Sifat Koligatif – Definisi, Jenis, Contoh, Raoult

Sifat koligatif adalah sifat larutan yang bergantung pada perbandingan antara jumlah total partikel zat terlarut (dalam larutan) dengan jumlah total partikel pelarut. Ini tidak tergantung pada sifat kimia komponen larutan. Dengan demikian, sifat koligatif dapat dihubungkan dengan beberapa besaran yang menyatakan konsentrasi suatu larutan, seperti molaritas, normalitas, dan molalitas. Empat sifat koligatif yang dapat ditunjukkan oleh larutan adalah:

  • Kenaikan titik didih
  • Penurunan titik beku
  • Penurunan relatif tekanan uap
  • Tekanan osmotik

Kata “koligatif” telah diadaptasi atau diambil dari kata Latin “colligatus” yang diterjemahkan menjadi “terikat bersama”. Dalam konteks mendefinisikan larutan, sifat koligatif membantu kita memahami bagaimana sifat larutan terkait dengan konsentrasi zat terlarut dalam larutan.

Apa itu Sifat Koligatif?

Larutan encer yang mengandung zat terlarut yang tidak mudah menguap menunjukkan beberapa sifat yang hanya bergantung pada jumlah partikel zat terlarut yang ada dan bukan pada jenis zat terlarut yang ada. Sifat-sifat ini disebut sifat koligatif. Sifat-sifat ini sebagian besar terlihat dalam larutan encer.

Kita selanjutnya dapat mempertimbangkan sifat koligatif sebagai sifat-sifat yang diperoleh dengan melarutkan zat terlarut yang tidak mudah menguap dalam pelarut yang mudah menguap. Umumnya, sifat pelarut diubah oleh zat terlarut di mana partikelnya menghilangkan beberapa molekul pelarut dalam fase cair. Hal ini juga mengakibatkan penurunan konsentrasi pelarut.

Sementara itu, ketika kita berbicara tentang rasio massa zat terlarut-pelarut yang diberikan, sifat koligatif dikatakan berbanding terbalik dengan massa molar zat terlarut.

Contoh Sifat Koligatif

Sifat koligatif larutan dapat kita amati melalui contoh berikut. Jika kita menambahkan sejumput garam ke dalam segelas penuh air, suhu bekunya akan jauh lebih rendah daripada suhu normal. Atau, suhu didihnya juga meningkat dan larutan akan memiliki tekanan uap yang lebih rendah. Ada perubahan dalam tekanan osmotiknya juga.

Demikian pula, jika kita menambahkan alkohol ke air, titik beku larutan turun di bawah suhu normal yang diamati baik untuk air murni atau alkohol.

Berbagai Jenis Sifat Koligatif Solusi

Ada berbagai jenis sifat koligatif larutan. Ini termasuk, penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan titik beku dan tekanan osmotik.

1- Penurunan Tekanan Uap

Dalam pelarut murni, seluruh permukaan ditempati oleh molekul pelarut. Jika zat terlarut yang tidak mudah menguap ditambahkan ke pelarut, permukaan sekarang memiliki molekul zat terlarut dan pelarut; sehingga fraksi permukaan yang ditutupi oleh molekul pelarut berkurang. Karena tekanan uap larutan semata-mata disebabkan oleh pelarut saja, pada suhu yang sama tekanan uap larutan didapati lebih rendah daripada tekanan uap pelarut murni.

Jika P 0 adalah tekanan uap pelarut murni dan Ps adalah tekanan uap larutan. Perbedaan Po – Ps disebut sebagai penurunan tekanan uap. Rasio Po – Ps / Po dikenal sebagai penurunan relatif tekanan uap.

Raoult, pada tahun 1886, menetapkan hubungan antara penurunan relatif dalam tekanan uap dan fraksi mol. Hubungan tersebut dikenal sebagai hukum Raoult. Menyatakan bahwa penurunan relatif tekanan uap larutan encer sama dengan fraksi mol zat terlarut dalam larutan.

