PENDAHULUAN

Sifat sifat larutan, seperti rasa dan warna, bergantung pada jenis zat terlarut. Larutan gula mempunyai rasa manis, sementara larutan cuka mempunyai rasa asam. Tingkat kemanisan atau keasaman larutan tersebut bergantung pada konsentrasi atau kepekatannya. Larutan gula yang pekat tentu lebih manis daripada larutan gula yang encer, demikian juga halnya dengan rasa larutan cuka, semakin pekat larutannya, akan semakin asam rasanya. Selain sifat yang bergantung pada jenis zat terlarut, ada beberapa sifat larutan yang hanya bergantung pada konsentrasi partikel zat terlarut. Artinya, larutan zat yang berbeda akan mempunyai sifat yang sama, asalkan konsentrasi partikel terlarutnya sama . salah satu sifat tersebut yaitu penurunan titik beku. Penurunan titik beku adalah selisih antara titik beku pelarut dengan titik beku larutan.Sifat sifat larutan yang tidak bergantung pada jenis zat terlarut , tetapi hanya pada konsentrasi partikel terlarutnya disebut Sifat Koligatif. Istilah koligatif berasal dari bahasa latin yang artinya kolega atau kelompok. Sifat koligatif hanya bergantung pada jumlah partikel atau kelompok partikel zat terlarut di dalam larutan. Larutan 0,1 mol urea dalam 1 kg air dan larutan 0,1 mol glukosa dalam 1 kg air mempunyai penurunan titik beku yang sama karena mempunyai jumlah partikel zat terlarut yang sama. Sebagaimana anda ketahui, 0,1 mol urea dan 0,1 mol glukosa mempunyai jumlah partikel (molekul) yang sama, yaitu 0,1 mol x 6,02 x 1023 molekul mol-1 = 6,02 x 1022 molekul.Perlu anda pahami bahwa zat terlarut dengan jumlah mol yang sama tidak selalu menghasilkan jumlah partikel yang sama di dalam larutan. Ada kalanya beberapa molekul atau partikel zat terlarut mengelompok, sehingga jumlah partikel menjadi dari yang diperkirakan. Di lain pihak, khususnya untuk larutan elektrolit, jumlah partikel di dalam larutan akan lebih banyak karena zat elektrolit terurai menjadi ion ion.Di atas telah disebutkan bahwa sifat koligatif larutan hanya bergantung pada konsentrasi partikel terlarut, bukan pada jenisnya. Oleh karena itu, sifat koligatif larutan elektrolit akan berbeda dengan sifat koligatif larutan nonelektrolit, meski jumlah mol zat terlarutnya sama. Pada pembahasan berikut, akan dibahas terlebih dahulu sifat koligatif larutan nonelektrolit, baru kemudian dibahas sifat koligatif larutan elektrolit. Sifat koligatif yang akan dibahas meliputi tekanan uap, penurunan titik beku, kenaikan titik didih, dan tekanan osmotik.

SIFAT KOLIGATIF LARUTAN

Tujuan pembelajaran :Setelah mempelajari bab ini, anda akan dapat : Menghitung konsentrasi larutan dan menghubungkannya dengan sifat koligatif larutan Menyimpulkan pengaruh zat terlarut terhadap tekanan uap pelarut, penurunan titik beku, kenaikan titik didih larutan, dan tekanan osmotik larutan Menganalisis diagram P-T untuk menafsirkan penurunan tekanan uap, penurunan titik beku, dan kenaikan titik didih larutan Menganalisis data untuk membandingkan sifat koligatif larutan elektrolit dan nonelektrolit

URAIAN MATERI

1.1. KEMOLALAN DAN FRAKSI MOLKemolaran menyatakan jumlah mol zat terlarut dalam satu liter larutan. Satuan kemolaran adalah mol L-1 . Dengan, M = kemolaran n = jumlah mol zat terlarut V = volum larutan (dalam liter)Pada pembahasan sifat koligatif, digunakan dua jenis satuan konsentrasi yang lain, yaitu kemolalan dan fraksi mol. Kemolalan dan fraksi mol tidak dikaitkan dengan volum larutan tetapi dengan massa atau jumlah mol.1. Kemolalan (m)Kemolalan atau molalitas menyatakan jumlah mol (n) zat terlarut dalam 1 kg (= 1.000 g ) pelarut. Oleh karena itu, kemolalan dinyatakan dalam mol kg-1.

Dengan, m = kemolalan larutan n = jumlah mol zat terlarut p = massa pelarut (dalam kg)jika masa larutan dinyatakan dalam gram, maka rumus kemolalan diatas akan menjadi :

2. Fraksi Mol (X)Fraksi mol (X) menyatakan perbandingan jumlah mol zat terlarut atau pelarut terhadap jumlah mol larutan. Jika jumlah mol zat pelarut adalah nA dan jumlah mol zat terlarut adalah nB , maka fraksi mol pelarut dan zat terlarut adalah :

Jumlah fraksi mol pelarut dengan zat terlarut adalah 1.

