Sifat Koligatif Larutan Elektrolit

LARUTAN ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT & SIFAT KOLIGATIF LARUTAN
1.
Pengertian dan perbedaan larutan elektrolit dan larutan nonelekrolit
1. A.
Pengertian larutan
Larutan adalah campuran homogen antara zat terlarut dan pelarut. Zat terlarut adalah zat yang
terdispersi ( tersebar secara merata ) dalam zat pelarut.Zat terlarut mempunyai jumlah yang
lebih sedikit dalam campuran. Ini biasa di sebut dengan solute. Sedangkan zat pelarut adalah
zat yang mendispersi atau ( fase pendispersi ) komponen – komponen zat terlarut. Zat pelarut
mempunyai jumlah yang lebih banyak dalam campuran. Zat pelarut di sebut solvent.
1. B.
–
Pengertian larutan elektrolit dan larutan nonelektrolit
Larutan elektrolit adalah larutan yang dapat menghantarkan arus listrik dengan
memberikan gejala berupa menyalanya lampu pada alat uji atau timbulnya gelmbung gas dalam
larutan .Larutan yang menunjukan gejala – gejala tersebut pada pengujian tergolong ke dalam
larutan elektrolit.
–
Larutan nonelektrolit adalah larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik dengan
memberikan gejala berupa tidak ada gelembung dalam larutan atau lampu tidak menyala pada
alat uji. Larutan yang menunjukan gejala – gejala tersebut pada pengujian tergolong ke dalam
larutan nonelektrolit.
1. C.
Jenis – jenis larutan berdasrkan daya hantar listrik
1. Larutan elektrolit kuat
Laruta elektrolit kuat adalah larutan yang banyak menghasilkan ion – ion karena terurai
sempurna, maka harga derajat ionisasi (ά ) = 1. Banyak sedikit elektrolit menjadi ion dinyatakan
dengan derajat ionisasi ( ά ) yaitu perbandingan jumlah zat yang menjadi ion dengan jumlah zat
yang di hantarkan. Yang tergolong elektrolit kuat adalah :
1. Asam – asam kuat
2. Basa – basa kuat
3. Garam – garam yang mudah larut
Ciri – ciri daya hantar listrik larutan elektrolit kuat yaitu lampu pijar akan menyala terang dan
timbul gelembung – gelembung di sekitar elektrode. Larutan elektrolit kuat terbentuk dari
terlarutnya senyawa elektrolit kuat dalam pelarut air. Senyawa elektrolit kuat dalam air dapat
terurai sempurna membentuk ion positif ( kation ) dan ion negatif (anion). Arus listrik merupakan
arus electron. Pada saat di lewatkan ke dalam larutan elektrolit kuat, electron tersebut dapat di
hantarkan melalui ion – ion dalam larutan, seperti ddihantarkan oleh kabel. Akibatnya lampu
pada alat uji elektrolit akan menyala. Elektrolit kuat terurai sempurna dalam larutan. Contoh :
HCl, HBr, HI, HNO3, H2SO4, NaOH, KOH, dan NaCL.
1. Larutan elektrolit lemah
Larutan elektrolit lemah adalah larutan yang daya hantar listriknya lemah dengan harga derajat
ionisasi sebesar 0 < ά > 1. Larutan elektrolit lemah mengandung zat yang hanya sebagian kecil
menjadi ion – ion ketika larut dalam air. Yang tergolong elektrolit lemah adalah :
1. Asam – asam lemah
2. Garam – garam yang sukar larut
3. Basa – basa lemah
Adapun larutan elektrolit yang tidak memberikan gejala lampu menyala, tetapi menimbulkan gas
termasuk ke dalam larutan elektrolit lemah. Contohnya adalah larutan ammonia, larutan cuka
dan larutan H2S.
1. Larutan non elektrolit
Larutan non elektrolit adalah larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik karena
zat terlarutnya di dalam pelarut tidak dapat menghasilkan ion – ion ( tidak mengion ). Yang
tergolong
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[3]. Sifat koligatif terdiri dari penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan titik
beku, dan tekanan osmotik[3].
Penurunan Tekanan Uap[sunting | sunting sumber]
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[3]. Semakin mudah molekul - molekul zat cair berubah menjadi uap, makin
tinggi pula tekanan uapzat cair[3]. 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[3]. 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[3]. Persamaan penurunan tekanan uap dapat
ditulis[3] :

