4 Sifat Koligatif Larutan, Rumus, dan Contoh Soal

ilustrasi sifat koligatif larutan Kimia. Foto: pixabay.com.

Sifat koligatif larutan adalah salah satu materi Kimia yang dipelajari pada kelas 11 SMA. Sifat koligatif larutan merupakan sifat larutan yang tak bergantung pada jenis zat terlarut. Namun, sifat ini hanya tergantung pada konsentrasi zat terlarutnya.

Mengutip buku Praktis Belajar Kimia oleh Imam Rahayu, koligatif larutan adalah sifat yang memandang kuantitas bukan kualitas. Sehingga, semakin banyak zat terlarut maka sifat koligatif sebuah larutan akan semakin besar.

Jumlah partikel zat yang terlarut dalam suatu larutan dinyatakan dalam suatu besaran konsentrasi larutan. Besaran ini berhubungan dengan penghitungan sifat koligatif larutan ilmu Kimia. Sebelum membahas itu, pahami dulu konsentrasi larutan pada uraian berikut.

Konsentrasi Larutan

ilustrasi konsentrasi sifat koligatif larutan Kimia. Foto: pixabay.com.

Masih dari sumber yang sama, konsentrasi sifat koligatif larutan terdiri dari tiga jenis, yaitu molaritas, molalitas, dan fraksi mol. Setiap jenis konsentrasi memiliki rumus dengan kondisi yang berbeda-beda. Berikut penjelasan dari tiga konsentrasi tersebut.

a. Molaritas

Dalam ilmu Kimia, molaritas disimbolkan dengan (M). Molaritas adalah jumlah molekul zat terlarut dalam setiap 1 liter larutan.

Rumus yang digunakan untuk menemukan molaritas adalah jumlah molekul dibagi volume larutan dalam satuan liter atau disimbolkan dengan M= n/v.

b. Molalitas

Molalitas adalah jumlah molekul zat terlarut setiap 1000 gram pelarut. Molalitas disimbolkan dengan (m). Untuk mencari molalitas dapat ditentukan dengan dua rumus berikut:

m = n/1000 gram pelarut atau m= m/mr x 1000/massa pelarut.

Keterangan:

m = molalitas

n= jumlah mol

m terlarut= massa zat terlarut

mr= massa molekul zat terlarut.

c. Fraksi Mol

Fraksi mol merupakan perbandingan molekul zat dengan molekul total seluruh zat dalam larutan. Fraksi mol disimbolkan dengan (x). Misalnya dalam larutan yang terdiri dari 2 komponen A dan B, maka rumus yang dipakai adalah sebagai berikut.

XA= nA/ nA+ atau XB= Nb/nA+nB

XA + XB = 1

Keterangan

Xa = fraksi mol terlarut

NA = mol terlarut

Xb= fraksi mol terlarut

NB = mol pelarut

Ketiga jenis konsentrasi larutan tersebut dapat digunakan untuk menghitung sifat koligatif larutan dengan berbagai kasus. Berikut ini klasifikasi sifat koligatif larutan dalam ilmu Kimia yang perlu diperhatikan.

Baca Juga: Rumus Pengenceran Larutan beserta Penjelasan Konsepnya

Sifat Koligatif Larutan

ilustrasi sifat koligatif larutan Kimia. Foto: pixabay.com.

Setelah memahami konsentrasi larutan, saatnya mempelajari sifat koligatif larutan. Mengutip buku dengan judul Belajar Kimia Praktis dan Menyenangkan untuk SMA Kelas XII IPA oleh Sini Aliyah, sifat koligatif larutan terbagi menjadi empat jenis, di antaranya yaitu:

1. Penurunan Tekanan Uap

Tekanan Uap Larutan adalah tekanan yang ditimbulkan oleh uap jenuh suatu larutan. Itu adalah uap yang terjadi dari larutan yang mudah menguap dalam jumlah yang sudah maksimal.

Zat yang mudah menguap dapat menghasilkan tekanan uap yang relatif besar. Sebaliknya, zat yang sulit menguap akan menghasilkan tekanan uap yang lebih kecil.

Tekanan uap merupakan jumlah atau banyaknya uap yang terbentuk di atas permukaan zat cair ketika partikelnya berubah menjadi uap. Di waktu bersamaan, uap tersebut akan kembali menjadi zat cair.

Penurunan tekanan uap dapat dihitung dengan hukum Raoult berikut ini:

ΔP = Xt . Pᵒ

Jika tekanan uap pelarut di atas larutan dilambangkan P maka:

∆P = Po – P

Jika komponen larutan terdiri dari pelarut dan zat terlarut, maka dapat dihitung dengan rumus di bawah ini.

Xp + Xt = 1 , maka Xt = 1 – Xp

Kedua rumus di atas akan menghasilkan persamaan berikut:

ΔP = Xt . Pᵒ

Pᵒ – P = (1 – Xp) Pᵒ

Pᵒ – P = Pᵒ – Xp x Pᵒ

Keterangan rumus:

ΔP = Penurunan tekanan uap (mmHg)

Xp = Fraksi mol pelarut

Xt = Fraksi mol terlarut

P° = Tekanan uap jenuh pelarut murni (mmHg)

P = Tekanan uap larutan (mmHg)

2. Kenaikan Titik Didih

Titik didih adalah suhu ketika tekanan uap jenuh cairan sama dengan tekanan luar atau pada permukaan zat cair. Titik didih zat cair dapat diukur dengan tekanan 1 atmosfer.