Kata fraksi mempunyai arti yang serupa dengan bagian. Misalkan, jumlah siswa laki laki dalam sebuah kelas sebanyak 20 dan siswa perempuan sebanyak 18, maka : Fraksi siswa laki laki Fraksi siswa perempuan Jumlah fraksi siswa laki laki dan fraksi siswa perempuan

1.2 PENURUNAN TEKANAN UAP LARUTAN1. Pengertian Tekanan Uap JenuhAnda tentu mengetahui bahwa air memiliki titik didih 100oC. Ketika mendidih, air berubah menjadi uap air. Akan tetapi, air dapat menguap pada suhu berapa saja, termasuk pada suhu di bawah 100oC. Sebagai contoh, pakaian basah menjadi kering ketika dijemur karena air menguap. Meskipun demikian, pakaian basah tidak akan kering jika ditempatkan dalam ruangan tertutup karena ruangan itu akan menjadi jenuh dengan uap air. Pada keadaan jenuh, proses penguapan tetap berlangsung, tetapi pada saat yang sama terjadi pengembunan dengan laju yang sama. Dengan kata lain, terdapat kesetimbangan dinamis antara zat cair dengan uap jenuhnya. Tekanan yang ditimbulkan oleh uap jenuh suatu zat disebut tekanan uap zat itu. Besarnya tekanan uap bergantung pada jenis zat dan suhu. Zat yang memiliki gaya tarik menarik antarpartikel relatif besar berarti sukar menguap, mempunyai tekanan uap yang relatif rendah, contohnya garam, gula, glikol, dan gliserol. Sebaliknya, zat yang memiliki gaya tarik menarik antar partikel relatif lemah berarti mudah menguap, mempunyai tekanan uap yang relatif tinggi. Zat seperti itu dikatakan mudah menguap atau atsiri (volatile), contohnya etanol dan eter.Tekanan uap suatu zat akan bertambah jika suhu dinaikkan. Hubungan ini dapat dipahami sebagai berikut. Kenaikan suhu menyebabkan energi kinetik molekul molekul cairan bertambah besar, sehingga lebih banyak molekul yang dapat meninggalkan permukaan cairan memasuki fase gas. Akibatnya, konsentrasi uap semakin besar dan dengan demikian tekanan uap semakin besar. Tekana uap jenuh air pada berbagai suhu diberikan pada tabel berikut.

Tabel 1.1 Tekanan Uap Jenuh Air pada Berbagai Suhu (mmHg)

2. Tekanan Uap Larutan dan Hukum RaoultBagimanakah pengaruh zat terlarut terthadap tekanan uap pelarut dan tekanan uap larutan ? jika zat terlarut bersifat volatil, maka uap dipermukaan larutan terdiri atas uap pelarut dan uap zat terlarut. Akan tetapi jika zat terlarut sukar menguap, maka uap dipermukaan larutan hanya terdiri dari uap zat pelarut saja. Komposisi uap dipermukaan larutan telah dipelajari oleh seorang kimiawan dari perancis, yaitu Francois Marie Raoult (1830 1901).Hukum raoult merupakan dasar dari empat macam sifat larutan encer yang disebut sifat koligatif. Kata koligatif berasal dari kata latin colligare yang berarti berkumpul bersama karena sifat ini bergantung pada pengaruh kebersamaan (kolektif) semua partikel dan tidak pada sifat dan keadaan partikel.Raoult menemukan bahwa tekanan uap suatu komponen bergantung pada fraksi mol komponen itu dalam larutan, dengan hubungan sebagai berikut.

Dengan, tekanan uap komponen A tekanan uap A murni fraksi mol komponen AJika zat terlarut sukar menguap, maka uap dipermukaan larutan terdiri atas uap zat pelarut saja. Jika demikian, maka tekanan uap larutan sama dengan tekanan uap pelarut. Sesuai dengan hukum Raoult, tekanan uap pelarut bergantung pada fraksi molnya. Jadi, jika zat terlarut sukar menguap, maka :

Oleh karena fraksi mol pelarut < 1, maka P larutan akan lebih rendah daripada Po pelarut. Dengan kata lain, zat terlarut yang sukar menguap akan menurunkan tekanan uap pelarut. Selisih antara tekanan uap pelarut dengan tekanan uap larutan disebut penurunan tekanan uap (P). Nilai penurunan tekanan uap larutan (P) dapat dikaitkan dengan fraksi mol terlarut sebagai berikut. Telah diketahui bahwa maka persamaan di atas dapat ditulis dalam bentuk lain sebagai berikut.

Penurunan tekanan uap merupakan sifat koligatif larutan, artinya bahwa penurunan tekanan uap tidak bergantung pada jenis zat terlarut, tetapi hanya pada konsentrasi (fraksi mol). Fraksi mol yang sama akan mempunyai penurunan tekanan uap yang sama pula.

Gambar 9.9Tekanan uap Larutan aseton-kloroform

Penyimpangan Hukum RaoultLarutan ideal adalah suatu larutan yang memenuhi hukum Raoult. Kenyataannya, hanya sedikit larutan yang demikian, sedangkan yang lain menyimpang sehingga disebut larutan tak ideal.Penyimpangan terjadi karena perbedaan interaksi antara partikel sejenis. Misalnya campuran senyawa A dan B, daya tarik (daya tolak) antara A A tidal sama dengan B B dan A B (tabel 9.4).

