Makalah : Sifat Koligatif Larutan Elektolit dan Larutan Non Elektrolit

MAKALAH

SIFAT KOLIGATIF

LARUTAN ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT

Disusun Oleh :

DWI PUTRI SABARIASIH

K2311022

PENDIDIKAN FISIKA / A

 

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2012

KATA PENGANTAR

Kami panjatkan puja dan puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah berjudul “Sifat Koligatif Larutan Elektrolit dan Larutan Non Elektrolit” ini dalam waktu yang telah ditentukan.

            Makalah ini disusun untuk memenuhi tugas Mata Kuliah Praktikum Kimia Dasar II. Makalah ini tidak akan selesai tanpa bantuan dari berbagai pihak baik secara langsung maupun tidak langsung. Untuk itu perkenankanlah penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada:

1.      Allah SWT. Yang telah meridloi pembuatan makalah dengan baik.

2.      Dosen Mata Kuliah Praktikum Kimia Dasar II

3.      Asisten Praktikum Kimia Dasar II

4.      Orang tua penulis yang telah memberikan dorongan dan motivasi

5.      Teman-teman penulis yang telah memberikan bantuan kepada penulis

6.      Seluruh pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan penulisan makalah ini.

Penulis menyadari bahwa penulisan makalah ini masih jauh dari sempurna. Untuk itu, kritik dan saran yang membangun dalam perbaikan karya tulis ini sangat penulis harapkan.

Penulis berharap semoga makalah ini dapat memberikan manfaat bagi pembaca, khususnya guna mengetahui sifat koligatif larutan elektrolit dan non elektrolit.

Penulis

SIFAT KOLIGATIF
LARUTAN ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT

Dalam kimia, larutan adalah campuran homogen yang terdiri dari dua atau lebih zat. Zat yang jumlahnya lebih sedikit di dalam larutan disebut (zat) terlarut atau solut, sedangkan zat yang jumlahnya lebih banyak daripada zat-zat lain dalam larutan disebut pelarut atau solven. Komposisi zat terlarut dan pelarut dalam larutan dinyatakan dalam konsentrasi larutan, sedangkan proses pencampuran zat terlarut dan pelarut membentuk larutan disebut pelarutan atau solvasi.

Konsentrasi larutan menyatakan secara kuantitatif komposisi zat terlarut dan pelarut di dalam larutan. Konsentrasi umumnya dinyatakan dalam perbandingan jumlah zat terlarut dengan jumlah total zat dalam larutan, atau dalam perbandingan jumlah zat terlarut dengan jumlah pelarut. Contoh beberapa satuan konsentrasi adalah molar, molal, dan bagian per juta (part per million, ppm). Sementara itu, secara kualitatif, komposisi larutan dapat dinyatakan sebagai encer (berkonsentrasi rendah) atau pekat (berkonsentrasi tinggi).

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). Hukum Roult merupakan dasar dari sifat koligatif larutan. Keempat sifat itu ialah:

1. Penurunan tekanan uap relatif terhadap tekanan uap pelarut murni.
2. Peningkatan titik didih
3. Penurunan titik beku
4. Gejala tekanan osmotik.

Sifat koligatif larutan dapat dibedakan menjadai dua macam, yaitu sifat larutan nonelektrolit dan elektrolit.  Hal itu disebabkan zat terlarut dalam larutan elektrolit bertambah jumlahnya karena terurai menjadi ion-ion, sedangkan zat terlarut pada larutan nonelektrolit jumlahnya tetap karena tidak terurai menjadi ion-ion, sesuai dengan hal-hal  tersebut maka sifat koligatif  larutan nonelektrolit lebih rendah daripada sifat koligatif larutan elektrolit. Larutan merupakan suatu campuran yang homogen dan dapat berwujud padatan,  maupun cairan. Akan tetapi larutan yang paling umum dijumpai adalah larutan cair, dimana suatu zat tertentu dilarutkan dalam pelarut berwujud cairan yang sesuai hingga konsentrasi tertentu.

