Latihan

SIFAT-SIFAT
KOLIGATIF LARUTAN

Kompetensi Dasar

3.1 Menganalisis fenomena sifat koligatif larutan (penurunan
tekanan uap jenuh, kenaikan titik didih, penurunan titik beku,
dan tekanan osmosis)

4.1 Menyajikan hasil penelusuran informasi tentang kegunaan
prinsip sifat koligatif larutan dalam kehidupan sehari-hari

Setelah mempelajari Bab ini, Jika suatu zat dilarutkan dalam suatu
Anda dapat : pelarut, maka sifat larutan itu berbeda
dari sifat pelarut murni. Contoh, larutan
 Memahami pengertian gula berbeda sifat dari air murni. Sifat-
tekanan uap jenuh dan sifat larutan seperti rasa, warna, pH, dan
penurunan tekanan uap kekentalan bergantung pada jenis dan
jenuh konsentrasi zat terlarut.
Sifat koligatif adalah sifat – sifat larutan
 Menentukan titik beku yang tidak bergantung pada jenis zat
dan titik didih larutan non terlarut, tetapi hanya bergantung pada
elektrolit dan larutan jumlah partikel zat terlarut dalam larutan
elektrolit (konsentrasi partikel terlarut).
Sifat – sifat koligatif larutan meliputi :
 Menentukan massa  penurunan tekanan uap (ΔP)
molekul relatif zat terlarut
berdasarkan penurunan
tekanan uap, penurunan
titik beku, kenaikan titik
didih larutan, serta
tekanan osmosis larutan

 Menentukan sifat  kenaikan titik didih (ΔTb)
koligatif larutan elektrolit  penurunan titik beku (ΔTf)

 tekanan osmotik (л)

Jumlah partikel dalam suatu larutan dapat dinyatakan dalam

berbagai konsentrasi yaitu molaritas, molalitas, atau fraksi mol. Untuk

mempermudah mempelajari tentang sifat-sifat koligatif larutan, maka

akan dijelaskan terlebih dahulu tentang beberapa konsentrasi larutan

yang berhubungan dengan perhitungan sifat-sifat koligatif larutan.

Konsentrasi molaritas berhubungan dengan tekanan osmosis larutan,

konsentrasi molalitas berhubungan dengan kenaikan titik didih dan

penurunan titik beku, sedangkan fraksi mol berhubungan dengan
penurunan tekanan uap larutan.

1.1. KEMOLARAN, KEMOLALAN DAN FRAKSI MOL

1. Kemolaran (M)
Kemolaran atau molaritas menyatakan jumlah mol zat terlarut yang
terdapat dalam satu liter larutan, dirumuskan :

M=n atau M = gram x1000
v Mm vol

dengan : M = molaritas larutan (mol/lt),

n = mol terlarut

v = volume larutan (liter)

gram = masa terlarut (gram)

Mm = masa molar terlarut(gram/mol),

vol = volume larutan (mL)

Contoh soal :

Sebanyak 4 gram natrium hidroksida (Mr = 40) dilarutkan dalam air

hingga volume larutan 500 mL. Hitunglah molaritas larutan.

Penyelesaian :

M = 4 gr x1000 1
40 gr / mol 500 lt

= 0,2 M

2. Kemolalan (m)
Kemolalan atau molalitas menyatakan jumlah mol (n) zat terlarut dalam
1 kg (=1.000 g) pelarut. Oleh karena itu, satuan kemolalan adalah mol
kgֿ¹.

m = masa x1000
Mm P

dengan, m = kemolalan larutan (molal)
masa = jmasa terlarut (gram)
P = massa pelarut (gram)

Contoh soal :
Ke dalam 250 gram air dilarutkan 12 gram urea (Mr = 60), hitunglah
molalitas larutan.
Penyelesaian :

m = 12 gr x 1000 1
60 gr / mol 250 kg

= 0,8 mol/kg (molal)

3. Fraksi Mol (X)
Fraksi mol (X) menyatakan perbandingan mol zat terlarut atau

pelarut terhadap jumlah mol larutan. Jika jumlah mol zat pelarut adalah
nA, dan jumlah mol zat terlarut = nB , maka fraksi mol pelarut dan zat
terlarut adalah :

XA = nA nB XB = nB nB
nA + nA +

XA = fraksi mol pelarut

XB = fraksi mol terlarut

Jumlah fraksi mol pelarut dengan zat terlarut adalah 1.