Tabel 9.4Kemungkinan interaksi antar partikel komponen

Jika daya tarik A B lebih besar dari pada A A atau B B, maka kecenderungan bercampur lebih besar dan saat bercampur keluar energi (proses eksotermik), contohnya aseton (CH3COCH3) dengan kloroform (CHCl3), karena ada ikatan hidrogen antar kedua molekul. Ikatan itu rnenyebabkan kedua kornponen lebih sulit menjadi uap dibandingkan dalam keadaan murni. Akibatnya, jumlah uap kedua zat lebih kecil daripada larutan ideal. Dengan kata lain, terjadi penyimpangan negatif dari hukum Raoult. Artinya, tekaan uap parsial A dan B lebih kecil daripada daya tarik A A dan B B sehingga proses pencampuran bersifat endotermik, contohnya eter dengan CCl4 (gambar 9.10).

Gambar 9.10 Tekanan uap larutan eter-CCl4

1.3 KENAIKAN TITIK DIDIH DAN PENURUNAN TITIK BEKU1. Titik Didih dan Titik Beku Mengapa air mendidih pada suhu 100oC dan membeku pada 0oC ? pada pembahasan terdahulu telah disebutkan bahwa air dapat menguap pada suhu berapa saja dan tekanan uapnya akan meningkat seiring dengan kenaikan suhu. Tekanan uap menggambarkan kecenderungan cairan untuk menguap. Semakin besar tekanan uap, semakin mudah zat itu menguap. Sementara itu, tekanan udara luar memaksa uap tetap berada dalam cairan. Jika tekanan uap kurang dari tekanan udara luar (tekanan di permukaan cairan), uap hanya terbentuk dari permukaan cairan. Namun, ketika tekanan uap cairan sama dengan tekanan udara dipermukaan, penguapan dapat terjadi diseluruh bagian cairan. Uap terbentuk dapat naik dan pecah di permukaan. Keadaan seperti itu kita sebut mendidih.Jadi, titik didih adalah suhu pada saat tekanan uap cairan sama dengan tekanan di permukaan. Oleh karena itu, titik didih bergantung pada tekanan di permukaan. Di permukaan laut (tekanan = 760 mmHg), air mendidih pada 100oC karena pada suhu 100oC tekanan uap air sama dengan 760 mmHg. Di puncak Everest (ketinggian 8.882 m dari permukaan laut), air mendidih pada 71oC. Biasanya, yang dimaksud dengan titik didih adalah titik didih normal, yaitu titik didih pada tekanan 760 mmHg. Titik didih normal air adalah 100oC.Adapun titik beku adalah suhu pada saat tekanan uap cairan sama dengan tekanan uap padatannya. Pada tekanan 1 atm, air membeku pada 0oC karena pada suhu itu tekanan uap air sama dengan tekanan uap es.

2. Titik Didih dan Titik Beku LarutanJika sama sama mendidih, manakah yang lebih tinggi suhunya, air murni atau air laut ? mana pula yang mempunyai titik beku lebih rendah ? melalui percobaan telah diketahui bahwa larutan dari zat zat yang sukar menguap mempunyai titik didih lebih tinggi dan titik beku lebih rendah daripada pelarutnya. Sebagai contoh, larutan garam mendidih pada suhu di atas 100oC dan membeku pada suhu di bawah 0oC.Selisih antara titik didih larutan dengan titik didih pelarutnya disebut kenaikan titik didih (Tb = boilling point elevation) ; sedangkan selisih antara titik beku pelarut dengan titik beku larutan disebut penurunan titik beku (Tf = freezing point deppression).Tb = Tb larutan - Tb pelarutTb larutan = titik didih larutanTb pelarut = titik didih pelarutTb = kenaikan titik didih

Tf = Tf pelarut Tf larutanTf larutan = titik beku larutanTf pelarut = titik beku pelarutTf = penurunan titik beku

3. Hubungan Konsentrasi dengan Tb dan TfPercobaan percobaan menunjukkan bahwa kenaikan titik didih maupun penurunan titik beku tidak bergantung pada jenis zat terlarut, tetapi hanya pada konsentrasi partikel dalam larutan. Oleh karena itu, kenaikan titik didih dan penurunan titik beku tergolong sifat koligatif.Untuk larutan encer, kenaikan titik didih (Tb) maupun penurunan titik beku (Tf) sebanding dengan kemolalan larutan.Tb = Kb x m ............ (1.1)Tf = Kf x m ............ (1.2)Dengan, Tb = kanaikan titik didih Tf = penurunan titik beku Kb = tetapan kenaikan titik didih molal Kf = tetapan penurunan titik beku molal m = kemolalan larutan harga Kb dan Kf bergantung pada jenis pelarut. 4. Diagram Fase atau Diagram P-TMengapa larutan mendidih pada suhu yang lebih tinggi dan membeku pada suhu yang lebih rendah daripada pelarutnya ? pertanyaan itu dapat dijelaskan secara teoritis dengan membandingkan diagram fase larutan dengan diagram fase pelarutnya.Diagram fase atau diagram P-T adalah diagram yang menyatakan hubungan antara suhu dan tekanan dengan fase zat. Diagram fase menyatakan batas batas suhu dan tekanan di mana suatu bentuk fase dapat stabil. Diagram fase air diberikan pada gambar dibawah ini.

