Standar Kompetensi : Menjelaskan sifat-sifat koligatif larutan non-elektrolit dan elektrolit
Kompetensi Dasar : Membandingkan antara sifat koligatif larutan non-elektrolit dengan sifat koligatif elektrolit yang konsentrasinya sama berdasarkan data percobaan.
Indikator : Menganalisis data percobaan untuk membandingkan Sifat koligatif larutan elektrolit dan non-elektrolit
Perbedaan Sifat koligatif larutan elektrolit dan non-elektrolit
1. Defenisi Sifat koligatif larutan elektrolit dan nonelektrolit
Sifat koligatif larutan adalah sifat larutan yang tidak bergantung pada jenis zat terlarut tetapi hanya bergantung pada konsentrasi pertikel zat terlarutnya. Sifat koligatif larutan terdiri dari dua jenis, yaitu sifat koligatif larutan elektrolit dan sifat koligatif larutan nonelektrolit.
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.
2. Perbandingan Sifat koligatif larutan elektrolit dan nonelektrolit
Zat elektrolit jika dilarutkan akan terionisasi menjadi ion-ion yang merupakan
partikel-partikel di dalam larutan ini. Hal ini menyebabkan jumlah partikel pada satu mol larutan elektrolit lebih banyak daripada larutan nonelektrolit. Misalnya,
larutan nonelektrolit C6H12O6, jika dimasukkan ke dalam air menghasilkan 1 mol partikel, sehingga larutan C6H12O6 1 M akan membeku pada suhu 1,86 °C di bawah titik beku air murni, sedangkan 1 mol larutan elektrolit NaCl mengandung 2 mol partikel, yaitu 1 mol Na+ dan 1 mol Cl-. Larutan NaCl 1 M sebenarnya mengandung 1 mol partikel per 1.000 gram air, secara teoretis akan menurunkan titik beku 2 × 1,86 °C = 3,72 °C. Sedangkan larutan CaCl2 1 M mempunyai 3 mol ion per 1.000 g air, secara teoretis akan menurunkan titik beku tiga kali lebih besar dibandingkan larutan C6H12O6 1 M.
partikel-partikel di dalam larutan ini. Hal ini menyebabkan jumlah partikel pada satu mol larutan elektrolit lebih banyak daripada larutan nonelektrolit. Misalnya,
larutan nonelektrolit C6H12O6, jika dimasukkan ke dalam air menghasilkan 1 mol partikel, sehingga larutan C6H12O6 1 M akan membeku pada suhu 1,86 °C di bawah titik beku air murni, sedangkan 1 mol larutan elektrolit NaCl mengandung 2 mol partikel, yaitu 1 mol Na+ dan 1 mol Cl-. Larutan NaCl 1 M sebenarnya mengandung 1 mol partikel per 1.000 gram air, secara teoretis akan menurunkan titik beku 2 × 1,86 °C = 3,72 °C. Sedangkan larutan CaCl2 1 M mempunyai 3 mol ion per 1.000 g air, secara teoretis akan menurunkan titik beku tiga kali lebih besar dibandingkan larutan C6H12O6 1 M.
Contoh:C6H12O6 (s) C6H12O6 (aq)
1 mol................. 1 molJumlah partikelnya 1 × 6,02 × 1023 molekul.
NaCl(s) Na+(aq) + Cl–(aq)
1 mol ........ .1 mol......... 1 mol
Jumlah partikelnya 2 × 6,02 × 1023 (ion Na+ dan Cl–).
CaCl2 (s) Ca2+(aq) + 2 Cl–(aq)
1 mol........... 1.mol .......2 mol
Jumlah partikelnya 3 × 6,02 × 1023 partikel (ion Ca2+ dan ion Cl–).
Banyak ion yang dihasilkan dari zat elektrolit tergantung pada derajat ionisasinya (α). Larutan elektrolit kuat mempunyai derajat ionisasi lebih besar daripada
larutan elektrolit lemah, yaitu mendekati satu untuk larutan elektrolit kuat dan mendekati nol untuk larutan elektrolit lemah. Derajat ionisasi dirumuskan sebagai berikut.
