Sifat Koligatif Larutan

LEOVANDI SUTANTO
XII MIPA 1 / 19

SMAN 2 JAKARTA
2020/2021

Sifat koligatif larutan adalah sifat larutan yang hanya
bergantung pada konsentrasi partikel zat terlarut, tetapi tidak
bergantung pada jenis zat terlarutnya. Sifat koligatif larutan meliputi
empat sifat, yaitu: penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih,
penurunan titik beku, dan tekanan osmotik.

Dalam bab ini Anda akan mempelajari sifat-sifat koligatif,
baik untuk larutan elektrolit maupun non elektrolit, cara penentuan
sifat koligatif, dan penerapan sifat-sifat koligatif dalam kehidupan
sehari-hari.

Jumlah partiket zat terlarut dalam larutan dapat dinyatakan
dengan beberapa satuan konsentrasi. Oleh karena itu, sebelum
membahasa sifat koligatif, Anda harus terlebih dahulu memahami
beberapa definisi konsentrasi larutan dan satuan-satuannya. Anda juga
harus dapat menentukan derajat ionisasi dan memahami faktor van’t
Hoff yang disajikan dalam bab ini.

1 KIMIA 12 SIFAT KOLIGATIF LARUTAN

A. Konsentrasi Larutan

Kandungan zat terlarut dalam suatu larutan atau pelarut
dinyatakan dengan istilah “konsentrasi “. Konsentrasi larutan dapat
dinyatakan sebagai angka banding zat terlarut terhadap jumlah pelarut
maupun jumlah larutan. Satuan-satuan konsentrasi larutan yang
penting berkaitan dengan sfiat koligatif larutan adalah :
1. Persen Massa

Persen massa (% m/m) menyatakan banyaknya massa zat
terlarut yang terkandung dalam 100 satuan massa larutan. Sebagai
contoh, larutan NaCl 10% m/m mengandung arti bahwa dalam 100
gram larutan terdapat 10 gram NaCl. Jadi,

% m/m = × 100


Massa larutan = massa zat terlarut + massa pelarut

SIFAT KOLIGATIF LARUTAN KIMIA 12 2

2. Bagian Per Juta (bpj)
Bagian per juta (bpj) menyatakan massa zat terlarut dalam

1.000.000 satuan massa larutan, dengan satuan massa zat terlarut dan
massa larutan yang sama.

bagian per juta = ( )
1.000.000

Bagian per juta setara dengan massa zat terlarut (miligram)

dalam 1 kiogram larutan atau dalam 1 liter larutan apabila massa jenis

larutan sama dengan 1.

bpj=

Oleh karena itu, jika a gram larutan mengandung b gram zat

terlarut, maka dalam 1.000.000 g larutan terkandung 1.000.000 ×b


gram zat terlarut = × 106. Jadi,


bpj= × 106


3 KIMIA 12 SIFAT KOLIGATIF LARUTAN

Dengan demikian, apabila suatu larutan memiliki persen massa

yang diketahui, maka bagian per juta dapat dihitung dengan
menggunakan rumus :

bpj= %( / ) × 106 = (% / ) × 104
100

Bagian per juta dinyatakan dengan satuan bpj atau ppm (part

per millions)

3. Fraksi Mol
Fraksi mol, dilambangkan dengan X, menyatakan jumlah mol

salah satu komponen per jumlah mol total larutan. Dengan
menggunakan n sebagai lambang jumlah mol, maka

X =


SIFAT KOLIGATIF LARUTAN KIMIA 12 4

Ada dua macam fraksi mol yang dapat dihitung, yaitu fraksi mol

zat terlarut dan fraksi mol pelarut, maka

= dan =
+ +

+ = 1

Karena fraksi mol menyatakan perbandingan mol, maka fraksi
mol tidak memiliki satuan. Hasil penjumlahan kedua fraksi mol ini
adalah 1.