Gambar 1.1 Diagram P-T air

Beberapa hal yang perlu diperhatikan dari diagram fase : Garis didihGaris BC pada gambar di atas disebut garis didih. Garis didih merupakan transisi fase cair-gas. Setiap titik pada garis itu menyatakan suhu dan tekanan dimana air akan mendidih. Seperti telah disebutkan pada bagian terdahulu, titik didih bergantung pada tekanan gas di permukaan. Pada tekanan 1 atm (760 mmHg), air mendidih pada 100oC. Pada tekanan 4,58 mmHg, air mendidih pada suhu 0,0098oC. Garis bekuGaris BD pada gambar diatas disebut garis beku. Garis beku merupakan transisi fase cair-padat. Setiap titik pada garis itu menyatakan suhu dan tekanan dimana air dapat membeku (es mencair). Pada tekanan 1 atm (760 mmHg), air membeku pada 0oC, pada 4,58 mmHg, air membeku pada 0,0098oC. Perhatika bahwa tekanan permukaan berpengaruh besar pada titik didih, tetapi sangat kecil pengaruhnya pada titik beku. Garis BD pada gambar di atas nyaris vertikal terhadap sumbu suhu. Garis sublimasiGaris AB pada gambar di atas di sebut garis sublimasi. Garis sublimasi merupakan transisi fase padat-gas. Setiap titik pada garis sublimasi menyatakan suhu dan tekanan di mana zat padat atau uapnya dapat menyublim. Titik tripel Perpotongan antara garis didih dan garis beku dan garis sublimasi disebut titik tripel. Titik tripel air adalah (0,0098oC, 4,58 mmHg). Pada titik tripelnya, ketiga bentuk fase, yaitu padat, cair, dan gas, berada dalam kesetimbangan.

1.4 TEKANAN OSMOTIK LARUTAN 1. Pengertian Osmosis dan Tekanan OsmotikBerbagai jenis selaput, baik yang alami (seperti jaringan usus) maupun yang sintetis (seperti selofan), dapat dilewati molekul pelarut yang kecil, tetapi menahan molekul (partikel) zat terlarut yang lebih besar. Selaput seperti itu disebut selaput semipermeabel. (Lihat gambar 1.2)

Gambar 1.2 Selaput semipermeabel dapat dilewati oleh molekul pelarut, tetapi menahan molekul zat terlarut Sekarang lihatlah gambar 1.3 , suatu bejana berbentuk U yang kedua kakinya dipisahkan dengan suatu selaput semipermeabel diisi dengan air murni pada kaki sebelah kanan dan larutan gula pada kaki sebelah kiri. Pada awalnya, ketinggian cairan pada kedua kaki bejana itu dibuat sama. Ternyata, lama-kelamaan cairan di kaki sebelah kiri bertambah, sedangkan di kaki sebelah kanan berkurang. Sementara itu cairan di sebelah kanan tetap merupakan air murni (tidak ada gula yang merembes ke kaki sebelah kanan). Perbedaan ketinggian cairan pada kedua kaki menunjukkan bahwa telah terjadi aliran air dari kaki sebelah kanan ke kaki sebelah kiri. Hal serupa juga terjadi jika kedua kaki sama-sama diisi larutan, asalkan konsentrasinya berbeda. Pelarut akan merembes dari larutan yang lebih encer ke larutan yang lebih pekat. Peristiwa seperti itu di sebut osmosis. Jadi osmosis adalah perembesan molekul pelarut dari pelarut ke dalam larutan, atau dari larutan lebih encer ke larutan lebih pekat, melalui selaput semipermeabel. Perbedaan ketinggian cairan pada kedua kaki bejana akan menyebabkan perbedaan tekanan hidrostatik. Perbedaan tekanan hidrostatik itu akan menghambat aliran air ke kaki sebelah kiri. Pada suatu saat, akan tercapai suatu keadaan di mana ketinggian cairan pada kedua kaki tidak berubah lagi. Keadaan tersebut merupakan suatu kesetimbangan yang mana aliran air pada kedua arah berlangsung dengan kecepatan yang sama. Perbedaan tekanan hidrostatika maksimum antara suatu larutan dengan pelarutnya di sebut tekanan osmotik larutan.

