Penurunan Tekanan Uap dalam Pelajaran Kimia

Ilustrasi penurunan tekanan uap dalam teko. Foto: Pixabay

Penurunan tekanan uap merupakan salah satu materi yang diajarkan dalam pelajaran kimia SMA. Dalam materi ini, terdapat pembahasan tentang proses ketika partikel-partikel zat cair meninggalkan kelompoknya.

Proses tersebut dapat dikatakan sebagai sifat dari koligatif larutan non-elektrolit. Artinya, tekanan uap dalam larutan tidak bergantung pada jenis zat terlarut, melainkan pada konsentrasi partikel zat terlarutnya.

Agar semakin paham, simak penjelasan lengkap mengenai penurunan tekanan uap dan hal yang menyebabkannya dalam uraian artikel di bawah ini.

Apa yang Dimaksud dengan Penurunan Tekanan Uap Larutan?

Ilustrasi larutan untuk uji coba penurunan tekanan uap. Foto: Pixabay

Dikutip dari buku Cara Cepat Kuasai Konsep Kimia dalam 8 Jam SMA Kelas XII oleh Agus Kamaludin, penurunan tekanan uap adalah selisih antara tekanan uap jenuh pelarut murni dengan tekanan uap jenuh larutan. Beberapa sifat fisik larutan berbeda dengan sifat pelarut murninya.

Contohnya, air murni membeku pada suhu 0°C, sedangkan larutan yang menggunakan pelarut air membeku pada suhu yang lebih rendah dari 0°C. Etilen glikol yang ditambahkan dalam radiator mobil menurunkan titik beku air radiator dan sekaligus meningkatkan titik didihnya.

Esvandiari turut menjelaskan dalam buku Jago Kimia SMA, tekanan uap dapat lebih tinggi dari tekanan uap jenuh larutan glukosa. Hal tersebut karena jumlah molekul air yang dapat menguap dari larutan glukosa lebih sedikit dibandingkan dengan jumlah molekul air yang menguap dari air murni. Akibatnya, tekanan uap jenuh larutan berkurang.

Hubungan antara penurunan tekanan uap dengan konsentrasi zat terlarut pertama kali dipelajari oleh Francois Marie Raoult. Dalam penelitiannya, Francois menyatakan bahwa besarnya tekanan uap larutan sebanding dengan fraksi mol pelarut dan tekanan uap dari pelarut murninya.

Pernyataan tersebut dapat dirumuskan seperti yang dituliskan dalam buku Trik Cerdas Bank Soal Kimia SMA oleh Tim Solusi Cerdas berikut ini.

P = Po . Xpelarut

Keterangan:

P = Tekanan uap larutan

Po = Tekanan uap pelarut murni

X = Fraksi mol

Terjadinya penurunan tekanan uap larutan disebabkan oleh adanya zat terlarut. Besarnya penurunan tekanan uap larutan merupakan selisih dari tekanan uap pelarut murni dengan tekanan uap larutan. Berikut penulisan rumusnya.

ΔP = Po – P

ΔP = Po . Xpelarut

P = Po . Xpelarut

Keterangan:

Delta P (ΔP) = Penurunan Tekanan Uap

P = Tekanan uap larutan

Po= Tekanan Uap Pelarut Murni

Xpelarut= Fraksi Mol Zat Terlarut

Apa yang Menyebabkan Penurunan Tekanan Uap?

Ilustrasi penurunan tekanan uap pada air dalam panci. Foto: Pixabay

Merujuk buku Prinsip-2 Kimia Modern/1 Ed.4 terbitan Erlangga, penurunan tekanan uap dapat terjadi karena berkaitan dengan kemudahan suatu pelarut untuk menguap. Meski demikian, hal ini hanya dapat terjadi tergantung gaya tarik menarik antar partikel itu sendiri.

Apabila gaya tarik menarik antar partikel lebih kuat daripada partikel sejenis (pelarut atau zat terlarut), tekanan uap larutan akan rendah. Ini dapat terjadi sebab pelarut sulit untuk menguap. Begitu pula pada kasus sebaliknya.

Sebagai contoh, penurunan tekanan uap yang ada dalam kehidupan sehari-hari, ketika sedang memanaskan air dalam panci yang ditutup rapat, pada saat medidih, tutup panci akan terangkat. Tutup panci terangkat karena adanya tekanan uap air, di mana pada saat mendidih, uap air yang terbentuk (air yang menguap) semakin banyak.

Maka dari itu, tekanan yang ditimbulkan oleh uap jenuh air ini disebut juga dengan tekanan uap jenuh air dan persamaannya disebut dengan rumus penurunan tekanan uap jenuh air.

Besarnya tekanan uap jenuh untuk setiap zat juga tidak sama, bergantung pada jenis zat dan suhu. Pada zat yang lebih sukar menguap, seperti glukosa, garam, atau gliserol memiliki uap yang lebih kecil dibanding zat yang lebih mudah menguap, misalnya eter.

Apabila suhu dinaikkan, energi kinetik molekul-molekul zat dapat bertambah, sehingga semakin banyak molekul-molekul yang berubah menjadi gas akibat adanya tekanan uap yang semakin besar.

