Kimia Kelas XII MIA Materi 6: Sifat Koligatif Larutan (Penurunan Titik Beku ∆Tf, Tekanan osomotik dan sifat koligatif larutan elektrolit)

Penurunan Titik Beku (∆T_f)

Proses pembekuan adalah merapatnya partikel-partikel zat cair sehingga akan terjadi gaya tarik menarik antarmolekul zat cair yang sangat kuat dan akhirnya terbentuklah zat padat. Adanya zat terlarut akan mengakibatkan proses pergerakan molekul-molekul pelarut terhalang sehingga diperlukan suhu yang lebih rendah untuk dapat mendekatkan jarak antarmolekul agar terjadi proses pembekuan.

Ukuran titik beku larutan bergantung pada besarnya tetapan penurunan titik beku molal (K_f) pelarutnya. Penurunan titik beku molal (K_f) adalah besarnya penurunan titik beku untuk setiap molal zat  terlarut dalam suatu larutan.

Penurunan titik beku larutan sebanding dengan hasil kali antara kemolalan larutan dengan tetapan penurunan titik beku molal (K_f) dan dinyatakn denga persamaan: 

∆T_f  = K_f . m

dengan :

∆T_f = Penurunan titik beku

K_f­ = Tetapan penurunan titik beku

n = Jumlah molal zat terlarut

P = Masa pelarut

Tekanan Osmosis (π)

Peristiwa bergeraknya partikel (molekul atau ion) dari suatu larutan yang lebih encer atau pelarut murni ke laturan yang lebih pekat melalui dinding semipermeabel di sebut dengan osmosis. Jika dua larutan yang berbeda konsentrasi saling berhubungan dengan penyekat membran semipermeabel, akan terjadi kecenderungan dimana partikel-partikel bergerak untuk mendapatkan kondisi setimbang. Caranya, molekul-molekul yang lebih kecil (pelarut) dari larutan yang berkonsentrasi rendah akan menerobos masuk melalui dinding semipermeabel untuk menuju ke larutan yang lebih pekat. Proses ini menimbulkan tekanan pada dinding semipermeabel dan disebut tekanan osmosis. 

Berdasarkan pengamatan Jacobus Henricus van't Hoff, pada larutan ideal berlaku hukum gas ideal sehingga persaamaan gas ideal:

P V = n R T

Maka tekanannya:

Jika tekanan osomosis dilambangkan dengan π, dari persamaan diatas diperoleh:

Sehingga:

π = M R T

dengan:

π = Tekanan osomosis

M = Konsentrasi Molar

R = Tetapan gas ideal (0,082 L atm K^-1 mol^-1)

T = Suhu Mutlak (K)

Dua larutan berbeda yang mempunyai tekanan osmosis sama disebut dengan isotonis, sedangkan jika salah satu larutan mempunyai tekanan osmosis lebih tinggi dari yang lain disebut hipertonis. Hipotonis menyatakan keadaan dimana suatu larutan mempunyai tekanan osmosis lebih rendah dari larutan yang lain.

Sifat Koligatif Larutan Elektrolit

Dalam konsentrasi yang sama, larutan elektrolit mengandung jumlah partikel yang lebih banyak daripada larutan nonelektrolit. Hal ini disebabkan didalam larutan elektrolit, zat terlarut akan terionisasi. Sehingga nilai sifat koligatif larutan  elektrolit akan lebih tinggi daripada larutan nonelektrolit yang konsentrasinya sama. Akibatnya rumusan-rumusan sifat koligatif larutan nonelektrolit akan dikalikan dengan sebuah nilai yang disebut faktor Van't Hoff pada larutan elektrolit. Faktor van't Hoff dilambangkan dengan i dengan nilai:

i = 1 + (n - 1) α

dengan:

n = jumlah ion yang dihasilkan dari setiap satu satuan rumus kimia senyawa terlarut.

α = derjat ionisasi (untuk larutan elektrolit kuat umumnya dianggap = 1).

Dengan demikian untuk larutan elektrolit berlaku rumus-rumus sifat koligatif sebagai berikut:

Penurunan Tekanan Uap larutan elektrolit:

∆P = X_{zat terlarut} . P°_pelarut

Kenaikan Titik Didih Larutan elektrolit:

∆T_b = m . K_b . i

Penurunan Titik Beku Larutan elektrolit:

∆T_f = m . K_f . i

Tekanan osmosis larutan elektorlit:

π = m . R . T. i

Contoh Soal:

1. Sebanyak 6 gram urea dilarutkan kedalam 200 gram air pada tekanan 1 atm. Jika tetapan penurunan titik beku air (K_f air) = 1,86 °C/molal dan M_r urea = 60. hitunglah titik beku larutan.
2. Hitunglah tekanan osmosi Larutan 3,6 gram glukosa yang terlarut di dalam 500 mL larutan pada suhu 27 °C. (M_r glukosa = 180)
3. Hitunglah titik didih dan titik beku larutan H₂SO₄ 0,2 M jika diketahui sebanyak 90% H₂SO₄ terurai dalam larutan.K_f air 1,86 °C/molal, K_b air = 0,52 °C/molal.

Sumber:

Sudarmo, Unggul. 2015. Kimia 3 untuk SMA/MA Kelas XII. Surakarta: Penerbit Erlangga 

Daftar Hadir Kelas XII MIA Klik Disini