Gambar 1.3 Pada peristiwa osmosis, terjadi perembesan molekul pelarut dari larutan encer ke larutan yang lebih pekat.Osmosis seperti yang di tunjukkan pada Gambar 1.3 dapat dicegah dengan memberi suatu tekanan pada permukaan larutan. Besarnya tekanan yang diperlukan untuk menghentikan aliran pelarut dari pelarut murni menuju larutan sama dengan tekanan osmotik larutan. Jika tekanan yang di berikan melampaui tekanan osmotiknya, maka akan terjadi osmosis balik, yaitu air mengalir dari larutan ke pelarut.2 Hubungan Tekanan Osmotik Dengan Konsentrasi LarutanTekanan osmotik tergolong sifat koligatif karena harganya bergantung pada konsentrasi dan bukan pada jenis partikel zat terlarut. Menurut vant Hoff, tekanan osmotik larutan-larutan encer dapat dihitung dengan rumus yang serupa dengan persamaan gas ideal, yaitu : ......... (1.3)Dengan, = tekanan osmotik V = volum larutan (dalam liter) n = jumlah mol zat terlarut T = suhu absolut larutan (suhu kelvin) R = tetapan gas (0,08205 L atm mol-1 K-1)Persamaan (1.3) dapat ditata ulang menjadi,

Dengan menyatakan kemolaran larutan (M). Oleh karena itu, persamaan di atas dapat ditulis sebagai berikut. .......... (1.4)

3 Osmosis dalam Kehidupan Sehari hariContoh osmosis dalam kehidupan sehari hari ialah pada sel darah merah. Dinding sel darah merah mempunyai ketebalan kira kira 10 nm dan pori dengan diameter 0,8 nm. Molekul air berukuran kurang dari setengah dari diameter tersebut, sehingga dapat lewat dengan mudah. Ion K+ yang terdapat dalam sel juga berukuran lebih kecil daripada pori dinding sel itu, tetapi karena dinding sel tersebut bermuatan positif, maka ion K+ akan ditolak. Jadi, selain ukuran partikel, muatan dapat juga merupakan faktor penentu untuk dapat melalui pori sebuah selaput semipermeabel.Cairan dalam sel darah merah mempunyai tekanan osmotik yang sama dengan larutan NaCl 0,92%. Dengan kata lain, cairan sel darah merah isotonik dengan larutan NaCl 0,92%. Jika sel darah merah dimasukkan ke dalam larutan NaCl 0,92%, air yang masuk dan keluar dinding sel akan setimbang (kesetimbangan dinamis). Akan tetapi, jika sel darah merah dimasukkan ke dalam larutan NaCl yang lebih pekat dari 0,92% air akan keluar dari dalam sel dan sel akan mengerut. Larutan yang demikian dikatakan hipertonik. Sebaliknya, jika sel darah merah dimasukkan ke dalam larutan NaCl yang lebih encer dari 0,92%, air akan masuk ke dalam sel dan sel akan menggembung dan pecah (plasmolisis). Larutan itu dikatakan hipotonik.

1.5 SIFAT KOLIGATIF LARUTAN ELEKTROLITLarutan NaCl 0,010 m mempunyai penurunan titik beku sebesar 0,0359oC. Harga ini hampir dua kali lebih besar (tepatnya 1,93 kali lebih besar) daripada penurunan titik beku larutan urea 0,010 m. Bagaimakah kita menjelaskan perbedaan ini ? Pada permulaan bab ini telah disebutkan bahwa sifat koligatif larutan bergantung pada konsentrasi partikel dalam larutan dan tidak bergantung pada jenisnya, apakah partikel itu berupa molekul, atom, atau ion. Sebagaimana telah kita ketahui, zat elektrolit sebagian atau seluruhnya terurai menjadi ion ion. Jadi, untuk konsentrasi yang sama, larutan elektrolit mengandung jumlah partikel lebih banyak daripada larutan nonelektrolit. Oleh karena itu, larutan elektrolit mempunyai sifat koligatif lebih besar daripada sifat koligatif larutan nonelektrolit. Perbandingan antara harga sifat koligatif yang terukur dari suatu larutan elektrolit dengan harga sifat koligatif yang diharapakan dari suatu larutan nonelektrolit pada konsentrasi yang sama disebut faktor vant Hoff dan dinyatakan dengan lambang i. Tabel 1.2 Harga i (faktor vant Hoff) untuk Penurunan Titik Beku Berbagai Jenis Elektrolit

Satu mol zat nonelektrolit dalam larutan menghasilkan satu mol (6,02 x 1023 butir) partikel. Sebaliknya, satu mol elektrolit tipe ion, seperti NaCl, terdiri atas satu mol ion Na+ dan satu mol ion Cl- ; satu mol K2SO4 terdiri atas 2 mol ion K+ dan satu ion SO42-. Secara teoritis, larutan NaCl akan mempunyai penurunan titik beku dua kali lebih besar daripada larutan urea (mempunyai harga i = 2), sedangkan larutan K2SO4 tiga kali lebih besar (i = 3). Akan tetapi, seperti tampak pada tabel 1.2 , harga i dari elektrolit tipe ion selalu lebih kecil daripada harga teoritis. Hal itu disebabkan oleh tarikan listrik antarion yang berbeda muatan sehingga ion ion itu tidak 100% bebas. Semakin kecil konsentrasi larutan, jarak antarion semakin besar dan ion ion semakin bebas. Akibatnya, harga i semakin mendekati harga teoritis. Harga i dari elektrolit tipe kovalen ternyata lebih bervariasi, bergantung pada kekuatan elektrolit itu. Elektrolit lemah mempunyai harga i mendekati satu, sedangkan elektrolit kuat mempunyai harga i yang mendekati harga teoritisnya. Hubungan harga i dengan persen ionisasi (derajat disosiasi) adalah sebagai berikut.