Banyaknya partikel dalam larutan ditentukan oleh konsentrasi larutan dan sifat larutan itu sendiri. Namun sebelum itu kita harus mengetahui hal- hal berikut:
•      Molar, yaitu jumlah mol zat terlarut dalam 1 liter larutan

•           Molal,yaitu jumlah mol zat terlarut dalam 1 kg larutan

•           Fraksi mol, yaitu perbandingan mol zat terlarut dengan jumlah mol zat pelarut dan zat terlarut.

Penurunan Tekanan Uap

Proses penguapan adalah perubahan suatu wujud zat  dari cair menjadi gas. Ada kecenderungan bahwa suatu zat cair akan mengalami penguapan. Kecepatan penguapan dari setiap zat cair tidak sama, tetapi pada umumnya cairan akan semakin mudah menguap jika suhunya semakin tinggi

Penurunan tekanan uap adalah kecenderungan molekul-molekul cairan untuk melepaskan diri dari molekul-molekul cairan di sekitarnya dan menjadi uap. Jika ke dalam cairan dimasukkan suatu zat terlarut yang sukar menguap dan membentuk suatu larutan, maka hanya sebagian pelarut saja yang menguap, karene sebagian yang lain penguapannya dihalangi oleh zat terlarut. Besarnya penurunan ini di selidiki oleh Raoult lalu dirumuskan sebagai berikut.

Banyak sedikitnya uap diatas permukaan cairan diukur berdasarkan tekanan uap cairan tersebut. Semakin tinggi suhu cairan semakin banyak uap yang berada diatas permukaan cairan dan berarti tekanan uapnya semakin tinggi. Jumlah uap diatas permukaan akan mencapai suatu kejenuhan pada tekanan tertentu, sebab bila tekanan uap sudah jenuh akan terjadi pengembunan, tekanan uap ini disebut tekanan uap jenuh

Pada saat zat konvalatil ditambahkan kedalam larutan maka akan terjadi penurunan tekanan uap. Pada suhu 20 C tekanan uap air jenuh  diatas permukaan air adalah 17,53 mmHg. Besarnya penurunan tekanan uap air akibat adanya zat terlarut disebut penurunan tekanan uap larutan.

Sejak tahun 1887 – 1888 Francois Mario Roult telah mempelajari hubungan antara tekanan uap dan konsentrasi zat terlarut, dan mendapatkan suatu kesimpulan bahwa besarnya tekanan uap larutan sebanding dengan fraksi mol pelarut dan tekanan uap dari pelarut murninya. Penurunan tekanan uap menurut hukum Roult, tekanan uap salah satu cairan dalam ruang di atas larutan ideal bergantung pada fraksi mol cairan tersebut dalam larutan P_A  = X_A  .  P_A^o. Dari hukum Roult ternyata tekanan uap pelarut murni lebih besar daripada tekanan uap pelarut dalam larutan. Jadi penurunan tekanan uap pelarut berbanding lurus dengan fraksi mol zat terlarut.

P = P^o . X _{­­­­­­­­p­­­­­­­­­elarut}

P  = tekanan uap larutan

X = fraksi mol

P  = tekanan uap pelarut murni

Terjadinya penurunan tekanan uap larutan disebabkan oleh adanya zat terlarut. Untuk menentukan seberapa besar pengaruh jumlah partikel zat terlarut terhadap penurunan tekanan uap dapat dituliskan:

                                        P = P^o – P

Karena X1 = 1-X2 untuk larutan yang terdiri atas dua komponen, maka hukum Roult dapat ditulis:

P _larutan = X _pelarut . P _pelarut

Jadi, perubahan tekanan uap pelarut berbanding lurus dengan fraksi mol zat terlarut. Tanda negatif menyiratkan penurunan tekanan uap. Tekanan uap selalu lebih rendah diatas larutan encer dibandingkan diatas pelarut murninya.