XA + XB =1

Contoh soal :
Sebanyak 46 gram etanol (Mr = 46) dilarutkan dalam 81 gram air (Mr =
18), hitunglah fraksi mol etanol.
Penyelesaian :

nA = 81 gr gr = 4 mol
18 / mol

nB = 46 gr = 1 mol
46 gr / mol

XB = 1 = 1 = 0,2
4 +1 5

Berdasarkan jumlah partikel yang dapat dihasilkan, larutan dibedakan
menjadi larutan non elektrolit yaitu larutan yang tidak dapat terurai dan
larutan elektrolit yaitu larutan yang terurai menjadi ion-ion penyusunnya.

Oleh karena itu sifat koligatif larutan juga dibedakan atas larutan
elektrolit dan larutan non elektrolit.

Latihan 1.1
1. Bila ke dalam 250 mL larutan dilarutkan 3 gram urea (Mr = 60), maka

berapa molarkah konsentrasi larutan tersebut
2. Massa jenis H2SO4 pekat 98% massa, 1,3 kg/L (Mr = 98). Untuk

memperoleh 520 mL H2SO4 0,05 M, diperlukan H2SO4 pekat sebanyak
berapa mL
3. Tentukan kemolalan larutan yang dibuat dengan melarutkan 10 gram
urea dalam 100 gram air
4. Hitung kemolalan larutan cuka yang mengandung 24% massa
CH3COOH (Ar : C = 12, H = 1, O = 16)
5. Hitunglah kadar (%massa) glukosa (Mr = 180) dalam larutan glukosa
1 molal

SIFAT KOLIGATIF LARUTAN NON ELEKTROLIT
Larutan non elektrolit tidak mengalami penguraian, maka jumlah
partikel yang ada dalam larutannya sama dengan konsentrasi larutan
tersebut. Beberapa contoh larutan non elektrolit adalah : urea, glukosa,
sukrosa, metanol, dan senyawa organik lainnya.

1. 2 PENURUNAN TEKANAN UAP (ΔP)
Bila zat cair murni dipanaskan, pada suhu tertentu sebagian zat cair

tersebut akan menguap dan menimbulkan tekanan yang disebut tekanan
uap jenuh pelarut murni. Tekanan uap adalah ukuran kecenderungan
molekul-molekul suatu cairan untuklolos menguap. Bila ke dalam
pelarut murni dilarutkan zat terlarut yang bersifat non volatil (tidak mudah
menguap) lalu dipanaskan juga menguap dan menimbulkan tekanan uap
jenuh larutan. Adanya zat terlarut menyebabkan jumlah uap yang
dihasilkan menjadi berkurang hal ini dikarenakan molekul-molekul
terlarut menghalangi molekul- molekul pelarut untuk berubah menjadi
uap, disamping itu adanya gaya adesi antara molekul terlarut dan pelarut
juga menyebabkan menurunnya jumlah molekul pelarut yang berubah
menjadi uap. Sehingga tekanan uap larutan selalu lebih kecil dari tekanan
uap pelarutnya. Makin banyak zat terlarut, makin besar penurunan
tekanan uap larutan.

Gambar 1.1 Tekanan uap larutan < tekanan uap pelarut murni

Menurut Raoult, tekanan uap jenuh larutan sama dengan hasil kali
tekanan uap jenuh pelarut murni (Po) dengan fraksi mol zat pelarut (XA),
yang dirumuskan :

P = Po.X A (1)

Besarnya penurunan tekanan uap larutan merupakan selisih antara
tekanan uap jenuh pelarut murni dengan tekanan uap jenuh larutan, yang
dirumuskan :

Δ P = Po − P (2)
Bila persamaan (1) disubstitusikan ke dalam persamaan (2) akan
didapatkan :

Δ P = Po − PoX A
Δ P = Po (1 − X A )

Δ Δ P = Po.XB (3)

Ket : XA = fraksi mol zat pelarut = nA

nA + nB

XB = fraksi mol zat terlarut = nB

nA + nB

ΔP = penurunan tekanan uap
P˚ = tekanan uap jebuh pelarut murni
P = tekanan uap jenuh larutan
Contoh soal :
Tekanan uap jenuh air pada temperatur 25 oC adalah 23,76 mmHg.
Tentukan tekanan uap jenuh larutan jika ke dalam 90 gram air dilarutkan
6 ram urea (Mr = 60).
Penyelesaian :

nB = 6 = 0,1 mol

60

nA = 90 = 5 mol

18

P = Po . XA

= 23,76 mmHg . 5

5,1

= 23,294 mmHg
Latihan 1.2
1. Pada suhu yang sama manakah yang mempunyai tekanan uap jenuh

lebih besar, air murni atau air laut? Jelaskan jawabanmu.
2. Tekanan uap jenuh air pada suhu 29 oC diketahui sebesar 30 mmHg.

