SIFAT KOLIGATIF
LARUTAN
CHEMISTRY
Intan Cahya Ningrum
XII MIPA 4
Peta Konsep
Satuan
Konsentrasi
Molalitas (m) Molaritas (M) Fraksi Mol
(x)
Sifat koligatif
larutan
Elektrolit Nonelektrolit
Faktor
Van't Hoff
A.Satuan Konsentrasi Larutan
Satuan konsentrasi ada beberapa macam, antara lain adalah molalitas (m), molaritas (M),
dan fraksi mol (x).
1. Molalitas (m)
Molalitas merupakan satuan konsentrasi yang penting untuk menentukan sifat-sifat yang
tergabung dari jumlah partikel dalam larutan. Molalitas didefinisikan sebagai banyak mol
zat terlarut yang dilarutkan dalam satu kilogram (1.000 gram) pelarut. Misalkan jika 2 mol
garam dapur (NaCl) dilarutkan dalam 1.000 gram air maka molalitas garam dapur tersebut
adalah 2 molal. Secara matematis pernyataan tersebut dinyatakan seperti berikut.
Keterangan:
m = molalitas larutan
n = jumlah mol zat terlarut
p = massa pelarut (gram)
Contoh :
Jika kita melarutkan 9 gram gula sederhana (C6 H12O6 ) ke dalam 500 gram air maka
berapakah molalitas glukosa tersebut dalam larutan?
Penyelesaian:
Diketahui :
m = 9 gram
Mr C6 H12O6 = 180
p = 500 gram
Ditanya : molalitas (m) ...?
2. Molaritas (M)
molaritas (M) adalah jumlah mol zat terlarut dalam 1 liter larutan. 0,5 M HCl berarti bahwa
larutan HCl mengandung 0,5 mol HCl dalam air yang cukup untuk membuat volume total 1
liter. Secara matematik dinyatakan sebagai berikut.
Keterangan:
M = molaritas
n = mol
V = volume
3. Fraksi Mol (x) Fraksi mol (x) menyatakan perbandingan mol salah satu komponen dengan
jumlah mol semua komponen-komponen. Perhatikan contoh berikut. Misalkan 2 mol garam
(NaCl) yang dinotasikan dengan A dilarutkan dalam 8 mol air yang dinotasikan dengan B,
maka fraksi mol garam (xA) = 0,2 dan fraksi mol air (xB) = 0,8.
Keterangan:
xA = fraksi mol zat A
nA = mol zat A
xB = fraksi mol zat B
nB = mol zat B
B. Sifat Koligatif Larutan
1. Penurunan Tekanan Uap Jenuh
Pada peristiwa penguapan terjadi perubahan dari zat cair menjadi gas. Jika zat cair
dimasukkan ke dalam suatu ruangan tertutup maka zat tersebut akan menguap hingga
ruangan tersebut jenuh. Laju penguapan sama dengan laju pengembunan. Keadaan ini
dikatakan terjadi kesetimbangan dinamis antara zat cair dan uap jenuhnya. Artinya bahwa
tidak akan terjadi perubahan lebih lanjut tetapi reaksi atau proses yang terjadi masih terus
berlangsung. Tekanan yang disebabkan oleh uap jenuh dinamakan tekanan uap jenuh.
Besarnya tekanan uap jenuh dipengaruhi oleh jumlah zat dan suhu. Makin besar tekanan
uap suatu cairan, makin mudah molekul-molekul cairan itu berubah menjadi uap.
Pada alat tersebut setelah larutan dimasukkan dalam labu,
semua udara dalam pipa penghubung dikeluarkan melalui
pompa vakum. Jika keran ditutup, maka uap yang ada dalam
pipa penghubung hanyalah uap dari pelarut larutan tadi
sehingga uap itu disebut tekanan uap larutan tersebut. Semakin
tinggi suhu cairan semakin banyak uap yang berada di atas
permukaan cairan dan tekanan uap yang terbaca semakin tinggi
Untuk mengetahui penurunan tekanan uap maka pada tahun
1880-an kimiawan Perancis F.M. Raoult mendapati bahwa
melarutkan suatu zat terlarut mempunyai efek penurunan
tekanan uap dari pelarut
jumlah partikel pelarut pada pelarut murni ΔP = P0 – P P = xB ⋅ P0
(Gambar A) di permukaan lebih banyak
dibandingkan pada larutan (Gambar B).
