koligatif teorii

sifat Koligatif Larutan

Sifat koligatif larutan adalah sifat larutan yang tidak tergantung pada macamnya zat terlarut tetapi semata-mata hanya ditentukan oleh banyaknya zat terlarut (konsentrasi zat terlarut).

Sifat koligatif meliputi:

1. Penurunan tekanan uap jenuh
2. Kenaikan titik didih
3. Penurunan titik beku
4. Tekanan osmotik

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.

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 penguapanberkurang.

Menurut RAOULT:

p = p^o . X_B

dimana:

p = tekanan uap jenuh larutan
po = tekanan uap jenuh pelarut murni
XB = fraksi mol pelarut

Karena X_A + X_B = 1, maka persamaan di atas dapat diperluas menjadi:

P = P^o (1 - X_A)

P = P^o - P^o . X_A

P^o - P = P^o . X_A

sehingga:

DP = po . XA

dimana:

DP = penunman tekanan uap jenuh pelarut
p^o = tekanan uap pelarut murni
X_A = fraksi mol zat terlarut

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:

DTb = m . K_b

dimana:

DTb = kenaikan titik didih (^oC)
m = molalitas larutan
K_b = tetapan kenaikan titik didih molal

Karena : m = (W/Mr) . (1000/p) ; (W menyatakan massa zat terlarut)

Maka kenaikan titik didih larutan dapat dinyatakan sebagai:
DTb = (W/Mr) . (1000/p) . K_b

Apabila pelarutnya air dan tekanan udara 1 atm, maka titik didih larutan dinyatakan sebagai:

Tb = (100 + DTb)^oC

PENURUNAN TITIK BEKU

Untuk penurunan titik beku persamaannya dinyatakan sebagai :

DT_f = m . K_f = W/M_r . 1000/p . K_f

dimana:

DT_f = penurunan titik beku
m = molalitas larutan
K_f = tetapan penurunan titik beku molal
W = massa zat terlarut
M_r = massa molekul relatif zat terlarut
p = massa pelarut

Apabila pelarutnya air dan tekanan udara 1 atm, maka titik beku larutannya dinyatakan sebagai:
T_f = (O - DT_f)^oC

TEKANAN OSMOTIK

Tekanan osmotik adalah tekanan yang diberikan pada larutan yang dapat menghentikan perpindahan molekul-molekul pelarut ke dalam larutan melalui membran semi permeabel (proses osmosis).

Menurut VAN'T HOFF tekanan osmotik mengikuti hukum gas ideal:

PV = nRT

Karena tekanan osmotik = p , maka :

p = n/V R T = C R T

dimana :
p = tekanan osmotik (atmosfir)
C = konsentrasi larutan (mol/liter= M)
R = tetapan gas universal = 0.082 liter.atm/mol^oK
T = suhu mutlak (^oK)

- Larutan yang mempunyai tekanan osmotik lebih rendah dari yang lain
disebut larutan Hipotonis.
- Larutan yang mempunyai tekanan osmotik lebih tinggi dari yang lain
disebut larutan Hipertonis.
- Larutan-larutan yang mempunyai tekanan osmotik sama disebut
Isotonis.

Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa larutan elektrolit di dalam pelarutnya mempunyai kemampuan untuk mengion. Hal ini mengakibatkan larutan elektrolit mempunyai jumlah partikel yang lebih banyak daripada larutan non elektrolit pada konsentrasi yang sama

Contoh:

Larutan 0.5 molal glukosa dibandingkan dengan iarutan 0.5 molal garam dapur.
- Untuk larutan glukosa dalam air jumlah partikel (konsentrasinya) tetap, yaitu 0.5 molal.
- Untuk larutan garam dapur: NaCl(aq) --> Na⁺ (aq) + Cl^- (aq) karena terurai menjadi 2 ion, maka konsentrasi partikelnya menjadi 2 kali semula = 1.0 molal.

Yang menjadi ukuran langsung dari keadaan (kemampuannya) untuk mengion adalah derajat ionisasi.
Besarnya derajat ionisasi ini dinyatakan sebagai:

a = jumlah mol zat yang terionisasi/jumlah mol zat mula-mula

Untuk larutan elektrolit kuat, harga derajat ionisasinya mendekati 1, sedangkan untuk elektrolit lemah, harganya berada di antara 0 dan 1 (0 < a <>

Atas dasar kemampuan ini, maka larutan elektrolit mempunyai pengembangan di dalam perumusan sifat koligatifnya.

1. Untuk Kenaikan Titik Didih dinyatakan sebagai:

DT_b = m . K_b [1 + a(n-1)] = W/M_r . 1000/p . K_b [1+ a(n-1)]

n menyatakan jumlah ion dari larutan elektrolitnya.

2. Untuk Penurunan Titik Beku dinyatakan sebagai:

DT_f = m . K_f [1 + a(n-1)] = W/M_r . 1000/p . K_f [1+ a(n-1)]

3. Untuk Tekanan Osmotik dinyatakan sebagai:
p = C R T [1+ a(n-1)]

Sifat koligatif larutan adalah sifat larutan yang hanya dipengaruhi oleh jumlah partikel zat terlarut di dalam larutan dan tidak dipengaruhi oleh sifat dari zat terlarut. Larutan merupakan campuran homogen antara dua atau lebih zat. Adanya interaksi antara zat  terlarut dan pelarut dapat berakibat terjadinya perubahan sifat fisis dari komponen-komponen penyusun larutan tersebut.