4. Molalitas (m)
Molalitas (m) menyatakan banyaknya mol zat terlarut yang

terkandung dalam 1 kilogram pelarut. Molalitas disebut juga sebagai
konsentrasi molal atau kemolalan larutan. Jadi,

=


5 KIMIA 12 SIFAT KOLIGATIF LARUTAN

Satuan molalitas adalah mol/kg atau molal
Sebagai contoh, untuk membuat larutan NaCl
0,500 molal dapat dilakukan dengan menimbang
serbuk NaCl sebanyak 29,25 g (0,5 mol) dan
melarutkannya ke dalam 1000 gram air (Gambar 1)

Gambar 1 Membuat
larutan NaCl 0,500

molal

5. Molaritas (M)
Molaritas (M) menyatakan banyaknya mol zat terlarut yang

terkandung dalam 1 liter larutan. Molaritas disebut juga sebagai
konsentrasi molar aatau kemolaran larutan. Jadi,

=


SIFAT KOLIGATIF LARUTAN KIMIA 12 6

Untuk larutan dengan massa jenis = x/g/mL dan persen massa

(%m/m) = y, maka molaritasnya dapat dihitung dengan menggunakan

rumus : 10
=

Molaritas larutan dinyatakan dengan satuan molar, M, atau
mol/L

B. Faktor van’t Hoff

Untuk mengetahui hubungann antara derajat ionisasi dengan
sifat kolgatif, seorang kimiawan Jerman Jacobus van’t Hoff (1852-

1911) merumuskan angka banding sifat koligatif larutan elektrolit
dengan larutan nonelektrolit sebagai faktor van’t Hoff dan

dilambangkan dengan i.

Sifat koligatif tergantung pada jumlah partikel zat terlarut
dalam larutan. Faktor van’t Hoff dapat dihitung dengan

membandingan jumlah partikel zat elektrolit setelah terionisasi

dengan yang belum terionisasi.

7 KIMIA 12 SIFAT KOLIGATIF LARUTAN

Faktor van’t Hoff dapat dirumuskan dari persamaan reaksi

sebagai berikut : + + −



Mol mula-mula : a
-aα
Mol terurai : a-aα + x(aα) + y(aα)
x(aα) y(aα)
Mol setelah terurai :

Jumlah mol sebelum terurai = a mol Nonelektrolit :
Jumlah mol sesudah terurai = (a – aα) + x(aα) + y(aα) = a + aα (x +y - α = 0 dan i = 1

1) Elektrolit kuat :
α = 1 dan i = n
Dalam hal ini, x dan y adalah koefisien setiap jenis ion. Jika x + y = v,
maka jumlah mol zat sesudah terurai = a + aα (v-1). Elektrolit lemah :
Dengan demikian, faktor van’t Hoff-nya adalah : α < 1 dan i < n

ℎ ℎ + α( − 1)
= ℎ =


= 1 + α( − 1)

SIFAT KOLIGATIF LARUTAN KIMIA 12 8

Nilai faktor van’t Hoff larutan elektrolit bergantung pada jenis
dan konsentrasi larutan. Makin besar konsentrasi larutan, makin kecil
nilai i.

Tabel 1 Faktor van’t Hoff beberapa garam dengan molalitas tertentu

Faktor van’t Hoff (i)

Garam Molalitas (mol garam/kg air) Jika terurai
0,1 0,01 0,001 100%
1,87 1,94 1,97
1,85 1,94 1,98 2,00
2,00

2 4 2,32 2,70 2,84 3,00

4 1,21 1,53 1,82 2,00

Sumber : Brady JE, 2009

9 KIMIA 12 SIFAT KOLIGATIF LARUTAN

C. Sifat-sifat Koligatif

Sifat koligatif adalah fenomena yang terjadi pada pelarut murni
akibat penambahan zat terlarut yang sukar menguap (nonvolatile)
membentuk larutan encer dalam suatu ruang tertutup.

Sifat koligatif tidak bergantung pada jenis zat terlarut ,
tetapi hanya bergantung pada jumlah partikel yang terbentuk
dalam larutan.

Sifat-sifat koligatif hanya bergantung pada konsentrasi total
partikel-partikel semua zat terlarut dalam larutan. Sifat-sifat koligatif
meliputi :
1) Penurunan Tekanan Uap Jenuh (∆ )

Dalam suatu wadah tertutup yang hanya berisi pelarut murni,
misalnya air, di dalam fasa cair maupun fasa uap akan tersebar
partikel-partikel pelarut bergerak lebih bebas daripada partike-partikel
yang ada di dalam fasa cair. Pergerakan partikel-partikel uap pelarut
menimbulkan tekanan uap hingga tercapai kesetimbangan antara
partikel-partikel pelarut fasa uap dengan fasa cair (jenuh).

