Macam-Macam Sifat Koligatif Larutan Beserta Contohnya

Beberapa sifat larutan bergantung pada banyaknya partikel zat yang terlarut dalam larutan dan tidak bergantung pada jenis partikel zat terlarut. Sifat-sifat ini di sebut sifat koligatif larutan (colligative properties).

Semua sifat tersebut bergantung pada banyaknya partikel zat terlarut yang ada, baik itu partikel-partikel atom, ion atau molekul. Adapun di sebut sifat koligatif adalah penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan titik beku, dan tekanan osmotik.

Pengertian Sifat Koligatif Larutan

Sifat koligatif larutan adalah sifat larutan yang tidak bergantung pada jenis zat terlarut. Akan tetapi bergantung pada konsentrasi partikel zat terlarutnya. Adapun sifat koligatif larutan ini terbagi menajdi dua, yaitu sifat koligatif larutan non elektrolit dan sifat koligatif larutan elektrolit.

Macam-Macam Sifat Koligatif Larutan

Sifat koligatif ini terbagi menjadi 4 jenis, yaitu sifat koligatif penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan titik beku dan tekanan osmotik larutan. Lebih jelasnya kamu bisa pahami ke-4 sifat koligatif larutan ini pada penjelasan berikut.

1. Penurunan Tekanan Uap

Penurunan tekanan uap adalah suatu kondisi zat terlarut tidak mudah menguap (non volatile). Artinya tidak memiliki tekanan uap yang dapat di ukur. Tekanan uap larutan selalu lebih kecil jika daripada pelarut murninya.  Maka hubungan antara tekanan uap larutan dan tekanan uap pelarut bergantung pada konsentrasi zat terlarut dalam larutan.

Hubungan ini di rumuskan dalam hukum Raoult, yang menyatakan bahwa tekanan parsial pelarut dari larutan, P1 adalah tekanan uap pelarut murni, P1o, dikalikan fraksi mol m pelarut dalam larutan, X1.

P₁ =X₁ x P°₁

Dalam larutan yang mengandung hanya satu zat terlarut, X1=1-X2, di mana X2 adalah fraksi mol zat terlarut dengan demikian dapat di tulisakan sebagai berikut:

P^o₁ – P₁ = ΔP -X₂P°₁

Penurunan tekanan uap, ΔP, berbanding lurus terhadap konsentarsi (terukur  dalam fraksi mol) zat terlarut yang ada.

2. Kenaikan Titik Didih

Titik didih larutan ialah suhu pada saat tekanan uap larutan sama dengan tekanan atmosper luar. Karena pada suhu berapa pun tekanan uap larutan lebih rendah daripada tekanan uap pelarut murninya, kurva cairan-uap untuk larutan akan terletak dibawah kurva untuk pelarut murninya.

Gambar di atas adalah diagram fasa yang mengilustraikan kenaikan titik didih dan penurunan titik beku larutan berair. Kurva putus-putus adalah untuk larutan, dan kurva biasa untuk larutan murni. Seperti yang kamu lihat, titik didih larutan lebih tinggi jika dibandingan dengan titik didih air, dan titik beku larutan lebih rendah dibandingan titik beku air.

Persamaan kenaikan titik didih dapat didifinisikan sebagai

ΔT_d=T_d-T^o_d

T_d adalah titik didih larutan dan Tod adalah titik didih pelarut murni. karena ΔT_d berbanding lurus dengan penurunan tekanan uap, maka juga berbanding lurus dengan konsentrasi (molaritas).

ΔT_d berbanding dengan m

ΔT_d=K_dm

m adalah molartias larutan dan K_d adalah konstanta kenaikan titik didih molal satuan K_d ialah _oC/m.

3. Penurunan Titik Beku

Penurunan titik beku didefinisikan sebagai:

ΔT_b=T^o_b-T_b

Dimanan T^o_b adalah titik beku pelarut murni, dan T_b adalah titik beku larutan. Sekali lagi ΔT_b berbanding lurus dengan kosentrasi larutan:

ΔT_b berbanding degan m

ΔT_b=K_bm

Dimana dalam persamaan ini m adalah konsentrasi dari zat terlarut dalam satuan molalitas, dan Kb ialah konstanta penurunan titik beku molal seperti halnya K_d, K_b mempunyai satuan ^oC/m.

4. Tekanan Osmotik Larutan

Tekanan osmotik larutan adalah tekanan yang di perlukan untuk mengentikan osmosis. Pada tekanan ini dapat diukur langsung dari selisih permukaan-permukaan cairan pada keadan akhir dan dinyatakan sebagai:

π=MRT

Dimana M adalah molaritas larutan, R adalah konstanta gas (0,0821 L. atm/K .mol) dan T adalah suhu mutlak. Tekanan osmotik π, dinyatakan dalam atmosfer. Gambar di bawah ini menunjukan proses osmosis.

Contoh Soal Sifat Koligatif Larutan

Setelah kamu mengerti tentang macam-macam sifat koligatif larutan maka kita akan belajar ke contoh soalnya.

Berikut ini adalah contoh soal dari macam-macam sifat koligatif larutan dan penjelasannya.

1. Contoh Soal Penurunan Tekanan Uap

Pada suhu 25^oC tekanan uap murni ialah 23,76 mmHg dan tekanan uap larutan urea ialah 22,98 mmHg. Perkirakan molaritas larutan tersebut?