P0 = tekanan uap zat cair murni

P = tekanan uap larutan
Pada tahun 1878, 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[3]. Persamaan penurunan tekanan uap dapat ditulis[3]. Kesimpulan ini
dikenal dengan Hukum Raoult dan dirumuskan dengan[3]. Persamaan penurunan
tekanan uap dapat ditulis[3] :

P = tekanan uap jenuh larutan

P0 = tekanan uap jenuh pelarut murni

Xp = fraksi mol zat pelarut

Xt = fraksi mol zat terlarut
Kenaikan Titik Didih[sunting | sunting sumber]
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[4]. Hal ini
menyebabkan terjadinya penguapan di seluruh bagian zat cair. Titik didih zat
cair diukur pada tekanan 1 atmosfer[4]. Dari hasil penelitian, ternyata titik didih
larutan selalu lebih tinggi dari titik didih pelarut murninya[4]. Hal ini disebabkan
adanya partikel - partikel zat terlarut dalam suatu larutan menghalangi peristiwa
penguapan partikel - partikel pelarut[4]. Oleh karena itu, penguapan partikel partikel pelarut membutuhkan energi yang lebih besar[4]. Perbedaan titik didih
larutan dengan titik didih pelarut murni di sebut kenaikan titik didih yang
dinyatakan dengan (
)[4]. Persamaannya dapat ditulis [4]:

Tb = kenaikan titik didih (oC)

kb = tetapan kenaikan titik didih molal (oC kg/mol)

m = molalitas larutan (mol/kg)

Mr = massa molekul relatif

P = jumlah massa zat (kg)
Tabel Tetapan Kenaikan Titik Didih (Kb) Beberapa Pelarut[5]
Pelarut
Titik Didih Tetapan (Kb)
Aseton
56,2
1,71
Benzena
80,1
02,53
Kamfer
204,0
05,61
Karbon tetraklorida 76,5
04,95
Sikloheksana
80,7
02,79
Naftalena
217,7
05,80
Fenol
182
03,04
Air
100,0
00,52
Penurunan Titik Beku[sunting | sunting sumber]
Adanya zat terlarut dalam larutan akan mengakibatkan titik beku
larutan lebih kecil daripada titik beku pelarutnya. Persamaannya
dapat ditulis sebagai berikut[5] :

Tf = penurunan titik beku (oC)

kf = tetapan perubahan titik beku (oC kg/mol)

m = molalitas larutan (mol/kg)

Mr = massa molekul relatif

P = jumlah massa zat (kg)
Tabel Penurunan Titik Beku (Kf) Beberapa Pelarut[5]
Pelarut
Titik Beku Tetapan (Kf)
Aseton
-95,35
2,40
Benzena
5,45
5,12
Kamfer
179,8
39,7
Karbon tetraklorida -23
29,8
Sikloheksana
6,5
20,1
Naftalena
80,5
6,94
Fenol
43
7,27
Air
0
1,86
Tekanan Osmotik[sunting | sunting sumber]
Van't Hoff
Tekanan osmotik adalah gaya yang diperlukan untuk
mengimbangi desakan zat pelarut yang melalui selaput
semipermiabel ke dalam larutan[5]. 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 [5]:

= tekanan osmotik

M = molaritas larutan

R = tetapan gas (0,082)

