E-Modul Sifat Koligatif Larutan

i

E-MODUL SIFAT KOLIGATIF LARUTAN BERBASIS UNITY OF SCIENCES
DAN LITERASI SAINS

UNTUK MA/SMA/Sederajat

Penulis:
Eni Puji Lestari

Pembimbing:
Muhammad Zammi, M.Pd

Sri Rahmania, M.Pd

Desain Sampul &
Desain layout:
Ainun Najib

Edisi Pertama:
Cetak Pertama

Jurusan Pendidikan Kimia
Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Islam Negeri Walisongo

Semarang
2022

ii

Kata Pengantar

Puji syukur dihaturkan kepada Allah SWT yang maha kuasa, atas
berkah, rahmat sehingga penulisan e-modul berbasis unity of sciences dan
literasi sains materi sifat koligatif larutan kelas XII. Sholawat serta salan
salam kita haturkan kebaginda Rasulullah Muhammad SAW yang telah
membawa umatnya dari zaman kebodohan hingga zaman yang penuh ilmu
pengetahuan seperti sekarang ini.

E-modul kimia pada meteri sifat koligatif larutan berbasis unity of
sciences dan literasi sains dibuat sebagai sumber atau referensi belajar
siswa kelas XII semester ganjil. Modul yang dibuat bertujuan agar siswa
mengetahui dan membuka pemikiran siswa bahwa ilmu kimia berkaitan
dengan ilmu agama dan kehidupan sehari-hari. Melalui E-modul ini
diharapkan dapat memudahkan siswa dalam proses pembelajaran dalam
mencari referensi dan bisa digunakan dalam pembelajaran daring.

Penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada semua pihak yang
membantu dalam penyusunan modul. Modul yang telah dibuat penulis tidak
menganggap bahwa modul sudah sempurna, oleh karena itu penulis
berharap ada kritik, saran, dan komentar dari pembaca.

Semarang, November 2022
Penulis

Eni Puji Lestari

(1608076009)

iii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ....................................................................................... iii
DAFTAR ISI.......................................................................................................iv
PETUNJUK PENGGUNAAN E-MODUL ........................................................5
KOMPETENSI INTI DAN KOMPETENSI DASAR......................................8
PETA KONSEP................................................................................................ 10
Artikel Sifat Koligatif.................................................................................. 11
Konsentrasi Zat ............................................................................................ 11

Pengertian Konsentrasi Zat ............................................................................ 11
Penurunan Tekanan Uap .......................................................................... 11

Tekanan Uap Jenuh............................................................................................ 11
Penurunan tekanan Uap .................................................................................. 11
KENAIKAN TITIK DIDIH ............................................................................ 11
Kenaikan Titik Didih.......................................................................................... 11
Pengukuran Titik Didih.................................................................................... 11
Penurunan Titik Beku ............................................................................... 11
Penurunan Titik Beku....................................................................................... 11
Penukuran Titik Beku ....................................................................................... 11
Tekanan Osmotik ........................................................................................ 11
Pengertian Tekanan Osmotik ........................................................................ 11
Faktor Osmosis:................................................................................................... 11
Pengukuran Tekanan Osmotik...................................................................... 11
Sifat Koligatif Elektrolit............................................................................. 11
Karakteristik Koligatif Elektrolit .................................................................. 11
Derajat Ionisasi.................................................................................................... 11
Rangkuman.................................................................................................... 11
Tes Formatif .................................................................................................. 11
Umpan Balik.................................................................................................. 11
Glosarium....................................................................................................... 11
Daftar Pustaka.............................................................................................. 11

iv

PETUNJUK PENGGUNAAN E-MODUL

Bagian ini sebagai pendahuluan

1 pada modul yang berisi judul

materi, kompetensi inti, kompetensi
dasar, dan indikator

2

Bagian ini menunjukkan alokasi
waktu dan lingkup materi. Peta
konsep pada bagian ini terkait materi
yang akan dipelajari pada setiap
pertemuan

3 Bagian ini berisi artikel dan ayat Al-
Qur’an terkait materi, artikel dan ayat

Al-Qur’an disisipkan disetiap materi

untuk menambah wawasan

5

Bagian ini merupakan

4 bagian yang berisikan

pertanyaan yang dapat
merangsang kemampuan
berfikir kritis siswa.
kamu akan berlatih
menjawab pertanyaan-
pertanyaan yang sering
kamu lihat atau kamu
alami dalam kehidupan
sehari-hari

Bagian ini merupakan bagian yang Bagian ini merupakan contoh soal
berisikan uraian materi agar lebih dari materi
memahami konsep. Selagi kamu
membaca materi sebaiknya kamu 6
juga memperhatikan gambar dan
tabel yang ada.

5

6

Bagian ini merupakan bagian

7 kegiatan praktikum yang dapat

meningkatkan kemampuan dan
pengetahuan siswa untuk menguji
dan mengaplikasikan teori atau
penyelidikan dan pembuktian
ilmiah.

8 Bagian ini merupakan kesimpulan

dari materi pelajaran yang telah
kamu pelajari.

Bagian ini merupakan tes formatif
9 yang
berisi pertanyaan-

pertanyaan yang harus kamu

jawab dengan tujuan untuk

melihat sejauh mana pemahaman

mu terhadap materi yang

dipelajari

Bagian umpan balik menjelaskan

10 rentang nilai yang kamu dapatkan

jika benar menjawab pertanyaan
yang ada pada tes dan melihat
tingkat skor yang kamu dapat

7

KOMPETENSI INTI DAN KOMPETENSI DASAR

Kompetensi Inti

KI-3 Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan factual, konseptual, prosedular

berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan

humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban

terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan procedural pada

bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan

masalah.

KI-4 Mengolah, menalar, menyaji, dan menciptakan dalam ranah konkret dan ranah

abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri

serta bertindak secara efektif dan kratif dan mampu menggunakan metode sesuai kaidah

keilmuan.

No Kompetensi Dasar Indikator

1 3.1 menganalisis penyebab Siswa diharapkan dapat:

adanya fenomena sifat  Menjelaskan sifat koligatif

koligatif larutan pada larutan

penurunan tekanan uap,  Menghitung konsentrasi suatu
kenaikan titik didih, larutan (molaritas, molalitas

penurunan titik beku, dan dan fraksi mol)

tekanan osmosis.  Menjelaskan pengaruh zat
3.2 membedakan sifat terlarut yang sukar menguap

koligatif larutan elektrolit terhadap tekanan uap pelarut

dan larutan nonelektrolit  Menjelaskan proses tekana uap

 Menghitung tekanan uap

berdasarkan data percobaan

 Menjelaskan proses penurunan

titik beku suatu zat

 Menghitung penurunan titik

beku larutan

 Menjelaskan proses dan

pengaruh dari kenaikan titik

didih suatu zat cair akibat

penambahan zat terlarut

 Menghitung kenaikan titik

didih larutan

 Menganalisis diagram P-T

untuk menafsirkan penurunan

tekanan uap, penurunan titik

beku, dan kenaikan titik didih

 Menjelaskan pengertian

8

osmosis dan tekanannya serta

terapannya

 Menghitung tekanan osmosis

2 4.1 menyajikan hasil Siswa diharapkan dapat:

analisis berdasarkan data  Mendemontrasikan hasil data

percobaan terkait percobaan dari penurunan

penurunan tekanan uap, tekanan uap, penurunan titik

kenaikan titik didih, beku, dan kenaikan titik didih

penurunan titik beku, dan  Menganalisis data percobaan

tekanan osmosis. untuk membandingkan sifat

4.2 mengolah dan koligatif larutan elektrolit dan

menganalisis data non elektrolit

percobaan untuk

membandingkan sifat

koligatif larutan elektrolit

dengan sifat koligatif

larutan non elektrolit yang

konsentrasinya sama

9

PETA KONSEP

LARUTAN

PELARUT SIFAT
KOLIGATIF
ZAT LARUTAN
TERLARUT
Terdiri
Berupa KONSENTRASI dari

Non- Elektrolit Dalam bentuk Tekanan
Elektrolit Fraksi Uap
Mol
Penurunan
Molalitas Titik Beku

Berpengaruh Molaritas Kenaikan
pada Titik Didih

Tekanan
Osmotik

10

Artikel Sifat Koligatif

Sifat sering kali kita dengar, sifat juga berkaitan dengan diri kita.
Namun bagaimana anda memaknai tentang sifat? Tentu berbeda-beda
begitu juga istilah sifat ada pada ilmu kimia dan ada pembahasan khusus
disebut dengan sifat koligatif larutan. Dikehidupan kita terdapat banyak
sifat koligatif larutan salah satunya yaitu air laut dan air tawar.