Pada suhu yang sama, hitunglah :
a. tekanan uap jenuh larutan urea 20% (Mr urea = 60)
b. tekanan uap jenuh larutan urea 1 molal

3. Larutan 10% zat X dalam air mempunyai tekanan uap jenuh 97,561
mmHg. Pada suhu yang sama, tekanan uap jenuh air murni diketahui
sebesar 100 mmHg. Tentukan massa molekul relatif (Mr) zat X
tersebut.

4. Tekanan uap jenuh air pada 29 oC adalah 30 mmHg. Pada suhu yang
sama, larutan x gram glukosa dalam 90 gram air mempunyai tekanan
uap 29,41 mmHg. Hitunglah x. Mr glukosa = 180).

5. Larutan dari 12 gram suatu zat non elektrolit dalam 180 gram air
mempunyai tekanan uap jenuh 98 mmHg. Pada suhu yang sama
tekanan uap jenuh air

6. Ke dalam 900 gram air dilarutkan 3,6 gram urea (Mr = 60). Jika pada
suhu 20oC tekanan uap air 17,54 mmHg, tentukan penurunan tekanan
uap larutan

1.3 KENAIKAN TITIK DIDIH DAN PENURUNAN TITIK BEKU
1. Diagram P-T air

Gambar 1.2 Diagram P-T air

Hubungan antara tekanan uap jenuh dengan suhu air dan larutan berair
diberikan pada gambar di atas. Garis C-D disebut garis didih air. Setiap
titik pada garis itu menyatakan suhu dan tekanan air mendidih. Titik D
menyatakan titik didih normal air. Oleh karena tekanan uap jenuh
larutan lebih rendah dari tekanan uap pelarut, maka garis didih larutan
(garis BE) berada paralel di bawah garis didih air. Pada suhu 100oC,
tekanan uap larutan masih berada di bawah 760 mmHg. Oleh karena itu,
larutan belum mendidih pada 100oC. Larutan harus dipanaskan lebih
tinggi lagi hingga tekanan uapnya mencapai 760mmHg. Jadi, titik didih
larutan lebih tinggi daripada titik didih pelarutnya. Selisih antara titik
didih larutan dengan titik didih pelarut itu disebut kenaikan titik didih
larutan (∆Tb=boiling point elevation).

∆Tb= Tb larutan – Tb pelarut

Adapun titik beku atau suatu larutan adalah suhu pada saat
tekanan uap cairan sama dengan tekanan uap pelarut padat murni. Garis
CF disebut garis beku air. Titik C yaitu perpotongan garis didih dan garis
beku disebut titik triple. Titik triple air adalah 0,0099oC dan tekanan
0,0060 atm. Jadi, pada tekanan 0,0060 atm air membeku dan pada suhu
0,0099oC air mendidih. Ternyata tekanan luar tidak mempengaruhi titik
beku.
Oleh karena tekanan uap larutan lebih rendah daripada tekanan uap
pelarut, maka larutan belum membeku pada 0oC. Jika terus diturunkan
ternyata pelarut padat mengalami penurunan tekanan uap yang lebih
cepat dari larutan, sehingga pada suhu di bawah titik beku pelarut,
tekanan uap larutan sama dengan tekanan uap pelarut padat. Larutan
makin pekat dan titik bekunya juga makin rendah. Larutan tidak
membeku pada suhu yang tetap. Titik beku larutan ialah suhu pada saat
larutan mulai membeku.

∆Tf = Tf pelarut – Tf larutan

2. Kenaikan Titik Didih (∆Tb)
Suatu zat cair akan mendidih jika tekanan uap jenuh zat cair itu sama
dengan tekanan udara di sekitarnya. Apabila air murni dipanaskan pada
tekanan 1 atm, maka air akan mendidih pada suhu 100oC, karena pada
suhu itu tekanan uap air sama dengan tekanan udara di sekitarnya.

Gambar 1.3 : Kenaikan Titik Didih

Apabila pada temperatur itu dilarutkan gula maka tekanan uap air
akan turun. Semakin banyak gula yang dilarutkan, semakin besar
penurunan tekanan uapnya, sehingga pada suhu 100 oC larutan gula
belum mendidih sebab tekanannya kurang dari 1 atm. Larutan tersebut
memerlukan temperatur yang lebih tinggi lagi agar tekanan uap jenuhnya
sama dengan tekanan udara disekitarnya. Dapat dinyatakan adanya zat
terlarut dalam suatu larutan menyebabkan kenaikan titik didih larutan.