T = suhu mutlak
Sifat Koligatif Larutan
Elektrolit[sunting | sunting sumber]
Pada konsentrasi yang sama, sifat koligatif larutan
elektrolit memliki nilai yang lebih besar daripada
sifat koligatif larutan non elektrolit[6]. Banyaknya
partikel zat terlarut hasil reaksi ionisasi larutan
elektrolit dirumuskan dalam faktor Van't Hoff[6].
Perhitungan sifat koligatif larutan elektrolit selalu
dikalikan dengan faktor Van't Hoff[6] :

Keterangan :
= faktor Van't Hoff
n = jumlah koefisien kation
= derajat ionisasi
Penurunan Tekanan Uap
Jenuh[sunting | sunting sumber]
Rumus penurunan tekanan uap jenuh dengan
memakai faktor Van't Hoff adalah[6] :
=P0
Kenaikan Titik Didih[sunting | sunting
sumber]
Persamaannya adalah[6]:
=
Penurunan Titik Beku[sunting | sunting
sumber]
Persamaannya adalah[6] :
=
Tekanan Osmotik[sunting | sunting
sumber]
Persamaannya adalah[6] :
=
Sifat Koligatif Larutan Elektrolit
Larutan elektrolit memiliki sifat koligatif yang lebih besar daripada nonelektrolit. Perbandingan harga
sifat koligatif larutan elektrolit dengan larutan nonelektrolit dinamakan dengan faktor Van’t Hoff dan
dilambangkan dengan i.
Perhatikan contoh penghitungan harga i berikut.
ΔTf untuk larutan NaCl 0,01 molal adalah 0,0359 °C dan ΔTf untuk larutan urea 0,01 molal adalah
0,0186 °C, maka harga i adalah seperti berikut
i = ΔTf larutan NaCl 0,01 molal / ΔTf larutan urea 0,01 molal
= 0,0359 C / 0,0186 C
= 1,93
Menurut ilmuwan Swedia bernama Svante Arrhenius, suatu larutan terurai menjadi ion positif dan ion
negatif. Misalkan pada larutan NaCl maka akan terionisasi menjadi ion Na+ dan ion Cl–
NaCl(l) → Na+ (aq) + Cl– (aq)
Bagaimana hubungan harga i dengan derajat ionisasi (α )?
Besarnya derajat ionisasi (α ) dinyatakan sebagai berikut.
α = jumlah mol zat yang terionisasi / jumlah mol zat mula-mula
Untuk larutan elektrolit kuat, harga α mendekati 1 sedangkan untuk elektrolit lemah harga α berada di
antara 0 dan 1 (0 < α < 1)
Menurut Van’t Hoff,
i = 1 + (n – 1) α
i = jumlah partikel yang diukur / jumlah partikel yang diperkirakan
Keterangan:
n = jumlah koefisien kation dan anion
α = derajat ionisasi
Pada larutan elektrolit, maka rumus sifat koligatif larutan menjadi seperti berikut.
ΔP = XA ×P ×i
ΔTb = Kb ×m× i
ΔTf = Kf ×m× i
π = M× R×T × i
Contoh
Pada suhu 37 °C ke dalam air dilarutkan 1,71 gram Ba(OH)2 hingga volume 100 mL (Mr Ba(OH)2 =
171). Hitung besar tekanan osmotiknya! (R = 0,082 L atm mol-1K-1)
Penyelesaian:
Diketahui : m = 1,71 gram
V = 100 mL = 0,1 L
Mr Ba(OH)2 = 171
R = 0,082 L atm mol-1K-1
T = 37 °C = 310 K
Ditanya : π …?
Jawab : Ba(OH)2 merupakan elektrolit
Ba(OH)2 → Ba2+ + 2 OH¯, n = 3
mol Ba(OH)2 = 1,71 gram / 171 gram/mol = 0,01 mol
M = n / V = 0,01 mol / 0,1 L = 0,1 mol ⋅ L-1
π=M×R×T×i
= 0,1 mol L-1 × 0,082 L atm mol-1K-1 × 310 K × (1 + (3 – 1)1)= 7,626 atm
jenis larutan ini adalah larutan urea, larutan sukrosa, larutan glukosa, alcohol dan lain – lain.
Penerapan Sifat Kolegatif Larutan Dalam Kehidupan
1. Membuat Campuran Pendingin
