 100 ℃, maka titik didih akhirnya akan menjadi:
100 + 0.38 = 100.38 ℃
Baca Juga : Unsur Unsur Radioaktif dan Penjelasannya
Penurunan Titik Beku
Titik beku pada larutan adalah temperatur dimana tekanan uap larutan sama dengan tekanan uap pelarut murni. Pada temperatur tersebut terdapat dua fasa, yaitu pelarut padat dan larutan cair berada dalam kesetimbangan.
Karena terjadi penurunan tekanan uap larutan dari tekanan uap pelarut, maka larutan membeku pada temperatur yang lebih rendah dibandingkan dengan titik beku pelarut murni. Titik beku larutan (Tf) lebih rendah dari titik beku Tf°.
Dengan demikian, maka jumlah partikel-partikel pelarut yang keluar dan masuk padatan membeku persatuan waktu menjadi sama pada temperatur yang lebih rendah. Sifat koligatif larutan berupa penurunan titik beku ΔTf, yaitu Tf° – Tf berbanding lurus terhadap konsentrasi (molalitas, m) larutan, sebagaimana:
ΔTf = Kfm
Dengan Kfm adalah kosntanta penurunan titik beku molal (satuan °C/m) dan m adalah molalitas larutan.
Contoh Soal Penurunan Titik Beku
Hitunglah berapa itik beku larutan air ketika sejumlah NaCl ditambahkan untuk membuat larutan 0,25m? Nilai Kf untuk air adalah 1.858 ℃ / m.
Penyelesaian:
NaCl dapat terpecah menjadi dua ion yaitu Na+ dan Cl– oleh karenanya, nilai i adalah 2.
ΔTf = i × Kf × molality
ΔTf = 2 × 1.86oC/m × 0.25 m
ΔTf = 0.93oC
Perubahan titik beku akan turun sebesar 0.93 ℃. Maka titik beku akhirnya akan menjadi:
0 – 0.93 = -0.93 ℃
Baca Juga : Benzena dan turunannya serta Penjelasannya
Tekanan Osmotik
Fenomena osmosis terjadi ketika dua larutan konsentrasi berbeda dipisahkan oleh suatu membran semipermeabel atau membran yang hanya bisa dilewati oleh partikel pelarut namun tidak bisa dilewati oleh partikel zat terlarut.
Osmosis adalah perpindahan selektrif partikel-partikel pelarut melalui membran semipermeabel dari larutan dengan konsentrasi zat terlarut yang lebih rendah ke larutan dengan konsentrasi zat terlarut lebih tinggi.
Tekanan osmosis diartikan sebagai tekanan yang diberikan untuk menahan perpindahan netto partikel pelarut dari larutan dengan konsentrasi pelarut tinggi menuju larutan berkonsentrasi pelarut rendah. Jika tekanan ekternal sebesar tekanan osmosis pada sisi larutan, maka ketinggian pelarut dan larutan akan kembali seperti semula.
Tekanan osmosis (π) berbanding lurus dengan jumlah partikel zat terlarut (n), dalam suatu volum larutan tertentu (V) yang merupakan molaritan (M), maka rumus yang digunakan adalah sebagai berikut:
Dengan R adalah konstanta gas ideal (0,0821 L.atm/mol.K) . T adalah temperatur (dalam satuan K).
Contoh Soal Tekanan Osmotik
Hitunglah berapa tekanan osmotik larutan 1,35 M NaCl pada temperatur 25 ℃?
Penyelesaian:
i = 2 (NaCl terbagi menjadi dua ion)
M = 1.35 moles/L
R = 0.0821 (L × atm/ K × mol) (L × atm/K × mol)
T = 25 oC + 273 = 298 K
Maka rumus yang digunakan pada tekanan osmotik II adalah:
II= M⋅R⋅T⋅i
II= 2 × 1.35 × 0.0821 × 298
II = 66.1 atm
Jadi tekanan osmotik pada larutan tersebut adalah 66.1 atm.
Baca Juga : Larutan ELektrolit dan Non Elektrolit Serta Penjelasannya
Untuk lebih memahami tentang sifat koligatif larutan, sebaiknya terlebih dahulu pahami tentang pengertian larutan dan partikel.
Demikian artikel mengenai Pengertian Sifat Koligatif Larutan dan Contohnya. Semoga artikel ini dapat bermanfaat dan menambah wawasan anda mengenai pelajaran Ilmu Pengetahuan Alam.