SIFAT KOLIGATIF LARUTAN KIMIA 12 10

Makin banyak jumlah partikel pelarut fasa uap, makin besar

tekanan uap jenuhnya. Tekanan uap ini disebut sebagai tekanan uap
jenuh pelarut, dilambangkan sebagai

Tabel 2 Data tekanan uap pelarut

Pelarut Tekanan Uap (20°C)

Air 17,25138 mmHg

Benzema 75,0061 mmHg

Etanol 59 mmHg

Gambar 3 Model partikel Gambar 2 Model partikel-partikel pelarut dan zat terlarut dalam ruang pada
pelarut air dan larutan. Jumlah suhu tertentu. Penambahan partikel-partikel zat terlarut menurunkan jumlah
partikel-partikel air fasa uap di molekul pelarut murni fasa uap sehingga tekanan uap menjadi lebih rendah.
atas larutan lebih sedikit
daripada yang di atas pelarut air
murni.

11 KIMIA 12 SIFAT KOLIGATIF LARUTAN

Bila ke dalam pelarut murni ditambahkan zat terlarut
nonvolatile pergerakan molekul-molekul dalam fasa cair menjadi lebih
terbatas sehingga jumlah partikel pelarut yang menguap makin sedikit.
Akibatnya, pada suhu yang sama, tekanan uap larutan (tekanan uap
jenuh pelarut di atas larutan, dilambangkan sebagai ) menjadi lebih
rendah daripada tekanan uap jenuh pelarut murni.

< atau < 0

Selisih antara tekanan uap jenuh pelarut murni dengan tekanan

uap jenuh larutan disebut penurunan tekanan uap jenuh,

dilambangkan sebagai ∆ . Jadi,

∆ = 0 −

Menurut hukum Raoult, tekanan uap larutan berbanding lurus Gambar 4 Efek penambahan zat
dengan fraksi mol pelarut (Gambar 5). Hubungan antara dengan terlarut nonvolatile pada pelarut
fraksi mol pelarut dinyatakan dengan hukum Raoult sebagai berikut : murni terhadap tekanan uap jenuh.
Penambahan zat terlarut
= . 0 menurunkan tekanan uap jenuh.

SIFAT KOLIGATIF LARUTAN KIMIA 12 12

Sementara itu, = + = 1 = 1 −
Dengan demikian,

∆ = 0 − = 0 − . 0
= 0 1 − = . 0

Jadi, penurunan tekanan uap larutan berbanding lurus
dengan jumlah partikel zat terlarut.

Gambar 5 Grafik terhadap Jumlah mol seluruh partikel zat terlarut dalam larutan
. Jika tekanan uap larutan = (jumlah mol zat yang dilarutkan) x faktor van’t Hoff

dialurkan terhadap fraksi mol

pelarut akan diperoleh garis lurus

Dengan demikian, fraksi mol dinyatakan dengan rumus sebagai

berikut : . .
+ . + .
= dan =

sehingga, ∆ = . . 0
+ .

13 KIMIA 12 SIFAT KOLIGATIF LARUTAN

2. Penurunan Titik Beku (∆ ) dan Kenaikan Titik Didih (∆ ) Titik beku air
Suatu zat cair akan mendidih jika tekanan uapnya sama laut lebih rendah

dengan tekanan atmosfer. Suhu pada zat cair mulai mendidih disebut daripada titik
beku air murni.
titik didih (boiling point). Titik didih normal adalah suhu pada saat
Hal ini
tekanan zat cair sama dengan tekanan luar sebesar 1 atm. Air memiliki disebabkan
titik didih 100°C. karena adanya
senyawa lain
Adapun titik beku (freezing point) adalah suhu pada saat (yaitu garam) di
dalam air laut
tekanan uap zat cair sama dengan tekanan uap zat padat. Air memiliki
titik beku 0°C.