Pertama-tama kita temukan fraksi mol urea, yang memungkinkan kita untuk memperkirakan molaritas larutan. Maka hasil yang bisa kita dapatkan sebagai berikut:

ΔP= (23.76 -22.98) mmHg = X₂ (23.76 mmHg)
X₂ =0.033
X₂=n₂/(n₁+n₂)

Dimana n₁ dan n₂ masing-masing adalah jumlah mol pelarut dan zat terlarut. Sehingga fraksi mol urea dalam larutan ini hanya 0,033, larutan ini encer dan kita dapat asumsikan bahwa n₁ jauh lebih besar dari pada n₂.

Selanjutnya kita dapat menuliskannya dengan,

X₂=n₂/(n₁+n₂)=n₂/n₁
n₂=n₁ x X₂

Jumlah mol air dalam urea ada dalam 1kg air adalah

1000g H₂O (1 mol H₂O)/18,02=55,49 mol H₂O

Dan jumlah mol urea yang ada dalam 1 kg air adalah

n₂=n₁ x X₂=(55,49 mol)(0,033)
=1,8 mol

Jadi, konsentrasi larutan urea ialah 1,8 m.

Mengapa tekanan uap larutan lebih rendah daripada tekanan uap pelarut murninya?, Ini terjadi karena proses fisis dan proses kimia yang meningkat sehingga ada ketidakteraturan.

Penguapan meningkatkan ketidak teraturan sutau sistem sebab molekul dalam fase uap kurang teratur daripada molekul dalam fasa cairan. Oleh karena itu larutan lebih tidak teratur daripada pealrut murni. Maka selisih ketidakteraturan antara larutan dan uap lebih kecil apabila kira bandingkan antara pelarut murni dan uap.

Dengan demikian, molekul pelarut lebih kecil kecenderunganya untuk meninggalkan larutan daripada meninggalkan pelarut murni untuk menjadi uap, dan tekanan uap larutan lebih kecil daripada tekanan uap pelarut.

2. Larutan mudah menguap

jika kedua komponen larutan mudah menguap (volatile) (artinya memiliki tekanan uap yang dapat di ukur), makan tekanan uap larutan adalah jumlah dari tekanan parsial masing-masing komponen. maka Hukum Raoult berlaku:

P_A = X_A x P^o_A

P_B = X_B x P^o_B

Dengan P_A dan P_B adalah tekanan parsial larutan untuk komponen A dan B; P^o_A dan P^o_B ialah tekanan uap zat murni; dan X_A dan X_B ialah fraksi molnya masing-masing.

3. Contoh Soal Kenaikan Titik Didih dan Penurunan Titik Beku

Etilen gelikol ialah anti beku yang lazim diguanakan untuk mobil. Zat ini larut dalam air dan tidak mudah menguap (t.d 197^oC). Hitung titik beku larutan yang mengandung 651 g zat ini 2505 g air. Apakah kamu tetap memakai zat ini di mobil pada musim panas? masa molar etilen gelikol adalah 62,01 g.

Penyelesaian: perhitungan ini memerlukan dua tahap. pertama, kita tentukan molaritas larutan. kemudianan menghitung titik beku.

Jumlah mol EG (etilen gelikol) dalam 651 g EG ialah:

651 g EG x 1 mol EG/62,01 g EG= 10,50 mol EG

Ini merupakan jumlah mol dalam 2505 g atau 2,505 kg H₂O. jadi, jumlah mol EG dalam 1 kg H₂O, atau molaritasnya, ialah:

10,50 mol EG/2,505 kg H₂O =4,19 mol EG/kg H₂O = 4,19 m

Maka

ΔT_b=(1,86^oC/m)(4,19m)

= 7,79^o C

Air murni membeku pada 0^oC, sehingga larutan akan membeku pada -7,79^oC kita dapat menghitung kenikan titik didih dengan cara yang sama

ΔT_d=(0,52^oC/m)(4,19 m)

=2,2^oC

Karena larutan akan mendidih pada (100+2,2)^oC, 102,2^oC, kita sebaiknya menggunakan anti beku dalam radiator mobil pada waktu musim panas untuk mencegah larutan tersebut mendidih.

4. Contoh Soal Tekanan Osmotik

suatu larutan di buat dengan melarutkan 35 g hemoglobin (Hb) dalam larutan secukupnya sampai volume 1 L. jika tekanan osmotik larutan ternyata 10 g mmHg pada 25^oC hitung massa molar hemoglobin.

Penyelsaian: Pertama kita dapat tahu informasi yang di berikan memungkinkan kita untuk menentukan molaritas larutan. karena volume larutan adalah 1 L, kita dapat menghitung massa molar dari jumlah mol dan massa Hb.

Pertama kita menghitung molaritas larutan dengan menggunakan persamaan:

π=MRT

M=π/RT

M=10 mmHg x (1 atm/760mmHg)/(0,0821 L. atm/L. mol)x(298 K)

=5,38 x 10^-4 M

Volume larutan ialah 1 L, sehingga larutan ini harus mengandung 5,38 x10^-4 mol Hb. kita gunakan kuantitas ini untuk menghitung massa molarnya:

mol Hb=massa Hb/massa molar Hb

massa molar Hb=massa Hb/mol

=35 g/5,38 x 10^-4 mol

=6,51 x 10⁴ g/mol

Itulah penjelasan dari sifat koligatif larutan dan contoh soalnya. Apabila kamu masih bingung maka bisa tanyakan pada kolom komentar di bawah. Semoga artikel Blog Kimia dapat bermanfaat. Terima kasih!

Sumber : Kimia Dasar Raymond Chang.