Jika n mol zat terlarut dilarutkan dalam N mol pelarut, maka menurut hukum Raoultult

Po – Ps / Po = n / n + N

2- Kenaikan Titik Didih

Titik didih zat cair adalah suhu di mana tekanan uap sama dengan tekanan atmosfer. Kita tahu bahwa pada penambahan cairan yang tidak mudah menguap ke pelarut murni, tekanan uap larutan berkurang. Oleh karena itu untuk membuat tekanan uap sama dengan tekanan atmosfer kita harus menaikkan suhu larutan. Perbedaan titik didih larutan dan titik didih pelarut murni disebut kenaikan titik didih.

Jika T 0 b adalah titik didih pelarut murni dan Tb adalah titik didih larutan maka kenaikan titik didih diberikan sebagai

∆Tb =T0b-Tb

Hasil percobaan menunjukkan bahwa ada hubungan antara kenaikan titik didih dengan molalitas ‘m’ zat terlarut dalam larutan.

∆Tb ∝ m

∆Tb = kb m

Di mana,

kb = konstanta elevasi molal

Mengganti nilai ‘m’ dalam hubungan di atas kita dapatkan

∆Tb = 1000 x kb x m2 / M2 x m1

Di mana,

m 2 = massa pelarut dalam g

M 1 = massa pelarut dalam kg

M 2 = massa molar zat terlarut

3- Penurunan Titik Beku

Titik beku suatu zat didefinisikan sebagai suhu di mana tekanan uap cairannya sama dengan uap padatan yang sesuai. Menurut hukum Raoult ketika zat padat yang tidak mudah menguap ditambahkan ke pelarut, tekanan uapnya berkurang dan sekarang akan menjadi sama dengan pelarut padat pada suhu yang lebih rendah. Perbedaan antara titik beku pelarut murni dan larutannya disebut penurunan titik beku.

Jika T 0 f adalah titik didih pelarut murni dan T f adalah titik didih larutan maka penurunan titik beku diberikan sebagai

∆Tf =T0f-Tf

Sama seperti kenaikan titik didih, penurunan titik beku juga berhubungan langsung dengan molalitas ‘m’.

∆Tf = 1000 x kf x m2 / M2 x m1

Di mana,

  • k f = konstanta depresi molal
  • m 2 = massa pelarut dalam g
  • M 1 = massa pelarut dalam kg
  • M 2 = massa molar zat terlarut

4- Tekanan Osmotik

Ketika membran semipermeabel ditempatkan di antara larutan dan pelarut, diamati bahwa molekul pelarut memasuki larutan melalui membran semipermeabel dan volume larutan meningkat. Membran semi-permeabel hanya memungkinkan molekul pelarut melewatinya tetapi mencegah lewatnya molekul yang lebih besar seperti zat terlarut. Fenomena aliran spontan molekul pelarut melalui membran semipermeabel dari pelarut murni ke larutan atau dari larutan encer ke larutan pekat disebut osmosis.

Aliran molekul pelarut melalui membran semipermeabel dapat dihentikan jika beberapa tekanan ekstra diterapkan dari sisi larutan. Tekanan yang menghentikan aliran pelarut ini disebut tekanan osmotik larutan.

Tekanan osmotik adalah sifat koligatif karena tergantung pada jumlah zat terlarut yang ada dan bukan pada sifat zat terlarut. Secara eksperimental dibuktikan bahwa tekanan osmotik (⫪) berbanding lurus dengan molaritas (C) dan suhu (T).

Secara matematis, ⫪= CRT di mana R adalah konstanta gas.

= (n2/V) RT

Di sini, V adalah volume larutan dalam liter dan n 2 adalah mol zat terlarut

Jika m 2 adalah berat zat terlarut dan M 2 massa molar zat terlarut, maka n 2 = m 2 /M 2

= W2 RT / M2V

Jadi dengan mengetahui nilai-nilai π, w 2, T dan V kita dapat menghitung massa molar zat terlarut.