Air tawar memiliki banyak manfaat bagi kehidupan dibumi. Tanpa
adanya air, makhluk hidup sulit untuk hidup. Manfaat air bagi manusia
merupakan kebutuhan pokok seperti kebutuhan sehari-hari, air untuk
keamanan, air untuk keperluan industri, pertanian, peternakan dan
sebagainya. Sedangkan untuk hewan, manfaat air adalah menjaga suhu
tubuh, melancarkan pencernaan, memproduksi susu dsb. Manfaat air bagi
tumbuhan untuk menyerap dan mengangkat zat hara serta
mendistribusikan, fotosintesis, menjaga kestabilan suhu, molekul penting
protoplasma, dsb.

Kita wajib mensyukuri atas anugrah yang diberikan Allah, yaitu
“AIR”. Dalam islam air merupakan unsur atau elemen utama yang terlebih
dahulu diciptakan Allah sebelum menciptakan kehidupan dibumi. Dengan
adanya air maka segala sesuatu di bumi menjadi hidup. Allah telah
menciptakan air dan menetapkan sebagai asal muasal kehidupan sebagai
firman-Nya “ Kami telah jadikan segala sesuatu yang hidup berasal dari air ”.

ْْ‫َا َوَلمْْ َي َرَْْاّل ِذيْ َنْْ َك َف ُر ْٓواْ َاَّْنْالَّس ٰم ٰي ِ ْتْ َوال َار َضْْ َكانَ َتاْ َرح ًلاْ َف َف َخل ٰن ُى َماْْ َو َج َػل َناْ ِم َْنْال َماۤ ِْءْ َُكّ ْلْ َشي ْءْ َحي‬
)03ْ:12/‫ْ(ْالانبياۤء‬٣٠ْْ‫َا َف َلاْ ُيؤ ِم ُني َن‬

Artinya : Apakah orang-orang kafir tidak mengetahui bahwa langit dan bumi,
keduanya, dahulu menyatu, kemudian Kami memisahkan keduanya dan Kami
menjadikan segala sesuatu yang hidup berasal dari air? Maka, tidakkah mereka
beriman? (Al-Anbiya'/21:30)

Daerah pantai, pulau seribu sumber air tawar sangat terbatas
sehingga air tawar di daerah tersebut sangat penting. Musim kemarau
sangat kesulitan untuk mendapatkan air. Saat musim hujan mereka
menampung air hujan didalam bak-bak, namun sering tidak mencukupi
kebutuhan saat musim kemarau. Padahal sumber air asin sangatlah
melimpah membuat manusia berupaya mengolah air asin menjadi tawar
menggunakan teknologi sederhana seperti menyuling, filtrasi dan ionisasi.

11

Manusia mengembangkan sistem pengolahan air tawar dengan
teknologi membran semipermiabel. Membran semipermeabel adalah suatu
selaput penyaring secara molekul yang dapat ditembus oleh molekul air
dengan mudah akan tetapi tidak dapat atau sulit sekali dilalui oleh molekul
lain yang lebih besar dari molekul air (Badan Litbang, 2011).

Ada banyak hal yang menyebabkan larutan mempunyai sifat yang
berbeda dengan pelarutnya. Salah satunya sifat terpenting dari larutan
adalah sifat koligatif larutan. Beberapa sifat koligatif larutan yang akan
dipelajari dalam bab ini yaitu penurunan tekanan uap, penurunan titik beku,
kenaikan titik didih, dan tekanan osmotik larutan.

12

Konsentrasi Zat

Tujuan Pembelajaran

 Menghitung konsentrasi suatu larutan (molaritas,
molalitas dan fraksi mol

Allah SWT telah mengatur dan menata alam semesta dengan
sangat rinci dan teratur. Allah menciptakan alam semesta sesuai dengan
kadarnya, sehingga bermanfaat dan menunjang kehidupan manusia.
sebagaimana firmanNya dalam Q.S Al-A’la ayat 1-3:

ْ ْ٣ْ‫ْ َوَالّ ِذ ْيْ َكَّد َرْْ َف َى ٰد ْى‬٢ْْ‫َْالّ ِذيْْ َخ َل َ ْقْ َف َس ّٰيى‬١ْ‫﴿ْ َس ِت ِحْْاس َْمْ َرِة َكْْال َاع َل ْى‬

Artinya: 1. Sucikanlah nama Tuhanmu Yang Mahatinggi, 2. yang menciptakan,
lalu menyempurnakan (ciptaan-Nya), 3. yang menentukan kadar (masing-
masing) dan memberi petunjuk, (Al-A'la/87:1-3).

Alam bebas hampir 100% tidak ditemui zat cair murni. Di bumi
hampir semua cairan berbentuk larutan atau campuran. Larutan merupakan
campuran homogen atau campuran serba sama antara zat terlarut dan zat
pelarut, sehingga tidak bisa dibedakan satu sama lain. Zat terlarut
merupakan komponen larutan yang jumlahnya kecil dan larut dalam
pelarut. Sedangkan zat pelarut merupakan komponen larutan yang
jumlahnya lebih besar dan menentukan wujud dari larutan.

Sifat koligatif larutan merupakan sifat fisik larutan yang tidak
tergantung pada jenis zat terlarut, tetapi hanya bergantung pada jumlah
partikel zat terlarut. Banyaknya jumlah partikel atau kadar zat terlarut
dalam suatu larutan dikenal dengan istilah konsentrasi. Banyaknya
jumlah partikel atau kadar zat terlarut menjadi penentu sifat koligatif
larutan, terdiri dari penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih,
penurunan titik beku, dan tekanan osmotik.

13

Kompetensi Awal

1. Jelaskan definisi konsentrasi larutan dengan bahasa sendiri dan
contohnya ?

Pengertian Konsentrasi Zat

Konsentrasi dinyatakan dengan banayaknya zat terlarut dalam suatu
larutan atau dalam sejumlah pelarut. Secara kualitatif jumlah zat terlalu
banyak disebut larutan pekat dan jika jumlah zat terlarutnya sedikit maka
larutan disebut encer. Sedangkan secara kuantitatif larutan mengharuskan
kita untuk mengetahui konsentrasi larutan yaitu banyaknya zat terlarut
yang ada dalam sejumlah tertentu larutan (Yahmin,2019).

Konsentrasi zat dalam larutan memiliki beberapa cara seperti
persen, bagian perjuta (ppm), molalitas, molaritas, dan fraksi mol. Satuan
dalam konsentrasi zat yang terkait pada sifat koligatif larutan adalah
molaritas (M), molalitas (m), dan f raksi mol (X).

1. Molaritas (M)

Molaritas satuan yang paling banyak digunakan. Molaritas adalah
banyaknya mol zat terlarut dalam setiap 1 liter larutan. Molaritas
menyatakan perbandingan antara jumlah mol zat dengan volume dalam
liter larutan. Molaritas disimbolkan huruf M dinyatakan dalam mol ; .

Keterangan :
M: Molaritas
n: mol zat terlarut
V: Volume larutan

(Chang 2004).

14

Yuzi membuat larutan sebanyak 24 gram Kristal 4 dilarutkan
kedalam 500 mL air. Hitunglah molaritas lartutan tersebut!

Jawaban: 24 0,2
4
4 20 /

0,2 0,4 /

0,5

2. Molalitas (m)

Molalitas merupakan banyaknya mol zat terlarut yang dilarutkan
dalam dalam 1 kg (1000 gram) pelarut. Sehingga satuan molalitas yaitu mol
per Kg (mol ; . Konsentrasi molal dirumuskan sebagai:

Keterangan: 1.000
m: Molalitas
n: mol zat terlarut
p: massa zat pelarut (gram) (Chang 2004).

Diketahui 9 gr glukosa dilarutkan dalam 250 gr air, maka

tentukanlah molalitas larutan tersebut..

Jawab :

molalitas 9 000 2 x = 0,2 m
2 80
= 250 2

15

3. Fraksi Mol

Menghubungkan sifat-sifat fisik tertentu dari larutan seperti tekanan
uap dengan konsentrasi larutan, diperlukan unit konsentrasi dimana semua
komponen larutan ditetapkan dalam dasar mol. Fraksi mol adalah satuan
konsentrasi yang menyatakan perbandingan antara jumlah mol salah satu
komponen larutan (jumlah mol zat pelarut atau jumlah mol zat terlarut)
dengan jumlah mol total larutan. Fraksi mol di simbolkan X, dengan rumus
yaitu:

::

Keterangan :
: fraksi mol pelarut
: fraksi mol zat terlarut
: jumlah mol pelarut
: jumlah mol terlarut

Fraksi mol dari masing-masing zat yang ada dalam larutan dijumlahkan,
dan nilainya 1 atau + =1. (Chang,2004)

Komara sedang malakukan percobaan pada larutan NaOH dengan

melarutkan 10 gram NaOH ke dalam 90 gram air. Tentukanlah

fraksi mol NaOH dan air!

Jawaban :

0 0,25

40 /

2 90 5

8 /

Mencari fraksi mol:

0,25 2
0,25:5

2 1 − 1 − 2 20
2

Jadi fraksi mol NaOH = 2 dan 2 = 20
2

16

Soal
1. Seorang petani akan membuat larutan urea untuk pupuk. Berapa

gram air yang diperlukan untuk melarutkan 15 gram urea agar
diperoleh fraksi mol larutan urea 0,1?