Hukum Raoult merupakan dasar bagi empat sifat larutan encer yang disebut sifat koigatif (diambil dari bahasa latin “colligare” yang artinya mengumpulkan bersama). Sifat-sifat itu tergantung dari pada efek koligatif jumlah partikel terlarut, bukan pada sifat partikel yang terlibat. Empat sifat larutan, diantaranya:

1.      Penurunan tekanan uap larutan relatif terhadap tekanan uap pelarut murni.

2.      Peningkatan titik didih.

3.      Penurunan titik beku.

4.      Gejala tekanan osmotik (oxotoby, David W : 2004, 166).

1)      Penurunan tekanan uap larutan merupakan parkel zat pelarut yang tidak mudah menguap dalam larutan yang dapat mengurangi kemampuan partikel zat pelarut untuk menguap, sehingga tekanan uap larutan akan lebih rendah dibanding tekanan uap pelarut murni. Adanya partikel zat terlarut dalam larutan juga menyebabkan terjadinya kenaikan titik didih dan penurunan titik beku larutan. Bila zant non elektrolit yang sukar menguap dilarutkan, maka menurut hukum Raoult, besarnya tekanan uap:

P = Po . N1

 P    = tekanan uap di atas larutan

P^o  = tekanan uap pelarut murni

N₁  = fraksi mol pelarut

 

2)      Suatu larutan mendidih pada temperatur lebih tinggi dari pelarutnya, selisihnya disebut kenaikan titik didih larutan. Hingga grafik tekanan uap selalu ada di bawah pelarut;

∆Tb = T – T0

∆Tb  hanya tergantung jenis pelarut dan konsentrasi larutan, tidak tergantung jenis zat terlarut. Hubungan ∆Tb dengan konsentrasi larutan dapat dicari dengan persamaan Clausius-clapeyron dan hukum Raoult.

3)      Titik beku larutan adalah temperatur pada saat larutan setimbang dengan pelarut padatnya. Larutan akan membeku pada temperatur lebih rendah dari pelarutnya. Proses pembekuan zat cair terjadi bila suhu diturunkan, sehingga jarak antara partikel sedemikian dekat satu sama lain dan akhirnya terjadi gaa tarik menarik antar molekul yang sangat kuat. Adanya partikel-partikel dari zat terlarut akan mengakibatkan proses pergerakan molekul pelarut terhalang. Akibatnya untuk lebih mendekatkan jarak antar molekul diperlukan suhu yang lebih rendah. Perbedaan titik beku akibat adanya partikel-partikel dari zat terlarut disebut penurunan titik  beku (∆T_f).

∆Tf  = kf . m

Titik beku larutan merupakan merupakan titik beku pelarut murni dikurangi dengan penurunan titik bekunya.

Tf = Tf0 - ∆Tf

o   Sifat-sifat Reagen

a.      Sifat Urea (CO(NH₂)₂)

Urea merupakan kristal, berwarna putih, tidak mudah terbakar, menghantarkan listrik.

Sifat fisis urea:

-          Densitas (padat pada suhu 20⁰C) = 1335 kg/m³

-          Titik lebur = 126 J/mol/⁰C

-          Spesifik heat (lebur) = 13,6 KJ/mol

-          Berat molekul = 60,056

Reaksi pembuatan CO(NH₂)₂ terdiri atas dua tingkat yaitu reaksi pembentukan amonium karbonat (NH₂COONH₄) dan reaksi penguraian amonium karbonat menjadi urea dan air. Amonium karbonat dibuat dari amoniak (NH₃) dan karbondioksida (CO₂). Menurut reaksi sbb:

2NH3 + CO2 ----> NH₂COONH₄              DH₂₉₈ = -28,5 kkal/mol.... (1)

Reaksi ini merupakan reaksi eksotermis yang berlangsung cepat mengeluarkan panas dan kesetimbangan karbamat cepat tercapai. Reaksi penguraian amonium karbamat bersifat endotermis dan berlangsung lambat.

H₂COONH₄ ----> NH₂CONH₂ + H₂O            DH₂₉₈ = 3 – 6 kkal/mol.... (2)

Panas reaksi yang dibutuhkan reaksi (2) dapat dipenuhi dari sebagian panas yang dihasilkan (1) . Selama pembentukan urea, terjadi reaksi samping yaitu pembentukan biuret.

2NH₂CONH₂ ----> NH₂CONHCONH₂ + NH₃      DH298 = 4,28 kkal/mol.... (3)

Reaksi ini berlangsung lambat dan memerlukan panas (endoterm).

b.      Sifat Garam

Garam merupakan larutan elektrolit kuat. Jika garam dilarutkan dalam air, maka ia akan terurai menjadi ion.

Sifat NaCl :

-          Berbentuk kristal

-          Mudah larut dalam air (36 gr/100 ml air dari pada 20^oC)

-          Dalam bentuk bubuk bersifat higroskopis

-          Banyak terdapat di udara (dari air laut)

-          Campuran NaCl dengan es cair mencapai -20^oC.

http://kimiadahsyat.blogspot.com/2009/06/sifat-koligatif-larutan.html

biologiikipmadiun.blogspot.com/2010/09/laporan-praktikum-sifat-koligatif.html