Dengan = derajat ionisasi elektrolit, n = jumlah ion yang dapat dihasilkan oleh 1 satuan rumus senyawa elektrolit. Misalnya, untuk NaCl, n = 2, untuk K2SO4 n =3.Oleh karena pertambahan sifat koligatif larutan eleltrolit sebanding dengan pertambahan jumlah partikel dalam larutan, maka rumus rumus sifat koligatif untuk larutan elektrolit menjadi : ........(1.5)........(1.6) ........(1.7) ........(1.8)Khusus untuk tekanan uap, pertambahan jumlah partikel diperhitungkan pada fraksi mol pelarut dan terlarut.

(pel = pelarut, ter = terlarut)

1.6 PENGGUNAAN SIFAT KOLIGATIF LARUTAN Sifat koligatif larutan dimanfaatkan dalam kehidupan sehari hari, ilmu pengetahuan, dan industri. Dalam subbab ini akan dibahas beberapa contohnya, yaitu : 1. Membuat campuran pendingin2. Cairan anti beku3. Pencairan salju di jalan raya4. Menentukan massa molekul relatif5. Membuat cairan infus6. Desalinasi air laut (osmosis balik).1. Membuat Campuran PendinginCairan 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 sementara suhu campuran turun. Selanjutnya, 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 Antibeku adalah zat yang ditambahkan ke dalam suatu cairan untuk menurunkan titik bekunya. Antibeku mencegah pembekuan cairan yang digunakan sebagai pendingin, misalnya dalam pesawat terbang dan kendaraan bermotor. Zat antibeku yang ideal adalah zat yang dapat larut dalam cairan pendinginnya sendiri, mempunyai viskositas dan konduktivitas listrik yang rendah, titik didih tinggi, tidak korosif, dan mempunyai daya hantar panas yang baik. Antibeku yang banyak digunakan dalam kendaraan bermotor berupaa etilenglikol (glikol: CH2OH-CH2OH). Selain menurunkan titik beku, antibeku juga menaikkan titik didih, sehingga mengurangi penguapan.

3. Pencairan Salju di Jalan RayaLapisan salju di jalan raya dapat membuat kendaraan tergelincir (selip), sehingga perlu disingkirkan. Lapisan salju tersebut sebagian besar dapat disingkirkan dengan buldoser, namun untuk membersihkannya digunakan garam dapur atau urea. Prinsip dasar dari proses ini juga berdasarkan penurunan titik beku.

4. Penentuan Massa Molekul Relatif (Mr)Pengukuran sifat koligatif dapat digunakan untuk menentukan massa molekul relatif zat terlarut. Hal itu dapat dilakukan karena sifat koligatif bergantung pada konsentrasi zat terlarut. Sebagai contoh, perhatikanlah rumus penurunan titik beku berikut ini.

Dengan mengetahui massa zat terlarut (m) serta nilai penurunan titik bekunya (), maka massa molekul relatif (Mr) zat terlarut itu dapat ditentukan.

5. Membuat Cairan Fisiologis Cairan infus dan berbagai cairan fisiologis lainnya, 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 di tengah 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.

6. Desalinasi Air Laut Melalui Osmosis BalikTelah disebutkan bahwa 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.Penggunaan lain dari osmosis balik, yaitu untuk memisahkan zat zat beracun dalam air limbah sebelum dilepas ke lingkungan bebas.

SOAL SOAL LATIHAN

A . Isilah titik titik berikut dengan jawaban tepat !1. Sifat sifat fisis larutan yang hanya bergantung pada konsentrasi partikel zat terlarut disebut . . . .2. Tekanan uap suatu zat adalah tekanan yang ditimbulkan oleh uap jenuh zat itu. Semakin . . . . suhu , maka semakin besar tekanan uapnya.3. Jika zat terlarut tidak menguap, maka tekanan uap larutan menjadi lebih . . . . dari tekanan uap pelarutnya.4. Larutan mempunyai titik didih lebih . . . . dan titik beku lebih . . . . daripada pelarutnya.5. Larutan larutan yang mempunyai tekanan osmotik sama disebut . . . .

B . Jodohkan pernyataan pada kolom A dengan jawaban pada kolom B yang sesuai!