2. Ibu akan membuat larutan sukrosa sebagai campuran adonan kue.
Berapa gram sukrosa harus dilarutkan ke dalam 100 gram air agar
di peroleh larutan sukrosa 0,1 molal?

3. Sakura sedang memupuk tanaman hijaunya dengan menggunakan
urea 6 gram yang dilarutkan kedalam 90 gram air. Berapa kemolalan
urea tersebut?

4. Berapa mL cuplikan darah yang mengandung 5,6 mg asam urat jika
konsentrasi asam urat dalam darah 7,0 ppm?

17

Penurunan Tekanan Uap

Tujuan Pembelajaran

 Menjelaskan proses tekana uap
 Menganalisis fenomena sifat koligatif larutan

tekanan uap
 Menghitung tekanan uap

Proses terjadinya hujan berasal dari

penguapan (evaporasi) yang terjadi di bumi. Hal

ini, terjadi akibat panasnya matahari membuat air

di bumi menguap dan berkumpul di udara,

sehingga mengalami kondensasi.

Hembusan angin menggerakkan awan.

mengakibatnya awan saling tindih dan terus naik

ke atas menuju suhu yang lebih dingin.

Tumpukan awan di langit yang semakin banyak

dan ditambah dengan hembusan angin yang

semakin kencang, membuat awan menjadi berat

dan turunlah butiran-butiran air ke permukaan

Gambar 1 : Siklus air bumi (proses presipitasi). Makin lama makin
deras butiran air, hal tersebutlah yang disebut

http://ilmupedia105.blogspot.com hujan.

Hujan mempunyai manfaat seperti dalam

Al-Quran yaitu pangkal dari siklus air yang ada di muka bumi, uap air yang

dibawa oleh angin menuju daratan. Pada proses akhirnya akan menjadi

hujan menurunkan butiran-butiran, sehingga dapat diserap oleh tanah yang

menyuburkan berbagai tanaman dan menjadi sumber kehidupan bagi

semua makhluk hidup, baik manusia, hewan, ataupun tumbuhan. Disamping

memberikan manfaat bagi kehidupan, hujan pun ternyata dapat menjadi

suatu bencana. Manfaat dari proses terjadinya hujan dan untuk apa ia

diciptakan terdapat dalam surah al-furqon ayat 50
ْ )23ْ:12/‫َوَل َل ْدْ َص ْرَْف ٰن ُهْْ َةي َن ُى ْمْ ِل َيَّذَّك ُرواْْ َف َا ٰب ْٓىَْْاك َث ُدْْالَّنا ِسَِْْاّلاْ ُك ُفي ًراْ(ْالفركان‬

Artinya: Sungguh, Kami benar-benar telah mempergilirkannya (hujan itu) di
antara mereka agar mereka mengambil pelajaran. Akan tetapi, kebanyakan

18

manusia tidak mau (bersyukur), bahkan mereka mengingkari (nikmat). (Al-
Furqan/25:50)

Dalam ayat ini, Quraisy shihab dalam Tafsir Al-misbah
menjelaskan bahwa hujan memang ada sebabnya seperti berdasarkan
hukum alam yang telah di jelaskan oleh para ilmuan tentang bagaimana
proses terjadinya hujan. Namun, kita tidak boleh berhenti pada
penjelasan hukum alam itu, kita juga harus percaya dibalik hukum
alam,ada kekuatan dari Allah. Dalam satu riwayat di ceritakan bahwa
ketika hujan turun sangat deras, Rasulullah SAW mengajarkan kita untuk
mengucap doa.

Dari penjelasan diatas adanya terjadi hujan ada kaitannya pada
materi tekanan uap yaitu proses evaporasi, Siklus air dimulai dengan
penguapan. Proses di mana air di permukaan berubah menjadi uap air.
Air menyerap energi panas dari matahari dan berubah menjadi uap.
Samudra, laut, danau, dan badan sungai merupakan sumber utama
penguapan. Melalui penguapan, air berpindah dari hidrosfer ke atmosfer.
Saat air menguap, suhu berkurang. Adapun penyebab penguapan atau
evaporasi adalah suhu, radiasi matahari, kelembaban udara dan
kecepatan angin. Semakin tinggi panas matahari, jumlah air yang
menjadi uap air dan naik ke atmosfer akan semakin besar. Evaporasi
atau penguapan merupakan sebagai sebuah proses pertukaran molekul
air di permukaan menjadi molekul uap air di atmosfer. Evaporasi juga
merupakan penguapan yang terjadi melalui peranan tanaman. (Amelia.
2020)

Kompetensi Awal

1. setelah membaca artikel diatas. Apa yang kamu ketahui tentang
tekanan uap?

2. Faktor apa yang menyebabkan tekanan uap larutan

19

Tekanan Uap Jenuh

Menguap merupakan gejala yang terjadi pada molekul-molekul zat

cair yang meninggalkan permukaan cairan membentuk fasa gas. Gejala ini

disebabkan oleh molekul-molekul pada bagian permukaan cairan memiliki

energi yang dapat mengatasi gaya antar aksi diantara molekul-molekul

cairan, gaya antaraksi antar molekul pada permukaan cairan dinamakan

tegangan permukaan. Jadi molekul-molekul yang menguap memiliki energi

lebih besar daripada tegangan permukaan (Sunarya,2009).

Proses penguapan adalah perubahan wujud suatu zat dari cair

menjadi gas. Setiap zat cair memiliki kecepatan untuk menguap berbeda-

beda. Pada umumnya kecepatan penguapan zat cair akan semakin mudah

menguap jika suhunya semakin tinggi. Banyak sedikitnya uap di atas

permukaan cairan diukur dari tekanan uapnya. semakin banyak uap yang

ada di atas permukaan cairan, tekanan uapnya semakin tinggi. Di dalam

ruangan tertutup jumlah uap akan mencapai kondisi maksimum, saat itu

terjadi kesetimbangan antara proses penguapan dan pengembunan.

Tekanan uap di kondisi itu merupakan tekanan uap jenuh.

Lihat gambar 2, adanya molekul-molekul yang meningggalkan zat

cair tidak selamanya tetap sebagai uap. Sebagian molekul akan kembali

masuk kecairan. Ketika sudah

tercapai kesetimbangan

dinamis antara zat cair dan

uapnya, uap tersebut akan

jenuh. Gambar ( c ),

menunjukkan keadaan

tercapainya kesetimbangan

dinamis. Dinamakan dinamis

yaitu penguapan dan

pengembunan terjadi secara

terus menerus, laju penguapan Gambar 2 : peguapan air pada wadah

sama dengan laju tertutup: (a) hanya terjadi penguapan (b)

pengembunan. Keadaan seperti laju penguapan > laju pengembunan (c)

ini keadaan jenuh dan tercapainya kesetimbangan, laju

dinamanakan tekanan uap penguapan=laju pengembunan.

jenuh.

Sumber : petrucci, 2011

20

Lihatlah video 1 tekanan uap agar lebih paham,
(https://youtu.be/6a3elcV6klU) dan (https://youtu.be/0oDqk1E492A)

Penurunan tekanan Uap

mipi.ai/result/solution Lihatlah gambar 3Mengapa tekanan uap
larutan lebih rendah daripada tekanan uap
pelarut murninya? Seperti kita memasak air
berisi larutan gula lebih lama dari pada
memasak air biasa?

Penguapan meningkatkan ketidakteraturan

suatu sistem sebab molekul dalam fase uap kurang

Gambar 3. A) pelarut teratur dibandingkan molekul dalam fase cairan.
murni B) larutan Karena larutan lebih tidak teratur dibandingkan
pelarut murni, maka selisih ketidakteraturan

antara larutan dan uap lebih kecil dibandingkan antara pelarut murni dan

uap. dengan demikian molekul pelarut lebih kecil kecenderungannya untuk

meninggalkan larutan dibandingkan meninggalkan pelarut murni untuk

menjadi uap, dan tekanan uap larutan lebih kecil dibandingkan tekanan uap

pelarut.

Faktor tekanan uap jenuh dipengaruhi oleh jenis zat dan suhu. Suatu

zat cair yang molekul-molekulnya mudah melepaskkan diri dari cairannya,

akan menghasilkan banyak molekul yang berada dalam bentuk uap. Hal

tersebut tekanan uap jenuh semakin besar. Tentu sekarang kita tahu, Jika

zat yang mempunyai gaya tarik menarik antar partikel relative besar, maka

zat tersebut sukar menguap sehingga mempunyai tekanan uap jenuh yang

relative kecil. Contoh gula dan garam.

21

Suhu mempengaruhi adanya tekanan uap disebabkan karena energi
kinetik molekul-molekul cairan bertambah besar, sehingga lebih banyak
molekul yang dapat meninggalkan permukaan memasuki fase gas,
menyebabkan molaritas cairan makin besar, sehingga tekanan uap jenuhnya
semakin besar juga.