Peningkatan Titik Didih

Sifat yang berikutnya adalah kenaikan titik didih dan penurunan titik beku. Titik didih larutan selalu lebih tinggi dibandingkan titik didih pelarut. hal sebaliknya berlaku pada titik beku larutan yang lebih rendah dibandingkan pelarut. Sifat ini dirumuskan sebagai berikut :

Bila suatu zat cair dinaikkan suhunya, maka semakin banyak zat cair yang menguap. Pada suhu tertentu jumlah uap diatas permukaan zat cair akan menimbulkan tekanan uap yang sama dengan tekanan udara luar. Keadaan saat tekanan uap zat cair diatas permukaan zat cair tersebut sama dengan tekanan udara disekitarnya disebut mendidih dan suhu ketika tekanan uap diatas pemukaan cairan sama dengan tekanan uap luar disebut titik didih. Pada saat zat konvalatil ditambahkan kedalam larutan maka akan terjadi kenaikan titik didih dari larutan tersebut.

Titik didih air murni pada tekanan 1 atm adalah 100 C. Hal itu berarti tekanan uap air murni akan mencapai 1 atm ( sama dengan tekanan udara luar) pada saat air dipanaskan sampai 100 C. Dengan demikian bila tekanan udara luar kurang dari 1 atm (misalnya dipuncak gunung) maka titik didih air kurang dari 100 C.

Bila kedalam air murni dilarutkan suatu zat yang sukar menguap, maka pada suhu 100 C tekanan uap air belum mencapai 1 atm dan berarti air itu belum mendidih. Untuk dapat mendidih ( tekanan uap air mencapai 1 atm) maka diperlukan suhu yang lebih tinggi. Besarnya kenaikan suhu itulah yang disebut kenaikan titik didih.

Menurut hukum Roult, besarnya kenaikan titik didih larutan sebanding dengan hasil kali molalitas larutan (m) dan kenaikan titik didih molalnya (Kb). Dapat dirumuskan sebagai:

                                                   Δ T_b = K_b . m

Jika

M = n x 1000

     P

Maka rumus diatas dapat dinyatakan sebagai berikut:

T_b = K_b ( n x 1000 )

                                                                     p

  T_b         = besar penurunan titik beku

  K_b        = konstanta kenaikan titik didih

  m        = molalitas dari zat terlarut

   n        = jumlah mol zat terlarut

   p        = massa pelarut             

Harga Kb bervariasi untuk masing-masing pelarut. K_b diperoleh dengan mengukur kenaikan titik didih dari larutan encer yang molalitasnya diketahui (artinya, mengandung zat terlarut yang diketahui jumlah dan massa molalnya).  Titik didih larutan merupakan titik didih pelarut murni ditambah dengan kenaikan titik didihnya atau T_b = T_b +   T_b (Oxtoby, 2001).

Penurunan titik Beku

Proses pembekuan suatu zat cair terjadi bila suhu diturunkan sehingga jarak antar partikel sedemikian dekat satu sama lain dan akhirnya bekerja gaya tarik menarik antar molekul yang sangat kuat. Adanya partikel-partikel dari zat terlarut akan menghasilkan proses pergerakan molekul-molekul pelarut terhalang, akibatnya untuk mendekatkan jarak antar molekul diperlukan suhu yang lebih rendah. Perbedaan suhu adanya partikel-partikel zat terlarut disebut penurunan titik beku. Pada saat zat konvalatil ditambahkan kedalam larutan maka akan terjadi penurunan titik beku larutan tersebut.

Seperti halnya kenaikan titik didih, penurunan titik beku larutan sebanding dengan hasil kali molalitas larutan dengan tetapan penurunan titik beku pelarut (Kf) dinyatakan dengan persamaan:

ΔT_f = K_f . m

T_f = K_f ( n x 1000  )

         p

 T_f     = penurunan titik beku

 K_f     = tetapan ttitik beku molal

  n     = jumlah mol zat terlarut

  p     = massa pelarut                   

Titik beku larutan merupakan titik beku pelarut murni dikurangi dengan penurunan titik bekunya. Pengukuran penurunan titik beku, seperti halnya peningkatan titik didih, dapat digunakan untuk menentukan massa molar zat yang tidak diketahui.