Larutan Berbeda

  • Larutan isotonik: Dua larutan yang memiliki tekanan osmotik yang sama pada suhu tertentu dikenal sebagai larutan isotonik. Ketika solusi tersebut dipisahkan oleh membran semi-permeabel daripada tidak ada osmosis.
  • Larutan hipotonik: Larutan hipotonik memiliki tekanan osmotik yang lebih rendah daripada di sekitarnya, yaitu konsentrasi partikel zat terlarut lebih kecil daripada di sekitarnya. Jika larutan hipotonik dipisahkan oleh membran semipermeabel maka air bergerak keluar dari larutan hipotonik.
  • Larutan hipertonik: Larutan hipertonik memiliki tekanan osmotik yang lebih tinggi daripada di sekitarnya, yaitu konsentrasi partikel zat terlarut lebih banyak daripada di sekitarnya. Jika larutan hipertonik dipisahkan oleh membran semipermeabel maka air bergerak di dalam larutan hipertonik.

Untuk menentukan massa molar, metode tekanan osmotik memiliki keunggulan dibandingkan metode lain karena pengukuran tekanan berada di sekitar suhu kamar. Hal ini sangat berguna untuk penentuan massa molar biomolekul karena mereka tidak stabil pada suhu yang lebih tinggi.

Faktor Van’t Hoff

Ketika zat terlarut mengalami disosiasi atau asosiasi dalam larutan, jumlah partikel dalam larutan bertambah atau berkurang dan dengan demikian, sifat koligatif berubah. Tingkat disosiasi atau asosiasi zat terlarut dalam larutan dapat dinyatakan dengan faktor yang disebut Van’t Hoff.

Soal dan penyelesaian

Konstanta elevasi molal untuk air adalah 0,513 o C kg mol . Ketika 0,2 mol gula dilarutkan dalam 250 g air, hitunglah suhu di mana larutan tersebut mendidih di bawah tekanan atmosfer.

Penyelesaian:

Kenaikan titik didih dapat ditulis sebagai

Tb = mol gula x 1000 / berat air dalam gram

Tb = 0,2 x 1000 / 250

Tb = 0,8

⇒ T0b-Tb = 0.8

Untuk air murni, T 0 b =100 o C

Tb = 0,8 + 100

=100,80 0 C

Larutan CaCl 2 dibuat dengan melarutkan 0,0169g dalam 1 Kg air suling dalam (massa molar Ca2 + = 41g mol dan Cl= 35,5gmol ). Konstanta penurunan molal air adalah 2kg mol . Penurunan titik beku larutan adalah:

Penyelesaian:

Faktor Van’t Hoff(i) dari CaCl 2 adalah 3

K f = 2 kg mol

Diketahui,

Massa CaCl 2 (m 2 ) = 0,0169g

Massa molar CaCl 2 ( M 2 ) = 112g

Berat air (m 1 ) = 1000g

∆Tf = i x 1000X Kf x m2 / M2 x m1

= 3 x 1000 x 2 x 0.0169 / 112 x 1000g

= 9× 10-4

Heksana dan heptana dicampur untuk membentuk larutan ideal. Pada 100 0 C, tekanan uap dua cairan (Heksana dan heptana) masing-masing adalah 190kPa dan 45kPa. Berapa tekanan uap larutan yang diperoleh dengan mencampurkan 25 g heksana dan 35 g heptana adalah:

Penyelesaian:

Jumlah mol heksana,n 1 = 25/86= 0,29

Jumlah mol heptana, n 2 =35/100=0,35

χ 1 = n1 / n1 + n2

χ 1 = 0,29 / 0,29 0,35

χ 1 = 0,45

χ 2 = 1-0,45

χ 2 = 0,55

P = P01𝜒1 +P02𝜒2

= 1900.45 + 450.55

=110 kPa


Related Posts