Apabila zat terlarut bersifat nonvolatile ( tidak mudah menguap)
tidak mempunyai tekanan uap yang dapat diukur, tekanan uap dari larutan
selalu lebih kecil daripada pelarut murninya. Jadi, hubungan antara tekanan
uap larutan dan tekanan uap pelarut bergantung pada konsentrasi zat
terlarut dalam larutan. Untuk memahami bagaimana pelarutan zat yang
tidak mudah menguap berpengaruh terhadap tekanan uap pelarut.

Hokum Raoult merupakan kimiawan
perancis Francois Raoult yang mengatakan
tekanan parsial pelarut dari larutan. Bunyi
Hukum Raoult “ tekanan uap jenuh larutan
(P), besarnya sama dengan hasil kali tekanan
uap jenuh pelarut murni dengan fraksi mol
pelarut tersebut di dalam larutan .
Dirumuskan yaitu:

http://malahayati.ac.id/?p=20198 Keterangan :
: tekanan parsial pelarut dari larutan
: tekanan uap pelarut murni
: fraksi mol

Gambar 4 : Francois Marie Raoult Zat terlarut sukar menguap
(1830-1901) (nonvolatile), maka diperoleh hubungan P

Francois Marie Raoult merupakan larutan yaitu: P=
ahli kimia-fisika Prancis. Tahun

1886 berhasil menemukan
hubungan antara tekanan uap Dimana < 1 sehingga P <

larutan dan zat terlarut. Hubungan Jika kedua komponen larutan mudah
tersebut diungkapkan dalam bentuk menguap (volatile), mempunyai tekanan uap
persamaan yang dikenal dengan yang bisa diukur, maka tekanan uap larutan
hokum Raoult. adalah jumlah dari tekanan parsial masing-

masing komponen. Zat yang mempunyai gaya tarik menarik antar partikel

22

relative lemah, maka zat mudah menguap (volatile). Sehingga, zat

mempunyai tekanan uap jenuh yang relative tinggi. Contoh etanol dan eter.

Hukum Raoult berlaku juga:


Keterangan:

: tekanan parsial larutan komponen A dan B

dan : tekanan uap zat murni

dan : fraksi mol

(Chang,2004)

Table 1: tekanan uap jenuh air pada suhu:

No Suhu (mmHg) No Suhu (mmHg)

10 4,58 14 60 149,4

25 6,54 15 65 187,5

3 10 9,21 16 70 233,7

4 16 13,63 17 80 355,1

5 20 17,54 18 90 525,8

6 25 23,76 19 92 567,0

7 27 26,74 20 94 610,9

8 30 31,82 21 98 707,3

9 35 42,2 22 100 760,0

10 40 55,3 23 102 815,9

11 45 71,9 24 106 937,9

12 50 97,5 25 108 1004,6

13 55 118,0 26 110 1074,6

Sumber: Petrucci, 2011

Uji Pemahaman

Garam dapur yang biasa kita buat masak untuk
menambah cita rasa pada makanan, bagaimana cara
proses pembuatan garam tersebut? Jelaskan hubungan
dengan proses penguapan!

23

Ayo kita diskusikan

Air mendidih pada suhu 100 , tetapi Mengapa pakaian
yang dijemur pada suhu kamar (25-30) , dapat
mengering? Jelaskan kaitannya dengan tekanan uap!

Kira-kira ada tidak yaa contoh tekanan uap dikehidupan
sehari-hari selain pakaian dijemur?

Suatu larutan di buat dengan melarutkan 36 gr glukosa dalam 90 gr

air. Berapa tekanan uap larutan ini pada suhu 30 . ? diketahui

tekanan uap air 30 mmHg pada 30 .

Jawaban:

a. Menentukan mol pelarut air

2 90 5
2
8 /

b. Menentukan mol terlarut sukrosa

1 36 =0,2 mol
6 12 6
80 /

c. Tekanan uap larutan

∆ = 2
2
2 1: 2 2 2 > 2

∆ = 30 mmHg 5

0,2 :5

∆ = 28,8 mmHg

24

Laboratorium Kimia

PENURUNAN TEKANAN UAP

A. Tujuan :
1. siswa dapat menganalisis penyebab fenomena penurunan

tekanan uap
2. Merancang , mengolah data hasil dan menyimpulkan

percobaan penurunan tekanan uap
B. Alat : gelas beker, kaki tiga, kasa, spirtus, sendok,

thermometer
C. Bahan : larutan gula, aquades, garam
D. Langkah percobaan ;
1. Rancanglah alat dan bahan yang akan digunakan pada

percobaan
2. Masukkan 250 ml aquades kedalam gelas beker
3. Panaskan aquades sampai mendidih
4. Amati lah dan catat perubahan uap yang terjadi pada saat

pemanasan dan buang aquades tersebut
5. Ulangi langkah 1-4 dengan penambahan 50 gram gula dan

garam
6. Amati lah dan catat perubahan uap yang terjadi pada saat

penambahan gula dan garam
7. Cucilah alat yang sudah dipakai
E. Hasil pengamatan:

No Sampel Suhu Hasil Pengamatan

1 Gelas 1 ( air)

2 Gelas 2 (larutan gula

50 gram)

3 Gelas 3 (larutan garam
50 gram )

F. Pertanyaan :

1. Mengapa penambahan gula dan garam dapat menyebabkan

penurunan tekanan uap?

2. Apakah hasil pengamatan sama dengan teorinya, jelaskan

alasannya?

3. Simpulkan dari percobaan dan diskusikan dengan teman

sekelompok

25

KENAIKAN TITIK DIDIH

Tujuan Pembelajaran

 Menjelaskan proses dan pengaruh dari kenaikan titik
didih suatu zat cair akibat penambahan zat terlarut

 Menghitung kenaikan titik didih larutan

Salah satu sifat koligatif larutan yaitu

kenaikan titik didih. Mari kita perhatikan

peristiwa berikut ini dalam kehidupan sehari-

hari. kita sering mendengar informasi bahwa

Air selalu mendidih pada suhu 100 ℃. Namun

tahukah teman-teman bahwa informasi ini

titik didih air tidak selalu konstan 100 ℃,

Sumber : pngwing.com bergantung pada lokasi dimana air tersebut
dijadikan sebagai contoh. seperti memanaskan
Gambar 5: Memasak air air di dataran rendah seperti pantai maka air

akan mendidih pada suhu 100 ℃, tetapi jika kita

memanaskan air di dataran tinggi seperti pegunungan maka titik didihnya

kurang dari 100 ℃.

proses pemanasan air terjadi reaksi

kesetimbangan antara air berfasa cair

dengan uap air, di mana tekanan uap yang

ditimbulkan pada saat tercapai kondisi

kesetimbangan ini disebut dengan tekanan

uap jenuh. Titik didih suatu zat cair yaitu,

suhu pada saat tekanan uap jenuh zat cair

sama dengan tekanan luar atau tekanan

Sumber: istockphoto.com atmosfer di sekitarnya. Hal ini kemudian
menyebabkan titik didih suatu zat cair
Gambar 6 : Dataran tinggi bergantung pada tekanan uap. Contoh titik
dan Rendah

didih air di dataran rendah seperti pantai

adalah 100 ℃, artinya pada suhu 100 ℃ tekanan uap air sama dengan

tekanan atmosfer di dataran rendah, sehingga uap yang terbentuk dalam

cairan dapat mendorong diri ke permukaan menjadi berfase atau berwujud

26

cair. Sedangkan daerah pegunungan, semakin tinggi lokasi suatu tempat
maka tekanan atmosfer semakin rendah, sehingga dibutuhkan energi kalor
yang lebih rendah pula untuk mencapai tekanan uap yang sama dengan
tekanan atmosfer. Hal inilah yang menyebabkan air di dataran tinggi lebih
cepat mendidih dan titik didihnya lebih rendah.

KOMPETENSI AWAL
1. Apa yang kalian ketahui tentang titik didih?

2. Bagaimana proses terjadinya kenaikan titik didih

Kenaikan Titik Didih

Titik didih sebuah cairan sangat dipengaruhi oleh besarnya tekanan
lingkungan sekitar. Semakin tinggi tekanan lingkungan sekitar maka akan
semakin tinggi pula titik didihnya, begitu pula sebaliknya. Sedangkan jika
berada pada tekanan yang sama namun cairannya berbeda akan terlihat
pada perbedaan suhu saat mencapai titik didih. Jadi, kenaikan titik didih
bergantung pada keberadaan partikel terlarut dan jumlahnya, tetapi tidak
pada jenis zat tersebut.

Proses mendidih air memerlukan energi dari panas. Energi tersebut
membuat ikatan molekul air mulai lepas dan molekul tersebar. Tersebarnya
moleku, air mulai berubah menjadi gas. Proses air mendidih tidak terjadi
secara instan. Sebelum air mencapai titik didih pada 100℃ dan

27

bergelembung, gelembung-gelembung udara sudah mulai terlihat sebelum
titik didih tercapai.