Gejala penurunan titik beku analog dengan peningkatan titik didih. Di sini kita hanya mempertimbangan kasus jika padatan pertama yang mengkristalkan dari larutan adalah pelarut murni. Jika zat terlarut mengkristal bersama pelarut, maka situasinya akan lebih rumit. Pelarut padat murni berada dalam kesetimbangan dengan tekanan tertentu dari uap pelarut, sebagimana ditentukan oleh suhunya. Pelarut dalam larutan demikian pula, berada dalam kesetimbangan dengan tekanan tertentu dari uap pelarut. Jika pelarut padat dan pelarut dalam larutan berada bersama-sama, mereka harus memiliki tekanan uap yang sama. Ini berarti bahwa suhu beku larutan dapat diidentifikasi sebagi suhu ketika kurva tekanan uap pelarut padat murninya berpotongan dengan kurva larutan. Jika zat terlarut ditambahkan ke dalam larutan, tekanan uap pelarut turun dan titik beku, yaitu suhu ketika kristal pertama pelarut murni mulai muncul, turun. Selisih dengan demikian bertanda negatif dan penurunan titik beku dapat diamati

 Tekanan Osmotik

Sifat koligatif keempat terutama penting dalam biologi sel, sebab peranannya penting dalam trasfor molekul melalui membran sel. Membran ini disebut semipermiabel, yang membiarkan molekul kecil lewat tetapi menahan molekul besar seperti protein dan karbohidrat. Membran semi permiabel dapat memisahkan molekul pelarut kecil dari molekul zat terlarut yang besar. Peristiwa bergeraknya partikel (molekul atau ion) melalui dinding semipermeabel disebut osmotik. Tekanan yang ditimbulkan akibat dari tekanan osmotik disebut tekanan osmotik. Besar tekanan osmotik diukur dengan alat osmometer, dengan memberikan beban pada kenaikan permukaan larutan menjadi sejajar pada permukaan sebelumnya.

Osmosis atau tekanan osmotik adalah proses berpindahnya zat cair dari larutan hipotonis ke larutan hipertonis melalui membran semipermiabel. Osmosis dapat dihentikan jika diberi tekanan, tekanan yang diberikan inilah yang disebut tekanan osmotik. Tekanan osmotik dirumuskan :

Berdasarkan persamaan gas ideal:

PV = nRT

Maka tekanannya

P = nRT

      V

Jika tekanan osmotik larutan dilambangkan dengan π, dari persamaan diatas dapat diperoleh:

π = nRT

                                                                            V

atau

                                                                π = M R T      
Untuk larutan elektrolit ditemukan penyimpangan oleh Vanit Hoff. Penyimpangan ini terjadi karena larutan elektrolit terdisosiasi di dalam air menjadi ion, sehingga zat terlarut jumlahnya menjadi berlipat. Dari sini dibutuhkan faktor pengali atau lumrah disebut faktor Vanit Hoff. Dirumuskan sebagai berikut :

π   = tekanan osmotik

M = konsentrasi molar

R   = tetapan gas ideal (0,082 L atm K   mol  )

T    = suhu mutlak (K)            

Tetapan titik beku molal (K_f)

Pelarut	Titik beku (oC)	Kf (oC)
Air Benzena Fenol Naftalena Asam asetat Kamfer Nitrobenzena	0 5,4 39 80 16,5 180 5,6	1,86 5,1 7,3 7 3,82 40 6,9

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.

DAFTAR PUSTAKA

Bird, Tony. 1987. Kimia Fisika untuk Universitas. Jakarta : Erlangga

Brady, James.1986. Kimia Universitas Asas dan Struktur.Jakarta : Erlangga

Hardjono. 2001. Kimia Dasar. Yogyakarta : Universitas Gadjah Mada.

Keenan, Klenifelter. 2000. Kimia untuk Universitas. Jakarta : Gramedia.

Oxtoby david w, dkk . 2001. Prinsip- Prinsip Kimia Modern. Surabaya : Erlangga.

Syukri, S. 1999. Kimia Dasar I. Bandung : Institut Tekhnologi Bandung