D’ D E’ E

Gambar 6
Diagram untuk
perubahan fasa
air dan larutan

SIFAT KOLIGATIF LARUTAN KIMIA 12 14

< ° Untuk menentukan titik beku, perhatikanlah garis tegak lurus
< ° putus-putus yang dimulai dari titik D’hingga absis dan titik D hingga
absis. Titik beku air murni ( °) = 0°C dan titik beku larutan ( ) <
dan 0°C. Selisih antara titik beku air murni dengan titik beku larutan
berturut-turut disebut sebagai penurunan titik beku ( ).
adalah tetapan
penurunan titik Untuk menentukan titik didih, perhatikanlah garis tegak lurus
beku molal dan putus-putus yang dimulai dari titik E’ hingga absis dan titik E hingga
absis. Titik didih air murni ( °) = 100°C dan titik didih larutan ( ) >
tetapan 100° . Selisih antara titik didih larutan dengan titik didih air murni
kenaikan titik disebut sebagai kenaikan titik didih (∆ ).
didih molal, m
Hubungan antara titik didih dan titik beku dengan molalitas
adalah
konsentrasi larutan dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut :
larutan dalam
molal dan i Penurunan titik beku : ∆ = ° − = . .
adalah faktor Kenaikan titik didih : ∆ = − ° = . .
van’t Hoff
Untuk larutan nonelektrolit (i = 1) : ∆ = .
∆ = .

15 KIMIA 12 SIFAT KOLIGATIF LARUTAN

Tabel 3 Tetapan Kenaikan Titik Didih dan Penurunan Titik Beku Molal

Pelarut Titik Didih Titik Beku
(°C) (°C.kg. − ) (°C) (°C.kg. − )

Air 100 0,51 0 1,86

Asam asetat 118,3 3,07 16,6 3,57

Benzema 80,2 2,53 5,45 5,07

Klorofoam 61,2 3,63 - -

Kamfer - - 178,4 37,7

Sikloheksana 80,7 2,69 6,5 20,0

SIFAT KOLIGATIF LARUTAN KIMIA 12 16

3. Tekanan Osmotik ( )
Osmosis adalah peristiwa perpindahan pelarut dari larutan yang

konsentrasinya lebih kecil (encer) ke larutan yang konsentrasinya lebih
besar (pekat) melalui mem-bran semipermeabel. Aliran zat cair dari
larutan yang konsentrasinya lebih kecil menuju larutan yang konsen-
trasinya lebih besar melalui membran semipermeabel akan terhenti,
bila telah terjadi kesetimbangan konsentrasi antara kedua larutan
tersebut.

Tekanan osmotik ( ) adalah besarnya tekanan yang harus
diberikan pada suatu larutan untuk mencegah mengalirnya molekul-
molekul pelarut ke dalam larutan melalui membran semipermeabel.

Gambar 7 Perpindahan
molekul air melewati
membran semipermeabel

17 KIMIA 12 SIFAT KOLIGATIF LARUTAN

Gambar 8 Osmosis dan tekanan osmotik. Ketika osmosis berlangsung, Hubungan antara
larutan dalam corong bergerak ke atas karena molekul-molekul air tekanan osmotik
masuk melewati membran semipermeabel dengan suhu dan
konsentrasi molar :
Diperlihatkan proses osmosis yang terjadi ketika larutan glukosa
dalam corong terbalik berpenutup membran semipermeabel dicelupkan =
ke dalam air. Molekul-molekul air dari dalam beaker perlahan-lahan
masuk ke dalam larutan glukosa melewati membran, sehingga Keterangan :
ketinggian larutan bertambah dan ketinggian air dalam beaker = tekanan
berkurang. Tekanan balik yang diperlukan untuk menahan osmosis osmotik (atm)
hingga osmosis tepat berhenti disebut tekanan osmotik = konsentrasi
molar larutan

(mol/L)
= tetapan =

0,082
L.atm. −1. −1

= suhu (K)
= faktor van’t

Hoff

SIFAT KOLIGATIF LARUTAN KIMIA 12 18

Gambar 9 D. Sifat Koligatif dalam Aktivitas Kehidupan Sehari-
Pengunaan NaCl hari
pada mesin es krim
1. Penurunan Titik Beku
NaCl dapat digunakan sebagai penurun titik beku dalam mesin

pembuat es krim. NaCl merupakan senyawa ionik yang dapat
menurunkan titik beku sebesar dua kali lipat dari molekul-molekul
padat seperti sukrosa atau gula dengan molalitas yang sama.