Beberapa faktor yang mempengaruhi titik didih yaitu
a. Semakin tinggi konsentrasi (molalitas), maka makin tinggi

kenaiakan titik didih
b. Konsentrasi (molalitas) dan harga Kb berpengaruh
c. Konsentrasi (molal) dari zat terlarut maka kenaikan titik didih

semakin besar
d. Semakin tinggi harga Kb, semakin tinggi pula kenaikan titik didihnya
e. Tidak bergantung pada maca zat terlarut
f. Semakin banyak zat terlarut yang dicampurkan semakin besar suhu

yang diperlukan

Pengukuran Titik Didih

Titik didih yang diukur tanpa memperhitungkan pengaruh tekanan

disebut titik didih normal. Titik didih normal ditetapkan berada pada 760

mmHg ( 760 , dimana tekanan rata-rata pada permukaan laut

(Partana,2009).

Pernahkah kalian menghitung berapa lama

waktu yang dibutuhkan saat memasak air?

Pasti kalian malaskan untuk

menghitungnya. Lihatlah Pada gambar 6

yaitu diagram fasa .

Pada suhu berapapun tekanan uap larutan lebih rendah daripada

tekanan uap pelarut murninya. Akibatnya, kurva larutan (garis putus-putus)

memotong garis horizontal yang bertanda P= 1 atm pada suhu yang lebih

tinggi daripada titik didih normal pelarut murni. Analisis grafis ini

menunjukkan bahwa titik didih larutan lebih tinggi dari pada titik didih air.

Penurunan kenaikan titik didih ∆ ,, dirumuskan yaitu:

Keterangan :

: titik didih larutan ∆ −
: titik didih pelarut murni

28

Kenaikan titik didih hanya tergantung pada jenis pelarut dan
molaritas larutan, tidak tergantung pada jenis zat terlarut. Untuk larutan
encer, hubungan antara kenaikan titik didih dengan molaritas yaitu,
∆ berbanding lurus dengan penurunan tekanan uap, sehingga berbanding
lurus dengan konsentrasi (molalitas) larutan.

∆ ∝

∆

Keterangan :

: konstanta kenaikan titik didih molal /

: molalitas larutan (Chang,2004)

Nilai = 0,512 /

Pemilihan satuan konsentrasi yang digunakan disini,
system/lingkungan yang suhunya tidak dijaga tetap, sehingga tidak dapat
menyatakan satuan konsentrasi dalam molaritas sebab molaritas berubah
jika suhu berubah.

Tabel 2 Tetapan kenaikan titik didih molal ( beberapa pelarut:

Pelarut Titik Didih ;

Air 100 0,52
2,52
Benzena ) 80,1 1,72
1,22
Aseton 56,5 2,11
3,07
Etanol ) 78,4 3,63

Etil eter 34,6

Asam asetat 118,3

Kloroform 61,2

Sumber: Petrucci, 2011

Lihatlah Video 2 kenaikan titik didih
(https://www.youtube.com/watch?v=NIn1y-RJS5I)

29

Diagram P-T

Sumber: nafiun.com

Gambar 7. Diagram fasa mengilustrasikan kenaikan titik didih dan penurunan titik
beku larutan berair. Kurva putus-putus untuk larutan, kurva biasa untuk pelarut
murni. Titik didih larutan lebih tinggi dibandingkan titik didih air, dan titik beku
larutan lebih rendah dibandingkan titik beku air.

Diagram fasa merupakan ungkapan perubahan keadaan dasar
pada suatu zat dalam bentuk diagram diagram basa dapat dinyatakan
Berdasarkan perubahan suhu dan tekanan dinamakan diagram P-T. Pada
diagram fasa tersebut terdapat tiga kurva yang membagi diagram ke
dalam daerah padat, cair, dan gas. Pada setiap daerah, menunjukkan
keadaan wujud zat yang stabil dalam diagram fasa terdapat kurva
kesetimbangan antara fase padat cair dan gas.
Keterangan dari diagram P-T yaitu:

Setiap titik pada kurva menunjukkan hubungan tekanan dan
suhu.kurva AB yang membagi wilayah padat dan cair, keadaan padat dan
cair berada dalam keadaan kesetimbangan .

Padat Cair
Kurva pada titik leleh atau titik beku cairan pada suhu dan
tekanan tertentu yaitu peleburan (padat cair) atau pembekuan
(cair padat) tidak dipengaruhi oleh tekanan sehingga kurva AB
cenderung membentuk garis lurus.
a) Kurva AB untuk air agak miring ke kiri karena pembentukan es
pada tekanan tinggi suhunya turun sebesar 100 dari keadaan

30

normal 1 atm. Hal ini disebabkan pada keadaan cair kurang
rapat dibandingkan pada keadaan padat.
b) Kurva AC yang membagi wilayah cair dan gas memberikan
informasi tentang tekanan uap air pada berbagai suhu. Kurva
tersebut menunjukkan garis kesetimbangan fasa antara cair dan
gas. Titik leleh dan titik didih air pada tekanan 1 atmditunjukkan
dengan garis putus-putus berada pada suhu 0 dan 100 .
c) Kurva AD yang membagi wilayah padat gas memberikan
informasi tentang tekanan uap padatan pada berbagai suhu.
Kurva tersebut menunjukkan baris kesetimbangan fase antara
padat dan gas. Kurva ini berpotongan dengan kurva yang lain
pada titik A. Titik A dinamakan titik Tripel, yaitu titik dimana
pada suhu dan tekanan tersebut terjadi kesetimbangan fase
antara gas cair dan padat secara bersama-sama. Titik Tripel
untuk air terjadi pada suhu 0,01 dan tekanan 0,006 atm (4,58
mmHg ) (Brown,2000).

Berapa massa etilen glikol dalam gram, yang harus ditambahka ke 1,0
kg air untuk menghasilkan larutan yang mendidih pada 105,0 ?

Jawab

Massa molar 2 6 2 = 62, 07 g/mol

∆ =

m = ∆ 5,0 = 9,77 m
0,5 2 /

1,0 kg 2 x 9,77 2 6 2 x 62,07 2 6 2 = 6,1 x 102 2 6 2
2 2 6 2

31

Uji Pemahaman

Perhatikan gambar berikut!!!

Sirup merupakan cairan berkadar gula tinggi. Untuk rasa dan
flavor, gula sirup dilarutkan dengan sari buah, atau larutan gula
ditambah dengan sari buah. Sirup markisa pohon minang
merupakan minuman yang menyehatkan karena diolah dari
buah markisa asli dan tanpa bahan pengawet dan pemanis
buatan. Proses pengemasan dan pembuatan yang modern
sehingga sirup markisa bisa bertahan lama. Sari buah
dipanaskan bersama tambahan gula hingga mendidih dengan
titik didih 90 sampai 105 ℃. Setelah mendidih ditambahkan zat
pengental, asam sitrat dan sedikit pewarna. Cara pembuatan
sirup menggunakan prinsip sifat koligatif berdasarkan kenaikan
titik didih. untuk meningkatkan kadar gula terlarut, biasanya
sirup dipanaskan larutan sirup menjadi super jenuh.
pertanyaan

a. Pembuatan sirup terdapat proses pemanasan yang
dilakukan hingga mendidih suhu titik didih agar
menghasilkan produk sirup yang optimal. penelitian
menunjukkan bahwa sirup yang baik harus mendidih
pada suhu 105 ℃ (Kb air = 0,52 ℃m-1). Diketahui rata-
rata kadar sukrosa dalam 1 buah markisa adalah 4,6%
maka berapa gram sukrosa yang diperlukan untuk
membuat sirup dengan jumlah pelarut 2 liter ? berapa
perkiraan buah markisa yang akan dijadikan sirup dalam
jumlah pelarut 2 liter air? (Mr= 342). Jika kurang kental
biasanya ditambah zat pengental?

b. Bagaimana kondisi partikel zat pada fenomena kenaikan
titik didih larutan ini karena penambahan gula ?

32

Laboratorium
Kimia

KENAIKAN TITIK DIDIH
A. Tujuan : siswa dapat menganalisis penyebab fenomena

kenaikan titik didih
Siswa dapat menetukan berat molekul suatu zat dan
mengetahui titik didih larutan
B. Alat: gelas kimia, Bunsen, thermometer, kaki tiga,
pengaduk,spatula, korek api, kaca arloji, kawat kasa
C. Bahan: aquades, NaCl, micin dan gula
D. Langkah percobaan:

1. Rancanglah alat dan bahan
2. Masukkan aquades 300ml kedalam gelas kimia
3. Panaskan menggunkanan bunsen
4. Ukurlah suhu dengan termometer
5. Timbang gelas kimia kosong dan catat
6. Masukkan aquades dan ukur sebanyak 250 ml
7. Timbang gula sebanyak 25 gram
8. Larutkan 25 gram gula kedalam 250 ml aquades
9. Panaskan menggunakan bunsen
10. Ukur titik didih mengunakan termometer
11. Ulangi langkah 5-10 dengan penambahan 25 gram NaCl
12. Ulangi langkah 5-10 dengan penambahan 25 gram

micin

33

Hasil Data Pengamatan

No Perlakuan Pemanasan 1 Pemanasan Pemanasan 3 Titik

2 didih

Suhu Titik Suhu Titik Suhu Titik rata-

awal didih℃ awal didih awal didih℃ rata

℃ ℃℃℃ (℃)

1. 300 ml aquades

2. 250 ml aquades

+ 25 gram gula

3. 250 ml aquades

+ 25 gram NaCl

4. 250 ml aquades

+ 25 ml micin

Analisi data :
1. Mengapa penambahan gula, NaCl, dan micin dapat
menyebabkan kenaikan titik didih larutan?
2. Bagaimana titik didih larutan dibandingkan dengan pelarut
murni?
3. Berapa molalitas masing-masing larutan?
4. Apakah hasil pengamatan sama dengan hasil teori jelaskan!