α = jumlah molekul zat yang terurai/jumlah molekul mula-mula
Menurut Van’t Hoff, i = 1 + (n – 1)α
i= jumlah partikel yang diukur/jumlah partikel yang diperkirakan
Sifat koligatif larutan elektrolit adalah sebagai berikut:
1. Kenaikan titik didih
ΔTb = Kb ×m{1 + (n −1) α}
1. Kenaikan titik didih
ΔTb = Kb ×m{1 + (n −1) α}
2. Penurunan titik beku
ΔTf = Kf ×m{1 + (n −1) α}
Keterangan:
n = jumlah ion yang dihasilkan dari ionisasi satu molekul zat elektrolit
α = derajat ionisasi zat elektrolit
3. Tekanan osmosis
π = MRT {1 + (n −1)α }
π = mol/liter × {1 + (n −1)α }
Hal-hal yang perlu diperhatikan berhubungan dengan larutan elektrolit antara lain:
n = jumlah ion yang dihasilkan dari ionisasi satu molekul zat elektrolit
α = derajat ionisasi zat elektrolit
3. Tekanan osmosis
π = MRT {1 + (n −1)α }
π = mol/liter × {1 + (n −1)α }
Hal-hal yang perlu diperhatikan berhubungan dengan larutan elektrolit antara lain:
1. Jumlah Ion yang dihasilkan
a. Elektrolit yang menghasilkan dua ion (n = 2), yaitu CH3COOH, HCl, NaOH, NaCl.
b. Elektrolit yang menghasilkan tiga ion (n = 3), yaitu Ca(OH)2, H2SO4, Na2CO3
c. Elektrolit yang menghasilkan empat ion yaitu FeCl3, AlCl3.
2. Makin banyak ion yang dihasilkan dari larutan elektrolit, makin besar pula harga ΔTb dan ΔTf.
3. Besarnya harga α menunjukkan kuatnya larutan elektrolit.
Makin besar harga α, makin besar pula harga ΔTb dan ΔTf.
Makin besar harga α, makin besar pula harga ΔTb dan ΔTf.
4. Larutan elektrolit kuat mempunyai α = 1.
ΔTb = Kb × m × n
ΔTf = Kf × m × n
π = M × R × T × n
ΔTb = Kb × m × n
ΔTf = Kf × m × n
π = M × R × T × n
5. Pada elektrolit biner berlaku:
ΔTb = Kb × m × (1 + α)
ΔTf = Kf × m × (1 + α)
π = M × R × T × (1 + α)
ΔTb = Kb × m × (1 + α)
ΔTf = Kf × m × (1 + α)
π = M × R × T × (1 + α)
Contoh soal:
1. Suatu larutan elektrolit biner 0,05 mol dalam 100 gram
air mempunyai α =2/3 . Jika Kf = 1,86 °C/m, tentukan
penurunan titik beku larutan tersebut!
Jawab:
ΔTf = Kf × m × (1 +2/3 )
= 1,86 °C/m × 0,05 mol × 1.000/100 × (1 +2/3)
= 1,86 °C/m × 0,5 ×5/3
ΔTf = 1,55 °C
air mempunyai α =2/3 . Jika Kf = 1,86 °C/m, tentukan
penurunan titik beku larutan tersebut!
Jawab:
ΔTf = Kf × m × (1 +2/3 )
= 1,86 °C/m × 0,05 mol × 1.000/100 × (1 +2/3)
= 1,86 °C/m × 0,5 ×5/3
ΔTf = 1,55 °C
2. Tetapan kenaikan titik didih molal air adalah 0,5 °C/m.
Jika 1 mol H2SO4 dilarutkan dalam 100 gram air dan
dipanaskan, tentukan kenaikan titik didih dan titik didih
larutan tersebut!
Jawab:
ΔTb = Kb × m × n
= 0,5 × 1 × 3
ΔTb = 1,5 °C
Titik didih larutan = 100 °C + 1,5 °C = 101,5 °C.
Jika 1 mol H2SO4 dilarutkan dalam 100 gram air dan
dipanaskan, tentukan kenaikan titik didih dan titik didih
larutan tersebut!
Jawab:
ΔTb = Kb × m × n
= 0,5 × 1 × 3
ΔTb = 1,5 °C
Titik didih larutan = 100 °C + 1,5 °C = 101,5 °C.
3. Tentukan tekanan osmosis 29,25 gram NaCl dalam
2 liter larutan yang diukur pada suhu 27 °C!
(Mr NaCl = 58,5, R = 0,082 L.atm.mol–1K–1)
Jawab:
π = M × R × T × n
= (29,25 / 58,5):2 × 0,082× 300× 2
= 0,25 × 0,082 × 600
π = 12,3 atm
2 liter larutan yang diukur pada suhu 27 °C!
(Mr NaCl = 58,5, R = 0,082 L.atm.mol–1K–1)
Jawab:
π = M × R × T × n
= (29,25 / 58,5):2 × 0,082× 300× 2
= 0,25 × 0,082 × 600
π = 12,3 atm
Sifat Koligatif larutan nonelektrolit meliputi:
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.