Partikel-partikel pada larutan lebih tidak
teratur dibandingkan partikel-partikel
pada pelarut murni. Hal ini menyebabkan
tekanan uap larutan lebih kecil daripada
pelarut murni. Inilah yang dinamakan
penurunan tekanan uap jenuh.
Contoh :
Fraksi mol urea dalam air adalah 0,5. Tekanan uap air
pada 20°C adalah 17,5 mmHg. Berapakah tekanan uap ΔP = xA . P0
jenuh larutan tersebut pada suhu tersebut?
Penyelesaian: Jawab : P = P0 – ΔP
Diketahui :
xA = 0,5 ΔP = xA ⋅ P0 = 17,5 mmHg – 8,75 mmHg ΔP = penurunan tekanan uap
P0 = 17,5 mmHg P0 = tekanan uap pelarut murni
Ditanya : P ...? = 0,5 ⋅ 17,5 mmHg = 8,75 mmHg P = tekanan uap jenuh larutan
xA = fraksi mol zat terlarut
= 8,75 mmHg
xB = fraksi mol zat pelarut
B. Sifat Koligatif Larutan
2. Kenaikan Titik Didih
Apabila sebuah larutan mempunyai tekanan uap yang tinggi pada suhu tertentu, maka
molekul-molekul yang berada dalam larutan tersebut mudah untuk melepaskan diri dari
permukaan larutan. Atau dapat dikatakan pada suhu yang sama sebuah larutan
mempunyai tekanan uap yang rendah, maka molekul molekul dalam larutan tersebut tidak
dapat dengan mudah melepaskan diri dari larutan. Jadi larutan dengan tekanan uap yang
lebih tinggi pada suhu tertentu akan memiliki titik didih yang lebih rendah. Cairan akan
mendidih ketika tekanan uapnya menjadi sama dengan tekanan udara luar. Titik didih
cairan pada tekanan udara 760 mmHg disebut titik didih standar atau titik didih normal.
Jadi yang dimaksud dengan titik didih adalah suhu pada saat tekanan uap jenuh cairan itu
sama dengan tekanan udara luar (tekanan pada permukaan cairan)
Garis mendidih air digambarkan oleh garis CD,
sedangkan garis mendidih larutan digambarkan
oleh garis BG. Titik didih larutan dinyatakan
dengan Tb1, dan titik didih pelarut dinyatakan
dengan Tb0. Larutan mendidih pada tekanan 1
atm. Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa
titik didih larutan (titik G) lebih tinggi daripada
titik didih air (titik D)
Senyawa Titik Didih Kb Tb = titik didih larutan – titik didih
pelarut
Air Murni 100 0,52 ΔTb = Kb ⋅ m
Kloroform 61,2 3,63
Keterangan :
Benzena 80,1 2,53 ΔTb = kenaikan titik didih molal
Kb = tetapan kenaikan titik didih molal
Contoh : m = molalitas larutan
Sebanyak 36 gram glukosa (Mr = 180)
dilarutkan dalam 250 mL air. Bila Kb air =
0,52 °C/m, hitunglah titik didih larutan
glukosa tersebut.
B. Sifat Koligatif Larutan
3. Penurunan Titik Beku
Titik beku terjadi pada saat tekanan uap larutan sama dengan tekanan uap padat. Titik
beku tidak terlalu dipengaruhi oleh tekanan udara luar. Air memiliki titik beku normal 0OC,
karena pada suhu tersebut tekanan uap air sama dengan tekanan uap es
Senyawa Titik Beku Kf ΔTf = Titik beku pelarut – titik beku
0 1,86 larutan
Air Murni 4,86
Kloroform -63,5 5,12 ΔTb = Kf ⋅ m
Benzena 5,5
Keterangan :
ΔTf = kenaikan titik beku molal
Kf = tetapan kenaikan titik beku molal
m = molalitas larutan
4. Tekanan Osmotik
Cairan murni atau larutan encer akan bergerak menembus membran atau rintangan untuk
mencapai larutan yang lebih pekat. Inilah yang dinamakan osmosis. Membran atau
rintangan ini disebut membran semipermiabel. Pada proses osmosis, air mengalir melalui
membran semipermiabel masuk ke dalam larutan sirop, mengencerkan larutan. Molekul
sirop tidak dapat melalui membran. Jadi air yang berada di luar tabung osmotik tetap murni
Tekanan osmotik termasuk dalam sifat-sifat koligatif karena besarnya hanya tergantung
pada jumlah partikel zat terlarut. J.H. Vant Hoff menemukan hubungan antara tekanan
osmotik larutan-larutan encer dengan persamaan gas ideal, yang dituliskan seperti berikut:
πV = nRT Keterangan:
π = tekanan osmotik
V = volume larutan (L)
n = jumlah mol zat terlarut
R = tetapan gas (0,082 L atm mol-1K-1)
T = suhu mutlak (K)
Dalam sistem analisis, dikenal larutan hipertonik yaitu larutan yang mempunyai
konsentrasi terlarut tinggi, larutan isotonik yaitu dua larutan yang mempunyai konsentrasi
terlarut sama, dan larutan hipotonik yaitu larutan dengan konsentrasi terlarut rendah.