No.AB

1.2.3.4.5.Osmosis ( )Sifat koligatif larutan elektrolit ( )Tekanan osmotik lebih rendah ( )Tekanan osmotik lebih tinggi ( )Kemolalan ( )a . faktor vant Hoffb . hipertonikc . selaput semi permeabeld . me . hipotonikf . isotonik

C . TUGAS KELOMPOKPenurunan Titik BekuA . Tujuan Mengamati titik beku larutan dan faktor yang mempengaruhinyaB . Alat dan bahan1. Gelas kimia 500 mL2. Lima buah tabung reaksi3. Termometer (skala -100C 1000C )4. Pengaduk kaca5. Sendok makan 6. Es dicampur garam7. Akuades8. Larutan urea 1 molal (30mL)9. Larutan urea 2 molal (30mL)10. Larutan NaCl 1 molal (30 mL)11. Larutan NaCl 2 molal (30 mL)C . Cara kerja1. Masukkan es dicampur garam dalam gelas kimia (sebagai larutan pendingin).2. Isi tabung reaksi dengan akuades 5 mL. Masukkan pengaduk kaca kedalamnya kemudian masukkan tabung reaksi kedalam larutan pendingin. Gerakkan pengaduk naik turun sehingga semua akuades membeku.3. Keluarkan tabung reaksi dari campuran pendingin dan biarkan es dalam tabung reaksi mencair sebagian. Ganti pengaduk dengan termometer. Hati hati saat mengadukair es dalam tabung reaksi dengan termometer. Catatlah suhu yang ditunjukkan oleh campuran air dan es yang diperoleh dari pembekuan akuades.4. Ulangi kegiatan nomor 2 dan 3 dengan menggunakan larutan urea 1 molal dan 2 molal.5. Ulangi kegiatan nomor 2 dan 3 dengan menggunakan larutan NaCl 1 molal dan 2 molal.

D . Hasil pengamatanSalin dan lengkapi tabel berikut ini!

No .Larutan Titik beku (0C)Titik beku larutanTitik beku akuades (0C)

1.2.3.4.Urea 1 molalUrea 2 molalNaCl 1 molalNaCl 2 molal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

E . Pertanyaan1. Bagaimanakah cara membuat larutan urea 1 molal dan 2 molal jika larutannya tidak tersedia?2. Bagaimanakah cara membuat larutan NaCl 1 molal dan 2 molal jika larutannya tidak tersedia?3. Bagaimanakah titik beku larutan jika dibandingkan dengan titik beku pelarut murninya?4. Bagaimana pengaruh molalitas terhadap titik beku larutan?5. Pada molalitas yang sama, manakah yang memiliki titik beku lebih rendah? Jelaskan!6. Bagaimanakah hubungan titik beku larutan jika dibandingkan dengan titik beku pelarutnya dan faktor apa saja yang mempengaruhinya?

