Molalitas
dan Fraksi Mol
Dalam larutan, terdapat beberapa
sifat zat yang hanya ditentukan oleh banyaknya partikel zat terlarut. Oleh
karena sifat koligatif larutan ditentukan oleh banyaknya partikel zat terlarut,
maka perlu diketahui tentang konsentrasi larutan.
Molalitas (m)
Molalitas (kemolalan) adalah jumlah mol zat terlarut dalam 1 kg (1000 gram) pelarut. Molalitas didefinisikan dengan persamaan berikut:
Molalitas (m)
Molalitas (kemolalan) adalah jumlah mol zat terlarut dalam 1 kg (1000 gram) pelarut. Molalitas didefinisikan dengan persamaan berikut:
- Keterangan :
m = molalitas larutan (mol / kg)
n = jumlah mol zat terlarut (g / mol)
P = massa pelarut (g)
Fraksi Mol
Fraksi mol merupakan satuan konsentrasi yang semua komponen larutannya dinyatakan berdasarkan mol[2]. Fraksi mol komponen , dilambangkan dengan adalah jumlah mol komponen dibagi dengan jumlah mol semua komponen dalam larutan[2]. Fraksi mol adalah dan seterusnya[2]. Jumlah fraksi mol dari semua komponen adalah 1[2]. Persamaannya dapat ditulis[2]. Molalitas didefinisikan dengan persamaan berikut[2]:
n = jumlah mol zat terlarut (g / mol)
P = massa pelarut (g)
Fraksi Mol
Fraksi mol merupakan satuan konsentrasi yang semua komponen larutannya dinyatakan berdasarkan mol[2]. Fraksi mol komponen , dilambangkan dengan adalah jumlah mol komponen dibagi dengan jumlah mol semua komponen dalam larutan[2]. Fraksi mol adalah dan seterusnya[2]. Jumlah fraksi mol dari semua komponen adalah 1[2]. Persamaannya dapat ditulis[2]. Molalitas didefinisikan dengan persamaan berikut[2]:
Sifat
Koligatif Larutan Nonelektrolit
Meskipun sifat koligatif melibatkan larutan, sifat koligatif tidak bergantung pada interaksi antara molekul pelarut dan zat terlarut, tetapi bergatung pada jumlah zat terlarut yang larut pada suatu larutan. Sifat koligatif terdiri dari penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan titik beku, dan tekanan osmotik.
Penurunan Tekanan Uap
Meskipun sifat koligatif melibatkan larutan, sifat koligatif tidak bergantung pada interaksi antara molekul pelarut dan zat terlarut, tetapi bergatung pada jumlah zat terlarut yang larut pada suatu larutan. Sifat koligatif terdiri dari penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan titik beku, dan tekanan osmotik.
Penurunan Tekanan Uap
Marie Francois Raoult (1830 – 1901)
ilmuwan yang menyimpulkan tentang tekanan uap jenuh larutan
Molekul
– molekul zat cair yang meninggalkan permukaan menyebabkan adanya tekanan uap zat cair.
Semakin mudah molekul – molekul zat cair berubah menjadi uap, makin tinggi pula
tekanan uapzat cair. Apabila tekanan zat cair tersebut dilarutkan oleh zat
terlarut yang tidak menguap, maka partikel – partikel zat terlarut ini akan
mengurangi penguapan
molekul – molekul zat cair. Laut mati adalah contoh dari terjadinya
penurunan tekanan uap pelarut oleh zat terlarut yang tidak mudah menguap. Air berkadar garam sangat tinggi ini
terletak di daerah gurun
yang sangat panas dan kering, serta tidak berhubungan dengan laut bebas, sehingga
konsentrasi zat terlarutnya semakin tinggi. Persamaan penurunan tekanan uap
dapat ditulis[3] :
P0 – P
P0 – P
P0 > P
- Keterangan :
P0 = tekanan uap zat cair
murni
P = tekanan uap larutan
Pada
tahun 1808, Marie Francois Raoult seorang kimiawan
asal Perancis
melakukan percobaan mengenai tekanan uap jenuh larutan, sehingga ia
menyimpulkan tekanan uap jenuh larutan sama dengan fraksi mol pelarut dikalikan
dengan tekanan uap jenuh pelarut murni. Persamaan penurunan tekanan uap dapat
ditulis. Kesimpulan ini dikenal dengan Hukum Raoult
dan dirumuskan dengan. Persamaan penurunan tekanan uap dapat ditulis :
P = P0 x Xp
P = P0 x Xp
= P0 x Xt
- Keterangan :
P = tekanan uap jenuh larutan
P0 = tekanan uap jenuh
pelarut murni
Xp = fraksi mol zat pelarut
Xt = fraksi mol zat terlarut
