SIFAT KOLIGATIF LARUTAN

 Elektrolit dan Non Elektrolit, Contoh Soal, Pembahasan - Di alam bebas hampir tidak ditemukan zat cair murni 100 %. Hampir semua cairan yang ada di bumi berbentuk larutan atau campuran. Larutan merupakan campuran yang homogen, yaitu suatu campuran serba sama, antara zat terlarut (solute) dan zat pelarut (solvent), sehingga tidak dapat dibedakan satu sama lain. Adanya zat terlarut di dalam pelarut menyebabkan perubahan sifat fisik pada pelarut dan larutan tersebut. Sifat fisik yang mengalami perubahan misalnya penurunan tekanan uap, penurunan titik didih, kenaikan titik didih, dan tekanan osmosis.

Ada banyak hal yang menyebabkan larutan mempunyai sifat yang berbeda dengan pelarutnya. Salah satu sifat terpenting dari larutan adalah sifat koligatif larutan. Sifat koligatif didefinisikan sebagai sifat fisik larutan yang hanya ditentukan oleh jumlah partikel dalam larutan dan tidak tergantung jenis partikelnya.

Beberapa sifat koligatif yang akan dibicarakan dalam bab ini meliputi penurunan tekanan uap pelarut, penurunan titik beku larutan, kenaikan titik didih larutan, dan tekanan osmosis larutan. Misalnya kristal garam. Kristal garam diperoleh dari air laut yang diuapkan. Kristal garam tersebut, jika dilarutkan dalam air berubah menjadi partikel yang sangat kecil, sehingga garam dapat larut dalam air. Larutan garam merupakan campuran homogen.

Jumlah zat terlarut dalam suatu larutan dinyatakan dengan konsentrasi larutan. Konsentrasi menyatakan komposisi secara kuantitatif perbandingan zat terlarut dengan pelarut dan atau larutan. Ada beberapa cara untuk menyatakan secara kuantitatif komposisi tersebut, antara lain adalah molaritas, molalitas, dan fraksi mol. Ketiganya akan menjadi dasar untuk mempelajari sifat koligatif larutan, sehingga ketiganya harus dipelajari terlebih dahulu.

A. Molalitas dan Fraksi Mol

Dalam larutan, terdapat beberapa sifat zat yang hanya ditentukan oleh banyaknya partikel zat terlarut. Sifat ini disebut sebagai sifat koligatif larutan. Oleh karena sifat koligatif larutan ditentukan oleh banyaknya partikel zat terlarut, bab ini akan diawali dengan pembahasan mengenai konsentrasi larutan.

1. Molalitas

Pada pelajaran sebelumnya, kita menyatakan konsentrasi dengan persentase (%) dan molaritas (M). Dalam perhitungan molaritas, kuantitas larutan didasarkan pada volume. Anda tentu ingat, volume merupakan fungsi suhu (zat akan memuai ketika dipanaskan). Oleh karena sifat koligatif larutan dipengaruhi suhu, diperlukan suatu besaran yang tidak bergantung pada suhu. Besaran tersebut dinyatakan berdasarkan massa karena massa tidak bergantung pada suhu, baik dari kuantitas zat terlarut maupun pelarutnya. Untuk itu, digunakan molalitas yang menyatakan jumlah partikel zat terlarut (mol) setiap 1 kg pelarut (bukan larutan). Larutan yang dibuat dari 1 mol NaCl yang dilarutkan dalam 1.000 g air dinyatakan sebagai larutan 1 molal dan diberi lambang 1 m NaCl.

Gambar 1. Satuan konsentrasi molalitas memegang peranan penting dalam aktivitas di laboratorium

Molalitas didefinisikan dengan persamaan berikut.

Molalitas (m) = 

atau,

m = 

Keterangan :

m = molalitas (mol/kg)

Mr = massa molar zat terlarut (g/mol)

massa = massa zat terlarut (g)

p = massa zat pelarut (g)

Molalitas juga berguna pada keadaan lain, misalnya karena pelarut merupakan padatan pada suhu kamar dan hanya dapat diukur massanya, bukan volumenya sehingga tidak mungkin dinyatakan dalam bentuk molaritas. Perhatikanlah contoh soal penentuan molalitas berikut.