Gambar 1.4 : Ilustrasi Kenaikan Titik Didih

Besarnya kenaikan titik didih larutan dirumuskan :

∆Tb = m . Kb, atau

∆Tb = gram x1000 xKb

Mm P

Keterangan :
∆Tb = kenaikan titik didih larutan
= Tb larutan – Tb pelarut
m = molalitas larutan
P = masa pelarut (g)
Kb = tetapan kenaikan titik didih molal

Contoh soal :
1. Ke dalam 500 gram air dilarutkan 18 gram glukosa (Mr = 180),

hitunglah titik didih larutan, bila Kb air = 0,52 oC/m
Penyelesaian :

∆Tb = 18 x1000 x0,52

180 500

= 0,104 oC

Tb lar = Tb pelarut + ∆Tb

= 100 + 0,104

= 100,104 oC

2. Suatu zat non elektrolit massanya 3,42 gram dilarutkan dalam 200
gram air. Larutan itu mendidih pada temperatur 100,026 oC. Tentukan
Mr zat tersebut (Kb air = 0,52)

Penyelesaian :
∆Tb = 100,026 – 100
= 0,026 oC

∆Tb = gram x1000 xKb

Mr P

0,026 = 3,42 x1000 x0,52

Mr 200

Mr = 342

3. Penurunan Titik Beku (∆Tf)
Air murni membeku pada temperatur 0 oC dan tekanan 1 atm.
Temperatur itu dinamakan titik beku normal air.

Dengan adanya zat terlarut ternyata pada tempertur 0 oC air belum
membeku. Pada temperatur tersebut tekanan uap jenuh larutan lebih
kecil dari 1 atm. Agar larutan membeku, temperatur larutan harus
diturunkan sampai tekanan uap jenuh larutan mencapai 1 atm. Dapat
dinyatakan adanya zat terlarut dalam suatu larutan menyebabkan
terjadinya penurunan titik beku larutan.

Gambar 1.5 : Pembuatan Es Puter Menggunakan Prinsip Penurunan Titik Beku

Besarnya penurunan titik beku larutan tergantung dari molalitas larutan
yang dirumuskan :

∆Tf = m . Kf, atau
∆Tf = gram x1000 xKf

Mm P

Keterangan :
∆Tf = penurunan titik beku larutan
= Tf pelarut – Tf larutan
m = molalitas larutan
P = masa pelarut (g)
Kf = tetapan penurunan titik beku molal

Contoh soal :
1. Hitunglah titik beku larutan yang mengandung urea dengan kadar 10
%.

Bila diketahui Mr urea = 60 dan Kf air = 1,86 oC/m
Penyelesaian :

Misalkan : massa larutan = 100 gram
Massa urea = 10 gram dan massa air = 90 gram

∆Tf = gram x1000 xKf

Mr P

= 10 x1000 x1,86

60 90

= 3,44 oC
Tf lar.= 0 – 3,44

= - 3,44 oC

2. Titik beku 2 gram suatu zat non elektrolit dalam 500 gram air ialah -
0,124 oC. Tentukan Mr zat non elektrolit tersebut
Penyelesaian :
∆Tf = 0 – (- 0,124)
= + 0,124 oC
∆Tf = gram x1000 xKf

Mr P

0,124 = 2 x1000 x1,86

Mr 500

Mr = 60

Latihan 1.3
1. Manakah yang mempunyai titik didih lebih tinggi, air murni atau air

laut ?
2. Manakah yang mempunyai titik beku lebih tinggi, air murni atau air

laut ?
3. Diketahui larutan urea 0,5 molal membeku pada suhu -0,9 oC.

Berapakah titik beku dari larutan urea 1 molal
4. Larutan 3 gram zat X dalam 100 gram benzena menghasilkan

kenaikan titik didih sebesar 0,54 oC. Bila diketahui kenaikan titik didih
molal benzena = 2,7 oC/m, tentukanlah massa molekul relatif (Mr) zat
X tersebut.
5. Apa yang dimaksud kenaikan titik didih larutan? Bagaimanakah
hubungan kenaikan titik didih dengan konsentrasi larutan ?
6. Hitunglah titik didih dan titik beku larutan glikol 20% berdasar massa
(Mr glikol = 62; Kb = 0,52; Kf = 1,86)
7. Suatu larutan mendidih pada 100,2 oC. Tentukan titik beku larutan itu
(Kb = 0,52; Kf = 1,86)

8. BHT (Butil hidroksi toluena) adalah suatu bahan antioksidan yang
banyak digunakan sebagai bahan aditif pada makanan olahan.
Larutan 2,5 gram BHT dalam 100 gram benzena membeku pada 4,88
oC. Tentukan Mr BHT tersebut, bila diketahui titik beku normal
benzena 5,46 oC, dan Kf benzena = 5,07 oC/m.