UJI KOMPETENSIA .Berilah tanda silang (x) pada huruf a, b, c, d, atau e pada jawaban yang benar !1 . Berikut ini tergolong sifat koligatif larutan kecuali . . . . A . Penurunan tekanan uap jenuh B . Kenaikan titik didihC . Penurunan titik bekuD . Tekanan osmotikE . Derajat keasaman atau pH2 . Suatu larutan dikatakan mempunyai konsentrasi 1 molal, jika . . . .A . Dalam 1000 mL pelarut terdapat 1 mol zat terlarutB . Dalam 1000 gram larutan terdapat 1 mol zat terlarutC . Dalam 1000 gram pelarut terdapat 1 mol zat terlarutD . Dalam 1000 gram pelarut terdapat 100 gram pelarutE . Dalam 1000 gram pelarut terdapat 1 gram zat terlarut3 . Dalam 250 gram air terdapat 3 gram urea (CO(NH2)2), maka konsentrasi larutan tersebut adalah . . . . molalA . 0,1B . 0,2C . 0,3D . 0,4E . 0,54 . Larutan dibawah ini yang mempunyai titik didih tertinggi adalah . . . .A . Glukosa 0,1 mB . Sukrosa 0,2 mC . Fruktosa 0 ,3 mD . Glukosa 0.4 mE . Sukrosa 0,5 m5 . Larutan yang titik bekunya tertinggi adalah . . . .A . Fruktosa 0,1 mB . Sukrosa 0, 2 mC . Fruktosa 0, 3 mD . Glukosa 0, 4 mE . Sukrosa 0, 5 m6 . Diantara kelima larutan berikut ini yang mempunyai titik didih paling rendah adalah larutan . . . .A . NaCl 0,02 MB . KCl 0,03 MC . Mg(NO3)2 0,01 MD . C6H12O6 0,02 ME . CO(NH2)2 0,03 M7 . Dalam 50 gram air dilarutkan 0,5 gram urea (Mr = 60). Jika penurunan titik beku molal air = 1,86 0C, maka titik beku larutan yang terjadi adalah . . . .A . 0,31 0CB . 0,62 0CC . 1,24 0CD . 3,1 0CE . 6,20 C 8 . Sebanyak 4,5 gram glukosa (Mr = 180 ) dilarutkan dalam 62,5 gram benzena. Jika Kb benzena = 2,52 0C , maka besar kenaikan titik didih laruan itu adalah ... 0CA. 1,000B. 1,008C. 2,000D. 2,005E. 2,0089. Larutan nonelektrolit 32 gram dalam 800 gram naftalena, mendidih pada 2200C. Jika titik didih naftalena 218 0C dan Kf naftalena = 6,92 0C, maka M, larutan nonelektrolit tersebut adalah.....A. 69B. 103C. 138D. 207E. 34210 . Jika 12 gram larutan nonelektolit X dalam 200mL air mendidih pada suhu 100,520C, maka Mr X (Kb = 0,52 0C) adalah....A. 52B. 30C. 60D. 24E. 4611. X gram gula dalam 250 gram air mendidih pada 100,10C (Kb = 0,5, M = 342), Harga X....A. 684 gramB. 68,4 gramC. 34,2 gramD. 18 gramE. 17,1 gram12. Diketahui P 0 air = 100 mmHg. Jika fraksi mol NaCl = 20%, maka P = ...A. 20 mmHgB. 40 mmHgC. 60 mmHgD. 120 mmHgE. 80 mmHg13. Jika P 0 air = 90 mmHg, maka P larutan 28% KOH (Mr =n56) adalah .... mmHgA. 10B. 20C. 25,2D. 70E. 8014. Sebanyak 36 gram glukosa (Mr = 180) dilarutkan dalam 90 gram air (Mr = 18). Jika tekanan uap air mumi pada 300 C adalah 32 mmHg, tekanan uap larutan pada suhu itu adalah....( Ebtanas 1998/1999)A. 30,77mmHgB. 31,37mmHgC. 31,77mmHgD. 32,28mmHgE. 33,28mmHg15. Pada suhu 270 C, sukrosa C12 H22 O 11 (Mr = 342) sebanyak 17,1 gram dilarutkan dalam air sampai volumenya 500 mL, R= 0,082 L atm/ mol K. Tekanan osmotik larutan yang terjadi sebesar....(Ebtanas 1999/2000)A. 0,39 atmB. 2,45 atmC. 3,90 atmD. 4,80 atmE. 30,00 atm16. Larutan di bawah ini yang isotonik dengan larutan 6 gram urea (Mr = 60) dalam 1000mL larutan adalah....A. 0,3 M ureaB. 0,2 M glukosaC. 0,1 M fruktosaD. 0,5 M sukrosaE. 0,4 M maltosa17. Larutan yang isotonik dengan CaCl2 0,1 M adalah....A. C6 H12 O6 0,3MB. Kl 0,1 MC. NaCl 0,2 MD. FeCl2 0,1 ME. Kl 0,2 M18. Untuk membuat 200mL larutan urea yang isotonik dengan larutan NaCl 0,1 M diperlukan urea (Mr =60) sebanyakA. 1,2 gramB. 2,4 gramC. 3 gramD. 6 gramE. 7,2 gram19. Larutan 28 % zat X dalam air mempunyai tekanan uap jenuh 24 mmHg. Pada suhu yang sama tekanan uap jenuh air murni adalah 27 mmHg. Masa molekul relatif (Mr ) zat X adalah ....A. 24B. 27C. 28D. 48E. 5620. Tekanan osmotik dari 500mL larutan yang mengandung 17,1 gram gula (Mr gula = 342) pada suhu 270 C adalah... (R= 0,082 L atm/mol K)A. 1,64 atmB. 1,80 atmC. 2,0 atmD. 2,16 atmE. 2,46 atm

PORTOFOLIO

Penerapan Sifat Koligatif Larutan dalam Kehidupan Sehari hari Banyak kegunaan sifat koligatif dalam kehidupan sehari hari. Untuk lebih mengetahui peranan tersebut, lakukan beberapa tugas dibawah ini kemudian presentasikan hasilnya.A . TujuanMenjelaskan penerapan sifat koligatif larutan dalam kehidupan sehari hari.B . Cara kerja1. Kertas serbet terbuat dari serat serat kecil. Ruang antara serat serat berbentuk seperti tabung yang dapat mengalirkan cairan. Bagaimana cairan dapat mengalir melalui serat?2. Seberapa besar perubahan suhu dan tekanan yang dapat dilakukan oleh benda yang dilarutkan?3. Apabila wortel dilarutkan kedalam gelas yang berisi air kemudian didiamkan selama 24 jam, apa yang akan terjadi?4. Apabila wortel dilarutkan kedalam gelas yang berisi larutan garam dapur kemudian didiamkan selama 24 jam, apa yang akan terjadi?5. Mengapa peristiwa nomor 3 dan 4 di atas dapat terjadi? Jelaskan!

C . PenugasanBuatlah laporan dari percobaan yang telah dilakukan secara lengkap!

DAFTAR PUSTAKAAchmad, Hiskia.1996.Kimia Larutan.Bandung : PT.Citra Aditya Bakti.Hendrajanti, Paulina.2009.Modul Siswa Acuan Pembelajaran Kimia Untuk SMA/MA.Bandung : PT.Widya Duta Grafika. Purba, Michael.2006.Kimia Untuk SMA Kelas X11.Jakarta : Erlangga.Syukri S.1999.Kimia Dasar 2.Bandung : ITB Bandung.Tim Penyusun.2010.Modul Siswa Penunjang Pembelajaran Kimia Untuk SMA/MA.Bandung : PT.Widya Duta Grafika.

Kunci Jawaban Soal Uji Kompetensi :1. E 2. C 3. B 4. E 5. A 6. D7. A8. B9. C10. C11. E12. E13. E14. A15. B16. C17. A18. A19. E20. E

33