Pembahasan :

Kesimpulan :

34

Info kimia

Setiap makhluk hidup memerlukan lingkungan tertentu sebagai

tempat hidupnya. Oleh karena itu, kita

tidak bisa terlepas dari yang namanya

lingkungan. Lingkungan berasal dari
kata “environment” yang memiliki

makna “the physical, chemical dan biotic

condition surrounding an organism”.

Berdasar istilah tersebut, lingkungan

diartikan sebagai segala sesuatu di luar
individu yang merupakan sistem

kompleks sehingga dapat Gambar 8. Lingkungan

mempengaruhi satu sama lain.

Al-qur’an QS Ar Ra’du ayat 4 ‫ْ َاغ َنا ْب‬

ْْ‫ِْة َماۤء‬ ‫ْيُّس ٰقى‬ ‫ْ ِصن َيا ْن‬ ‫َّْو َغي ُْد‬ ‫ْ ِصن َيا ٌْن‬ ْ‫َّْو َ ِنخي ٌل‬ ْ‫َّْو َزْر ٌع‬ ‫ْ ِم ْن‬ ْ‫َّْو َج ّٰن ٌج‬ ‫ْ ُّم َخ ٰج ِي ٰر ٌ ْت‬ ‫ْ ِك َط ٌْع‬ َ ‫َو ِفى‬
‫ْالار ِ ْض‬

ْ )4ْ:20/‫ْ(ْالرعد‬٤ْ‫َّوا ِح ْدَّْو ُن َف ِض ُلْْ َةػ َض َىاْ َع ٰلىْ َةػ ْضِْفىْال ُا ُك ِ ْلِْاَّنِْْف ْيْ ٰذِل َكَْْل ٰا ٰيجِْْل َلي ْمَّْيػ ِل ُلي َْن‬

Artinya: Di bumi terdapat bagian-bagian yang berdampingan, kebun-kebun anggur,
tanaman-tanaman, dan pohon kurma yang bercabang dan yang tidak bercabang.
(Semua) disirami dengan air yang sama, tetapi Kami melebihkan tanaman yang satu
atas yang lainnya dalam hal rasanya. Sesungguhnya pada yang demikian itu benar-
benar (terdapat) tanda-tanda (kebesaran Allah) bagi kaum yang mengerti. (Ar-
Ra'd/13:4)

Quraish Shihab menjelaskan ayat ini bahwa tafsir al-muntaha

yang disusun oleh sekian pakar dikoordinasi oleh Kementerian Wakaf

Mesir, ayat ini mereka memahami sebagai persyaratan adanya ilmu

tentang tanah (geologi dan geofisika) dan ilmu lingkungan hidup

(ekologi) serta pengaruhnya terhadap sifat tumbuh-tumbuhan. Secara

ilmiah menurut mereka telah diketahui bahwa tanah persawahan terdiri

atas butir-butir mineral yang beraneka ragam sumber, ukuran, dan

susunannya; air yang bersumber dari hujan, udara, zat organic, yang

berasal dari limbah tumbuh-tumbuhan dan makhluk hidup lainnya yang

ada di atas maupun di dalam lapisan tanah. Lebih dari itu, terdapat pula

berjuta-juta makhluk hidup yang amat halus yang tidak dapat dilihat

dengan mata telanjang karena ukurannya yang sangat kecil. Jumlahnya

pun sangat bervariasi, berkisar antara puluhan juta sampai ratusan juta

pada setiap 1 gram tanah pertanian. Sifat-sifat tanah yang bermacam-

35

macam itu, baik secara kimia, fisika maupun secara biologi, menunjukkan
kemahakuasaan Allah, sang pencipta dan kehebatan pencipta-Nya. Tanah
seperti yang diakui oleh para petani sendiri, benar-benar berbeda dari
satu jengkal ke satu jengkal lainnya.

Oleh karena itu, marilah kita jaga lingkungan kita agar menjadi
tempat tinggal kita yang nyaman. Bagaimana caranya? Rosulullah memberi
contoh bagi kita semua dalam menjaga lingkungan dengan cara:

1. Menanam pohon, hadits dari jabir Riwayat imam muslim
2. Menghemat air, hadits dari sa’ad bin abu waqas Riwayat ibnu majah
3. Menjaga kebersihan lingkungan, hadits
4. Daur ulang atau memperbaiki barang lama, hadits dari Aisyah

Riwayat Ahmad
5. Membantu hewan yang tak berdaya

36

Penurunan Titik Beku

Tujuan Pembelajaran

 Menjelaskan proses penurunan titik beku suatu zat
 Menghitung penurunan titik beku larutan

Katak kayu atau rana sylvatica

mempunyai ukuran panjangnya beberapa

inci dan memiliki karakteristik kulit

berwarna coklat kehijauan. Namun, katak

kayu bertahan dimusim dingin dengan

cara membeku sebagian. Dalam keadaan

membeku sebagian, katak kayu tidak

mempunyai detak jantung, tidak ada

sirkulasi darah, tidak ada pernapasan, Gambar 9: Katak kayu
dan tidak ada aktivitas otak. Bagaimana

katak kayu dapat melakukan hal ini?bagaimana katak kayu dapat bertahan

disaat musim dingin?

Kebanyakan hewan berdarah dingin tidak dapat bertahan hidup

pada suhu beku dikarenakan air di dalam sel hewan membeku. Ketika air

membeku, sel mengembang dan rusak secara permanen. katak kayu dapat

menghasilkan sejumlah besar glukosa saat berhibernasi dimusim dingin,

glukosa akan desekresian kedalam aliran darahnya dan mengisi bagian

dalam sel. Ketika suhu turun di bawah titik beku, cairan tubuh ekstraseluler,

seperti pada rongga perut katak membeku. Namun cairan didalam sel tetap

cair karena konsentrasi glukosa yang tinggi menurukan titik beku atau

larutan glukosa di dalam sel katak bertindak sebagai antibeku, mencegah air

didalam sel membeku dan agar katak dapat bertahan hidup.

Di Alqur’an banyak sekali disebutkan nama-nama binatang apapun.

Seiring kemajuan zaman dan tekonologi banyak ilmuan yang meneliti

binatang yang disebutkan dalam Alqur’an dan menemukan banyak

keistimewaan pada binatang tersebut. Seperti binatang katak yang

dijelaskan dalam Alqur’an surah Al-A’raaf ayat 200 yaitu :
ْ‫﴿ ْ َف َار َسل َنا ْ َع َلي ِى ُمْ ْال ُّطي َفا َنْ ْ َوالجَ َرا َدْ ْ َوال ُلَّم َلْ ْ َوال َّض َفا ِد َْع ْ َوالَّد َمْ ْ ٰا ٰيجْ ْ ُّم َفَّص ٰل ْج ْ َفاس َخك َب ُدوا ْ َو َكا ُنيا‬

ْ )200ْ:7/‫ْ﴾ْ(ْالاغراف‬١٣٣ْ‫َكي ًماْ ُّمج ِر ِمي َْن‬

37

Artinya: Maka, Kami kirimkan kepada mereka (siksa berupa) banjir besar, belalang,
kutu, katak, dan darah (air minum berubah menjadi darah) sebagai bukti-bukti yang
jelas dan terperinci. Akan tetapi, mereka tetap menyombongkan diri dan mereka
adalah kaum pendurhaka. (Al-A'raf/7:133).

Ada sebuah penelitian menyatakan, katak tidak akan mati meskipun
dibekukan, dengan keadaan denyut jantung, pernapasan, dan sirkulasi
darahnya sama sekali berhenti, dan tidak menunjukkan tanda-tanda
kehidupan, katak tetap hidup kembali saat es sudah mencair. Hal tersebut
terjadi adanya tubuh katak yang membeku, katak mempunyai kemampuan
membuat banyak glukosa. Konsentrasi glukosa yang tinggi pada katak dapat
mencegah air keluar dari sel dan mencegah terjadinya penyusutan. Glukosa
yang tinggi dapat menurunkan titik beku, jadi hanya sedikit cairan tubuh
yang berubah menjadi es (fimale.com).