Contoh Soal Penurunan Tekanan Uap

Ilustrasi sedang mengerjakan contoh soal penurunan tekanan uap. Foto: Pixabay

Untuk menunjang pemahaman tentang penurunan tekanan uap, berikut ada beberapa contoh soal penurunan tekanan uap dan pembahasannya yang juga menarik untuk dipelajari.

Contoh 1

Menukil buku Kimia oleh Nana Sutresna, berikut contoh soal penurunan tekanan uap dan pembahasannya.

Diketahui mol zat terlarut adalah 0,1 mol. Dengan P Pelarut adalah 31,82 Kemudian, mol pelarut adalah 27,78 mol dengan fraksi mol zat terlarut sebesar 3,587 x 10-3. Berapakah nilai penurunan tekanan uap jenuh larutan tersebut?

Pembahasan:

Delta P = X terlarut x P pelarut

Delta P = 3,587 x 10 pangkat -3 x 31,82

Delta P = 0,114 mmHg

Jadi, penurunan tekanan uap tersebut adalah 0,114 mmHg.

Contoh 2

Contoh soal berikut ini diambil dari buku karya Nasution, dkk, yang berjudul Sifat Koligatif Larutan: Bahan Ajar Higher Order Thinking Skill Berbasis Problem Based Learning.

Diketahui tekanan uap jenuh air pada suhu 25 derajat Celsius adalah 23,76 mmHg dan sebanyak 36 gram dilarutkan dalam 9 gram glukosa. Tentukan penurunan tekanan uap larutan tersebut!

Pembahasan:

Delta P = X terlarut x P pelarut

Jadi, untuk menyelesaikan soal tersebut, kita perlu tahu nilai X terlarut.

Xt didapatkan dengan membagi mol gula dengan jumlah mol gula dan mol pelarut. Nanti akan diperoleh X terlarut sama dengan 0,024.

Setelah angka tersebut diperoleh, lanjutkan substitusi ke rumus Delta P = X terlarut x P pelarut.

Delta P = 0,024 x 23,76 mmHg

Delta P = 0,57 mmHg

Contoh 3

Contoh soal penurunan tekanan uap berikut ini diambil dari buku Trik Cerdas Bank Soal Kimia SMA oleh Tim Solusi Cerdas.

Tekanan uap air pada 100°C adalah 760 mmHg. Berapa tekanan uap larutan glukosa 10% pada suhu tersebut?

Diketahui:

Ar C = 12

H = 1

0 = 16

Pembahasan:

Dalam 100 gram larutan glukosa 10% terdapat:

Glukosa = 10 gram

Air = 90 gram

np = 90 / 18 = 5

nt = 10 / 180 = 0,5

Xpel = 5 / 5 + 0,5 = 0,99

P = Xpel . Po

P = 0,99 . 760

P = 752,4 mmHg

Contoh 4

Berikut contoh soal tekanan penurunan uap yang dikutip dari buku Cara Cepat Kuasai Konsep Kimia dalam 8 Jam SMA Kelas XII oleh Agus Kamaludin.

Jika fraksi mol Urea dalam air = 0,3 dan tekanan uap air pada 20C = 19,5 mmHg, berapa tekanan uap jenuh larutan pada suhu tersebut?

Pembahasan:

Urea adalah zat non elektrolit.

Xt = 0,3

Xp = 1 - 0,3 = 0,7

Po = 19,5 mmHg

P = Xp . Po

P = 0,7 x 19,5 mmHg

P = 13,65 mmHg

Contoh 5

Dikutip dari buku Cara Cepat Kuasai Konsep Kimia dalam 8 Jam SMA Kelas XII oleh Agus Kamaludin, berikut contoh soal tekanan penurunan uap lainnya.

Sebanyak 10 gram zat Y (non elektrolit) dilarutkan dalam 180 gram air pada suhu 25C, dan ternyata tekanan uap larutan turun 0,2 mmHg. Jika tekanan uap air murni adalah 25,20 mmHg, tentukan massa molekul relatif Zat Y.

Pembahasan:

ΔP = 0,2

Po = 25,20 mmHg

Mol Y = 10 / Mr Y Mol

H2O = 180 / 18 = 10 mol

ΔP = Po . Xt

0,2 = 25,20 x (mol Y / (mol Y + mol H2O ))

0,2 = 25,20 x ((10/Mr Y) / ((10/ Mr Y) + 10 ))) (2 / Mr Y) + 2

= (252 / Mr Y)

Mr Y = 250 / 2

= 125 mmHg

(NDA)

Frequently Asked Question Section

Apa itu penurunan tekanan uap?

Penurunan tekanan uap adalah selisih antara tekanan uap jenuh pelarut murni dengan tekanan uap jenuh larutan. Beberapa sifat fisik larutan berbeda dengan sifat pelarut murninya.

Apa kegunaan etilen glikol pada radiator mobil?

Etilen glikol yang ditambahkan dalam radiator mobil menurunkan titik beku air radiator dan sekaligus meningkatkan titik didihnya.

Mengapa penurunan tekanan uap dapat terjadi?

Penurunan tekanan uap dapat terjadi karena berkaitan dengan kemudahan suatu pelarut untuk menguap. Meski demikian, hal ini hanya dapat terjadi tergantung gaya tarik menarik antar partikel itu sendiri.