Adapun kenaikan titik didih disebut perbedaan titik didih larutan dengan titik didih pelarut murni. Kenaikan titik didih dilambangkan dengan ΔTb. Berikut rumus kenaikan titik didih yang dapat digunakan:

ΔTb = Tb larutan – Tb pelarut

ΔTb = Tb – Tb°

Secara umum, semakin banyak zat yang terlarut dalam larutan maka kenaikan titik didih akan semakin besar. Lebih lanjut, penurunan tekanan uap jenuh larutan mengakibatkan titik didih larutan lebih tinggi dari titik didih pelarut murni.

Adapun persamaan untuk menentukan perubahan titik didih sebanding dengan hasil kali molalitas (m) dengan nilai Kb pelarut dapat dihitung dengan rumus berikut:

ΔTb = m x Kb

Keterangan:

Tb larutan (Tb) = Titik didih larutan (°C)

Tb pelarut (Tb°) = Titik didih pelarut (°C)

ΔTb = Kenaikan titik didih (°C)

m = Molalitas larutan (molal)

Kb = Tetapan kenaikan titik didih molal (°C/molal )

3. Penurunan Titik Beku

Titik beku adalah suhu ketika tekanan uap cairan sama dengan tekanan uap padatnya. Seperti halnya pada titik didih, adanya zat terlarut dalam larutan akan mengakibatkan titik beku larutan lebih kecil daripada titik beku pelarutnya.

Penurunan titik beku (ΔTf) merupakan selisih titik beku pelarut (Tfo) dengan titik beku larutan (Tf). Penurunan titik beku dapat dihitung dengan rumus berikut:

ΔTf = Tf pelarut – Tf larutan

ΔTf = Tf° – Tf

Jika penurunan titik beku dan kenaikan titik didih berbanding langsung dengan molalitas yang terlarut di dalamnya, cara menghitungnya menggunakan rumus di bawah ini:

ΔTf = m x Kf

Keterangan

Tf larutan (Tb) = Titik beku larutan (°C)

Tf pelarut (Tb°) = Titik beku pelarut (°C)

ΔTf = Penurunan titik beku (°C)

m = Molalitas larutan (molal)

Kf = Tetapan penurunan titik beku molal (°C/molal )

4. Tekanan Osmosis

Osmosis adalah perpindahan molekul dari larutan yang memiliki konsentrasi rendah ke larutan yang konsentrasinya tinggi melalui membrane semipermeable.

Tekanan osmosis adalah tekanan yang mampu menghentikan laju osmosis. Besarnya tekanan dapat ditentukan melalui persamaan berikut:

PV = n R T

P = Nrt/v M= n/v

P = MRT

phi = MRT

Keterangan

P = Tekanan

T = Suhu dalam kelvin

V = Volume

M = moLARITAS

n = jumlah mol

phi = tekanan osmotic

R = Tetapan gas 0,082 L atm mol pangkat -1 K pangkat -1

Contoh Soal Sifat Koligatif Larutan

ilustrasi contoh soal sifat koligatif larutan Kimia. Foto: unsplash.com.

Untuk dapat memahami sifat koligatif larutan tak cukup dengan membaca setiap materi yang diberikan, tetapi juga harus diimbangi dengan mengerjakan berbagai soal.

Berikut ini contoh soal sifat koligatif larutan yang dapat dipelajari.

a. Contoh 1

Sebanyak 4 gram NaOH (Mr = 40) dilarutkan dalam ari hingga volume 500 ml. Maka, berapa molaritas yang terjadi?

Jawaban:

Mol NaOH = 4/40= 0,1 MOL

MOlaritas = 0.1 /0,5 = 0,2 M

b. Contoh 2

Sebanyak 6 gram urea (Mr= 60) dilarutkan dalam 100 ml air. Berapa molalitas larutan yang terjadi?

Jawaban

m = m/Mr x 1000 /massa pelarut

m = 6/60 x 10000/ 100

m = 1 molal

c. Contoh 3

Berapa fraksi urea dalam larutan yang terbuat dari 12 gram urea (CO(NH2)2) dilarutkan dalam 90 gram air?

Jawaban:

Mol urea = 12/60 = 0,2 mol

Mol air = 90 /18 = 5 mol

X urea = mol urea / mol urea+ mol air

X Urea = 0,2 /0,2+5 = 0,038.

d. Contoh 4

Hitung tekanan uap jenuh larutan glukosa 10% berat dalam air, jika diketahui tekanan uap air pada 20’ C adalah 17,54 mmHG dengan Mr.glukosa yakni 180.

Jawaban:

Mol glukosa = 10/180 = 0,056 mol

Mol Air = 90/18 = 5 mol

X air = molair/ molair+ molglukosa = 5/5+0,056 = 5/5,056 = 0,99

Maka

ΔP = Xt . Pᵒ

= 0,99 x 17,54 = 17.36 mmHg

e. Contoh 5

Dalam 200 gram air terlarut 3 gram urea dengan Mr sebanyak 60. Jika diketahui kb air adalah 0,52’ C dan kf air = 1,86’ C. Berapa titik didih dan titik beku dalam larutan tersebut?

Jawaban:

m= 3/60 x 1000/200 =0.25 molal.

ΔTb = m x Kb

ΔTb = 0,25 x 0,52 = 0,13

Jadi titik didih larutan = 100+ 0,13 = 100,13’ C

ΔTf = m x Kf

ΔTf = 0,25 x 1,86 = 0,465

Maka titik beku larutan tersebut adalah 0 – 0,465= - 0,465’ C

(IPT)