Kompetensi awal
1. Apa yang anda ketahui tentang titik beku larutan?

2. Bagaimana terjadinya pembekuan?

3. Apa faktor yang mempengaruhi titik beku?

4. Sebutkan beberapa contoh titik beku minimal 3 serta alasannya!

38

Penurunan Titik Beku
Fenomena penurunan titik beku yaitu adanya pembekuan yang

melibatkan transisi dari keadaan tidak teratur ke keadaan teratur. Untuk
proses terjadi energi mengambil dari sistem. Hal tersebut dikarenakan
larutan lebih tidak teratur dibandingkan pelarut. Salah satu contoh titik
beku yaitu mencairkan salju. Bagaimana cara kerja garam sehingga dapat
mencairkan salju?

Garam bisa membuat salju mencair karena partikel-partikel garam
yang ditaburkan di jalan akan mengganggu kestabilan ikatan partikel.
Partikel air yang sedang ada di dalam fase padatan atau partikel partikel
garam menerobos masuk di antara partikel-partikel es, sehingga memutus
ikatan-ikatan tersebut. Akibatnya partikel-partikel yang ada di permukaan
salju dapat memisahkan diri dari gaya tarik dengan es yang ada di bawah
dan di sampingnya. Partikel yang dapat terpisah itu beralih ke fase cair air
yang dihasilkan dari peleburan es oleh garam bersuhu di bawah 0 ℃,
karena titik bekunya turun.

Peleburan es memerlukan energi karena es melebur tanpa
mendapat panas dari luar , maka energi yang digunakan oleh es untuk
melebur diperoleh dengan menyerap kalor dari es tersebut. Sehingga suhu
es menjadi sangat rendah dan keadaan ini menyerap banyak kalor.
Untuk memahami materi titik beku, tonton video 3 dibawah:
( https://youtube.com/clip/Ugkxoj06Y2lyCNbAO6dcXVW2wgzsAcEkCv4D )

39

Secara kualitatif fenomena

penurunan titik beku merupakan

pembekuan melibatkan transisi dari

keadaan tidak teratur ke keadaan teratur

atau di mana keadaan cair dari zat

tertentu berubah menjadi keadaan padat.

Untuk proses terjadi maka energy harus

diambil dari system. Hal tersebut

Sumber :Pahamify dikarenakan larutan lebih tidak teratur

dibandingkan pelarut, maka lebih banyak

energy yang harus diambil darinya untuk

menciptakan keteraturan dibandingkan

dalam kasus pelarut murni. Sehingga,

larutan mempunyai titik beku lebih

Gambar 10, kurva pada rendah dibandingkan pelarut. Jika larutan
membeku, padatan yang memisah adalah
diagram P-T, menunjukkan komponen pelarutnya. Oleh karena itu,
untuk sebagian besar zat, suhu leleh dan
penurunan tekanan uap suhu bekunya sama (Chang,2004).

menggeser kurva padatan- Faktor yang mempengaruhi titik

cairan kearah kiri.

Mengakibatkan memotong

garis horizontal pada suhu beku yaitu karena sifat gaya antar molekul

rendah daripada titik beku air. cairan secara langsug mempengaruhi titik

beku suatu zat, contohnya, ketika gaya

tarik antarmolekul antara partikel-partikel cairan kuat, maka titik bekunya

akan tinggi, dan jika gaya antarmolekulnya lemah, maka titik bekunya

menjadi rendah. Perubahan kondisi tekanan juga dapat mengubah titik beku

suatu zat.

Terjadinya pembekuan ketika cairan didinginkan, pembekuan

suatu zat terjadi. Hal tersebut Karena saat suhu diturunkan, adanya

pengektraksi panas dari partikel suatu zat. Ketika energi panas dihilangkan

dari partikel , energy kinetiknya berkurang. Penurunan energi kinetik ini,

dapat menurunkan kecepatan partikel. Ketika kecepatan partikel berkurang,

dan membuat dekat satu sama lain. Ketika ruang antar partikel berkurang,

gaya tarik antar molekul antar partikel meningkat, cenderung membawa

partakel sangat dekat satu sama lain, sehingga bentuk zat cair berubah

menjadi padat.

40

Penukuran Titik Beku

Penurunan titik beku ∆ , yaitu:
∆ −

Keterangan:
: titik beku pelarut murni
: titik beku larutan

∆ berbanding lurus dengan konsentrentasi larutan, yaitu:

∆ ∝

∆

Keterangan : /
: konstanta penurunan titik beku molal

m: konsentrasi dari zat terlarut

Nilai = 1,86 /

Table 3. Titik beku untuk beberapa pelarut

Pelarut Titik beku normal ;

Air 0 1,86
Kamper 178,4 37,7
Fenol 42 7,27
Benzene 5,45 5,07
Sikloheksana 6,5 20
Asam asetat 16,6 3,57
Sumber : petrucci, 2011

41

Hitunglah titik beku larutan yang mengandung 478 g etilen glikol dalam

3202 g air.

Jawab:

Menentukan molalitas larutan:

m = x 000



m= 478 000 = 2,4 molal

62 / 3202

Menentukan titik beku:

∆ = ∆ = 2,4 m x 1,86 ℃/mol

∆ = 4,46 ℃
Karena titik beku air adalah 0℃ , sehingga larutan membeku pada ( 0℃ -

4,46 ℃ = -4,46℃). Jadi ∆ = -4,46℃

Uji Pemahaman

Lulu sedang melakukan percobaan tentang titik beku dua
larutan dengan suhu 27℃ dan tekanan 1 atm tercantum
pada tabel

Larutan

No Zat terlarut Konsentrasi Titik beku

(m) (℃)

1 CO(NH2)2 1 -2

2 CO(NH2)2 2 -4

Pada konsentrasi yang sama, larutan CO(NH2)2 mempunyai

titik beku yang berbeda. Hal ini disebabkan kedua larutan

dan jelaskan!

42

Laboratorium kimia

Penurunan Titik Beku

A. Tujuan :
 Siswa dapat menganalisis penyebab
fenomenan penurunan titik beku
 Mengetahui fungsi penambahan garam pada es
batu

B. Alat :
 termometer, baskom (4), kaleng (4), sendok,
pemecah es, stopwatch, gelas

C. Bahan : susu cair, toping, es batu, dan garam
D. Langkah kerja :

1. Siapkan alat dan bahan
2. Tuangkan susu kedalam kaleng
3. Hancurkan es batu menggunakan palu
4. Masukkan es batu kebaskom dan taburi es batu

dengan garam
5. Letakkan kaleng berisi susu ke dalam baskom

yang berisi es batu dan garam
6. Putar kaleng sampai larutan menjadi beku
7. Hitung waktu dan suhu berubah menjadi es

krim

E. Hasil Pengamatan:

Nama Titik Penurunan titik beku per 30 detik Penurun
an
larutan beku ∆
Tf
awal

larutan 0 30 60 90 120
Es krim

43

F. Pertanyaan
1. Buatlah grafik dari hasil percobaan yang telah dilakukan!

2. Dari percobaan yang telah dilakukan, jelaskan apa fungsi
penambahan garam pada es batu?

Ayo kita diskusikan

Pembuatan es krim cairan pendingin dibuat dengan
mencampurkan garam dapur dengan kepingan es batu
dalam sebuah baskom. Sementara campuran pembuatan
es krim dalam bejana lain yang staiunless steel,
kemudian dimasukkan ke dalam cairan pendingin.

Diskusikan dengan teman mu kenapa es yang diwadah
stainlees tidak mencair dan apa hubungannya dengan
sifat koligatif larutan ?

44

Tekanan Osmotik

Tujuan Pembelajaran

 Menjelaskan pengertian osmosis dan tekanannya serta
terapannya

 Menghitung tekanan osmosis

Di sekeliling kita banyak https://bprsku.co.id/
sekali tumbuhan seperti pohon,
sayuran, buah-buahan dsb.
Tumbuhan mempunyai akar, salah
satu fungsi akar adalah menyerap
air. tumbuhan menyerap air melalui
akar agar memenuhi kebutuhan
sehari-harinya. Sel-sel penyusun

dalam akar tumbuhan tentu ada Gambar 11. penyerapan air oleh
tanaman
mengandung zat-zat terlarut yang

mengakibatkan konsentrasinya

bersifat lebih tinggi dari pada air yang ada disekitar.

Air yang masuk kedalam akar akan mengisi ruang-ruang antar sel

atau masuk ke dalam sel. Air dapat masuk ke dalam sel-sel akar setelah air

menembus dinding dan membran sel. Air yang bergerak menembus

membran sel ini yang disebut osmosis.

Sel tumbuhan mempunyai banyak membran yang bersifat

semipermeabel, yaitu membran hanya bisa dilalui oleh air dan beberapa

senyawa berukuran kecil, tak bermuatan. Sementara senyawa-senyawa

besar, seperti gula sukrosa, protein, dan lainnya tidak dapat melintasi

membran dengan mudah walaupun terjadi perbedaan konsentrasinya.