Kenaikan
Titik Didih
Titik didih zat cair adalah suhu tetap pada saat zat cair mendidih. Pada suhu ini, tekanan uap zat cair sama dengan tekanan udara di sekitarnya. Hal ini menyebabkan terjadinya penguapan di seluruh bagian zat cair. Titik didih zat cair diukur pada tekanan 1 atmosfer. Dari hasil penelitian, ternyata titik didih larutan selalu lebih tinggi dari titik didih pelarut murninya. Hal ini disebabkan adanya partikel – partikel zat terlarut dalam suatu larutan menghalangi peristiwa penguapan partikel – partikel pelarut. Oleh karena itu, penguapan partikel – partikel pelarut membutuhkan energi yang lebih besar. Perbedaan titik didih larutan dengan titik didih pelarut murni di sebut kenaikan titik didih yang dinyatakan dengan (). Persamaannya dapat ditulis:
Titik didih zat cair adalah suhu tetap pada saat zat cair mendidih. Pada suhu ini, tekanan uap zat cair sama dengan tekanan udara di sekitarnya. Hal ini menyebabkan terjadinya penguapan di seluruh bagian zat cair. Titik didih zat cair diukur pada tekanan 1 atmosfer. Dari hasil penelitian, ternyata titik didih larutan selalu lebih tinggi dari titik didih pelarut murninya. Hal ini disebabkan adanya partikel – partikel zat terlarut dalam suatu larutan menghalangi peristiwa penguapan partikel – partikel pelarut. Oleh karena itu, penguapan partikel – partikel pelarut membutuhkan energi yang lebih besar. Perbedaan titik didih larutan dengan titik didih pelarut murni di sebut kenaikan titik didih yang dinyatakan dengan (). Persamaannya dapat ditulis:
- Keterangan :
Tb = kenaikan titik didih
kb = tetapan kenaikan titik didih
molal
m = massa zat terlarut
Mr = massa molekul relatif
Tabel Tetapan Kenaikan Titik Didih (Kb) Beberapa Pelarut
Tabel Tetapan Kenaikan Titik Didih (Kb) Beberapa Pelarut
Pelarut
|
Titik Didih
|
Tetapan (Kb)
|
56,2
|
1,71
|
|
80,1
|
02,53
|
|
204,0
|
05,61
|
|
76,5
|
04,95
|
|
80,7
|
02,79
|
|
217,7
|
05,80
|
|
182
|
03,04
|
|
Air
|
100,0
|
00,52
|
Penurunan
Titik Beku
Adanya zat terlarut dalam larutan akan mengakibatkan titik beku larutan lebih kecil daripada titik beku pelarutnya. Persamaannya dapat ditulis sebagai berikut[5] :
Adanya zat terlarut dalam larutan akan mengakibatkan titik beku larutan lebih kecil daripada titik beku pelarutnya. Persamaannya dapat ditulis sebagai berikut[5] :
- Keterangan :
Tf = penurunan titik beku
kf = penurunan titik beku molal
m = molal larutan
Mr = massa molekul relatif
Tabel Penurunan Titik Beku (Kf)
Beberapa Pelarut
Pelarut
|
Titik Beku
|
Tetapan (Kf)
|
-95,35
|
2,40
|
|
5,45
|
5,12
|
|
179,8
|
39,7
|
|
-23
|
29,8
|
|
6,5
|
20,1
|
|
80,5
|
6,94
|
|
43
|
7,27
|
|
Air
|
0
|
1,86
|
Tekanan
Osmotik
Van’t Hoff
Tekanan osmotik adalah gaya yang
diperlukan untuk mengimbangi desakan zat pelarut yang melalui selaput
semipermiabel ke dalam larutan. Membran semipermeabel adalah suatu selaput yang
dapat dilalui molekul – molekul pelarut dan tidak dapat dilalui oleh zat
terlarut. Menurut Van’t Hoff, tekanan osmotik larutan dirumuskan:
- Keterangan :
= tekanan osmotik
M = molaritas larutan
R = tetapan gas ( 0,082 )
T = suhu mutlak
Sifat
Koligatif Larutan Elektrolit
Pada konsentrasi yang sama, sifat
koligatif larutan elektrolit memliki nilai yang lebih besar daripada sifat
koligatif larutan non elektrolit. Banyaknya partikel zat terlarut hasil reaksi
ionisasi larutan elektrolit dirumuskan dalam faktor Van’t Hoff.
Perhitungan sifat koligatif larutan elektrolit selalu dikalikan dengan faktor
Van’t Hoff :
- Keterangan :
= faktor Van’t Hoff
n = jumlah koefisien kation
= derajat ionisasi
Penurunan
Tekanan Uap Jenuh
Rumus penurunan tekanan uap jenuh
dengan memakai faktor Van’t Hoff adalah[6] :
=P0
=P0
Kenaikan
Titik Didih
Persamaannya adalah\:
=
Penurunan
Titik Beku
Persamaannya adalah :
=
Tekanan
Osmotik
Persamaannya adalah :
=
=