Contoh :
Seorang pasien memerlukan larutan infus glukosa. Bila kemolaran
cairan tersebut 0,3 molar pada suhu tubuh 37 °C, tentukan
tekanan osmotiknya! (R = 0,082 L atm mol-1K-1)
Penyelesaian: Jawab :
M = 0,3 mol L–1 π = 0,3 × 0,082 × 310 K
T = 37 °C + 273 = 310 K = 7,626 L
R = 0,082 L atm mol-1K-1
C. Sifat Koligatif Larutan Elektrolit
Menurut ilmuwan Swedia bernama Svante Arrhenius, suatu larutan terurai menjadi ion
positif dan ion negatif. Misalkan pada larutan NaCl maka akan terionisasi menjadi ion
Na+ dan ion Cl–
NaCl(l) → Na+ (aq) + Cl– (aq)
Bagaimana hubungan harga i dengan derajat ionisasi (α )? Besarnya derajat ionisasi (α )
dinyatakan sebagai berikut.
Keterangan:
n = jumlah koefisien kation dan anion
α = derajat ionisasi
Bagaimana menentukan harga n? Perhatikan contoh menentukan harga n berikut.
H3 PO4 (l) → 3 H+ (aq)+ PO4 3 ¯(aq) maka n = 4
HCl(l) → H+ (aq) + Cl¯(aq) maka n = 2
Pada larutan elektrolit, maka rumus sifat koligatif larutan menjadi seperti berikut.
D. Penerapan Sifat Koligatif
Sifat koligatif larutan digunakan dalam:
1) Campuran pendingin
Campuran pendingin dibuat dengan menambahkan garam-garaman ke dalam es,
sehingga es mencair namun suhu campuran turun.
2) Cairan antibeku
Cairan antibeku akan menurunkan titik beku dan mencegah pembekuan. Cairan antibeku
yang baik adalah larut dalam campuran pendinginnya, viskositas rendah, tidak korosif
dan daya hantar panas yang baik.
3) Pencairan salju di jalan
Dilakukan dengan menaburkan garam dapur atau urea ke salju agar titik bekunya turun.
4) Membuat cairan fisiologis
Cairan fisiologis (infus, obat tetes mata, dll.) dibuat isotonik dengan cairan tubuh agar
tidak terjadi osmosis.
5) Desalinasi air laut
Dilakukan berdasarkan prinsip osmosis balik dengan memberi tekanan pada permukaan
air laut, sehingga terkumpul air murni
E. Rangkuman
Satuan konsentrasi yang digunakan dalam penentuan sifat koligatif larutan antara lain
molalitas, molaritas, dan fraksi mol. Sifat koligatif adalah sifat-sifat larutan yang tidak
bergantung pada jenis zat terlarut, tetapi hanya bergantung pada jumlah zat terlarut
dalam larutan.
Sifat koligatif larutan meliputi penurunan tekanan uap ( ΔP ), kenaikan titik didih ( ΔTb ),
penurunan titik beku ( ΔTf ), dan tekanan osmotik (π ).
Sifat koligatif larutan nonelektrolit dapat dirumuskan sebagai berikut.
D Besarnya sifat koligatif larutan elektrolit sama dengan larutan nonelektrolit dikalikan
dengan faktor Van't Hoff (i).
Harga faktor Van't Hoff adalah 1 + (n – 1)α