Sel tumbuhan terdiri dari banyak membran bersifat semipermeabel.

Pergerakan air dan senyawa-senyawa di dalam dan antar sel ditentukan

oleh fungsi membran tersebut. Pada tumbuhan, osmosis berperan penting

dalam poses translokasi gula (produk asimilat) dan pergerakan hormon di

dalam tumbuhan dan umumnya bersifat tertutup sehingga memungkinkan

proses transpor yang bersifat tidak satu arah.

Adanya faktor pada penyerapan secara osmosis terdapat dua faktor,

yaitu, faktor perbedaan (gradien) potensial air antara cairan sel penyerapan

dengan larutan tanah di luarnya dan permeabilitas membran terhadap zat-

zat.

45

Selain itu tumbuhan dan air dijelaskan dalam Al-Qur’an surah Al-
An’am ayat 99 yaitu:

ْْ‫﴿ْ َو ُو َيَْْالّ ِذ ْْٓيْ َان َز َ ْلْ ِم َْنْالَّس َم ۤا ِءْْ َم ۤا ًْءْ َف َاخ َرج َناِْةهْْنَ َبا َتْْ ُك ِلْْ َشي ْءْ َف َاخ َرج َناْ ِمن ُْهْ َخ ِض ًراْ ُّنخ ِر ُ ْجْ ِمن ُهْْ َخ ًّتاْ ُّم َت َدا ِك ًتا‬
ْ‫َو ِم َنْْالَّنخ ِْلْ ِمنْْ َطل ِػ َىاْ ِكن َيا ٌْنْ َداِن َي ٌْثَّْو َج ّٰن ْجْ ِم ْنْ َاغ َنابَّْْوالَّزي ُخي َنْْ َوال َُّرّما َْنْ ُمش َت ِت ًىاَّْو َغي َْدْ ُم َت َشاِة ْهْ ُان ُظ ُر ْٓواِْا ٰلى‬

ْ )99ْ:6/‫ْ﴾ْ(ْالانػام‬٩٩ْ‫َث َم ِرهِْْْٓا َٓذاْ َاث َم َْرْ َو َين ِػ ْهِْاَّنِْْفيْْ ٰذِل ُكمَْْل ٰا ٰي ْجِْل َلي ْمْ ُّيؤ ِم ُني َْن‬

Artinya: Dialah yang menurunkan air dari langit lalu dengannya Kami menumbuhkan
segala macam tumbuhan. Maka, darinya Kami mengeluarkan tanaman yang
menghijau. Darinya Kami mengeluarkan butir yang bertumpuk (banyak). Dari
mayang kurma (mengurai) tangkai-tangkai yang menjuntai. (Kami menumbuhkan)
kebun-kebun anggur. (Kami menumbuhkan pula) zaitun dan delima yang serupa dan
yang tidak serupa. Perhatikanlah buahnya pada waktu berbuah dan menjadi masak.
Sesungguhnya pada yang demikian itu benar-benar terdapat tanda-tanda
(kekuasaan Allah) bagi kaum yang beriman. (Al-An'am/6:99)

Pada surah Al-An’am ayat 99 menjelaskan bahwa Allah
menghidupkan dan menumbuhkan tumbuhan-tumbuhan dengan bantuan
air. Adanya hubungan yang sangat erat antara air dengan tumbuhan.
Interaksi antara tumbuhan dan air terjadi adanya sebuah fenomena ekologis
yang terdapat di alam, yaitu interaksi antara organisme (tumbuhan) dengan
lingkungannya.

Penyerapan akar tumbuhan dengan air merupakan salah satu
contoh dari tekanan osmosis. Faktor air diserap oleh akar tumbuhan
menuju kedaun adalah tekanan akar. Akar mempunyai rambut akar yang
berbentuk sel epidermis. Cara penyerapan air oleh rambut akar berlangsung
secara osmosis (umma.id).

46

Komponen awal

1. Dari artikel di atas, jelaskan pengertian osmotik menggunakan
bahasa sendiri?

2. Faktor apa yang menyebabkan adanya tekanan osmotik?

3. Bagaimana proses terjadinya osmosis

Pengertian Tekanan
Osmotik

Tekanan osmosis suatu larutan merupakan tekanan yang diperlukan
untuk menghentikan osmosis. Osmosis merupakan gerakan molekul pelarut
melewati membrane semipermeabel dari pelarut murni atau dari larutan
encer ke larutan yang lebih pekat.

hanya sedikit yang diketahui tentang bagaimana membran
semipermeabel menggantikan sebagian molekul untuk lewat. Dalam
beberapa kasus, ini hanyalah masalah ukuran membran semi permeabel
bisa mempunyai pori yang cukup kecil untuk melewatkan hanya molekul
pelarut. Dalam kasus lain, mungkin mekanisme yang berbeda yang
menyebabkan selektivitas membran misalnya, “kelarutan” pelarut yang
lebih besar dalam membrane (Chang,2004).

47

https://www.ruangguru.com/b
log/apa-itu-tekanan-osmotik

Gambar 12 : proses osmosis dengan membran semipermeabel

(a) Keadaan awal, A (air murni) B (larutan) dipisahkan oleh
membran semipermeabel

(b) Setelah beberapa saat peristiwa osmosis terjadi, ditandai
dengan meningkatkan volume larutan pada tabung B

(c) Tekanan balik dibutuhkan untuk mencegah terjadinya
proses osmosis, jumlah tekanan balik yang dibutuhkan
merupakan tekanan osmotik larutan

Gambar diatas merupakan proses osmosis dengan membrane
semipermebel, terdapat dua wadah A dan B. Wadah A berisi air murni,
sedangkan wadah B diisi dengan suatu larutan. keduanya dipisahkan
oleh membran semipermeabel yang hanya bisa dilalui oleh molekul air
saja. Gambar A menggambarkan kondisi awal kemudian karena
konsentrasi larutan B lebih besar maka akan terjadi proses osmosis,
dimana air murni akan pindah ke larutan B melewati membran
semipermeabel.

Setelah beberapa lama, kondisinya akan tampak seperti pada
gambar B. Permukaan larutan B menjadi naik, sedangkan permukaan air
murni turun. Sehingga proses osmosis ini terus terjadi dan baru
berhenti ketika air murni dan larutan B mencapai kesetimbangan
osmotik. Gambar b disebabkan oleh tekanan hidrostatik yang terbentuk
dalam larutan B saat terjadi osmosis, termasuk dikenal dengan tekanan
osmotik. Tekanan osmotik akan mempertahankan kesetimbangan
osmotik pada larutan A dan B.

Namun, kondisi pada gambar B bisa dikembalikan lagi ke
keadaan awal seperti gambar A. Caranya dengan memberikan tekanan

48

luar yang besarnya sama dengan tekanan osmotiknya, seperti terlihat
pada gambar C.

Larutan yang memiliki tekanan osmotik lebih rendah dari yang
lain disebut larutan Hipotonis, Larutan yang memiliki tekanan osmotik
lebih tinggi dari yang lain disebut larutan Hipertonis dan Larutan yang
memiliki tekanan osmotik sama disebut larutan Isotonis.

Lihatlah video 4, tekanan osmosis
(https://www.youtube.com/watch?v=eybkd0VYEHg)
(https://www.youtube.com/watch?v=zk4884NZyY8)

Faktor osmosis:

1. Temperatur
Temperatur merupakan salah satu faktor yang dapat

mempengaruhi pergerakan partikel dalam suatu larutan,
sehingga pada suhu tinggi pergerakan partikel akan menjadi
lebih cepat, molekul pelarut akan lebih mudah dalam melalui
membran semipermeabel.
2. Ukuran Molekul Pelarut

Biasanya Ukuran molekul pelarut dapat mempengaruhi
proses terjadinya osmotik. Ukuran molekul pelarut menjadi
faktor karena semakin besar ukuran molekul pelarut lajunya
akan terhambat. Pelarut air cenderung memiliki ukuran kecil
sehingga lebih leluasa dalam melalui membran semipermiabel.

49

3. Tebal Membran Semipermeabel
Semakin besar membran semipermeabel yang

menghalangi, maka pelarut yang melaluinya menjadi lebih lama
dan lebih sulit.

Pengukuran Tekanan Osmotik

Menurut Van’t Hoff, tekanan osmotik larutan-larutan encer bisa
dihitung dengan rumus yang serupa dengan persamaan gas ideal.
Tekanan osmosis dirumuskan yaitu:

Keterangan :
n : jumlah mol zat terlarut
R : konstanta gas ( 0,0821 L.atm/K.mol)
T : suhu mutlak (dalam Kelvin)

: tekanan osmotik (Chang,2004).
Persamaan diatas dapat jabarkan lagi menjadi:

dapat dinyatakan dengan kemolaran larutan (M), hal tersebut persamaan
diatas dapat ditulis menjadi:

. .

Pengukuran tekanan osmotik dilakukan pada suhu tetap.
Konsentrasi disini dinyatakan dengan satuan yang lebih mudah yaitu
molaritas.

50