2. Kenaikan Titik Didih
Cairan anti beku pada sistem pendingin kendaraan bermotor

adalah campuran air murni dengan etilen glikol. Cairan ini tidak
hanya menurunkan titik beku air pada sistem pendingi, tetapi juga
menaikkan titik didih yang membantu mencegah mesin dari panas
berlebih.

Gambar 10 Cairan
etilen glikol sebagai

anti beku dan
penahan pemanasan

mesin

19 KIMIA 12 SIFAT KOLIGATIF LARUTAN

3. Tekanan Osmotik
Para penderita gagal ginjal biasanya harus menjalani pengobatan
berupa dialisis atau cuci darah, dimana molekul kecil seperti urea akan
melewati membrane semipermeabel dan berpindah ke dalam cairan
lain sebelum kemudian dibuang. Pada proses ini, molekul besar seperti
protein tidak dapat melewati membran sehingga akan tetap di dalam
darah.

Gambar 11 Mesin dialisis darah

SIFAT KOLIGATIF LARUTAN KIMIA 12 20

Rangkuman

1. Banyaknya zat terlarut dalam suatu larutan dinyatakan dengan
istilah konsentrasi, misalnya peresen massa (% m/m), bagian per
juta, fraksi mol, molalitas, dan molaritas.

2. Sifat koligatif adalah fenomena yang terjadi pada larutan encer
dengan zat terlarut yang sukar menguap dalam suatu ruang
tertutup. Sifat ini tidak bergantung pada jenis zat terlarut, tetapi
hanya bergantung pada jumlah partikel-partikel zat terlarut yang
ada dalam larutan.

3. Sifat koligatif larutan meilputi penurunan tekanan uap jenuh,
penurunan titik beku, kenaikan titik didih, dan tekanan osmotik.

4. Osmosis adalah perpindahan molkeul-molekul pelarut melewati
membran semipermeabel dan tekanan yang menghentikan disebut
tekanan osmotik.

21 KIMIA 12 SIFAT KOLIGATIF LARUTAN

Latihan Soal

1. Adanya zat terlarut dapat mengakibatkan, kecuali ...

A. Kenaikan titik beku D Penurunan titik beku

B. Kenaikan tekanan uap jenuh E kenaikan tekanan osmotik

C. penurunan titik didih

2. Perhatikan tabel berikut !

Larutan Non Mol Zat Volume Larutan yang memiliki tekanan osmotik paling
Elektrolit Terlarut Larutan ( mL ) besar adalah nomor. (R = 0,082, T = 27oC)
1 0,1 200 A. 5
2 0,1 400 B. 4
3 0,2 300 C. 3
4 0,2 250 D. 2
5 0,2 500 E. 1

SIFAT KOLIGATIF LARUTAN KIMIA 12 22

3. Di antara larutan berikut ini yang titik bekunya paling tinggi

adalah ...

A. Ca(NO3)2 0,4 M D CuSO4 0,2 M
B. CH3COOH 0,3 M E Glukosa 0,8 M
C. Na2CO3 0,3 M

4. Berikut ini peristiwa kimia dalam kehidupan sehari hari:
• Pemakaian pada radiator kendaraan bermotor
• Larutan infus yang masuk ke dalam darah.

Kedua contoh di atas berhubungan dengan sifat koligatif larutan
secara berturut-turut....
A. Kenaikan titik didih dan tekanan osmotik
B. Kenaikan titik didih dan penurunan tekanan uap

C. Tekanan osmotik dan penurunan titik beku
D. Penurunan titik beku dan tekanan osmotik
E. Kenaikan titik didih dan penurunan titik beku

23 KIMIA 12 SIFAT KOLIGATIF LARUTAN

Budi Utami, dkk. 2009. Kimia untuk SMA Kelas XII Program
Ilmu Alam. Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional

Watoni, dkk. 2013. Kimia SMA/MA Kelas XII. Kelompok
Peminatan Matematika dan Ilmu-ilmu Alam. Bandung : Yrama Widya

Sumber gambar : google

SIFAT KOLIGATIF LARUTAN KIMIA 12 24