Cairan pendingin adalah larutan berair yang memiliki titik beku jauh dibawah 0oC. Cairan
pendingin digunakan pada pabrik es, juga digunakan untuk membuat es putar. Cairan
pendingin dibuat dengan melarutkan berbagai jenis garam kedalam air.
Pada pembuatan es putar cairan pendingin dibuat dengan mencampurkan garam dapur dan
kepingan es batu dalam sebuah bejana berlapis kayu. Pada pencampuran itu, es batu akan
mencair sedangkan suhu campuran turun.
Sementara itu, campuran bahan pembuat es putar dimasukan kedalam bejana lain yang
terbuat dari stainless steel. Bejana ini kemudian dimasukkan ke dalam cairan pendingin,
sambil terus- menerus diaduk sehingga campuran membeku.
2. Antibeku Pada Radiator Mobil
Didaerah beriklim dingin, ke dalam air radiator biasanya ditambahkan etilen glikol. Etilen
Glikol adalah suatu dialkohol (glikol : CH2OH-CH2OH). Dengan penambahan etilen glikol ke
dalam air radiator, maka senyawa ini akan mudah menurunkan titik beku.
Sehingga dalam keadaan dingin pun cairan radiator tidak membeku. Selain itu, cairan beku ini
juga menaikkan titik didih, sehingga mengurangi penguapan yang terjadi pada radiator.
3. Penyerapan Air Oleh Akar Tanaman
Proses osmosis sangat berperan dalam proses penyerapan air dalam tumbuhan. Tanaman
membutuhkan air dari dalam tanah. Air terrebut diserap oleh tanaman melalui akar.
Tanaman mengandung zat-zat terlarut sehingga konsentrasinya lebih tinggi daripada air
disekitar tanaman sehingga air dalam tanah dapat diserap oleh tanaman.
4. Desalinasi Air Laut
Air laut dapat diolah menjadi air minum menggunakan proses osmosis balik. Osmosis balik
adalah perembesan pelarut dari larutan ke pelarut, atau dari larutan yang lebih pekat ke
larutan yang lebih encer. Osmosis balik terjadi jika kepada larutan diberikan tekanan yang
lebih besar dari kekuatan osmotiknya.
Pada pemurnian air laut, pada permukaan air laut diberikan tekanan yang lebih besar daripada
tekanan osmotiknya, air dipaksa merembes dari air asin ke dalam air murni melalui selaput
yang permeabel untuk air tetapi tidak untuk ion-ion dalam air laut.
5. Pembuatan Cairan Fisiologis
Cairan fisiologis merupakan cairan yang isotonis dengan cairan tubuh kita. Contoh cairan
fisiologis adalah cairan infus dan obat tetes mata.
Saat ini cairan isotonis juga dikembangkan dalam industri minuman suplemen untuk memenuhi
kebutuhan cairan tubuh kita. Cairan infus dan tetes mata merupakan cairan fisiologis yang
isotonis dengan tubuh kita.
6. Penentuan Massa Atom Relatif (Mr)
Penentuan massa molekul relatif (Mr) suatu senyawa dapat melalui pengukuran sifat koligatif
larutan atau kenaikan titik didih. Hal tersebut berdasarkan pada persamaan:
∧ Tf= m.Kf
∧ Tb= m.Kb
Berdasarkan persamaan tersebut, jika massa senyawa telah diketahui, dan nilai penurunan
titik beku atau kenaikan titik didih juga diketahui, maka massa molekul relatif dapat
diketahui.
Contoh soal lihat http://tanya-tanya.com/contoh-soal-pembahasan-sifat-koligatif-bag-1/