Menurut Roult :
p = po . XB
keterangan:
p : tekanan uap jenuh larutan
po : tekanan uap jenuh pelarut murni
XB : fraksi mol pelarut
Contoh soal:
Hitunglah penurunan tekanan uap jenuh air, bila 45 gram glukosa (Mr = 180) dilarutkan dalam 90 gram air ! Diketahui tekanan uap jenuh air murni pada 20oC 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:
ΔTb = m . Kb
keterangan:
ΔTb = kenaikan titik didih (oC)
m = molalitas larutan
Kb = tetapan kenaikan titik didihmolal
Apabila pelarutnya air dan tekanan udara 1 atm, maka titik didih larutan dinyatakan sebagai :
Tb = (100 + ΔTb) oC
Penurunan Titik Beku
Untuk penurunan titik beku persamaannya dinyatakan sebagai:
ΔTf = m . Kf
Keterangan:
ΔTf = penurunan titik beku
m = molalitas larutan
Kf = tetapan penurunan titik beku molal
Apabila pelarutnya air dan tekanan udara 1 atm, maka titik beku larutannya dinyatakan sebagai:
Tf = (O – ΔTf)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
Latihan
A. Pilihan Ganda
1. Berikut adalah data titik beku (Tf) berbagai larutan elektrolit dan nonelektrolit.
| Larutan | Konsentrasi | Titik Beku |
| Gula | 0,1 m | -0,186 °C |
| Urea | 0,2 m | -0,372 °C |
| NaCl | 0,1 m | -0,372 °C |
| MgSO4 | 0,2 m | -0,744 °C |
| K2SO4 | 0,1 m | -0,558 °C |
Berdasarkan data tersebut, dapat disimpulkan bahwa…..
a. Pada konsentrasi sama, titik beku larutan elektrolit lebih rendah daripada larutan nonelektrolit
b. Larutan elektrolit yang berkonsentrasi sama memiliki titik beku yang sama
c. Titik beku larutan elektrolit lebih tinggi daripada larutan nonelektrolit
d. Titik beku larutan dipengaruhi oleh jenis zat terlarut dan jenis pelarut
e. Makin besar konsentrasi zat, makin tinggi titik beku larutan
2. Larutan yang diharapkan mempunyai tekanan osmosis terkecil adalah….
a. Glukosa 0,2 M
b. Urea 0,15 M
c. Asam sulfat 0,1 M
d. Garam dapur 0,1 M
e. Asam klorida 0,1 M
3. Dalam suatu percobaan, suatu larutan diperoleh dengan melarutkan 6 gram urea (Mr = 60) dalam 1 liter air. Larutan yang lain diperoleh dengan cara melarutkan 5,85 gram NaCl (Mr = 58,5) dalam 1 liter air. Pada suhu yang sama berapa tekanan osmotic larutan pertama dibandingkan tekanan osmotik larutan pertama dibandingkan dengan tekanan osmotik larutan kedua?
a. Sepertiga kali larutan kedua
b. Tiga kali larutan kedua
c. Dua kali larutan kedua
d. Sama dengan larutan kedua
e. Dua pertiga kali larutan kedua
4. Diketahui dua jenis larutan sebagai berikut:
1.) Larutan 6 gram urea (Mr = 60) dilarutkan dalam 100 gram iair
2.) Larutan 11,1 gram CaCl2 (Mr = 111) dalam 100 gram air
Manakah pernyataan berikut yang benar tentang larutan-larutan itu ?
a. Kedua larutan yang mengandung partikel yang sama banyak
b. Kedua larutan isotonic
c. Larutan 1 mempunyai titik beku lebih tinggi daripada larutan 2
d. Larutan 2 mempunyai titik didih lebih rendah daripada larutan 1
e. Larutan 2 mempunyai tekanan
f. uap lebih tinggi daripada larutan 1
5. Penurunan titk beku larutan dengan konsentrasi elektrolit dan non elektrolit sama maka pernyataan di bawah ini yang tidak benar adalah….
a. Elektrolit > non-elektrolit
b. Elektrolit tipe ion > tipe kovalen
c. K2SO4 > NaCl
d. H2SO4 > HCl
e. CH3COOH > HCl
B. Essay
1. Dari gambar berikut yang mempunyai tekanan uap yang sama besarnya adalah …………
(1) (2) (3) (4) (5)
2. Titik didih larutan CaCl2 0,01 molal dan titik didih larutan glukosa (CH12O6) 0,03 molal adalah sama, karena…………………………
Jawaban nomer 1 apa ya?
BalasHapus