9. Suatu senyawa organik mempunyai rumus empirik CH2O. Larutan 9
gram senyawa itu dalam 100 gram air membeku pada -0,93 oC.
Tentukan rumus molekul senyawa tersebut (Ar : C = 12, H = , O =
16).

10. Urea digunakan untuk mencairkan salju di jalan raya pada musim
dingin. Larutan jenuh urea dalam air mengandung 44% masa urea.
Tunjukkan dengan perhitungan apakah urea dapat mencairkan salju
bersuhu -30 oC. Kf air = 1,86 dan MR urea = 60.

1.4 TEKANAN OSMOTIK (л)
Apabila dua jenis larutan yang konsenttrasinya berbeda dimasukkan ke
dalam wadah yang dipisahkan oleh selaput semipermiabel (membran
tipis yang hanya dapat dilewati oleh molekul-molekul pelarut sedangkan
molekul-molekul terlarut tidak dapat melewatinya) maka molekul-
molekul pelarut akan merembes dari larutan yang lebih encer menuju
larutan yang lebih pekat.Akibatnya volume larutan yang lebih pekat
menjadi bertambah, sedangkan volume larutan yang lebih encer
berkurang. Peristiwa perpindahan molekul-molekul-molekul pelarut dari
larutan encer menuju larutan yang lebih pekat melalui selaput
semipermiabel disebut osmosis.

Gambar 1.3 Selaput semipermiabel hanya dilewati oleh molekul
pelarut

Pernahkah kalian memperhatikan apa yang terjadi bila tubuh lintah
dilumuri garam dapur ? Ternyata lintah tersebut akan mati, mengapa?
Coba kalian diskusikan, kaitkan dengan peristiwa osmosis.

Tekanan osmosis adalah tekanan yang ditimbulkan oleh peristiwa
osmosis atau tekanan osmosis dapat juga dianggap sebagai tekanan yang
yang digunakan untuk menghentikan peristiwa osmosis.

Gambar 1.4 Perbedaan konsentrasi menimbulkan tekanan osmosis
Besarnya tekanan osmosis suatu larutan dapat dihitung dengan

rumus yang serupa dengan persamaan gas ideal, yaitu :

Л =M.R.T
= gram x1000 xRxT

Mr vol

Keterangan :
gram = massa zat terlarut (gram)
vol = volume larutan (mL)
R = tetapan gas = 0,082 liter.atm. mol-1 . K-1
T = suhu mutlak (˚C + 273) K
M = molaritas larutan

Contoh soal :
1. Sebanyak 1,80 gram glukosa (Mr = 180) dilarutkan dalam air hingga

volume larutan 500 ml pada suhu 27o C. Hitung tekanan osmosis
larutan
Penyelesaian :

Л = gram x1000 xRxT

Mr vol

= 1,80 x1000 x0,082x300

180 500

= 0,492 atm

2. Sebanyak 8 gram suatu zat non elektrolit dilarutkan dalam air hingga
volume larutan 200 mL. Tekanan osmotik larutan pada suhu 25 oC
adalah 2,86 atm. Berapakah massa molekul relatif (Mr) zat tersebut
Penyelesaian :

Л = gram x1000 xRxT

Mr vol

2,86 = 8 x1000 x0,082x298

Mr 200

Mr = 342

Larutan–larutan yang mempunyai tekanan osmotik yang sama
disebut isotonik. Larutan-larutan yang mempunyai tekanan osmotik lebih
rendah daripada larutan lain disebut hipotonik. Sedangkan larutan-larutan
yang mempunyai tekanan osmotik lebih tinggi daripada larutan yang lain
disebut hipertonik.

Sebagai contoh larutan isotonik yaitu cairan infus yang
dimasukkan ke dalam darah. Cairan infus harus harus isotonik dengan
cairan intra sel agar tidak terjadi osmosis baik ke dalam ataupun ke luar
sel darah. Dengan demikian sel-sel darah tidak mengalami kerusakan.

Latihan 1.4
1. Apa yang dimakud dengan :

a. osmosis
b. tekanan osmotik
c. bagaimana hubungan tekanan osmotik dengan
konsentrasi larutan ?
2. Tentukan tekanan osmotik larutan yang mengandung 6,0
gram urea, CO(NH2)2, setiap liternya pada suhu 27 oC. Bila
diketahui Mr urea = 60.
3. Larutan 6,84 gram zat A dalam 2 liter larutan pada
temperatur 27oC mempunyai tekanan osmotik 0,246 atm.
Berapa massa molekul relatif zat A?