Contoh Soal Molalitas (1) :

Sebanyak 30 g urea (Mr = 60 g/mol) dilarutkan ke dalam 100 g air. Hitunglah molalitas larutan!

Pembahasan :

Mol urea = massa urea / Mr urea = 30 g / 60 g/mol = 0,5 mol

Massa pelarut = 100 g = 100 / 1.000 = 0,1 kg

Molalitas (m) = 0,5 mol / 0,1 kg = 5 m

Jadi, molalitas larutan urea adalah 5 m.

Contoh Soal Molalitas (2) :

Berapa gram NaCl yang harus dilarutkan dalam 500 g air untuk menghasilkan larutan 0,15 m?

Penyelesaian :

Molalitas artinya jumlah mol zat terlarut per kilogram pelarut. 0,15 m berarti 0,15 mol NaCl dalam 1 kg (1.000 g) air.

0,15 mol NaCl dalam 1.000 g H2O

Untuk menghitung jumlah mol NaCl yang diperlukan untuk 500 g H2O, kita dapat menggunakan hubungan tersebut sebagai faktor konversi. Kemudian, kita dapat menggunakan massa molar NaCl untuk mengubah mol NaCl menjadi massa NaCl.

500 g H2O x   = 4,38 g NaCl

Jadi, massa NaCl yang harus dilarutkan pada 500 g air untuk menghasilkan larutan 0,15 m adalah 4,38 g.

Contoh Soal Molalitas (3) :

Molalitas suatu larutan 20% berat C2H5OH (Mr = 46 g/mol) adalah....

Jawaban :

C2H5OH 20% artinya 20 gram

C2H5OH dalam 80 gram air :

m =   =   = 5,4

Jadi, kemolalan larutan 20% berat C2H5OH adalah 5,4 m.

Contoh Soal Molalitas (4) :

Berapakah kemolalan dari larutan 10% (w/w) NaCl? (w/w = persen berat)

Penyelesaian :

Larutan 10% (w/w), artinya = 

w berasal dari kata weight.

Untuk mengetahui kemolalan, kita harus mengetahui jumlah mol NaCl. 10 g NaCl dapat diubah menjadi mol dengan menggunakan massa molar NaCl (58,44 g/mol). Untuk mengetahui massa air, dapat dilakukan dengan cara pengurangan 100 g larutan NaCl oleh 10 g NaCl.

massa air = 100 g – 10 g = 90 g

Untuk menentukan kemolalan, dapat dilakukan konversi sebagai berikut.

Jadi, larutan 10% (w/w) NaCl memiliki konsentrasi 1,9 m.

2. Fraksi Mol

Fraksi mol merupakan satuan konsentrasi yang semua komponen larutannya dinyatakan berdasarkan mol. Fraksi mol komponen i, dilambangkan dengan xi adalah jumlah mol komponen i dibagi dengan jumlah mol semua komponen dalam larutan. Fraksi mol j adalah xj dan seterusnya. Jumlah fraksi mol dari semua komponen larutan adalah 1.

xi = 

xj = 

Total fraksi mol = xi + xj = 1

Perhatikanlah contoh soal penggunaan fraksi mol berikut.

Contoh Soal Fraksi mol (5) :

Larutan glukosa dibuat dengan melarutkan 18 g glukosa (Mr = 180 g/mol) ke dalam 250 g air. Hitunglah fraksi mol glukosa.

Jawaban :

Jadi, fraksi mol glukosa adalah 0,01.

Contoh Soal Fraksi mol (6) :

Berapa fraksi mol dan persen mol setiap komponen dari campuran 0,2 mol O2 dan 0,5 mol N2?

Kunci Jawaban :

Fraksi mol N2 bisa juga dihitung dengan cara:

XN2 = 1 – XO2 = 1 – 0,29 = 0,71

% mol O2 = 0,29 × 100% = 29%

% mol N2 = 0,71 × 100% = 71%

Jadi, fraksi mol O2 adalah 0,29 dan fraksi mol N2 adalah 0,71, sedangkan persen mol O2 adalah 29% dan persen mol N2 adalah 71%.